JP2000122575A - Display device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バックライトからの光と外光との双方を同時
に利用して表示を行う液晶表示装置において、バックラ
イトからの光の輝度を制御するための外光照度検出セン
サ及びバックライト照度検出センサを液晶表示パネルの
同一の面に一体的に形成しても、両照度検出センサが共
にセンサとして機能するようにする。
【解決手段】 液晶表示パネル１の一対のガラス基板
２、３のうち裏面側のガラス基板３の上面には外光照度
検出センサ４１及びバックライト照度検出センサ４２が
一体的に形成されている。そして、バックライト１１か
らの光は、表面側のガラス基板２の下面に設けられたク
ロム等の金属からなるブラックマスク４３によって反射
されてバックライト照度検出センサ４２に入射される。
(57) [Object] To provide an external light illuminance detection sensor for controlling the luminance of light from a backlight in a liquid crystal display device that performs display by simultaneously using both light from a backlight and external light. Even if the backlight illuminance detection sensors are integrally formed on the same surface of the liquid crystal display panel, both the illuminance detection sensors function as sensors. SOLUTION: An external light illuminance detection sensor 41 and a backlight illuminance detection sensor 42 are integrally formed on an upper surface of a glass substrate 3 on a back surface side of a pair of glass substrates 2 and 3 of a liquid crystal display panel 1. The light from the backlight 11 is reflected by a black mask 43 made of a metal such as chrome provided on the lower surface of the glass substrate 2 on the front surface side, and is incident on the backlight illuminance detection sensor 42.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶表示
パネルのような非発光型の表示パネルを備えた表示装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a non-light emitting type display panel such as a liquid crystal display panel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば液晶表示パネルのような非発光型
の表示パネルを備えた表示装置には、大別すると、透過
光を利用して表示する透過型のものと、反射光を利用し
て表示する反射型のものとがあるが、この両者を兼ねた
反射兼透過型のものもある。反射兼透過型の表示装置の
場合には、図示していないが、一般的に、非発光型の表
示パネルの裏面側に半透過半反射板を配置し、その裏面
側にバックライトを配置した構造となっている。そし
て、透過型として使用する場合には、バックライトを点
灯させ、バックライトからの光を半透過半反射板及び表
示パネルを透過させて表示パネルの表面側に出射させ、
これにより表示を行っている。一方、反射型として使用
する場合には、バックライトを点灯させず、表示パネル
の表面側から入射された外光を表示パネルを透過させて
半透過半反射板で反射させ、この反射光を表示パネルを
透過させて表示パネルの表面側に出射させ、これにより
表示を行っている。2. Description of the Related Art A display device having a non-light-emitting type display panel such as a liquid crystal display panel is roughly classified into a transmission-type display device using transmitted light and a reflection-type display device using reflected light. There is a reflective type for displaying, and a reflective and transmissive type that combines these two types. In the case of a reflective and transmissive display device, although not shown, a transflective semi-reflective plate is generally arranged on the back side of a non-emissive display panel, and a backlight is arranged on the back side. It has a structure. And when used as a transmissive type, the backlight is turned on, the light from the backlight is transmitted through the semi-transmissive semi-reflective plate and the display panel, and emitted to the front side of the display panel,
The display is thereby performed. On the other hand, when used as a reflection type, the backlight is not turned on, and external light incident from the front side of the display panel is transmitted through the display panel and reflected by the transflective plate, and the reflected light is displayed. The light is transmitted through the panel and emitted to the front side of the display panel, thereby performing display.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
表示装置では、外光とバックライトからの光との双方を
同時に利用して表示を行うこともできる。この場合、外
光の照度を外光照度検出センサで検出するとともに、バ
ックライトからの光の照度をバックライト照度検出セン
サで検出し、これらの検出結果に基づいて、バックライ
トからの光の輝度を制御することにより、外光とバック
ライトからの光との双方による表示パネルの画面輝度が
外光照度に応じた好適な画面輝度となるようにすること
が考えられる。また、表示パネルに外光照度検出センサ
及びバックライト照度検出センサを一体的に形成するこ
とが考えられる。しかしながら、表示パネルの同一の面
に外光照度検出センサ及びバックライト照度検出センサ
を一体的に形成すると、外光の入射方向とバックライト
からの光の入射方向とが互いに逆方向であるので、いず
れか一方の照度検出センサがセンサとして機能しなくな
ってしまう。この発明の課題は、表示パネルに一体的に
形成された照度検出センサのセンサ面が表示パネルに入
射する光の入射側と反対側にあっても、センサとして機
能するようにすることである。By the way, in such a display device, display can be performed by simultaneously using both external light and light from a backlight. In this case, the illuminance of the external light is detected by the external light illuminance detection sensor, the illuminance of the light from the backlight is detected by the backlight illuminance detection sensor, and the luminance of the light from the backlight is determined based on the detection results. By performing the control, it is conceivable that the screen luminance of the display panel by both the external light and the light from the backlight becomes a suitable screen luminance according to the illuminance of the external light. Further, it is conceivable to integrally form the external light illuminance detection sensor and the backlight illuminance detection sensor on the display panel. However, if the external light illuminance detection sensor and the backlight illuminance detection sensor are integrally formed on the same surface of the display panel, the incident direction of the external light and the incident direction of the light from the backlight are opposite to each other. One of the illuminance detection sensors will not function as a sensor. It is an object of the present invention to function as a sensor even if a sensor surface of an illuminance detection sensor integrally formed on a display panel is on a side opposite to an incident side of light incident on the display panel.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明は、相対向する
一対の基板を有する非発光型の表示パネルの裏面側に配
置されたバックライトからの光を利用しての表示及び外
光を利用しての表示を少なくとも行うことができる表示
装置であって、前記表示パネルの表面側の基板の裏面に
設けられた反射層と、前記表示パネルの裏面側の基板の
表面に一体的に形成され、前記反射層によって反射され
た光の照度を検出する照度検出センサと、該照度検出セ
ンサによる検出結果に基づいて前記バックライトからの
光の輝度を制御するバックライト輝度制御手段とを具備
したものである。この発明によれば、反射層によって反
射された光の照度を照度検出センサで検出するようにし
ているので、表示パネルに一体的に形成された照度検出
センサのセンサ面が表示パネルに入射する光の入射側と
反対側にあっても、センサとして機能するようにするこ
とができる。According to the present invention, a display using light from a backlight disposed on the back side of a non-light emitting type display panel having a pair of substrates opposed to each other and utilizing external light. A display device capable of performing at least the following display, wherein the reflective layer is provided on the back surface of the substrate on the front side of the display panel, and is integrally formed on the surface of the substrate on the back side of the display panel. And an illuminance detection sensor for detecting the illuminance of light reflected by the reflective layer, and backlight luminance control means for controlling the luminance of the light from the backlight based on a detection result by the illuminance detection sensor. It is. According to the present invention, the illuminance of the light reflected by the reflective layer is detected by the illuminance detection sensor, so that the sensor surface of the illuminance detection sensor integrally formed on the display panel is incident on the display panel. Can function as a sensor even on the side opposite to the incident side.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態を適
用した反射兼透過型の液晶表示装置の要部を示したもの
である。この液晶表示装置は、データラインと各画素電
極との間に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を有
するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１を備え
ている。液晶表示パネル１は、詳細には図示していない
が、一対のガラス基板２、３がほぼ枠状のシール材４を
介して貼り合わされ、シール材４の内側における両ガラ
ス基板２、３間に液晶が封入され、各ガラス基板２、３
の表面に偏光板５、６が貼り付けられたものからなって
いる。FIG. 1 shows a main part of a reflection / transmission type liquid crystal display device to which an embodiment of the present invention is applied. This liquid crystal display device includes an active matrix type liquid crystal display panel 1 having a switching element such as a thin film transistor between a data line and each pixel electrode. Although not shown in detail, the liquid crystal display panel 1 has a pair of glass substrates 2 and 3 bonded to each other with a substantially frame-shaped sealing material 4 interposed between the two glass substrates 2 and 3 inside the sealing material 4. Liquid crystal is sealed and each glass substrate 2, 3
Is formed by attaching polarizing plates 5 and 6 to the surface of the substrate.
【０００６】液晶表示パネル１の裏面側には反射機能を
備えたバックライト１１が配置されている。バックライ
ト１１は、液晶表示パネル１の裏面に設けられた光学シ
ート１２と、この光学シート１２の裏面に設けられた光
拡散層１３と、この光拡散層１３の裏面に設けられた光
学部材１４と、この光学部材１４の裏面側に設けられた
導光体１５と、この導光体１５の所定の一端面側に設け
られた光源１６とを備えている。光源１６は、直線状の
蛍光管１７と、この蛍光管１７からの光を導光体１５の
一端面に向けて反射させるためのリフレクタ１８とから
なっている。On the back side of the liquid crystal display panel 1, a backlight 11 having a reflection function is arranged. The backlight 11 includes an optical sheet 12 provided on the back surface of the liquid crystal display panel 1, a light diffusion layer 13 provided on the back surface of the optical sheet 12, and an optical member 14 provided on the back surface of the light diffusion layer 13. And a light guide 15 provided on the back surface side of the optical member 14 and a light source 16 provided on a predetermined one end surface side of the light guide 15. The light source 16 includes a linear fluorescent tube 17 and a reflector 18 for reflecting light from the fluorescent tube 17 toward one end surface of the light guide 15.
【０００７】導光体１５は、図２にも示すように、アク
リル樹脂等によって形成されたものであって、裏面を平
坦面とされ、裏面に垂直な所定の一端面を光入射面２１
とされ、表面を光入射面２１側から他端面側に向かうに
従って漸次薄肉となる階段状とされた構造となってい
る。この場合、階段状の表面は、裏面に平行な複数の段
面２２と、これらの段面２２に垂直な段差面（光出射
面）２３とからなっている。各段面２２上には、酸化シ
リコンからなる下地膜（図示せず）を介してアルミニウ
ムの蒸着膜等からなる反射膜２４が設けられている。導
光体１５の裏面には反射板２５が設けられている。そし
て、導光体１５は、その裏面を液晶表示パネル１に対し
て適宜に傾斜された状態で、液晶表示パネル１の裏面側
に配置されている。As shown in FIG. 2, the light guide 15 is made of an acrylic resin or the like, and has a flat back surface and a predetermined one end surface perpendicular to the back surface.
The surface has a step-like structure that gradually becomes thinner from the light incident surface 21 side to the other end surface side. In this case, the step-like surface includes a plurality of step surfaces 22 parallel to the back surface and a step surface (light emitting surface) 23 perpendicular to these step surfaces 22. On each of the step surfaces 22, a reflection film 24 made of a deposited film of aluminum or the like is provided via a base film (not shown) made of silicon oxide. A reflection plate 25 is provided on the back surface of the light guide 15. The light guide 15 is disposed on the back surface side of the liquid crystal display panel 1 with its back surface appropriately inclined with respect to the liquid crystal display panel 1.
【０００８】光学部材１４は、図２にも示すように、ア
クリル樹脂等によって形成されたものであって、表面を
平坦面とされ、裏面に複数の断面三角形状の突状部３１
が一定のピッチで形成された構造となっている。この場
合、突状部３１の一方の側面と空気との界面は第１の光
学界面３２となっており、突状部３１の他方の側面と空
気との界面は第２の光学界面３３となっており、各突状
部３１間における光学部材１４の裏面と空気との界面は
第３の光学界面３４となっている。そして、光学部材１
４は、その突状部３１の頂点を反射膜２４に近接または
当接された状態で、導光体１５上に配置されている。こ
の状態では、第１の光学界面３２は、導光体１５の段面
２２に対する角度（第１の光学界面３２の段差面２３と
対向する側の角度）が９０°以下であって、段差面２３
とほぼ平行する面またはそれに近い傾斜面となってい
る。第２の光学界面３３は、光学部材１４の表面の垂線
に対する角度が当該垂線と第１の光学界面３２とのなす
角度よりも大きい傾斜面となっている。第３の光学界面
３４は、導光体１５の段面２２とほぼ平行する面または
それに近い傾斜面となっている。なお、光学部材１４の
突状部３１のピッチは、液晶表示パネル１の画素ピッチ
とほぼ同じか、あるいは同画素ピッチの整数分の１とな
っている。また、導光体１５の段面２２のピッチは、光
学部材１４の突状部３１のピッチよりもやや大きくなっ
ている。As shown in FIG. 2, the optical member 14 is made of an acrylic resin or the like, has a flat surface, and has a plurality of triangular projections 31 on the rear surface.
Are formed at a constant pitch. In this case, the interface between one side surface of the protrusion 31 and the air is a first optical interface 32, and the interface between the other side surface of the protrusion 31 and the air is a second optical interface 33. The interface between the back surface of the optical member 14 and the air between the projections 31 is a third optical interface 34. And the optical member 1
Numeral 4 is arranged on the light guide 15 with the apex of the protruding portion 31 approaching or in contact with the reflection film 24. In this state, the angle of the first optical interface 32 with respect to the step surface 22 of the light guide 15 (the angle of the first optical interface 32 on the side facing the step surface 23) is 90 ° or less, and the step surface 23
The surface is substantially parallel to or an inclined surface close thereto. The second optical interface 33 is an inclined surface whose angle with respect to a perpendicular to the surface of the optical member 14 is larger than the angle between the perpendicular and the first optical interface 32. The third optical interface 34 is a surface substantially parallel to the step surface 22 of the light guide 15 or an inclined surface close thereto. Note that the pitch of the projecting portions 31 of the optical member 14 is substantially the same as the pixel pitch of the liquid crystal display panel 1 or is a fraction of the pixel pitch. Further, the pitch of the step surface 22 of the light guide 15 is slightly larger than the pitch of the protruding portions 31 of the optical member 14.
【０００９】光拡散層１３は、例えば、光散乱用微粒子
が分散された透明な粘着剤を光学部材１４の表面に塗布
したものからなっている。そして、光学シート１２は、
この光拡散層１３を介して光学部材１４の表面に貼り付
けられている。また、液晶表示パネル１は、光学シート
１２の表面に透明な粘着剤または両面粘着シート３５を
介して貼り付けられている。光学シート１２は、図３に
示すように、互いにほぼ直交する透過軸Ｐ及び反射軸Ｓ
を有し、透過軸Ｐに沿った偏光成分（Ｐ偏光成分）の光
を透過させ、反射軸Ｓに沿った偏光成分（Ｓ偏光成分）
の光を反射するようになっている。すなわち、この光学
シート１２の裏面側から、透過軸Ｐに沿ったＰ偏光成分
の光と反射軸Ｓに沿ったＳ偏光成分の光との双方を含む
光が入射されると、この入射光のうち透過軸Ｐに沿った
Ｐ偏光成分の光は光学シート１２を透過し、反射軸Ｓに
沿ったＳ偏光成分の光は光学シート１２で反射される。
このような半透過半反射特性は、光学シート１２の表面
側からの入射光に対しても同様である。The light diffusion layer 13 is formed by applying a transparent adhesive in which light scattering fine particles are dispersed on the surface of the optical member 14, for example. And the optical sheet 12
It is attached to the surface of the optical member 14 via the light diffusion layer 13. The liquid crystal display panel 1 is attached to the surface of the optical sheet 12 via a transparent adhesive or a double-sided adhesive sheet 35. As shown in FIG. 3, the optical sheet 12 has a transmission axis P and a reflection axis S that are substantially orthogonal to each other.
And transmits light of a polarization component (P polarization component) along the transmission axis P, and a polarization component (S polarization component) along the reflection axis S.
Light is reflected. That is, when light including both the P-polarized light component along the transmission axis P and the S-polarized light component along the reflection axis S is incident from the back surface side of the optical sheet 12, the incident light The light of the P polarization component along the transmission axis P is transmitted through the optical sheet 12, and the light of the S polarization component along the reflection axis S is reflected by the optical sheet 12.
Such a semi-transmissive and semi-reflective characteristic is the same for incident light from the surface side of the optical sheet 12.
【００１０】さて、この液晶表示装置を透過型として使
用する場合には、蛍光管１７を点灯させる。すると、蛍
光管１７からの光及びリフレクタ１８によって反射され
た反射光は導光体１５の光入射面２１に入射される。こ
の入射光は、例えば図２において実線の矢印で示すよう
に、反射膜２４や反射板２５で反射されながら導光体１
５内を横方向に進行し、各段差面（光出射面）２３から
出射される。この出射光は、同じく図２において実線の
矢印で示すように、光学部材１４の第１の光学界面３２
に入射され、第２の光学界面３３で全反射され、光学部
材１４の表面から出射され、光散乱層１３に入射されて
散乱される。この散乱光のうちＰ偏光成分の光は光学シ
ート１２を透過して液晶表示パネル１の裏面に入射さ
れ、Ｓ偏光成分の光は光学シート１２で反射される。し
かし、光学シート１２で反射された光は、反射膜２４で
反射され、光散乱層１３で再度散乱される。この散乱光
のうちＰ偏光成分の光は光学シート１２を透過して液晶
表示パネル１の裏面に入射され、Ｓ偏光成分の光は光学
シート１２で反射される。そして、このようなことが繰
り返されることにより、各段差面２３から出射された光
のほとんどが液晶表示パネル１の裏面に入射される。な
お、光学シート１２の透過軸と液晶表示パネル１の裏面
側の偏光板６の透過軸とは互いにほぼ平行となってい
る。そして、液晶表示パネル１の裏面に入射された光
は、液晶表示パネル１を透過して液晶表示パネル１の表
面側に出射され、これにより表示が行われることにな
る。When the liquid crystal display device is used as a transmission type, the fluorescent tube 17 is turned on. Then, the light from the fluorescent tube 17 and the reflected light reflected by the reflector 18 are incident on the light incident surface 21 of the light guide 15. The incident light is reflected by the reflection film 24 and the reflection plate 25 while being reflected by the light guide 1 as shown by a solid arrow in FIG. 2, for example.
5 travels in the horizontal direction, and is emitted from each step surface (light emitting surface) 23. The outgoing light is also applied to the first optical interface 32 of the optical member 14 as shown by the solid arrow in FIG.
And is totally reflected by the second optical interface 33, exits from the surface of the optical member 14, enters the light scattering layer 13 and is scattered. Of the scattered light, the light of the P-polarized component passes through the optical sheet 12 and is incident on the back surface of the liquid crystal display panel 1, and the light of the S-polarized component is reflected by the optical sheet 12. However, the light reflected by the optical sheet 12 is reflected by the reflection film 24 and is scattered again by the light scattering layer 13. Of the scattered light, the light of the P-polarized component passes through the optical sheet 12 and is incident on the back surface of the liquid crystal display panel 1, and the light of the S-polarized component is reflected by the optical sheet 12. By repeating such a process, most of the light emitted from each step surface 23 is incident on the back surface of the liquid crystal display panel 1. Note that the transmission axis of the optical sheet 12 and the transmission axis of the polarizing plate 6 on the back side of the liquid crystal display panel 1 are substantially parallel to each other. Then, the light incident on the back surface of the liquid crystal display panel 1 passes through the liquid crystal display panel 1 and is emitted to the front surface side of the liquid crystal display panel 1, whereby display is performed.
【００１１】一方、この液晶表示装置を反射型として使
用する場合には、蛍光管１７を点灯させず、外光を利用
することになる。すなわち、液晶表示パネル１の表面側
から入射された外光（直線偏光光）は液晶表示パネル１
を透過する。この透過光は、例えば図２において点線の
矢印で示すように、光学シート１２、光拡散層１３及び
光学部材１４を順に透過し、反射膜２４で反射される。
この反射光は、光学部材１４を透過し、光拡散層１３で
拡散される。この拡散光のほとんどは、上記の場合と同
様にして、光学シート１２を透過して液晶表示パネル１
の裏面に入射される。この入射光は、液晶表示パネル１
を透過して液晶表示パネル１の表面側に出射され、これ
により表示が行われることになる。On the other hand, when the liquid crystal display device is used as a reflection type, external light is used without turning on the fluorescent tube 17. That is, external light (linearly polarized light) incident from the surface side of the liquid crystal display panel 1 is
Through. The transmitted light is transmitted through the optical sheet 12, the light diffusion layer 13 and the optical member 14 in order, as shown by a dotted arrow in FIG.
This reflected light passes through the optical member 14 and is diffused by the light diffusion layer 13. Most of the diffused light passes through the optical sheet 12 and is transmitted through the liquid crystal display panel 1 in the same manner as described above.
Is incident on the back surface of. This incident light is transmitted to the liquid crystal display panel 1
And is emitted to the front side of the liquid crystal display panel 1 to perform display.
【００１２】次に、この液晶表示装置において、光源１
６からの光と外光との双方を同時に利用して表示を行う
場合について説明する。ところで、液晶表示パネル１の
好適な画面輝度（使用環境下で表示を充分な明るさで観
察することができる輝度）は使用環境の照度（以下、環
境照度という。）によって異なり、同じ画面輝度でも、
環境照度によっては画面が眩しすぎたり暗すぎたりす
る。例えば、夏期の直射日光下のような１０万ルクスを
越える高照度の使用環境下では、眩しすぎることにな
る。Next, in this liquid crystal display device, the light source 1
A case in which display is performed by simultaneously using both the light from the light source 6 and the external light will be described. By the way, the suitable screen luminance of the liquid crystal display panel 1 (the luminance at which the display can be observed with sufficient brightness under the use environment) differs depending on the illuminance of the use environment (hereinafter referred to as environment illuminance). ,
Depending on the ambient illumination, the screen may be too dazzling or too dark. For example, under a high illuminance use environment exceeding 100,000 lux, such as under direct sunlight in summer, it will be too dazzling.
【００１３】そこで、この液晶表示装置では、夏期の直
射日光下のような１０万ルクスを越える高照度の使用環
境下でも、眩しすぎない好適な画面輝度が得られるよう
にするために、主として反射膜２４による外光の反射率
と液晶表示パネル１の光の透過率とによって決まる装置
全体としての反射率（液晶表示パネル１の表面側から入
射する外光の強度と反射膜２４によって反射されて液晶
表示パネル１の表面側に出射される外光の強度との比）
を、外光のみを利用する通常の反射型液晶表示装置に比
べて低く設定している。Therefore, in this liquid crystal display device, in order to obtain a suitable screen luminance that is not excessively dazzling even in a use environment of high illuminance exceeding 100,000 lux, such as in direct sunlight in summer, the liquid crystal display device is mainly provided with a reflective surface. The reflectance of the entire device determined by the reflectance of external light by the film 24 and the transmittance of light of the liquid crystal display panel 1 (the intensity of external light incident from the surface side of the liquid crystal display panel 1 and the reflection by the reflective film 24 (Ratio with the intensity of external light emitted to the front side of the liquid crystal display panel 1)
Is set lower than that of a normal reflective liquid crystal display device using only external light.
【００１４】また、光源１６からの光の輝度を環境照度
等に応じて制御することにより、光源１６からの光と外
光との双方による液晶表示パネル１の画面輝度が環境照
度に応じた好適な画面輝度となるようにしている。すな
わち、この液晶表示装置では、環境照度等に応じて光源
１６からの光の輝度を制御するために、光源輝度制御手
段が備えられている。次に、この光源輝度制御手段につ
いて説明する。Further, by controlling the brightness of the light from the light source 16 in accordance with the ambient illuminance, etc., the screen brightness of the liquid crystal display panel 1 due to both the light from the light source 16 and the external light can be adjusted in accordance with the environmental illuminance. Screen brightness. That is, this liquid crystal display device is provided with a light source luminance control means for controlling the luminance of the light from the light source 16 according to the environmental illuminance and the like. Next, the light source luminance control means will be described.
【００１５】まず、図４はこの液晶表示装置の一部の概
略構成を示したものである。液晶表示パネル１の一対の
ガラス基板２、３のうち裏面側のガラス基板３の所定の
辺部は表面側のガラス基板２から突出されている。そし
て、この裏面側のガラス基板３の突出部の上面には外光
照度検出センサ４１が設けられている。また、図１に示
すシール材４の外側における裏面側のガラス基板３の上
面において表面側のガラス基板２と対向する部分の所定
の箇所にはバックライト照度検出センサ４２が設けられ
ている。この場合、表面側のガラス基板２の下面にはク
ロム等の金属からなるブラックマスク（反射層）４３が
設けられ、このブラックマスク４３によって外光がバッ
クライト照度検出センサ４２に入射されないようになっ
ている。そして、バックライト１１からの光がブラック
マスク４３で反射されてバックライト照度検出センサ４
２に入射されるようになっている。バックライト照度検
出センサ４２は、蛍光管１７の照度が経時変化により徐
々に低下していくので、これを検出するためのものであ
る。FIG. 4 shows a schematic configuration of a part of the liquid crystal display device. A predetermined side of the rear glass substrate 3 of the pair of glass substrates 2 and 3 of the liquid crystal display panel 1 projects from the front glass substrate 2. An external light illuminance detection sensor 41 is provided on the upper surface of the protruding portion of the glass substrate 3 on the back side. In addition, a backlight illuminance detection sensor 42 is provided at a predetermined position on the upper surface of the glass substrate 3 on the back surface outside the sealing material 4 shown in FIG. In this case, a black mask (reflection layer) 43 made of a metal such as chrome is provided on the lower surface of the glass substrate 2 on the front surface side, and the black mask 43 prevents external light from being incident on the backlight illuminance detection sensor 42. ing. Then, the light from the backlight 11 is reflected by the black mask 43 and the backlight illuminance detection sensor 4
2. The backlight illuminance detection sensor 42 detects the illuminance of the fluorescent tube 17 since it gradually decreases with time.
【００１６】このように、裏面側のガラス基板３の表面
に外光照度検出センサ４１及びバックライト照度検出セ
ンサ４２を設けても、表面側のガラス基板２の裏面に、
外光がバックライト照度検出センサ４２に入射しないよ
うにするとともに、バックライト１１からの光を反射さ
せてバックライト照度検出センサ４２に入射させるブラ
ックマスク４３を設けているので、両照度検出センサ４
１、４２が共にセンサとして機能するようにすることが
できる。すなわち、液晶表示パネル１の表面側のガラス
基板２の裏面に設けられたバックライト照度検出センサ
４２のセンサ面が液晶表示パネル１の裏面側に入射する
バックライト１１からの光の入射側と反対側にあって
も、バックライト照度検出センサ４２がセンサとして機
能するようにすることができる。As described above, even if the external light illuminance detection sensor 41 and the backlight illuminance detection sensor 42 are provided on the front surface of the glass substrate 3 on the back surface,
A black mask 43 is provided to prevent external light from entering the backlight illuminance detection sensor 42 and to reflect light from the backlight 11 to enter the backlight illuminance detection sensor 42.
1 and 42 can both function as sensors. That is, the sensor surface of the backlight illuminance detection sensor 42 provided on the back surface of the glass substrate 2 on the front surface side of the liquid crystal display panel 1 is opposite to the incident side of the light from the backlight 11 incident on the back surface side of the liquid crystal display panel 1. Even on the side, the backlight illuminance detection sensor 42 can function as a sensor.
【００１７】次に、図５はこの液晶表示装置の回路の要
部を示したものである。液晶表示パネル１の裏面側のガ
ラス基板３の上面の所定の箇所には外光照度検出部５１
が一体的に形成され、他の所定の箇所にはバックライト
照度検出部５２が一体的に形成されている。両照度検出
部５１、５２は同じ構造となっている。すなわち、照度
検出部５１、５２は、後述するダブルゲート型光電変換
薄膜トランジスタからなる照度検出センサ４１、４２
と、薄膜トランジスタからなる第１のスイッチング素子
５３、５４と、照度検出センサ４１、４２と第１のスイ
ッチング素子５３、５４との間に設けられた抵抗５５、
５６及びキャパシタ５７、５８と、照度検出センサ４
１、４２と抵抗５５、５６との間に接続された薄膜トラ
ンジスタからなる第２のスイッチング素子５９、６０と
を備えている。FIG. 5 shows the main part of the circuit of the liquid crystal display device. An external light illuminance detection unit 51 is provided at a predetermined location on the upper surface of the glass substrate 3 on the back side of the liquid crystal display panel 1.
Are integrally formed, and a backlight illuminance detection unit 52 is integrally formed at another predetermined position. The two illuminance detectors 51 and 52 have the same structure. That is, the illuminance detection units 51 and 52 are illuminance detection sensors 41 and 42 formed of a double-gate type photoelectric conversion thin film transistor described later.
A first switching element 53, 54 composed of a thin film transistor; a resistor 55 provided between the illuminance detection sensors 41, 42 and the first switching element 53, 54;
56, capacitors 57 and 58, and illuminance detection sensor 4
And second switching elements 59 and 60 made of thin film transistors connected between the first and second resistors 42 and the resistors 55 and 56.
【００１８】そして、分周器６１、６２から予め設定さ
れた時間だけ出力されるセンサ駆動信号が第２のスイッ
チング素子５９、６０に入力されている間に、照度検出
センサ４１、４２から検出照度に応じた電流がキャパシ
タ５７、５８に流れ、キャパシタ５７、５８に電荷が蓄
積される。そして、所定のタイミングで第１のスイッチ
ング素子５３、５４がオンすると、キャパシタ５７、５
８に蓄積された電荷に応じた光検出信号がレベルシフト
調整器６３、６４に入力される。レベルシフト調整器６
３、６４は、例えばＡ／Ｄ変換器からなり、入力された
光検出信号をパラレル信号に変換し、このパラレル信号
をパラレルシリアル変換器６５、６６に出力する。パラ
レルシリアル変換器６５、６６は入力されたパラレル信
号をシリアル信号に変換し、このシリアル信号を加算器
６７に出力する。加算器６７は入力された両シリアル信
号を加算し、加算信号を調光用制御信号発生器６８に出
力する。調光用制御信号発生器６８は入力された加算信
号に応じた調光用制御信号を調光機能付きインバータ６
９に出力する。調光機能付きインバータ６９は、光源１
６（図１参照）が調光用制御信号発生器６８からの調光
用制御信号に応じた輝度の光を発光するように、光源１
６（蛍光管１７）を駆動する。While the sensor drive signals output from the frequency dividers 61 and 62 for a preset time are input to the second switching elements 59 and 60, the detected illuminance is detected from the illuminance detection sensors 41 and 42. Flows through the capacitors 57 and 58, and charges are accumulated in the capacitors 57 and 58. Then, when the first switching elements 53, 54 are turned on at a predetermined timing, the capacitors 57, 5
Light detection signals corresponding to the electric charges accumulated in 8 are input to the level shift adjusters 63 and 64. Level shift adjuster 6
Each of the reference numerals 3 and 64 includes, for example, an A / D converter, converts an input photodetection signal into a parallel signal, and outputs the parallel signal to the parallel / serial converters 65 and 66. The parallel-serial converters 65 and 66 convert the input parallel signal into a serial signal, and output the serial signal to the adder 67. The adder 67 adds the two input serial signals and outputs the added signal to the dimming control signal generator 68. The dimming control signal generator 68 outputs a dimming control signal corresponding to the input addition signal to the inverter 6 having the dimming function.
9 is output. The inverter 69 with the dimming function is the light source 1
6 (see FIG. 1) emits light having a luminance corresponding to the dimming control signal from the dimming control signal generator 68.
6 (fluorescent tube 17) is driven.
【００１９】次に、光源輝度制御手段により光源１６か
らの光の輝度を環境照度等に応じて制御することについ
て、具体的な数値を挙げて説明する。まず、図６はこの
場合の液晶表示パネル１の画面輝度と環境照度との関係
を示したものである。前提条件として、環境照度に応じ
た液晶表示パネル１の好適な画面輝度は、夜間の街灯下
のような５０ルクスの環境照度では２０〜２００ニッ
ト、室内照明を点灯させたときの室内のような１０００
ルクスの環境照度では３０〜３００ニット、晴天時の木
陰のような３００００ルクスの環境照度では４００〜４
０００ニットであるとし、より好ましくは、５０ルクス
の環境照度では２０〜６０ニット、１０００ルクスの環
境照度では６０〜２００ニット、３００００ルクスの環
境照度では１０００〜３０００ニットであるとする。Next, control of the brightness of the light from the light source 16 by the light source brightness control means in accordance with the ambient illuminance and the like will be described with specific numerical values. First, FIG. 6 shows the relationship between the screen luminance of the liquid crystal display panel 1 and the environmental illuminance in this case. As a prerequisite, a suitable screen luminance of the liquid crystal display panel 1 according to the environmental illuminance is 20 to 200 nits at an ambient illuminance of 50 lux such as under a street lamp at night, such as in a room when indoor lighting is turned on. 1000
Lux ambient illuminance is 30-300 nits, and 30000 lux ambient illuminance such as shade of trees in fine weather is 400-4
000 nits, more preferably 20 to 60 nits at 50 lux environmental illuminance, 60 to 200 nits at 1000 lux environmental illuminance, and 1000 to 3000 nits at 30,000 lux environmental illuminance.
【００２０】さて、液晶表示パネル１の画面輝度Ｌ（ニ
ット）は、環境照度をＩ（ルクス）、光源１６からの光
の輝度をＢ（ニット）、液晶表示パネル１の光の透過率
をＴ（％）、上述の装置全体としての反射率をＲ（％）
としたとき、次の式（１）から求められる。 Ｌ＝Ｉ×Ｒ／４００＋Ｂ×Ｔ／１００……（１）The screen luminance L (nit) of the liquid crystal display panel 1 is represented by I (lux) of the environmental illuminance, B (nit) of the luminance of light from the light source 16, and T (light transmittance) of the liquid crystal display panel 1. (%), The reflectance of the above-described device as a whole is R (%)
Is obtained from the following equation (1). L = I × R / 400 + B × T / 100 (1)
【００２１】そこで、第１に、液晶表示パネル１の画面
輝度Ｌが、５０ルクスの環境照度で２０〜２００ニッ
ト、１０００ルクスの環境照度で３０〜３００ニット、
３００００ルクスの環境照度で４００〜４０００ニット
の範囲をそれぞれ満足する二次関数で表わされる輝度と
なるように、光源輝度制御手段により光源１６からの光
の輝度を環境照度等に応じて制御する。すなわち、この
場合の光源１６からの光の輝度の制御条件は、上記式
（１）から求められ、次の式（２）のようになる。 −2×10-8×Ｉ2＋0.015×I＋20≦Ｌ≦−3×10-7×Ｉ2＋0.113×Ｉ＋150…(2) Therefore, first, the screen brightness L of the liquid crystal display panel 1 is 20 to 200 nits at an environmental illuminance of 50 lux, 30 to 300 nits at an environmental illuminance of 1000 lux,
The luminance of the light from the light source 16 is controlled by the light source luminance control means according to the environmental illuminance and the like so that the luminance represented by a quadratic function satisfying the range of 400 to 4000 nits at the environmental illuminance of 30,000 lux, respectively. That is, the control condition of the luminance of the light from the light source 16 in this case is obtained from the above equation (1), and is as shown in the following equation (2). −2 × 10 −8 × I 2 + 0.015 × I + 20 ≦ L ≦ −3 × 10 −7 × I 2 + 0.113 × I + 150 ... (2)
【００２２】そして、図６において、曲線Ｍ1、Ｍ2は上
記式（２）から求められる画面輝度Ｌの最大値と最小値
を示す。すなわち、曲線Ｍ1、Ｍ2は次の式（３）、
（４）によってそれぞれ表わされる曲線である。 Ｌ（Ｍ1）＝−3×10-7×Ｉ2＋0.113×Ｉ＋150…（３） Ｌ（Ｍ2）＝−2×10-8×Ｉ2＋0.015×I＋20……（４） したがって、この両曲線Ｍ1、Ｍ2間の範囲Ｍは、環境照
度等に応じた液晶表示パネル１の好適な画面輝度の範囲
である。In FIG. 6, curves M 1 and M 2 indicate the maximum value and the minimum value of the screen luminance L obtained from the above equation (2). That is, the curves M 1 and M 2 are expressed by the following equation (3):
It is a curve respectively represented by (4). L (M 1 ) = − 3 × 10 −7 × I 2 + 0.113 × I + 150 (3) L (M 2 ) = − 2 × 10 −8 × I 2 + 0.015 × I + 20 (4) The range M between the two curves M 1 and M 2 is a range of a suitable screen luminance of the liquid crystal display panel 1 according to the environmental illuminance and the like.
【００２３】次に、第２に、液晶表示パネル１の画面輝
度Ｌが、５０ルクスの環境照度で２０〜６０ニット、１
０００ルクスの環境照度で６０〜２００ニット、３００
００ルクスの環境照度で１０００〜３０００ニットの範
囲をそれぞれ満足する二次関数で表わされる輝度となる
ように、光源輝度制御手段により光源１６からの光の輝
度を環境照度等に応じて制御する。すなわち、この場合
の光源１６からの光の輝度の制御条件は、上記式（１）
から求められ、次の式（５）のようになる。 −9×10-8×Ｉ2＋0.0453×I＋20≦Ｌ≦−2×10-7×Ｉ2＋0.0871×Ｉ＋50…(5)Next, second, the screen luminance L of the liquid crystal display panel 1 is set to 20 to 60 nits at an environmental illuminance of 50 lux.
60-200 nits at 300 lux lux, 300
The luminance of the light from the light source 16 is controlled by the light source luminance control means according to the environmental illuminance and the like so that the luminance represented by a quadratic function that satisfies the range of 1000 to 3000 nits at the environmental illuminance of 00 lux. That is, the control condition of the luminance of the light from the light source 16 in this case is represented by the above equation (1).
Is obtained from the following equation (5). −9 × 10 −8 × I 2 + 0.0453 × I + 20 ≦ L ≦ −2 × 10 −7 × I 2 + 0.0871 × I + 50 ... (5)
【００２４】そして、図６において、曲線Ｎ1、Ｎ2は上
記式（５）から求められる画面輝度Ｌの最大値と最小値
を示す。すなわち、曲線Ｎ1、Ｎ2は次の式（６）、
（７）によってそれぞれ表わされる曲線である。 Ｌ（Ｎ1）＝−2×10-7×Ｉ2＋0.0871×Ｉ＋50 …（６） Ｌ（Ｎ2）＝−9×10-8×Ｉ2＋0.0453×I＋20……（７） したがって、この両曲線Ｎ1、Ｎ2間の範囲Ｎは、環境照
度等に応じた液晶表示パネル１のより好適な画面輝度の
範囲である。In FIG. 6, curves N 1 and N 2 show the maximum and minimum values of the screen luminance L obtained from the above equation (5). That is, the curves N 1 and N 2 are given by the following equation (6):
It is a curve respectively represented by (7). L (N 1 ) = − 2 × 10 −7 × I 2 + 0.0871 × I + 50 (6) L (N 2 ) = − 9 × 10 −8 × I 2 + 0.0453 × I + 20 (7) The range N between the two curves N 1 and N 2 is a more preferable range of the screen luminance of the liquid crystal display panel 1 according to the environmental illuminance and the like.
【００２５】以上のように、この液晶表示装置では、光
源輝度制御手段により光源１６からの光の輝度を環境照
度等に応じて制御することにより、液晶表示パネル１の
画面輝度を曲線Ｍ1、Ｍ2間の範囲Ｍ、より好ましくは曲
線Ｎ1、Ｎ2間の範囲Ｎとすることができる。これによ
り、低照度から高照度の広い環境照度において、液晶表
示パネル１の画面輝度を好適もしくはより好適とするこ
とができる。As described above, in this liquid crystal display device, the luminance of the light from the light source 16 is controlled by the light source luminance control means in accordance with the ambient illuminance and the like, so that the screen luminance of the liquid crystal display panel 1 is represented by the curve M 1 , range M between M 2, more preferably in the range N between curve N 1, N 2. Thereby, the screen luminance of the liquid crystal display panel 1 can be made suitable or more preferable in a wide range of environmental illuminance from low illuminance to high illuminance.
【００２６】なお、図６における二点鎖線は、比較のた
めに、外光のみを利用する通常の反射型液晶表示装置の
画面輝度を表わしたものである。この二点鎖線で示す画
面輝度は、環境照度の変化に対して直線的に変化してい
る。そして、この通常の反射型液晶表示装置では、曲線
Ｍ1、Ｍ2間の範囲Ｍに対応する環境照度が約３００〜約
５０００ルクスの範囲であり、曲線Ｎ1、Ｎ2間の範囲Ｎ
に対応する環境照度が約５００〜約２０００ルクスの範
囲である。したがって、それ以上の環境照度では、液晶
表示パネルの画面が明るくなりすぎ、例えば夏期の直射
日光下のような１０万ルクスを越える高照度の使用環境
下では、液晶表示パネルの画面が眩しすぎて表示が見え
にくくなってしまう。一方、それ以下の環境照度では、
液晶表示パネルの画面が暗くなりすぎ、例えば夜間の屋
外のような暗い使用環境下では、表示を視認できる程度
の画面輝度が得られなくなってしまう。The two-dot chain line in FIG. 6 shows the screen brightness of a normal reflection type liquid crystal display device using only external light for comparison. The screen luminance indicated by the two-dot chain line changes linearly with the change in environmental illuminance. Then, in this conventional reflection type liquid crystal display device, ambient illuminance corresponding to the range M between curves M 1, M 2 ranges from about 300 to about 5000 lux, the range between the curve N 1, N 2 N
Is in the range of about 500 to about 2000 lux. Therefore, at a higher ambient illuminance, the screen of the liquid crystal display panel becomes too bright, and for example, under a high illuminance of more than 100,000 lux such as under direct sunlight in summer, the screen of the liquid crystal display panel becomes too dazzling. The display becomes difficult to see. On the other hand, if the ambient illumination is lower than that,
The screen of the liquid crystal display panel becomes too dark, and, for example, in a dark use environment such as outdoors at night, it is not possible to obtain a screen luminance enough to make the display visible.
【００２７】次に、照度検出センサ４１、４２の具体的
な構造について、図７を参照して説明する。裏面側のガ
ラス基板３の上面にはアルミニウム等の遮光性電極から
なるボトムゲート電極７１が設けられ、その上面全体に
は窒化シリコンからなるボトムゲート絶縁膜７２が設け
られている。ボトムゲート絶縁膜７２の上面においてボ
トムゲート電極７１に対応する部分にはアモルファスシ
リコンやポリシリコンからなる半導体層７３が設けられ
ている。半導体層７３の上面中央部には窒化シリコンか
らなるブロッキング層７４が設けられている。ブロッキ
ング層７４の上面両側及びその両側における半導体層７
３の上面にはｎ+シリコン層７５、７６が設けられてい
る。ｎ+シリコン層７５、７６の上面にはアルミニウム
等の遮光性電極からなるソース電極７７及びドレイン電
極７８が設けられ、その上面全体には窒化シリコンから
なるトップゲート絶縁膜７９が設けられている。トップ
ゲート絶縁膜７９の上面において半導体層７３に対応す
る部分にはＩＴＯ等の透明電極からなるトップゲート電
極８０が設けられ、その上面全体には窒化シリコンから
なるオーバーコート膜８１が設けられている。そして、
この照度検出センサ４１、４２では、その下面側から入
射された光がボトムゲート電極７１によって遮光されて
半導体層７３に直接入射しないようになっている。Next, a specific structure of the illuminance detection sensors 41 and 42 will be described with reference to FIG. A bottom gate electrode 71 made of a light-shielding electrode made of aluminum or the like is provided on the upper surface of the glass substrate 3 on the back side, and a bottom gate insulating film 72 made of silicon nitride is provided on the entire upper surface. A semiconductor layer 73 made of amorphous silicon or polysilicon is provided in a portion corresponding to the bottom gate electrode 71 on the upper surface of the bottom gate insulating film 72. At the center of the upper surface of the semiconductor layer 73, a blocking layer 74 made of silicon nitride is provided. Semiconductor layers 7 on both sides of the upper surface of blocking layer 74 and on both sides thereof
On the upper surface of 3, n + silicon layers 75 and 76 are provided. A source electrode 77 and a drain electrode 78 made of a light-shielding electrode made of aluminum or the like are provided on the upper surfaces of the n + silicon layers 75 and 76, and a top gate insulating film 79 made of silicon nitride is provided on the entire upper surface. A top gate electrode 80 made of a transparent electrode such as ITO is provided on a portion corresponding to the semiconductor layer 73 on the upper surface of the top gate insulating film 79, and an overcoat film 81 made of silicon nitride is provided on the entire upper surface. . And
In the illuminance detection sensors 41 and 42, the light incident from the lower surface side is shielded by the bottom gate electrode 71 so that the light does not directly enter the semiconductor layer 73.
【００２８】この照度検出センサ４１、４２では、ボト
ムゲート電極（ＢＧ）７１、半導体層７３、ソース電極
（Ｓ）７７及びドレイン電極（Ｄ）７８等によってボト
ムゲート型トランジスタが構成され、トップゲート電極
（ＴＧ）８０、半導体層７３、ソース電極（Ｓ）７７及
びドレイン電極（Ｄ）７８等によってトップゲート型ト
ランジスタが構成されている。すなわち、この照度検出
センサ４１、４２は、半導体層７３の下側及び上側にそ
れぞれボトムゲート電極（ＢＧ）７１及びトップゲート
電極（ＴＧ）８０が配置されたダブルゲート型光電変換
薄膜トランジスタによって構成され、その等価回路は図
８のように示すことができる。In these illuminance detection sensors 41 and 42, a bottom gate type transistor is constituted by a bottom gate electrode (BG) 71, a semiconductor layer 73, a source electrode (S) 77, a drain electrode (D) 78 and the like, and a top gate electrode. The (TG) 80, the semiconductor layer 73, the source electrode (S) 77, the drain electrode (D) 78, and the like constitute a top-gate transistor. That is, the illuminance detection sensors 41 and 42 are configured by double-gate photoelectric conversion thin film transistors in which a bottom gate electrode (BG) 71 and a top gate electrode (TG) 80 are arranged below and above the semiconductor layer 73, respectively. The equivalent circuit can be shown as in FIG.
【００２９】次に、この照度検出センサ４１、４２の動
作について説明する。まず、図９（Ａ）に示すように、
ソース電極（Ｓ）−ドレイン電極（Ｄ）間に正電圧（例
えば＋５Ｖ）が印加された状態において、ボトムゲート
電極（ＢＧ）に正電圧（例えば＋１０Ｖ）が印加される
と、半導体層７３にチャネルが形成され、ドレイン電流
が流れる。この状態で、トップゲート電極（ＴＧ）にボ
トムゲート電極（ＢＧ）の電界によるチャネルを消滅さ
せるレベルの負電圧（例えば−２０Ｖ）が印加される
と、トップゲート電極（ＴＧ）からの電界がボトムゲー
ト電極（ＢＧ）の電界によるチャネル形成に対してそれ
を妨げる方向に働き、チャネルがピンチオフされる。こ
のとき、トップゲート電極（ＴＧ）側から半導体層７３
に光が照射されると、半導体層７３のトップゲート電極
（ＴＧ）側に電子−正孔対が誘起される。この電子−正
孔対は半導体層７３のチャネル領域に蓄積され、トップ
ゲート電極（ＴＧ）の電界を打ち消す。このため、半導
体層７３にチャネルが形成され、ドレイン電流が流れ
る。このドレイン電流は半導体層７３への入射光量に応
じて変化する。そして、このドレイン電流により、図５
に示すキャパシタ５７、５８に電荷が蓄積されることに
なる。Next, the operation of the illuminance detection sensors 41 and 42 will be described. First, as shown in FIG.
When a positive voltage (for example, +10 V) is applied to the bottom gate electrode (BG) in a state where a positive voltage (for example, +5 V) is applied between the source electrode (S) and the drain electrode (D), a channel is formed in the semiconductor layer 73. Is formed, and a drain current flows. In this state, when a negative voltage (for example, −20 V) is applied to the top gate electrode (TG) to eliminate a channel due to the electric field of the bottom gate electrode (BG), the electric field from the top gate electrode (TG) becomes lower. The gate electrode (BG) acts in a direction that hinders channel formation due to the electric field, and the channel is pinched off. At this time, the semiconductor layer 73 is placed from the top gate electrode (TG) side.
Is irradiated with light, electron-hole pairs are induced on the top gate electrode (TG) side of the semiconductor layer 73. The electron-hole pairs are accumulated in the channel region of the semiconductor layer 73 and cancel the electric field of the top gate electrode (TG). Therefore, a channel is formed in the semiconductor layer 73, and a drain current flows. This drain current changes according to the amount of light incident on the semiconductor layer 73. Then, by this drain current, FIG.
Are stored in the capacitors 57 and 58 shown in FIG.
【００３０】次に、この照度検出センサ４１、４２をリ
セットする場合について、図９（Ｂ）を参照して説明す
る。ボトムゲート電極（ＢＧ）に正電圧（＋１０Ｖ）が
印加された状態において、トップゲート電極（ＴＧ）を
例えば０Ｖにすると、半導体層７３とトップゲート絶縁
膜７９との間のトラップ準位から正孔を吐き出させてリ
フレッシュ、つまりリセットすることができる。すなわ
ち、連続して使用されると、半導体層７３とトップゲー
ト絶縁膜７９との間のトラップ準位が光照射により発生
する正孔とドレイン電極（Ｄ）から注入される正孔とに
よって埋められていき、光無入射状態でのチャネル抵抗
が小さくなり、光無入射時にドレイン電流が増加する。
そこで、トップゲート電極（ＴＧ）を０Ｖとし、この正
孔を吐き出させてリセットする。Next, a case where the illuminance detection sensors 41 and 42 are reset will be described with reference to FIG. When a positive voltage (+10 V) is applied to the bottom gate electrode (BG) and the top gate electrode (TG) is set to, for example, 0 V, holes from the trap level between the semiconductor layer 73 and the top gate insulating film 79 are removed. To be refreshed, that is, reset. That is, when used continuously, the trap level between the semiconductor layer 73 and the top gate insulating film 79 is filled with holes generated by light irradiation and holes injected from the drain electrode (D). As a result, the channel resistance in the light non-incident state decreases, and the drain current increases in the light non-incident state.
Therefore, the top gate electrode (TG) is set to 0 V, and the holes are discharged to reset.
【００３１】ところで、この照度検出センサ４１、４２
のドレイン電流が外光照度に対して１μＡに達するまで
の反応時間を調べたところ、一例として、図１０に示す
結果が得られた。この図から明らかなように、照度検出
センサ４１、４２のドレイン電流が１μＡに達するまで
の反応時間は、外光照度が高くなるほど短くなる。この
結果、反応時間から環境照度及びバックライト照度を求
めることができる。そこで、例えば図５に示す第１のス
イッチング素子５３、５４をオンするタイミングとし
て、照度検出センサ４１、４２から１μＡ以上の電流が
流れた時点とすることもできる。なお、ドレイン電流が
０．１μＡに達するまでとした場合には、反応時間は約
１０分の１となり、１０μＡに達するまでとした場合に
は、反応時間は約１０倍となる。Incidentally, the illuminance detection sensors 41, 42
The reaction time required for the drain current to reach 1 μA with respect to the illuminance of external light was examined. As a result, the result shown in FIG. 10 was obtained. As is clear from this figure, the reaction time until the drain current of the illuminance detection sensors 41 and 42 reaches 1 μA becomes shorter as the illuminance of external light increases. As a result, the environmental illuminance and the backlight illuminance can be obtained from the reaction time. Therefore, for example, the timing at which the first switching elements 53 and 54 shown in FIG. 5 are turned on may be the time when a current of 1 μA or more flows from the illuminance detection sensors 41 and 42. When the drain current reaches 0.1 μA, the reaction time becomes about 1/10, and when the drain current reaches 10 μA, the reaction time becomes about 10 times.
【００３２】次に、照度検出センサ４１、４２の形成方
法の一例について、アクティブマトリクス型の液晶表示
装置におけるスイッチング素子としてのＭＩＳ型薄膜ト
ランジスタの形成方法と併せ、図１１を参照して説明す
る。裏面側のガラス基板３の上面の薄膜トランジスタ等
形成領域にアルミニウム等からなるゲート電極９１を形
成するとともに、同上面の照度検出センサ形成領域にア
ルミニウム等からなるボトムゲート電極７１を形成す
る。次に、上面全体には窒化シリコンからなるボトムゲ
ート絶縁膜７２を形成する。次に、ボトムゲート絶縁膜
７２の上面の薄膜トランジスタ等形成領域にアモルファ
スシリコンやポリシリコンからなる半導体層９２を形成
するとともに、同上面の照度検出センサ形成領域にアモ
ルファスシリコンやポリシリコンからなる半導体層７３
を形成する。次に、半導体層９２、７３の上面中央部に
窒化シリコンからなるブロッキング層９３、７４を形成
する。次に、ブロッキング層９３、７４の上面両側及び
その両側における半導体層９２、７３の上面にｎ+シリ
コン層９４、９５、７５、７６を形成する。次に、ｎ+
シリコン層９４、９５、７５、７６の上面にアルミニウ
ム等からなるソース電極９６、ドレイン電極９７、ソー
ス電極７７、ドレイン電極７８を形成する。次に、上面
全体には窒化シリコンからなるトップゲート絶縁膜７９
を形成する。次に、トップゲート絶縁膜７９の上面の薄
膜トランジスタ等形成領域にＩＴＯ等の透明電極からな
る画素電極９８を形成するとともに、同上面の照度検出
センサ形成領域にＩＴＯ等の透明電極からなるトップゲ
ート電極８０を形成する。この場合、画素電極９８は、
トップゲート絶縁膜７９に形成されたコンタクトホール
９９を介してソース電極９６に接続される。次に、画素
電極９８の所定の部分を除く上面全体に窒化シリコンか
らなるオーバーコート膜８１を形成する。Next, an example of a method of forming the illuminance detection sensors 41 and 42, together with a method of forming an MIS type thin film transistor as a switching element in an active matrix type liquid crystal display device, will be described with reference to FIG. A gate electrode 91 made of aluminum or the like is formed in a region where a thin film transistor or the like is formed on the upper surface of the glass substrate 3 on the back surface, and a bottom gate electrode 71 made of aluminum or the like is formed in a region where the illuminance detection sensor is formed on the upper surface. Next, a bottom gate insulating film 72 made of silicon nitride is formed on the entire upper surface. Next, a semiconductor layer 92 made of amorphous silicon or polysilicon is formed in a thin film transistor formation region on the upper surface of the bottom gate insulating film 72, and a semiconductor layer 73 made of amorphous silicon or polysilicon is formed in the illuminance detection sensor formation region on the same upper surface.
To form Next, blocking layers 93 and 74 made of silicon nitride are formed at the center of the upper surfaces of the semiconductor layers 92 and 73. Next, n + silicon layers 94, 95, 75 and 76 are formed on both sides of the upper surfaces of the blocking layers 93 and 74 and on the upper surfaces of the semiconductor layers 92 and 73 on both sides thereof. Then, n +
A source electrode 96, a drain electrode 97, a source electrode 77, and a drain electrode 78 made of aluminum or the like are formed on the upper surfaces of the silicon layers 94, 95, 75, and 76. Next, a top gate insulating film 79 made of silicon nitride is formed on the entire upper surface.
To form Next, a pixel electrode 98 made of a transparent electrode such as ITO is formed in a region where a thin film transistor or the like is formed on the upper surface of the top gate insulating film 79, and a top gate electrode formed of a transparent electrode such as ITO is formed in a region where the illuminance detection sensor is formed on the same upper surface. Form 80. In this case, the pixel electrode 98
It is connected to source electrode 96 via contact hole 99 formed in top gate insulating film 79. Next, an overcoat film 81 made of silicon nitride is formed on the entire upper surface of the pixel electrode 98 except for a predetermined portion.
【００３３】かくして、薄膜トランジスタ等形成領域に
ＭＩＳ型薄膜トランジスタ及び画素電極９８が形成さ
れ、照度検出センサ形成領域にＭＩＳ型薄膜トランジス
タからなる照度検出センサが形成される。このように、
照度検出センサ４１、４２をスイッチング素子としての
ＭＩＳ型薄膜トランジスタ及び画素電極９８の形成と同
時に形成することができるので、製造工程数が増加しな
いようにすることができる。しかも、照度検出センサ４
１、４２を液晶表示パネル１の裏面側のガラス基板３上
に一体的に形成しているので、照度検出センサ４１、４
２を備えても、部品点数が増加しないようにすることが
できる。Thus, the MIS type thin film transistor and the pixel electrode 98 are formed in the region where the thin film transistor and the like are formed, and the illuminance detection sensor including the MIS type thin film transistor is formed in the illuminance detection sensor formation region. in this way,
Since the illuminance detection sensors 41 and 42 can be formed simultaneously with the formation of the MIS type thin film transistor as the switching element and the pixel electrode 98, the number of manufacturing steps can be prevented from increasing. Moreover, the illuminance detection sensor 4
1 and 42 are integrally formed on the glass substrate 3 on the back surface side of the liquid crystal display panel 1, so that the illuminance detection sensors 41 and 4
2, the number of components can be prevented from increasing.
【００３４】なお、上記実施形態では、図４に示すよう
に、外光照度検出センサ４１を裏面側のガラス基板３の
突出部の上面に形成した場合について説明したが、これ
に限定されるものではない。例えば、図１２に示すよう
に、図１に示すシール材４の外側における裏面側のガラ
ス基板３の上面において表面側のガラス基板２と対向す
る部分の所定の箇所に外光照度検出センサ４１を形成す
るようにしてもよい。このようにした場合には、外光が
表面側のガラス基板２（このガラス基板２の下面に顔料
入りの樹脂等からなるカラーフィルタが形成されている
場合には、ガラス基板２及びカラーフィルタ）及びブラ
ックマスク４３に形成された開口部４３ａを透過して外
光照度検出センサ４１に入射されることになるので、外
光の光量が数十％程度低下することになる。したがっ
て、図４に示す場合と比較して、外光照度検出センサ４
１の外光に対する反応時間を少し長めとすることができ
る。そこで、図４に示す場合と図１２に示す場合の２種
類の外光照度検出センサ４１を設置した場合には、感度
範囲を広くすることができる。In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the case where the external light illuminance detection sensor 41 is formed on the upper surface of the projecting portion of the glass substrate 3 on the back side has been described. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, as shown in FIG. 12, an external light illuminance detection sensor 41 is formed at a predetermined portion of the upper surface of the glass substrate 3 on the back surface outside the sealing material 4 shown in FIG. You may make it. In this case, external light is emitted from the glass substrate 2 on the front side (when a color filter made of a resin containing pigment is formed on the lower surface of the glass substrate 2, the glass substrate 2 and the color filter) Further, since the light passes through the opening 43a formed in the black mask 43 and enters the external light illuminance detection sensor 41, the light amount of the external light is reduced by about several tens%. Therefore, as compared with the case shown in FIG.
1 can slightly increase the reaction time to external light. Therefore, when two types of external light illuminance detection sensors 41 are installed, the case shown in FIG. 4 and the case shown in FIG. 12, the sensitivity range can be widened.
【００３５】次に、図１３はこの発明の他の実施形態を
適用した液晶表示装置の一部の概略構成を示したもので
ある。この液晶表示装置では、図１に示すシール材４の
外側における裏面側のガラス基板３の上面において表面
側のガラス基板２と対向する部分の所定の箇所に外光及
びバックライト照度検出センサ４４が設けられている。
一方、表面側のガラス基板２の下面にはクロム等の金属
からなるブラックマスク（反射層）４３が設けられてい
る。この場合、ブラックマスク４３の外光及びバックラ
イト照度検出センサ４４と対応しない所定の箇所には開
口部４３ａが形成されている。そして、外光はブラック
マスク４３によって反射されることにより外光及びバッ
クライト照度検出センサ４４に直接入射されないが、ブ
ラックマスク４３の開口部４３ａを透過して入射された
外光が反射機能を備えたバックライト１１によって反射
され、さらにブラックマスク４３によって反射されて外
光及びバックライト照度検出センサ４４に入射される。
一方、バックライト１１からの光はブラックマスク４３
によって反射されてバックライト照度検出センサ４２に
入射される。したがって、この場合には、外光及びバッ
クライト照度検出センサ４４によって外光及びバックラ
イトの合計照度が検出されることとなり、外光の照度及
びバックライトの照度を検出するための照度検出センサ
は１つで済み、回路構成を簡略化することができる。Next, FIG. 13 shows a schematic configuration of a part of a liquid crystal display device to which another embodiment of the present invention is applied. In this liquid crystal display device, an external light and backlight illuminance detection sensor 44 is provided at a predetermined position on the upper surface of the glass substrate 3 on the back surface outside the sealing material 4 shown in FIG. Is provided.
On the other hand, a black mask (reflection layer) 43 made of metal such as chrome is provided on the lower surface of the glass substrate 2 on the front side. In this case, an opening 43a is formed in a predetermined portion of the black mask 43 that does not correspond to the external light and the backlight illuminance detection sensor 44. The external light is reflected by the black mask 43 and is not directly incident on the external light and the backlight illuminance detection sensor 44, but the external light transmitted through the opening 43 a of the black mask 43 has a reflection function. The light is reflected by the backlight 11, further reflected by the black mask 43, and enters the outside light and the backlight illuminance detection sensor 44.
On the other hand, the light from the backlight 11 is
And is incident on the backlight illuminance detection sensor 42. Therefore, in this case, the total illuminance of the external light and the backlight is detected by the external light and the backlight illuminance detection sensor 44, and the illuminance detection sensor for detecting the illuminance of the external light and the illuminance of the backlight is provided. Only one is required, and the circuit configuration can be simplified.
【００３６】なお、上記説明では、照度検出センサ４
１、４２としてダブルゲート型光電変換薄膜トランジス
タを用いた場合について説明したが、これに限らず、ス
イッチング素子としての薄膜トランジスタの形成と同時
に形成することができるｐｎ型光ダイオード等を用いて
もよい。また、上記説明では、蛍光管１７を用いた場合
について説明したが、これに限らず、直線状の発光ダイ
オードアレイ等を用いてもよい。また、上記説明では、
階段状の段面２２上に反射膜２４を有する導光体１５等
からなるバックライト１１を用いた場合について説明し
たが、これに限定されるものではない。例えば、図示し
ていないが、液晶表示パネルの裏面側に光学シートを配
置し、その裏面側にＥＬ等からなるバックライトを配置
するようにしてもよい。さらに、上記説明では、この発
明を液晶表示装置に適用した場合について説明したが、
これに限らず、他の非発光型の表示パネルを備えた表示
装置にも適用することができる。In the above description, the illuminance detection sensor 4
The case where a double-gate type photoelectric conversion thin film transistor is used as 1 and 42 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a pn-type photodiode or the like that can be formed simultaneously with the formation of the thin film transistor as a switching element may be used. In the above description, the case where the fluorescent tube 17 is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and a linear light emitting diode array or the like may be used. Also, in the above description,
Although the case where the backlight 11 including the light guide 15 having the reflection film 24 on the stepped step surface 22 is used has been described, the present invention is not limited to this. For example, although not shown, an optical sheet may be arranged on the back side of the liquid crystal display panel, and a backlight made of EL or the like may be arranged on the back side. Further, in the above description, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display device has been described.
The present invention is not limited to this, and can be applied to a display device having another non-light emitting type display panel.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、反射層によって反射された光の照度を照度検出セン
サで検出するようにしているので、表示パネルに一体的
に形成された照度検出センサのセンサ面が表示パネルに
入射する光の入射側と反対側にあっても、センサとして
機能するようにすることができる。As described above, according to the present invention, since the illuminance of the light reflected by the reflection layer is detected by the illuminance detection sensor, the illuminance detection integrated with the display panel is performed. Even if the sensor surface of the sensor is on the side opposite to the incident side of the light incident on the display panel, the sensor can function as a sensor.
【図１】この発明の一実施形態を適用した液晶表示装置
の要部の側面図。FIG. 1 is a side view of a main part of a liquid crystal display device to which an embodiment of the present invention is applied.
【図２】液晶表示装置の一部における光の進行を説明す
るために示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating the progress of light in a part of a liquid crystal display device.
【図３】光学シートを説明するために示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating an optical sheet.
【図４】液晶表示装置の一部の概略構成を示す側面図。FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a part of the liquid crystal display device.
【図５】液晶表示装置の要部の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of the liquid crystal display device.
【図６】液晶表示パネルの画面輝度と環境照度との関係
を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between screen luminance of a liquid crystal display panel and environmental illuminance.
【図７】照度検出センサの具体的な構造を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a specific structure of the illuminance detection sensor.
【図８】図７に示す照度検出センサの等価回路図。8 is an equivalent circuit diagram of the illuminance detection sensor shown in FIG.
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は照度検出センサの動作を説明
するために示す図。FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the operation of the illuminance detection sensor.
【図１０】照度検出センサのドレイン電流が外光照度に
対して１μＡに達するまでの反応時間を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a reaction time until a drain current of the illuminance detection sensor reaches 1 μA with respect to external light illuminance.
【図１１】照度検出センサの形成方法の一例を説明する
ために示す断面図。FIG. 11 is a sectional view illustrating an example of a method for forming the illuminance detection sensor.
【図１２】外光照度検出センサの他の設置例を示す側面
図。FIG. 12 is a side view showing another example of installation of the external light illuminance detection sensor.
【図１３】この発明の他の実施形態を適用した液晶表示
装置の一部の概略構成を示す側面図。FIG. 13 is a side view showing a schematic configuration of a part of a liquid crystal display device to which another embodiment of the present invention is applied.
１ 液晶表示パネル ２、３ ガラス基板 １１ バックライト ４１ 外光照度検出センサ ４２ バックライト照度検出センサ ４３ ブラックマスク（反射層） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display panel 2, 3 Glass substrate 11 Backlight 41 External light illuminance detection sensor 42 Backlight illuminance detection sensor 43 Black mask (reflection layer)
Claims (6)
の表示パネルの裏面側に配置されたバックライトからの
光を利用しての表示及び外光を利用しての表示を少なく
とも行うことができる表示装置であって、前記表示パネ
ルの表面側の基板の裏面に設けられた反射層と、前記表
示パネルの裏面側の基板の表面に一体的に形成され、前
記反射層によって反射された光の照度を検出する照度検
出センサと、該照度検出センサによる検出結果に基づい
て前記バックライトからの光の輝度を制御するバックラ
イト輝度制御手段とを具備することを特徴とする表示装
置。At least one of a display using light from a backlight and a display using external light disposed on a back side of a non-light-emitting display panel having a pair of substrates opposed to each other is performed. A reflective layer provided on the back side of the substrate on the front side of the display panel, and formed integrally on the surface of the substrate on the back side of the display panel, and reflected by the reflective layer. A display device comprising: an illuminance detection sensor that detects illuminance of light; and backlight luminance control means that controls luminance of light from the backlight based on a detection result by the illuminance detection sensor.
検出センサは前記バックライトから出射されて前記反射
層で反射された光の照度を検出するバックライト照度検
出センサであることを特徴とする表示装置。2. The illuminance detection sensor according to claim 1, wherein the illuminance detection sensor is a backlight illuminance detection sensor that detects illuminance of light emitted from the backlight and reflected by the reflection layer. Display device.
パネルの裏面側の基板の表面には外光の照度を検出する
外光照度検出センサが一体的に形成され、前記バックラ
イト輝度制御手段は前記外光照度検出センサによる検出
結果及び前記バックライト照度検出センサによる検出結
果に基づいて前記バックライトからの光の輝度を制御す
るようになっていることを特徴とする表示装置。3. An external light illuminance detection sensor for detecting illuminance of external light is integrally formed on a surface of a substrate on a rear surface side of the display panel, wherein the backlight luminance control means is provided. A display device, wherein brightness of light from the backlight is controlled based on a detection result by the external light illuminance detection sensor and a detection result by the backlight illuminance detection sensor.
検出センサは前記バックライトから出射されて前記反射
層で反射された光及び前記反射層で反射された外光の合
計照度を検出するようになっていることを特徴とする表
示装置。4. The illuminance detection sensor according to claim 1, wherein the illuminance detection sensor detects a total illuminance of light emitted from the backlight, reflected by the reflection layer, and external light reflected by the reflection layer. A display device, comprising:
おいて、前記反射層はブラックマスクによって形成され
ていることを特徴とする表示装置。5. The display device according to claim 1, wherein the reflection layer is formed by a black mask.
おいて、前記照度検出センサは、裏面側に遮光性を有す
る材料からなる第１ゲート電極が配置され、表面側に透
光性を有する材料からなる第２ゲート電極が配置された
光電変換薄膜トランジスタによって構成されていること
を特徴とする表示装置。6. The illuminance detection sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the illuminance detection sensor has a first gate electrode made of a material having a light-shielding property disposed on a back side, and has a light-transmitting property on a front side. A display device comprising a photoelectric conversion thin film transistor in which a second gate electrode made of a material having the same is arranged.
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