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JP2007094098A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

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JP2007094098A
JP2007094098A JP2005284457A JP2005284457A JP2007094098A JP 2007094098 A JP2007094098 A JP 2007094098A JP 2005284457 A JP2005284457 A JP 2005284457A JP 2005284457 A JP2005284457 A JP 2005284457A JP 2007094098 A JP2007094098 A JP 2007094098A
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Yutaka Kobashi
裕 小橋
Shin Koide
慎 小出
Shin Fujita
伸 藤田
Tomoyuki Ito
友幸 伊藤
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Sanyo Epson Imaging Devices Corp
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Abstract

【課題】温度及び個体ばらつきに対する補正を行い、フォトセンサーの精度を向上させ、S/N比の低下を抑制し、画質を向上させることを目的とする。
【解決手段】第1、第2の基板間に液晶が封入されてなる液晶パネルと、液晶パネルの第1の基板の面に光を照射するバックライト8と、周囲の光の照度を検出する光検出手段と、光検出手段による検出結果に応じてバックライト8を制御する照明制御手段12とが備えられ、光検出手段には、第1の基板もしくは第2の基板にそれぞれ設けられる第1,第2のフォトセンサー21,22が備えられ、第1のフォトセンサー21は、少なくとも外光Aが照射され、第2のフォトセンサー22は、外光遮光部28によって少なくとも外光Aの照射が遮断されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関する。
液晶表示装置には、画像を表示させる液晶パネルの背面から、バックライト(照明装置)によって光を照射する透過式のものがある。液晶パネルは、アクティブマトリクス基板とそれに対向する対向基板との間に液晶を封入した構成からなり、バックライトは、液晶パネルのアクティブマトリクス基板に対向して設けられている。このような構成からなる透過式の液晶表示装置では、暗い環境でバックライトの照度が必要以上に大きいと眩しくて使用し難くなるため、バックライトの輝度を周囲の明るさに応じて可変させる必要がある。また、透過式の液晶表示装置では、その消費電力の大半をバックライトによる電力消費が占めており、バックライトによる電力消費を低減させることで、液晶表示装置の消費電力の低減を実現することができる。また、透過型と外光からの反射を用いて表示を行う反射型の両方の特性を備えた半透過型(あるいは透過反射型)ディスプレイでもバックライトの制御が必要な事情は同じであり、外光が十分であればバックライトをOFFに出来るため、その消費電力節減効果はさらに大である。
そこで、従来の液晶表示装置には、周囲の明るさに応じてバックライトの輝度を自動的に調整する手段が備えられており、具体的には、周囲環境の明るさ(外光の照度)を検出するフォトセンサーと、フォトセンサーによる検出結果に応じてバックライトを制御するバックライト制御回路が備えられている(例えば、特許文献1,2参照。)。
フォトセンサーは、単体のフォトダイオード、フォトトランジスター、フォトIC(Integrated Circuit)などからなり、これらのパッケージをアクティブマトリクス基板の張り出し部上に実装すると、その実装場所が著しく制限されるが、フォトセンサーの上方の電子機器に開口を設けて外光を導入させる必要があるため、このような制限は強度やデザインの観点から好ましくない。また、対向基板よりパッケージが厚いとモジュール厚が増してしまう。そこで、アクティブマトリクス基板上に薄膜プロセスでフォトセンサーを形成することが好ましい。例えば、PIN接合薄膜ダイオード、電界効果型薄膜ダイオード、電界効果型薄膜トランジスタ、PN接合ダイオードなどを用い、逆バイアス条件でのオフ電流を用いてフォトセンサーとする構成が考えられる。すなわち、PIN接合薄膜ダイオード、電界効果型薄膜ダイオードであれば逆バイアス条件(バイアス電圧Vd<0)でのオフ電流Idを検出し、電界効果型薄膜トランジスタであればゲート電極に逆バイアスをかけ(Nチャネル型ならゲート・ソース間電圧Vgs<0、Pチャネル型ならゲート・ソース間電圧Vgs>0)、ドレイン・ソース電極間に一定のバイアス(ドレイン・ソース間電圧Vds)をかけたときのオフ電流Idsを検出すればよい。
このとき、フォトセンサーで検出されるオフ電流IR、Idsは、それぞれ次式が成立する。ただし、temp:温度、L:照度、Vd:アノード・カソード間電圧、Vgs:ゲート・ソース間電圧、Vds:ドレイン・ソース間電圧、である。
Figure 2007094098
Figure 2007094098
さらに、実験的にIphotoは照度Lに比例し、Ithermalは絶対温度の指数関数であることがわかっており、次の2式がそれぞれ成立する。ただし、EB:バリアー障壁エネルギー、k:ボルツマン定数、である。
Figure 2007094098
Figure 2007094098
一般的な単体のフォトダイオード、フォトトランジスター、フォトICにおいてはIphoto’は使用バイアス条件一定ではばらつきがほとんどなく、かつIphoto>>Ithermalであるので、Id,Idsを測定することでLを求めることができる。ここから、上記したフォトセンサーとバックライト制御回路とが備えられている液晶表示装置によれば、外光の照度をフォトセンサーで検知し、バックライト制御回路によってバックライトの輝度を自動的に調整することが可能であり、例えば、全く外光の無い状況ではバックライト輝度を最低限度にし、使用者が眩しくないようにするとともに必要以上の消費電力を消費することを防ぐことができる。また、外光が明るくなるに従って照度を徐々に上げ、外光によって透過表示が視認しずらくなることを防ぐことができる。さらに、半透過型液晶表示装置においては一定以上の明るさになった時はバックライトをOFFし、反射モードのみに切り替えることで消費電力の低減を図ることができる。
特開平4−291389号公報 特開2004−96593号公報
しかしながら、上記した従来の液晶表示装置では、バックライトの光を透過させるためにアクティブマトリクス基板が透明でなくてはならないため、一般的にアクティブマトリクス基板の基材として無アルカリガラス基板または石英基板を用いる必要があるが、この場合、プロセス温度等の制約から能動層として完全な単結晶半導体薄膜を形成することは困難であり、欠陥を多く含んだ多結晶薄膜やアモルファス薄膜を用いなくてはならない。したがって、アクティブマトリクス基板上に形成したフォトセンサーの能動層も欠陥が多くならざるを得なくなり、単結晶シリコン等を用いたフォトダイオード・フォトトランジスターと比較すると、
1)光による電流Iphotoに比べて熱による電流Ithermalが相対的に大きく無視できない、
2)同一バイアス条件でのIphoto’の個体ばらつき(照度に対する傾き)が大きい、
という問題をあり、これによって、フォトセンサーの精度が低下し、S/N比(信号・ノイズ比)の低下が顕著となり、外光に対するバックライト照度制御が正しく出来ないため、視認性が低下することになる。
本発明は上記した従来の問題が考慮されたものであり、光による電流Iphotoに比べて熱による電流Ithermalが相対的に大きいことに起因する温度による補正を行い、フォトセンサーの精度を向上させ、S/N比の低下を抑制し、液晶表示装置の視認性を向上させることを目的としている。また、Iphoto’の個体ばらつきが大きいことに起因するばらつきの補正を行い、フォトセンサーの精度を向上させ、S/N比の低下を抑制し、液晶表示装置の視認性を向上させることを目的としている。
本発明に係る液晶表示装置は、第1、第2の基板間に液晶が封入されてなる液晶パネルと、該液晶パネルの前記第1の基板の面に光を照射する照明装置と、周囲の光の照度を検出する光検出手段と、該光検出手段による検出結果に応じて前記照明装置を制御する照明制御手段とが備えられ、前記光検出手段には、前記第1の基板もしくは前記第2の基板にそれぞれ設けられる第1,第2のフォトセンサーが備えられ、該第1のフォトセンサーは、少なくとも外光が照射され、前記第2のフォトセンサーは、外光遮光部によって少なくとも外光の照射が遮断されていることを特徴としている。
このような特徴により、第1のフォトセンサーと第2のフォトセンサーの電流差を演算することで、Ithermalを除去したIphotoのみの値を正しく算出することができ、また、バックライトの照度による影響も除去して温度及びバックライト照度によらない正しい外光照度を算出することが出来るため、外光照度に応じた正しい照度調整を行えるため、視認性の良い液晶表示装置を実現できる。
また、本発明は、第2のフォトセンサーに、照明装置からの光が照射されている構成としてもよい。これにより、照明装置の照度を利用してフォトセンサーの照度依存項Iphoto’を正しく見積もることができるため、センサーの個別ばらつきがあっても正しく外光照度を算出することが出来る。
また、本発明は、上記した液晶表示装置において、前記照明装置の照度を互いに異なる第1,第2の照度に変化させて前記第1の照度における前記第2のフォトセンサーの出力値と前記第2の照度における前記第2のフォトセンサーの出力値との差から外光照度を算出する手段が備えられている構成としてもよい。
このような構成により、バックライトの照度を変えた時の第2のフォトセンサーの電流差からフォトセンサーの照度依存項Iphoto’を正しく見積もることができるため、センサーの個別ばらつきがあっても正しく外光照度を算出することが出来る。
また、本発明は、前記第1のフォトセンサー又は第2のフォトセンサーのうちの少なくとも一方が、照明光遮光部によって前記照明装置からの光の照射が遮断されている構成としてもよい。
このような構成により、第1のフォトセンサーと第2のフォトセンサーの電流差からフォトセンサーの照度依存項Iphoto’を正しく見積もることができるため、センサーの個別ばらつきがあっても正しく外光照度を算出することが出来る。また、少なくともどちらか一方のフォトセンサーが配置上、バックライトの照度を均一にあてることが出来ない時にも正しく外光照度を見積もることが出来る。
また、本発明は、前記第1のフォトセンサーが、照明光遮光部によって前記照明装置からの光の照射が遮断され、前記第2のフォトセンサーに、前記照明装置からの光が照射され、前記照明装置の照度を特定値に設定して前記第1のフォトセンサーの出力値と前記第2のフォトセンサーの出力値との差から前記特定値に対する外光照度の大小を検知する手段が備えられている構成としてもよい。
このような構成により、例えば、第1のフォトセンサーの出力値から第2のフォトセンサーの出力値を差し引いた出力差が正の値(プラス)であれば、外光の照度は、設定された特定値よりも大きいと判定され、一方、その出力差が負の値(マイナス)であれば、外光の照度は、設定された特定値よりも小さいと判定される。なお、第2のフォトセンサーの出力値から第1のフォトセンサーの出力値を差し引いて出力差を算出した場合は、その差がプラスであれば、外光の照度は、設定された特定値よりも小さいと判定され、一方、その出力差がマイナスであれば、外光の照度は、設定された特定値よりも大きいと判定される。これによって、例えば、外光の照度が少なくとも特定値に達しているか否かを正確に判定することができ、また、特定値の大きさを可変させながら、各特定値に対する外光照度の大小を検知する手段を行うことで正確な外光照度を検出することができる。
また、本発明は、前記第1の基板もしくは前記第2の基板が、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、前記アクティブ素子が、その能動層と前記第1の基板の基材との間にボトムゲート電極を有するボトムゲート構造のトランジスタ又は4端子トランジスタであり、前記照明光遮光部が、前記ボトムゲート電極と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、照明光遮光部とボトムゲート電極とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板もしくは前記第2の基板が、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、前記アクティブ素子が、その能動層と前記第1の基板の基材との間にトランジスタ遮光層を有するトップゲート構造のトランジスタであり、前記照明光遮光部が、前記トランジスタ遮光層と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、照明光遮光部とトランジスタ遮光層とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板が、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、前記アクティブ素子が、ゲート電極を有するトランジスタであり、前記外光遮光部が、前記ゲート電極と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部とゲート電極とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板が、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、前記外光遮光部は、前記アクティブマトリクス基板のデータ線と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部とデータ線とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板の液晶側の面に、反射電極が設けられ、前記外光遮光部が、前記反射電極と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部と反射電極とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板又は前記第2の基板の液晶側の面のうち少なくともいずれか一方に、画像を表示する表示エリアにブラックマトリクス層が設けられ、前記外光遮光部が、前記ブラックマトリクス層と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部とブラックマトリクス層とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記第1の基板又は前記第2の基板の液晶側の面のうち少なくともいずれか一方に、画像を表示する表示エリアにカラーフィルター層が設けられ、前記外光遮光部が、前記カラーフィルター層と同一材料で形成された膜である構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部とカラーフィルター層とを同一工程で形成することが可能となり、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、前記カラーフィルター層が、青表示に対応する第1のカラーフィルター層と、緑表示に対応する第2のカラーフィルター層と、赤表示に対応する第3のカラーフィルター層と、を有してなり、前記外光遮光部が、前記第1のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜、前記第2のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜、又は前記第3のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜のうち、何れか二種以上の膜を重ね合わせて形成されている構成としてもよい。
このような構成により、二種以上の膜を重ね合わせて外光遮光部が形成されるため、外光遮光部の遮光性が高められ、外光の照度を精度良く検出することができる。
また、本発明は、前記外光遮光部が、前記第1,第2の基板の間に介在するシール材と同一の樹脂で形成されている構成としてもよい。
このような構成により、外光遮光部とシール材とを同一工程で形成することができ、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、本発明に係る電子機器は、上記した液晶表示装置が備えられていることを特徴としている。
このような特徴により、上記した液晶表示装置と同様の作用及び効果を奏するため、いかなる状況下でも視認性を良好に保つことができるとともに、消費電力を低減させることができ、例えばバッテリーの駆動時間を長くすることができる。
以下、本発明に係る液晶表示装置及び電子機器の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図1は液晶表示装置の液晶モジュール1を表した部分破断図である。
図1に示すように、液晶モジュール1は、アクティブマトリクス基板2(第1の基板)と対向基板3(第2の基板)とでネマティック相液晶材料4(液晶)を挟持し、シール材5で両基板2,3を貼り合わせ液晶材料4を封入している。アクティブマトリクス基板2の画素電極上には、ポリイミドなどからなる配向材料が塗布されラビング処理された図示せぬ配向膜が形成されている。また、対向基板3には、画素に対応した図示せぬカラーフィルターと、光抜けを防止してコントラストを向上させるための図示せぬブラックマトリクスと、コモン電位が供給されるITO膜でなる対向電極とがそれぞれ形成され、その液晶材料4と接触する面には、ポリイミドなどからなる配向材料が塗布され、アクティブマトリクス基板2の配向膜のラビング処理方向と直交する方向にラビング処理されている。
さらに対向基板3の外側には、上偏向板6を、アクティブマトリクス基板2の外側には、下偏向板7を各々配置し、互いの偏光方向が直交するようにクロスニコル状に配置する。さらに下偏向板7下には、面光源を成すバックライトユニット8(照明装置)が配置される。バックライトユニット8は、冷陰極管やLED(light emitting diode)に導光板や散乱板をとりつけたものでも良いし、EL(Electroluminescence)素子によって全面発光するユニットでもよい。バックライトユニット8は、コネクタ9を通じて図示せぬ電子機器本体と接続され、電源が供給される。さらに、図示しないが、必要に応じて、周囲を外殻で覆っても良いし、あるいは上偏向板6のさらに上に保護用のガラスやアクリル板を取り付けても良いし、視野角改善のため光学補償フィルムを貼っても良い。
また、アクティブマトリクス基板2は、対向基板3から張り出す張出部2aが設けられ、その張出部2aにある図示せぬ信号入力端子には、FPC(Flexible Printed Circuit)10及び外部駆動IC11,11が実装され、アクティブマトリクス基板2上の複数の信号入力端子が電気的に接続されている。図1では、外部駆動IC11は2個のICで構成されているが、1個もしくは3個以上でもよい。FPC10は、電源IC、信号制御IC、コンデンサー、抵抗、ROM(read only memory)、バックライト制御ユニット12(照明制御手段)などを有する制御基板13に接続され、基準電位、制御信号、映像データをアクティブマトリクス基板2へ供給する。また、制御基板13はコネクタ14を通じてバックライトユニット8にも接続され、制御基板13上のバックライト制御ユニット12によってバックライトユニット8はそのON・OFF切替えおよび輝度(照度)調整が可能なようになっている。
なお、本実施例ではバックライトユニット8をアクティブマトリクス基板2の外に配置したが、逆に対向基板3の外に配置する構成も可能である。この場合、請求項でいう第1の基板とは対向基板3になり、第2の基板とはアクティブマトリクス基板2となる。
図2はアクティブマトリクス基板2を表す模式図である。
図2に示すように、アクティブマトリクス基板2上には、m本(mは自然数、例えばm=480)の走査線15とn本(nは自然数、例えばn=1920)のデータ線16が互いの交差して形成されており、m本の容量線17が走査線15と並行かつ走査線15と対となるように交互に配置されている。
また、走査線15は、走査線駆動回路18に接続され、また、データ線16にはデータ線駆動回路19が接続され、それぞれ表示に必要な駆動信号が与えられる。走査線駆動回路18およびデータ線駆動回路19には、複数の信号入力端子20…を介して図1に示す外部駆動IC11および制御基板13から必要な各種信号および電源電位を与えるための信号が供給される。走査線駆動回路18およびデータ線駆動回路19は、薄膜トランジスタを用いてアクティブマトリクス基板2上に一体形成されたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路である。
各容量線17は、相互に短絡され、図示せぬコモン電位配線を介して図示せぬコモン電位入力端子に接続されており、コモン電位信号(VCOM=−4.5V〜−0.5Vの反転信号)が供給される。さらに、アクティブマトリクス基板2上には、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22とがそれぞれ実装されており、これら第1,第2のフォトセンサー21,22によって、周囲の光の照度を検出する光検出ユニット(光検出手段)が構成されている。第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22からの出力信号は、信号入力端子20および図1に示すFPC10を介して、図1に示す制御基板13上のバックライト制御ユニット12にそれぞれ供給される。
図3は図2のA部の拡大図であり、走査線15とデータ線16との交差部を表す模式図である。
図3に示すように、走査線15とデータ線16の各交点に対応してNチャネル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスタよりなる画素スイッチング素子23(アクティブ素子)が形成されており、そのゲート電極31は走査線15に、ソース電極32はデータ線16に、ドレイン電極33は画素電極24にそれぞれ接続されている。画素電極24は液晶材料4を介して対向基板3の対向電極25(コモン電極)に接続されており、これによって液晶容量26が形成されている。また、画素電位側の画素電極24と容量線17とからなる補助容量27が、液晶容量26と並列に形成されている。
また、画素電極24の一部は下に図示せぬ反射電極が形成されており、この領域が反射表示に、それ以外の領域が透過表示に対応する、いわゆる半透過型液晶表示装置となっている。
なお、本実施例ではアクティブマトリクス基板2上に反射電極を形成する、いわゆる内面反射板構造をとっているが、反射電極をアクティブマトリクス基板2上に設けないいわゆる全透過型液晶表示装置の構成としてもよいし、図1に示す下偏光板7の下に微反射フィルムを挿入したいわゆる微反射型液晶表示装置としてもよい。
図4はバックライト制御ユニット12によってバックライトユニット8を制御する際のバックライト8の照度(輝度)と外光の照度との関係を表したグラフである。
図2、図4に示すように、2つのフォトセンサー21,22を用いて外光の照度を検出し、バックライト制御ユニット12によってバックライトユニット8の輝度を自動的に調整する。具体的には、全く外光の無い状況ではバックライトユニット8の照度を最低限度にし、使用者が眩しくないようにするとともに必要以上の消費電力を消費することを防ぐ。外光が明るくなるに従ってバックライトユニット8の照度を徐々に上げ、外光によって透過表示が視認しずらくなることを防ぐ。周囲環境が一定以上の明るさになった時はバックライトユニット8をOFFし、反射モードのみに切り替えることで消費電力の低減を図る。
第1のフォトセンサー21に少なくとも外光が照射される構成になっているとともに、第2のフォトセンサー22には少なくとも外光の照射が遮断されて外光が照射されない構成になっており、これら第1,第2のフォトセンサー21,22からそれぞれ出力された出力値に基いて外光照度が算出され、バックライトユニット8に送られる制御信号が補正される。以下に、外光照度を測定する構成について、第1〜第3の実施の形態をそれぞれ説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態における外光照度を測定するための概略構成について説明する。
図5は第1の実施の形態における外光照度を測定する構成を表した模式図である。
図5に示すように、アクティブマトリクス基板2(図2に示す。)上にそれぞれ配設された2つのフォトセンサー21,22のうち、第1のフォトセンサー21は、外光Aおよびバックライトユニット8からの光(以下、バックライト光Bと記す。)がそれぞれ照射される状態になっており、第2のフォトセンサー22は、外光Aが外光遮光膜28(外光遮光部)によって遮断されているとともにバックライト光Bが照射される状態になっている。
上記のように構成では、第1のフォトセンサー21を構成するダイオードまたはトランジスタに流れる電流I1(出力値)と第2のフォトセンサー22を構成するダイオードまたはトランジスタに流れる電流I2(出力値)は、それぞれ次式で表される。ここで、LAは第1のフォトセンサー21上での外光Aの照度であり、LB1は第1のフォトセンサー21上に照射されるバックライト光Bの照度であり、LB2は第2のフォトセンサー22上に照射されるバックライト光Bの照度であり、Vd1は第1のフォトセンサー21を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp1は第1のフォトセンサー21の絶対温度であり、Vd2は第2のフォトセンサー22を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp2は第2のフォトセンサー22の絶対温度である。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は遮光状態をのぞいて全く同一のデバイス構造であり、同一条件では同じ電流が流れるものとする。
Figure 2007094098
ここで、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22に同一のバイアス電圧を印加すると、Vd1=Vd2=Vd,Vgs1=Vgs2=Vgs,Vds1=Vds2=Vdsである。具体的には例えばVd=−4V、Vgs=−5V、Vds=−4Vなどとする。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は同一の基板アクティブマトリクス基板2に配置されてなるので、温度も等しいと出来るのでtemp1=tempに=tempである。また、Vd,Vgs,Vdsは一定となるように回路を構成すれば、Iphoto’(Vd),Iphoto’(Vgs,Vds)も定数(以下、単にIphoto’と略す)として扱えることになる。
上記の式および仮定から、第1のフォトセンサー21に流れる電流I1と第2のフォトセンサー22に流れる電流I2の差(I1−I2)は次式となる。
Figure 2007094098
上記の式における電流I1,I2は、第1,第2のフォトセンサー21,22からそれぞれ出力されるので、これを測定すれば上記の式から外光照度LAが算出される。算出された外光照度LAは熱リークを考慮した正確な値であり、この外光照度LAに基いてバックライトユニット8に送られる制御信号が補正される。これによって、これによって、温度による補正が行われた制御信号をバックライトユニット8に送ることができ、従来に比べより正確なバックライトユニット8の照度制御が可能であって視認性を向上させることができる。
また、Iphoto’は実際には製造工程の変動により製品毎に一定範囲のバラツキを有するが、バックライト制御ユニット12には、Iphoto’を算出する手段が備えられており、予め定まった定数を使用せず、製品ごとにIphoto’を算出することもできる。つまり、バックライトユニット8を操作してバックライト光Bの照度を第1の照度LB1から第2の照度LB2に可変させる。そして、第1の照度LB1のときの第2のフォトセンサー22に流れる電流I21を測定するとともに、第2の照度LB2のときの第2のフォトセンサー22に流れる電流I22を測定する。例えば、まず、バックライトユニット8をONにして、その時の第2のフォトセンサー22に流れる電流I21を測定し、その後、バックライトユニット8をOFFにして、その時の第2のフォトセンサー22に流れる電流I22を測定する。
このとき、それぞれの時(ON時、OFF時)の電流差I21−I22は次式で表される。ただし、バックライトユニット8がONの時のバックライト照度はLB1とし、また、バックライトユニット8がOFFの時のバックライト照度LB2は当然0である。
Figure 2007094098
上記の式における電流I21、I22は、第2のフォトセンサー22からそれぞれ出力され、上記の式における照度LB1は既知であるため、上記の式から定数Iphoto’が算出される。これによって、各製品ごとの定数Iphoto’が求められ、定数Iphoto’が製品間でばらついていても補正可能であって、外光照度LAがより高い精度で求まる。
なお、ここでバックライトをOFFとする期間は液晶表示装置の垂直ブランク期間などに行うことが表示品位上あるいは補正時のS/N比上好ましい。
次に、上記した第1の実施の形態における液晶表示装置の具体的構成について、以下に第1〜第4の具体例を示して説明する。
まず、第1の実施の形態における液晶表示装置の第1具体例について説明する。
図6は第1の実施の形態における液晶表示装置の第1具体例を表した拡大断面図である。
図6に示すように、液晶表示装置は、前述したとおり、アクティブマトリクス基板2と対向基板3との間に液晶材料4が封入され、アクティブマトリクス基板2の外側(下側)に下偏光板7が配置され、対向基板3の外側(上側)に上偏光板6が配置され、さらに、下偏光板7の下方にバックライトユニット8が配置された構成からなる。
アクティブマトリクス基板2上に設けられた画素スイッチング素子23は、nチャネル型の電界効果型トランジスタであって、膜厚200nmの窒化シリコン膜よりなる下地絶縁層34a上に配置された厚さ50nmの真性多結晶薄膜シリコン薄膜からなるチャネル部30の両側に、n+薄膜シリコンからなるソース電極32およびドレイン電極33がそれぞれ配設され、さらに、チャネル部30の上方に、300nmの厚みをもつCr(クロム)薄膜からなるゲート電極31が配設された構成からなる。ゲート電極31は、チャネル部30に間隔をあけて対向されており、チャネル部30とゲート電極31との間には、酸化シリコン50nmの絶縁膜34bが介在されている。
ソース電極32には、500nmのAl(アルミニウム)薄膜からなるデータ線16が電気的に接続され、ドレイン電極33には、同じく500nmのAl(アルミニウム)薄膜からなる中継層39を介して100nmのITO(indium tin oxcide)である画素電極24が電気的に接続されている。さらに画素電極24の一部下には200nmのAl薄膜である反射電極35が配置され、半透過型液晶表示装置として機能するようになっている。また、ゲート電極31とソース電極32,ドレイン電極33は膜厚500nmの酸化シリコン膜よりなる絶縁層34cで、ソース電極32,ドレイン電極33と画素電極24は平均膜厚1μmのアクリル系有機平坦化膜よりなる絶縁層34dでそれぞれ電気的に分離されている。
また、対向基板3の下面部には、液晶表示装置のカラー表示を実現するため画像を表示する表示エリアには画像を透過光の特定波長域のみを通過させることで赤・緑・青のカラー表示を実現する色材38(カラーフィルター)…と、画像を表示する表示エリアに光洩れを防止してコントラストを向上させるためのブラックマトリクス層37が設けられている。ブラックマトリクス層37は、厚さ1μmの黒色樹脂からなり、画素スイッチング素子23に対向する部分に形成されており、外光を遮断して画素スイッチング素子23のリークを低減するとともに、画素スイッチング素子23の光漏れ・反射によるコントラストの低下を防止している。一方、色材38は、画素に対応した三原色(赤・緑・青)のいずれかのカラーレジストからなり、画素電極24および反射電極35に対向する部分に形成されている。さらに、上記したブラックマトリクス層37および色材38の下面には、図示しない他の画素電極も含めた全ての画素電極24を覆うように100nmのITOからなる対向電極25が形成されている。
一方、アクティブマトリクス基板2上に設けられた第1,第2のフォトセンサー21,22は、それぞれ電界効果型ダイオードから構成されたフォトセンサーである。
第1のフォトセンサー21は、チャネル部40aの両側にソース電極41aおよびドレイン電極42aがそれぞれ配設され、ソース電極41aにソース電源配線43aが接続され、ドレイン電極42aにドレイン電源配線44aが接続され、さらに、チャネル部40aの上方にゲート電極45aが配設された構成からなる。チャネル部40aとゲート電極45aとの間には、絶縁膜46bが介在されている。さらに、第1のフォトセンサー21は、ゲート電極45aとソース電極41aとが短絡されており、2端子素子のダイオードとして機能する。
第2のフォトセンサー22は、上述した第1のフォトセンサー21と同一構成からなり、チャネル部40bの両側にソース電極41bおよびドレイン電極42bがそれぞれ配設され、ソース電極41bにソース電源配線43bが接続され、ドレイン電極42bにドレイン電源配線44bが接続され、さらに、チャネル部40bの上方にゲート電極45bが配設された構成からなる。また、チャネル部40bとゲート電極45bとの間には、絶縁膜46bが介在されている。さらに、第2のフォトセンサー22は、ゲート電極45bとソース電極41bとが短絡されており、2端子素子のダイオードとして機能する点も第1のフォトセンサー21と同様である。
ここで、第1,第2のフォトセンサー21,22のチャネル部40a,40bは、画素スイッチング素子23を構成する真性多結晶薄膜シリコン薄膜からなるチャネル部30と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのチャネル部30と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22のソース電極41a,41bおよびドレイン電極42a,42bは、画素スイッチング素子23を構成するn+薄膜シリコンからなるソース電極32およびドレイン電極33と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのソース電極32およびドレイン電極33と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22のゲート電極45a,45bは、画素スイッチング素子23を構成するCr薄膜300nmのゲート電極31と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのゲート電極31と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22のソース電源配線43a,43bおよびドレイン電源配線44a,44bは、Al薄膜500nmのデータ線16および中継層39と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのデータ線16および中継層39と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
さらに、第1,第2のフォトセンサー21,22のチャネル部40a,40bとゲート電極45a,45bとの間に介在された絶縁膜46bは、画素スイッチング素子23のチャネル部30とゲート電極31との間に介在された酸化シリコン50nmの絶縁膜34bと、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、その絶縁膜34bと同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、対向基板3の上側(外側)に、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配置された外光遮光膜28が設けられている。外光遮光膜28は、上偏光板6の外側面(上面)に接合されている。この外光遮光膜28は、液晶表示装置の図示せぬ金属筐体の一部として一体整形されたものであり、これによって、コストを低減することができる。なお、外光遮光膜28は、例えば遮光テープなどを用いてもよい。
上記した構成からなる第1のフォトセンサー21に照射されている光を計測する方法としては、例えば、ソース電源配線43に0V(GND)、ドレイン電源配線44に+5Vをそれぞれ印加し、このときのソース電源配線43とドレイン電源配線44との間に流れる電流を測定すればよい。また、第2のフォトセンサー22に照射されている光を計測する場合も同様である。
なお、第1,第2のフォトセンサー21,22として、nチャネル型薄膜ダイオードを使用せず、pチャネル型薄膜ダイオードで第1,第2のフォトセンサー21,22を形成しても勿論構わない。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22が、画素スイッチング素子23と異なるチャネル型で製造してもよい。この場合、ドーピング工程のみ製造工程が異なる。いずれの場合も特に製造コストのかかる能動層(この場合はチャネル部30,40a,40b)が互いに同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成され、同一製造工程で製造される方が好ましい。
次に、第1の実施の形態における液晶表示装置の第2具体例について説明する。
図7は第1の実施の形態における液晶表示装置の第2具体例を表した拡大断面図である。
なお、図7に示すように、第2具体例における画素スイッチング素子23側(図7における左側)の構成は、上述した第1具体例における画素スイッチング素子23側(図6における左側)の構成と同一であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略し、以下に、第2具体例における第1,第2のフォトセンサー21,22側(図7における右側)の構成についてのみ説明する。
第1,第2のフォトセンサー21,22は、それぞれPIN接合型ダイオードから構成されたフォトセンサーである。
第1のフォトセンサー21は、多結晶薄膜シリコン薄膜からなる真性半導体部47aの両側にn+薄膜シリコンからなるn+型領域48aおよびp+薄膜シリコンからなるp+型領域49aがそれぞれ配設され、n+型領域48aにカソード電源配線50aが接続され、p+型領域49aにアノード電源配線51aが接続された構成からなる。
第2のフォトセンサー22は、上述したPIN接合型ダイオードからなる第1のフォトセンサー21と同一構成からなり、多結晶薄膜シリコン薄膜からなる真性半導体部47bの両側にn+薄膜シリコンからなるn+型領域48bおよびp+薄膜シリコンからなるp+型領域49bがそれぞれ配設され、n+型領域48bにカソード電源配線50bが接続され、p+型領域49bにアノード電源配線51bが接続された構成からなる。
ここで、第1,第2のフォトセンサー21,22の真性半導体部47a,47bは、画素スイッチング素子23を構成する真性多結晶薄膜シリコン薄膜からなるチャネル部30と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのチャネル部30と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22のn+型領域48a,48bは、画素スイッチング素子23を構成するn+薄膜シリコンからなるソース電極32およびドレイン電極33と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのソース電極32およびドレイン電極33と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22のカソード電源配線50a,50b及びアノード電源配線51a,51bは、データ線16および中継層39と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのデータ線16および中継層39と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
また、アクティブマトリクス基板2と液晶材料4との間に、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配設された外光遮光膜28が介在されている。外光遮光膜28は、アクティブマトリクス基板2の上部に埋設されており、液晶材料4の下面に接面されている。また、外光遮光膜28は、Al薄膜200nmの反射電極35と同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、反射電極35と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
次に、第1の実施の形態における液晶表示装置の第3具体例について説明する。
図8は第1の実施の形態における液晶表示装置の第3具体例を表した拡大断面図である。
なお、図8に示すように、第3具体例における画素スイッチング素子23側(図8における左側)の構成は、上述した第1,第2具体例における画素スイッチング素子23側(図6,図7における左側)の構成と同一であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。また、第3具体例における第1,第2のフォトセンサー21,22は、上述した第2具体例と同様にPIN接合型ダイオードから構成されたフォトセンサーであり、第1,第2のフォトセンサー21,22自体の構成は第2具体例と同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。以下に、第3具体例における外光遮光膜28の構成についてのみ説明する。
外光遮光膜28は、液晶材料4と対向基板3との間に介在された第1の外光遮光膜52と、アクティブマトリクス基板2の絶縁層46a〜46d内に埋設された第2の外光遮光膜53とからなる二重構造のものであり、第1,第2の外光遮光膜52,53は、第2のフォトセンサー22と重なる領域にそれぞれ配置されている。
第1の外光遮光膜52は、液晶材料4の上部に埋設されており、対向基板3の下面に接面されている。ここで、第1の外光遮光膜52は、少なくとも何れかの色材38と同一の膜構成材料で形成されており、同一製造工程で製造されており、好ましくは、赤表示に対応する色材38と同一の膜構成材料からなる薄膜、青表示に対応する色材38と同一の膜構成材料からなる薄膜、又は緑表示に対応する色材38と同一の膜構成材料からなる薄膜のうちの少なくとも二種以上の塗膜を重ねた構成からなり、これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができるとともに、外光遮光膜28の遮光性が高められ、外光照度LAを精度良く検出することができる。例えば、第1の外光遮光膜52は、遮光性を高めるため赤に対応する色材38と同一材料からなる薄膜と、緑に対応する色材38と同一材料の薄膜とを、重ねて形成された赤・緑二層の構成とする。もちろん、他の、例えば青に対応する色材38と同一材料を用いてもいいし、赤・緑・青の色材38…とそれぞれ同一の三種の膜構成材料を重ねても構わない。また、ブラックマトリクス37と同一の膜構成材料(樹脂)を重ねてもよい。一般的に各層を重ねるほど遮光性は高まるが、あまり層を重ねると膜厚が厚くなりすぎ、段差による不具合や膜剥がれなどが発生しやすくなるのでそのバランスで決めればよい。
また、本実施例では対向基板3上に色材38とブラックマトリクス層37が配置される構成で説明したが、色材38とブラックマトリクス層37がアクティブマトリクス基板2上に配置される、いわゆるカラーフィルター・オンアレイ構造あるいはブラックマトリクス・オンアレイ構造であっても構わない。この場合、第1の外光遮光膜52もアクティブマトリクス基板2上に同一工程で形成されることが好ましい。
第2の外光遮光膜53は、第2のフォトセンサー22の真性半導体部47bの上方に間隔をあけて配設されている。また、第2の外光遮光膜53は、データ線16や中継層39と同一の製造工程で製造された薄膜であって、データ線16や中継層39と同じ膜厚・組成で構成される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。無論、反射電極35や画素スイッチング素子23のゲート電極31と同一材料・同一工程で製造した膜としてもよいし、これらを複数重ね合わせてもよく、これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
次に、第1の実施の形態における液晶表示装置の第4具体例について説明する。
図9は第1の実施の形態における液晶表示装置の第4具体例を表した拡大断面図である。
なお、図9に示すように、第4具体例における画素スイッチング素子23側(図8における左側)の構成は、上述した第1,第2,第3具体例における画素スイッチング素子23側(図6,図7,図8における左側)の構成と同一であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。また、第4具体例における第1,第2のフォトセンサー21,22は、上述した第2,第3具体例と同様にPIN接合型ダイオードから構成されたフォトセンサーであり、第1,第2のフォトセンサー21,22自体の構成は第2,第3具体例と同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。以下に、第4具体例における外光遮光膜28の構成についてのみ説明する。
外光遮光膜28は、アクティブマトリクス基板2と対向基板3との間に介在されているとともに、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配置されている。外光遮光膜28は、アクティブマトリクス基板2と対向基板3とを接合するシール材5と同一の膜構成材料で形成されており、シール材5と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。このとき、シール材5(外光遮光膜28)に黒色顔料等を混合させ、遮光性が高い外光遮光膜28にすることが好ましい。
なお、第1の実施形態の各具体例においては第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22に均等にバックライト光Bが照射されることが好ましい。従って、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22をともに表示領域の近辺、例えばダミー画素領域に配置するとことが好ましい。
また、別の実施形態として重なる領域にバックライト8がない、あるいはバックライト8によって照射されない領域にともに置いても良い。例えば張出部2aに第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22を配置すれば、バックライト光Bからの照射光はともにほとんど0として取り扱うことができる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態における外光照度を測定するための概略構成について説明する。
図10は第2の実施の形態における外光照度を測定する構成を表した模式図である。
図10に示すように、アクティブマトリクス基板2(図2に示す。)上にそれぞれ配設された2つのフォトセンサー21,22のうち、第1のフォトセンサー21は、外光Aが照射されるとともにバックライト遮光膜60(照明光遮光部)によってバックライト光Bが遮断されている状態になっており、第2のフォトセンサー22は、外光Aが外光遮光膜28によって遮断されているとともにバックライト光Bが照射される状態になっている。
上記のように構成では、第1のフォトセンサー21に流れる電流I1(出力値)と第2のフォトセンサー22に流れる電流I2(出力値)は、それぞれ次式で表される。ここで、LAは第1のフォトセンサー21上での外光Aの照度であり、LBは第2のフォトセンサー22上に照射されるバックライト光Bの照度であり、Vd1は第1のフォトセンサー21を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp1は第1のフォトセンサー21の絶対温度であり、Vd2は第2のフォトセンサー22を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp2は第2のフォトセンサー22の絶対温度である。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は遮光状態をのぞいて全く同一のデバイス構造であり、同一条件では同じ電流が流れるものとする。
Figure 2007094098
ここで、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22に同一のバイアス電圧を印加すると、Vd1=Vd2=Vd,Vgs1=Vgs2=Vgs,Vds1=Vds2=Vdsである。具体的には例えばVd=−4V、Vgs=−5V、Vds=−4Vなどとする。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は同一の基板アクティブマトリクス基板2に配置されてなるので、温度も等しいと出来るのでtemp1=tempに=tempである。また、Vd,Vgs,Vdsは一定となるように回路を構成すれば、Iphoto’(Vd),Iphoto’(Vgs,Vds)も定数(以下、単にIphoto’と略す)として扱えることになる。
上記の式および仮定から、第1のフォトセンサー21に流れる電流I1と第2のフォトセンサー22に流れる電流I2の差(I1−I2)は次式となる。
Figure 2007094098
上記の式における電流I,Iは、第1,第2のフォトセンサー21,22からそれぞれ出力されされるので、これを測定すれば上記の式から外光照度LAが算出される。算出された外光照度LAは熱リークを考慮した正確な値であり、この外光照度LAに基いてバックライトユニット8に送られる制御信号が補正される。これによって、これによって、温度による補正が行われた制御信号をバックライトユニット8に送ることができ、従来に比べより正確なバックライトユニット8の照度制御が可能であって視認性を向上させることができる。
また、バックライトユニット8を操作してバックライト光Bの照度を第1の照度LB1から第2の照度LB2に可変させ、第1の照度LB1のときの第2のフォトセンサー22に流れる電流I21を測定するとともに、第2の照度LB2のときの第2のフォトセンサー22に流れる電流I22を測定することでIphoto’の較正が可能な点は第1の実施の形態と同様である。
また、バックライト制御ユニット12には、外光照度LAが特定の値よりも大きいか小さいかを検知する手段が備えられている。具体的には、バックライト照度LBを特定値(ターゲット照度)に設定する。そして、第1のフォトセンサー21の出力値I1と第2のフォトセンサー22の出力値I2とをそれぞれ測定し、これらの出力値の差(I1−I2)から特定値に対する外光照度LX(A)の大小を検知する。つまり、出力値の差(I1−I2)が0以上か0以下かを判定すれば、外光照度LAが特定値よりも大きいか小さいかが検知される。このような検出方法を用いると、電流をアナログ―デジタル変換する必要が無く、電流の大小のみを比較すればよいため、回路がより簡素になり、比較を正確に行えるメリットを有する。
上記した検知手段によれば、例えば、図3に示すように、外光照度LAが一定値以上になったところで、バックライトユニット8をOFFにする制御を行う場合に、バックライトユニット8をOFFにする照度を特定値として、バックライト照度LBをその一定値に設定する。そして、出力値の差(I1−I2)が0になったところで、バックライトユニット8をOFFにする制御を行う。これによって、バックライトユニット8の制御精度を向上させることができる。
また、上記した検知手段によって、外光照度LAを検出する方法としては、例えば、まず、外光照度LAの予想値(任意の値でも可能。)に特定値を設定し、第1,第2のフォトセンサー21,22で電流I1,I2をそれぞれ出力させ、それら出力値の差(I1−I2)が0以上か0以下かを判定する。そして、出力値の差(I1−I2)が0以上の場合は特定値を上げて、再び第1,第2のフォトセンサー21,22で電流I1,I2をそれぞれ出力させ、それら出力値の差(I1−I2)が0以上か0以下かを判定する。一方、出力値の差(I1−I2)が0以下の場合は特定値を下げて、再び第1,第2のフォトセンサー21,22で電流I1,I2をそれぞれ出力させ、それら出力値の差(I1−I2)が0以上か0以下かを判定する。上記した工程を繰り返し、出力値の差(I1−I2)が0になるまで続け、出力値の差(I1−I2)が0になった時の特定値が外光照度となる。これによって、外光照度LAの検出精度を向上させることができる。
次に、上記した第2の実施の形態における液晶表示装置の具体的構成について、以下に第1,第2の具体例を示して説明する。
まず、第2の実施の形態における液晶表示装置の第1具体例について説明する。
図11は第2の実施の形態における液晶表示装置の第1具体例を表した拡大断面図である。
なお、第2の実施の形態についての第1具体例における画素スイッチング素子23側(図11における左側)の構成は、先に説明した第1の実施の形態についての第1〜第4具体例における画素スイッチング素子23側(図6,図7,図8,図9における左側)の構成と同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略し、以下に、第2の実施の形態についての第1具体例における第1,第2のフォトセンサー21,22側(図11における右側)の構成についてのみ説明する。
図11に示すように、第1,第2のフォトセンサー21,22は、それぞれnチャネル型トランジスタから構成されたフォトセンサーである。この第1,第2のフォトセンサー21,22は、第1の実施の形態についての第1具体例で説明した電界効果型ダイオードからなる第1,第2のフォトセンサー21,22と異なり、ゲート電極45a,45bとソース電極41a,41bとが短絡されてなく、分離されている。その他の構成は、電界効果型ダイオードからなる第1,第2のフォトセンサー21,22と同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
また、液晶材料4と対向基板3との間に、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配設された外光遮光膜28が介在されている。外光遮光膜28は、液晶材料4の上部に埋設されいるとともに、対向基板3の下面に接面している。この外光遮光膜28は、ブラックマトリクス37と同一製造工程で形成された黒色樹脂からなる。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。本実施例では対向基板3上にブラックマトリクス層37がある構成で説明したが、ブラックマトリクス層37がアクティブマトリクス基板2上ある、いわゆるブラックマトリクス・オンアレイ構造であっても構わない。この場合、第1の外光遮光膜52もアクティブマトリクス基板2上に同一工程で形成されることが好ましい。
また、アクティブマトリクス基板2の外側(下側)には、第1のフォトセンサー21と重なる領域に配設されたバックライト遮光膜60が設けられている。バックライト遮光膜60は、下偏光板7の外側面(下面)に接合されている。また、バックライト遮光膜60は、バックライトユニット8の外装である金属板を第1のフォトセンサー21の下まで突出させることで形成される。また、例えば遮光テープを貼ったり、液晶表示装置の外装枠を用いることで形成しても良い。
上記した構成からなる第1のフォトセンサー21に照射されている光を計測する方法としては、例えば、ゲート電極45aに−5V、ソース電源配線43aに0V(GND)、ドレイン電源配線44aに+5Vをそれぞれ印加し、このときのソース電源配線43aとドレイン電源配線44aとの間に流れる電流を測定すればよい。また、第2のフォトセンサー22に照射されている光を計測する場合も同様である。
なお、第1,第2のフォトセンサー21,22として、nチャネル型薄膜トランジスタを使用せず、pチャネル型薄膜トランジスタで第1,第2のフォトセンサー21,22を形成しても勿論構わない。この場合、第1のフォトセンサー21に照射されている光を計測する方法としては、例えば、ゲート電極45aに+5V、ソース電源配線43aに0V(GND)、ドレイン電源配線44aに−5Vをそれぞれ印加し、このときのソース電源配線43aとドレイン電源配線44aとの間に流れる電流を測定すればよい。また、第2のフォトセンサー22に照射されている光を計測する場合も同様である。
また、第1,第2のフォトセンサー21,22が、画素スイッチング素子23と異なるチャネル型で製造してもよい。この場合、ドーピング工程のみ製造工程が異なる。いずれの場合も特に製造コストのかかる能動層(この場合はチャネル部30,40a,40b)が互いに同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成され、同一製造工程で製造される方が好ましい。
次に、第2の実施の形態における液晶表示装置の第2具体例について説明する。
図12は第2の実施の形態における液晶表示装置の第2具体例を表した拡大断面図である。
図12に示すように、アクティブマトリクス基板2上に設けられた画素スイッチング素子23は、ボトムゲート型のトランジスタであって、厚さ150nmのCr薄膜からなるボトムゲート電極31´がチャネル部30の下方に設けられた構成になっている。つまり、画素スイッチング素子23側(図12における左側)のその他の構成は、先に説明した第1の実施の形態についての第1〜第4具体例、および第2の実施の形態についての第1具体例における画素スイッチング素子23側(図6,図7,図8,図9,図11における左側)の構成と比較して、ゲート電極であるボトムゲート電極31´がアクティブマトリクス基板2の基材58と画素スイッチング素子23のチャネル部30との間に設けられている点が異なるだけであり、他の構成は同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
アクティブマトリクス基板2上に設けられた第1,第2のフォトセンサー21,22は、先に説明した第1の実施の形態についての第2〜第4具体例と同様の構成からなり、それぞれPIN接合型ダイオードから構成されたフォトセンサーである。具体的な構成については、第1の実施の形態についての第2〜第4具体例と同一の符号を付すことでその説明を省略する。
第1,第2のフォトセンサー21,22側(図12における右側)の絶縁膜46a〜46e内には、第1のフォトセンサー21と重なる領域に配設されたバックライト遮光膜60と、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配設された外光遮光膜28とがそれぞれ埋設されている。バックライト遮光膜60は、第1のフォトセンサー21の真性半導体部47aの下方に配設されており、画素スイッチング素子23のボトムゲート電極31´と同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成され、そのボトムゲート電極31´と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。また、外光遮光膜28は、第2のフォトセンサー22の真性半導体部47bの上方に配設されており、画素スイッチング素子23のデータ線16および中継層39と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのデータ線16および中継層39と同一製造工程で製造される。これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。なお、外光遮光膜28は、画素スイッチング素子23の反射電極35と同一の膜構成材料、同一製造工程で製造してもよく、或いは、これらを複数重ね合わせてもよく、これによって、製作工程を短縮してコストダウンを図ることができる。
なお、第2の実施形態の各具体例においては第2のフォトセンサー22に均等にバックライト光Bが照射されることが好ましく、第2のフォトセンサー22は表示領域の近辺、例えばダミー画素領域に配置するとことが好ましい。
また、第1のフォトセンサー21はバックライト8がない、あるいはバックライト8によって照射されない領域に置くと良い。例えば張出部2aに第1のフォトセンサー21を配置すればさらに好ましい。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態における外光照度を測定するための概略構成について説明する。
図13は第3の実施の形態における外光照度を測定する構成を表した模式図である。
図13に示すように、アクティブマトリクス基板2(図2に示す。)上にそれぞれ配設された2つのフォトセンサー21,22のうち、第1のフォトセンサー21は、外光Aが照射されるとともに第1のバックライト遮光膜61(照明光遮光部)によってバックライト光Bが遮断されている状態になっており、第2のフォトセンサー22は、外光Aが外光遮光膜28によって遮断されているとともに第2のバックライト遮光膜62(照明光遮光部)によってバックライト光Bが遮断されている状態になっている。
上記のように構成では、第1のフォトセンサー21に流れる電流I1(出力値)と第2のフォトセンサー22に流れる電流I2(出力値)は、それぞれ次式で表される。ここで、LAは第1のフォトセンサー21上での外光Aの照度であり、Vd1は第1のフォトセンサー21を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp1は第1のフォトセンサー21の絶対温度であり、Vd2は第2のフォトセンサー22を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp2は第2のフォトセンサー22の絶対温度である。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は遮光状態をのぞいて全く同一のデバイス構造であり、同一条件では同じ電流が流れるものとする。
Figure 2007094098
ここで、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22に同一のバイアス電圧を印加すると、Vd1=Vd2=Vd,Vgs1=Vgs2=Vgs,Vds1=Vds2=Vdsである。具体的には例えばVd=−4V、Vgs=−5V、Vds=−4Vなどとする。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は同一の基板アクティブマトリクス基板2に配置されてなるので、温度も等しいと出来るのでtemp1=tempに=tempである。また、Vd,Vgs,Vdsは一定となるように回路を構成すれば、Iphoto’(Vd),Iphoto’(Vgs,Vds)も定数(以下、単にIphoto’と略す)として扱えることになる。
上記の式および仮定から、第1のフォトセンサー21に流れる電流I1と第2のフォトセンサー22に流れる電流I2の差(I1−I2)は次式となる。
Figure 2007094098
上記の式における電流I1,I2は、第1,第2のフォトセンサー21,22からそれぞれ出力されるので、これを測定すれば上記の式から外光照度LAが算出される。算出された外光照度LAは熱リークを考慮した正確な値であり、この外光照度LAに基いてバックライトユニット8に送られる制御信号が補正される。これによって、これによって、温度による補正が行われた制御信号をバックライトユニット8に送ることができ、従来に比べより正確なバックライトユニット8の照度制御が可能であって視認性を向上させることができる。この方式では、製品ごとのIphoto’個体ばらつきに対応できないが、両方のフォトセンサー21,22のIphoto’にばらつきがあることが予想され、第2のフォトセンサー22から第1のフォトセンサー21のaを類推することが困難である場合は、この方式で温度リークのみ除外してもよい。
また、この方式では第2のフォトセンサー22の設置場所がバックライト光Bや外光Aの照射可能な場所でなくてもよく、比較的自由となる利点も有する。例えば張出部2aなどである。
次に、上記した第3の実施の形態における液晶表示装置の具体的構成について説明する。
図14は第3の実施の形態における液晶表示装置の具体例を表した拡大断面図である。
図14に示すように、画素スイッチング素子23は、トップゲート型のトランジスタであり、画素スイッチング素子23のチャネル部30とバックライトユニット8の間には、Cr膜150nmよりなる遮光膜63(トランジスタ遮光層)が設けられ、バックライト光Bによる画素スイッチング素子23のリーク増大を抑制する構成となっている。遮光膜63は、画素スイッチング素子23側(図14における左側)の絶縁層34a〜34e内に埋設されており、また、図示しないが、各画素スイッチング素子23に対向する遮光膜63同士は相互に短絡して図示せぬ筐体GNDまたは共通コモン電位に短絡させられる。
なお、第3の実施の形態についての具体例における画素スイッチング素子23側(図14における左側)のその他の構成は、先に説明した第1の実施の形態についての第1〜第4具体例、及び第2の実施の形態についての第1具体例における画素スイッチング素子23の構成と同様であるため、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
一方、アクティブマトリクス基板2上に設けられた第1,第2のフォトセンサー21,22は、先に説明した第1の実施の形態についての第2〜第4具体例、及び第2の実施の形態についての第2具体例と同様の構成からなり、それぞれPIN接合型ダイオードから構成されたフォトセンサーである。具体的な構成については、第1の実施の形態についての第2〜第4具体例、及び第2の実施の形態についての第2具体例と同一の符号を付すことでその説明を省略する。
第1,第2のフォトセンサー21,22側(図14における右側)の絶縁膜46a〜46e内には、第1のフォトセンサー21と重なる領域に配設された第1のバックライト遮光膜61と、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配設された外光遮光膜28と、第2のフォトセンサー22と重なる領域に配設された第2のバックライト遮光膜62とがそれぞれ埋設されている。第1のバックライト遮光膜61は、第1のフォトセンサー21の真性半導体部47aの下方に配設され、また、第2のバックライト遮光膜62は、第2のフォトセンサー22の真性半導体部47bの下方に配設されており、第1,第2のバックライト遮光膜61,62は、画素スイッチング素子23側の遮光膜63と同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成され、その遮光膜63と同一製造工程で製造される。また、外光遮光膜28は、第2のフォトセンサー22の真性半導体部47bの上方に配設されており、画素スイッチング素子23のゲート電極31と、同一の膜厚および同一の膜構成材料で形成されており、そのゲート電極31と同一製造工程で製造される。なお、外光遮光膜28は、データ線16や、中継層39、反射電極35、ブラックマトリクス37、色材38と同一の膜構成材料、同一製造工程で製造してもよく、或いは、これらを複数重ね合わせてもよい。
また、上記した具体例では、遮光膜63を短絡させ、遮光として用いているが、遮光膜63を電気的に分離して個別に駆動することでバックゲートとしても作用する。この場合、いわゆる4端子構造のトランジスタとして画素スイッチング素子23は構成される。
なお、第3の実施形態の具体例においては第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22に均等にバックライト光Bが照射されるか、さらに好ましくはバックライト8によって照射されない領域にともに配置されていることが望ましい。従って、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22をともに表示領域の近辺、例えばダミー画素領域に配置するか、さらに好ましくは例えば張出部2aに第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22を配置すればよい。
また、第1の実施形態から第3の実施形態に共通して、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22の特性、すなわちIphoto’及びIthermalがなるべく揃うように配置することが好ましい。具体的には第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22をなるべく近傍に配置することが望ましい。また、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22の形状は同一で設計することが好ましい。また、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22を配置する際には回転あるいは反転して配置することは好ましくない。また、第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22を構成する真性多結晶シリコン薄膜をレーザーアニール法で作成する場合は同一レーザーショットで第1のフォトセンサー21および第2のフォトセンサー22を構成する真性多結晶シリコン薄膜が形成されるように配置されることが好ましい。
以上、本発明に係る液晶表示装置の第1〜第3の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図15に示すように、第1のフォトセンサー121が、外光Aおよびバックライト光Bがそれぞれ照射される状態になっており、第2のフォトセンサー122が、外光Aが外光遮光部128によって遮断されているとともに照明光遮光部160によってバックライト光Bが遮断されている状態になっていてもよい。なお、図15に示す符号112はバックライトユニット108を制御するバックライト制御ユニットである。
上記のように構成では、第1のフォトセンサー121に流れる電流I1(出力値)と第2のフォトセンサー122に流れる電流I2(出力値)は、それぞれ次式で表される。ここで、LAは第1のフォトセンサー21上での外光Aの照度であり、Vd1は第1のフォトセンサー21を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds1は第1のフォトセンサー21を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp1は第1のフォトセンサー21の絶対温度であり、Vd2は第2のフォトセンサー22を構成するダイオードのアノード・カソード間電圧であり、Vgs2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのゲート・ソース間電圧であり、Vds2は第2のフォトセンサー22を構成するトランジスタのドレイン・ソース間電圧であり、temp2は第2のフォトセンサー22の絶対温度である。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は遮光状態をのぞいて全く同一のデバイス構造であり、同一条件では同じ電流が流れるものとする。
Figure 2007094098
ここで、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22に同一のバイアス電圧を印加すると、Vd1=Vd2=Vd,Vgs1=Vgs2=Vgs,Vds1=Vds2=Vdsである。具体的には例えばVd=−4V、Vgs=−5V、Vds=−4Vなどとする。また、第1のフォトセンサー21と第2のフォトセンサー22は同一の基板アクティブマトリクス基板2に配置されてなるので、温度も等しいと出来るのでtemp1=tempに=tempである。また、Vd,Vgs,Vdsは一定となるように回路を構成すれば、Iphoto’(Vd),Iphoto’(Vgs,Vds)も定数(以下、単にIphoto’と略す)として扱えることになる。
上記の式及び仮定から、第1のフォトセンサー121に流れる電流I1と第2のフォトセンサー122に流れる電流I2の差(I1−I2)は次式となる。
Figure 2007094098
上記の式における電流I1,I2は、第1,第2のフォトセンサー21,22からそれぞれ出力され、またLBは既知であるので、これを測定すれば上記の式から外光照度LAが算出される。算出された外光照度LAは熱リークを考慮した正確な値であり、この外光照度LAに基いてバックライトユニット8に送られる制御信号が補正される。これによって、これによって、温度による補正が行われた制御信号をバックライトユニット8に送ることができ、従来に比べより正確なバックライトユニット8の照度制御が可能であって視認性を向上させることができる。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、第1,第2のフォトセンサー21,22が同様の構成からなるフォトセンサーになっているが、本発明は、第1,第2のフォトセンサーが異なる構成からなるフォトセンサーであってもよい。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、外光遮光膜28およびバックライト遮光膜60(第1,第2のバックライト遮光膜61,62も含む。)が、薄膜状にそれぞれ形成されているが、本発明は、外光遮光部および照明光遮光部が薄膜状のものでなくてもよく、例えば板状の外光遮光部および照明光遮光部であってもよい。また、上記した第1〜第3の実施の形態では、外光遮光膜28およびバックライト遮光膜60(第1,第2のバックライト遮光膜61,62も含む。)が、液晶モジュール1内に設けられ、或いは液晶モジュール1の表面に付着した構成からなっており、つまり、外光遮光膜28およびバックライト遮光膜60が液晶モジュール1の一部になっているが、本発明は、外光遮光部および照明光遮光部が液晶パネルから切り離された部品であってもよい。
また、本発明は、例えば画素スイッチング素子(アクティブ素子)が薄膜アモルファスシリコントランジスター(aSi-TFT)であってもよく、この場合は第1,第2のフォトセンサーの能動層としては薄膜アモルファスシリコンを用いればよい。同様に例えば画素スイッチング素子(アクティブ素子)が薄膜ダイオード(TFD)でも良いし、単結晶シリコントランジスタであっても良い。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、対向基板3(第2の基板)上に対極電極を有するTN(twisted nematic)モードあるいはVA(vertically aligned)モードの液晶表示装置を想定したが、本発明は、アクティブマトリクス基板(第1の基板)上に対極電極を有するIPS(in-plane switching)モードであっても差し支えないし、その他のあらゆる透過型・半透過型液晶表示装置に応用して差し支えない。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、アクティブマトリクス基板2(第1の基板)に第1,第2のフォトセンサー21,22が設けられているが、本発明は、対向基板3(第2の基板)に第1,第2のフォトセンサーが設けられていてもよい。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、バックライトユニット8に対向してバックライト光が照射される側の基板(第1の基板)をアクティブマトリクス基板としているが、本発明は、反対側の基板(第2の基板)をアクティブマトリクス基板にしてもよい。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、対向基板3(第2の基板)の液晶材料4側の面にのみ、ブラックマトリクス(ブラックマトリクス層)37や色材(カラーフィルター層)38が設けられているが、本発明は、アクティブマトリクス基板(第1の基板)の液晶側の面にブラックマトリクス層やカラーフィルター層を設けてもよく、或いは、双方の基板にブラックマトリクス層やカラーフィルター層を設けてもよい。
また、上記した第1〜第3の実施の形態の各具体例で示された構成を、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、適宜組み合わせを変更することは可能であり、また、他の周知の構成に置き換えることも可能である。
次に、本発明に係る電子機器について説明する。
図16は電子機器を表す斜視図であり、図17は電子機器の構成を表すブロック図である。
上記した構成からなる液晶表示装置200は、図16に示すように、携帯電話70の表示部70aとして使用されており、前述した構成の液晶モジュール1を含む表示装置である。電子機器は、図17に示すように、LCD(liquid crystal display)モジュール200(液晶表示装置)と、これを制御する表示情報処理回路201、中央演算回路202、外部I/F回路203、入出力機器204、電源回路205よりなる。
表示情報処理回路201は、中央演算回路202からのコマンドに基づき、RAM(Random Access Memory)に格納した映像データを適宜書き換え、タイミング信号とともに液晶表示装置200へ映像信号を供給する。中央演算回路202は、外部I/F回路203からの入力に基づいて様々な演算を行い、その結果をもとに表示情報処理回路201および外部I/F回路203へコマンドを出力する。外部I/F回路203は、入出力機器204からの情報を中央演算回路202へ送るとともに、中央演算回路202からのコマンドに基づいて入出力機器204を制御する。入出力機器204とは、スイッチ、キーボード、ハードディスク、フラッシュメモリユニットなどである。また、電源回路205は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
上記した電子機器によれば、上述した液晶表示装置200が備えられているため、上記した液晶表示装置と同様の作用及び効果を奏し、いかなる状況下でも視認性を良好に保つことができるとともに、消費電力を低減させることができ、例えばバッテリーの駆動時間を長くすることができる。
なお、電子機器とは、図16の示すような携帯電話のほかに、モニター、TV、ノートパソコン、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、フォトビューワー、ビデオプレイヤー、DVDプレイヤー、オーディオプレイヤーなどであってもよい。
また、上記した実施の形態では、図5,図10,図13に示すバックライトユニット8を制御するバックライト制御ユニット12が、液晶表示装置200内に備えられているが、バックライト制御は、中央演算回路202で演算を行い、電源回路205を制御することでも実現可能である。
本発明に係る液晶表示装置の実施の形態を説明するための液晶パネルを表す部分破断斜視図である。 本発明に係る液晶表示装置の実施の形態を説明するための第1の基板を表す模式図である。 本発明に係る液晶表示装置の実施の形態を説明するための第1の基板を表す部分拡大図である。 本発明に係る液晶表示装置の実施の形態を説明するためのバックライトの照度と外光の照度との関係を表したグラフである。 本発明に係る液晶表示装置の第1の実施の形態を説明するための模式図である。 本発明に係る液晶表示装置の第1の実施の形態についての第1具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第1の実施の形態についての第2具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第1の実施の形態についての第3具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第1の実施の形態についての第4具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第2の実施の形態を説明するための模式図である。 本発明に係る液晶表示装置の第2の実施の形態についての第1具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第2の実施の形態についての第2具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第3の実施の形態を説明するための模式図である。 本発明に係る液晶表示装置の第3の実施の形態についての具体例を説明するための液晶パネルを表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の他の実施の形態を説明するための模式図である。 本発明に係る電子機器の実施の形態を説明するための電子機器を表す斜視図である。 本発明に係る電子機器の実施の形態を説明するための電子機器の構成を表すブロック図である。
符号の説明
1 液晶モジュール
2 アクティブマトリクス基板(第1の基板)
3 対向基板(第2の基板)
4 液晶材料(液晶)
5 シール材
8 バックライトユニット(照明装置)
12 バックライト制御ユニット(照明制御手段)
21,121 第1のフォトセンサー
22,122 第2のフォトセンサー
23 画素スイッチング素子(アクティブ素子)
28 128 外光遮光膜(外光遮光部)
31 ゲート電極
31´ ボトムゲート電極
32 ソース電極
33 ドレイン電極
35 反射電極
37 ブラックマトリクス(ブラックマトリクス層)
38 色材(カラーフィルター層)
58 基材
60,160 バックライト遮光膜(照明光遮光部)
61 第1のバックライト遮光膜(照明光遮光部)
62 第2のバックライト遮光膜(照明光遮光部)
63 トランジスタ遮光層(遮光膜)
70 電子機器
200 液晶表示装置

Claims (15)

  1. 第1、第2の基板間に液晶が封入されてなる液晶パネルと、該液晶パネルの前記第1の基板の面に光を照射する照明装置と、周囲の光の照度を検出する光検出手段と、該光検出手段による検出結果に応じて前記照明装置を制御する照明制御手段とが備えられ、
    前記光検出手段には、前記第1の基板もしくは前記第2の基板にそれぞれ設けられる第1,第2のフォトセンサーが備えられ、該第1のフォトセンサーは、少なくとも外光が照射され、前記第2のフォトセンサーは、外光遮光部によって少なくとも外光の照射が遮断されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第2のフォトセンサーには、前記照明装置からの光が照射されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記照明装置の照度を互いに異なる第1,第2の照度に変化させ、前記第1の照度における前記第2のフォトセンサーの出力値と前記第2の照度における前記第2のフォトセンサーの出力値との差から外光照度を算出する手段が備えられていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第1のフォトセンサー又は第2のフォトセンサーのうちの少なくとも一方は、照明光遮光部によって前記照明装置からの光の照射が遮断されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1のフォトセンサーは、照明光遮光部によって前記照明装置からの光の照射が遮断され、
    前記第2のフォトセンサーには、前記照明装置からの光が照射され、
    前記照明装置の照度を特定値に設定し、前記第1のフォトセンサーの出力値と前記第2のフォトセンサーの出力値との差から前記特定値に対する外光照度の大小を検知する手段が備えられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1の基板もしくは前記第2の基板は、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、
    前記アクティブ素子は、その能動層と前記第1の基板の基材との間にボトムゲート電極を有するボトムゲート構造のトランジスタ又は4端子トランジスタであり、
    前記照明光遮光部は、前記ボトムゲート電極と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1の基板もしくは前記第2の基板は、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、
    前記アクティブ素子は、その能動層と前記第1の基板の基材との間にトランジスタ遮光層を有するトップゲート構造のトランジスタであり、
    前記照明光遮光部は、前記トランジスタ遮光層と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第1の基板は、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、
    前記アクティブ素子は、ゲート電極を有するトランジスタであり、
    前記外光遮光部は、前記ゲート電極と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の液晶表示装置。
  9. 前記第1の基板は、その液晶側の面にアクティブ素子を配設してなるアクティブマトリクス基板であり、
    前記外光遮光部は、前記アクティブマトリクス基板のデータ線と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の液晶表示装置。
  10. 前記第1の基板の液晶側の面には、反射電極が設けられ、
    前記外光遮光部は、前記反射電極と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項1から9の何れかに記載の液晶表示装置。
  11. 前記第1の基板又は前記第2の基板の液晶側の面のうち少なくともいずれか一方に、画像を表示する表示エリアには、ブラックマトリクス層が設けられ、
    前記外光遮光部は、前記ブラックマトリクス層と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項1から10の何れかに記載の液晶表示装置。
  12. 前記第1の基板又は前記第2の基板の液晶側の面のうち少なくともいずれか一方に、画像を表示する表示エリアには、カラーフィルター層が設けられ、
    前記外光遮光部は、前記カラーフィルター層と同一材料で形成された膜であることを特徴とする請求項1から11の何れかに記載の液晶表示装置。
  13. 前記カラーフィルター層は、青表示に対応する第1のカラーフィルター層と、緑表示に対応する第2のカラーフィルター層と、赤表示に対応する第3のカラーフィルター層と、を有してなり、
    前記外光遮光部は、前記第1のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜、前記第2のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜、又は前記第3のカラーフィルター層と同一の材料からなる膜のうち、何れか二種以上の膜を重ね合わせて形成されていることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
  14. 前記外光遮光部は、前記第1,第2の基板の間に介在するシール材と同一の樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1から13の何れかに記載の液晶表示装置。
  15. 前記請求項1から14の何れかに記載された液晶表示装置が備えられていることを特徴とする電子機器。
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209555A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置、半導体装置、表示装置およびこれを備える電子機器
JP2008209557A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置、表示装置およびこれを備える電子機器
JP2008305154A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Hitachi Displays Ltd 表示装置
JP2009059854A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Epson Imaging Devices Corp 受光装置、受光装置を備えた電気光学装置および電子機器
WO2009072428A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Sony Corporation 表示装置
JP2009134066A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
JP2009157383A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Tpo Displays Corp 周囲光を検出するディスプレイ装置
JP2009157349A (ja) * 2007-12-05 2009-07-16 Sony Corp 表示装置
JP2009163199A (ja) * 2007-12-13 2009-07-23 Toshiba Mobile Display Co Ltd 表示装置及び表示装置の制御方法
JP2009223264A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Epson Imaging Devices Corp 表示装置
JP2009294633A (ja) 2007-09-26 2009-12-17 Nec Lcd Technologies Ltd 液晶表示装置
JP2010002673A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
WO2010029638A1 (ja) * 2008-09-12 2010-03-18 三菱電機株式会社 光子検出器
KR100970690B1 (ko) 2007-09-28 2010-07-16 소니 주식회사 표시 장치
WO2010084639A1 (ja) * 2009-01-20 2010-07-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN101814276A (zh) * 2009-02-23 2010-08-25 统宝光电股份有限公司 显示装置以及具有该显示装置的电子设备
JP2012227925A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Integrated Digital Technologies Inc センシング装置及びセンシング方法
KR101244657B1 (ko) 2006-06-19 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법
US8624885B2 (en) 2006-07-03 2014-01-07 Japan Display West Inc. Electro-optical device and electronic apparatus
JP2014170229A (ja) * 2009-12-18 2014-09-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
CN112526779A (zh) * 2020-11-24 2021-03-19 北海惠科光电技术有限公司 一种显示面板的基板、驱动方法和非便携式显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03249622A (ja) * 1990-02-28 1991-11-07 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2000122574A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Casio Comput Co Ltd 表示装置
JP2004318819A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置および情報端末装置
JP2005352490A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Samsung Electronics Co Ltd 表示装置及びその駆動方法
WO2006104212A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Sharp Kabushiki Kaisha アクティブマトリクス基板およびこれを備えた表示装置並びに電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03249622A (ja) * 1990-02-28 1991-11-07 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2000122574A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Casio Comput Co Ltd 表示装置
JP2004318819A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置および情報端末装置
JP2005352490A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Samsung Electronics Co Ltd 表示装置及びその駆動方法
WO2006104212A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Sharp Kabushiki Kaisha アクティブマトリクス基板およびこれを備えた表示装置並びに電子機器

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244657B1 (ko) 2006-06-19 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법
US8624885B2 (en) 2006-07-03 2014-01-07 Japan Display West Inc. Electro-optical device and electronic apparatus
JP2008209557A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置、表示装置およびこれを備える電子機器
JP2008209555A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置、半導体装置、表示装置およびこれを備える電子機器
JP2008305154A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Hitachi Displays Ltd 表示装置
US8570302B2 (en) 2007-06-07 2013-10-29 Hitachi Displays, Ltd. Display device having a photosensor and a correction sensor
JP2009059854A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Epson Imaging Devices Corp 受光装置、受光装置を備えた電気光学装置および電子機器
JP2009294633A (ja) 2007-09-26 2009-12-17 Nec Lcd Technologies Ltd 液晶表示装置
KR100970690B1 (ko) 2007-09-28 2010-07-16 소니 주식회사 표시 장치
JP2009134066A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
WO2009072428A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Sony Corporation 表示装置
JP2009157349A (ja) * 2007-12-05 2009-07-16 Sony Corp 表示装置
JP2009163199A (ja) * 2007-12-13 2009-07-23 Toshiba Mobile Display Co Ltd 表示装置及び表示装置の制御方法
JP2009157383A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Tpo Displays Corp 周囲光を検出するディスプレイ装置
JP2009223264A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Epson Imaging Devices Corp 表示装置
JP2010002673A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
US8405019B2 (en) 2008-09-12 2013-03-26 Mitsubishi Electric Corporation Photon detector
WO2010029638A1 (ja) * 2008-09-12 2010-03-18 三菱電機株式会社 光子検出器
CN102197496A (zh) * 2008-09-12 2011-09-21 三菱电机株式会社 光子检测器
WO2010084639A1 (ja) * 2009-01-20 2010-07-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5009421B2 (ja) * 2009-01-20 2012-08-22 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2010197418A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toppoly Optoelectronics Corp ディスプレイ装置及びこれを備える電子機器
CN101814276A (zh) * 2009-02-23 2010-08-25 统宝光电股份有限公司 显示装置以及具有该显示装置的电子设备
US8629862B2 (en) 2009-02-23 2014-01-14 Innolux Corporation Display with pseudo photo sensor
JP2014170229A (ja) * 2009-12-18 2014-09-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
US9087489B2 (en) 2009-12-18 2015-07-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including optical sensor and driving method thereof
US10360858B2 (en) 2009-12-18 2019-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including optical sensor and driving method thereof
US10796647B2 (en) 2009-12-18 2020-10-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including optical sensor and driving method thereof
JP2012227925A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Integrated Digital Technologies Inc センシング装置及びセンシング方法
CN112526779A (zh) * 2020-11-24 2021-03-19 北海惠科光电技术有限公司 一种显示面板的基板、驱动方法和非便携式显示装置

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