JP3716651B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【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。
【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。
【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。しかしながら、照度検出センサとして、例えばシリコンチップ上に光トランジスタや光ダイオード等が形成されてなるチップ部品を用いると、部品点数が増加してしまうことになる。
この発明の課題は、照度検出センサを備えても、部品点数が増加しないようにすることである。
【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と外光との双方を同時に利用して表示を行うことができる表示装置であって、前記表示パネルに一体的に形成され、外光の照度を検出する外光照度検出センサと、前記表示パネルに一体的に形成され、前記バックライトからの光の照度を検出するバックライト照度検出センサと、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バックライト輝度制御手段とを具備し、前記外光照度検出センサ及び前記バックライト照度検出センサは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ており、前記外光照度検出センサ及び前記バックライト照度検出センサは、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て、前記バックライト照度検出センサは前記裏面側の基板の表面における前記表示パネルの表面側の基板の裏面に形成された反射層に対向する部分に形成されていることを特徴としたものである。この発明によれば、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表示パネルの同一の面上に一体的に形成しているので、照度検出センサを備えても、部品点数が増加しないようにすることができ、また、半導体層とトップゲート絶縁膜との間のトラップ準位から正孔をはき出させてリフレッシュ(リセット)することができる。
【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。
【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。
【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。
【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14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。
【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。
【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15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。
【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。
【0012】
次に、この液晶表示装置において、光源16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。
【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。
【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。
【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42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。
【0016】
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41、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。
【0017】
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、58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63、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69に出力する。調光機能付きインバータ69は、光源16(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16(蛍光管17)を駆動する。
【0018】
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400〜4000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。
【0019】
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)
【0020】
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)
【0021】
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。
【0022】
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、1000ルクスの環境照度で60〜200ニット、30000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)
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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73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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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41、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、42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。
【0033】
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41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。
【0034】
また、上記実施形態では、照度検出センサ41、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、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、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表示パネルの同一の面上に一体的に形成しているので、照度検出センサを備えても、部品点数が増加しないようにすることができ、また、半導体層とトップゲート絶縁膜との間のトラップ準位から正孔をはき出させてリフレッシュ(リセット)することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図3】光学シートを説明するために示す斜視図。
【図4】液晶表示装置の一部の概略構成を示す側面図。
【図5】液晶表示装置の要部の回路図。
【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。
【図7】照度検出センサの具体的な構造を示す断面図。
【図8】図7に示す照度検出センサの等価回路図。
【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。
【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。
【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。
【図12】外光照度検出センサの他の設置例を示す側面図。
【符号の説明】
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
Claims (1)
- 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と外光との双方を同時に利用して表示を行うことができる表示装置であって、前記表示パネルに一体的に形成され、外光の照度を検出する外光照度検出センサと、前記表示パネルに一体的に形成され、前記バックライトからの光の照度を検出するバックライト照度検出センサと、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バックライト輝度制御手段とを具備し、前記外光照度検出センサ及び前記バックライト照度検出センサは前記表示パネルの裏面側の基板の上面に一体的に形成されており、前記外光照度検出センサ及び前記バックライト照度検出センサは、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て、前記バックライト照度検出センサは前記裏面側の基板の上面における前記表示パネルの表面側の基板の下面に形成された反射層に対向する部分に形成され、前記バックライトからの光が前記反射層で反射されて前記バックライト照度検出センサに入射されることを特徴とする表示装置。
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