TWI448782B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI448782B TW096103994A TW96103994A TWI448782B TW I448782 B TWI448782 B TW I448782B TW 096103994 A TW096103994 A TW 096103994A TW 96103994 A TW96103994 A TW 96103994A TW I448782 B TWI448782 B TW I448782B
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Takashi Kunimori
Yutaka Sano
Masanori Yasumori
Toshihiko Tanaka
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Japan Display West Inc
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Description

顯示裝置
本發明涉及顯示裝置，特別是涉及在具有背照燈、前照燈等光源的顯示裝置，其係可對應於與人的視覺靈敏度一致的外光的亮度，無誤動作且可自動地改變光源的亮度的顯示裝置。
近年來，不僅是資訊通信設備，在一般的電氣設備中，液晶顯示裝置的使用也迅速地普及著。特別是對於攜帶型的設備，為了減少耗電量，大多採用不需要如透射型液晶顯示裝置那樣的背照燈或側照燈(以下，將兩者統稱為“背照燈等”)的反射型的液晶顯示裝置，但是，由於該反射型液晶顯示裝置將外光用作光源，故在較暗的室內等處，變得難以觀看，因此正在開發採用前照燈的顯示裝置(參照下述的專利文獻1)，或同時具有透射型和反射型的性質之半透射型的液晶顯示裝置(參照下述的專利文獻2)。
例如，採用前照燈的反射型液晶顯示裝置，由於可在較暗的場所點亮前照燈以顯示圖像，在較亮的場所不點亮前照燈而是採用外光來顯示圖像，因此不需要常時點亮前照燈，可以大幅度地減小耗電量。另外，在半透射型液晶顯示裝置中，在一個畫素的內部包括具有透明電極的透射部和具有反射電極的反射部，在較暗的部位，點亮背照燈等並利用畫素區域的透射部以顯示圖像，在較亮的場所並不點亮背照燈等，而在反射部利用外光以顯示圖像，因此，同樣在該場合，也不需要一直點亮背照燈等，所以具有可大幅度地減少耗電量的優點。
在上述的反射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置中，液晶顯示畫面之可觀看性係因外光的強度而異。由此，為了易於觀看液晶顯示畫面，終端使用者必須因應外光的強度而親自判斷是否為應點亮背照燈等、或前照燈的程度，並進行點亮、降低其亮度，或熄滅背照燈等、或前照燈的複雜操作。另外，在外光的亮度足夠時，仍有背照燈等乃至前照燈被點亮的情況，在這樣的場合，由於浪費的耗電量增加，故在行動電話等之攜帶型的設備中，電池的消耗快的問題非常明顯。
在用以應對上述問題的先行技術方面，有下述的發明被公知，即，光感測器設置於液晶顯示裝置中，藉光感測器來檢測外光的明暗，再根據光感測器的檢測結果，控制背照燈等之開/關(參照下述的專利文獻3~5)。
例如，在下述專利文獻3中，公開有下述的液晶顯示裝置，即，作為光感測器，在液晶顯示板的基板上，製作光檢測用的薄膜場效電晶體(TFT)(參照段落0012)，檢測該TFT的光漏電流，藉此，因應周圍的亮度而自動地對背照燈進行開/關。
還有，在下述專利文獻4中，公開有下述的液晶顯示裝置，即，採用光敏二極體作為光感測器，而因應周圍的亮度，向作為背照燈的發光二極體供給溫度補償的電流。
再者，在下述專利文獻5中，公開有下述的攜帶型終端的發明，即，將用作背照燈乃至設備的動作顯示機構的發光二極體兼作為光感測器，根據與周圍的亮度相對應的發光二極體的電動勢，控制背照燈的點亮。
專利文獻1：日本特開2002－131742號文獻(申請專利範圍，第1圖~第3圖)；專利文獻2：日本特開2001－350158號文獻(申請專利範圍，第4圖)；專利文獻3：日本特開2002－131719號文獻(申請專利範圍，段落0010~0013，第1圖)；專利文獻4：日本特開2003－215534號文獻(申請專利範圍，段落0007~0019，第1圖~第3圖)；專利文獻5：日本特開2004－007237號文獻(申請專利範圍，段落0023~0028，第1圖)；
由於安裝液晶顯示裝置的行動電話機等之攜帶型的設備為小型的，故在上述現有藉由光感測器來檢測周圍的亮度以自動地開/關背照燈等的液晶顯示裝置中，通常是將1個光感測器設置於安裝有液晶顯示裝置的設備之空區域，藉此而檢測周圍的亮度，以根據該光感測器的輸出，按照預先設定的一定的亮度，自動地開/關背照燈等。
但是，由於現有的光感測器的分光靈敏度特性不一定與人的視覺靈敏度一致，故存在有下述的情況，例如在水銀燈照明下，短波長成分的光較多，人眼感到較暗，但是，光感測器可以感光，因此不一定能控制背照燈等在最合適的情況下進行開/關。
本發明係為了解決上述現有藉光感測器來檢測周圍的亮度，自動地開/關背照燈等的顯示裝置的問題而完成者，本發明之目的在於提供下述的顯示裝置，即，能以因應與人的視覺靈敏度特性相一致的周圍的亮度而自動且穩定地對背照燈等之亮度進行開/關控制的顯示裝置。
為了實現上述目的，本發明的特徵在於採用下述的構成。即，申請專利範圍第1項所述的顯示裝置的發明涉及下述的顯示裝置，該顯示裝置包括：顯示板，該顯示板具有主動矩形基板和濾色基板；上述顯示板的照光機構；光感測器；控制部，根據上述光感測器的輸出，控制上述照光機構的發光強度，該顯示裝置之特徵在於，在上述濾色基板的分別與上述光感測器對向的位置上，設置上述光感測器的分光靈敏度調整機構。
此外，申請專利範圍第2項所述的發明涉及申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中，上述分光靈敏度調整機構為濾色層。
還有，申請專利範圍第3項所述的發明涉及申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中，上述濾色層的顏色為對應於各個畫素而形成於上述顯示板的顯示區域上的顏色之多種顏色的組合。
再者，申請專利範圍第4項所述的發明涉及申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中，上述濾色層的顏色為對應於各個畫素而形成於上述顯示板的顯示區域上的顏色中之任一顏色。
另外，申請專利範圍第5項所述的發明涉及申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中，上述分光靈敏度調整機構為偏振光濾色層。
此外，申請專利範圍第6項所述的發明涉及申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中，上述分光靈敏度調整機構係由濾色層和偏振光濾色層的組合所構成。
申請專利範圍第7項所述的發明涉及申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中，上述濾色層的顏色為對應於各個畫素而形成於上述顯示板的顯示區域上的顏色之多種顏色的組合。
申請專利範圍第8項所述的發明涉及申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中，上述濾色層的顏色為對應於各個畫素而形成於上述顯示板的顯示區域上的顏色中之任一顏色。
還有，申請專利範圍第9項所述的發明涉及申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中，上述光感測器由多個薄膜場效電晶體構成；在上述多個薄膜場效電晶體中，各自的源極、閘極和汲極相互並聯，並且在上述源極和汲極之間連接有電容器，在上述源極和規定的定電壓源之間連接開關元件。
再有，申請專利範圍第10項所述的發明涉及申請專利範圍第1至9項中任一項所述的顯示裝置，其中，上述照光機構為背照燈或側光燈，上述顯示裝置為透射或半透射型液晶顯示裝置。
另外，申請專利範圍第11項所述的發明涉及申請專利範圍第1至9項中任一項所述的顯示裝置，其中，上述照光機構為前照燈，上述顯示裝置為反射型液晶顯示裝置。
本發明藉由上述的構成可實現以下所要述及的優越效果。即，按照申請專利範圍第1項所述的發明，由於在濾色基板中的與各個光感測器對向的位置，設置使光感測器的分光靈敏度與人的視覺靈敏度特性相一致的分光靈敏度調整機構，故例如在採用水銀燈照明光等時，光傳感器雖具有靈敏度，但在人眼感到較暗的場所並不會產生誤操作。
另外，作為光感測器，可適當選擇使用現有的光敏二極體、光電晶體、薄膜場效電晶體型光檢測器(TFT光感測器)、光敏SCR、光導電體、光電池等之任意的光電轉換元件，因應光感測器的分光靈敏度恰當地作設定便可，其中，上述光感測器採用用於使光感測器的分光靈敏度與人的視覺靈敏度特性相一致的分光靈敏度調整機構。
此外，按照申請專利範圍第2項所述的發明，可採用設置於顯示裝置中的濾色層而能以低價格且方便地使光感測器的分光靈敏度按照接近人的視覺靈敏度的方式來進行矯正。
還有，按照申請專利範圍第3和4項所述的發明，可使下述內容變得可能，即，藉由使作為分光靈敏度調整機構的濾色層與設置於顯示裝置的顯示區域上的濾色層的顏色形成相同，而能以較低價格形成光靈敏度調整機構，而且，藉由從濾色層的顏色適當地選擇多種顏色並進行組合(申請專利範圍第3項)、或選擇單色(申請專利範圍第4項)，而可因應光感測器的分光靈敏度，而按接近人的視覺靈敏度的方式來正確地矯正光感測器的特性。
再有，按照申請專利範圍第5項所述的發明，由於一般使用的偏振光濾色片不能使短波長區域的光通過，故即使採用對例如從水銀燈發出的短波長區域的光具有靈敏度的光感測器，仍可以使光感測器的分光靈敏度接近人的視覺靈敏度特性，因此，不會產生誤操作。
另外，按照申請專利範圍第6項所述的發明，藉由適當選擇並組合濾色層的分光靈敏度特性和偏振光濾色層的分光靈敏度特性，可按照接近人的視覺靈敏度的方式來正確地矯正所採用之光感測器的特性。
又，若按照申請專利範圍第7及8項所述的發明，藉由把作為分光靈敏度調整機構的濾色層的顏色形成與顯示裝置的顯示區域上所具備之濾色層同一色可廉價地形成分光靈敏度調整機構，而且藉由從濾色層的顏色適當選擇並組合多種顏色(申請專利範圍第7項)，或藉由選擇單色(申請專利範圍第8項)，而可因應光感測器的分光靈敏度，而按接近人的視覺靈敏度的方式來進行矯正。
此外，按照申請專利範圍第9項所述的發明，由於作為光感測器的薄膜場效電晶體、電容器和開關元件可在製造作為主動矩形基板的開關元件的薄膜場效電晶體(TFT)時同時進行製作，特別是不必為了設置作為光感測器的TFT、電容器和開關元件而增加製造工序，而且，作為此等光感測器的TFT、電容器和開關元件是小型的，而且，分別沿顯示板的顯示區域的周邊可容易形成，故不需要特別增加顯示板的尺寸。
還有，按照申請專利範圍第10和11項所述的發明，分別在透射型液晶顯示裝置或半透射型液晶顯示裝置(申請專利範圍第10項)的場合，或者反射型液晶顯示裝置(申請專利範圍第11項)的場合，同樣可獲得實現申請專利範圍第1至9項所述的發明之效果的顯示裝置。
發明最佳實施形態
以下採用附圖，對用於實施本發明的最佳實施形態進行具體描述，然而，在以下描述的實施例中，係例示用於具體實現本發明的技術構思的主動矩陣型的顯示裝置之半透射型液晶顯示裝置的一實例，但本發明並不受該實施例所限，本發明可在不脫離申請專利範圍所開示的技術構思的情況下，等同地適用於進行各種變更後的場合。
首先，利用第1圖~第3圖來對作為光感測器的TFT(以下稱為“TFT光感測器”)的動作原理和驅動電路進行描述。另外，第1圖為表示TFT光感測器的電壓－電流曲線的一實例圖，第2圖為採用TFT光感測器的光檢測部的電路圖，此外，第3圖為表示亮度不同時的第2圖所示的電路圖的電容器兩端的電壓－時間曲線的圖。
TFT光感測器實質上具有與用作主動矩陣型液晶顯示板的開關元件的TFT相同的結構。該TFT光感測器具有下述的特性，即，如第1圖所示，在擋光的場合，於閘極截止區域有非常小的暗電流流動，但是，如果光遇到通道部，則漏電流因應該光的強度(亮度)而變大。於是，如第2圖的光檢測部33的電路圖所示，在TFT光感測器的閘極GL 上，外加會成為閘極截止區域之一定的逆偏電壓(比如，－10V)，在汲極DL 和源極SL 之間並聯電容器C，將開關元件SW處於導通，使一定的電壓VS (比如，＋2V)外加於電容器C的兩端，然後，如果使開關元件SW處於關閉，則電容器C的兩端的電壓對應於TFT光感測器的周圍的亮度，如第3圖所示，隨著時間而降低。因此，如果把開關元件SW設為關閉後、在規定時間t0 之後，若測定電容器C的兩端的電壓，則由於在該電壓和TFT光感測器的周圍的亮度之間，反比關係成立，故可求出TFT光感測器之周圍的亮度。
其次、以作為主動矩陣型的顯示裝置的一實例的半透射型液晶顯示裝置為例，利用第4圖~第14圖，對其製造方法，以及具有上述TFT光感測器的光檢測部的製造方法及所獲得的半透射型液晶顯示裝置的結構進行描述。
另外，第4圖為以透視方式來表示半透射型液晶顯示裝置的濾色基板的1個畫素分的平面圖，第5圖為去掉濾色基板的第4圖的A－A線的剖視圖，第6圖為半透射型液晶顯示裝置的平面圖，第7圖為光檢測部的剖視圖。另外，第8圖為表示人的視覺靈敏度的圖，第9圖為表示實施例所採用的光感測器的分光靈敏度的圖，第10圖為表示液晶顯示板採用的R、G、B的各濾色層的分光透射率的圖，第11圖為表示偏振光濾色片的分光透射率的圖，第12圖為表示藉由G的濾色片和偏振光濾色片補償後的實施例之光感測器的分光靈敏度的圖。另外，第13A圖為還具有實施例的半透射型液晶顯示裝置的濾色層的平面圖，第13B圖為第13A圖的光感測器上的濾色片部分的放大圖，第13C圖~第13G圖分別為與第13B圖相對應的變形例。另外，第14圖為表示多個光檢測部的電連接實例的電路圖，第15圖為第14圖的變形實例的電路圖，此外，第16圖為第6圖的半透射型液晶顯示裝置的變形例。
該半透射型液晶顯示裝置10如第4圖和第5圖所示，在透明的具有絕緣性的玻璃基板11的顯示區域上，由鋁、鉬等金屬形成的多條掃描線12按等間距平行地形成，另外，在鄰接的掃描線12之間的大致中間處，與掃描線12同時平行地形成輔助電容線21，TFT的閘極G從掃描線12延伸設置著。
此外，在玻璃基板11上，按照覆蓋掃描線12、輔助電容線21、閘極G的方式疊置由氮化矽、氧化矽等形成的閘極絕緣膜14。另外，在閘極G上，通過閘極絕緣膜14，形成由非晶矽、多晶矽等構成的半導體層22，另外，在閘極絕緣膜14上，由鋁、鉬等金屬構成的多根掃描線13按照與掃描線12相垂直的方式形成，TFT的源極S從該信號線13延伸設置，該源極S與半導體層22接觸。此外，與信號線13和源極S相同的材料並且是同時形成的汲極D係設置於閘極絕緣膜14上，該汲極D也與半導體層22接觸。
此時，由掃描線12和信號線13圍繞的區域相當於1個畫素。另外，藉由閘極G、閘極絕緣膜14、半導體層22、源極S、汲極D而構成作為開關元件的TFT，在各個畫素中形成該TFT。在此場合，由汲極D和輔助電容線21來形成各畫素的輔助電容。
按照覆蓋這些信號線13、TFT、閘極絕緣膜14的方式，疊置由比如無機絕緣材料所形成的保護絕緣膜23，在該保護絕緣膜23上，疊置由有機絕緣膜形成的層間膜17。在該層間膜17的表面，在反射部15形成細微的凹凸部，在透射部16呈平坦狀。另外，在第4圖和第5圖中，反射部15的層間膜17的凹凸部省略。另外，在保護絕緣膜23和層間膜17，在與TFT的汲極D相對應的位置，形成接觸孔20。另外，於每個畫素中，在接觸孔20上和層間膜17的表面的一部分中，在反射部15，設置比如由鋁金屬形成的反射電極18，在該反射電極18的表面和透射部16的層間膜17的表面上，形成比如由ITO形成的畫素電極19。
此外，在玻璃基板11的下方，設置具有圖中未示出之習知的光源、導光板、擴散片等的背照燈或側照燈，另外，在畫素電極19的表面上，按覆蓋全部的畫素的方式疊置配向膜(未圖未)，接著，將設置有對應於每個畫素而形成的R、G、B三色的濾色片及對向電極等的濾色基板(未圖示)與該玻璃基板11對向，並在兩個基板的周圍設置密封材料，藉此而將兩基板貼合，再將液晶注入兩基板之間，這樣便可獲得半透射型液晶顯示裝置10。
在此場合，如果省略反射電極18則可獲得透射型液晶顯示裝置，反之，如果在畫素電極19的底部整體的範圍內設置反射電極18，則可獲得反射型液晶顯示裝置。但是，在反射型液晶顯示裝置的場合，係代替背照燈或側照燈而改採用前照燈。
另外，在本實施例的半透射型液晶顯示裝置10中，上述的掃描線12、信號線13、畫素電極19等係呈多個矩陣狀設置，如第6圖所示，形成顯示區域30，而在該顯示區域30的周緣，設置用於驅動半透射型液晶顯示裝置10的驅動IC31，形成2排光檢測部331 和332 ，其中，沿著與設置有該顯示區域30的驅動IC31側的相反側之周緣，成一體地設置具有由比如，2排的、多個(比如，1排3個×2排＝計6個)的TFT光檢測部、電容器C和一個TFT構成的開關元件SW。
在該2排的光檢測部331 和332 中，顯示區域30的外側一列的光檢測部331 ，未受到TFT光感測器321 ~323 擋光，對於內側一列的光檢測部332 ，除了TFT光感測器324 ~326 受到擋光以外，實質上兩者是相同的，因此，以下茲以未擋光的外側之光檢測部331 為例，對具體的結構進行描述。
光檢測部331 如第7圖所示，在玻璃基板11的表面上，形成TFT光感測器的閘極GL1 ~GL3 、電容器C1 ~C6 中一方的電極Ce1 ~Ce3 以及構成第1開關元件SW1 的TFT之閘極GS1 ，按將此等的表面覆蓋的方式疊置由氮化矽、氧化矽等形成的閘極絕緣膜14。
此外，在TFT光感測器321 ~323 的閘極GL1 ~GL3 的頂部和構成第1開關元件SW1 的TFT的閘極GS1 的頂部，分別隔著閘極絕緣膜14而形成由非晶矽、多晶矽等形成的半導體層22L1 ~22L3 和22S1 ，另外，更在閘極絕緣膜14上，按與相應的半導體層22L1 ~22L3 和22S1 接觸的方式設置由鋁、鉬等的金屬形成的TFT光感測器321 ~323 的源極SL1 ~SL3 和汲極DL1 ~DL3 、構成第1開關元件SW1 的TFT的源極SS1 和汲極DS1 。
其中，TFT光感測器321 ~323 的源極SL1 ~SL3 延長，形成電容器C1 ~C3 的另一電極C e1 ’~C e3 ’，並且TFT光感測器323 的源極SL3 與構成第1開關元件SW1 的TFT的汲極DS1 連接。
此外，按覆蓋TFT光感測器321 ~323 、電容器C1 ~C3 和由TFT形成的第1開關元件SW1 的表面的方式，疊置比如是由無機絕緣材料形成的保護絕緣膜23，另外，在第1開關元件SW1 的表面上，覆蓋黑色基體24，以防止受到外部光的影響。
在成一體地設置有該TFT光感測器321 ~323 、電容器C1 ~C3 和由TFT形成的第1開關元件SW1 的光檢測部331 中，在第5圖和第7圖中，對於同一層的絕緣層，採用同一標號，並且對於相應的TFT所對應的結構部分，按在同一標號上添加尾碼的方式予以區別表示，藉此，應可易於理解能夠與在形成顯示區域30的開關用TFT時同時地形成之事。
另外，在本實施例中，如第6圖所示，按照以2排設置多個光檢測部331 和332 ，但是，其中，在從顯示區域30觀看，位於內側的一排光檢測部332 中，至少TFT光感測器324 ~326 的閘極GL4 ~GL6 部分的表面被黑色基體所覆蓋而進行遮光。如果採用這樣的方案，由於光檢測部332 的輸出不受到外光的影響，故成為暗基準輸出。
另外，也可採用另外的未圖中之濾色基板的周圍的黑色基體進行遮光。在此場合，由於顯示裝置的顯示部設置有設於濾色基板的周圍之黑色基體，故只要藉由稍稍擴大黑色基體，便可覆蓋TFT光感測器324 ~326 ，所以不必另外設置擋光用的部件，而在結構上和外觀上變得美觀。
在這裏，利用第8圖和第9圖針對人的視覺靈敏度(相對視覺靈敏度)和TFT光感測器321 ~323 的分光靈敏度進行描述。人的視覺靈敏度，如第8圖所示，波長約為550nm的綠色區域的靈敏度最高，與其波長相較，無論是大於或小於該波長時，靈敏度係會降低。一般，稱為可見光的波長係約380nm~780nm的光，但是，其中，約400nm~700nm的範圍為人的主要感知區域。相對該情況，本實施例所採用的TFT光感測器321 ~323 的相對靈敏度如第9圖所示，峰值波長在460nm附近，在從波長約為350nm的紫外線區域到波長在700nm以上的範圍內，具有靈敏度。
於是，由於本實施例所採用的TFT光感測器321 ~323 會感應到人無法感知的紫外線區域，故特別是在水銀燈等的短波長區域的光成分多的照明下，雖然人的眼睛認為是暗的，但仍會判斷為明亮。於是，在本實施例中，如下所述，採用TFT感測器321 ~323 的相對靈敏度與人的視覺靈敏度相同的機構。
即，用於普通的液晶顯示板的紅(R)、綠(G)、藍(B)的濾色片的分光透射率如第10圖所示。於是，G的濾色片使波長約在460~640nm的範圍內的光透射，使波長約在450nm以下的光稍微透射。如果這樣，若使射入本實施例所採用的TFT光感測器321 ~323 中的光作為透射一般被使用液晶顯示板中之濾色片當中的至少G的濾色層的光，則由於TFT光感測器321 ~323 的分光靈敏度對波長約在450nm以下的光實質上變成沒有靈敏度，故實質上接近人的視覺靈敏度。
再加上，在液晶顯示板中，於顯示面側，一般採用偏振光濾色片，但是，該偏振光濾色片的分光透射率係如第11圖所示。於是，由於顯示面側的偏振光濾色片實質上不能使波長在400nm以下的光透射，故藉由使射入TFT光感測器321 ~323 中的光作為進一步透射顯示面側的偏振光濾色片的光，而可呈現使TFT光感測器321 ~323 的分光靈敏度更加接近人的視覺靈敏度的特性。如此，第12圖表示採用G的濾色層和偏振光濾色片這兩者而進行了矯正的TFT光感測器321 ~323 的分光靈敏度。從該圖可知，第12圖的分光靈敏度為與第8圖所示的人的視覺靈敏度類似的特性。
第13A圖表示包括既藉G的濾色層對TFT光感測器321 ~323 進行矯正後之實施例的半透射型液晶顯示裝置10的濾色層之平面圖，第13B圖表示第13A圖的TFT光感測器321 ~323 上的濾色片部分的放大圖。在該半透射型液晶顯示裝置10中，TFT光感測器324 ~326 係藉由稍稍擴大設置於濾色基板的周圍的黑色基體BM而進行擋光，僅僅使G濾色層延長到光檢測部331 所存在的位置，G的濾色層至少位於TFT光感測器321 ~323 上。另外，在這裏，R和B的濾色片部分為黑色基體BM，但是，也可如第13C圖所示，全部形成G的濾色層。
另外，根據所採用的光感測器的分光靈敏度，還可適當兼用R和B的濾色層，也可使光感測器的分光靈敏度接近人的靈敏度。例如，如果在TFT感測器中，僅僅藉由G濾色片對分光靈敏度進行矯正，則峰值波長接近500nm，所以，為了使TFT光感測器的分光靈敏度的峰值波長成為人的視覺靈敏度的峰值波長550nm，也可同時採用R的濾色片。此時，作為設置於TFT光感測器321 ~323 上的濾色層，可如第13D圖所示，形成R、G、BM排列，也可如第13E圖所示，形成按R×3＋G×3為單位而反復的結構。但是，由於R的濾色片的矯正可較少，所以還可構成如第13F圖所示那樣R、G、BM排列中將R從中撤出，或按G×4＋R×2為單位而反復的結構。
在此，利用第14圖來針對本實施例中之多個光檢測部331 和332 的電連接實例進行描述。在本實施例中，光檢測部331 的TFT光感測器321 ~323 中的各源極SL1 ~SL3 相互並聯並透過第1開關元件SW1 而與一定的電壓VS (比如，＋2V)連接，並藉由信號配線SS 於外部既取出輸出信號，另外，各源極GL1 ~GL3 相互並聯且被外加一定的逆偏電壓(比如，－10V)，另外，各汲極DL1 ~DL6 也相互並聯並與規定的電源VCOM連接。
同樣地，光檢測部332 的相應的TFT光感測器324 ~326 的各源極SL4 ~SL6 相互並聯且透過第2開關元件SW2 而與一定的電壓VS 連接，並且藉由信號配線SR 而在外部既取出輸出信號，另外，各閘極GL4 ~GL6 相互並聯且被外加有與光檢測部331 側相同之一定的逆偏壓，另外，各汲極DL1 ~DL6 也相互並聯且與和光檢測部331 側相同之規定的電壓源VCOM連接。
在本實施例中，由於信號線SS 獲得未被遮光的TFT光感測器321 ~323 的平均輸出，而且信號線SR 獲得遮光的TFT光感測器324 ~326 的平均輸出，所以如果對出現在信號線SR 和SS 中的信號進行處理，則可獲得以遮光的TFT光感測器324 ~326 的輸出的平均值為基準之未遮光的TFT光感測器321 ~323 之輸出的平均值。
使用該輸出並透過其他現有的控制機構而對照光機構的開/關進行控制。另外，出現在信號線SR 和SS 中的信號之處理既可求出差動輸出，也可以按能形成預定的一定的關係來進行運算處理。該控制機構既可單獨設置於光檢測部331 和332 的附近，也可設置於驅動IC31的內部。
另外，由於未遮光的TFT光感測器321 ~323 係按第6圖所示，沿顯示區域30的周邊形成一排取有間隔的方式作設置，故即使是在使用者因不注意用手指等而遮蔽TFT光感測器321 ~323 的情況，因為很少有同時將全部的TFT光感測器321 ~323 遮擋的情況，故未遮光的TFT光感測器321 ~323 之輸出的平均值不會有較大的變化，背照燈等的亮度不會頻繁地變化。
再加上，在本實施例中，由於TFT光感測器321 ~323 的分光靈敏度是作成接近人的視覺靈敏度，所以比如是水銀燈照明光等，在單獨的光感測器時，具有靈敏度，但是，在人眼感覺較暗的場所會變得不進行照光機構開/關動作。
另外，設置上述遮光的TFT光感測器324 ~326 的原因在於、TFT光感測器之光檢測特性係隨著溫度而發生較大變化，而藉由遮光的TFT光感測器324 ~326 來對未遮光的TFT光感測器321 ~323 的溫度特性進行矯正，如果採用這樣的方案，即使在溫度變化的情況下，仍可按照所需的亮度，正確地控制背照燈等的開/關。但是，如果不需要溫度補償，則也可省略被遮光的光檢測部332 、TFT光感測器324 ~326 等。
此時，由於電容器C1 ~C3 和C4 ~C6 均分別並聯，故也可分別逐個地使用電容器，但是，由於必要的容量較大，故可像第7圖和第14圖所示的那樣分別地設置。
此外，作為上述實施例的變形例，如第15圖所示，光檢測部331 的TFT光感測器321 ~323 的各源極SL1 ~SL3 ，分別單獨地透過第1~第3開關元件SW1 ~SW3 而與共同之一定的電壓VS (比如，＋2V)連接，並且分別單獨地與輸出配線SS1 ~SS3 連接，此外，各閘極GL1 ~GL3 相互並聯，且被外加有一定的逆偏電壓(比如，－10V)，另外，各汲極DL1 ~DL6 也相互並聯且與規定的電源VCOM連接。
同樣地，光檢測部332 的相應的TFT光感測器324 ~326 的各源極SL4 ~SL6 ，分別單獨地透過第4~第6的開關元件SW4 ~SW6 ，和光檢測部331 側相同，與共同的一定的電壓VS 連接，並且分別單獨地與輸出配線SR1 ~SR3 連接，此外，各閘極GL4 ~GL6 相互並聯且與光檢測部331 側相同，被外加有一定的逆偏電壓，另外，各汲極DL4 ~DL6 也相互並聯，且和光檢測部331 側相同，與規定的電源VCOM連接。
在本變形實例中，係從未遮光的光檢測部331 的輸出配線SS1 ~SS3 獲得TFT光感測器321 ~323 之各個輸出。於是，在使用者用手指等遮蔽TFT光感測器321 ~323 中之任意者的場合，由於輸出配線SS1 ~SS3 中任意者的輸出成為與其它的輸出偏離的值，故可容易判定出是使用者遮擋的TFT光感測器，如果是透過單獨之圖中未示出的控制器而求取出除了與其他輸出偏離的輸出以外的平均值時，由於該平均值實質上與使用者遮蔽擋TFT光感測器之前的平均值相同，故判定周圍的亮度未變化，背照燈等的亮度不會頻繁地變化。
還有，在上述變形例中，係在遮擋的光檢測部332 側採用與未遮光那一側的光檢測部331 相同的結構的實例，如果是這樣的構成，則不必另外準備與未遮光的光檢測部331 不同的結構之遮光的光檢測部332 ，被遮光的檢測部332 只透過利用黑色基體覆蓋未遮光的檢測部331 的表面的方式就可獲得，所以很經濟。而且，由於遮光的光感測器和未遮光的光感測器通常均為採用相同批號的製品，故兩者的特性的誤差變小。
然而，即使是在遮蔽既被使用者以手指等遮擋的TFT光感測器324 ~326 之情況下，被遮光的光檢測部332 側的各TFT光感測器324 ~326 的輸出仍不發生實質性變化，故作為遮光的光檢測部332 ，如第14圖所示，也可藉由TFT光感測器324 ~326 的源極SL4 ~SL6 均並聯，而採用1個開關元件和1個輸出配線。
另外，在上述實施例和變形例中係例示未被遮光的光檢測部331 和被遮光的光檢測部332 按分別逐列接近的平行方式設置之實例，但是，像這樣，以較接近的方式設置2個檢測部331 和332 的原因在於、兩者的溫度不產生差異，測定值的差異變小，可按照預定的規定的亮度，正確地自動地對照光機構進行開/關控制，但是，也可採用將未被遮光的光檢測部331 和被遮光的光檢測部322 形成為一體的類型。
此外，在上述實施例或變形例中係例多個光檢測部331 和332 沿與設置有液晶顯示裝置的顯示區域30的驅動IC31之側的相反側之周緣而設置的實例，但是，也可如第16圖所示，設置於驅動IC和顯示區域30之間，還可設置於顯示區域30的側面。在第16圖所示的變形實例，或設置於顯示區域的側面的場合，由於配置有用於將顯示區域30和驅動IC31之間連接用的信號線或掃描線，故必須將多個光檢測部331 ~336 和必要的配線設置於信號線或掃描線之間，或對它們進行疊置配線處理。
還有，在上述實施例中係例示未被遮光的光檢測部331 和被遮光的光檢測部332 分別採用由多個TFT光感測器321 ~323 和324 ~326 構成的類型的實例，但是，如果在不必考慮特別是因使用者的手指的不小心的動作而遮蔽光感測器這樣的場合、或是因周圍環境的影響而在瞬間光射入光感測器或受到遮擋的場合之誤操作，則也可採用分別只由1個TFT感測器構成的結構。另外，在上述實施例中係例示採用由TFT形成光感測器的類型的實例，但是，並不限於此，也可採用光敏二極體、光電晶體、光敏SCR、CdS等之光導電體、光電池等。
以下利用第17圖所示的方塊圖，針對採用像這樣獲得的液晶顯示裝置10的多個光檢測部331 和332 的輸出而用於背照燈等的開/關控制的背照燈控制部40之一個實例進行描述。該背照燈控制部40利用感測器控制部41對構成開關元件SW的TFT的源極SS 施加一定的基準電壓VS (比如，＋2V)，相同的對閘極GS 以切換方式施加用於使TFT導通/截止的電壓(比如，±10V)，而且對TFT光感測器的閘極GL 施加用於在閘極截止區域使TFT光感測器動作之一定的電壓(比如，－10V)，並且對TFT光感測器的汲極DL 施加共同電位VCOM。另外，藉由感測器控制部41，針對光檢測部331 和332 的輸出，進行規定的運算處理，獲得與外光的亮度相對應的測定值，將其輸入到比較部42中的一個端子中，並且還將其輸入到模式控制部43中。
模式控制部43為藉由來自外部的輸入信號，切換普通動作模式與初始設定模式的電路，在初始設定模式時，將感測器控制部41的輸出輸入到臨限值存儲部44中而存儲，在普通動作模式時，隔斷感測器控制部41的輸出，另外，臨限值存儲部44將所存儲的臨限值輸出給比較部42的另一側的端子。
此外，在普通動作模式時，比較部42對來自感測器控制部41的輸入信號和臨限值存儲部44的輸入信號進行比較，在來自感測器控制部41的輸入信號大於存儲於臨限值存儲部44中的臨限值(較亮)的場合，透過開關部45來熄滅背照燈等46，反之，在來自感測器控制部41的輸入信號小於存儲於臨限值存儲部44中的臨限值(較暗)的場合，則透過開關部45點亮背照燈等46。
在模式控制部43中，在選擇初始設定模式的場合，由於將來自感測器控制部41的輸出存儲於臨限值存儲部44中，故透過對光檢測部331 ~336 照射預定亮度的光，可存儲與該光的亮度相對應的臨限值。於是，即使在光感測器的光－電特性具有誤差的情況下，仍可以預定的亮度為界而正確地對背照燈等46進行開/關控制。
在此場合，預定亮度的光既可在製造步驟一致地進行設定，也可以是終端使用者根據喜好，按照適合的亮度，自動地控制背照燈等的開/關。另外，作為比較部42，因不能頻繁地對背照燈等進行開/關控制，故可使之具有可以改變開燈時的亮度和關燈時的亮度，即，滯後特性。此滯後特性可透過使用作為比較部42之滯後比較器而可簡單地獲得。
另外，在本實施例中，係例示為了能夠與用作液晶顯示板的開關元件的TFT同時地製造，而在玻璃基板11的顯示區域的周圍的額緣上設置光檢測部331 和332 的實例，但是，也可設置於顯示區域內的周邊部。此外，如果光檢測部331 和332 本身若不必與用作液晶顯示板的開關元件的TFT同時地製造，則也可設置於液晶顯示板的外部並透過另外的配線機構而與液晶顯示板電性連接。
此外，在本實施例中，係例示光檢測部331 和332 的開關元件均採用與電容器等疊置而形成一體的形式的實例，但是，也可通過個別的元件形成。在該開關元件作成個別元件的場合，可任意地設定開關元件的設置部位，也可設置於玻璃基板11的顯示區域的周圍的額緣上，還可設置於板的外部，此外，也可裝配於驅動IC的內部。
還有，感測器控制部41、比較部42、模式控制部43、臨限值存儲部44、開關部45也可組裝於液晶顯示裝置的驅動IC中。臨限值存儲部也可不設置於液晶顯示裝置10的內部，但是，在此場合，可按照在液晶顯示裝置10的電源接通時，從具有外部的臨限值存儲部的主機PC，對液晶顯示裝置10進行初始化處理的方式構成。
10．．．半透射型液晶顯示裝置
30．．．顯示區域
31．．．驅動IC
32、321 ~326 ．．．TFT光感測器
33、331 、332 ．．．光檢測部
40．．．背照燈控制部
41．．．感測器控制部
42．．．比較部
43．．．模式控制部
44．．．臨限值控制部
45．．．開關部
46．．．背照燈等
第1圖為表示TFT光感測器的電壓－電流曲線的一個例圖；第2圖為表示採用了TFT光感測器的光檢測部的電路圖；第3圖為表示在亮度不同的場合之第2圖所示的電路圖的電容器的兩端的電壓－時間曲線圖；第4圖為以透視方式表示半透射型液晶顯示裝置的濾色基板的1個畫素的平面圖；第5圖為去掉濾色基板的第4圖的A－A線的剖視圖；第6圖為實施例的半透射型液晶顯示裝置的平面圖；第7圖為光檢測部的剖視圖；第8圖為表示人的視覺靈敏度的圖；第9圖為表示實施例所採用的光感測器的分光靈敏度的圖；第10圖為表示液晶顯示板採用的R、G、B的各濾色層的分光透射率的圖；第11圖為表示偏振光濾色片的分光透射率的圖；第12圖為表示通過G的濾色片和偏振光濾色片矯正的實施例的光感測器的分光靈敏度的圖；第13A圖為還具有實施例的半透射型液晶顯示裝置的濾色層的平面圖，第13B圖為第13A圖的光感測器上的濾色片部分的放大圖，第13C圖~第13G圖分別為與第13B圖相對應的變形例；第14圖為表示多個的光檢測部的電連接實例的電路圖；第15圖為第14圖的電路圖的變形例；第16圖為第6圖的半透明型液晶顯示裝置的變形實例；第17圖為背照燈控制部的方塊框圖。
10．．．半透射型液晶顯示裝置
30．．．顯示區域
31．．．驅動IC
321 ~323 、324 ~326 ．．．TFT光感測器
R、G、B．．．濾色片

Claims (5)

  1. 一種顯示裝置，該顯示裝置包括顯示板，該顯示板具有主動矩形基板和濾色基板；上述顯示板的照光機構；用來偵測外光亮度的光感測器；控制部，該控制部根據上述光感測器的輸出，控制上述照光機構的發光強度，其特徵在於在上述濾色基板的分別與上述光感測器對向的位置上，設置偏振光濾色層，其係具有相應於入射光波長的分光透射率。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，在上述濾色基板的分別與上述光感測器對向的位置上，還設置有濾色層。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中，上述濾色層的顏色，係為上述顯示板的顯示領域上對應於各個像素所形成之顏色當中的任意一種顏色。
  4. 如申請專利範圍第1~3之任一項之顯示裝置，其中，上述照光機構係為背光燈或側光燈，上述顯示裝置為透射型或半透射型液晶顯示裝置。
  5. 如申請專利範圍第1~3之任一項之顯示裝置，其中，上述照光機構係為前光燈，上述顯示裝置為反射型液晶顯示裝置。
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