JP2000124484A - Optical sensor and display device using the same - Google Patents
Optical sensor and display device using the sameInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は光センサ及びそれ
を用いた表示装置に関する。[0001] The present invention relates to an optical sensor and a display device using the same.
【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し、この検出結果
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、
光トランジスタや光ダイオード等からなる外光照度検出
センサでは、反応時間が外光照度が高くなるほど早くな
り、高外光照度の環境下においてはかなり早くなるの
で、外光照度検出センサを駆動するための信号及び光検
出信号を出力するための信号の周波数を高くしなければ
ならず、したがって回路の周波数特性を上げる必要があ
る。この発明の課題は、光センサの反応時間を簡単な方
法で遅延させることができ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 an external light illuminance detection sensor, and based on the detection result, the brightness of the light from the backlight is controlled, so that the display panel can use both the external light and the light from the backlight. It is conceivable to make the screen luminance of the image display screen suitable for the external light illuminance. However,
In an external light illuminance detection sensor including an optical transistor, a photodiode, and the like, the reaction time becomes faster as the external light illuminance becomes higher, and becomes considerably faster in an environment with high external light illuminance. It is necessary to increase the frequency of the signal for outputting the detection signal, and therefore, it is necessary to improve the frequency characteristics of the circuit. An object of the present invention is to make it possible to delay the reaction time of an optical sensor in a simple manner.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明は、光センサの
構造を、センサ面側に透過率低下用膜を有する構造とし
たものである。この発明によれば、透過率低下用膜を透
過した光が光センサのセンサ面に入射することになるの
で、光センサのセンサ面に入射される光量が低下し、し
たがって光センサの反応時間を簡単な方法で遅延させる
ことができる。According to the present invention, an optical sensor has a structure having a transmittance decreasing film on the sensor surface side. According to the present invention, since the light transmitted through the transmittance decreasing film is incident on the sensor surface of the optical sensor, the amount of light incident on the sensor surface of the optical sensor is reduced, and therefore, the reaction time of the optical sensor is reduced. Can be delayed in a simple way.
【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（反射兼光出射手段）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 (reflection / light emitting means) 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 and the optical sheet 12.
A light diffusion layer 13 provided on the back surface of the light diffusion layer 13;
An optical member 14 provided on the back surface 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
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, the screen brightness of the liquid crystal display panel 1 due to both the light from the light source 16 and the external light is preferably adjusted in accordance with the environmental illuminance. The screen brightness is set. That is, in this liquid crystal display device, the light source 16
In order to control the brightness of the light from the light source, a light source brightness control means is provided. 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。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照度検出センサ４１が設けられてい
る。一方、表面側のガラス基板２の下面において外光照
度検出センサ４１と対向する部分の所定の箇所にはクロ
ム等の金属薄膜からなる透過率低下用膜４２が設けら
れ、この透過率低下用膜４２を透過した外光が外光照度
検出センサ４１に入射されるようになっている。なお、
透過率低下用膜４２の具体的な役目等については、後で
説明する。FIG. 4 shows a schematic configuration of a part of the liquid crystal display device. In this liquid crystal display device, an external light illuminance detection sensor 41 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. . On the other hand, a transmittance lowering film 42 made of a thin metal film such as chromium is provided at a predetermined portion of the lower surface of the glass substrate 2 on the front side facing the external light illuminance detection sensor 41, and the transmittance lowering film 42 is provided. Is transmitted to the external light illuminance detection sensor 41. In addition,
The specific role of the transmittance decreasing film 42 will be described later.
【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ている。外光照度検出部５１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
る外光照度検出センサ４１と、薄膜トランジスタからな
る第１のスイッチング素子５２と、外光照度検出センサ
４１と第１のスイッチング素子５２との間に設けられた
抵抗５３及びキャパシタ５４と、外光照度検出センサ４
１と抵抗５３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５５とを備えている。Next, FIG. 5 shows a main part of a 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. The external light illuminance detection unit 51 includes an external light illuminance detection sensor 41 including a double-gate type photoelectric conversion thin film transistor described below, a first switching element 52 including a thin film transistor, and an external light illuminance detection sensor 41 and the first switching element 52. , The external light illuminance detection sensor 4
And a second switching element 55 composed of a thin film transistor connected between the first and the resistor 53.
【００１７】そして、分周器５６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５５に入力されている間に、外光照度検出センサ４
１から検出照度に応じた電流がキャパシタ５４に流れ、
キャパシタ５４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５２がオンすると、
キャパシタ５４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５７に入力される。レベルシフト調
整器５７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５８に出力する。パラレルシ
リアル変換器５８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を調光用制御信号発
生器５９に出力する。調光用制御信号発生器５９は入力
されたシリアル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６０に出力する。調光機能付きインバー
タ６０は、光源１６（図１参照）が調光用制御信号発生
器５９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。While the sensor drive signal output from the frequency divider 56 for a preset time is input to the second switching element 55, the external light illuminance detection sensor 4
From 1, a current corresponding to the detected illuminance flows through the capacitor 54,
Charge is stored in the capacitor 54. Then, when the first switching element 52 is turned on at a predetermined timing,
A light detection signal corresponding to the charge stored in the capacitor 54 is input to the level shift adjuster 57. The level shift adjuster 57 is composed of, for example, an A / D converter, converts the input photodetection signal into a parallel signal, and outputs the parallel signal to the parallel-serial converter 58. The parallel-serial converter 58 converts the input parallel signal into a serial signal, and outputs this serial signal to the dimming control signal generator 59. The dimming control signal generator 59 outputs a dimming control signal corresponding to the input serial signal to the inverter 60 with a dimming function. The inverter with a dimming function 60 controls the light source 16 (the fluorescent tube 17) so that the light source 16 (see FIG. 1) emits light having a luminance corresponding to the dimming control signal from the dimming control signal generator 59. Drive.
【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, the control of the brightness of the light from the light source 16 in accordance with the ambient illuminance by the light source brightness control means 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.
【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）The screen luminance L (nit) of the liquid crystal display panel 1 is represented by I (lux) for the environmental illuminance, B (nit) for the luminance of light from the light source 16, and T (light transmission) for 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)
【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 luminance L of the liquid crystal display panel 1 is 20 to 200 nits at an environmental illuminance of 50 lux, and 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 so that the luminance represented by a quadratic function that satisfies 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)
【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.
【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、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)Second, the screen luminance L of the liquid crystal display panel 1 is 20 to 60 nits at an ambient 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 in accordance with the environmental illuminance 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 obtained from the above equation (1), and is as shown in the following equation (5). −9 × 10 −8 × I 2 + 0.0453 × I + 20 ≦ L ≦ −2 × 10 −7 × I 2 + 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.
【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, so that the screen luminance of the liquid crystal display panel 1 is represented by the curves M 1 and M 1 . A range M between the two , more preferably a range N between the curves N 1 and N 2 . This allows
The screen brightness of the liquid crystal display panel 1 can be made favorable or more favorable in a wide range of environmental illuminance from low illuminance to high illuminance.
【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。The two-dot chain line in FIG. 6 represents 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.
【００２６】次に、外光照度検出センサ４１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、
この外光照度検出センサ４１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 external light illuminance detection sensor 41 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 73 on both sides of the upper surface of blocking layer 74 and on both sides thereof
Are provided with n + silicon layers 75 and 76. 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 external light illuminance detection sensor 41, the light incident from the lower surface side is shielded by the bottom gate electrode 71 so that it does not directly enter the semiconductor layer 73.
【００２７】この外光照度検出センサ４１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、この外光照度
検出センサ４１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 the external light illuminance detection sensor 41, a bottom gate transistor is constituted by the bottom gate electrode (BG) 71, the semiconductor layer 73, the source electrode (S) 77, the drain electrode (D) 78, etc. 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 external light illuminance detection sensor 41 is constituted by a double-gate photoelectric conversion thin film transistor 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. Figure 8 shows the equivalent circuit
It can be shown as follows.
【００２８】次に、この外光照度検出センサ４１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５４に電荷が蓄積されることになる。Next, the operation of the external light illuminance detection sensor 41 will be described. First, as shown in FIG. 9A, when a positive voltage (for example, +5 V) is applied between the source electrode (S) and the drain electrode (D), a positive voltage (for example, +10 V) is applied to the bottom gate electrode (BG). Is applied, a channel is formed in the semiconductor layer 73 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.
Will be stored in the capacitor 54 shown in FIG.
【００２９】次に、この外光照度検出センサ４１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 external light illuminance detection sensor 41 is 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.
【００３０】次に、この外光照度検出センサ４１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１０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、同上面の外光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、同上面の外光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、７
４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９
７、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
外光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 external light illuminance detection sensor 41 will be described with reference to FIG. 10, 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. 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 side, and a bottom gate electrode 71 made of aluminum or the like is formed in a region where an external light 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 made of amorphous silicon or polysilicon is formed in the external light illuminance detection sensor formation region on the same upper surface. 73 is formed. Next, blocking layers 93 and 7 made of silicon nitride are formed at the center of the upper surfaces of the semiconductor layers 92 and 73.
4 is formed. 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. Next, a source electrode 96 and a drain electrode 9 made of aluminum or the like are formed on the upper surfaces of the n + silicon layers 94, 95, 75, and 76, respectively.
7, a source electrode 77 and a drain electrode 78 are formed. Next, a top gate insulating film 79 made of silicon nitride is formed on the entire upper surface. 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 formed of a transparent electrode such as ITO is formed in a region where an external light illuminance detection sensor is formed on the same upper surface. An electrode 80 is formed. In this case, the pixel electrode 98 is connected to the source electrode 96 via the contact hole 99 formed in the 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.
【００３１】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、外光照度検出センサ形成領域にＭＩＳ型薄膜トラン
ジスタからなる外光照度検出センサ４１が形成される。
このように、外光照度検出センサ４１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、外光照
度検出センサ４１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、外光照度検出セ
ンサ４１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 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 external light illuminance detection sensor 41 formed of the MIS thin film transistor is formed in the external light illuminance detection sensor formation region.
As described above, the MIS thin film transistor as the switching element and the pixel electrode 98 are used as the external light illuminance detection sensor 41.
Can be formed at the same time as the formation, so that the number of manufacturing steps can be prevented from increasing. In addition, since the external light illuminance detection sensor 41 is integrally formed on the glass substrate 3 on the back surface side of the liquid crystal display panel 1, even if the external light illuminance detection sensor 41 is provided, the number of components does not increase. it can.
【００３２】次に、図４に示す透過率低下用膜４２につ
いて説明する。一例として、１０ｍｍＴｏｒｒ以上例え
ば３０ｍｍＴｏｒｒの圧力下においてアルゴンガスを用
いたスパッタ法により、ガラス基板上にクロム薄膜を成
膜し、このクロム薄膜の膜厚（ｎｍ）と透過率（％）と
の関係を調べたところ、図１１に示す結果が得られた。
この図から明らかなように、クロム薄膜の膜厚が２００
ｎｍ未満において薄くなるほど透過率（％）が高くな
る。すなわち、クロム薄膜の膜厚が２００ｎｍ未満にお
いては、クロム薄膜の膜厚が厚くなるほど透過率（％）
が低下する。そして、例えば、膜厚約２５ｎｍでは、透
過率（％）が約１０％であって約９０％の可視光を遮光
し、膜厚約１５０ｎｍでは、透過率（％）が約１％であ
って約９９％の可視光を遮光することになる。Next, the transmittance decreasing film 42 shown in FIG. 4 will be described. As an example, a chromium thin film is formed on a glass substrate by a sputtering method using an argon gas under a pressure of 10 mmTorr or more, for example, 30 mmTorr, and the relationship between the thickness (nm) of the chromium thin film and the transmittance (%) is shown. Upon examination, the result shown in FIG. 11 was obtained.
As is clear from this figure, the thickness of the chromium thin film is 200
The transmittance (%) becomes higher as the thickness becomes smaller at less than nm. That is, when the thickness of the chromium thin film is less than 200 nm, the transmittance (%) increases as the thickness of the chromium thin film increases.
Decrease. For example, when the film thickness is about 25 nm, the transmittance (%) is about 10% and about 90% of visible light is shielded. When the film thickness is about 150 nm, the transmittance (%) is about 1%. About 99% of visible light is blocked.
【００３３】そこで、図４に示す透過率低下用膜４２を
膜厚約２５ｎｍのクロム薄膜によって形成したものと、
膜厚約１５０ｎｍのクロム薄膜によって形成したものと
を用意し、また比較のために、透過率低下用膜４２を備
えていないものを用意し、図７に示すダブルゲート型光
電変換薄膜トランジスタからなる外光照度検出センサ４
１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、図１２に示す結果が得ら
れた。この図において、黒丸印の曲線は透過率低下用膜
４２を膜厚約１５０ｎｍのクロム薄膜によって形成した
場合を示し、黒四角印の曲線は透過率低下用膜４２を膜
厚約２５ｎｍのクロム薄膜によって形成した場合を示
し、黒三角印の曲線は透過率低下用膜４２を備えていな
い場合を示す。Therefore, the transmittance decreasing film 42 shown in FIG. 4 is formed of a chromium thin film having a thickness of about 25 nm,
A chromium thin film having a thickness of about 150 nm was prepared. For comparison, a chromium thin film having no transmittance reducing film 42 was prepared. Light illuminance detection sensor 4
When the reaction time until the drain current of No. 1 reached 1 μA with respect to the illuminance of external light was examined, the result shown in FIG. 12 was obtained. In this figure, the curve with black circles shows the case where the transmittance decreasing film 42 is formed of a chromium thin film having a thickness of about 150 nm, and the curve with black squares shows the film 42 with transmittance decreasing forming the chromium thin film having a thickness of about 25 nm. The curve with black triangles indicates the case where the transmittance reducing film 42 is not provided.
【００３４】この図１２から明らかなように、外光照度
検出センサ４１のドレイン電流が１μＡに達するまでの
反応時間は、いずれの場合も、外光照度が高くなるほど
早くなる。そして、例えば、外光照度１００ルクスにお
ける反応時間は、黒三角印の曲線で約０．００６秒であ
り、黒四角印の曲線で約０．０６秒であり、黒丸印の曲
線で約０．６秒である。また、外光照度１０００００ル
クスにおける反応時間は、黒三角印の曲線で約０．００
０００８秒であり、黒四角印の曲線で約０．００００８
秒であり、黒丸印の曲線で約０．０００８秒である。こ
のように、反応時間は、透過率低下用膜４２を備えてい
ない場合と比較して、透過率低下用膜４２の透過率が約
１０％の場合には約１０倍となり、透過率低下用膜４２
の透過率が約１％の場合には約１００倍となる。すなわ
ち、透過率低下用膜４２の膜厚に応じて外光照度検出セ
ンサ４１のセンサ面に入射される光量が低下することと
なり、外光照度検出センサ４１の反応時間を簡単な方法
で遅延させることができる。この結果、外光照度検出セ
ンサ４１を駆動するための信号及び光検出信号を出力す
るための信号の周波数をある程度低くすることができ、
ひいては回路の周波数特性をある程度下げることができ
る。As is apparent from FIG. 12, the reaction time until the drain current of the external light illuminance detection sensor 41 reaches 1 μA becomes shorter as the external light illuminance becomes higher. Then, for example, the reaction time at the ambient light illuminance of 100 lux is about 0.006 seconds for the black triangle curve, about 0.06 seconds for the black square curve, and about 0.66 for the black circle curve. Seconds. The reaction time at an ambient light illuminance of 100,000 lux was approximately 0.00
0008 seconds, and about 0.00008
Second, which is about 0.0008 seconds in the curve indicated by the black circle. As described above, the reaction time is about 10 times when the transmittance of the transmittance reducing film 42 is about 10% as compared with the case where the transmittance reducing film 42 is not provided, and the reaction time is reduced. Membrane 42
Is about 100 times when the transmittance is about 1%. That is, the amount of light incident on the sensor surface of the external light illuminance detection sensor 41 decreases in accordance with the thickness of the transmittance lowering film 42, and the reaction time of the external light illuminance detection sensor 41 can be delayed by a simple method. it can. As a result, the frequency of the signal for driving the external light illuminance detection sensor 41 and the frequency of the signal for outputting the light detection signal can be reduced to some extent,
As a result, the frequency characteristics of the circuit can be reduced to some extent.
【００３５】なお、上記実施形態では、液晶表示パネル
に１個の外光照度検出センサを設けた場合について説明
したが、これに限らず、複数個の外光照度検出センサを
設けるようにしてもよい。一例として、外光照度検出セ
ンサを３個設け、第１の外光照度検出センサ用の透過率
低下用膜の透過率を約１％とし、第２の外光照度検出セ
ンサ用の透過率低下用膜の透過率を約１０％とし、第３
の外光照度検出センサに対しては透過率低下用膜を設け
ない。そして、図１２を参照して説明すると、３個の外
光照度検出センサの各反応時間が約０．００１秒〜約
０．０１秒の範囲内となるように、外光照度５００ルク
ス以下では第３の外光照度検出センサを使用し、外光照
度５００〜５０００ルクスでは第２の外光照度検出セン
サを使用し、外光照度５０００ルクス以上では第１の外
光照度検出センサを使用するようにしてもよい。このよ
うにすると、幅広い外光照度をほぼ均一な感度で検出す
ることができる。In the above embodiment, the case where one external light illuminance detection sensor is provided on the liquid crystal display panel is described. However, the invention is not limited to this, and a plurality of external light illuminance detection sensors may be provided. As an example, three external light illuminance detection sensors are provided, the transmittance of the transmittance reducing film for the first external light illuminance detection sensor is about 1%, and the transmittance reducing film of the second external light illuminance detection sensor is The transmittance is about 10% and the third
No transmittance decreasing film is provided for the external light illuminance detection sensor. Then, referring to FIG. 12, the third light at the external light illuminance of 500 lux or less is set so that the respective reaction times of the three external light illuminance detection sensors fall within the range of about 0.001 second to about 0.01 second. The external light illuminance detection sensor may be used, the second external light illuminance detection sensor may be used for the external light illuminance of 500 to 5000 lux, and the first external light illuminance detection sensor may be used for the external light illuminance of 5000 lux or more. In this manner, a wide range of external light illuminance can be detected with substantially uniform sensitivity.
【００３６】また、上記実施形態では、図４に示すよう
に、液晶表示パネル１の裏面側のガラス基板３の上面に
外光照度検出センサ４１を設け、表面側のガラス基板２
の下面に透過率低下用膜４２を設け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、透過
率低下用膜４２を表面側のガラス基板２の上面に設ける
ようにしてもよい。また、透過率低下用膜４２を表面側
のガラス基板２の上下面のいずれにも設けずに、図７に
示すトップゲート電極８０をクロム等の金属薄膜（透過
率低下用膜）によって形成するようにしてもよい。この
ようにした場合には、トップゲート電極８０が透過率低
下用膜を兼ねることになるので、透過率低下用膜を形成
するためのそれ専用の工程が不要となり、製造工程数が
増加しないようにすることができる。In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the external light illuminance detection sensor 41 is provided on the upper surface of the glass substrate 3 on the back side of the liquid crystal display panel 1, and the glass substrate 2 on the front side is provided.
Although the case where the transmittance lowering film 42 is provided on the lower surface of the above has been described, the present invention is not limited to this. For example, the transmittance decreasing film 42 may be provided on the upper surface of the glass substrate 2 on the front surface side. Further, the top gate electrode 80 shown in FIG. 7 is formed of a thin metal film (transmittance lowering film) such as chrome without providing the transmittance lowering film 42 on any of the upper and lower surfaces of the glass substrate 2 on the front surface side. You may do so. In this case, since the top gate electrode 80 also serves as the transmittance decreasing film, a dedicated process for forming the transmittance decreasing film is not required, and the number of manufacturing steps is not increased. Can be
【００３７】さらに、上記実施形態では、外光照度検出
センサ４１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、この発明を反射及び透過型の液晶表示装置に適
用した場合について説明したが、これに限らず、透過型
の機能のみを有する液晶表示装置や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。Further, in the above embodiment, the case where a double gate type photoelectric conversion thin film transistor is used as the external light illuminance detection sensor 41 has been described. However, the present invention is not limited to this.
A pn-type photodiode or the like which can be formed simultaneously with the formation of the thin film transistor as a switching element may be used. In the above embodiment, 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. Further, in the above embodiment, 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, but 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 embodiment, the case where the present invention is applied to the reflective and transmissive liquid crystal display devices has been described. However, the present invention is not limited to this, and the liquid crystal display device having only the transmissive function and other non-luminous display devices The present invention can be applied to a display device having a panel.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光センサの構造を、センサ面側に透過率低下用膜を
有する構造としているので、透過率低下用膜を透過した
光が光センサのセンサ面に入射することにより、光セン
サのセンサ面に入射される光量が低下し、したがって光
センサの反応時間を簡単な方法で遅延させることがで
き、ひいては回路の周波数特性をある程度下げることが
できる。As described above, according to the present invention, since the structure of the optical sensor has a structure for lowering the transmittance on the sensor surface side, the light transmitted through the film for lowering the transmittance becomes light. By being incident on the sensor surface of the sensor, the amount of light incident on the sensor surface of the optical sensor is reduced, so that the reaction time of the optical sensor can be delayed in a simple manner, and thus the frequency characteristics of the circuit are reduced to some extent. Can be.
【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】外光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 external light illuminance detection sensor.
【図８】図７に示す外光照度検出センサの等価回路図。8 is an equivalent circuit diagram of the external light illuminance detection sensor shown in FIG.
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は外光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 external light illuminance detection sensor.
【図１０】外光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. 10 is a cross-sectional view for explaining an example of a method for forming the external light illuminance detection sensor.
【図１１】透過率低下用膜をクロム薄膜によって形成し
た場合におけるクロム薄膜の膜厚と透過率との関係を示
す図。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the thickness of a chromium thin film and the transmittance when the transmittance decreasing film is formed of a chromium thin film.
【図１２】外光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. 12 is a diagram showing a reaction time until the drain current of the external light illuminance detection sensor reaches 1 μA with respect to the external light illuminance.
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 透過率低下用膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display panel 2, 3 Glass substrate 11 Back light 41 External light illuminance detection sensor 42 Film for transmittance reduction
Claims (8)
用膜を有することを特徴とする光センサ。1. An optical sensor having a transmittance decreasing film on a sensor surface side of an optical sensor main body.
ンサ本体は、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、前記第１ゲート電極の表面側
に前記透過率低下用膜が設けられていることを特徴とす
る光センサ。2. The invention according to claim 1, wherein the optical sensor main body is made of a first material made of a material having a light shielding property on a back surface side.
A gate electrode is arranged, the photoelectric conversion thin film transistor is provided with a second gate electrode made of a light-transmitting material on the surface side, and the transmittance lowering film is provided on the surface side of the first gate electrode. An optical sensor, comprising:
前記光センサ本体は、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、前記第２ゲート電極が前記透過率低下用膜を兼ね
ていることを特徴とする光センサ。3. The method according to claim 1, wherein
The optical sensor main body is constituted by a photoelectric conversion thin film transistor in which a first gate electrode made of a material having a light-shielding property is disposed on a back surface side, and a second gate electrode is disposed on a front surface side, and the second gate electrode has the transmission gate. An optical sensor, which also functions as a rate decreasing film.
おいて、前記透過率低下用膜はクロム等の金属薄膜から
なることを特徴とする光センサ。4. The optical sensor according to claim 1, wherein the transmittance decreasing film is made of a metal thin film such as chromium.
の表示パネルと、該表示パネルの裏面側に配置され、光
を前記表示パネルの裏面に向けて出射する光出射手段
と、前記表示パネルの表面側の基板に設けられた透過率
低下用膜と、前記表示パネルの裏面側の基板に一体的に
形成され、前記透過率低下用膜を透過した外光の照度を
検出する外光照度検出センサと、該外光照度検出センサ
による検出結果に基づいて前記光出射手段からの出射光
の輝度を制御する出射光輝度制御手段とを具備すること
を特徴とする表示装置。5. A non-light-emitting display panel having a pair of substrates facing each other, light emitting means disposed on a back side of the display panel and emitting light toward a back surface of the display panel, and the display. A transmittance reducing film provided on a substrate on the front surface side of the panel, and an external light illuminance formed integrally with the substrate on the back surface side of the display panel and detecting the illuminance of external light transmitted through the transmittance reducing film A display device comprising: a detection sensor; and emission light brightness control means for controlling brightness of light emitted from the light emission means based on a detection result by the external light illuminance detection sensor.
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 claim 5, wherein the illuminance detection sensor has a first gate electrode made of a light-shielding material on the back side and a second gate electrode made of a light-transmitting material on the front side. A display device comprising a photoelectric conversion thin film transistor in which a gate electrode is provided.
の裏面側に配置され、光を前記表示パネルの裏面に向け
て出射する光出射手段と、前記表示パネルに一体的に形
成された外光照度検出センサと、該外光照度検出センサ
による検出結果に基づいて前記光出射手段からの出射光
の輝度を制御する出射光輝度制御手段とを具備し、前記
外光照度検出センサは、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、表面側に透過率低下
用膜からなる第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。7. A non-light emitting type display panel, light emitting means disposed on the back side of the display panel and emitting light toward the back side of the display panel, and formed integrally with the display panel. An external light illuminance detection sensor, and an output light luminance control unit that controls the luminance of the output light from the light output unit based on a result of detection by the external light illuminance detection sensor. A display device comprising: a photoelectric conversion thin film transistor in which a first gate electrode made of a material having a light-shielding property is arranged and a second gate electrode made of a film for decreasing transmittance is arranged on a surface side.
おいて、前記透過率低下用膜はクロム等の金属薄膜から
なることを特徴とする表示装置。8. The display device according to claim 5, wherein the transmittance decreasing film is made of a metal thin film such as chromium.
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