DE3687701T2 - Anzeigevorrichtung vom transmissiven typ. - Google Patents

Anzeigevorrichtung vom transmissiven typ.

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Description

  • Die Vorrichtung betrifft eine Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ, die ein Anzeigefeld vom transmissiven Typ umfaßt, beispielsweise ein Flüssigkristallanzeigefeld vom transmissiven Typ, das von einer eingebauten Lichtquelle von der Rückseite beleuchtet wird um eine Anzeige auf der Vorderseite zu erzeugen.
  • In einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ, bei der keine Einrichtung zum Steuern der Helligkeit einer die Rückseite eines Anzeigefeldes beleuchtenden eingebauten Lichtquelle vorgesehen ist, kann man die Anzeige auf dem Anzeigefeld entweder leicht oder mit Schwierigkeiten sehen, in Abhängigkeit von der Intensität von Licht, das auf die Vorderseite des Anzeigefeldes, d. h. von Umgebungslicht einfällt.
  • Aufgrund dessen wird eine Helligkeitssteuerungseinrichtung vorgesehen, die die Helligkeit des auf die Rückseite des Anzeigefeldes einfallenden Lichtes steuert. Im Stand der Technik wird die Helligkeitssteuerung jedoch manuell durchgeführt. Es ist jedoch mühsam eine manuelle Steuerung entsprechend von Änderungen des Umgebungslichtes oder Änderungen der Helligkeit einer eingebauten Lichtquelle durchzuführen.
  • Eine herkömmliche Reflexions-/Transmissionsanzeigevorrichtung, die im Patent AT-B-322015 beschrieben ist, verwendet eine automatische Helligkeitssteuerung, jedoch lediglich um zwischen einem Reflexionsmodus bei hoher Umgebungshelligkeit und einem Transmissionsmodus bei niedriger Helligkeit umzuschalten und trotzdem ist eine manuelle Steuerung für eine Umgebungslichtveränderung im Transmissionsmodus notwendig.
  • Außerdem zeigt die Patentanmeldung DE-A 3042586 eine Anzeigevorrichtung, bei die Beleuchtung in Abhängigkeit von erfaßtem Umgebungslicht so gesteuert wird, damit sie sich dem Umgebungslichtpegel anpaßt und den Betrachter nicht blendet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ, die darin eine Lichtquelle aufnimmt, zu schaffen, die unabhängig von einer externen Lichtveränderung ohne die Notwendigkeit einer manuellen Steuerung der Helligkeit von Licht, das auf die Rückseite eines Anzeigefeldes fällt, immer eine befriedigende Anzeige schafft.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ zu schaffen, die immer eine zufriedenstellende Anzeige unabhängig von einer Alterung der Lichtquelle schafft.
  • Die obigen Aufgaben werden von einer Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ entsprechend Anspruch 1 gelöst.
  • Wenn die Intensität des Umgebungslichtes erhöht wird, d. h. wenn der Raum der die Vorrichtung umgibt, heller wird wird deswegen die Helligkeit von Licht, das auf die Rückseite des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ fällt, erhöht. Somit kann man die Anzeige auf dem Anzeigefeld vom transmissiven Typ immer zufriedenstellend sehen, unabhängig von Änderungen in dem Umgebungslicht.
  • Außerdem wird die Intensität von Licht, das auf die Rückseite des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ fällt, von einem Lichtdetektor für die Rückseite erfaßt. Wenn die Intensität von Licht, das auf die Rückseite des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ fällt, herabgesetzt wird und aufgrund beispielsweise einer Alterung der Lichtquelle bei einer Langzeitverwendung unzureichend wird, während die Umgebungslichtintensität konstant ist, wird die Helligkeit von Licht von der Lichtquelle automatisch erhöht um die Änderung auszugleichen, so daß eine zufriedenstellende Anzeige immer erhalten wird.
  • Der Umgebungslichtdetektor und der Lichtdetektor für die Rückseite können auf einem transparenten Substrat des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ zusammen mit dessen Schaltelementen gebildet werden.
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einem schematischen Querschnitt, der einen wesentlichen Teil der Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ entsprechend der Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Umgebungslichtdetektor 17 und einen Dünnfilmtransistor 53 zeigt; und
  • Fig. 3 eine Draufsicht, die den Umgebungslichtdetektor 17 aus Fig. 2 zeigt, wobei eine Schutzisolationsschicht 22 entfernt ist.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ entsprechend der Erfindung. Die dargestellte Vorrichtung enthält ein Anzeigefeld vom transmissiven Typ 11, das ein Flüssigkristall-Anzeigefeld vom aktiven Matrixtyp sein kann. Das Anzeigefeld besteht aus hinteren und vorderen transparenten Substraten 12 und 13 und einem dazwischen abgedichteten Flüssigkristall 51. Die hinteren und vorderen Substrate 12 und 13 und das Flüssigkristall 51 bilden eine Flüssigkristallzelle. Bildpunkt- bzw. Pixelelektroden 52 sind einer Matrixanordnung auf der inneren Oberfläche des hinteren transparenten Substrates 12 gebildet. Außerdem werden Dünnfilmtransistoren 53 als Schaltelemente auf der gleichen Oberfläche zum Wählen der jeweiligen Pixelelektroden gebildet. Das Anzeigefeld 11 vom transmissiven Typ wird in ein Gehäuse 14 eingebaut, beispielsweise um eine vordere Öffnung 14a davon zu verschließen. Obwohl nicht dargestellt handelt es sich bei dem Gehäuse 14 um einen lichtblockierenden Typ, d. h. es blockiert externes Licht außer Licht, das auf das Anzeigefeld 11 fällt. Eine Lichtquelle 15 ist in dem Gehäuse 14 so aufgenommen, daß Licht von der Lichtquelle die Rückseite des Anzeigefeldes 11 beleuchtet. Eine Anzeige auf dem Anzeigefeld 11 kann von der Vorderseite aufgrund von transmittiertem Licht 20 gesehen werden.
  • Entsprechend der Erfindung ist ein Umgebungslichtdetektor 17 in der Nähe der Anzeigeoberfläche des Anzeigefeldes 11 vom transmissiven Typ vorgesehen, um die Intensität von Umgebungslicht zu erfassen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Detektor 17 auf der Oberfläche aus einem Abschnitt des hinteren transparenten Substrates 12 gebildet, das von einer Randseite des vorderen transparenten Substrates 13 vorsteht, wobei die obige Oberfläche auf der Seite des vorderen Substrates 13 liegt, auf der die Dünnfilmtransistoren 53 des Flüssigkristallanzeigefeldes gebildet werden. Fig. 2 und 3 zeigen den Umgebungslichtdetektor 17. Wie gezeigt enthält der Detektor 17 ein Paar kammartige Elektroden 18 und 19, die in einer Art von ineinandergreifender Anordnung auf dem hinteren transparenten Substrat 12 gebildet sind, das Glas sein kann, und außerdem eine amorphe Siliziumschicht 21 oder eine ähnliche photoleitende Schicht, die gebildet ist um die kammartigen Elektroden 18 und 19 abzudecken und eine transparente Schutzisolationsschicht 22 aus Siliziumnitrit, die auf der Schicht 21 gebildet ist. Die Komponenten des Detektors 17, d. h. die Elektroden 18 und 19 und Schichten 21 und 22 können gleichzeitig mit der Bildung der Dünnfilmtransistoren 53 auf dem hinteren transparenten Substrat 12 der Flüssigkristallzelle gebildet werden, wie später erklärt werden wird. Eine lichtblockierende Schicht 23 wird auf der Rückseite des hinteren transparenten Substrates 12 so gebildet, daß es dem Umgebungslichtdetektor 17 gegenüber liegt. Sie dient dazu das Licht von der Rückseite abzublocken.
  • Die grundlegende Konfiguration eines Flüssigkristallfeldes vom transmissiven Typ einer Art wie oben beschrieben ist in der Beschreibung der Amerikanischen Patentanmeldung Nr. 812,885, eingereicht am 4.12.1985 (PCT Veröffentlichungsnummer WO 85/4731) offenbart. Bei der Herstellung dieses Flüssigkristallfeldes werden Pixelelektroden, daran angeschlossene Drainelektroden 41, nahe an den jeweiligen Drainelektroden 41 positionierte Sourceelektroden und an die Sourceelektrode 42 angeschlossene Sourcebusse 46 aus einem transparenten leitenden Film, beispielsweise aus ITO auf der inneren Oberfläche einer der transparenten Substrate so wie in Fig. 2 dargestellt, gebildet. Dann wird eine Halbleiterschicht 43 aus amorphen Silizium auf dem hinteren Substrat 12 so gebildet, daß sie jede Drainelektrode 21 und eine entsprechende Sourceelektrode 42 berührt. Danach wird ein Gate-Isolationsfilm 44 auf der Halbleiterschicht 43 gebildet und eine Gateelektrode 45 wird auf der Gate-Isolationsschicht 44 gebildet. Dadurch werden die Dünnfilmtransistoren 53 gebildet. Bei der Bildung der Dünnfilmtransistoren 53 auf dem hinteren transparenten Substrat 12 werden entsprechend der Erfindung die kammartigen Elektroden 18 und 19 zusammen mit den Pixel-Elektroden 52 und den Drain- und Sourceelelektroden 41, 42, 46 gebildet, die amorphe Siliziumschicht 21 wird zusammen mit den Halbleiterschichten 43 gebildet und die Schutz-Isolationsschicht 22 wird zusammen mit den Gate-Isolationsschichten 44 gebildet. Dadurch kann der Umgebungslichtdetektor 17 ohne die Notwendigkeit irgendeines getrennten Prozesses außer des Prozesses zur Bildung der Dünnfilmtransistoren 53 gebildet werden.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Helligkeitssteuereinrichtung 25 entsprechend dem Detektor-Ausgang des Umgebungslichtdetektors 17 so gesteuert, daß die Helligkeit von Licht, das auf die Rückseite des Anzeigefeldes 11 vom transmittiven Typ fällt, mit zunehmender Umgebungslichtintensität erhöht wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Intensität vom Licht 16, das auf die Rückseite des Anzeigefeldes 11 vom transmissiven Typ fällt, von einem Detektor 26 für rückwärtiges Licht erfaßt und der Detektor-Ausgang davon wird verwendet um die Helligkeit der Lichtquelle 15 zu steuern. Der Detektor 26 für rückwärtiges Licht kann auf der Vorderseite eines vorstehenden Abschnittes des transparenten Substrates 12 gebildet werden und eine lichtblockierende Schicht 27 wird über dem Detektor 26 gebildet um das Licht von der Vorderseite abzublocken, wobei Licht, das durch das hintere transparente Substrat 12 von seiner Rückseite übertragen worden ist und den Detektor 26 für rückwärtiges Licht erreicht, erfaßt wird. Der Detektor 26 für rückwärtiges Licht kann in der gleichen Art und Weise wie der Umgebungslichtdetektor 16, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 beschrieben, gebildet werden.
  • Die Ausgänge des Umgebungslichtdetektors 17 und des Detektors 26 für hinteres Licht werden von jeweiligen Vorverstärkern 28 und 29 verstärkt, der Ausgang des ersteren wird von dem Ausgang des letzteren in einem Addieren subtrahiert. Der Ausgang des Addierers 31 wird einem Addierer 33 zugeführt, um einem Referenzhelligkeitssignal aus einer Referenzhelligkeitseinstelleinrichtung 32 hinzuaddiert zu werden. Der Summenausgang des Addierers 33 wird nach einer Verstärkung über einen Rückkopplungsverstärker 34 einer Lichtsteuereinrichtung 35 zugeführt. Die Lichtquelle 15 wird entsprechend den Ausgang der Lichtsteuereinrichtung 35 gesteuert. In diesem Fall ist die Referenzhelligkeitseinstelleinrichtung 32 so eingestellt, daß eine richtige Helligkeit einer Anzeige erhalten wird, wenn im wesentlichen kein Umgebungslicht existiert. Die Ausgangspolarität des Vorverstärkers 28 und der Referenz-Helligkeitseinstelleinrichtung 32 werden eingestellt um positiv zu sein und die Ausgangspolarität des Vorverstärkers 29 wird eingestellt um negativ zu sein. Somit führt die Helligkeitssteuereinrichtung 25 eine Rückkopplungsoperation derart aus, daß die Größe der Summe der Ausgänge des Vorverstärkers 28 und der Referenz-Helligkeitseinstelleinrichtung 32 im wesentlichen gleich der Größe des Ausgang des Vorverstärkers 29 ist.
  • Wenn die Intensität von Licht, das auf das Anzeigefeld 11 vom transmissiven Typ einfällt, erhöht wird, d. h. wenn der Raum, der die Vorrichtung umgibt, heller wird, werden die Ausgänge des Umgebungslichtdetektors 17, der Addierer 31 und 33 erhöht um die Helligkeit von Licht der Lichtquelle 15 zu erhöhen, d. h. die Intensität des transmittierten Lichtes 20 wird erhöht. Somit kann man die Anzeige leicht sehen.
  • Wenn der Raum, der die Vorrichtung umgibt, dunkler wird, erscheint das transmittierte Licht 20 heller und der Ausgang des Umgebungslichtdetektors 17 wird verkleinert. Dementsprechend wird somit die Intensität von Licht der Lichtquelle 15 zu einem derartigen Ausmaß herabgesetzt, daß die Leichtigkeit die Anzeige zu sehen nicht zerstört wird. Der Energieverbrauch an der Lichtquelle. 15 kann somit herabgesetzt werden, wodurch die Intensität von Licht 16 von der Lichtquelle 15 so herabgesetzt wird, daß man die Anzeige leicht sehen kann.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der Detektor 26 für rückwärtiges Licht vorgesehen und sein Ausgang wird zur negativen Rückkopplungssteuerung verwendet. Wenn die Intensität von Licht 16 der Lichtquelle 15 aufgrund von Veränderungen der Eigenschaften der Lichtquelle 15, des Rückkopplungsverstärkers 34 und der Lichtsteuerungseinrichtung 35 aufgrund einer Langzeitverwendung oder aufgrund von Änderungen in der relativen Feuchtigkeit oder Temperatur verändert wird, wird insbesondere die Veränderung von dem Detektor 26 für hinteres Licht erfaßt und die Rückkopplungssteuerungsschaltung arbeitet um die Veränderung zu beseitigen. Diese Art von Veränderungen wird nicht häufig erzeugt, so daß es möglich ist den Detektor 26 für hinteres Licht, den Vorverstärker 29 und den Addierer 31 wegzulassen, während Verbindungen hergestellt werden so wie durch gestrichelte Linien angedeutet. In diesem Fall kann die Referenzhelligkeitseinstelleinrichtung 32 entsprechend der Veränderung manuell eingestellt werden.
  • In den obigen Ausführungen wurde das hintere transparente Substrat 12 so erklärt, daß es einen am Rand vorstehenden Abschnitt aufweist, aber eine andere Anordnung ist auch möglich, der Art, daß das vordere transparente Substrat 13 einen am Rand vorstehenden Abschnitt aufweist, auf dem der Umgebungslichtdetektor 17 und/oder der Detektor 26 für hinteres Licht gleichzeitig mit der Bildung von Dünnfilmtransistoren 53 auf der inneren Oberfläche des vorderen transparenten Substrates 13 gebildet werden.
  • Entsprechend der Erfindung wird, wie oben beschrieben, sogar wenn die Helligkeit von Umgebungslicht außerhalb des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ zu einem großen Ausmaß verändert wird, die Intensität von Licht von der inneren Lichtquelle automatisch so gesteuert, daß man die Anzeige immer leicht sehen kann. Wenn der Detektor 26 für hinteres Licht zur Rückkopplungssteuerung vorgesehen wird, kann eine zufriedenstellende Anzeige immer erhalten werden, unabhängig von großen Veränderungen der Umgebungslichtintensität. Außerdem kann eine zufriedenstellende Anzeige automatisch erhalten werden, unabhängig von der Alterung oder Eigenschaftsveränderungen der Lichtquelle und der Lichtsteuereinrichtung. Außerdem kann der Umgebungslichtdetektor 17 und der Detektor 26 für rückwärtiges Licht gleichzeitig mit der Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes wie in dem obigen Ausführungsbeispiel gebildet werden.

Claims (7)

1. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ umfassend ein Anzeigefeld (11) vom transmissiven Typ um eine Anzeige auf der Vorderseite eines Gehäuses (14) zu schaffen, wobei das Feld in einer vorderen Öffnung (14a) des Gehäuses eingebaut ist, eine Lichtquelle (15), die sich in dem Gehäuse (14) zur Erzeugung von Licht befindet, das die hintere Oberfläche des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ (11) beleuchtet, eine Helligkeitssteuereinrichtung (25) zum Steuern der Intensität von Licht, das von der Lichtquelle (15) emittiert wird, und
einen Umgebungslichtdetektor (17), der sich in der Nähe des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ (11) befindet, zum Erfassen der Intensität von Umgebungslicht, das auf die vordere Oberfläche des Anzeigefeldes (11) vom transmissiven Typ fällt, gekennzeichnet durch
einen Detektor (26) für hinteres Licht, zum Erfassen der Intensität von hinterem Licht (16), das auf die hintere Oberfläche des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ (11) fällt, wobei der Detektor-Ausgang des Detektors (26) für hinteres Licht der Helligkeitssteuereinrichtung (25) zugeführt wird, wobei
die Helligkeitssteuereinrichtung (25) angeordnet ist, um die Lichtquelle entsprechend dem Detektor-Ausgang des Umgebungslichtdetektors (17) so zu steuern, daß die Intensität von Licht, das von der Lichtquelle (15) emittiert wird, mit einem Anwachsen von erfaßter Umgebungslichtintensität und/oder einer Abnahme von erfaßter hinterer Lichtintensität herabgesetzt wird.
2. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebungslichtdetektor (17) auf einem vorspringenden Abschnitt (12a) eines transparenten Substrates (12) des Anzeigefeldes vom transmissiven Typ (11) gebildet ist und eine Licht blockierende Schicht (23) auf dem transparenten Substrat (12) zum Abschirmen des Umgebungslichtdetektors (17) von dem von der Lichtquelle (15) emittierten Licht gebildet ist.
3. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld (11) vom transmissiven Typ ein Flüssigkristall-Anzeigefeld ist, mit dem ersten transparenten Substrat (12) und einem zweiten transparenten Substrat (13), wobei ein Flüssigkristall (51) dazwischen abgedichtet ist, Pixelelektroden (52) und Dünnfilmtransistoren (53) zur selektiven Ansteuerung der Pixelelektroden (52), wobei die Transistoren auf der inneren Oberfläche des ersten transparenten Substrats (12) gebildet sind, wobei das erste transparente Substrat (12) den vorspringenden Abschnitt (12a) besitzt, wobei der Umgebungslichtdetektor (17) auf der gleichen Oberfläche des ersten transparenten. Substrats (12) wie die Transistoren. (53) gebildet ist.
4. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Dünnfilmtransistoren (53) Source- und Drainelektroden (41, 42) besitzen, die auf dem ersten transparenten Substrat (12) gebildet sind, eine Halbleiterschicht (43) aus amorphem Silizium, die gebildet ist, um die Source- und Drainelektroden (41, 42) zu verbinden, eine Gate-Isolationsschicht (44), die auf der Halbleiterschicht (43) gebildet ist und eine Gateelektrode (45), die auf der Gate-Isolationsschicht (44) gebildet ist; wobei der Umgebungslichtdetektor (17) ein Paar kammartige Elektroden (18, 19), die in einer gegenseitigen verflechteten Anordnung und aus dem gleichen Material wie die Source- und Drainelektroden (41, 42) gebildet sind, enthält, wobei eine amorphe Siliziumschicht (21) aus dem gleichen Material wie die Halbleiterschicht (43) gebildet ist, um sich über die kammartigen Elektroden (18, 19) zu erstrecken und eine Schutz-Isolationsschicht (22) aus dem gleichen Material wie die Gate-Isolationsschicht (44) gebildet ist, um sich über die amorphe Siliziumschicht (21) zu erstrecken.
5. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor für hinteres Licht (26) auf dem vorspringenden Abschnitt (12a) des ersten transparenten Substrats (12) gebildet ist und eine Licht blockierende Schicht (27) auf dem ersten transparenten Substrat (12) gebildet ist, um zu verhindern, daß Umgebungslicht von der Vorderseite auf den Detektor (26) für hinteres Licht fällt.
6. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 5, außerdem umfassend eine Subtraktionseinrichtung (31) zum Erzeugen der Differenz zwischen den Ausgängen des Umgebungslichtdetektors (17) und des Detektors (26) für hinteres Licht, eine Addiereinrichtung (33) zum Erzeugen der Summe des Ausgangs der Subtraktionseinrichtung (31) und des Ausgangs einer variablen Referenz-Helligkeitseinstelleinrichtung (32) und eine Lichtsteuereinrichtung (35) zum Steuern der Lichtquelle (15) entsprechend dem Ausgang der Addiereinrichtung.
7. Anzeigevorrichtung vom transmissiven Typ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (26) für hinteres Licht in der gleichen Konfiguration wie der Umgebungslichtdetektor (17) auf der gleichen Oberfläche des ersten transparenten Substrates (12) wie die Transistoren (53) gebildet ist.
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