JP2005070131A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照度検出センサは、液晶セルに関係なく、直接に周囲の照度を検出するものであるために、液晶セルに入射する光量を正確に計ることができなかった。
【解決手段】一対の透明基板５、６間に液晶層１１を介在させて液晶セル１を構成して、この液晶セル１を駆動回路３により駆動・制御するようにした表示装置であって、受光素子１２を、その受光部１２ａを前面側の透明基板５の端面部５ａに対向させて配置し、受光部１２と端面部５ａとの間に透明な接着部材１３を介在し、前面側の透明基板５に入射して当該透明基板５内を反射を繰り返しながら伝播した外光を受光素子１２で検出するようにしたものである。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器の動作状態や機器からの情報を表示するための表示装置に関するものであり、表示するための電気光学変換部材としては、消費電力が少ない、小型、軽量、薄型化が得られる、寿命が長い方であるとの特徴を有する液晶、他の電気光学変換部材としては、明るい発光ダイオード（ＬＥＤ）、明るいが寿命が短いエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）がある。本発明はＥＬにも用いることができるが、以下の本発明の説明では液晶表示装置を用いて、本発明の説明を行う。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表示装置の一例である液晶表示装置（液晶ユニット）としては、図１５に示すように液晶セル５０を保持した液晶フレーム５１に照度検出センサ５２を配置した構成のものがある。そして、この表示装置（液晶ユニット）においては、照度検出センサ５２は、直接に周囲の照度を検出し、この照度に応じて白色半導体発光装置５３（例えば、発光ダイオードの白色ＬＥＤや赤色、 青色、 緑色のＬＥＤを用いる）への供給電力を調整するようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−２１８２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の表示装置（液晶ユニット）にあっては、照度検出センサ５２は、液晶セル５０側に配置してあり、液晶セル５０に入射する光そのものに関係なく、直接に周囲の照度を検出するものであるために、液晶セル５０に入射する光量自体を正確に計ることができなかった。また、照度検出センサ５２と液晶セル５０とのそれぞれの配置及び取付け構造を別々に検討する必要があり、表示装置及びこの表示装置を用いた機器（例えば、携帯電話）等のデザインに制約があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その第１の目的とするところは、照度検出センサが、液晶セルに入射する光量を正確に検出することができる表示装置を提供することである。
【０００６】
また、本発明の第２の目的とするところは、照度検出センサが、液晶セルに入射する光量を正確に検出し、この外光の受光量に基づいてバックライトの輝度を制御することが可能になり、半透過型、透過型にかかわらず、液晶セルの表示面の輝度を最適状態に維持することができる表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、少なくとも一方の基板が透明基板よりなる一対の前記基板間に電気光学変換部材を封止した表示セルを有する表示装置において、少なくとも一方の前記透明基板の面部と照度検出センサの受光部を対向させて配置し、前記表示セル外から前記透明基板に入射して前記透明基板内を伝搬する外光を前記照度検出センサで検出することを特徴とする。
さらに、前記面部が、前記透明基板の側面部であり前記側面部に前記照度検出センサが配設されることを特徴とする。
さらに、一方の前記透明基板が、他方の前記基板の端面部より延出して部品搭載部を形成し前記部品搭載部の前記側面部に前記照度検出センサが配設されることを特徴とする。
さらに、前記照度検出センサが、一対の前記基板の側面部であり基板間に跨り配設されたことを特徴とする。
さらに、前記照度検出センサが配設される前記面部は、前記透明基板の平面部であることを特徴とする。
さらに、前記透明基板上の一方の面に配設された前記照度検出センサの受光部と対向するこの透明基板上の他方の平面部に、この透明基板の外からの外光を遮光し前記透明基板内を伝搬する外光を反射する機能を有する部材を設けたことを特徴とする。
さらに、前記照度検出センサが配設される前記透明基板は、視認側に配設されることを特徴とする。
さらに、前記照度センサの前記受光部とこの受光部が対向する前記透明基板の前記面部の間には、透明な接着部材が配設されることを特徴とする。
さらに、前記透明基板に接続されるフレキシブルプリント回路基板には、前記照度検出センサが実装されることを特徴とする。
【０００８】
さらに、前記表示セルの視認側と反対側に配設されたバックライトを有し、前記照度検出センサの検出信号に基づいて前記バックライトの輝度を制御するバックライト輝度制御手段を有することを特徴とする。
さらに、前記照度検出センサが前記外光を検出する外光受光期間と、前記バックライトの光量を受光するバックライト受光期間とを異なる期間とし、それぞれの期間で検出した検出信号値に基づいて前記バックライトの輝度を制御する前記バックライト制御手段を有することを特徴とする。
さらに、前記照度検出センサが前記外光を検出するサンプリング期間に前記バックライトを消灯する制御をなす前記バックライト輝度制御手段を有することを特徴とする。
【０００９】
【作用】
液晶セルの前方から入射した外光が、少なくとも一方の透明基板の内部を反射を繰り返しながら伝播し、この透明基板より出射した外光を照度検出センサが受光するようになるために、液晶セルに入射する光量と透明基板の内部を伝播する光量が略比例することから、液晶セルに入射する光量を正確に検出することができる。
【００１０】
液晶セルの前方から入射した外光が、少なくとも一方の透明基板の内部を反射を繰り返しながら伝播し、この透明基板の端面部より出射した外光を照度検出センサが受光するようになるために、液晶セルに入射する光量と透明基板の内部を伝播する光量が略比例することから、液晶セルに入射する光量を正確に検出することができる。
【００１１】
対向する透明基板の一方の透明基板の他方の透明基板より延出する延出部分である部品搭載部であって、一方の透明基板の延出した部分である端部の上であり且つ他方の透明基板の端面部に、その受光部側を対向させて照度検出センサを配置するようにすれば、液晶セルのデッドスペース（無駄な空隙）を照度検出センサの配置場所にすることができて、新たな実装箇所が不要になり、この液晶セルを用いた製品のデザインやコストへの影響を無くすことができる。
【００１２】
照度検出センサは、視認者から見た場合、液晶セルの視認側に一致するために、液晶セルの受光視野角が一致した入射光が受光できる。
【００１３】
照度検出センサの受光部と透明基板との間には、透明な接着部材が介在するようになるために、照度検出センサと透明基板との屈折率の差が減少して界面での屈折が減少し、より多くの外光を受光することができる。
【００１４】
照度検出センサをフレキシブルプリント回路基板に実装することにより、フレキシブルプリント回路基板を照度検出センサの配置場所にすることができて、新たな実装箇所が不要になる。
【００１５】
液晶セルの前方から入射した外光が、少なくとも一方の透明基板の内部を反射を繰り返しながら伝播し、この透明基板から出射した外光を照度検出センサが受光するようになるために、液晶セルに入射する光量と透明基板の内部を伝播する光量が略比例することから、液晶セルに入射する光量を正確に検出することができ、この外光受光量に基づいて、バックライト輝度制御手段がバックライトの輝度を制御することが可能になり、半透過型、透過型の表示装置にかかわらず、液晶セルの表示面の輝度を最適状態に維持することができる。
【００１６】
外光受光量とバックライト光量とをそれぞれ独立させて測定することができ、これらの外光受光量とバックライト光量により液晶セルの表示面の輝度がどのようになっているかがわかる。このために、バックライト輝度のばらつきを修正して、このバックライト輝度を一定にすることができる。また、外光が明るい場所にはバックライトの輝度を下げているので、不要な電力を削減し、低消費電力にすることができる。
【００１７】
照度検出センサが外光受光量を検出するサンプリング期間はバックライトの消灯期間であるために、照度検出センサは外光のみを確実に検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１乃至図３に本発明に係る表示装置における第１の実施の形態を示す。
【００２０】
この表示装置は、液晶セル１と、液晶セル１が有する液晶層１１を駆動するための表示駆動手段である駆動回路３と、照度検出センサとしての受光素子１２とを備えている。
【００２１】
図３において、液晶セル１は、枠状のシール材１１ａを介して互いに接合された前面側（視認側）及び背面側の一対の透明基板５、６を有しており、これらの透明基板５、６の内面には、それぞれ互いに対向する領域により複数の画素領域を形成する透明な電極７、８が設けてある。背面側の透明基板６は、前面側の透明基板５より、その長手方向の長さ寸法が大きくしてあり、この背面側の透明基板６の、前面側の透明基板５の端辺より延出してはみ出した部分である延出部が部品搭載部６Ａに成されている。
前記枠状のシール材１１ａ内には電気光学変換部材である液晶が封止されている。
【００２２】
そして、背面側の透明基板６の内面には、反射または散乱反射層９とカラーフィルタ１０とが搭載してあり、一対の透明基板５、６間のシール材１１ａで囲まれた領域に液晶層１１が設けてある。カラーフィルタ１０は、複数の画素領域にそれぞれ対応させて、例えば赤、緑、青の複数の色のカラーフィルタであり、上記した電極８は、カラーフィルタ１０の上に形成してある。
本発明の実施形態としては、反射または散乱反射層を用いた反射型表示装置を用いて説明をするが、図１の構成の外光Ｆに対して反対側の表示装置の面側にバクライトを配設した構成を有する透過型表示装置（この表示装置は、反射層や反射板を有さない）、また反射層９の下方であり図１の構成の外光Ｆに対して反対側の表示装置の面側にバックライトを配設し、且つ反射層９として反射層に穴を明けた半透過反射性の反射層或いは誘電体多層膜を用いる半透過反射性の反射層あるいは表示装置とバックライトの間に半透過反射板を設けた等の構成により得られる半透過反射型表示装置にも本発明は用いることができる。
すなわち、本発明は、透過型、半透過型、透過型の表示装置に用いることができ、本発明の効果が得られる。
【００２３】
なお、この液晶セル（例えば、パッシブのマトリックス液晶セル）１においては、背面側の透明基板６の内面に設けられた電極８は、行方向に沿わせて互に平行に形成された複数本の走査電極であり、視認者側であり且つ視認側である前面側の透明基板５の内面に設けられた電極７は、列方向に沿わせて互いに平行に形成された複数本の信号電極である。そして、前面側の透明基板５の外面には前面側の偏光板２３が配置してあり、背面側の透明基板６の外面には背面側の偏光板２４が配置してある。本発明の第１の実施の形態では、表示装置としてＸ−Ｙマトリックスのパッシブ液晶表示装置を示したが、アクティブ液晶表示装置及び発光型表示装置としてもよい。
【００２４】
一方の透明基板である背面側の透明基板５には、他方の基板である前面側の透明基板５の端面部５ａより延出して部品搭載部６Ａが形成されている。
本発明は、一方の基板である背面側の基板と、他方の基板である前面側の基板を共に透明基板としたが、背面側の基板は透明基板でなくても良い。
背面側の透明基板６の部品搭載部６Ａには、図３に示すように前面側（視認側）の透明基板５の端面部５ａに、その受光部１２ａ側を対向させて受光素子１２が搭載してあり、この受光素子１２の受光部１２ａと前面側の透明基板５の端面部５ａとは、透明樹脂（エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等）から成る接着部材１３を介して接着してある。
【００２５】
また、前面側の透明基板５より背面側の透明基板６を延出して形成した延出部分である部品搭載部６Ａには、図２に示すように駆動ＩＣで構成される駆動回路３と、透明基板５、６のインターフェイスになる、すなわち、液晶セル１外の回路と接続する外部接続回路であるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１４とがそれぞれ実装してあり、このフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１４の端部には、駆動回路３を迂回するリード配線部１５が形成してあり、このリード配線部１５に受光素子１２が接続してある。なお、リード配線部１５を用いず、受光素子１２を部品搭載部６Ａの上の配線（図示せず）と接続し、この配線とフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１４とを接続してもよく、駆動ＩＣ（駆動回路）を経由してフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１４に接続してもよい。
【００２６】
次に、上記のように構成された表示装置の動作を説明する。
【００２７】
液晶セル１がノーマリブラックの場合、液晶層１１の液晶分子が初期配向状態にあるときに、外光Ｆは、図３に点線で示すように、液晶セル１の前面側の偏光板２３から入射し、前面側の透明基板５と液晶層１１とを透過して散乱反射層９に入射して、この散乱反射層９で反射される。そして、この散乱反射層９により反射された光は、液晶層１１と、前面側の透明基板５とを順に透過して前面側の偏光板２３から出射せず、その光の出射領域、つまり電極７、８間に、駆動回路３の制御によりオフ（ＯＦＦ）電圧が印加された画素領域（液晶分子が初期配向状態にある画素領域）が暗表示になる。
【００２８】
また、駆動回路３の制御により電極７、８間にオン（ＯＮ）電圧が印加され、液晶セル１の前面側の偏光板２３から入射し、前面側の透明基板５と液晶層１１とを透過して散乱反射層９に入射した光が、この散乱反射層９で反射されて液晶層１１と透明基板５と前面側の偏光板２３を通して出射し明表示になる。
【００２９】
ここで、液晶セル１の前方から入射した外光Ｆの一部イは、図３に実線で示すように、前面側の透明基板５と電極７の界面ロで反射されて前面側の透明基板５を透過して、この透明基板５と偏光板２３の界面ニで反射され、また、電極７と液晶層１１の界面ハで反射されて電極７と透明基板５と偏光板２３とを透過して、この偏光板２３と空気層との界面ホで反射される。
【００３０】
また、外光Ｆの一部イは、前面側の透明基板５と液晶層１１とを透過して液晶層１１とカラーフィルタ１０の界面ヘで反射され、また、散乱反射層９（ト）で反射される。このように、反射光は各界面ロ、ハ、ニ、ホ、へと散乱反射層９（ト）とで反射され、この反射を繰り返して前面側の透明基板５の内部を伝播し端面部５ａから出射し、接着部材１３を透過して受光素子１２の受光部１２ａへ出射する。この受光素子１２は外光を検出して、この外光受光量に比例する検出信号を出力する。
【００３１】
この検出信号は、例えば、液晶セル１が、図１４に示すように、携帯電話２５に組み込まれている場合には、この携帯電話２５におけるキーパッド２６の点灯制御の入力信号として用い、外光量が大きい場合にはキーパッド２６を消灯するようにする。
【００３２】
上記した本発明における第１の実施の形態によれば、液晶セル１の前方から入射した外光Ｆの一部イが、前面側の透明基板５の内部を、反射を繰り返しながら伝搬し、この前面側の透明基板５の端面部５ａに出射した外光を受光素子１２が受光するようになるために、液晶セル１に入射する光量と透明基板５の内部を伝播する光量が略比例することから、液晶セル１に入射する光量を正確に検出することができる。
【００３３】
また、本発明における第１の実施の形態によれば、看視者の視認側である前面側の透明基板５の端面部５ａに、その受光部１２ａ側を対向させて、背面側の透明基板６の部品搭載部６Ａに受光素子１２が配置してあるために、液晶セル１のデッドスペース（無駄な空隙）を受光素子１２の配置場所にすることができて、新たな実装箇所が不要になり、この液晶セル１を用いた製品のデザインやコストへの影響を無くすことができる。
【００３４】
また、本発明における第１の実施の形態によれば、受光素子１２の受光部１２ａと前面側の透明基板５の端面部５ａとは、透明樹脂（エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等）から成る接着部材１３を介して接着してあるために、受光素子１２と前面側の透明基板５との屈折率の差が減少して界面での屈折や反射が減少し、より多くの外光を受光することができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図４に本発明に係る表示装置における第２の実施の形態を示す。
【００３６】
上記した本発明における第１の実施の形態の場合、受光素子１２が直接に背面側の透明基板６の部品搭載部６Ａに実装され、しかも、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１４の端部には、駆動回路３を迂回するリード配線部１５が形成してあり、このリード配線部１５に受光素子１２が接続してあるが、本発明における第２の実施の形態では、ＦＰＣ１４の端部は、図２に示したリード配線部１５が形成されることなく、背面側の透明基板６の部品搭載部６Ａに接続してあり、このＦＰＣ１４の端部に、その受光部１２ａ側を前面側の透明基板５の端面部５ａを対向させて受光素子１２が実装してある。
【００３７】
そして、受光素子１２の受光部１２ａと前面側の透明基板５の端面部５ａとは、透明樹脂（エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等）から成る接着部材１３を介して接着してあり、他の構成及び作用は、上記した本発明における第１の実施の形態と同様である。
また、一方の透明基板である背面側の透明基板５には、他方の基板である前面側の透明基板５の端面部５ａより延出して部品搭載部６Ａが形成されている。
本発明は、一方の基板である背面側の基板と、他方の基板である前面側の基板を共に透明基板としたが、背面側の基板は透明基板でなくても良い。
【００３８】
本発明における第２の実施の形態によれば、透明基板５、６のインターフェイスに用いられるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１４に受光素子１２を実装するようにしたことにより、ＦＰＣ１４を照度検出センサとしての受光素子１２の配置場所にすることができて、受光素子１２の新たな実装箇所が不要になる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図５に本発明に係る表示装置における第３の実施の形態を示す。
【００４０】
この表示装置にあっては、前面側の透明基板５は、背面側の透明基板６より、その長手方向の長さ寸法が大きくしてあり、この前面側の透明基板５の、背面側の透明基板６の端辺より延出してはみ出した端側部分が部品搭載部５Ａに成されている。
一方の透明基板である背面側の透明基板５には、他方の基板である前面側の透明基板５の端面部より延出して部品搭載部５Ａが形成されている。
本発明は、一方の基板である背面側の基板と、他方の基板である前面側の基板を共に透明基板としたが、背面側の基板は透明基板でなくても良い。
【００４１】
そして、この部品搭載部５Ａには、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１４の端部が接続してあり、このＦＰＣ１４に、その受光部１２ａ側を前面側の透明基板５の端面部５ａを対向させて受光素子１２が実装してある。
【００４２】
そして、受光素子１２の受光部１２ａと前面側の透明基板５の端面部５ａとは、透明樹脂（エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等）から成る接着部材１３を介して接着してあり、他の構成及び作用は、上記した本発明における第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
（第４の実施の形態）
図６に本発明に係る表示装置における第４の実施の形態を示す。
【００４４】
この表示装置にあっては、上記した本発明における第３の実施の形態と同じように前面側の透明基板５の、背面側の透明基板６の端辺より延出してよりはみ出した端側部分が部品搭載部５Ａに成されており、この部品搭載部５Ａに受光素子１２が、その受光部１２ａ側を前面側の透明基板５の平面部である面部５ｄに透明樹脂よりなる接着部材１３を介して取り付けてある。
このように図６では、一方の基板である前面側の透明基板５と他方の基板である背面側が透明基板６あるいは不透明基板よりなる一対の前記基板間に電気光学変換部材である液晶（液晶層１１）を封止した表示セルである液晶表示セルを有する表示装置である液晶表示装置において、少なくとも一方の前記透明基板である前面側の透明基板６の看視者側と反対側の透明基板６の面上の面部である平面部と照度検出センサである受光素子１２の受光部１２ａを対向させて配置し、前記表示セル外から前記透明基板に入射して前記透明基板内を伝搬する外光Ｆを前記照度検出センサで検出している。
また図６では、部品搭載部５Ａには、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１４の端部が接続してあり、このＦＰＣ１４の液晶セル１側の端部には、駆動回路を迂回するリード配線部（いずれも図示せず）が形成してあり、このリード配線部に受光素子１２が接続してある。なお、他の構成は、上記した本発明における第１の実施の形態と同様である。 また、透明基板５を透過した光を正確に測定するためには、図６で示すように受光素子１２に対向した反対側の基板面に反射性遮光性部材（テープ等）２７を貼るようにしてもよい。この遮光性反射性部材は、前記基板面側が反射機能を有し、前記基板と反対側の面が遮光機能を有した板状あるいはフィルム状部材である。さらに、遮光性反射性部材として、両面反射機能を有する部材でも良いが、遮光性反射性部材の方が光り検出のデータの信頼性は高い。また、遮光性反射性部材として、塗料を用いても良い。
【００４５】
この場合、液晶セル１の前方から入射した外光Ｆの一部イは、図６に実線で示すように、前面側の透明基板５と電極７の界面ロで反射されて前面側の透明基板５を透過して、この透明基板５と偏光板２３の界面ニで反射され、また、電極７と液晶層１１の界面ハで反射されて電極７と透明基板５と偏光板２３とを透過して、この偏光板２３と空気層との界面ホで反射される。
【００４６】
また、外光Ｆの一部イは、前面側の透明基板５と液晶層１１とを透過して液晶層１１とカラーフィルタ１０の界面ヘで反射され、また、散乱反射層９（ト）で反射される。このように、反射光は各界面ロ、ハ、ニ、ホ、へと散乱反射層９（ト）とで反射され、この反射を繰り返して前面側の透明基板５の内部を伝播し、この透明基板５の面部５ｄに出射して受光素子１２の受光部１２ａに入射する。この場合も、上記した本発明における第１の実施の形態１の場合と同様に、駆動回路３は液晶層１１の駆動・制御を行う。
【００４７】
（第５の実施の形態）
本発明に係る表示装置における第５の実施の形態を図７乃至図１１に示す。
【００４８】
この表示装置は、半透過型の液晶セル１と、この液晶セル１の背後に配置されたバックライト２と、液晶セル１の液晶層１１を駆動するための駆動回路３と、バックライト２の輝度を制御するためのバックライト輝度制御手段であるバックライト制御装置４とを備えている。
【００４９】
液晶セル１は、本発明の第１の実施の形態の液晶セルにおいて、散乱反射層９ に属する散乱半透過反射層を用い、 他の構成を第１の実施の形態と同構成にしたものであり、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】
この液晶セル１における背面側の透明基板６の部品搭載部６Ａには、図７に示すように駆動ＩＣで構成される駆動回路３と、バックライト制御装置４と、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１４がそれぞれ実装してあり、このＦＰＣ１４の端部には、駆動回路３を迂回するリード配線部１５が形成してあり、このリード配線部１５に受光素子１２が接続してある。
【００５１】
バックライト制御装置４は、図９に示すように、検出部４Ａと信号処理部４Ｂとにより構成してある。検出部４Ａは、照度検出センサである受光素子１２で構成してあり、この受光素子１２は、上記した本発明における第１の実施の形態の場合と同様に、部品搭載部６Ａに、その受光部１２ａを前面側の透明基板５の端面部５ａに対向させて配置してあり、受光部１２ａと端面部５ａとの間には透明樹脂の接着部材１３が介在させてある。
【００５２】
信号処理部４Ｂは、受光素子１２の検出信号Ｓ１を入力して増幅する増幅器１６と、この増幅器１６が増幅した検出信号Ｓ１をデジタル信号Ｓ２に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１７と、このデジタル信号Ｓ２を入力し演算処理する制御部１８と、アルゴリズム１をルックアップテーブルとして格納するメモリＲＯＭ１９と、制御部１８で演算処理するために必要な一時的なデータを格納するメモリＲＡＭ２０と、制御部１８から出力された制御信号Ｓ３をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１と、このアナログ信号である制御信号Ｓ４に基づいて白色半導体発光装置２−１への供給電力を制御してバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御するバックライト駆動回路２２とを備えている。白色半導体発光装置２−１の他の例としては、赤のＬＥＤ、青のＬＥＤ、緑のＬＥＤ、蛍光管であってもよい。
【００５３】
メモリＲＯＭ１９内のルックアップテーブルは、入力されたデジタル信号Ｓ２を元に参照し制御信号Ｓ３を出力する。この関係をアルゴリズム１に示す。
【００５４】
アルゴリズム１は、図１０に示すように、周囲の照度（明るさ）とバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）との関係が初期状態の時点ｆ１から照度が増加して時点ｆ２に至るまで照度に比例させてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を増加し、照度が時点ｆ２から時点ｆ３に至るまでバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を一定にし、照度が時点ｆ３から次第に落ちるにしたがって、バックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を減少させるようにする。また、この手順の逆を行う手順を用いてもよい。すなわち、周囲が明るくない状態（周囲の照度の度合が小さい状態）ではバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を大きくし、周囲が明るくなるにつれて（周囲の照度の度合が大きくなるにつれて）、バックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を暗くするようにした手順である。
【００５５】
上記のように構成された表示装置の制御は、液晶セル１がノーマリホワイトの場合には、 電極７、８間にオフ（ＯＦＦ）電圧が印加された場合の画素領域（液晶分子が初期配向状態にある画素領域）がバックライトの光が透過して明表示になり、電極７、８間にオン（ＯＮ）電圧が印加された場合の画素領域が、バックライト２の光が前面側の偏光板２３で遮断されて暗表示になる。このように、画素領域が明表示と暗表示となって、画像が表示される。
【００５６】
次に、バックライト２の制御方法を説明する。
【００５７】
上記したように、液晶セル１の前方から入射した外光Ｆの一部イは、図８に実線で示すように、前面側の透明基板５と電極７の界面ロで反射されて前面側の透明基板５を透過して、この透明基板５と偏光板２３の界面ニで反射され、また、電極７と液晶層１１の界面ハで反射されて電極７と透明基板５と偏光板２３とを透過して、この偏光板２３と空気層との界面ホで反射される。
【００５８】
また、外光Ｆの一部イは、前面側の透明基板５と液晶層１１とを透過して液晶層１１とカラーフィルタ１０の界面ヘで反射され、また、散乱反射層９（ト）で反射される。このように、反射光は各界面ロ、ハ、ニ、ホ、へと散乱反射層９（ト）とで反射され、この反射を繰り返して前面側の透明基板５の内部を伝播し端面部５ａから出射し、接着部材１３を透過して受光素子１２の受光部１２ａへ出射する。この受光素子１２は外光を検出して、この外光受光量に比例する検出信号を出力する。
【００５９】
受光素子１２は外光を検出して、この外光受光量に相当する検出信号Ｓ１を出力する。この時、受光素子１２は、バックライト光も受光してしまうため、外光のみを受光する必要がある。この場合、制御部１８は、受光素子１２が外光受光量を検出するサンプリング期間、バックライト駆動回路２２に消灯制御信号Ｓ５を出力してバックライト２を消灯させる。この消灯制御信号Ｓ５には点灯と消灯の制御をするだけでなく、輝度をリニヤに調整する機能を持たせてもよい。
【００６０】
したがって、図１１の（１）に示すように、バックライト２は点灯、消灯を繰り返す。また、パルス幅を変えたり、点灯、消灯の時間比及びその繰返し周期及び繰返し数を変化させる。これにより、サンプリング期間では外光のみを検出することができる。
【００６１】
このように検出された検出信号（外光受光量）Ｓ１は、例えば図１１の（２）に示すようには段階状に変化する波形になる。なお、図１１の（１）におけるサンプリング時点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆが図１１の（２）におけるサンプリング時点ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´、ｅ´、ｆ´に対応する。
【００６２】
上記したように受光素子１２が外光受光量を検出し、この検出信号Ｓ１は増幅器１６により増幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１７によりデジタル信号Ｓ２に変換されて制御部１８に入力される。
【００６３】
制御部１８は、その演算処理部において、メモリＲＯＭ１９が格納しているアルゴリズム（手順）１を読み出し、また、メモリＲＡＭ２０から外光受光量データを読み出して、アルゴリズム（手順）１にしたがって処理を実行する。
【００６４】
すなわち、外光受光量の大きさは周囲の照度（明るさ）の度合である。したがって、演算処理部に取り込まれた外光受光量データとアルゴリズム（手順）１とに基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）が決定される。
【００６５】
このバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）は演算処理部において信号化されて出力される。この出力信号Ｓ３はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１で変換されて制御信号Ｓ４としてバックライト駆動回路２２に入力される。このバックライト駆動回路２２は制御信号Ｓ４に基づいて白色半導体発光装置２−１への供給電力を制御してバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御する。
【００６６】
すなわち、図１０のアルゴリズム（手順）１に示すように、周囲が明るくない状態（周囲の照度の度合が小さい状態）ではバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を大きくし、周囲が明るくなるにつれて（周囲の照度の度合が大きくなるにつれて）、バックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を暗くするように制御が行われる。
【００６７】
また、信号処理部４Ｂは、外光受光期間とバックライト受光期間のそれぞれ異なる期間で、受光素子１２で外光受光量を測定させ、外光受光期間で測定した外光受光量とバックライト受光期間で測定したバックライト受光量とに基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御することも可能である。
【００６８】
すなわち、上記したように外光受光期間とバックライト受光期間のそれぞれ異なる期間で、受光素子１２が外光受光量を検出し、それぞれの検出信号Ｓ１−１、Ｓ１−２は増幅器１６により増幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１７によりデジタル信号Ｓ２−１、Ｓ２−２に変換されて制御部１８に入力される。制御部１８は、外光受光期間とバックライト受光期間のそれぞれ異なる期間で受光した外光受光量データをメモリＲＡＭ２０に随時書き込み格納する。
【００６９】
制御部１８は、その演算処理部において、メモリＲＯＭ１９が格納しているアルゴリズム（手順）１を読み出し、また、メモリＲＡＭ２０から外光受光量データを読み出して、アルゴリズム（手順）１にしたがって処理を実行してバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）が決定される。
【００７０】
このバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）は演算処理部において信号化されて出力される。この出力信号Ｓ３’はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１で変換されて制御信号Ｓ４’としてバックライト駆動回路２２に入力される。このバックライト駆動回路２２は制御信号Ｓ４’に基づいて白色半導体発光装置２−１への供給電力を制御してバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御する。
【００７１】
上記した本発明における第５の実施の形態によれば、液晶セル１の視認側である前方から入射した外光の一部イが、前面側の透明基板５の内部を反射を繰り返しながら伝播し、この前面側の透明基板５の端面部５ａに出射するようになり、この出射した外光を受光素子１２が受光するようになるために、液晶セル１に入射する光量と透明基板５を伝播する光量が略比例することから、液晶セル１に入射する光量を正確に検出することができる。
【００７２】
また、本発明における第５の実施の形態によれば、上記したように受光素子１２が外光受光量を検出し、この検出信号Ｓ１がデジタル信号に変換されて制御部１８に入力され、この制御部１８は、その演算処理部において、メモリＲＯＭ１９が格納しているアルゴリズム（手順）１を読み出し、また、メモリＲＡＭ２０から外光受光量データを読み出して、アルゴリズム（手順）１にしたがって処理を実行するために、この外光受光量データとアルゴリズム（手順）１に基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を決定することができ、半透過型の表示装置における液晶セル１の表示面の輝度を最適状態に維持することができる。
【００７３】
また、本発明における第５の実施の形態によれば、受光素子１２が外光受光量を検出するサンプリング期間はバックライト２の消灯期間であるために、受光素子１２は外光のみを受光することができる。
【００７４】
また、本発明における第５の実施の形態によれば、外光受光期間とバックライト受光期間のそれぞれ異なる期間で、受光素子１２で外光受光量を測定させ、外光受光期間で測定した外光受光量とバックライト受光期間で測定したバックライト受光量とに基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御するようにしたことにより、外光受光量とバックライト光量とをそれぞれ独立させて測定することができ、これらの外光受光量とバックライト光量により半透過型の表示装置における液晶セル１の表示面の輝度がどのようになっているかを判明することができる。このために、バックライト輝度のばらつきを修正して、このバックライト輝度を一定にすることができる。また、外光が明るい場所にはバックライトの輝度を下げているので、不要な電力を削減し、低消費電力にすることができる。
【００７５】
（第６の実施の形態）
図１２に本発明に係る表示装置の第６の実施の形態を示す。
【００７６】
この表示装置は、透過型の液晶セル３１と、この液晶セル３１の背後に配置されたバックライト３２と、液晶セル３１が有する液晶層４０を駆動するための駆動回路３３と、バックライト３２を制御するバックライト制御装置とを備えている。
【００７７】
このバックライト制御装置は、上記した本発明の実施の形態５におけるバックライト制御装置４と同構成であるために、このバックライト制御装置４でバックライトの制御を説明する。そして、バックライト制御装置４の信号処理部４ＢのメモリＲＯＭ１９には、図１３に示すアルゴリズム２をルックアップテーブルとして格納してある。また、バックライト３２、駆動回路３３は、上記した本発明における第５の実施の形態におけるバックライト２、駆動回路３と同構成である。
【００７８】
液晶セル３１は、枠状のシール材３１ａを介して互いに接合された前面側（視認側）及び背面側の一対の透明基板３５、３６を有しており、これらの透明基板３５、３６の内面には、それぞれ互いに対向する領域により複数の画素領域を形成する透明な電極３７、３８が設けてある。背面側の透明基板３６は前面側の透明基板３５より、その長手方向の長さ寸法が大きくしてあり、この背面側の透明基板３６の、前面側の透明基板３５の端辺より延出してはみ出した端側部分が部品搭載部３６Ａに成されている。
【００７９】
そして、背面側の透明基板３６の内面には、カラーフィルタ３９が搭載してあり、一対の透明基板３５、３６間のシール材３１ａで囲まれた領域に液晶層４０が設けてある。なお、上記した電極３７、３８は、上記した本発明における第１の実施の形態１における電極７、８と同構成である。
【００８０】
そして、図１２に示すように、前面側（視認側）及び背面側の透明基板３５、３６の、部品搭載部３６Ａとは反対側の端面部３５ｃ、３６ｃには、照度検出センサである受光素子４１が、一対の前記基板の側面部である端面部３５ｃと端面部３６ｃの基板間に跨り配設されてなる。
受光素子４１が、その受光部４１ａ側を端面部３５ｃ、３６ｃに対向させて配置してあり、この受光素子４１の受光部４１ａと前面側及び背面側の透明基板３５、３６の端面部３５ｃ、３６ｃとは、透明樹脂（エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等）から成る接着部材４２を介して接着してある。そして、前面側の透明基板３５の外面には前面側の偏光板４５が配置してあり、背面側の透明基板３６の外面には背面側の偏光板４６が配置してある。
【００８１】
そして、背面側の透明基板３６の部品搭載部３６Ａには駆動回路３３とバックライト制御装置とフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）４３とがそれぞれ実装してあり、このＦＰＣ４３の端部は駆動回路３３及びバックライト制御装置に接続してある。
【００８２】
アルゴリズム２は、図１３に示すように、周囲の照度（明るさ）とバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）との関係が初期状態の時点ｆ１−１から照度が増加して時点ｆ２−１に至るまで照度に比例させてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を増加し、この時点ｆ２−１から照度が増加してもバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を一定にし、また、逆に照度が減少するとバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を減少させる手順である。
【００８３】
そして、液晶セル１の前方から入射した外光Ｆの一部イは、図１２に実線で示すように、前面側の透明基板３５と電極３７の界面ロで反射されて前面側の透明基板３５を透過して、この透明基板３５と偏光板４５の界面ニで反射され、また、電極３７と液晶層４０の界面ハで反射されて電極３７と透明基板３５と偏光板４９とを透過して、この偏光板４９と空気層との界面ホで反射される。
【００８４】
また、外光Ｆの一部イは、前面側の透明基板３５と液晶層４０とを透過して液晶層４０とカラーフィルタ３９の界面チで反射され、カラーフィルタ３９と背面側の透明基板３６との界面リで反射される。また、反射光は、カラーフィルタ３９と液晶層４０と電極３７と前面側の透明基板３５とを透過して、この前面側の透明基板３５と偏光板４５の界面ニ及びこの偏光板４５と空気層の界面ホで反射され、また、外光Ｆの一部イは、背面側の透明基板３６と偏光板４６との界面ヌ、偏光板４６とバックライト３２との界面ルで反射されるように、各界面ロ、ハ、ニ、ホ、チ、リ、ヌ、ルで反射され、これらの反射を繰り返して、前面側及び背面側の透明基板３５、３６の内部を伝播し、これらの透明基板３５、３６の端面部３５Ｂ、３６Ｂから出射し、接着部材４２を透過して受光素子４１の受光部４１ａに入射する。
【００８５】
受光素子４１が、上記した本発明における第５の実施の形態の場合と同様にして外光受光量を検出する。この場合、制御部１８は、メモリＲＯＭ１９より消灯データを読み出して、その演算処理部（図示せず）において、受光素子４１が外光受光量を検出するサンプリング期間、バックライト駆動回路２２に消灯制御信号Ｓ５を出力してバックライト３２を消灯させる。したがって、図１１の（１）に示すように、バックライト３２は点灯、消灯を繰り返し、バックライト光量はパルス波状に変化する。
【００８６】
そして、受光素子４１が外光受光量を検出するサンプリング期間はバックライト３２の消灯期間であるために、図１１の（２）に示すように外光受光量は段階状に変化する波形になる。
【００８７】
検出信号Ｓ１は増幅器１６により増幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１７によりデジタル信号Ｓ２に変換されて制御部１８に入力される。制御部１８は、外光受光量データをメモリＲＡＭ２０に随時書き込み格納する。
【００８８】
制御部１８は、その演算処理部において、メモリＲＯＭ１９が格納しているアルゴリズム（手順）２を読み出し、また、メモリＲＡＭ２０から外光受光量データを読み出して、アルゴリズム（手順）２にしたがって処理を実行する。
【００８９】
すなわち、演算処理部に取り込まれた外光受光量データとアルゴリズム（手順）２とに基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）が決定される。
【００９０】
このバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）は演算処理部において信号化されて出力される。この出力信号Ｓ３はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１で変換されて制御信号Ｓ４としてバックライト駆動回路２２に入力される。このバックライト駆動回路２２は制御信号Ｓ４に基づいて白色半導体発光装置２−１への供給電力を制御してバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御する。
【００９１】
すなわち、図１３のアルゴリズム（手順）２に示すように、周囲が明るくなるにつれて（周囲の照度の度合が大きくなるにつれて）、バックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を増加して表示画像が良く見えるようにし、逆に、周囲が暗くなるにつれて（周囲の照度の度合が小さくなるにつれて）、バックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を減少して表示画像が良く見えるように制御が行われる。
【００９２】
本発明における第６の実施の形態によれば、上記したように受光素子４１が外光受光量を検出し、この検出信号Ｓ１がデジタル信号に変換されて制御部１８に入力され、この制御部１８は、その演算処理部において、メモリＲＯＭ１９が格納しているアルゴリズム（手順）２を読み出し、また、メモリＲＡＭ２０から外光受光量データを読み出して、アルゴリズム（手順）２にしたがって処理を実行するために、この外光受光量データとアルゴリズム（手順）２に基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を決定することができ、透過型の表示装置における液晶セル３１の表示面の輝度を最適状態に維持することができる。
【００９３】
本発明における第６の実施の形態によれば、受光素子４１が外光受光量を検出するサンプリング期間はバックライト４２の消灯期間であるために、受光素子４１は外光のみを受光することができる。
【００９４】
また、本発明における第６の実施の形態によれば、外光受光期間とバックライト受光期間のそれぞれ異なる期間で、受光素子４１で外光受光量を測定させ、外光受光期間で測定した外光受光量とバックライト受光期間で測定したバックライト受光量とに基づいてバックライト輝度（ｃｄ／平方ｃｍ）を制御するようにしたことにより、外光受光量とバックライト光量とをそれぞれ独立させて測定することができ、これらの外光受光量とバックライト光量により透過型の表示装置における液晶セル３１の表示面の輝度がどのようになっているかを判明することができる。このために、バックライト輝度のばらつきを修正して、このバックライト輝度を一定にすることができる。また、外光が明るい場所にはバックライトの輝度を下げているので、不要な電力を削減し、低消費電力にすることができる。
【００９５】
なお、本発明では、アルゴリズム（手順）にしたがって制御を行ったが、 回路を節減してコストダウンを図る場合には、簡単にバックライト２（３２）のオン・オフのアルゴリズム（手順）に変更してもよい。この場合には、制御部１８の構成を簡略化することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表示装置によれば、液晶セルに入射する光量を正確に検出することができる。
【００９７】
また、本発明に係る表示装置によれば、液晶セルのデッドスペース（無駄な空隙）を照度検出センサの配置場所にすることができて、新たな実装箇所が不要になり、この液晶セルを用いた製品のデザインやコストへの影響を無くすことができる。
【００９８】
また、本発明に係る表示装置によれば、照度検出センサは、視認者から見た場合、液晶セルの視認側に一致するために、液晶セルの受光視野角が一致した入射光が受光できる。
【００９９】
また、本発明に係る表示装置によれば、照度検出センサの受光部と透明基板との間に透明な接着部材が介在するようになるために、照度検出センサと透明基板との屈折率の差が減少して界面での反射又は屈折が減少し、より多くの外光を受光することができる。
【０１００】
また、本発明に係る表示装置によれば、フレキシブルプリント配線板を照度検出センサの配置場所にすることができて、新たな実装箇所が不要になる。
【０１０１】
また、本発明に係る表示装置によれば、外光受光量に基づいて、バックライト輝度制御手段がバックライトの輝度を制御することが可能になり、半透過型、透過型の表示装置にかかわらず、液晶セルの表示面の輝度を最適状態に維持することができる。
【０１０２】
また、本発明に係る表示装置によれば、バックライト輝度のばらつきを修正して、このバックライト輝度を一定にすることができる。また、外光が明るい場所にはバックライトの輝度を下げているので、不要な電力を削減し、低消費電力にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置における第１の実施の形態の一部省略した概略的な斜視図である。
【図２】同表示装置の平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係る表示装置における第２の実施の形態の縦断面図である。
【図５】本発明に係る表示装置における第３の実施の形態の縦断面図である。
【図６】本発明に係る表示装置における第４の実施の形態の縦断面図である。
【図７】本発明に係る表示装置における第５の実施の形態の平面図である。
【図８】図７のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図９】同表示装置におけるバックライト制御装置のブロック図である。
【図１０】アルゴリズム１を表す線図である。
【図１１】（１）はバックライト光量と外光量との説明図である。（２）は外光受光量の説明図である。
【図１２】本発明に係る表示装置における第６の実施の形態の縦断面図である。
【図１３】アルゴリズム２を表す線図である。
【図１４】携帯電話の斜視図である。
【図１５】従来の表示装置の斜視図である。
【符号の説明】
１、３１ 液晶セル
２、３２ バックライト
３ 駆動回路（表示駆動手段）
４ バックライト制御装置（バックライト輝度制御手段）
４Ａ 検出部
４Ｂ 信号処理部
５ 前面側（視認側）の透明基板
６ 背面側の透明基板
７、８ 電極
９ 散乱反射層（半透過散乱反射層）
１０ カラーフィルタ
１１、４０ 液晶層
１２ 受光素子（照度検出センサ）
１２ａ 受光部
１３ 接着部材
１４ フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）
１６ 増幅器
１７ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１８ 制御部
１９ メモリＲＯＭ
２０ メモリＲＡＭ
２１ デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
２２ バックライト駆動回路
２３、２４，４５、４６ 偏光板
３３ 駆動回路
３５、３６ 透明基板

Claims (12)

1. 少なくとも一方の基板が透明基板よりなる一対の前記基板間に電気光学変換部材を封止した表示セルを有する表示装置において、
   少なくとも一方の前記透明基板の面部と照度検出センサの受光部を対向させて配置し、前記表示セル外から前記透明基板に入射して前記透明基板内を伝搬する外光を前記照度検出センサで検出することを特徴とする表示装置。
2. 前記面部が、前記透明基板の側面部であり前記側面部に前記照度検出センサが配設されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 一方の前記透明基板が、他方の前記基板の端面部より延出して部品搭載部を形成し前記部品搭載部の前記側面部に前記照度検出センサが配設されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記照度検出センサが、一対の前記基板の側面部であり基板間に跨り配設されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記照度検出センサが配設される前記面部は、前記透明基板の平面部であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記透明基板上の一方の面に配設された前記照度検出センサの受光部と対向するこの透明基板上の他方の平面部に、この透明基板の外からの外光を遮光し前記透明基板内を伝搬する外光を反射する機能を有する部材を設けたことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記照度検出センサが配設される前記透明基板は、視認側に配設されることを特徴とする請求項１〜６に記載の表示装置。
8. 前記照度センサの前記受光部とこの受光部が対向する前記透明基板の前記面部の間には、透明な接着部材が配設されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載の表示装置。
9. 前記透明基板に接続されるフレキシブルプリント回路基板には、前記照度検出センサが実装されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一に記載の表示装置。
10. 前記表示セルの視認側と反対側に配設されたバックライトを有し、前記照度検出センサの検出信号に基づいて前記バックライトの輝度を制御するバックライト輝度制御手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の表示装置。
11. 前記照度検出センサが前記外光を検出する外光受光期間と、前記バックライトの光量を受光するバックライト受光期間とを異なる期間とし、それぞれの期間で検出した検出信号値に基づいて前記バックライトの輝度を制御する前記バックライト制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記照度検出センサが前記外光を検出するサンプリング期間に前記バックライトを消灯する制御をなす前記バックライト輝度制御手段を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の表示装置。

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