JP2007094096A - 液晶装置及び発光装置並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 環境光の強度に対してより高い分解能や検出範囲を有する液晶装置及び発光装置並びに電子機器を提供すること。
【解決手段】 液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３を有する液晶パネル１１と、環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する第１から第３受光素子３５〜３７と、液晶パネル１１に表示する画像の表示状態を制御するバックライト制御回路とを備え、第１から第３受光素子３５〜３７のうち、少なくとも１つにおける前記環境光に対する感度が、他の受光素子の感度と異なる。
【選択図】 図１
【解決手段】 液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３を有する液晶パネル１１と、環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する第１から第３受光素子３５〜３７と、液晶パネル１１に表示する画像の表示状態を制御するバックライト制御回路とを備え、第１から第３受光素子３５〜３７のうち、少なくとも１つにおける前記環境光に対する感度が、他の受光素子の感度と異なる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、液晶装置、電気光学パネル発光装置及び電子機器に関する。
一般に、電子機器の表示部として利用されている液晶装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に設けられた照明手段であるバックライトとを備えている。
このような液晶装置では、バックライトとして例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などが用いられており、このＬＥＤに供給する電流量を調整して照明光の強度を制御する制御回路が設けられている。ここで、電子機器の外部の明るさに応じて液晶パネルによる良好な表示を行うために、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタなどによって構成されて環境光の強度を計測する光センサを有し、制御回路がこの光センサによる計測結果に基づいてバックライトの強度を調整する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
光センサによる環境光の強度の計測方法の１つとして、所定の周期で光センサの受光面に環境光が照射されるように構成し、この受光面に環境光が照射されてから光電変換による電気信号が出力されるまでの時間である反応時間を計測することによって光の強度を算出する方法がある。ここで、光センサは、光の強度が高くなるにしたがって反応時間が短縮する特性を有する。
特開２００５−１２１９９７号公報
このような液晶装置では、バックライトとして例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などが用いられており、このＬＥＤに供給する電流量を調整して照明光の強度を制御する制御回路が設けられている。ここで、電子機器の外部の明るさに応じて液晶パネルによる良好な表示を行うために、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタなどによって構成されて環境光の強度を計測する光センサを有し、制御回路がこの光センサによる計測結果に基づいてバックライトの強度を調整する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
光センサによる環境光の強度の計測方法の１つとして、所定の周期で光センサの受光面に環境光が照射されるように構成し、この受光面に環境光が照射されてから光電変換による電気信号が出力されるまでの時間である反応時間を計測することによって光の強度を算出する方法がある。ここで、光センサは、光の強度が高くなるにしたがって反応時間が短縮する特性を有する。
しかしながら、上記従来の液晶装置には以下の課題がある。すなわち、このように環境光の強度に応じて照明光の強度を調整する液晶装置においても、環境光の強度に対して照明光の強度をより微細に調整することを可能とするため、環境光の強度に対するより高い分解能を有することや、強度の検出範囲を拡大するが望まれている。ところが、光センサは光の強度が高くなるにしたがって反応時間が短くなるという特性を有しているので、環境光の強度が高くなるに連れて分解能が低くなるという問題がある。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、環境光の強度に対してより高い分解能や検出範囲を有する液晶装置及び発光装置並びに電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板を有する液晶パネルと、環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する複数の受光手段と、前記液晶パネルに表示する画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、該複数の受光手段のうち、少なくとも１つにおける前記環境光に対する感度が、他の受光手段の感度と異なることを特徴とする。
この発明では、感度を異ならせることにより光の強度の検出範囲が異なる受光手段を複数設けることで、複数の受光手段のうちの１つにおいて環境光の強度を精度よく検出することができない場合であっても、他の受光手段の反応時間に基づいて環境光の強度を高い精度で求めることができる。これにより、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができる。また、液晶装置による環境光の強度に対する検出範囲を拡大することができる。以上より、強度情報に応じて液晶パネルにおける画像の表示状態が最適化される。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記受光手段における受光面の面積が、該受光手段よりも前記感度の低い他の受光手段における受光面の面積よりも広いこととしてもよい。
この発明では、複数の受光手段に同一の構造を採用した場合において、受光面の面積が広くなるにしたがって感度が高くなる。したがって、各受光手段の受光面の面積を調整することで、各受光手段における感度を設定することができる。
この発明では、複数の受光手段に同一の構造を採用した場合において、受光面の面積が広くなるにしたがって感度が高くなる。したがって、各受光手段の受光面の面積を調整することで、各受光手段における感度を設定することができる。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記複数の受光手段の受光面が、互いに近接した位置に設けられていることが好ましい。
この発明では、各受光面を近接して設けることで、各受光手段に対してほぼ同一の条件で環境光が照射される。したがって、各受光素子で受光する環境光の強度のムラが小さくなるので、環境光の強度をより正確に求めることができる。
この発明では、各受光面を近接して設けることで、各受光手段に対してほぼ同一の条件で環境光が照射される。したがって、各受光素子で受光する環境光の強度のムラが小さくなるので、環境光の強度をより正確に求めることができる。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記液晶パネルの背面側に照明光を照射する照明手段を備え、前記制御手段が、前記強度情報に基づいて前記照明光の強度を制御することが好ましい。
この発明では、制御手段が環境光の強度に基づいて照明手段による照明光の強度を制御するので、液晶装置の外部の明るさによらず適切な表示を液晶パネルにおいて行うことができると共に、照明手段の消費電力を低減することができる。
この発明では、制御手段が環境光の強度に基づいて照明手段による照明光の強度を制御するので、液晶装置の外部の明るさによらず適切な表示を液晶パネルにおいて行うことができると共に、照明手段の消費電力を低減することができる。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記制御手段が、前記複数の受光手段のそれぞれの感度に基づいて該複数の受光手段で取得した前記強度情報を選択する切替手段を備えることが好ましい。
この発明では、切替手段が受光手段の感度に基づいて選択した最適な受光手段で取得した強度情報を基に、制御手段が照明手段による照明光の強度を制御する。これにより、より適切な照明光の強度で表示することができる。
この発明では、切替手段が受光手段の感度に基づいて選択した最適な受光手段で取得した強度情報を基に、制御手段が照明手段による照明光の強度を制御する。これにより、より適切な照明光の強度で表示することができる。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記切替手段が、検出範囲にある前記受光手段のうち、前記感度が最も低い一の受光手段で取得した前記強度情報を選択することが好ましい。
この発明では、切替手段がその環境光の強度において検出範囲にある受光手段が複数存在する場合に、感度が最も低い一の受光手段で取得した強度情報を選択し、この強度情報を基に照明光の強度を制御する。ここで、上述したように受光する光の強度が高くなるにしたがって環境光の強度の分解能が小さくなることから、感度が最も低い一の受光手段で取得した強度情報を選択することで、より環境光の強度を正確に測定することができる。
この発明では、切替手段がその環境光の強度において検出範囲にある受光手段が複数存在する場合に、感度が最も低い一の受光手段で取得した強度情報を選択し、この強度情報を基に照明光の強度を制御する。ここで、上述したように受光する光の強度が高くなるにしたがって環境光の強度の分解能が小さくなることから、感度が最も低い一の受光手段で取得した強度情報を選択することで、より環境光の強度を正確に測定することができる。
また、本発明にかかる発光装置は、電気光学物質層を挟持する一対の基板を有する電気光学パネルと、環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する複数の受光手段と、前記電気光学パネルに表示される画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、該複数の受光手段のうち、少なくとも１つの前記環境光に対する感度が他の受光手段の感度と異なることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、感度の異なる受光手段を複数設けることで、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができる。また、環境光の強度に対する検出範囲を拡大することができる。
さらに、制御手段により強度情報に応じて電気光学パネルにおける画像の表示状態が最適化されており、例えば電気光学物質層に対して過剰な電圧が印加されることを回避するので、電気光学物質層の長寿命化を図ることができる。
この発明では、上述と同様に、感度の異なる受光手段を複数設けることで、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができる。また、環境光の強度に対する検出範囲を拡大することができる。
さらに、制御手段により強度情報に応じて電気光学パネルにおける画像の表示状態が最適化されており、例えば電気光学物質層に対して過剰な電圧が印加されることを回避するので、電気光学物質層の長寿命化を図ることができる。
また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の発光装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した液晶装置または発光装置を備えているので、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができると共に、液晶装置または発光装置による環境光の強度の検出範囲を拡大することができる。
また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の発光装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した液晶装置または発光装置を備えているので、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができると共に、液晶装置または発光装置による環境光の強度の検出範囲を拡大することができる。
以下、本発明による液晶装置及び電子機器の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、図１（ａ）は液晶装置の平面図、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２は液晶装置の回路構成を示す回路図である。
液晶装置１０は、透過型のＴＦＴ（Thin Film Transistors：薄膜トランジスタ）アクティブマトリックス方式の液晶装置である。そして、液晶装置１０は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１１と、液晶パネル１１の背面側に設けられたバックライト（照明手段）１２と、バックライト１２に供給する電流を調整して照明光の強度を制御するバックライト制御回路（制御手段）１３とを備えている。
液晶装置１０は、透過型のＴＦＴ（Thin Film Transistors：薄膜トランジスタ）アクティブマトリックス方式の液晶装置である。そして、液晶装置１０は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１１と、液晶パネル１１の背面側に設けられたバックライト（照明手段）１２と、バックライト１２に供給する電流を調整して照明光の強度を制御するバックライト制御回路（制御手段）１３とを備えている。
液晶パネル１１は、図１（ａ）に示すように、液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板（基板）２２及び対向基板（基板）２３と、これらの対向面周縁部に設けられて平面視でほぼ矩形状を有して液晶層２１を封止するシール材２４とを備えている。そして、液晶パネル１１のうち、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３とが重なると共にシール材２４の内側に形成された後述する周辺遮光膜５１によって囲まれたシール領域の内側が画像表示領域２５となっている。なお、液晶パネル１１においては、ＴＦＴアレイ基板２２が背面側の基板、対向基板２３が前面側の基板となっている。
また、液晶パネル１１の前面側と背面側とには、それぞれ偏光板（図示略）が設けられている。この一対の偏光板はそれぞれ特定方向に振動する直線偏光のみを透過させるものであり、透過軸が互いにほぼ直交すると共に、上記配向膜のラビング方向とほぼ４５度で交差するように配置されている。
また、液晶パネル１１の前面側と背面側とには、それぞれ偏光板（図示略）が設けられている。この一対の偏光板はそれぞれ特定方向に振動する直線偏光のみを透過させるものであり、透過軸が互いにほぼ直交すると共に、上記配向膜のラビング方向とほぼ４５度で交差するように配置されている。
液晶層２１は、例えば１種または複数種のネマティック液晶を混合した液晶からなり、ＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３のそれぞれに形成された配向膜（図示略）の間で所定の配向状態となっている。ここで、液晶層２１としては、正の誘電率異方性を有する液晶を用いたＴＮ（Twisted Nematic）モードや、負の誘電率異方性を有するＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モードが適用可能である。
ＴＦＴアレイ基板２２は、平面視矩形状を有しており、例えば石英やガラス、プラスチックなどの透光性材料によって形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板２２には、一辺端部（図１（ａ）に示す下辺）において対向基板２３より外側に張り出す張出部２２Ａが形成されている。
このＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域には、複数の走査線３１、信号線３２、ＴＦＴ３３及び画素電極３４とが設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５の側方には、第１から第３受光素子（受光手段）３５〜３７が設けられている。そして、ＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺に沿って信号線駆動回路３８が設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺と隣接する二辺に沿って走査線駆動回路３９、４０が設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の張出部２２Ａには、第１から第３受光素子３５〜３７や信号線駆動回路３８、走査線駆動回路３９、４０の端子群である端子部４１が設けられている。なお、第１から第３受光素子３５〜３７、信号線駆動回路３８、走査線駆動回路３９、４０及び端子部４１は、配線４２により適宜電気的に接続されている。
このＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域には、複数の走査線３１、信号線３２、ＴＦＴ３３及び画素電極３４とが設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５の側方には、第１から第３受光素子（受光手段）３５〜３７が設けられている。そして、ＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺に沿って信号線駆動回路３８が設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺と隣接する二辺に沿って走査線駆動回路３９、４０が設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の張出部２２Ａには、第１から第３受光素子３５〜３７や信号線駆動回路３８、走査線駆動回路３９、４０の端子群である端子部４１が設けられている。なお、第１から第３受光素子３５〜３７、信号線駆動回路３８、走査線駆動回路３９、４０及び端子部４１は、配線４２により適宜電気的に接続されている。
走査線３１は、図２に示すように、Ｘ方向に延在する配線であって、例えばアルミニウムなどの金属によって形成されている。また、信号線３２は、図２に示すように、Ｙ方向に延在する配線であって、走査線３１と互いに交差するように設けられており、走査線３１と同様に例えばアルミニウムなどの金属によって形成されている。そして、これら走査線３１及び信号線３２により、画素領域が形成されている。
この画素領域は、各走査線３１と各信号線３２とによって囲まれた領域である。また、画素領域は、平面視において、対向基板２３に設けられたカラーフィルタ（図示略）の配置領域と重なるように形成されている。
この画素領域は、各走査線３１と各信号線３２とによって囲まれた領域である。また、画素領域は、平面視において、対向基板２３に設けられたカラーフィルタ（図示略）の配置領域と重なるように形成されている。
ＴＦＴ３３は、例えばｎ型トランジスタによって構成されており、走査線３１と信号線３２との交点にそれぞれ設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜を部分的に形成し、これに対して部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。
そして、ＴＦＴ３３のゲートにはそれぞれ走査線３１が電気的に接続されており、ＴＦＴ３３のドレインには画素電極３４がそれぞれ電気的に接続されている。
また、画素電極３４に書き込まれた画像信号のリークを防止するため、画素電極３４と並列に保持容量４３が接続されている。
そして、ＴＦＴ３３のゲートにはそれぞれ走査線３１が電気的に接続されており、ＴＦＴ３３のドレインには画素電極３４がそれぞれ電気的に接続されている。
また、画素電極３４に書き込まれた画像信号のリークを防止するため、画素電極３４と並列に保持容量４３が接続されている。
画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透光性導電材料によって形成されており、対向基板２３に設けられた後述する対向電極５４とそれぞれ対向配置されている。そして、画素電極３４と、対向基板２３に形成されてこの画素電極３４に対向配置された対向電極５４との間で液晶層２１を挟持する。
第１から第３受光素子３５〜３７は、同一の構造を有しており、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどによって構成されている。また、第１から第３受光素子３５〜３７は、それぞれの受光面である第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａが近接するように設けられている。
ここで、第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａの面積は、第１受光面３５Ａが最も広く、第２受光面３６Ａ、第３受光面３７Ａの順で狭くなっている。したがって、第１から第３受光素子３５〜３７の環境光に対する感度は、第１受光素子３５が最も高く、第２受光素子３６、第３受光素子３７の順で低くなっている。
ここで、第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａの面積は、第１受光面３５Ａが最も広く、第２受光面３６Ａ、第３受光面３７Ａの順で狭くなっている。したがって、第１から第３受光素子３５〜３７の環境光に対する感度は、第１受光素子３５が最も高く、第２受光素子３６、第３受光素子３７の順で低くなっている。
これら第１から第３受光素子３５〜３７は、バックライト制御回路１３から検出開始信号が発信されたときに第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａで環境光を受光し、光電変換により電気信号を強度情報としてバックライト制御回路１３に出力するように構成されている。
図３は、第１から第３受光素子３５〜３７のそれぞれで受光する光の強度と反応時間との関係を示す図である。図３に示すように、第１から第３受光素子３５〜３７は、それぞれ受光する環境光の強度が高くなるにしたがって、受光してから電気信号を出力するまでの時間である反応時間が短くなる特性を有している。このため、受光素子の感度とその反応時間とから環境光の強度を求めることができる。
ここで、第１から第３受光素子３５〜３７のそれぞれにおける光の強度の検出範囲は、反応時間が例えば１ｍｓ〜８０ｍｓとなる範囲と規定している。これは、反応時間が１ｍｓより小さい場合には、光の強度が高すぎることから精度よく光の強度を算出することができないためであり、反応時間が８０ｍｓより大きい場合には、光の強度が小さすぎるためである。なお、反応時間が１ｍｓより小さい状態を飽和状態とし、反応時間が８０ｍｓより大きい状態を非応答状態とする。
また、本実施形態において、第１受光素子３５の検出範囲と第２受光素子３６の検出範囲との一部が重複し、第２受光素子３６の検出範囲と第３受光素子３７の検出範囲との一部が重複するようにそれぞれの感度が設定されている。
ここで、第１から第３受光素子３５〜３７のそれぞれにおける光の強度の検出範囲は、反応時間が例えば１ｍｓ〜８０ｍｓとなる範囲と規定している。これは、反応時間が１ｍｓより小さい場合には、光の強度が高すぎることから精度よく光の強度を算出することができないためであり、反応時間が８０ｍｓより大きい場合には、光の強度が小さすぎるためである。なお、反応時間が１ｍｓより小さい状態を飽和状態とし、反応時間が８０ｍｓより大きい状態を非応答状態とする。
また、本実施形態において、第１受光素子３５の検出範囲と第２受光素子３６の検出範囲との一部が重複し、第２受光素子３６の検出範囲と第３受光素子３７の検出範囲との一部が重複するようにそれぞれの感度が設定されている。
なお、第１から第３受光素子３５〜３７が、例えば、ＰＩＮ（Positive-Intrinsic-Negative）型のフォトダイオードによって構成されているときは、第１から第３受光素子３５〜３７を構成する半導体層を真性半導体または微量濃度の不純物を導入した領域である真性半導体領域（Ｉ層）とし、この真性半導体領域（Ｉ層）の一方の側にｐ型半導体領域（Ｐ層）を、他方の側にｎ型半導体領域（Ｎ層）をそれぞれ形成することで、ＰＩＮ型のフォトダイオードを形成することができる。このようなＰＩＮ型のフォトダイオードについては、その半導体層としてＴＦＴ３３の半導体層と同じ工程で形成したものを用いることにより、このＴＦＴ３３と同じ製造工程で形成することができる。
信号線駆動回路３８は、図２に示すように、複数の信号線３２に対して画像信号を供給するように構成されている。ここで、信号線駆動回路３８により信号線３２に書き込まれる画像信号は、線順次に供給してもよいし、互いに隣接する複数の信号線３２同士に対してグループごとに供給するような構成としてもよい。
走査線駆動回路３９、４０は、複数の走査線３１に対して所定のタイミングで走査信号をパルス的に線順次で供給するように構成されている。
これら信号線駆動回路３８及び走査線駆動回路３９、４０は、トランジスタやダイオード、キャパシタなどを組み合わせた電子回路によって構成されており、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同様に、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜に対して、部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。したがって、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同じ製造工程で形成することができる。
走査線駆動回路３９、４０は、複数の走査線３１に対して所定のタイミングで走査信号をパルス的に線順次で供給するように構成されている。
これら信号線駆動回路３８及び走査線駆動回路３９、４０は、トランジスタやダイオード、キャパシタなどを組み合わせた電子回路によって構成されており、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同様に、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜に対して、部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。したがって、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同じ製造工程で形成することができる。
端子部４１には、フレキシブル基板４４の一端側が例えば異方性導電フィルム（ACF:Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（ACP:Anisotropic Conductive Paste）のような異方性導電材料を介して接続されている。このフレキシブル基板４４を介して、タイミング発生回路４５と走査線駆動回路３９、４０とが電気的に接続され、電源回路４６と信号線駆動回路３８及び走査線駆動回路３９、４０とが電気的に接続され、第１から第３受光素子３５〜３７とバックライト制御回路１３とが電気的に接続される。また、タイミング発生回路４５は、画像処理回路４７に接続されている。
対向基板２３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板２２と同様に、平面視矩形状を有しており、例えばガラスやプラスチックなどの透光性材料によって形成されている。そして、対向基板２３の液晶層２１側の下面には、周辺遮光膜５１及び表示領域遮光膜５２と、カラーフィルタ膜５３と、対向電極５４と配向膜（図示略）が順に積層されている。
周辺遮光膜５１は、平面視で矩形の枠形状を有し、シール材２４の内周側に沿って設けられており、画像表示領域を規定している。
また、表示領域遮光膜５２は、平面視で格子状またはストライプ状を有しており、周辺遮光膜５１の内側の領域である画像表示領域２５を覆うように設けられている。
カラーフィルタ膜５３は、上述した各画素領域に対応するように平面視でマトリックス状に配列形成された複数のカラーフィルタによって構成されている。
対向電極５４は、画素電極３４と同様にＩＴＯなどの透光性導電材料によって形成された平面膜である。
また、表示領域遮光膜５２は、平面視で格子状またはストライプ状を有しており、周辺遮光膜５１の内側の領域である画像表示領域２５を覆うように設けられている。
カラーフィルタ膜５３は、上述した各画素領域に対応するように平面視でマトリックス状に配列形成された複数のカラーフィルタによって構成されている。
対向電極５４は、画素電極３４と同様にＩＴＯなどの透光性導電材料によって形成された平面膜である。
また、対向基板２３の４つの角部には、対向基板２３とＴＦＴアレイ基板２２との間の上下導通端子として機能する上下導通材５５が配置されている。この上下導通材５５を介して対向基板２３とＴＦＴアレイ基板２２との電気的な接続が図られる。
シール材２４は、平面視で矩形の枠形状を有しており、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３とを接着している。このシール材２４は、例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などからなり、ＴＦＴアレイ基板２２の所定位置に塗布された後、紫外線照射や加熱などによって硬化処理されたものである。また、シール材２４には、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためにガラスファイバやガラスビーズなどのギャップ材が混入されている。
バックライト１２は、例えば白色ＬＥＤなどで形成された光源と、光源から照射された照明光を導く導光板と、リフレクタとによって構成されている。
バックライト制御回路１３は、図２に示すように、第１から第３受光素子３５〜３７とフレキシブル基板４４を介して電気的に接続される切替部（切替手段）５８とバックライト１２と電気的に接続される電流供給部５９とを備えている。
バックライト制御回路１３は、図２に示すように、第１から第３受光素子３５〜３７とフレキシブル基板４４を介して電気的に接続される切替部（切替手段）５８とバックライト１２と電気的に接続される電流供給部５９とを備えている。
切替部５８は、所定時間ごとに第１から第３受光素子３５〜３７に対して環境光を受光するための検出開始信号を送信すると共に、第１から第３受光素子３５〜３７からの強度情報を受信し、第１から第３受光素子３５〜３７のうち検出範囲内にある１つの受光素子の強度情報を選択して反応時間から環境光の強度を求めるように構成されている。ここで、反応時間が上述した１ｍｓより短い場合には飽和状態にあると判断し、８０ｍｓより長い場合には非応答状態にあると判断することで、該当する受光素子が検出範囲外であると識別するように構成されている。
また、切替部５８は、第１から第３受光素子３５〜３７のうち２つが検出範囲内となっている場合、２つの受光素子のうち感度の低い一方から出力された強度情報を選択するように構成されている。すなわち、図４に示すように、切替部５８は、第１受光素子３５が検出範囲内、第２及び第３受光素子３６、３７が非応答状態となっているときは、第１受光素子３５から出力された強度情報を選択する。また、第１、第２受光素子３５、３６が検出範囲内、第３受光素子３７が非応答状態となっているときは、第２受光素子３６から出力された強度情報を選択する。また、第１受光素子３５が飽和状態、第２受光素子３６が検出範囲内、第３受光素子３７が非応答状態となっているときは、第２受光素子３６から出力された強度情報を選択する。そして、第１受光素子３５が飽和状態、第２、第３受光素子３６、３７が検出範囲内となっているときは、第３受光素子３７から出力された強度情報を選択する。そして、第１、第２受光素子３５、３６が飽和状態、第３受光素子３７が検出範囲内となっているときは、第３受光素子３７から出力された強度情報を選択する。
電流供給部５９は、切替部５８で算出した環境光の強度に基づいてバックライト１２に供給する電流を調整し、照明光の強度を制御するように構成されている。
このような構成の液晶装置１０は、図５に示すような携帯電話機（電子機器）６０に適用される。図５は携帯電話機を示す斜視図である。
この携帯電話機６０は、本体部６１と、この本体部６１の下端部にヒンジ機構を介して連結された蓋部６２とを備えており、蓋部６２が本体部６１に対して開閉自在となっている。そして、本体部６１には、上述した液晶装置１０からなる表示部６３と、複数の操作キーが配列された操作部６４と受話口６５とアンテナ６６とが設けられている。また、蓋部６２には、送話口６７が設けられている。
この携帯電話機６０は、本体部６１と、この本体部６１の下端部にヒンジ機構を介して連結された蓋部６２とを備えており、蓋部６２が本体部６１に対して開閉自在となっている。そして、本体部６１には、上述した液晶装置１０からなる表示部６３と、複数の操作キーが配列された操作部６４と受話口６５とアンテナ６６とが設けられている。また、蓋部６２には、送話口６７が設けられている。
次に、このような構成の液晶装置１０を備える携帯電話機６０において、環境光の強度に基づくバックライト１２の照明光の強度の制御方法について説明する。
まず、切替部５８が第１から第３受光素子３５〜３７に対して検出開始信号を発信する。これにより、第１から第３受光素子３５〜３７は、それぞれ環境光を受光して光電変換し、変換した電気信号を強度情報として切替部５８に出力する。そして、切替部５８では、第１から第３受光素子３５〜３７の反応時間から検出範囲内と判断した１つの受光素子の強度情報を選択し、反応時間から環境光の強度を求める。
まず、切替部５８が第１から第３受光素子３５〜３７に対して検出開始信号を発信する。これにより、第１から第３受光素子３５〜３７は、それぞれ環境光を受光して光電変換し、変換した電気信号を強度情報として切替部５８に出力する。そして、切替部５８では、第１から第３受光素子３５〜３７の反応時間から検出範囲内と判断した１つの受光素子の強度情報を選択し、反応時間から環境光の強度を求める。
ここで、切替部５８は、第１から第３受光素子３５〜３７のうち２つが検出範囲内となっている場合、２つの受光素子のうち感度の低い一方から出力された強度情報を選択する。すなわち、第１、第２受光素子３５、３６が検出範囲内、第３受光素子３７が非応答状態となっているとき、切替部５８は、第２受光素子３６から出力された環境光の強度情報を選択する。そして、第１受光素子３５が飽和状態、第２、第３受光素子３６、３７が検出範囲内となっているとき、切替部５８は、第３受光素子３７から出力された強度情報を選択する。
ここで、それぞれ光の強度の検出範囲が異なる第１から第３受光素子３５〜３７が設けられているので、環境光の強度を高い分解能で検出することができ、また、検出範囲が拡大する。そして、２つの受光素子が検出範囲内となっているときに感度の低い一方の受光素子を選択するので、分解能がより高められる。
ここで、それぞれ光の強度の検出範囲が異なる第１から第３受光素子３５〜３７が設けられているので、環境光の強度を高い分解能で検出することができ、また、検出範囲が拡大する。そして、２つの受光素子が検出範囲内となっているときに感度の低い一方の受光素子を選択するので、分解能がより高められる。
一方、電流供給部５９では、切替部５８で求めた環境光の強度に対するバックライト１２の照明光の強度を算出する。そして、バックライト１２に供給する電流量を調節することでバックライト１２の照明光の強度を調整する。
その後、切替部５８は所定時間の経過後に第１から第３受光素子３５〜３７に対して再び検出開始信号を発信し、上述と同様の手順によってバックライト１２の照明光の強度を調整する。
以上のようにして、バックライト１２の照明光の強度を制御する。
その後、切替部５８は所定時間の経過後に第１から第３受光素子３５〜３７に対して再び検出開始信号を発信し、上述と同様の手順によってバックライト１２の照明光の強度を調整する。
以上のようにして、バックライト１２の照明光の強度を制御する。
このように構成された液晶装置１０及び携帯電話機６０によれば、それぞれ感度が異なることにより検出範囲が互いに異なる第１から第３受光素子３５〜３７を設けることで、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができる。また、環境光の強度に対する検出範囲を拡大することができる。
そして、第１から第３受光面３５Ａ〜３７ＡをＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域の側方に近接して設けているので、第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａに対してほぼ同一の強度の環境光が照射される。これにより、環境光の強度をより正確に検出することができる。また、携帯電話機６０の使用者が目視する表示部６３の近傍における環境光の強度の計測を行うことができる。
切替部５８が第１から第３受光素子３５〜３７のうち２つが検出範囲内となっている場合に、感度の低い一方から出力された強度情報を選択するので、より環境光の強度を正確に測定することができる。
そして、第１から第３受光面３５Ａ〜３７ＡをＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域の側方に近接して設けているので、第１から第３受光面３５Ａ〜３７Ａに対してほぼ同一の強度の環境光が照射される。これにより、環境光の強度をより正確に検出することができる。また、携帯電話機６０の使用者が目視する表示部６３の近傍における環境光の強度の計測を行うことができる。
切替部５８が第１から第３受光素子３５〜３７のうち２つが検出範囲内となっている場合に、感度の低い一方から出力された強度情報を選択するので、より環境光の強度を正確に測定することができる。
次に、第２の実施形態について、図６を参照しながら説明する。なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図６においては、図１（ａ）と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態の液晶装置１０では第１から第３受光素子３５〜３７がＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域の側方に設けられているが、第２の実施形態における液晶装置では、液晶パネル７１において第１から第３受光素子７２〜７４の第１から第３受光面７２Ａ〜７４Ａが走査線駆動回路３９と同様にＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺と隣接する二辺の一方に沿って設けられている点である。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態の液晶装置１０では第１から第３受光素子３５〜３７がＴＦＴアレイ基板２２の画像表示領域２５と重なる領域の側方に設けられているが、第２の実施形態における液晶装置では、液晶パネル７１において第１から第３受光素子７２〜７４の第１から第３受光面７２Ａ〜７４Ａが走査線駆動回路３９と同様にＴＦＴアレイ基板２２の上記一辺と隣接する二辺の一方に沿って設けられている点である。
このように構成された液晶装置においても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では各受光素子の検出範囲の一部が重複するように構成されているが、各受光素子における環境光の強度の検出範囲は適宜変更してもよい。ここで、各検出範囲が重ならないように構成することで、検出範囲の一部を重なるように構成することと比較して、複数の受光素子全体における検出範囲を拡大することができる。このとき、切替部は、受光素子が飽和状態または非応答状態となったときに検出範囲にある一の受光素子から出力された強度情報を選択するように構成されている。
また、受光素子で受光した環境光の強度に基づいて照明光の強度を制御しているが、環境光の強度に基づいて液晶パネルで表示する画像を補正する構成としてもよい。
例えば、上記実施形態では各受光素子の検出範囲の一部が重複するように構成されているが、各受光素子における環境光の強度の検出範囲は適宜変更してもよい。ここで、各検出範囲が重ならないように構成することで、検出範囲の一部を重なるように構成することと比較して、複数の受光素子全体における検出範囲を拡大することができる。このとき、切替部は、受光素子が飽和状態または非応答状態となったときに検出範囲にある一の受光素子から出力された強度情報を選択するように構成されている。
また、受光素子で受光した環境光の強度に基づいて照明光の強度を制御しているが、環境光の強度に基づいて液晶パネルで表示する画像を補正する構成としてもよい。
また、切替部が２つの受光素子のうち感度の低い一方の受光素子から出力された強度情報を選択するように構成されているが、感度の高い一方の受光素子から出力された強度情報を選択するように構成してもよい。
また、切替部が各受光素子の反応時間にもとに環境光の強度を求めているが、各受光素子から出力された電圧信号や電流信号を基に環境光の強度を求める構成としてもよい。
また、受光素子の配置箇所は複数であれば３箇所に限らず、２箇所であっても４箇所以上に設けてもよい。
また、受光面の面積を調整することで各受光素子における感度を設定しているが、受光素子を構成する半導体材料や導入する不純物などの材料を調整することや、受光素子の構造を調整することによって各受光面における感度を設定してもよい。
また、切替部が各受光素子の反応時間にもとに環境光の強度を求めているが、各受光素子から出力された電圧信号や電流信号を基に環境光の強度を求める構成としてもよい。
また、受光素子の配置箇所は複数であれば３箇所に限らず、２箇所であっても４箇所以上に設けてもよい。
また、受光面の面積を調整することで各受光素子における感度を設定しているが、受光素子を構成する半導体材料や導入する不純物などの材料を調整することや、受光素子の構造を調整することによって各受光面における感度を設定してもよい。
また、各受光素子がＴＦＴアレイ基板上に形成されているが、各受光面において環境光を受光可能であれば対向基板上に形成してもよい。また、各受光面を携帯電話機の筐体上における表示部の近傍に設ける構成としてもよい。
また、環境光の強度によらずバックライトから照射された照明光を利用して液晶パネルで画像を表示させる透過型の液晶装置であるが、環境光の強度が弱いときにはバックライトの照明光を用いて表示を行い、環境光の強度が強いときには液晶パネルの前面側から入射した環境光を液晶パネル内に設けた反射層で反射させて表示を行う半透過反射型の液晶装置としてもよい。
また、環境光の強度によらずバックライトから照射された照明光を利用して液晶パネルで画像を表示させる透過型の液晶装置であるが、環境光の強度が弱いときにはバックライトの照明光を用いて表示を行い、環境光の強度が強いときには液晶パネルの前面側から入射した環境光を液晶パネル内に設けた反射層で反射させて表示を行う半透過反射型の液晶装置としてもよい。
また、液晶パネルがアクティブマトリックス型の構造となっているが、パッシブマトリックス型の構造としてもよい。このとき、ＴＦＴアレイ基板に対応する一方の基板上には平面視で短冊状の透明電極がストライプ状に配列形成され、対向基板に対応する他方の基板上には一方の基板上に形成された透明電極と交差するように、平面視で短冊状の透明電極がストライプ状に配列形成された構造となる。
また、カラーフィルタを対向基板の液晶層側の上面に形成しているが、対向基板の前面側の上面に形成してもよいし、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、カラーフィルタを対向基板の液晶層側の上面に形成しているが、対向基板の前面側の上面に形成してもよいし、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、上記実施形態では液晶装置について説明しているが、電圧を印加することで発光する有機発光材料などからなる電気光学物質層を透光性材料で形成された一対の基板で挟持した電気光学パネルを有する有機ＥＬ装置などの電気光学装置であってもよい。このような電気光学装置に本発明を適用することで、上述と同様に、環境光の強度に対する分解能をより高くすることができると共に、環境光の強度に対する検出範囲を拡大することができる。また、電気光学パネルに印加される電圧が最適化されており、電気光学物質層に対して過剰な電圧が印加されないので、電気光学物質層の長寿命化を図ることができる。ここで、電気光学装置としては、有機ＥＬ装置に限らず、他の電気光学パネルを有する電気光学装置であってもよい。
さらに、上記実施形態では液晶装置を備える電子機器について説明しているが、このような電気光学装置を備える電子機器としてもよい。
さらに、上記実施形態では液晶装置を備える電子機器について説明しているが、このような電気光学装置を備える電子機器としてもよい。
また、周辺遮光膜が対向基板上に形成されているが、周辺遮光膜の一部または全部がＴＦＴアレイ基板側に内蔵遮光膜として設けた構成としてもよい。
また、タイミングジェネレータや電源回路、バックライト制御回路がフレキブルプリント基板を介して信号線駆動回路や走査線駆動回路、受光素子などに接続されているが、これらの一部または全てを信号線駆動回路や走査線駆動回路と同様に、ＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面には、これらの信号線駆動回路や走査線駆動回路などに加えて、画像信号上の画像信号をサンプリングして信号線に供給するサンプリング回路や複数の信号線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行してそれぞれ供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時における携帯電話機の品質や欠陥などを検査するための検査回路などを設けることが可能である。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面に信号線駆動回路や走査線駆動回路が形成されているが、例えばこれら信号線駆動回路や走査線駆動回路の機能を有する駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip On Film）基板をＴＦＴアレイ基板上の走査線及び信号線と異方性導電材料を介して電気的、機械的に接続する構成としてもよい。
また、タイミングジェネレータや電源回路、バックライト制御回路がフレキブルプリント基板を介して信号線駆動回路や走査線駆動回路、受光素子などに接続されているが、これらの一部または全てを信号線駆動回路や走査線駆動回路と同様に、ＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面には、これらの信号線駆動回路や走査線駆動回路などに加えて、画像信号上の画像信号をサンプリングして信号線に供給するサンプリング回路や複数の信号線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行してそれぞれ供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時における携帯電話機の品質や欠陥などを検査するための検査回路などを設けることが可能である。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面に信号線駆動回路や走査線駆動回路が形成されているが、例えばこれら信号線駆動回路や走査線駆動回路の機能を有する駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip On Film）基板をＴＦＴアレイ基板上の走査線及び信号線と異方性導電材料を介して電気的、機械的に接続する構成としてもよい。
また、一対の偏光板のそれぞれの内側に、位相差板を配置してもよい。ここで、位相差板として、可視光領域における波長に対してほぼ１／４波長の位相差を有するλ／４板を使用することで、一対の偏光板と共に円偏光板を構成することができる。また、λ／２板及びλ／４板を組み合わせることで、広帯域円偏光板を構成することができる。
さらに、一対の偏光板のいずれか一方または双方の内側に、必要に応じて光学補償フィルムを設けてもよい。光学補償フィルムを用いることで、液晶装置を正面視した場合と斜視した場合とにおける液晶層の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。ここで、光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体を使用することも可能である。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅなどを使用してもよい。
さらに、一対の偏光板のいずれか一方または双方の内側に、必要に応じて光学補償フィルムを設けてもよい。光学補償フィルムを用いることで、液晶装置を正面視した場合と斜視した場合とにおける液晶層の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。ここで、光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体を使用することも可能である。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅなどを使用してもよい。
また、上記実施形態では電子機器として携帯電話機を用いているが、携帯電話機に限らず、本発明の液晶装置または電気光学装置を用いた表示部が設けられていれば、電子ブックやプロジェクタ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）、タッチパネルを備える機器などのような他の電子機器であってもよい。
１０ 液晶装置、１１、６１ 液晶パネル、１２ バックライト（照明手段）、１３ バックライト制御回路（制御手段）、２１ 液晶層、２２ ＴＦＴアレイ基板（基板）、２３ 対向基板（基板）、３５、７２ 第１受光素子（受光手段）、３６、７３ 第２受光素子（受光手段）、３７、７４ 第３受光素子（受光手段）、３５Ａ、７２Ａ 第１受光面（受光面）、３６Ａ、７３Ａ 第２受光面（受光面）、３７Ａ、７４Ａ 第３受光面（受光面）、５８ 切替部（切替手段）、６０ 携帯電話機（電子機器）
Claims (9)
- 液晶層を挟持する一対の基板を有する液晶パネルと、
環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する複数の受光手段と、
前記液晶パネルに表示する画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、
該複数の受光手段のうち、少なくとも１つにおける前記環境光に対する感度が、他の受光手段の感度と異なることを特徴とする液晶装置。 - 前記受光手段における受光面の面積が、該受光手段よりも前記感度の低い他の受光手段における受光面の面積よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
- 前記複数の受光手段の受光面が、互いに近接した位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
- 前記液晶パネルの背面側に照明光を照射する照明手段を備え、
前記制御手段が、前記強度情報に基づいて前記照明光の強度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。 - 前記制御手段が、前記複数の受光手段のそれぞれの感度に基づいて該複数の受光手段で取得した前記強度情報を選択する切替手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
- 前記切替手段が、検出範囲にある前記受光手段のうち、前記感度が最も低い一の受光手段で取得した前記強度情報を選択することを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
- 電気光学物質層を挟持する一対の基板を有する電気光学パネルと、
環境光を受光して該環境光の強度情報を取得する複数の受光手段と、
前記電気光学パネルに表示される画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、
該複数の受光手段のうち、少なくとも１つの前記環境光に対する感度が他の受光手段の感度と異なることを特徴とする発光装置。 - 請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項７に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
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