JP4765852B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、外光照度を光センサ素子にて検出し、その検出値を用いてバックライト輝度等を自動的に調整する電気光学装置及び電子機器において、光センサ素子を使用して光センサ素子が劣化した場合でも、別の光センサ素子に切り替えて長期間に亘って継続して外光検出を行えるようにした電気光学装置及び電子機器に関する。

液晶装置等の電気光学装置においては、暗所における画像を見易くしたりバックライトの消費電力を抑える目的で、周囲の明るさに応じてバックライト輝度を調整する手段が用いられる。
例えば特許文献１のように液晶パネル内に光センサを搭載して外光を検出し、液晶表示装置のバックライト発光量の調整を行うバックライト制御技術が近年開発されている。これはパネル内に光センサを作り込むため部品点数を減らせ、携帯電話機等のメーカーでの製造時の負荷を軽減しかつデザインの自由度を上げることができる。また、特許文献２のように液晶表示装置に複数の光センサを備え、これらのセンサで検出した外光照度データの平均値を算出し、その結果に応じてバックライトを調光する方法もある。
特開２０００−１２４４８４号公報 特開平９−１４６０７３号公報

しかしながら、上記の特許文献１，２の構成では、表示装置に設けた光センサには常に外光が入射し照射する光により光センサは劣化していくため、所望の感度を長期に亘って維持するのは困難となる。
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、長期間に亘って光センサによる照度検出を所望の感度を保って継続することができる光センサ付きの電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明による電気光学装置は、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して画素電極を有する素子基板と、当該素子基板と対向して配置される対向電極を有する対向基板との間に電気光学物質が挟持されて表示領域が形成される電気光学装置において、前記対向基板上に偏光板が配置され、前記素子基板上に形成され、外光の照度を検出する光センサ部と、該光センサ部の上に形成された偏光部と、該偏光部の上に形成された透明電極と、前記光センサ部における複数の光センサ素子とこれらの光センサ素子の中から少なくとも１つを使用する光センサ素子として選択する選択手段とを具備し、 前記光センサ部の上部の前記透明電極を電気的に制御することによって、該光センサ部を遮光可能としたことを特徴とする。

本発明によるこのような構成によれば、複数の光センサ素子の中から少なくとも１つを使用する光センサ素子として選択可能であると共に、光センサ部の上部の電気光学物質（例えば、液晶）を利用して、未使用時の光センサ素子を遮光できるので、光センサ部の劣化を軽減することができる。

本発明において、前記光センサ素子が劣化したか否かを判断し、劣化したことを判断した場合、前記選択手段を制御して別の光センサ素子に切り替える制御部を具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、光センサ素子が劣化した場合、新たな光センサ素子に切り替えることで、長期間に亘って光センサ素子による照度検出を所望の感度を保って継続することができる。

本発明において、前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子の使用時間又は使用回数が上限に達した場合、前記選択手段にて使用する次の光センサ素子を選択して前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする。

このような構成によれば、複数の光センサ素子を用意して、１つの光センサ素子が使用不能となる前に、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていくので、全ての光センサ素子を順次に使用することになり、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

本発明において、前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子から最後のセンサ素子までを予め決めた一定の使用時間だけ使用して切り替え、前記複数の光センサ素子のそれぞれにつき、予め決めた繰り返し使用回数に達するまで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする。

このような構成によれば、複数の光センサ素子を用意して、その複数の光センサ素子を各々一定使用期間ずつ繰り返し使用し、各々の繰り返し使用回数が一定回数に達したときに劣化したものとする。これによって、複数の光センサ素子がほぼ同時に劣化していくが、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

本発明において、前記複数の光センサ素子は、所定数の外光照度検出用の光センサ素子以外の劣化判断基準となる基準光センサ素子を備え、前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子を一定期間ごとに前記基準光センサ素子と同時に光検出値を行うことで当該光検出の差分値に応じて劣化を判断し、前記選択手段にて、前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする。

このような構成によれば、外光照度検出用の複数の光センサ素子のほかに、使用中の光センサ素子の劣化判断を行うための基準となる基準光センサ素子を設けて、使用中の光センサ素子の光検出値と基準光センサ素子の光検出値との差を得、一定値以上の差が生じた場合、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていき、全ての光センサ素子を劣化するまで使用することになるので、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

本発明において、前記複数の光センサ素子は、所定数の外光照度検出用の光センサ素子のほかに、劣化判断の基準となる基準光センサ素子を備え、該基準光センサ素子は遮光状態で使用するものとし、前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて、使用する光センサ素子として選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、その第1の光センサ素子から最後のセンサ素子までを予め決めた一定の使用時間だけ使用して切り替え、前記第１の光センサ素子の遮光時のリーク電流の検出値と前記基準光センサ素子のリーク電流の検出値との差分に応じて前記第１の光センサ素子が劣化したと判断し、以降劣化した光センサ素子への切り替えを行わず未劣化の光センサ素子に切り替えて同様な劣化検出を行い、前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする。

このような構成によれば、外光照度検出用の複数の光センサ素子のほかに、使用中の光センサ素子の劣化判断を行うための基準となる基準光センサ素子を設けて、複数の光センサ素子を各々一定期間だけ使用する過程で、遮光時の光センサ素子のリーク電流検出値と、遮光状態での基準光センサ素子のリーク電流検出値との差をとることによって、一定値以上の差が生じた場合、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていくので、全ての光センサ素子を劣化するまで使用することになるり、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

本発明による電子機器は、上述の電気光学装置を表示装置として用いたことを特徴とする。
本発明によるこのような構成によれば、光センサ部の上部の電気光学物質（例えば、液晶）を利用して、未使用時には光センサ素子を遮光できるので、光センサ素子の劣化を軽減可能であると共に、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

本発明によれば、光センサ素子の劣化を防ぎ、かつ長期間に亘って光センサによる照度検出を所望の感度を保って継続することができる光センサ付きの電気光学装置及び電子機器を提供することができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の電気光学装置を概略的に示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’線断面を示す構造図である。
図３は図１の電気光学装置を用いて構成される、バックライトの調光制御システムを示す構成図である。
図１及び図２で本発明の電気光学装置の構造を説明する前に、まず、図３を参照して電気光学装置におけるバックライトの調光制御システムを説明する。本実施形態では、電気光学装置として液晶装置を用いた場合について説明する。

電気光学装置としての液晶装置は、パネル内光センサ部１００を備えた透過型の液晶パネル１０と、液晶パネル１０を駆動するＬＣＤドライバ２０と、液晶パネル１０の背面に設けられてバックライト光を照射するバックライト（Ｂ／Ｌと略記）３０と、パネル内光センサ部１００，ＬＣＤドライバ２０及びバックライト３０にそれぞれ制御信号を送って、光センサ部１００の複数の光センサ素子を切り替える制御、未使用の光センサ素子を遮光する制御、及び、バックライト光の輝度を調整する制御を行う制御部２００と、を備えている。

液晶パネル１０は、後述するように（図１及び図２参照）、画素部１２の一部である画素電極を有する素子基板１１とこの素子基板１１と対向して配置される対向電極１５を有する対向基板１４との間に電気光学物質としての液晶１８が挟持され、素子基板１１上には複数のデータ線（図示略）と複数の走査線（図示略）との交差に対応して設けられた複数の画素部１２から成る表示領域としての画素領域を備えている。

液晶パネル１０は、画素領域１０Ａの複数の画素部１２にそれぞれ画素スイッチング素子として図示しない薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶パネルであって、パネル内にはＴＦＴと同様のプロセスで光センサ部１００が形成されている。
光センサ部１００は、素子基板１１上の前記画素領域１０Ａが配置されている領域の端部に形成され（図１参照）、外光を受光してその照度を検出する。

光センサ部１００は、複数の光センサ素子（例えば図４参照）と、これらの光センサ素子の中から少なくとも１つを、使用する光センサ素子として選択する複数のセンサ選択用スイッチＳＷ1〜ＳＷn（例えば図４参照）から成る選択手段とを備え、外光照度検出時には、少なくとも１つの光センサ素子で照度検出を行う。そして、制御部２００は、その使用していた光センサ素子が劣化した場合、その劣化を検出し、前記選択手段を制御して別の光センサ素子に切り替える制御を行うことが可能である。
制御部２００は、図３に示すようにセンサ読取部４１と、比較部４２と、閾値設定部４３と、バックライト制御部（以下、Ｂ／Ｌ制御部）４４と、センサ制御部４５とを備えている。

光センサ部１００を構成する複数の光センサ素子（例えば図４参照）のうちの少なくとも１つの光センサ素子で検出した外光照度情報をセンサ読取部４１にて電流／電圧変換する。その後、比較部４２においてそのアナログ情報（電圧）をＡ／Ｄ変換し、閾値設定部４３からの閾値と比較することによって、その比較結果情報をもとにＢ／Ｌ制御部４４は所望の関数に従ってバックライト３０の発光量を制御し、バックライト輝度を自動的に調整する。これにより、外光の明るさに応じてバックライト３０の輝度を調整して画面を見易くしたり、或いは外光のない暗所においては画面の明るさを低下させる制御を行うことにより、消費電力を抑えたりすることができる。

一方、光センサ部１００の光センサ素子の劣化の判断はセンサ制御部４５が行う。センサ制御部４５は使用している光センサ素子の例えば使用時間あるいは使用回数をカウントおり、センサ制御部４５内に記憶された使用時間或いは使用回数の上限値情報と比較することによって劣化したかどうかを判断する。センサ使用時間或いは使用回数の上限値情報は外部から設定可能であり、書換え可能である。センサ制御部４５は、劣化したことを判断すると、センサ部１００内の前記選択手段を制御して、使用していた光センサ素子を別の光センサ素子に切り替える制御を行う。

図１は本発明の第１の実施形態の電気光学装置における液晶パネル１０及びその背面のバックライト３０の配置と、液晶パネル１０の表示領域（画素領域）１０Ａの周辺部に存在可能な非表示領域１０Ｂにおける５つの光センサ部１００ａ〜１００ｅの配置領域を示している。この５つの配置領域は、例えば携帯電話機等のモバイル機器の表示領域の周辺部において、光センサ部の配設位置として可能と考えられる領域である。

図２は図１における液晶パネルのＡ−Ａ’線断面図を示している。素子基板１１に対向して対向基板１４が配置され、両基板間には液晶１８が挟持されている。素子基板１１の下面には下偏光板１３が配設され、素子基板１１に対向する対向基板１４の下面には対向電極１５が配設され対向基板１４の上面には上偏光板１６が配設されている。

画素電極及び画素スイッチング素子（ＴＦＴ）を含む画素部１２はアクティブマトリクス基板である素子基板１１上に形成されている。また、光センサ部１００ａ，１００ｂもアクティブマトリクス基板である素子基板１１上に形成されている。従って、光センサ部１００ａ，１００ｂは、画素部１２を形成するプロセスにて、同時に作成することができる。
さらに、本実施形態では、光センサ部１００ａ，１００ｂの上部にそれぞれ偏光部１０１ａ，１０１ｂを配置し、さらにその上に透明電極１０２ａ，１０２ｂを配置する。このとき偏光部１０１ａ，１０１ｂは下偏光板として機能する。このように構成することにより、光センサ部の上部に上偏光板１６、液晶層１８、下偏光板１０１ａ，１０１ｂのある構造となる。なお、偏光部１０１ａ，１０１ｂは百数十nm程度のピッチでアルミニウム等をパターニングすることで形成できる。

図２は、外光を液晶パネル１０内の光センサ部１００ａに対して照射させた場合に、液晶１８の配向制御によって、光センサ部１００ａの複数の光センサ素子のうちで使用する光センサ素子へは外光を照射して外光照度の検出ができるようにし、光センサ部１００ｂについては全ての光センサ素子への外光の照射を遮光することが可能であることを示している。すなわち、光センサ部１００ａの使用する光センサ素子の上部の液晶１８の配向状態を制御して、光が偏光部１０１ａを通過できるようにする一方、光センサ部１００ｂの全ての光センサ素子の上部に存在可能な液晶１８の配向状態を制御して、光が偏光部１０１ｂを通過しないように制御している。光センサ部１００ａの光センサ素子の上部の液晶１８を配向制御するには、透明電極１０２ａと対向電極１５間に電圧を印加することによって行う。

本実施形態では、光センサ素子を液晶パネル１０内に複数個形成し、使用光センサ素子と未使用光センサ素子に分ける。使用していた光センサ素子が劣化した場合、外光照度検出を未使用光センサ素子に切り替えることによって、所望のダイナミックレンジで（換言すれば所望の感度で）外光照度検出を長期間にわたって実行できるようにする。使用する光センサ素子のみに光照射させ、未使用光センサ素子は遮光する制御を、光センサ素子の上部の液晶を利用して行うことによって、未使用光センサ素子に外光が照射されて光劣化するのを防止することができる。また、未使用光センサ素子は遮光されるとともに、選択手段によって電気的にもセンサ読取部とは切り離されるため、電流発生に基づく電気的な劣化も防止できる。

図４は第１の実施形態における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図を示している。図５は図４の回路における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。

図４において、光センサ部１００ａは、複数の光センサ素子１〜ｎ（ｎは２以上の整数）と、これらの光センサ素子１〜ｎの中から使用する光センサ素子として少なくとも１つの光センサ素子を選択するセンサ選択用スイッチＳＷ1〜ＳＷnで構成される選択手段とを備え、外光検出時には、選択された少なくとも１つの光センサ素子（例えば光センサ素子１）で照度検出を行う。そして、その使用していた光センサ素子が劣化した場合、前記選択手段を制御して別の光センサ素子（例えば光センサ素子２〜ｎのいずか）に切り替えて使用するようになっている。

次に、外光の検出方法を以下に説明する。
まず、光センサ素子１を劣化するまで使用し続ける。このとき、センサ制御部４５はスイッチSW1のみをオンさせている。同時に光センサ部１００ａにおける光センサ素子１の上部の液晶１８を駆動させるための信号を、ＬＣＤドライバ２０ヘ信号を送る。これによって光センサ素子１に外光が照射されるようになっている。センサ制御部４５は、光センサ素子１が劣化したと判断した場合、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンし、次の光センサ素子２を使用する。このとき、光センサ素子１の上部の液晶１８を遮光状態にする信号をＬＣＤドライバ２０へ送ると同時に、光センサ部１００ａにおける光センサ素子２の上部の液晶１８を駆動させるための信号を、ＬＣＤドライバ２０ヘ信号を送る。これによって光センサ素子２に外光が照射されるようになる。以下同様に劣化するまで光センサ素子２を使用しつづけ、劣化したと判断したら光センサ素子のスイッチを切り替え、次の光センサ素子を使用する。

光センサ素子の劣化の判断はセンサ制御部４５が行う。センサ制御部４５は、使用しているセンサの使用時間あるいは使用回数をカウントおり、センサ制御部４５内に記憶された使用時間あるいは使用回数の上限値情報と比較することで劣化したかどうかを判断する。

センサ制御部４５は、一度使用した光センサ素子は劣化しているため、再使用はしない制御を行う。また、センサ制御部４５に設定されるセンサ使用時間あるいは使用回数の上限値情報は外部から設定可能であり、書換え可能である。

第１の実施形態によれば、複数の光センサ素子を用意して、１つの光センサ素子が使用不能となる前に、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていき、全ての光センサ素子を使用することになるので、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態の電気光学装置における液晶パネル１０及びその背面のバックライト３０の配置と、液晶パネル１０の表示領域（画素領域）１０Ａの周辺部に存在可能な非表示領域１０Ｂにおける５つの光センサ部１００ａ〜１００ｅの配置領域、及び、液晶パネル１０の断面構造は、第１の実施形態の図１及び図２と同様であるので、説明を省略する。

また、第２の実施形態における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図については、図４と同様であり、図示を省略してある。

図６は本発明の第２実施形態の電気光学装置における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。図４のブロック図を参照しながら説明する。

まず、光センサ素子が劣化する前の一定期間（例えば数時間、図示のONの期間）だけ光センサ素子１を使用する。光センサ素子１の使用回数がある回数に達したら、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンし光センサ素子２を使用する。以下同様に、光センサ素子ｎまで使用していき、再度光センサ素子１から使用するというように光センサ素子を切り換えていく。

センサ制御部４５には、光センサ素子の１回当たりの一定の使用期間と、繰り返しの一定の使用回数とが予め記憶されており、光センサ素子の一定の使用期間の情報に従って光センサ素子を順次切り替えていき、各々の光センサ素子を規定の繰り返し使用回数だけ使用する。

第２の実施形態によれば、複数の光センサ素子を用意して、その複数の光センサ素子を各々一定期間ずつサイクリックに繰り返し使用し、各々の繰り返し使用回数が一定回数に達したときに劣化したものとする。複数の光センサ素子がほぼ同時に劣化していくことになる。これによって、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態の電気光学装置における液晶パネル１０及びその背面のバックライト３０の配置と、液晶パネル１０の表示領域（画素領域）１０Ａの周辺部に存在可能な非表示領域１０Ｂにおける５つの光センサ部１００ａ〜１００ｅの配置領域、及び、液晶パネル１０の断面構造は、第１の実施形態の図１及び図２と同様であり、説明を省略する。

図７は、第３の実施形態における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図を示している。
図８は図７における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは図５と類似したタイミングチャートとなっている。図７のブロック図を参照しながら説明する。

図７において、図４の構成と異なる点は、光センサ部１００ａ-1は外光照度検出用の複数の光センサ素子１〜ｎ（ｎは２以上の整数）の他に、基準となる基準光センサ素子２１を備えていることである。基準光センサ素子２１は、基準センサ選択用スイッチＳＷrefを介して基準センサ読み取り部２２に接続している。

一定期間光センサ素子１を使用した後、所定のタイミングにおいて基準光センサ素子２１と光センサ素子１を同時にオンする。或いは、光センサ素子１を一定期間使用し、その使用を継続しているときに基準光センサ素子２１を所定の期間ごとにオンすることによって、基準光センサ素子２１と光センサ素子１を同時にオンしてもよい。

光センサ素子１と基準光センサ素子２１それぞれのセンサ読取部４１，２１において、光センサ素子１と基準光センサ素子２１の各々の光検出値を読み取り、センサ制御部４５において検出値の比較（差分値検出）を行う。比較の結果、一定値以上の差が生じた場合、光センサ素子１は劣化したと判断し、光センサ素子２を使用する。以下同様に光センサ素子ｎまで繰り返す。センサ制御部４５には、基準光センサ素子２１をオンするタイミングの情報が記憶され、かつ光センサ素子の劣化を判断するため光センサ素子と基準光センサ素子との光検出値の差の上限値も記憶されている。

ここで、基準光センサ素子２１のオン期間は短期間（例えば０．５〜１秒程度）であり、光センサ素子１〜ｎそれぞれのオン期間は長い期間（例えば数百時間）である。従って、例えば光センサ素子１〜ｎの各光センサ素子について少なくとも数十時間オンした後の期間に、基準光センサ素子２１の最初のオンがされて、光検出値同士の比較を行うように制御してもよい。なお、基準光センサ素子２１のオン期間は上記のように非常の短いので、そのオン時の受光動作によって基準光センサ素子２１が劣化することは殆どなく、従って１つ基準光センサ素子を用いてｎ個の光センサ素子を長期間に亘って劣化判定の基準として使用することができる。

第３の実施形態によれば、外光照度検出用の複数の光センサ素子のほかに、使用中の光センサ素子の劣化判断を行うための基準となる基準光センサ素子を設けて、使用中の光センサ素子の光検出値と基準光センサ素子の光検出値との差を得、一定値以上の差が生じた場合、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていき、全ての光センサ素子を使用することになるので、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態の電気光学装置における液晶パネル１０及びその背面のバックライト３０の配置と、液晶パネル１０の表示領域（画素領域）１０Ａの周辺部に存在可能な非表示領域１０Ｂにおける５つの光センサ部１００ａ〜１００ｅの配置領域、及び、液晶パネル１０の断面構造は、第１の実施形態の図１及び図２と同様であるので、説明を省略する。

図９は、第４の実施形態における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図を示している。
図１０は図９における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、複数の光センサ素子がほぼ同時に劣化していき、その点で図６と類似したタイミングチャートとなっている。図９のブロック図を参照しながら説明する。

図９において、図４の構成と異なる点は、光センサ部１００ａ-2は外光照度検出用の複数の光センサ素子１〜ｎ（ｎは２以上の整数）の他に、基準となる基準光センサ素子２１を備えていることである。従って基準光センサ素子２１を有する点では、図７の構成と類似した構成となっている。スイッチＳＷ1’〜ＳＷn’はいずれも、光センサ素子からの外光照度検出出力を入力する入力端ｅと、光センサ素子からの外光照度検出出力をセンサ読み取り部４１に導く出力端ｆと、光センサ素子からの遮光時のリーク検出出力を基準センサ読み取り部２２に導く出力端ｇと、を有している。基準光センサ素子２１は、スイッチＳＷrefを介して基準センサ読み取り部２２に接続している。基準光センサ素子２１は遮光状態でのリーク電流を検出し、基準センサ読み取り部２１はこのリーク電流の検出に続いて（又は同時に）、センサ切替用スイッチ（例えばＳＷ1’）を用いて、使用した光センサ素子（例えば光センサ素子１）の遮光時のリーク電流を検出し、リーク電流同士を比較し、両者の差分値が一定以上の大きさであれば、劣化したと判断する構成となっている。

基準光センサ素子２１は常時遮光状態で使用する。従って、本実施形態での基準光センサ素子は光照射によって劣化することがない。光センサ素子１を一定期間（例えば、数時間）外光照度検出に使用した後、光センサ素子２に切り換えるといった順で光センサ素子を切り替えて使用する。光センサ素子ｎを使用した後は、再度光センサ素子１に切り替えて使用する。光センサ素子１は一定期間外光照度検出に使用した後、センサ切替用スイッチＳＷ1’を切り替えて基準センサ読み取り部２２と接続する。基準センサ読み取り部２２では使用した光センサ素子１の遮光時のリーク電流を検出する。センサ制御部４５で光センサ素子１の遮光時の検出値と基準光センサ素子２１の検出値の比較を行う。センサ制御部４５は、光センサ素子１の検出値が基準光センサ素子２１の検出値と一定以上の差が生じた場合、光センサ素子は劣化したと判断し、以降劣化した光センサ素子ヘの切り替えは行わず（即ち、その劣化した光センサ素子を飛ばして）別の光センサ素子へ切り替える制御を行う。

また、本実施形態では、複数の光センサ素子を各々一定期間ずつサイクリックに繰り返し使用する。光センサ素子の劣化を検出するのは、光センサ素子を一定期間使用した後の未使用期間（休止期間）に遮光した状態で行う必要があるため、光センサ素子の劣化判断時には、光センサ素子１〜ｎのいずれか及び基準光センサ素子２１のそれぞれの上部の液晶の駆動を停止させて遮光状態とするように液晶制御を行っておくことが必要である。

第４の実施形態によれば、外光照度検出用の複数の光センサ素子のほかに、使用中の光センサ素子の劣化判断を行うための基準となる基準光センサ素子を設けて、複数の光センサ素子を各々一定期間ずつサイクリックに使用する過程で、遮光時の光センサ素子のリーク電流検出値と、遮光状態での基準光センサ素子のリーク電流検出値との差をとることによって、一定値以上の差が生じた場合、１つの光センサ素子が劣化したことを判断して、次の光センサ素子に切り替えていくので、長期間に亘って外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に用いることが可能となる。

上述した実施形態に係る電気光学装置は、携帯電話機等の電子機器に適用される。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を表示装置として有する電子機器について説明する。

図１１は電子機器として携帯電話の外観を示す斜視図である。
図１１に示すように、携帯電話機２００は、複数の操作ボタン２０１の他に、受話口２０２、送話口２０３と共に、上述した電気光学装置としての表示装置を構成する表示部２０５を有する。表示部２０５の画素領域が配置されている領域の端部には、複数の光センサ素子を有する光センサ部（図示せず）が形成されている。これにより、外光をセンシングして電気光学装置のバックライト調光制御等に長期間に亘って用いることが可能となる。

本発明の電気光学装置は、液晶装置だけではなく、電気光学物質にＲ，Ｇ，Ｂ等の映像信号を供給して表示を行うエレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスブレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display等）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

なお、本発明は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crysta1 On Silicon）などにも適用可能である。
ＬＣＯＳでは素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。

なお、本発明の電気光学装置が適用される電子機器としては、携帯電話機の他にも、テレビジョンや、ビューファインダ型・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、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。

本発明の第１の実施形態の電気光学装置を概略的に示す平面図。 図１におけるＡ−Ａ’線断面を示す断面構造図。 図１の電気光学装置を用いて構成される、バックライトの調光制御システムを示す構成図。 本発明の第１の実施形態の電気光学装置における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図。 図４における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態の電気光学装置における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャート。 本発明の第３の実施形態の電気光学装置における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図。 図７における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャート。 本発明の第４の実施形態の電気光学装置における、光センサ素子の劣化を判定して、自動的に複数の光センサ素子を切り替えて、外光照度検出を長期間に亘って維持させる電気回路の構成例のブロック図。 図９における光センサ素子の切り替えタイミングを示すタイミングチャート。 電子機器として携帯電話の外観を示す斜視図。

符号の説明

１〜ｎ…光センサ素子、１０…液晶パネル、１０Ａ…画素領域（表示領域）、１１…素子基板、１２…画素部、１４…対向基板、１５…対向電極、１８…液晶（電気光学物質）、２１…基準光センサ素子、２２…基準センサ読み取り部、４１…基準センサ読み取り部、４５…センサ制御部、１００，１００ａ，１００ｂ…光センサ部、１０１ａ，１０１ｂ…偏光部、１０２ａ，１０２ｂ…透明電極、２００…制御部、ＳＷ1〜ＳＷn…センサ選択用スイッチ、ＳＷref…基準センサ選択用スイッチ。

Claims (7)

1. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して画素電極を有する素子基板と、当該素子基板と対向して配置される対向電極を有する対向基板との間に電気光学物質が挟持されて表示領域が形成される電気光学装置において、
   前記対向基板上に偏光板が配置され、
   前記素子基板上に形成され、外光の照度を検出する光センサ部と、
   該光センサ部の上に形成された偏光部と、
   該偏光部の上に形成された透明電極と、
   前記光センサ部における複数の光センサ素子とこれらの光センサ素子の中から少なくとも１つを使用する光センサ素子として選択する選択手段と、
   を具備し、
   前記光センサ部の上部の前記透明電極を電気的に制御することによって、該光センサ部を遮光可能としたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記光センサ素子が劣化したか否かを判断し、劣化したことを判断した場合、前記選択手段を制御して別の光センサ素子に切り替える制御部を具備したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子の使用時間又は使用回数が上限に達した場合、前記選択手段にて使用する次の光センサ素子を選択して前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子から最後のセンサ素子までを予め決めた一定の使用時間だけ使用して切り替え、前記複数の光センサ素子のそれぞれにつき、予め決めた繰り返し使用回数に達するまで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
5. 前記複数の光センサ素子は、所定数の外光照度検出用の光センサ素子以外の劣化判断基準となる基準光センサ素子を備え、
   前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、前記第1の光センサ素子を一定期間ごとに前記基準光センサ素子と同時に光検出値を行うことで当該光検出の差分値に応じて劣化を判断し、前記選択手段にて、前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
6. 前記複数の光センサ素子は、所定数の外光照度検出用の光センサ素子のほかに、劣化判断の基準となる基準光センサ素子を備え、該基準光センサ素子は遮光状態で使用するものとし、
   前記制御部は、前記複数の光センサ素子のうちの第1の光センサ素子を前記選択手段にて、使用する光センサ素子として選択するとともに、該第1の光センサ素子における上部の透明電極を電気的に制御して、第1の光センサ素子への外光照射を可能とし、その第1の光センサ素子から最後のセンサ素子までを予め決めた一定の使用時間だけ使用して切り替え、前記第１の光センサ素子の遮光時のリーク電流の検出値と前記基準光センサ素子のリーク電流の検出値との差分に応じて前記第１の光センサ素子が劣化したと判断し、以降劣化した光センサ素子への切り替えを行わず未劣化の光センサ素子に切り替えて同様な劣化検出を行い、前記複数の光センサ素子の最後の光センサ素子まで外光照度検出を継続して実行させることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
7. 請求項1乃至６のいずれか１項に記載の電気光学装置を表示装置として用いたことを特徴とする電子機器。

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