WO2006117956A1

WO2006117956A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2006117956A1
Application number: PCT/JP2006/306827
Authority: WO
Inventors: Hiromi Katoh; Yoshihiro Izumi; Kazuhiro Maeda
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2006-11-09
Also published as: US7898619B2; CN101180565A; US20090066897A1; CN100573245C; JPWO2006117956A1

Abstract

　アクティブマトリクス基板と対向基板とで液晶層を挟み込んで形成した液晶表示パネルと、液晶表示パネルをアクティブマトリクス基板側から照明するバックライトとを備える液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板のガラス基板１８上の周辺領域に、第１の光センサ１０及び第２の光センサ２０を配置する。第１の光センサ１０は、液晶表示装置の外部の光と、アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光とが入射するように形成する。第２の光センサ２０は、アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光のみが入射するように形成する。また、第２の光センサ２０は、外部の光から遮光する。例えば、第２の光センサ２０の上面に遮光膜２８を形成する。

Description

明細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、光センサを備えた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、液晶表示装置として、周囲の光 (以下、「外光」と称す。）の強度を検出するため、いわゆる環境センサ（以下「アンビエントセンサ」という。）を備えたものが知られている（例えば、特許文献 1及び特許文献 2参照。 ) ₀このような液晶表示装置では、検出された外光の強度に応じて、バックライトからの光の強度が調整される。

[0003] 具体的には、透過型液晶表示装置の場合、屋外など明るい環境下ではバックライトの光強度を高くし、夜間や室内など比較的暗い環境下ではバックライトの光強度を低くしている。このため、アンビエントセンサを備えた液晶表示装置によれば、画面の視認性の向上や、低消費電力化及び長寿命化が実現される。アンビエントセンサを備えた液晶表示装置は、特に、屋外に持ち出して使用する機会が多い携帯端末装置（例えば、携帯電話、 PDA,携帯ゲーム機器等)の表示装置として有用である。

[0004] アンビエントセンサの例としては、フォトダイオードやフォトトランジスタといった光センサが挙げられる。液晶表示装置への光センサの搭載は、表示パネル上に、ディスクリート部品によって提供された光センサを実装することによって行うことができる（例えば、特許文献 3参照。 )₀また、近年においては、部品点数の削減による製造コストの低下や、表示装置の小型化を図るため、表示パネルを構成しているアクティブマトリタス基板にモノリシックに光センサを形成する試みもなされている（例えば、特許文献 4参照。；)。この場合、光センサは、アクティブ素子 (TFT)の形成プロセスを利用して形成される。

[0005] ここで、図 5を用いて、光センサを搭載した液晶表示装置の構成について説明する。図 5は、従来の光センサを搭載した液晶表示装置の概略構成を示す図である。図 5 におヽては、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの概略構成が示されて！/ヽる。

[0006] 図 5に示すように、液晶表示パネルは、アクティブマトリクス基板 101と対向基板 10 3とで液晶層 102を挟み込んで構成されて、る。アクティブマトリクス基板 101におヽて液晶層 102と接する領域は表示領域である。表示領域には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。画素は、アクティブ素子と画素電極とを備えている。また、光センサ 104は、表示領域の周辺の領域 (以下「周辺領域」という。 )に、アクティブ素子の形成プロセスを利用して、モノリシックに形成されて、る。

[0007] アクティブマトリクス基板 101の裏面側（アクティブ素子が形成されて!、な、側）には、ノックライトが配置されている。図 5の例では、ノックライトは、サイドライト方式のバックライトであり、主に、導光板 108と、光源 105とを備えている。光源 105は、蛍光ランプ 106とランプリフレクタ 107とで構成されている。また、導光板 108の下面及び側面 (図示せず）には、反射シート 109が貼付されている。更に、導光板 108の上面（出射面）には、拡散シート 110とプリズムシート 111とが順に貼付されている。

[0008] 光源 105から出射された光は、導光板 108の内部で反射され、導光板 108の上面

(出射面)から出射される。導光板 108の出射面から出射された光は、先ず、拡散シート 110に入射し、拡散する。これにより、輝度ムラの低減が図られる。更に、拡散シート 110を通過した光は、プリズムシート 111によって屈折し、出射面の法線に略平行な平行光となって、アクティブマトリクス基板 101、液晶層 102、及び対向基板 103 を順に通過する。

[0009] また、このとき、ノックライトの制御装置（図 5において図示せず）は、光センサ 104 によって検出された外光の強度に応じて、バックライトの光源 105が出射する光の強度を調整する。このため、図 5に示す液晶表示装置を用いれば、画面の視認性の向上を図ることができ、また低消費電力化や長寿命化を実現できる。

特許文献 1：特開平 4— 174819号公報

特許文献 2：特開平 5— 241512号公報

特許文献 3 :特開 2002— 62856号公報 (第 12図-第 14図）

特許文献 4:特開 2002— 175026号公報 (第 12図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、従来の液晶表示装置において、導光板 108の出射面から出射され、プリズムシート 111を通過した光は完全な平行光ではない。このため、図 5に示すように、導光板 108から出射した光の一部は、液晶層 102に入射せずに、アクティブマトリクス基板 101の両主面において界面反射を繰り返し、迷光 112となる。

[0011] 更に、迷光 112は、上記図 5の例のように、光センサ 104がアクティブマトリクス基板にモノリシックに形成されている場合、光センサ 104に入射することがある。このような場合、迷光 112は、光センサ 104にとつてノイズとなり、光センサ 104における外光の検出精度を低下させてしまう。また、この結果、液晶表示装置においては、画面の輝度調整を適切に行うのが困難になる。

[0012] 本発明の目的は、上記問題を解消し、外光を検出する際の検出精度の低下を抑制し得る液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0013] 上記目的を達成するために本発明における液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と対向基板とで液晶層を挟み込んで形成した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを前記アクティブマトリクス基板側力も照明するノックライトとを備える液晶表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板は、液晶層側の基板面における表示領域の周辺の領域に、第 1の光センサ及び第 2の光センサを備え、前記第 1の光センサは、当該液晶表示装置の外部の光と、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光とが入射するように形成され、前記第 2の光センサは、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光が入射するように形成され、且つ、前記外部の光から遮光されていることを特徴とする。

発明の効果

[0014] 以上の構成により、本発明における液晶表示装置においては、第 1の光センサには外光と迷光との両方の光が入射する力第 2の光センサには迷光のみが入射するため、第 2の光センサからは迷光に基づく信号のみが出力される。このため、本発明における液晶表示装置によれば、ノイズ成分を除、た外光の強度のみを特定する信号を簡単に取り出すことができ、外光を検出する際の検出精度の低下を抑制できる。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態における液晶表示装置の全体構成を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示したアクティブマトリクス基板に形成されているアクティブ素子の構成を示す断面図である。

[図 3]図 3は、図 1に示した第 1の光センサ及び第 2の光センサの具体的構成を示す断面図である。

[図 4]図 4は、図 1に示した検出装置の回路構成を示す回路図である。

[図 5]図 5は、従来の光センサを搭載した液晶表示装置の概略構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明における液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と対向基板とで液晶層を挟み込んで形成した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを前記アクティブマトリタス基板側力も照明するバックライトとを備える液晶表示装置であって、前記ァクティブマトリクス基板は、液晶層側の基板面における表示領域の周辺の領域に、第 1の光センサ及び第 2の光センサを備え、前記第 1の光センサは、当該液晶表示装置の外部の光と、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光とが入射するように形成され、前記第 2の光センサは、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光が入射するように形成され、且つ、前記外部の光力も遮光されていることを特徴とする。

[0017] 上記本発明における液晶表示装置においては、前記第 1の光センサと前記第 2の光センサとが、前記アクティブマトリクス基板の表示領域の外縁からの距離が互いに同一となるように、前記表示領域の周辺の領域に配置されているのが好ましい。この場合、第 1の光センサによる外光の検出精度の向上を図ることができる。また、この場合において、前記表示領域が矩形状を呈しているのであれば、更なる検出精度の向上の点から、前記第 1の光センサと前記第 2の光センサとが、前記表示領域の外縁を形成する四辺の一つに沿って配列されて、るのが好まし、。

[0018] また、上記本発明における液晶表示装置においては、前記アクティブマトリクス基板に複数のアクティブ素子が形成され、前記第 1の光センサ及び前記第 2の光センサの少なくとも一部の構成部材力前記アクティブ素子の構成部材と同一のプロセスによって、前記アクティブマトリクス基板に形成されて、ても良、。

[0019] 上記本発明における液晶表示装置は、第 1の検出回路と、第 2の検出回路と、比較回路とを更に備え、前記第 1の検出回路は、前記第 1の光センサが出力した信号を検出し、前記第 1の光センサに入射した光の強度に応じた第 1の電圧信号を出力し、前記第 2の検出回路は、前記第 2の光センサが出力した信号を検出し、前記第 2の光センサに入射した光の強度に応じた第 2の電圧信号を出力し、前記比較回路は、前記第 1の電圧信号と前記第 2の電圧信号との差分値に基づいて、当該表示装置が前記外部の光の強度を特定するための信号を出力する態様とすることができる。この態様によれば、精度の高、輝度調整を行うことができる。

[0020] (実施の形態）

以下、本発明の実施の形態における液晶表示装置について、図 1〜図 4を参照しながら説明する。先ず、本実施の形態における液晶表示装置の構成について図 1及び図 2を用いて説明する。図 1は、本発明の実施の形態における液晶表示装置の全体構成を示す斜視図である。

[0021] 図 1に示すように、本実施の形態における液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板 1と対向基板 3との間に液晶層 2を挟みこんで形成した液晶表示パネルと、ノックライト 40とを備えて、る。アクティブマトリクス基板 1にお、て液晶層 2と接触する領域は表示領域である。表示領域には、図示していないが、アクティブ素子と画素電極とを備えた複数の画素がマトリクス状に形成されている。また、表示領域は矩形状を呈している。

[0022] アクティブマトリクス基板 1の液晶層 2側の基板面において、表示領域の周辺の領域 (以下「周辺領域」という。）には、水平駆動回路 (ソースドライバ) 4と垂直駆動回路 (ゲートドライバ） 5とが搭載されている。水平駆動回路 4又は垂直駆動回路 5を構成する TFTは、アクティブ素子（図 2参照）の形成工程を用いて、アクティブマトリクス基板 1のベース基板 (ガラス基板)上にモノリシックに形成されている。なお、「ガラス基板上にモノリシックに形成される」とは、物理的プロセスおよび Zまたは化学的プロセスにより、ガラス基板上に直接に素子が形成されることを意味し、半導体回路がガラス基板に実装されることを含まな、意である。

[0023] 更に、アクティブマトリクス基板 1には、 FPC6を介して外部基板 7が接続されて、る。外部基板 7には、 ICチップ 8及び ICチップ 9が実装されている。 ICチップ 9は、表示装置内部で使用される電源電圧を発生させる基準電源回路を備えている。 ICチップ 8は、水平駆動回路 4及び垂直駆動回路 5の制御を行うための制御回路を備えている。本実施の形態 1において、外部基板 7には、 ICチップ 8及び ICチップ 9以外の IC チップを実装することもできる。

[0024] ノックライト 40は、背景技術において図 5に示したバックライトと同様に、導光板と光源とを備えている。ノックライト 40は、液晶表示パネルをアクティブマトリクス基板 1側力も照明している。本実施の形態において、ノックライト 40は、直下方式及びサイドライト方式のいずれの方式を採用するバックライトであっても良い。また、ノックライト 40 の光源は特に限定されず、光源としては、例えば、蛍光ランプ、発光ダイオードが挙げられる。

[0025] また、外光の強度を検出するため、アクティブマトリクス基板 1は、液晶層 2側の基板面における周辺領域に、第 1の光センサ 10、第 2の光センサ 20及び検出装置 30を備えている。本実施の形態において、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20は、後述の図 3に示すように、アクティブ素子の形成工程を用いて、アクティブマトリクス基板 1のベース基板 (ガラス基板)上にモノリシックに形成されて！、る。

[0026] 図 2は、図 1に示したアクティブマトリクス基板に形成されているアクティブ素子の構成を示す断面図である。図 2に示すように、本実施の形態において、アクティブ素子 5 0は、ガラス基板 18上に形成されたシリコン膜 51と、その上層に配置されたゲート電極 58とを備えている。ガラス基板 18は、アクティブマトリクス基板 1のベース基板である。図 2において、ガラス基板 18についてはハッチングを省略している。

[0027] 図 2の例では、シリコン膜 51の形成は、ガラス基板 18上にシリコン膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法によるレジストパターンの形成、レジストパターンをマスクとしたエツチングを実施することによって行われている。このとき成膜するシリコン膜は、ァモルファスシリコン膜よりも電荷移動度が速いシリコン膜、例えばポリシリコン膜、低温ポリシリコン膜、又は CG (連続粒界結晶）シリコン膜等であるのが好ましい。これは、本実施の形態においては、水平駆動回路 4及び垂直駆動回路 5をガラス基板 18上にモノリシックに形成するためである。

[0028] また、図 2の例では、アクティブ素子 50は n型の TFTである。シリコン膜 51には、 TF Tのソース又はドレインとなる n型の半導体領域 5 la及び 51cが形成されている。 n型の半導体領域 51a及び 51cの形成は、ヒ素等の n型の不純物のイオン注入によって行われている。 51bは、 TFTのチャネルとなるチャネル領域を示している。

[0029] ゲート電極 58とシリコン膜 51との間には、第 1の層間絶縁膜 56が介在している。第 1の層間絶縁膜 56のゲート電極 58の直下にある部分は、ゲート絶縁膜として機能している。図 2の例では、第 1の層間絶縁膜 56の形成は、シリコン膜 51の形成後に、 C VD法によってシリコン窒化膜やシリコン酸ィ匕膜を成膜することによって行われている。また、ゲート電極 58の形成は、第 1の層間絶縁膜 56の上に CVD法等によってシリコン膜等の導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法によるレジストパターンの形成、レジストパターンをマスクとしたエッチングを実施することによって行われている。

[0030] 第 1の層間絶縁膜 56の上には、ゲート電極 58を被覆するように第 2の層間絶縁膜 5 7が形成されている。第 2の層間絶縁膜 57の形成は、ゲート電極 58の形成後に、第 1 の層間絶縁膜 56と同様に、 CVD法によってシリコン窒化膜やシリコン酸ィ匕膜を成膜することによって行われて、る。

[0031] 更に、第 1の層間絶縁膜 56及び第 2の層間絶縁膜 57を貫通するようにコンタクトプラグ 52及び 53が形成されている。コンタクトプラグ 52及び 53の形成は、第 1の層間絶縁膜 56及び第 2の層間絶縁膜 57を貫通するコンタクトホールを形成した後、コンタクトホール内にタングステン等の導電材料を充填することによって行われている。第 2の層間絶縁膜 57の上には、コンタクトプラグ 52又は 53に接続される電極パターン 5 4及び 55も形成されている。電極パターン 54及び 55の形成は、第 2の層間絶縁膜 5 7の上に、導電膜を成膜し、これをフォトリソグラフィとエッチングによってパターユングすることによって行われて、る。

[0032] ところで、上述したように、本実施の形態において、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20は、アクティブマトリクス基板 1にモノリシックに形成される。従って、迷光（図 5参照）が発生した場合、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20に迷光が入射する可能性がある。このため、本実施の形態では、第 2の光センサ 20を外光から遮光することによって、迷光の強度を特定している。また、検出装置 30によって、第 1の光センサ 10の出力信号と、第 2の光センサ 20の出力信号とを比較し、第 1の光センサ 10 の出力信号力迷光によるノイズ成分を除去している。

[0033] ここで、図 3及び図 4を用いて、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20の具体的構成と、検出装置 30の回路構成及び機能とについて説明する。図 3は、図 1に示した第 1の光センサ及び第 2の光センサの具体的構成を示す断面図である。図 3において、左半分は第 1の光センサ 10を示し、右半分は第 2の光センサ 20を示している。

[0034] 図 3に示すように、本実施の形態において、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20は、共に PIN型のフォトダイオードである。第 1の光センサ 10は、ガラス基板 18上に形成されたシリコン膜 11を備えている。シリコン膜 11には、 p型の半導体領域 (P層 ) l la、真性半導体領域 (i層） l lb、及び n型の半導体領域 (n層） 11cが形成されている。同様に、第 2の光センサ 20は、ガラス基板 18上に形成されたシリコン膜 21を備えている。シリコン膜 21にも、 p層 21a、 i層 21b、及び n層 21cが形成されている。

[0035] また、第 1の光センサ 10の上面には、第 1の層間絶縁膜 16と第 2の層間絶縁膜 17 とが順に積層されている。同様に、第 2の光センサの上面にも、第 1の層間絶縁膜 26 と第 2の層間絶縁膜 27とが順に積層されている。更に、光センサ 10の p層 11aは、コンタクトプラグ 12によって電極パターン 14に接続され、光センサ 10の n層 l ibは、コンタクトプラグ 13によって電極パターン 15に接続されている。同様に、光センサ 20の p層 21aは、コンタクトプラグ 22によって電極パターン 24に接続され、光センサ 20の n 層 21bは、コンタクトプラグ 23によって電極パターン 25に接続されている。

[0036] 更に、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20の構成部材は、図 2に示したァクテイブ素子 50の構成部材と同一のプロセスによって形成されている。この点について、具体的に説明する。第 1の光センサ 10のシリコン膜 11と、第 2の光センサ 20のシリコン膜 21とは、図 2に示したアクティブ素子 50のシリコン膜 51と同一のシリコン膜である。第 1の光センサ 10のシリコン膜 11と、第 2の光センサ 20のシリコン膜 21とは、ァクテイブ素子 50のシリコン膜 51の形成工程により、シリコン膜 51と同時に形成される。

[0037] また、シリコン膜 11の n層 11c及び p層 l la、シリコン膜 21の n層 21c及び p層 21aは、アクティブ素子 50 (図 2参照)や、水平駆動回路 4、垂直駆動回路 5 (図 1参照）の p 型又は n型の半導体領域の形成工程 (イオン注入工程）によって形成される。例えば、シリコン膜 11の n層 11c及びシリコン膜 21の n層 21cは、図 2に示したアクティブ素子 50の半導体領域 5 la及び 51cの形成工程 (イオン注入工程）によって形成できる。アクティブ素子 50の半導体領域 51a及び 51cが、注入条件の異なる複数回のイオン注入によって行われる場合は、この中から、 n層 11c及び n層 21cの形成に最適なィオン注入が選択される。

[0038] なお、シリコン膜 11の i層 l ibや、シリコン膜 21の i層 21bは、 n層 11c及び 21c、 p層 11a及び 21aよりも電気的に中性であれば良い。具体的には、 i層 l ib及び i層 21bは、これらの不純物濃度が、 n層 11c及び 21cの不純物濃度及び p層 11a及び 21aの不純物濃度より薄くなるように形成する。例えば、 i層 l ib及び環 21bは、イオン注入時に i層 l ib及び i層 21bの形成領域にマスクを設けることによって、又は成膜されたシリコン膜が電気的に中性でな、場合は、 i層 1 lb及び i層 2 lbの形成領域にイオン注入を行うことによって形成できる。また、イオン注入を行う場合は、アクティブ素子 50や、水平駆動回路 4、垂直駆動回路 5の形成時に行われるイオン注入工程の中から、最適な条件のものを選択し、それを利用できる。

[0039] 更に、第 1の光センサ 10を被覆する第 1の層間絶縁膜 16と、第 2の光センサ 20を被覆する第 1の層間絶縁膜 26とは、共に、図 2に示したアクティブ素子 50の第 1の層間絶縁膜 56と同一の絶縁膜である。これらは、アクティブ素子 50の第 1の層間絶縁膜 56の成膜工程を用いて形成されている。同様に、第 2の層間絶縁膜 17と第 2の層間絶縁膜 27も、図 2に示したアクティブ素子 50の第 2の層間絶縁膜 57と同一の絶縁膜である。これらも、図 2に示したアクティブ素子 50の第 2の層間絶縁膜 57の成膜ェ程を用いて形成されている。

[0040] このように、本実施の形態において、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、同一の形成工程によって形成された共通の構成を有している。但し、第 2の光センサ 2 0においては、第 1の光センサ 10と異なり、第 2の層間絶縁膜 27の上に遮光膜 28が形成されている。このため、第 2の光センサ 20の i層 21bには、外光が入射しないようになっている。よって、第 1の光センサ 10は、外光と迷光との両方に反応して信号 (起電流）を出力するが、第 2の光センサ 20は迷光のみに反応して信号 (起電流）を出力する。第 1の光センサ 10の出力信号と第 2の光センサ 20の出力信号とは、共に、図 4 に示す検出装置 30に入力される。 [0041] 本実施の形態において、遮光膜 28は、 i層 21bへの外光の入射を妨げるものであれば良ぐその形状や形成材料は特に限定されるものではない。遮光膜 28としては、例えば、非透明性のテープや、榭脂、インク等が挙げられる。また、本発明においては、遮光膜 28以外の部材によって、 i層 21bへの外光の入射を妨げる態様とすることもできる。例えば、液晶表示パネルのフレームやカバー等によって、 i層 21bへの外光の入射を妨げる態様としても良い。

[0042] 図 4は、図 1に示した検出装置の回路構成を示す回路図である。図 4に示すように、検出装置 30は、第 1の検出回路 31と、第 2の検出回路 32と、比較回路 33とを備えている。第 1の検出回路 31は第 1の光センサ 10の陰極に接続され、第 2の検出回路 32 は第 2の光センサ 20の陰極に接続されている。比較回路 33は、コンパレータ 70を備えている。また、第 1の検出回路 31及び第 2の検出回路 32それぞれは、コンパレータ 72の入力端子に接続されてヽる。

[0043] 第 1の光センサ 10の陽極、及び第 2の光センサ 20の陽極は、電源電位 V に接続

DD

されており、バイアス電圧が印加されている。よって、第 1の光センサ 10は、外光及び迷光のうち少なくとも一方が入射した場合に、第 1の検出回路 31へと起電流 I

PH1 (出力信号)を出力する。一方、第 2の光センサ 20は、迷光が入射した場合にのみ、第 2 の検出回路 32へと起電流 I (出力信号)を出力する。

PH2

[0044] 第 1の検出回路 31は、容量 61と、センシング用スィッチ 62と、リフレッシュ用スイツチ 63とを備えている。容量 61は、第 1の光センサ 10に直列に接続されており、第 1の光センサが起電流 I を出力すると電荷を蓄積する。これにより、容量 61の両極間に

PH1

は、蓄積された電荷量に応じた電圧が発生する。この結果、第 1の光センサ 10と容量 61とを接続する配線力も分岐した出力配線 64を介して、起電流 I の大きさに応じた

PH1

、即ち、第 1の光センサ 10に入射した光の強度に応じた電圧信号が出力される。電圧信号は、コンパレータ 72に入力される。

[0045] センシング用スィッチ 62は、第 1の光センサ 10と容量 61との間に、これらと直列に接続されている。リフレッシュ用スィッチ 63は、容量 61に並列に接続されている。第 1 の検出回路 31において、リフレッシュ用スィッチ 63をオン、センシング用スィッチ 62 をオフにして（図 1において破線で示した状態）、容量 61のリセットが行われる。また、リフレッシュ用スィッチ 63をオフ、センシング用スィッチ 62をオンにして、検出が行われる。

[0046] 第 2の検出回路 32は、第 1の容量 65と、第 2の容量 69と、センシング用スィッチ 66 と、第 1のリフレッシュ用スィッチ 67と、第 2のリフレッシュ用スィッチ 70とを備えている。このうち、第 1の容量 65、センシング用スィッチ 66、及び第 1のリフレッシュ用スイツチ 67は、第 1の検出回路 31と同様の回路を構成している。よって、第 2の光センサ 2 0が起電流 I を出力すると、第 2の光センサ 20と第 1の容量 66とを接続する配線か

PH2

ら分岐した出力配線 68を介して、第 2の光センサ 20に入力した光の強度に応じた電圧信号が出力される。出力配線 68はコンパレータ 72の入力端子に接続されている。

[0047] また、第 2の検出回路 32において、出力配線 68には、第 2の容量 69が直列に設けられている。更に、第 2の容量 69とコンパレータ 72の入力端子との間で出力配線 68 力も分岐した分岐配線 70は、第 2のリフレッシュ用スィッチ 71を介して、基準電位 V ref に接続されている。第 2のリフレッシュ用スィッチ 71をオンにすると、第 2の容量 69に電荷が蓄積され、容量 69の両極間の電圧は V

refとなる。

[0048] よって、センシング用スィッチ 66をオン、第 1のリフレッシュ用スィッチ 67及び第 2のリフレッシュ用スィッチ 71をオフにして検出を行うと、第 2の検出回路 32からは、電圧レベルが「起電流 I による電圧 +V 」の電圧信号が出力される。つまり、第 2の検出

PH2 ref

回路 32は、基準電圧 V に、第 2の光センサ 20に入射した光の強度に応じた電圧を ref

上乗せした電圧を、コンパレータ 72へと出力している。

[0049] また、コンパレータ 72は、第 1の検出回路 31から入力された電圧信号と、第 2の検出回路 32から入力された電圧信号とを比較し、比較結果に応じて、論理レベルハイ又は論理レベルローの信号を出力する。言い換えると、コンパレータ 72は、第 1の光センサ 10に入射した光の強度に応じた電圧信号と第 2の光センサ 20に入射した光の強度に応じた電圧信号との差分値が、予め設定された基準値 (基準電圧 V )より ref 大きくなつているかどうかを判定している。この差分値は、迷光によるノイズが取り除かれた外光の強度のみに基づく電圧信号に対応する。また、コンパレータ 72は、差分値が基準値より大きくなると、論理信号の論理レベルを切替える。

[0050] 更に、コンパレータ 72が出力した信号は、例えば、デジタル信号生成回路に入力される。デジタル信号生成回路は、第 1の検出回路 31から電圧信号が出力された時から、コンパレータ 72による論理信号の切替えが行われるまでの時間をカウントし、力ゥント値をデジタル信号に変換する。このとき、光センサに入射した光の強度が高い程、カウント値は低くなる。ノックライト 40の制御装置（図示せず）は、このデジタル信号に基づヽてバックライトの輝度調整を行う。

[0051] このように、本実施の形態における液晶表示装置は、第 2の光センサ 20を用いることで、外光検出用の第 1の光センサ 10が出力した信号から、迷光によるノイズ成分を除去している。このため、本実施の形態における液晶表示装置によれば、迷光による外光の検出精度の低下を抑制することができる。

[0052] また、一般に、光センサは、起電流として、光励起によって発生する光電流と、光入射量に依存しない暗電流とを出力している。更に、光センサは、光電流と暗電流の電流値が、共に、周囲の温度に応じて変動するという温度依存性を持っている。また、光センサにおける検出精度の点においては、光電流の温度依存性よりも、暗電流の温度依存性の方が支配的であり、暗電流の温度補償を行うことが重要である。

[0053] ところで、本実施の形態にお!、て、迷光によって生じた起電流 (光電流）の温度変動は、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とにおいて略同一となる。また、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、図 3に示したように同一の構成を備えているため、両者が出力する暗電流の電流値は略同一となる。更に、このとき両者から出力される喑電流の温度変動も両者において略同一となる。このため、本実施の形態における液晶表示装置によれば、迷光による誤差の補償に加え、暗電流による誤差の補償や温度依存性の補償も行うことができる。

[0054] 更に、本実施の形態において、外光の検出精度の向上の点からは、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20に入射する迷光の強度は、同一となるのが好ましい。具体的には、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、アクティブマトリクス基板 1の表示領域の外縁からの距離が互いに同一となるように、周辺領域に配置されて、るのが好ましい。また、ノックライト 40の出射光の指向性は、画面の垂直方向と水平方向とで異なる場合がある。よって、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、表示領域の外縁を形成する四辺の一つに沿って配列されているのが好ましい。 [0055] このことから、本実施の形態においては、図 1に示すように、第 1の光センサ 10と表示領域の外縁との距離 Lと、第 2の光センサ 20と表示領域の外縁との距離 Lとは、

1 2 同一に設定されている。また、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、同じ辺の側に配置されている。

[0056] また、図 1の例では、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とは、表示領域の一の辺の両端に配置され、両者の間にゲートドライバ 5が配置されているが、本発明はこの例に限定されるものではない。本発明においては、第 1の光センサ 10と第 2の光センサ 20とが隣接し、両者の間に他の回路やチップが配置されていない態様であっても良い。

[0057] なお、本実施の形態においては、第 1の光センサ 10及び第 2の光センサ 20として、フォトダイオードを例示している力本発明において、第 1の光センサ及び第 2の光センサは、フォトダイオードに限定されるものではない。本発明においては、フォトダイォード以外の光センサ、例えば、フォトトランジスタ等を用いることもできる。また、本発明において、第 1の光センサ及び第 2の光センサは、アクティブマトリクス基板にモノリシックに形成されていなくても良い。本発明は、アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光が入射する光センサを備えた液晶表示装置であれば、問題なく適用できる産業上の利用可能性

[0058] 本発明の液晶表示装置は、光センサを搭載して、外光の強度に応じて画面の輝度を調節する液晶表示装置に有用であり、産業上の利用可能性を有するものである。

Claims

請求の範囲

[1] アクティブマトリクス基板と対向基板とで液晶層を挟み込んで形成した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを前記アクティブマトリクス基板側から照明するバックライトとを備える液晶表示装置であって、

前記アクティブマトリクス基板は、液晶層側の基板面における表示領域の周辺の領域に、第 1の光センサ及び第 2の光センサを備え、

前記第 1の光センサは、当該液晶表示装置の外部の光と、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光とが入射するように形成され、

前記第 2の光センサは、前記アクティブマトリクス基板の内部を伝搬する光が入射するように形成され、且つ、前記外部の光力遮光されていることを特徴とする液晶表示装置。

[2] 前記第 1の光センサと前記第 2の光センサとが、前記アクティブマトリクス基板の表示領域の外縁からの距離が互いに同一となるように、前記表示領域の周辺の領域に配置されて!、る請求項 1に記載の液晶表示装置。

[3] 前記表示領域が矩形状を呈し、

前記第 1の光センサと前記第 2の光センサとが、前記表示領域の外縁を形成する四辺の一つに沿って配列されている請求項 2に記載の液晶表示装置。

[4] 前記アクティブマトリクス基板に複数のアクティブ素子が形成され、

前記第 1の光センサ及び前記第 2の光センサの少なくとも一部の構成部材が、前記アクティブ素子の構成部材と同一のプロセスによって、前記アクティブマトリクス基板に形成されてヽる請求項 1に記載の液晶表示装置。

[5] 前記第 2の光センサにおける前記アクティブマトリクス基板側の反対側に、遮光膜が形成されてヽる請求項 1に記載の液晶表示装置。

[6] 第 1の検出回路と、第 2の検出回路と、比較回路とを更に備え、

前記第 1の検出回路は、前記第 1の光センサが出力した信号を検出し、前記第 1の光センサに入射した光の強度に応じた第 1の電圧信号を出力し、

前記第 2の検出回路は、前記第 2の光センサが出力した信号を検出し、前記第 2の光センサに入射した光の強度に応じた第 2の電圧信号を出力し、前記比較回路は、前記第 1の電圧信号と前記第 2の電圧信号との差分値に基づいて、当該液晶表示装置が前記外部の光の強度を特定するための信号を出力する請求項 1に記載の液晶表示装置。