(57)【要約】【課題】外光の照度を正確に検出できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、表示パネルと、電源部と、第１センサＳ１と、第２センサＳ２と、制御機構と、を備えている。制御機構は、第１センサＳ１の第１保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第１基準電圧に達した時点との間の第１時間の情報を取出し、第２センサＳ２の第２保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第２基準電圧に達した時点との間の第２時間の情報を取出し、第１時間及び第２時間の差の合成情報に基づいて外光の照度の情報を導出する。【選択図】図６
2010276695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
電源部と、
前記表示パネルに設けられ、前記電源部に電気的に接続され前記電源部から与えられるプリチャージ電圧を保持する第１保持部と、前記第１保持部に電気的に接続され外光から遮蔽されている第１検知素子と、を有した第１センサと、
前記表示パネルに設けられ、前記電源部に電気的に接続され前記電源部から与えられるプリチャージ電圧を保持する第２保持部と、前記第２保持部に電気的に接続され外光が照射される第２検知素子と、を有した第２センサと、
前記第１保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第１基準電圧に達した時点との間の第１時間の情報を取出し、前記第２保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第２基準電圧に達した時点との間の第２時間の情報を取出し、前記第１時間及び第２時間の差の合成情報に基づいて外光の照度の情報を導出する制御機構と、を備えた表示装置。
【請求項２】
前記制御機構は、前記第１基準電圧及び第２基準電圧を互いに独立して設定可能である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示面側から照射される外光の照度が０の場合の前記第１時間及び第２時間は、同一の長さである請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御機構は、前記表示パネルに実装され、前記第１時間の情報を含んだ前記第１センサによって検出される情報及び前記第２時間の情報を含んだ前記第２センサによって検出される情報を取出す駆動回路を有している請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、複数のスイッチング素子を含んだ複数の表示画素が形成されたアレイ基板を有し、
前記制御機構は、前記第１基準電圧及び第２基準電圧を互いに独立して設定する制御回路を有し、
前記第１センサ、第２センサ及び制御回路は、前記スイッチング素子とともに多結晶シリコンを用いて前記アレイ基板に形成されている請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。
【０００３】
これらの特長のなかでも、特に低消費電力性の観点から、環境照度（外光照度）に応じてバックライトの明るさを調節し、消費電力をできる限り抑えることが検討されている。例えば、夜間のように環境照度が低い場合と、晴天時の日中の屋外のように環境照度が高い場合とでは、十分な視認性を得るのに必要な輝度が異なり、これに応じて必要最小限にバックライトの照度を調節することにより、消費電力を抑えることができるものと考えられる。
【０００４】
これを実現するために、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置において、光センサ（フォトセンサ）を基板の表示領域外に設置し、その出力を利用してバックライトの明るさを調光する提案がなされている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、液晶表示パネルとは別個の調光センサを設置するという構成が採られており、液晶表示装置の小型化や薄型の妨げになっている。このため、小型化や薄型化に対する要求が厳しく、小型化や薄型化の妨げは大きな問題となっている。
【０００６】
そこで、小型化や薄型化への対応を可能とする技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。正確な照度計算が可能であり、輝度レベルを適正に制御することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１７４８１９号公報
【特許文献２】特開平９−１４６０７３号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、液晶表示パネルの一方の基板（例えば、アレイ基板）上に形成された光センサは、熱電流及び低照度での温度特性による特性のばらつきの影響により、正確な照度検出が困難である。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、外光の照度を正確に検出できる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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る表示装置は、
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
電源部と、
前記表示パネルに設けられ、前記電源部に電気的に接続され前記電源部から与えられるプリチャージ電圧を保持する第１保持部と、前記第１保持部に電気的に接続され外光から遮蔽されている第１検知素子と、を有した第１センサと、
前記表示パネルに設けられ、前記電源部に電気的に接続され前記電源部から与えられるプリチャージ電圧を保持する第２保持部と、前記第２保持部に電気的に接続され外光が照射される第２検知素子と、を有した第２センサと、
前記第１保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第１基準電圧に達した時点との間の第１時間の情報を取出し、前記第２保持部に保持されたプリチャージ電圧が降下し始める時点と電圧降下により第２基準電圧に達した時点との間の第２時間の情報を取出し、前記第１時間及び第２時間の差の合成情報に基づいて外光の照度の情報を導出する制御機構と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、外光の照度を正確に検出できる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す概略図である。
【図２】上記液晶表示装置の一部を示す断面図である。
【図３】図１に示した液晶表示パネル、センサユニット、制御回路、Ａ／Ｄ変換器、第１演算回路及び駆動回路を示す平面図である。
【図４】図１乃至図３に示したアレイ基板の一部を示す拡大平面図である。
【図５】図４に示した液晶表示装置の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図６】上記液晶表示装置のセンサユニット、Ａ／Ｄ変換器及び第１演算回路を示す回路構成図である。
【図７】上記液晶表示装置の一部を示す拡大断面図であり、特に、第１ダイオードを示す図である。
【図８】上記液晶表示装置の一部を示す拡大断面図であり、特に、第２ダイオードを示す図である。
【図９】上記液晶表示装置の第１Ａ／Ｄ変換回路、第２Ａ／Ｄ変換回路、第１演算回路及び第２演算回路を示すブロック図である。
【図１０】上記センサユニットの第１センサでの、保持・取出し期間の経過時間に対する出力電圧（第１残留電圧）の変化をグラフで示した図である。
【図１１】上記センサユニットの第２センサでの、保持・取出し期間の経過時間に対する出力電圧（第２残留電圧）の変化をグラフで示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながらこの発明の表示装置を液晶表示装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１乃至図５に示すように、液晶表示装置は、表示パネルとしての液晶表示パネル１、センサユニット２、駆動回路（ＬＳＩ）３、バックライトユニット４、基板５、記憶部６、処理部７、制御回路７０、Ａ／Ｄ変換器８０及び第１演算回路１００を備えている。駆動回路３は、第２演算回路３ａを有している。駆動回路３、記憶部６、処理部７、制御回路７０、Ａ／Ｄ変換器８０及び第１演算回路１００は、制御機構８を形成している。
【００１３】
液晶表示パネル１は、アレイ基板１０と、対向基板４０と、液晶層５０と、カラーフィルタ６０と、光学部としての第１偏光板９ａ及び第２偏光板９ｂとを備えている。第２偏光板９ｂは、表示面Ｓを有している。アレイ基板１０及び対向基板４０は、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板１０は、対向基板４０よりも大きな寸法に形成されている。
【００１４】
アレイ基板１０及び対向基板４０は、各々の３辺がほぼ重なるように配置されている。アレイ基板１０の残る一辺において、アレイ基板１０は、対向基板４０よりも外側へ延出している。より詳しくは、第１方向ｄ１において、アレイ基板１０及び対向基板４０はほぼ重なるように配置されている。第１方向ｄ１と直交した第２方向ｄ２において、アレイ基板１０は、対向基板４０よりも外側へ延出している。液晶表示パネル１は、アレイ基板１０及び対向基板４０に重なった矩形状の表示領域Ｒ１を有している。
【００１５】
アレイ基板１０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板１０ｓを有している。ガラス基板１０ｓは、対向基板４０から外れた延出部１０ｓａを有している。表示領域Ｒ１において、ガラス基板１０ｓ上に、複数の表示画素ＰＸが配置されている。表示画素ＰＸは、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に沿ってマトリクス状に設けられている。
【００１６】
ガラス基板１０ｓ上には、アンダーコート絶縁膜１１が成膜されている。アンダーコート絶縁膜１１は、第１アンダーコート絶縁膜１２及び第２アンダーコート絶縁膜１３が積層して形成されている。第１アンダーコート絶縁膜１２及び第２アンダーコート絶縁膜１３はガラス基板１０ｓ上に順に成膜されている。この実施の形態において、第１アンダーコート絶縁膜１２はＳｉＮＸの材料で成膜され、第２アンダーコート絶縁膜１３はＳｉＯＸの材料で成膜されている。
【００１７】
アンダーコート絶縁膜１１上に、複数のストライプ状の信号線２２及び複数のストライプ状の走査線２３が互いに交差して格子状に形成されている。また、アンダーコート絶縁膜１１上には、複数のストライプ状の補助容量線２４が形成され、走査線２３と平行に延びている。補助容量線２４はそれぞれ補助容量素子３０を形成している。隣合う２本の信号線２２及び隣合う２本の補助容量線２４で囲まれた領域にそれぞれ表示画素ＰＸが形成されている。
【００１８】
信号線２２及び走査線２３の各交差部近傍には、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４が設けられている。ＴＦＴ１４は、半導体層として、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）あるいはポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）からなる半導体層１５、ゲート絶縁膜１７及び走査線２３の一部を延出してなるゲート電極１８を有している。この実施の形態において、ゲート絶縁膜１７はＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケイト  Si(OC2H5)4）の材料で成膜されている。また、ゲート電極１８及び走査線２３は、例えば、ＭｏＷの材料で形成されている。
【００１９】
ここで、半導体層１５はｐ−Ｓｉの材料で形成されている。より詳しくは、半導体層１５のソース領域ＲＳは、ｎ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＮ型領域である。半導体層１５のドレイン領域ＲＤは、ｎ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＮ型領域である。半導体層１５のソース領域ＲＳ及びドレイン領域ＲＤ間の領域は、ｐ−ｐ−Ｓｉに形成され、固有抵抗が非常に高いＰ型領域である。
【００２０】
詳細に述べると、アンダーコート絶縁膜１１上には、半導体層１５及び補助容量電極１６が形成され、これら半導体層及び補助容量電極を含むアンダーコート絶縁膜上にはゲート絶縁膜１７が成膜されている。ゲート絶縁膜１７上に、走査線２３、ゲート電極１８及び補助容量線２４が配設されている。補助容量電極１６及び補助容量線２４は、ゲート絶縁膜１７を介して対向配置されている。走査線２３、ゲート電極１８及び補助容量線２４を含むゲート絶縁膜１７上には層間絶縁膜１９が成膜されている。
【００２１】
層間絶縁膜１９は、パシベーション膜の機能を有する第１層間絶縁膜２０及び第２層間絶縁膜２１が積層して形成されている。第１層間絶縁膜２０及び第２層間絶縁膜２１はゲート絶縁膜１７上に順に成膜されている。この実施の形態において、第１層間絶縁膜２０はＳｉＮＸの材料で成膜され、第２層間絶縁膜２１はＳｉＯＸの材料で成膜されている。
【００２２】
層間絶縁膜１９上には、ＭＡＭ等の導電材料により信号線２２及びコンタクト配線２５が形成されている。ここで、ＭＡＭは、Ｍｏ（モリブデン）／Ａｌ・Ｎｄ（アルミニウム−ネオジウム系合金）／Ｍｏ（モリブデン）の略称で３層構造の金属膜である。信号線２２は、ゲート絶縁膜１７及び層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを通って半導体層１５のソース領域ＲＳに接続されている。コンタクト配線２５は、ゲート絶縁膜１７及び層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを通って半導体層１５のドレイン領域ＲＤに接続されている。また、コンタクト配線２５は、ゲート絶縁膜１７及び層間絶縁膜１９に形成された他のコンタクトホールを通って補助容量電極１６に接続されている。ここで、補助容量線２４は、補助容量電極１６とコンタクト配線２５との接続部を除いて形成されている。
【００２３】
ＴＦＴ１４、信号線２２、コンタクト配線２５及び層間絶縁膜１９上には、絶縁性の平坦化膜２６が成膜されている。平坦化膜２６上には、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により複数の画素電極２７がマトリクス状に形成されている。ここで、表示画素ＰＸは、ＴＦＴ１４、補助容量素子３０、画素電極２７等で形成されている。
【００２４】
画素電極２７は、平坦化膜２６に形成されたコンタクトホールを通ってコンタクト配線２５に接続されている。画素電極２７の周縁部は、信号線２２及び補助容量線２４に重なっている。
【００２５】
画素電極２７上には複数本の柱状スペーサ２８が形成されている。なお、柱状スペーサ２８はアレイ基板１０に限らず、対向基板４０に形成されても良い。平坦化膜２６及び画素電極２７上には、配向膜２９が形成されている。  
上記したように、ガラス基板１０ｓ上にアレイパターン１０ｐが形成され、アレイ基板１０を形成している。
【００２６】
対向基板４０は、透明な絶縁基板としてガラス基板４０ｓを備えている。表示領域Ｒ１において、ガラス基板４０ｓ上には、走査線２３及び信号線２２に重なった遮光層６１が形成されている。遮光層６１はマトリクス状の複数の開口部を形成している。
【００２７】
表示領域Ｒ１の外側において、ガラス基板４０ｓ上には、遮光層として矩形枠状の周辺遮光層６２が形成されている。この周辺遮光層６２は、表示領域Ｒ１の外縁の全周に亘って形成され、表示領域Ｒ１の外側と、図示しないベゼルの内側との間から漏れる光の遮光に寄与している。
【００２８】
ガラス基板４０ｓ、遮光層６１及び周辺遮光層６２上には、複数の赤色の着色層６０Ｒ、複数の緑色の着色層６０Ｇ及び複数の青色の着色層６０Ｂが配設されている。これらの着色層６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂは互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂの周縁部は遮光層６１に重なっている。遮光層６１、周辺遮光層６２及び着色層６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂは、カラーフィルタ６０を形成している。
【００２９】
カラーフィルタ６０上に、ＩＴＯ等の透明な導電材料により共通電極４１が形成されている。共通電極４１上には配向膜４２が形成されている。  
上記したように、ガラス基板４０ｓ上に対向パターン４０ｐが形成され、対向基板４０を形成している。
【００３０】
アレイ基板１０及び対向基板４０は、複数本の柱状スペーサ２８により所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板１０及び対向基板４０は、表示領域Ｒ１の周縁部である両基板の周縁部に配置された矩形枠状のシール材５１により互いに接合されている。
【００３１】
液晶層５０は、アレイ基板１０及び対向基板４０間に挟持され、シール材５１で囲まれている。シール材５１の一部に形成された液晶注入口５２は、封止材５３により封止されている。
【００３２】
第１偏光板９ａは、アレイ基板１０の外面に配置されている。第２偏光板９ｂは、対向基板４０の外面に配置されている。  
上記したように、液晶表示パネル１が形成されている。
【００３３】
駆動回路３は、延出部１０ｓａ上に実装されている。ここで、延出部１０ｓａ上に、複数の走査線２３、複数の補助容量線２４及び複数の信号線２２のそれぞれの一端部が設けられている。すなわち、複数の走査線２３、複数の補助容量線２４及び複数の信号線２２のそれぞれの一端部は、シール材５１を越え、シール材５１の外側の延出部１０ｓａ上に位置している。駆動回路３は、複数の走査線２３、複数の補助容量線２４及び複数の信号線２２に電気的に接続されている。
【００３４】
バックライトユニット４は、アレイ基板１０の外面側に配置されている。バックライトユニット４は、第１偏光板９ａに対向配置された導光体４ａと、この導光体の一側縁に対向配置された光源４ｂ及び反射板４ｃとを有している。
【００３５】
図１、図３及び図６乃至図９に示すように、センサユニット２、制御回路７０、Ａ／Ｄ変換器８０及び第１演算回路１００は、液晶表示パネル１に設けられ、より詳しくは表示領域Ｒ１（シール材５１で囲まれた領域）から外れたガラス基板１０ｓ上に形成されている。
【００３６】
センサユニット２は、第１センサＳ１と、第２センサＳ２とを有している。第１センサＳ１及び第２センサＳ２は独立している。液晶表示装置は、第１センサＳ１及び第２センサＳ２に電気的に接続された電源部を備えている。  
第１センサＳ１は、電圧を保持する第１保持部としての第１コンデンサＣ１と、第１コンデンサＣ１に電気的に接続された第１検知素子としての第１ダイオードＤ１と、第１切換えスイッチＳＷ１ａと、第２切換えスイッチＳＷ１ｂとを有している。
【００３７】
第１ダイオードＤ１は、ＰＩＮダイオードである。第１ダイオードＤ１は、半導体層１５と同一材料で同時に形成されている。より詳しくは、第１ダイオードＤ１の陽極Ｄ１ａは、ｐ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＰ型領域である。第１ダイオードＤ１の陰極Ｄ１ｃは、ｎ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＮ型領域である。第１ダイオードＤ１の陽極Ｄ１ａ及び陰極Ｄ１ｃ間の領域Ｄ１ｂは、ｐ−ｐ−Ｓｉに形成され、固有抵抗が非常に高いＰ型領域である。
【００３８】
第１ダイオードＤ１の陽極Ｄ１ａに、電極Ｅ１ａが電気的に接続されている。第１ダイオードＤ１の陰極Ｄ１ｃに、電極Ｅ１ｃが電気的に接続されている。電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｃは、信号線２２及びコンタクト配線２５と同一材料で同時に形成されている。  
第１コンデンサＣ１は、第１ダイオードＤ１の陽極Ｄ１ａ及び陰極Ｄ１ｃに接続されている。
【００３９】
第１ダイオードＤ１は、遮光されている。より詳しくは、第１ダイオードＤ１に重ねて第１偏光板９ａの外面に遮光テープ９０が配置されている。周辺遮光層６２は、第１ダイオードＤ１に重なっている。このため、第１ダイオードＤ１に照射される光のうち、バックライト光は遮光テープ９０により遮光され、表示面Ｓに照射される外光Ｌは周辺遮光層６２により遮光される。
【００４０】
第１ダイオードＤ１は、この第１ダイオードＤ１付近の温度に応じて陽極Ｄ１ａ及び陰極Ｄ１ｃ間の導電性を変化させるものである。すなわち、第１ダイオードＤ１は、温度に応じてリーク電流が変化し、これによって第１コンデンサＣ１に保持された電圧は変化
する。このため、第１センサＳ１は、この第１コンデンサＣ１の電圧変化量によって、このセンサ付近の温度を検出することができる。
【００４１】
電源部は、相対的に高い電位に設定された第１電源端子Ｔ１ａと、相対的に低い電位に設定された第２電源端子Ｔ１ｂとを有している。この実施の形態において、第１電源端子Ｔ１ａはプリチャージ電圧Ｖｄｄに設定され、第２電源端子Ｔ１ｂはＶｓｓに設定されている。ここでは、第２電源端子Ｔ１ｂは接地されている。
【００４２】
第１切換えスイッチＳＷ１ａは、第１ダイオードＤ１の陰極Ｄ１ｃ及び第１電源端子Ｔ１ａ間に接続されている。第２切換えスイッチＳＷ１ｂは、第１ダイオードＤ１の陰極Ｄ１ｃ及び第１コンデンサＣ１、並びに検出情報取出し線Ｗ１間に接続されている。
【００４３】
第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第２切換えスイッチＳＷ１ｂは、制御回路７０からの制御信号に応答してオン（導通状態）、オフ（非導通状態）される。第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第２切換えスイッチＳＷ１ｂは、ＴＦＴ１４と同様、トランジスタで形成されていても良い。この場合、第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第２切換えスイッチＳＷ１ｂをＴＦＴ１４と同時に形成することができる。
【００４４】
上記第１コンデンサＣ１は、プリチャージ電圧Ｖｄｄ又は第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１を保持する。第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１は、第１ダイオードＤ１の陽極Ｄ１ａ及び陰極Ｄ１ｃ間に流れるリーク電流（暗電流）に応じた電圧ＶＴ１の分、降下するものである。なお、上記電圧ＶＴ１が第１ダイオードＤ１付近の温度に応じて変化することは言うまでもない。そして、第１コンデンサＣ１に保持された第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１の情報が検出情報取出し線Ｗ１から出力される。
【００４５】
第２センサＳ２は、電圧を保持する第２保持部としての第２コンデンサＣ２と、第２コンデンサＣ２に電気的に接続された第２検知素子としての第２ダイオードＤ２と、第１切換えスイッチＳＷ２ａと、第２切換えスイッチＳＷ２ｂとを有している。
【００４６】
第２ダイオードＤ２は、ＰＩＮダイオードである。第２ダイオードＤ２は、半導体層１５と同一材料で同時に形成されている。より詳しくは、第２ダイオードＤ２の陽極Ｄ２ａは、ｐ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＰ型領域である。第２ダイオードＤ２の陰極Ｄ２ｃは、ｎ＋ｐ−Ｓｉに形成されたＮ型領域である。第２ダイオードＤ２の陽極Ｄ２ａ及び陰極Ｄ２ｃ間の領域Ｄ２ｂは、ｐ−ｐ−Ｓｉに形成され、固有抵抗が非常に高いＰ型領域である。第２ダイオードＤ２の陰極Ｄ２ｃは、第１ダイオードＤ１の陰極Ｄ１ｃに接続されている。
【００４７】
第２ダイオードＤ２の陽極Ｄ２ａに、電極Ｅ２ａが電気的に接続されている。第２ダイオードＤ２の陰極Ｄ２ｃに、電極Ｅ２ｃが電気的に接続されている。電極Ｅ２ａ、Ｅ２ｃは、信号線２２及びコンタクト配線２５と同一材料で同時に形成されている。  
第２コンデンサＣ２は、第２ダイオードＤ２の陽極Ｄ２ａ及び陰極Ｄ２ｃに接続されている。
【００４８】
第２ダイオードＤ２は、表示面Ｓ側を除いて遮光されている。より詳しくは、第２ダイオードＤ２に重ねて第１偏光板９ａの外面に遮光テープ９０が配置されている。周辺遮光層６２は、第２ダイオードＤ２に重なった開口部６２ａを有している。このため、第２ダイオードＤ２に照射される光のうち、バックライト光は遮光テープ９０により遮光される。表示面Ｓ側に照射される外光Ｌは第２ダイオードＤ２に照射される。
【００４９】
第２ダイオードＤ２は、この第２ダイオードＤ２付近の温度及び表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度に応じて陽極Ｄ２ａ及び陰極Ｄ２ｃ間の導電性を変化させるものである。すなわち、第２ダイオードＤ２は、温度及び表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度に応じてリーク電流が生じ、これによって第２コンデンサＣ２に保持された電圧は変化する。このため、第２センサＳ２は、この第２コンデンサＣ２の電圧変化量によって、このセンサ付近の温度及び表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度を検出することができる。  
なお、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を補助容量素子３０と同時に形成することができる。
【００５０】
電源部は、相対的に高い電位に設定された第１電源端子Ｔ２ａと、相対的に低い電位に設定された第２電源端子Ｔ２ｂとを有している。この実施の形態において、第１電源端子Ｔ２ａはプリチャージ電圧Ｖｄｄに設定され、第２電源端子Ｔ２ｂはＶｓｓに設定されている。ここでは、第２電源端子Ｔ２ｂは接地されている。
【００５１】
第１切換えスイッチＳＷ２ａは、第２ダイオードＤ２の陰極Ｄ２ｃ及び第１電源端子Ｔ２ａ間に接続されている。第２切換えスイッチＳＷ２ｂは、第２ダイオードＤ２の陰極Ｄ２ｃ及び第２コンデンサＣ２、並びに検出情報取出し線Ｗ２間に接続されている。
【００５２】
第１切換えスイッチＳＷ２ａ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂは、制御回路７０からの制御信号に応答してオン、オフされる。第１切換えスイッチＳＷ２ａ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂは、ＴＦＴ１４と同様、トランジスタで形成されていても良い。この場合、第１切換えスイッチＳＷ２ａ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂをＴＦＴ１４と同時に形成することができる。
【００５３】
上記第２コンデンサＣ２は、プリチャージ電圧Ｖｄｄ又は第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２を保持する。第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２は、第２ダイオードＤ２の陽極Ｄ２ａ及び陰極Ｄ２ｃ間に流れるリーク電流（暗電流）に応じた電圧ＶＴ２＋ＶＬ２の分、降下するものである。なお、上記電圧ＶＴ２が第２ダイオードＤ２付近の温度に応じて変化することは言うまでもない。上記電圧ＶＬ２が表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度に応じて変化することは言うまでもない。そして、第２コンデンサＣ２に保持された第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の情報が検出情報取出し線Ｗ２から出力される。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換器８０は、第１Ａ／Ｄ変換回路８１及び第２Ａ／Ｄ変換回路８２を有している。  
第１Ａ／Ｄ変換回路８１は、検出情報取出し線Ｗ１を介して第１センサＳ１に接続されている。第１Ａ／Ｄ変換回路８１は、オペアンプ８１ａを有している。オペアンプ８１ａには、第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１及び第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。第１基準電圧Ｖｒｅｆ１の値は、制御回路７０により設定可能である。オペアンプ８１ａで増幅された電圧（信号）は第１演算回路１００に出力される。
【００５５】
第２Ａ／Ｄ変換回路８２は、検出情報取出し線Ｗ２を介して第２センサＳ２に接続されている。第２Ａ／Ｄ変換回路８２は、オペアンプ８２ａを有している。オペアンプ８２ａには、第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。第２基準電圧Ｖｒｅｆ２の値は、制御回路７０により設定可能である。なお、制御回路７０は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を互いに独立して設定可能である。オペアンプ８２ａで増幅された電圧（信号）は第１演算回路１００に出力される。
【００５６】
図１、図３及び図６乃至図１１に示すように、第１演算回路１００は、コンパレータ、カウンタ及びラッチを４系統有している。すなわち、第１演算回路１００は、直列に接続された第１コンパレータ１１１ａ、第１カウンタ１２１ａ及び第１ラッチ１３１ａと、直列に接続された第２コンパレータ１１２ａ、第２カウンタ１２２ａ及び第２ラッチ１３２ａと、直列に接続された第３コンパレータ１１１ｂ、第３カウンタ１２１ｂ及び第３ラッチ１３１ｂと、直列に接続された第４コンパレータ１１２ｂ、第４カウンタ１２２ｂ及び第４ラッチ１３２ｂと、を有している。
【００５７】
第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１の情報は、第１コンパレータ１１１ａ及び第２コンパレータ１１２ａに出力される。  
第１コンパレータ１１１ａは、第１コンデンサＣ１に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始めたかどうか判断する。すなわち、第１残留電圧がＶｄｄからＶｄｄ−ＶＴ１に変化したかどうか判断する。第１コンパレータ１１１ａは、第１コンデンサＣ１に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始めた時点ｔ１ａ（後述する保持・取出し動作が開始した時点）で、トリガ信号を第１カウンタ１２１ａに出力する。
【００５８】
第１カウンタ１２１ａは、時間を計測している。第１カウンタ１２１ａは、トリガ信号を受けると、その時点でカウント動作を停止する。第１ラッチ１３１ａは、カウント動作を停止した時点でのカウンタ値を格納する。第１ラッチ１３１ａは、所定のタイミングで第２演算回路３ａにラッチされた情報を出力する。
【００５９】
第２コンパレータ１１２ａは、第１コンデンサＣ１に保持された電圧が電圧降下により第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に達したか判断する。すなわち、第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に達したかどうか判断する。第２コンパレータ１１２ａは、第１コンデンサＣ１に保持された第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に達した時点ｔ２ａで、トリガ信号を第２カウンタ１２２ａに出力する。
【００６０】
第２カウンタ１２２ａは、時間を計測している。第２カウンタ１２２ａは、トリガ信号を受けると、その時点でカウント動作を停止する。第２ラッチ１３２ａは、カウント動作を停止した時点でのカウンタ値を格納する。第２ラッチ１３２ａは、所定のタイミングで第２演算回路３ａにラッチされた情報を出力する。
【００６１】
すると、第２演算回路３ａは、第１コンデンサＣ１に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始める時点ｔ１ａと電圧降下により第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に達した時点ｔ２ａとの間の第１時間の情報を取得することができる。これにより、第２演算回路３ａは、第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾きを算出することができる。
【００６２】
一方、第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の情報は、第３コンパレータ１１１ｂ及び第４コンパレータ１１２ｂに出力される。  
第３コンパレータ１１１ｂは、第２コンデンサＣ２に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始めたかどうか判断する。すなわち、第２残留電圧がＶｄｄからＶｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２に変化したかどうか判断する。第３コンパレータ１１１ｂは、第２コンデンサＣ２に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始めた時点ｔ１ｂ（保持・取出し動作が開始した時点）で、トリガ信号を第１カウンタ１２１ｂに出力する。
【００６３】
第３カウンタ１２１ｂは、時間を計測している。第３カウンタ１２１ｂは、トリガ信号を受けると、その時点でカウント動作を停止する。第３ラッチ１３１ｂは、カウント動作を停止した時点でのカウンタ値を格納する。第３ラッチ１３１ｂは、所定のタイミングで第２演算回路３ａにラッチされた情報を出力する。
【００６４】
第４コンパレータ１１２ｂは、第２コンデンサＣ２に保持された電圧が電圧降下により第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に達したか判断する。すなわち、第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に達したかどうか判断する。第４コンパレータ１１２ｂは、第２コンデンサＣ２に保持された第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に達した時点ｔ２ｂで、トリガ信号を第４カウンタ１２２ｂに出力する。
【００６５】
第４カウンタ１２２ｂは、時間を計測している。第４カウンタ１２２ｂは、トリガ信号を受けると、その時点でカウント動作を停止する。第４ラッチ１３２ｂは、カウント動作を停止した時点でのカウンタ値を格納する。第４ラッチ１３２ｂは、所定のタイミングで第２演算回路３ａにラッチされた情報を出力する。
【００６６】
すると、第２演算回路３ａは、第２コンデンサＣ２に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始める時点ｔ１ｂと電圧降下により第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に達した時点ｔ２ｂとの間の第２時間の情報を取得することができる。これにより、第２演算回路３ａは、第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾きを算出することができる。  
このため、第２演算回路３ａは、上記第１時間と第２時間との差を算出することができる。なお、第２演算回路３ａは、Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾きと、Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾きとの差を算出することができる。  
また、これらの計算を第２演算回路３ａで行う場合、第１演算回路１００にこれらの計算を行う機能を持たせた場合に比べ、液晶表示パネル１のサイズ（額縁サイズ）の増大を抑制することができる。
【００６７】
記憶部６及び処理部７は、基板５上に実装されている。  
記憶部６には、上記第１時間と第２時間との差（Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾きと、Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾きとの差）に対応した外光Ｌの照度の情報が予め格納されている。
【００６８】
処理部７は、上記第１時間と第２時間との差（Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾きと、Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾きとの差）の合成情報を取得し、この合成情報に基づいて記憶部６の情報と照し合せ、外光Ｌの照度の情報を検出する。処理部７は、検出された外光Ｌの照度の情報に応じて、システムの動作を制御することができる。例えば、処理部７は、画像の輝度レベルを制御する。画像の輝度レベルの制御は、例えば、バックライトユニット４からの光放出量を制御することにより行われる。
【００６９】
この実施の形態において、表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度が０の場合、上記第１時間及び第２時間は、同一の長さである。すなわち、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を互いに独立して設定することで、第１時間及び第２時間を同一の長さに設定することができる。  
このため、第１センサＳ１及び第２センサＳ２間で、電気的特性及び容量にばらつきが生じていても、外光Ｌの照度の情報を精度良く検出することができる。
【００７０】
処理部７は、タイミングコントローラ７ａを有している。このため、処理部７は、タイミングコントローラ７ａの指示に基づき、駆動回路３及び制御回路７０等を制御し、センサユニット２に連続的又は断続的に光感知を行わせることができる。すなわち、処理部７は、外光Ｌの情報を連続的又は断続的に検出することができる。
【００７１】
基板５及び液晶表示パネル１はフレキシブルケーブル９１で接続されている。フレキシブルケーブル９１は、駆動回路３及び処理部７と電気的に接続されている。このため、センサユニット２から出力される信号（電圧）等はフレキシブルケーブル９１を介して処理部７に伝送される。
【００７２】
その他、基板５上には、電源回路９２が実装されている。基板５及びバックライトユニット４は、ケーブル９３で接続されている。ケーブル９３は、電源回路９２及びバックライトユニット４と電気的に接続されている。このため、処理部７の制御の基、電源回路９２から直流の電流は、ケーブル９３を介してバックライトユニット４に与えられる。
【００７３】
次に、液晶表示装置の制御方法について説明する。特に、外光Ｌの照度を検出するための液晶表示装置の制御方法について説明する。  
図１、図３、図６及び図８乃至図１１に示しように、外光Ｌの照度を検出するための動作は、書込み期間に行われる書込み動作と、保持・取出し期間に行われる保持・取出し動作とに分けられる。  
この実施の形態において、液晶表示パネル１が画像を表示している間、書込み動作と、保持・取出し動作とが交互に連続的に行われる。言い換えると、処理部７は、センサユニット２等から出力される情報を連続的に検出する。ここでは、処理部７は、センサユニット２等から出力される情報を１フレーム毎に連続的に検出する。
【００７４】
まず、書込み動作について説明する。  
書込み期間において、制御機構８から、第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第１切換えスイッチＳＷ２ａを導通状態（オン状態）とする制御信号が与えられ、第２切換えスイッチＳＷ１ｂ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂを非導通状態（オフ状態）とする制御信号が与えられる。
【００７５】
これにより、第１電源端子Ｔ１ａ及び第１電源端子Ｔ２ａから第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２にそれぞれプリチャージ電圧Ｖｄｄを印加し、センサユニット２の電圧をリセットさせる。同時に、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２にプリチャージ電圧Ｖｄｄを保持（記憶）させる。  
以上で、書込み動作が終了する。
【００７６】
次に、保持・取出し動作について説明する。  
書込み期間に続く保持・取出し期間において、まず、第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第１切換えスイッチＳＷ２ａを非導通状態（オフ状態）に切換え、第２切換えスイッチＳＷ１ｂ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂを導通状態（オン状態）に切換える。
【００７７】
すなわち、制御機構８は、第１切換えスイッチＳＷ１ａ及び第１切換えスイッチＳＷ２ａをオフ状態とする制御信号を与え、第２切換えスイッチＳＷ１ｂ及び第２切換えスイッチＳＷ２ｂをオン状態とする制御信号を与える。これにより、第１センサＳ１は第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１を出力し、第２センサＳ２は第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２を出力する。
【００７８】
第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１はオペアンプ８１ａで増幅され第１演算回路１００に出力される。第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２はオペアンプ８２ａで増幅され第１演算回路１００に出力される。
【００７９】
第１演算回路１００及び第２演算回路３ａは、第１コンデンサＣ１に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始める時点ｔ１ａと電圧降下により第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に達した時点ｔ２ａとの間の第１時間の情報（第１残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾き）を取得（算出）する。
【００８０】
また、第１演算回路１００及び第２演算回路３ａは、第２コンデンサＣ２に保持されたプリチャージ電圧Ｖｄｄが降下し始める時点ｔ１ｂと電圧降下により第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に達した時点ｔ２ｂとの間の第２時間の情報（第２残留電圧Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾き）を取得（算出）する。
【００８１】
処理部７は、上記第１時間と第２時間との差（Ｖｄｄ−ＶＴ１の傾きと、Ｖｄｄ−ＶＴ２−ＶＬ２の傾きとの差）の合成情報を取得し、この合成情報に基づいて記憶部６の情報と照し合せ、外光Ｌの照度の情報を導出する。例えば、処理部７は、導出した情報に応じて画像の輝度レベルを制御する。
【００８２】
以上で、保持・取出し動作が終了する。  
このため、センサユニット２付近の温度変化に関係なく、表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度を精度良く検出することができる。
【００８３】
以上のように構成された液晶表示装置及び液晶表示装置の制御方法によれば、液晶表示装置は、独立した第１センサＳ１及び第２センサＳ２を備えている。制御機構８は、時点ｔ１ａと時点ｔ２ａとの間の第１時間の情報を取出し、時点ｔ１ｂと時点ｔ２ｂとの間の第２時間の情報を取出し、第１時間及び第２時間の差の合成情報に基づいて外光Ｌの照度の情報を導出する。このため、センサユニット２付近の温度変化に関係なく、表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度を精度良く検出することができる。
【００８４】
制御機構８は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２は互いに独立して設定可能である。第１時間及び第２時間は、表示面Ｓ側から照射される外光Ｌの照度が０の場合に同一の長さとなるように設定されている。このため、第１センサＳ１及び第２センサＳ２間で、電気的特性及び容量にばらつきが生じていても、外光Ｌの照度の情報を精度良く検出することができる。  
上記のことから、外光の照度を正確に検出できる液晶表示装置及び液晶表示装置の制御方法を得ることができる。
【００８５】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００８６】
例えば、第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２等を遮光する手段は、種々変形可能である。  
第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２は、これら周辺の温度を均一にするために１個所に集めると良いが、これらは液晶表示パネル１にばらばらに設けられていても良い。センサユニット２等は、アレイ基板１０側に限らず、対向基板４０側に設けられていても良い。
【００８７】
第１検知素子及び第２検知素子等の検知素子は、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）等により構成してもよく、保持部に保持された電圧を変化させる機能を有していれば良い。  
カラーフィルタ６０は、対向基板４０側に限らず、アレイ基板１０側に設けられていても良い。
【００８８】
第１演算回路１００は、コンパレータ、カウンタ及びラッチを少なくとも１系統有していれば良く、１系統で代用することもできる。第１演算回路１００の内、カウンタ及びラッチは、第２演算回路３ａ又は処理部７に組み込まれていても良い。
【００８９】
制御機構８は、導出された情報に応じて画像の輝度レベルを制御するものであるが、これに限定されるものではなく、導出された情報に応じてシステムの動作を制御するものであれば良い。例えば、携帯電話用途の液晶表示装置において、制御機構８は、操作部（キー）を発光させるように制御しても良い。より詳しくは、外光Ｌの照度が高いと判断されたときは操作部（キー）を発光させず、逆に外光Ｌの照度が低いと判断されたときは操作部（キー）を発光させる。このようにシステムの制御を行うことでユーザーは暗闇でもボタンを押し間違えることが少なく、快適に操作することが可能となる。  
この発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置の制御方法に限定されるものではなく、表示装置及び表示装置の制御方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１…液晶表示パネル、２…センサユニット、３…駆動回路、３ａ…第２演算回路、４…バックライトユニット、６…記憶部、７…処理部、８…制御機構、１０…アレイ基板、１０ｓ…ガラス基板、１４…ＴＦＴ、３０…補助容量素子、４０…対向基板、４０ｓ…ガラス基板、５０…液晶層、６１…遮光層、６２…周辺遮光層、６２ａ…開口部、７０…制御回路、９０…遮光テープ、１００…第１演算回路、Ｓ…表示面、Ｒ１…表示領域、Ｓ１…第１センサ、Ｓ２…第２センサ、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｄ１…第１ダイオード、Ｃ２…第２コンデンサ、Ｄ２…第２ダイオード、Ｔ１ａ，Ｔ２ａ…第１電源端子、Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ…第２電源端子、ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ…第１切換えスイッチ、ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ…第２切換えスイッチ、Ｗ１，Ｗ２…検出情報取出し線、Ｌ…外光、Ｖｄｄ…プリチャージ電圧、Ｖｒｅｆ１…第１基準電圧、Ｖｒｅｆ２…第２基準電圧、ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ１ｂ，ｔ２ｂ…時点。
【図１】
2010276695.tif 000003
【図２】
2010276695.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010276695.tif 000009
【図８】
2010276695.tif 000010
【図９】
2010276695.tif 000011
【図１０】
2010276695.tif 000012
【図１１】
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