(57)【要約】【課題】  長期間に渡り良好な表示を安定に保持することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、該液晶パネルの背面側に配設されたバックライトとを具備し、前記液晶パネルの１表示単位を構成するドットの平面領域内に、光反射性を有する反射層２９が設けられており、前記反射層２９と前記バックライトとの間に、前記バックライトから出力される照明光を受光する受光素子３１が設けられている。【選択図】        図６
2006091236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、該液晶パネルの背面側に配設された照明手段とを具備し、
前記液晶パネルの１表示単位を構成する画素の平面領域内に、光反射性を有する光反射手段が設けられ、
前記光反射手段と前記照明手段との間に、前記照明手段から出力される照明光を受光する受光素子が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記照明手段から出力される照明光の基準輝度情報を保持する記憶手段と、前記照明手段の出力を制御する照明制御手段とを備え、
前記照明制御手段が、前記受光素子を介して得られた前記照明光の輝度情報と、前記記憶手段に保持された基準輝度情報との比較に基づき、前記照明光の輝度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
入力された画像信号を表示信号に変換して前記液晶パネルに供給する画像処理手段を備え、
前記画像処理手段が、前記受光素子から出力される前記照明光の輝度情報に基づき異なる表示信号を前記液晶パネルに供給可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画像処理手段が、前記画像信号から表示信号への変換を実行する信号変換手段と、該信号手段による信号変換に際して参照される信号変換テーブルと、該信号変換テーブルを前記受光素子を介して得られた輝度情報と前記記憶手段に保持された基準輝度情報との比較に基づき更新するテーブル補正手段と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
一方の前記基板の液晶層側面に、前記受光素子と前記光反射手段とが順に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素の平面領域内に、前記光反射手段による反射光を用いて表示を行う反射表示領域と、前記照明手段の光を透過させて表示を行う透過表示領域とが区画形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記光反射手段が、光散乱性を備えていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記受光素子が、前記光反射手段の平面領域内に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶パネルの各画素に前記受光素子が設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶パネルの一部の画素に前記受光素子が設けられており、
前記受光素子が、前記画素を平面的に配列してなる表示領域内で周期的に配列されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記各画素に対応して当該画素を駆動するスイッチング素子が設けられており、
前記受光素子を構成する半導体層が、前記スイッチング素子を構成する半導体層と同層に設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記受光素子が、薄膜トランジスタ又はＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の液晶表示装置の表示調整方法であって、
前記照明手段から出力される照明光の輝度を前記受光素子を介して計測する輝度計測ステップと、
前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報に基づき、前記照明手段から出力される照明光の輝度を補正する輝度補正ステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の表示調整方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の液晶表示装置の表示調整方法であって、
前記照明手段から出力される照明光の輝度を、前記受光素子を介して計測する輝度計測ステップと、
前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報に基づき、前記液晶パネルに供給する表示信号を補正する信号補正ステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の表示調整方法。
【請求項１５】
前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報と、予め保持した基準輝度情報とを比較することにより前記照明手段又は液晶パネルの出力補正情報を導出する演算ステップを含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の液晶表示装置の表示調整方法。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその表示調整方法、並びに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の表示部として利用されている液晶表示装置は、液晶パネルと、その背面側に設けられたバックライトとを備えたものが一般的であり、携帯電話機等の携帯電子機器では、外光を反射させて表示を行う反射表示モードと、バックライトの照明光を透過させて表示を行う透過表示モードとを具備した半透過反射型の液晶表示装置が用いられている。
ところで、この種の液晶表示装置では、使用環境によって視認性が大きく変化することが知られている。そこで例えば、周囲の明るさによらず適切な表示を得るために、外部の明るさを計測する光センサを備え、その計測結果に基づいてバックライトの輝度を調整することができる液晶表示装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−２２８０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、バックライトの輝度は、光源自体の経時的な劣化に伴い低下することが知られており、特許文献１に記載の技術を用いたとしても、係る輝度低下を補償することはできないため、長期間に渡り良好な表示を得るという点では問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、長期間に渡り良好な表示を安定に維持することができる液晶表示装置、及びその表示調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、該液晶パネルの背面側に配設された照明手段とを具備し、前記液晶パネルの１表示単位を構成する画素の平面領域内に、光反射性を有する光反射手段が設けられ、前記光反射手段と前記照明手段との間に、前記照明手段から出力される照明光を受光する受光素子が設けられていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
この構成によれば、前記照明手段から出力される照明光を、前記光反射手段により反射させて前記液晶パネルに設けられた受光素子に入射させることができ、係る受光素子を介して照明光の輝度情報を得ることができる。そして、輝度情報に基づいて表示の調整を行うことができ、長期間に渡り良好な表示を安定に維持し得るものとなる。また受光素子が画素に設けられているので、液晶パネルの表示領域に入射する照明光を測定することができ、照明光に係る正確な輝度情報を得られるようになっている。さらに照明光を光反射手段により反射させて受光素子に入射させるので、受光素子の配置の自由度が高く、画素開口率に影響しない位置に受光素子を配置することも容易である。
【０００６】
本発明の液晶表示装置では、前記照明手段から出力される照明光の基準輝度情報を保持する記憶手段と、前記照明手段の出力を制御する照明制御手段とを備え、前記照明制御手段が、前記受光素子を介して得られた前記照明光の輝度情報と、前記記憶手段に保持された基準輝度情報との比較に基づき、前記照明光の輝度を調整可能に構成されていることが好ましい。
このような構成とすることで、予め設定した基準輝度情報に対する照明光の輝度のずれを、前記受光素子を介して得られた輝度情報との比較によって正確に導出することができ、表示輝度の調整をより正確に行うことができるようになる。また予め保持している基準輝度情報を用いて表示調整を行うので、輝度のずれ幅の算出に際して複雑な計算が不要であり、迅速に表示輝度の補正を行うことができる。
【０００７】
本発明の液晶表示装置では、入力された画像信号を表示信号に変換して前記液晶パネルに供給する画像処理手段を備え、前記画像処理手段が、前記受光素子から出力される前記照明光の輝度情報に基づき異なる表示信号を前記液晶パネルに供給可能に構成されていてもよい。
この構成によれば、前記受光素子を介して得られた輝度情報に基づいて液晶パネルに供給する表示信号を変更し、表示輝度を適切なものとすることができる。
【０００８】
本発明の液晶表示装置では、前記画像処理手段が、前記画像信号から表示信号への変換を実行する信号変換手段と、該信号手段による信号変換に際して参照される信号変換テーブルと、該信号変換テーブルを前記受光素子を介して得られた輝度情報と前記記憶手段に保持された基準輝度情報との比較に基づき更新するテーブル補正手段と、を備えていることが好ましい。
前記輝度情報に基づき液晶パネルに供給する表示信号を変更する場合、本構成の如く信号変換テーブルを補正して表示信号の補正を行うのがよい。照明手段の輝度変化に係る補正情報を、信号変換テーブルに反映させて保持できるので、煩雑な補正計算が不要になる。またこのようなテーブル参照方式では、信号変換手段を高速に動作させることができるという利点もある。
【０００９】
本発明の液晶表示装置では、一方の前記基板の液晶層側面に、前記受光素子と前記光反射手段とが順に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、受光素子と光反射手段とが平面的に重なって配置されるので、画素の開口率を低下させることなく表示領域内に受光素子を設けることができ、明るい表示を得ることができる。
【００１０】
前記画素の平面領域内に、前記光反射手段による反射光を用いて表示を行う反射表示領域と、前記照明手段の光を透過させて表示を行う透過表示領域とが区画形成されていることが好ましい。すなわち、本発明の液晶表示装置は、前記光反射手段を用いた反射表示が可能な半透過反射型の液晶表示装置とすることができる。また、画素の平面領域内に部分的に設けられた光反射手段と平面的に重なるように前記受光素子が設けられているならば、画素の平面領域を有効に利用して受光素子を設けることができ、開口率の低下を防止して明るい表示を得ることができる。
【００１１】
本発明の液晶表示装置では、前記光反射手段が、光散乱性を備えていることが好ましい。この構成によれば、光反射手段に入射する照明光を散乱させることができるので、受光素子に対して照明光を効率よく入射させることができるようになる。これにより、受光素子の実質的な感度を高めることができ、受光素子の小型化の面でも有利な構成となる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置では、前記受光素子が、前記光反射手段の平面領域内に配置されていることが好ましい。この構成によれば、前記光反射手段が受光素子を覆うように配置されるので、受光素子を設けたことによる画素開口率の低下が無く、明るい表示を得ることができる。また、受光素子に対する外光の入射を光反射手段により防止でき、正確な輝度計測を行えるようになる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶パネルの各画素に前記受光素子が設けられている構成とすることもできる。この構成によれば、各画素に入射する照明光の輝度計測が可能であり、また照明光の面方向における正確な輝度分布を得られるので、さらに細かな輝度制御が可能になる。
【００１４】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶パネルの一部の画素に前記受光素子が設けられており、前記受光素子が、前記画素を平面的に配列してなる表示領域内で周期的に配列されている構成とすることもできる。このような構成とするならば、受光素子の配設個数を低減しつつ、照明光の輝度分布の計測が可能になり、製造コストや製造歩留まりの点で有利な構成となる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置では、前記各画素に対応して当該画素を駆動するスイッチング素子が設けられており、前記受光素子を構成する半導体層が、前記スイッチング素子を構成する半導体層と同層に設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記受光素子の形成工程を、画素のスイッチング素子の形成工程の少なくとも一部と共通の工程とすることができるので、製造工程の効率化が図れ、製造の容易性、及び製造コストの点で有利な構成となる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置では、前記受光素子が、薄膜トランジスタ又はＰＩＮダイオードであることが好ましい。これらの半導体素子を受光素子として用いるならば、画素スイッチング素子として薄膜トランジスタが用いられている液晶パネルにおいて、ほぼ同様の工程で受光素子と画素スイッチング素子とを形成でき、受光素子が設けられた液晶パネルを極めて効率よく製造できるようになる。
【００１７】
本発明の液晶表示装置の表示調整方法は、先に記載の本発明の液晶表示装置の表示調整方法であって、前記照明手段から出力される照明光の輝度を前記受光素子を介して計測する輝度計測ステップと、前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報に基づき、前記照明手段から出力される照明光の輝度を補正する輝度補正ステップとを含むことを特徴とする。
この表示調整方法によれば、液晶パネルに設けられた受光素子を介して照明光の輝度を計測し、係る計測結果に基づいて照明手段の出力を調整するので、照明手段から供給される照明光の輝度を正確にかつ容易に調整できる。したがって係る表示調整方法を液晶表示装置に適用するならば、良好な表示を長期間に渡り安定に維持できる液晶表示装置を実現することができる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置の表示調整方法は、先に記載の本発明の液晶表示装置の表示調整方法であって、前記照明手段から出力される照明光の輝度を、前記受光素子を介して計測する輝度計測ステップと、前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報に基づき、前記液晶パネルに供給する表示信号を補正する信号補正ステップとを含むことを特徴とする。
この表示調整方法では、前記輝度の補正に際して液晶パネルに対する表示信号を補正するようになっており、液晶パネルでは各画素毎に表示制御が可能であるから、表示輝度の調整を細かく行うことができる。そして、係る表示調整方法を液晶表示装置に適用するならば、良好な表示を長期間に渡り安定に維持できる液晶表示装置を実現することができる。
【００１９】
本発明の液晶表示装置の表示調整方法は、前記輝度計測ステップにて得られた輝度情報と、予め保持した基準輝度情報とを比較することにより前記照明手段又は液晶パネルの出力補正情報を導出する演算ステップを含むことを特徴とする。この表示調整方法によれば、予め設定した基準輝度情報に対するずれ幅を補正情報として用いて表示輝度の調整を行うので、表示輝度の調整を迅速にかつ正確に行うことができる。
【００２０】
本発明の液晶表示装置の表示調整方法は、前記信号補正ステップが、入力された画像信号を前記液晶パネルに供給する表示信号に変換するための信号変換テーブルを前記補正情報に基づき更新するテーブル補正ステップを含むことを特徴とする。この調整方法では、液晶パネルに供給する表示信号が、テーブル参照方式によって画像信号から変換されるものである場合に、前記補正情報に基づく表示輝度の調整が、信号変換テーブルの更新によって行われる。信号変換テーブルを補正する方法とすることで補正情報を信号変換テーブルに反映させて保持できるので、表宇治信号を補正するための演算を都度行う必要が無くなるという利点が得られる。
【００２１】
本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴としている。この構成によれば、入力された画像信号を正確な明るさで再現でき、また係る再現性を長期間に渡り良好に維持できる表示部を具備した電子機器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態の液晶装置を各構成要素とともに対向基板側からみた平面構成図、図１（ｂ）は、同、側断面構成図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）１０と、対向基板２０とが、平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされ、このシール材５２に囲まれた領域内に液晶層５０が封入された構成を具備した液晶パネル１１０と、その背面側（（ｂ）図下側）に配設されたバックライト（照明手段）１２０とを備えて構成されている。
【００２３】
液晶パネル１１０には、シール材５２の内周側に沿って平面視矩形枠状の周辺見切り５３が形成され、この周辺見切りの内側の領域に表示領域１１が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の１辺（図示下辺）に沿って形成されており、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路２０４，２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る１辺（図示上辺）には、画像表示領域１１の両側の走査線駆動回路２０４，２０４間を接続する複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０の各角部にはＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間の電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。本実施形態の液晶表示装置１００は、半透過反射型の液晶表示装置として構成され、透過表示モードでは、背面側に配設されたバックライト１２０からの照明光を液晶パネル１１０にて変調して対向基板２０側から表示光として射出し、反射表示モードでは、液晶パネル１１０に設けられた反射層（図示略）により対向基板２０側から入射した光を反射させるとともに液晶層５０にて変調し、表示光として射出するようになっている。
【００２４】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４，２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip On Film）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。また、液晶装置においては、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、垂直配向モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２５】
図２は、液晶パネルの表示領域１１においてマトリクス状に配列形成された複数の画素の回路構成図である。表示領域１１には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、各走査線３ａと並列に延びる容量線３ｂとがそれぞれ配線されており、走査線３ａとデータ線６ａとに囲まれる領域に、ドット（サブ画素）Ｄが形成されている。ドットＤの各々には、画素電極９と、画素スイッチング素子としてのＴＦＴ素子３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されており、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されている。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続され、走査線３ａから供給される走査信号によりＴＦＴ素子３０をスイッチングすることで、データ線６ａから供給される画像信号を所定のタイミングで画素電極９に書き込み、液晶層を挟持して対向する電極との間で画像信号を保持するようになっている。また、前記画素電極９に書き込まれた画像信号のリークを防止するために、上記画素電極９と並列に保持容量７０が付加されており、保持容量７０を構成する一方の電極は容量線３ｂに電気的に接続されている。
【００２６】
図３は、表示領域１１の概略平面構成図であり、図４は、図３に示す表示領域１１に含まれる一部の領域Ｘを拡大して示す平面構成図である。
図３及び図４に示すように、表示領域１１は液晶パネル１１０の１表示単位を成すドット領域Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）を平面視マトリクス状に配列してなる構成であり、本実施形態の液晶パネル１１０では、各ドットの平面領域に対応してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色部を周期的に配列してなるカラーフィルタが設けられ、上記３色の着色部に対応する１組のドットＤ１〜Ｄ３が、３色の光を混色して表示する１つの画素Ｐを構成している。
【００２７】
また、各画素Ｐを構成するドットＤは、図４に示すように、平面視矩形状の平面領域を区画して設けられた透過表示領域Ｄｔと反射表示領域Ｄｒとを有している。これらの領域のうち、反射表示領域Ｄｒには、光反射手段たる反射層２９が形成され、入射光を反射可能に構成されており、透過表示領域Ｄｔは図１に示したバックライト１２０の照明光を透過可能に構成されている。
【００２８】
そして表示領域１１には、図３に示すように、所定の間隔で離間配置された複数のセンサ画素Ｐｓが設けられている。このセンサ画素Ｐｓは、図４に斜線を付して示すように、平面的には他の画素Ｐとほぼ同様の構成を具備しているが、各ドットの反射層２９の平面領域内に受光素子を備えたものとなっている。
【００２９】
ここで、図５及び図６を参照して上記センサ画素Ｐｓの詳細構成について説明する。
図５に示すように、センサ画素Ｐｓは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの着色部を有する平面視略矩形状のドットＤ１ｓ、Ｄ２ｓ、Ｄ３ｓを図示左右方向に配列した構成を備えている。ドットＤ１ｓ〜Ｄ３ｓは着色部の色種以外は同様の構成である。
【００３０】
ドットＤ１ｓ〜Ｄ３ｓの各平面領域内には、平面視矩形状の透光性の画素電極９と、この画素電極２３の一部領域に平面的に重なる反射層（光反射手段）２９とが形成されている。反射層２９の形成領域が反射表示領域Ｄｒに対応し、反射層２９と重ならない画素電極９上の領域が透過表示領域Ｄｔに対応している。
【００３１】
前記画素電極９の縦横の境界に沿って延びるようにデータ線６ａと走査線３ａとが形成されており、データ線６ａと走査線３ａとの交差部近傍に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、半導体層３０と、ソース電極３６ａと、ドレイン電極３６ｂと、ゲート電極３０ｇとを有しており、前記ドレイン電極３６ａは、図示略のコンタクトホールを介して画素電極９と電気的に接続されている。画素電極９は反射層２９を覆って形成されており、反射層２９は液晶に電界を印加する電極の一部を構成している。また、前記ＴＦＴ３０の近傍に受光素子３１が設けられており、この受光素子３１もＴＦＴ３０と同様、反射層２９の平面領域内に配置されている。
【００３２】
なお、図示は省略したが、各ドットには図２に示した保持容量７０が形成されており、例えば、容量線３ｂを構成する電極部と、この電極部に絶縁膜を介して対向する容量電極とを、反射層２９の下層側に形成し、前記容量電極とＴＦＴ３０のドレインとを電気的に接続した構成が採用される。
【００３３】
次に、図６はＴＦＴアレイ基板１０の部分断面構成図であって、図５のＡ−Ａ’線に対応する図である。図６に示す断面構造をみると、ガラスや石英、プラスチック等の透光性を有する基板１０Ａの内面側（液晶層５０側）に、酸化シリコン等からなる下地絶縁膜２１が形成され、下地絶縁膜２１上に所定平面形状にパターニングされた半導体層３０ｓ、３１ｓが形成されている。上記半導体層３０ｓはＴＦＴ３０を構成するものであり、半導体層３１ｓは受光素子３１を構成するものである。
【００３４】
半導体層３０，３１を覆って酸化シリコン等からなるゲート絶縁膜２２が形成されている。ゲート絶縁膜２２を介して前記半導体層３０，３１とそれぞれ対向する電極３０ｇ（ゲート電極）、電極３１ｇが形成されている。ゲート電極３０ｇは、図５に示すように走査線３ａから分岐され、画素電極９側へ延びて形成されている。ＴＦＴ３０を構成する半導体層３０ｓには、上記ゲート電極３０ｇと対向する領域にチャネル領域３０ａが形成されており、チャネル領域３０ａを挟んで両側にそれぞれ低濃度ソース領域３０ｄ、低濃度ドレイン領域３０ｅが形成されている。低濃度ソース領域３０ｄの外側に高濃度ソース領域３０ｂが形成され、低濃度ドレイン領域３０ｅの外側に高濃度ドレイン領域３０ｃが形成されている。
【００３５】
受光素子３１を構成する半導体層３１ｓには、前記電極３１ｇと対向する領域に真性半導体又は微量濃度の不純物を導入された領域である真性半導体領域（Ｉ層）３１ａが形成されており、真性半導体領域３１ａの側方にそれぞれｐ型半導体領域（Ｐ層）３１ｂ、ｎ型半導体領域（Ｎ層）３１ｂが形成されている。すなわち、受光素子３１はＰＩＮ型のフォトダイオードである。なお、電極３１ｇは液晶パネルを構成する他の導電部材と接続されない浮遊電位としてもよく、あるいは他の導電部材に接続して所定の電位に保持してもよい。
【００３６】
ゲート電極３０ｇ，３１ｇ上に、第１層間絶縁膜２４が形成されており、第１層間絶縁膜２４とゲート絶縁膜２２とには、それらを貫通して前記半導体層３０ｓ、３１ｓに達するコンタクトホール２４ａ〜２４ｄが開口されている。そして、ＴＦＴ３０を構成するソース電極３６ａがコンタクトホール２４ａを介して半導体層３０ｓの高濃度ソース領域３０ｂに電気的に接続され、ドレイン電極３６ｂは、コンタクトホール２４ｂを介して半導体層３０ｓの高濃度ドレイン領域３０ｃに電気的に接続されている。上記ソース電極３６ａは、図５に示したように、データ線６ａの一部を画素電極９側へ分岐して形成されたものである。
【００３７】
また受光素子３１のアノード電極３６ｃはコンタクトホール２４ｃを介して半導体層３１ｓのＰ層３１ｂに電気的に接続され、カソード電極３６ｄはコンタクトホール２４ｄを介して半導体層３１ｓのＮ層３１ｃに電気的に接続されている。図５では図示を省略しているが、上記アノード電極３６ｃ及びカソード電極３６ｄは、それぞれ受光素子３１を駆動するとともに出力を読み取るセンサ駆動回路に信号配線を介して接続されており、本実施形態のようにドットＤ１ｓ〜Ｄ３ｓの配列方向に並んで反射層２９が形成されている構成においては、上記センサ駆動回路へ到る信号配線を反射層２９の背面側（基板１０Ａ側）に形成し、受光素子３１の形成による開口率低下が生じないようにすることができる。
【００３８】
上記ソース電極３６ａ（データ線６ａ）、ドレイン電極３６ｂ、アノード電極３６ｃ、及びカソード電極３６ｄを覆って、酸化シリコン等からなる第２層間絶縁膜２７が形成されており、第２層間絶縁膜２７を貫通してドレイン電極３６ｂに達するコンタクトホール２７ｃが形成されている。
第２層間絶縁膜２７を覆ってアクリル樹脂等の透光性樹脂材料からなる樹脂膜２８が形成されている。樹脂膜２８を貫通してコンタクトホール２８ｃが形成されており、前記コンタクトホール２７ｃと連続する開口部を形成している。樹脂膜２８の表面には、多数の凹部２９ａが、平面視でランダムに、かつ互いに隣接するように形成されている。凹部２９ａ…が形成された樹脂膜表面にアルミニウムや銀等の光反射性の金属膜からなる反射層（光反射手段）２９が形成されており、反射層２９を一部除去してなる開口部２９ｃが、前記コンタクトホール２７ｃ、２８ｃとともに、液晶層５０側からドレイン電極３６ｂに達する１つの開口部を形成している。
【００３９】
上記反射層２９を含む樹脂膜２８上の領域に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料からなる画素電極９が形成されており、画素電極９の一部は上記コンタクトホール２７ｃ、２８ｃ、及び開口部２９ｃにより形成された開口部内に埋設されて、ドレイン電極３６ｂに電気的に接続されている。また図示は省略したが、画素電極９を覆って、ポリイミド等からなり、液晶層５０の特性に応じた種類の配向膜が形成されている。
【００４０】
対向基板２０は、先の基板１０Ａと同様の透光性基板の内面側（液晶層５０側）に、少なくともカラーフィルタと、対向電極と、配向膜とを順に積層形成した構成を備える。本実施形態では、画素スイッチング素子がＴＦＴ３０であるので、対向基板２０の対向電極は、ＩＴＯ等の透光性導電材料からなる平面ベタ状の導電膜である。なお、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の外面側には、位相差板や偏光板が配設されている。
【００４１】
上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置１００は、表示領域１１に、受光素子３１を備えたセンサ画素Ｐｓが周期的に配列されているので、バックライト１２０から供給される照明光の輝度を受光素子３１により測定し、係る測定結果に基づきバックライト１２０の輝度調整、ないし液晶パネル１１０の表示調整を行うことができるようになっている。以下、図７及び図８に液晶表示装置１００の電気的構成を示し、受光素子３１を用いた輝度計測、並びに液晶パネル１１０の表示調整方法について説明する。
【００４２】
図７は、液晶表示装置１００の電気的構成を示す図であり、図８は、図７に示す画像処理部２１０の電気的構成を示す図である。図７に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、バックライト１２０と、制御部２００と、画像処理部（画像処理手段）２１０とを主体としてなり、さらにセンサ駆動部２２０と、演算部２３０と、メモリ（記憶手段）２４０とを備えた構成となっている。
【００４３】
液晶パネル１１０は、先に記載したように、複数の走査線３ａ及び複数のデータ線６ａと、それらの交点に対応して設けられた複数のドットＤと、これらのドットＤに接続された駆動回路１５０とを備えている。各ドットＤには受光素子３１が設けられており、表示領域内に設けられた信号配線を介してセンサ駆動部２２０に電気的に接続されている。駆動回路１５０は、図１に示した走査線駆動回路２０４とデータ線駆動回路２０１とを含むものである。
【００４４】
制御部２００は、本実施形態の液晶表示装置におけるタイミング信号生成手段として機能し、図示ない上位装置から供給される垂直走査信号Ｖｓｙｎｃ、水平走査信号Ｈｓｙｎｃ、ドットクロック信号ｄＣＬＫ及びクロックＣＬＫ等に従って、各種のタイミング信号やクロック信号などを生成し、液晶パネル１１０の駆動回路１５０に対し出力する。図７に示すＤＹ，ＣＬＹはそれぞれスタートパルス及びクロック信号であり、走査線駆動回路に入力される。またＬＰ，ＣＬＸはそれぞれラッチパルス及びクロック信号であり、データ線駆動回路に入力される。
【００４５】
画像処理部２１０は、図示しない上位装置から入力される画像信号ＤＡＴＡを、液晶パネル１１０で適切に表示できる形態の表示信号Ｄｓに変換して出力するものであり、図８に示すように、アナログ形式の画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１１と、信号変換テーブル２１４をＲＧＢの各画像信号に対し適用して所定の信号変換を行う信号変換部２１２と、デジタル信号をアナログ表示信号Ｄｓに変換して出力するＤ／Ａ変換部２１３と、演算部２３０から出力される補正情報に基づき信号変換テーブル２１４を補正するテーブル生成部（テーブル補正手段）２１５とを備えて構成されている。
【００４６】
信号変換テーブル２１４は、入力値と出力値との対応表を保持したＬＵＴ（ルックアップテーブル）であり、本実施形態の場合、液晶パネル１１０の入出力プロファイル（パネル固有の入出力特性）を保持したものである。そして信号変換部２１２は、上記信号変換テーブル２１４に基づき、入力されたＲＧＢデジタル信号（画像信号）を液晶パネル出力用のＲＧＢデジタル信号（表示信号）に変換する。テーブル生成部２１５は、演算部２３０から入力される補正情報に基づいて、信号変換テーブル２１４を更新するものである。
【００４７】
センサ駆動部２２０は、受光素子３１を駆動してそれらの出力を読み出し、演算部２３０に対してバックライト１２０の照明光に係る輝度情報を出力する。演算部２３０は、入力された前記輝度情報と、メモリ２４０に予め保持されている基準輝度情報（標準データ）とを比較して、照明光の経時的な輝度変化を検出するとともに、当該輝度変化を補正情報として前記画像処理部２１０に対して出力するようになっている。
【００４８】
本発明に係る方法により液晶表示装置の表示調整を行うには、まず、液晶パネル１１０に設けられた受光素子３１を、センサ駆動部２２０により駆動してバックライト１２０から供給される照明光の輝度計測を行う（輝度計測ステップ）。センサ駆動部２２０は、受光素子３１から読み出した輝度信号を輝度情報として演算部２３０に出力する。またセンサ駆動部２２０は、前記輝度信号に対し、必要に応じて所定の信号変換処理（Ａ／Ｄ変換処理、色空間変換処理等）を施す。
【００４９】
次に、演算部２３０は、センサ駆動部２２０から入力された輝度情報と、メモリ（記憶手段）２４０に予め保持された基準輝度情報との比較に係る演算処理により、バックライト１２０から出力される照明光の輝度の基準値からのずれ幅を算出する（演算ステップ）。メモリ２４０に保持されている基準輝度情報は、バックライト１２０の輝度に係る基準値として設定された標準データとしての輝度情報、あるいは、液晶表示装置１００の製造時に受光素子３１を用いてバックライト１２０の照明光を測定した結果得られた輝度情報、あるいはまた、前回の輝度計測に係る輝度情報である。
【００５０】
上記輝度のずれ幅が得られたならば、当該ずれ幅に基づき、画像処理部２１０における補正動作の実行が選択される。すなわち、上記ずれ幅が既定値（例えば基準輝度情報に対して５％）以上であるとき、演算部２３０から画像処理部２１０に対して信号変換テーブル２１４を更新するための補正情報が出力され、画像処理部２１０にて信号変換テーブル２１４が更新される（信号補正ステップ／テーブル補正ステップ）。上記ずれ幅が既定値未満であれば、演算部２３０は補正情報を出力せず、表示調整を終了する。
【００５１】
演算部２３０から出力された補正情報は、図５に示すように、画像処理部２１０のテーブル生成部２１５に入力される。テーブル生成部２１５は、入力された補正情報に基づいて信号変換テーブル２１４を更新する。このとき、テーブル生成部２１５によって新たに信号変換テーブルを生成して置換してもよいし、信号変換テーブル２１４の一部を補正値で上書きしてもよい。そして、信号変換部２１２において、上記更新された信号変換テーブル２１４を適用することで、液晶パネル１１０に対して、照明光の輝度変化を補正できる表示信号Ｄｓが供給される。
【００５２】
このように本実施形態の液晶表示装置１００は、バックライト１２０の経時的な輝度変化を、液晶パネル１１０に設けられた受光素子３１を介して検出することができ、そのずれ幅に応じた補正情報によって信号変換テーブルを更新することができる。これにより、バックライト１２０の状態に対応した表示信号を液晶パネル１１０に供給することができ、照明光の輝度変化が補償された表示を得ることができるようになっている。したがって本実施形態の液晶表示装置１００によれば、長期間に渡り安定に良好な表示を維持することができる。
【００５３】
また液晶パネル１１０に備えられた受光素子３１は、センサ画素Ｐｓを構成するドットＤ１ｓ〜Ｄ３ｓの反射層２９の裏面側（基板１０Ａ側）に設けられているので、バックライト１２０から出力される照明光のうち、反射層２９の裏面側に入射して透過表示には用いられない成分を検出して照明光の輝度を計測するようになっている。したがって、表示領域１１内に受光素子３１が設けられていても、透過表示の輝度やコントラストに影響することがない。
【００５４】
受光素子３１は、図５及び図６に示したように、反射層２９の平面領域内に配置されていることが好ましく、さらには反射層２９の平面領域であって、前記凹部２９ａによる凹凸形状が付与された領域内に設けられていることがより好ましい。反射層２９の平面領域内に設けられていれば、受光素子３１によってドットの開口率が低下するのを防止することができ、またバックライト１２０から出力された照明光が反射層２９の裏面で散乱反射されるので、受光素子３１に対して照明光を効率よく入射させることができるからである。
【００５５】
また本実施形態の場合、受光素子３１を備えたセンサ画素Ｐｓは、表示領域１１において所定間隔で周期的に（例えば１０画素毎に）形成されている。このようにセンサ画素Ｐｓを離散的に配置しておくことで、受光素子３１…全体での感度を維持しつつ、受光素子３１の形成数を削減でき、歩留まりの向上に寄与し得る。また所定間隔で配置することで、バックライト１２０から出力される照明光における面方向の輝度分布も容易に得ることができ、バックライト１２０の輝度分布に応じた表示信号を液晶パネル１１０に対して供給することも可能になる。
なお、各ドットＤに受光素子３１を設け、表示領域１１を構成する全ての画素をセンサ画素としてもよいのは勿論である。
【００５６】
上記実施形態では、受光素子３１がＰＩＮダイオードであるとして説明したが、受光素子３１をフォトトランジスタにより形成することもできる。図６に示したように、受光素子３１はその構造においてＴＦＴ３０とほぼ同様の構造であるので、半導体層３１ｓに形成する不純物導入領域の種類を変更することで容易にフォトトランジスタを形成することが可能である。このように受光素子３１をＰＩＮダイオード又はフォトトランジスタにより構成すれば、ＴＦＴ３０の形成工程や、駆動回路２０１，２０４の形成工程で同時に受光素子３１を形成することができ、工程の複雑化や工数の増加を抑え、効率的に製造可能な液晶表示装置とすることができる。
【００５７】
本実施形態の液晶表示装置は、反射表示領域Ｄｒにおける液晶層厚と、透過表示領域Ｄｔにおける液晶層厚とが異ならされた、いわゆるマルチギャップ構造とすることもできる。この場合、前記樹脂膜２８の膜厚により液晶層厚が調整された構成を採用でき、例えば樹脂膜２８をドットＤ１ｓ〜Ｄ３ｓの反射表示領域Ｄｒに対応する位置のみに形成し、この樹脂膜２８の膜厚の分だけ反射表示領域Ｄｒの液晶層厚を透過表示領域Ｄｔの液晶層厚より薄くする。これにより、前記両表示領域における光路長を調整し、反射表示と透過表示のいずれにおいても高コントラストの表示を得られるようになる。
【００５８】
（他の実施形態）
上記実施の形態では、バックライト１２０の状態に応じて液晶パネル１１０に供給する表示信号を異ならせる構成を具備した液晶表示装置について説明したが、本発明に係る半透過反射型の液晶表示装置では、照明光の輝度変化をバックライト１２０により補正する構成とすることもできる。以下、図９を参照して係る構成につき詳細に説明する。
【００５９】
図９は、本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態における電気的構成を示す図であり、図９において図８と共通の構成要素には同一の符号を付している。
本実施形態の液晶表示装置１００Ａは、液晶パネル１１０と、バックライト１２０とを主体としてなり、液晶パネル１１０には制御部２００と画像処理部２１０と、センサ駆動部２２０とが電気的に接続されており、バックライト１２０にはバックライト制御部２５０が電気的に接続されている。また、センサ駆動部２２０に、メモリ２４０を備えた演算部２３０が電気的に接続されており、演算部２３０は、バックライト制御部２５０とも電気的に接続されている。
【００６０】
上記構成において、液晶パネル１１０は制御部２００から入力されるタイミング信号と、画像処理部２１０から入力される表示信号とに基づき表示を行うようになっている。そして、液晶パネル１１０の表示領域に設けられた受光素子３１を、センサ駆動部２２０により駆動することで、バックライト１２０から供給される照明光の輝度を計測できるようになっている。
【００６１】
センサ駆動部２２０に読み出された輝度信号は、輝度情報として演算部２３０に入力される（輝度計測ステップ）。演算部２３０では、センサ駆動部２２０から入力された輝度情報と、メモリ２４０に保持されている基準輝度情報とを比較し、係る比較に基づきバックライト１２０の輝度を補正するための補正情報をバックライト制御部２５０に出力する。そして、バックライト制御部２５０は前記補正情報に基づき補正した制御信号をバックライト１２０に出力し、照明光の調整が成される（輝度補正ステップ）。
【００６２】
このように本実施形態の液晶表示装置１００Ａは、半透過反射型の液晶パネル１１０の表示領域１１内に設けられた受光素子３１によってバックライト１２０の輝度を計測し、係る計測結果に基づきバックライト１２０を制御することで、バックライト１２０から出力される照明光を常に適切な輝度に保持することができるようになっている。したがって本実施形態の液晶表示装置１００Ａによれば、バックライト１２０の輝度が経時的に変化した場合にも、液晶パネル１１０に設けられた受光素子３１を介して得られる輝度情報に基づきバックライトの出力を補正することで良好な表示を維持することができ、入力画像の再現性を長期間に渡り維持することができる。
【００６３】
（電子機器）
以下、本発明を携帯電話機に適用した実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る携帯電話機は、図１０に示すように、先の実施形態の液晶表示装置からなる表示部１０１２と、複数の操作キーが配列された操作部１０１３とを備えた本体部１００１の下端部に、ヒンジ機構を介して蓋部１００２が連結された構成を備えており、前記蓋部１００２は、本体部１００１に対して開閉自在とされている。
【００６４】
本体部１００１と蓋部１００２との連結部近傍には、蓋部１００２の開／閉状態を検知する蓋部センサが設けられており、本体部１００１の頂上部には、本体部１００１に対して進退自在のアンテナ１０１９が設けられている。表示部１０１２の上方に受話部（スピーカ）１０２０が設けられ、蓋部１００２の先端部に送話部（マイクロフォン）１０１４が設けられており、蓋部１００２を開いた状態で通話が可能に構成されている。
【００６５】
図１１は、上記携帯電話機１０００の電気的構成を示す図である。図示のように、送受分波器（デュープレクサ）１０１７に受信回路１０１８と送信回路１０１６とが並列接続されている。通話時にはアンテナ１０１９によって受信した信号を、送受分波器１０１７で受信回路１０１８側へ伝送する。そして、受信回路１０１８で復調した受話信号が制御回路１０１０を経て受話部１０２０に供給され放音される。また、送話部１０１４に入力された音声は、制御回路１０１０から送話信号として送信回路１０１６に伝送され、変調される。変調された送話信号は、送受分波器１０１７を介してアンテナ１０１９から送信される。制御部１０１０には、メモリ１０１１、表示部１０１２、操作部１０１３、送話部１０１４、蓋部センサ１０１５、送信回路１０１６、受信回路１０１８、受話部１０２０が接続されている。
【００６６】
上記構成を具備した本実施形態の携帯電話機は、先の実施形態の液晶表示装置を備えているので、バックライトの輝度が経時的に劣化した場合にもその輝度を液晶パネル又はバックライトで補正することができ、長期間に渡り適切な表示輝度を得られるようになっている。また、実施形態に係る液晶表示装置に備えられた表示調整機能は、手動又は自動で動作させることができるので、例えば、携帯電話機に通常備えられているタイマ機能と連動させて制御部１０１０から輝度調整命令を表示部１０１２に送信することもでき、操作部１０１３からのキー入力により制御部１０１０から前記輝度調整命令を送信する構成とすることもできる。あるいは、上記輝度調整命令を、蓋部センサ１０１５から入力される蓋部の開閉信号や受信回路１０１８から入力される着信信号に連動させることも可能である。
【００６７】
なお、本発明に係る液晶表示装置は、上記携帯電話機に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、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、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の表示部として好適に用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態に係る液晶表示装置の平面構成図（ａ）及び断面構成図（ｂ）。
【図２】同、液晶パネルの回路構成図。
【図３】同、表示領域１１の平面構成図。
【図４】図３に示す領域Ｘを拡大して示す平面構成図。
【図５】図４に示すセンサ画素Ｐｓの平面構成図。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図７】液晶表示装置１００の電気的構成を示す図。
【図８】図７の画像処理部の電気的構成を示す図。
【図９】他の実施形態に係る液晶表示装置の電気的構成を示す図。
【図１０】電子機器の実施形態に係る携帯電話機の斜視構成図。
【図１１】図１０に示す携帯電話機の電気的構成を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１００，１００Ａ  液晶表示装置、１１０  液晶パネル、１２０  バックライト（照明手段）、１１  表示領域、２９  反射層（光反射手段）、２９ａ  凹部（光散乱手段）、３０  ＴＦＴ（薄膜トランジスタ、スイッチング素子）、３１  受光素子、５０  液晶層、Ｄ，Ｄ１〜Ｄ３  ドット、Ｐ  画素、Ｐｓ  センサ画素、２００  制御部、２１０  画像処理部（画像処理手段）、２１２  信号変換部（信号変換手段）、２１４  信号変換テーブル、２１５  テーブル生成部（テーブル補正手段）、２２０  センサ駆動部、２３０  演算部、２４０  メモリ（記憶手段）、２５０  バックライト制御部
【図１】
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【図２】
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【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】
2006091236.tif 000009
【図８】
2006091236.tif 000010
【図９】
2006091236.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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