(57)【要約】【課題】  受光素子によって外観意匠性が損なわれるのを防止し、しかも表示領域が狭められることも防止した液晶装置と、これを備えた電子機器を提供する。【解決手段】  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１１０と、液晶パネル１１０の背面側に配設された照明手段１２０とを具備してなる。液晶パネル１１０に、外部光を受光する受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが設けられ、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、外部光を受光してこれを受光素子に導く導光手段が設けられている。受光素子で得られた外部光の輝度情報に基づき、照明手段１２０の出力を制御する制御手段２６０が設けられている。【選択図】      図４
2006201224.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、
前記液晶パネルに、外部光を受光する受光素子が設けられ、
前記受光素子に、外部光を受光して該外部光を前記受光素子に導く導光手段が設けられ、
前記受光素子で得られた外部光の輝度情報に基づき、前記照明手段の出力を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記受光素子が、前記照明手段が備えられる背面側の基板に形成され、かつ、この背面側の基板の、表面側に配置される基板に覆われない位置に配置されるとともに、前記液晶パネルの側部を覆うフレームに覆われる位置に配置されてなり、
前記導光手段が、前記フレームに受光部を有して該フレームと前記受光素子との間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記導光手段には、複数の受光部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶装置。
【請求項４】
前記導光手段が光ファイバであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記受光素子の受光側に、特定色の波長域のみを選択的に透過する分光機能層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記受光素子が３つ以上設けられ、これら受光素子に設けられた分光機能層のうちの一つが赤色光のみを選択的に透過し、他の一つが緑色光のみを選択的に透過し、さらに他の一つが青色光のみを選択的に透過するものであることを特徴とする請求項５記載の液晶装置。
【請求項７】
前記受光素子が４つ以上設けられ、これら受光素子の一つは、前記分光機能層が設けられていないことで、外部光の輝度情報を検出するものとなっていることを特徴とする請求項６記載の液晶装置。
【請求項８】
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、
前記画像処理手段には、前記分光機能層を有した受光素子で得られた前記外部光の色度情報に基づき、前記表示信号を調整する調整機構が設けられていることを特徴とする請求項６又は７記載の液晶装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶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、外部光を受光する受光素子が設けられた液晶装置と、この液晶装置を備えた電子機器に関する。
【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に適切な表示を得るため、外部の明るさ（外部光）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ようにした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】
ところが、光センサについては、外部光を計測する必要上、液晶表示装置の外面側に配置する必要がある。しかし、このような外部の明るさ、すなわち外部光を計測（検出）する光センサ（受光素子）は、一般には感度が低く、したがって十分な出力を得るのが困難である。そのため、これを用いる場合には、受光部の面積（受光面積）を大きくする必要がある。また、光センサに外部光を取り込むため、遮光部を取り除いた部分に光センサを設ける必要がある。
しかしながら、このように受光面積を大きくした光センサが液晶表示装置の外面側にあると、液晶表示装置の外観意匠性が損なわれてしまい、さらには、表示領域が狭められる一因にもなっている。特にバックライトを備えた液晶表示装置では、このようにすることにより、バックライトからの光が光センサを設けた部分から漏れ、液晶表示装置の外観意匠性を損なうおそれがある。
【０００４】
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、特に受光素子（光センサ）によって外観意匠性が損なわれるのを防止し、しかも表示領域が狭められることも防止した液晶装置（液晶表示装置）と、これを備えた電子機器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】
本発明の液晶装置は、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照明手段とを具備し、
前記液晶パネルに、外部光を受光する受光素子が設けられ、
前記受光素子に、外部光を受光して該外部光を前記受光素子に導く導光手段が設けられ、
前記受光素子で得られた外部光の輝度情報に基づき、前記照明手段の出力を制御する制
御手段が設けられていることを特徴としている。
【０００６】
この液晶装置によれば、受光素子に外部光を導く導光手段の、外部光を受光するための受光部を、任意の位置に設けることが可能となる。したがって、受光素子を液晶パネルの外面上に露出させずに、導光手段の受光部を、液晶装置の外観意匠性を損ねない位置に配置することで、この液晶装置の外観意匠性が損なわれるのを防止することができる。また、受光素子を形成する位置の自由度が大となるので、該受光素子を表示領域に影響しない位置に形成することにより、表示領域が狭められることも防止することができる。
【０００７】
また、前記液晶装置においては、前記受光素子が、前記照明手段が備えられる背面側の基板に形成され、かつ、この背面側の基板の、表面側に配置される基板に覆われない位置に配置されるとともに、前記液晶パネルの側部を覆うフレームに覆われる位置に配置されてなり、前記導光手段が、前記フレームに受光部を有して該フレームと前記受光素子との間に配設されていてもよい。
このようにすれば、例えばＴＦＴ等からなる駆動素子を形成する背面側の基板に受光素子を形成することで、受光素子を前記駆動素子と同じ工程で形成することが可能になる。また、受光素子が表面側の基板に覆われないため、該受光素子を導光手段に接続するのが容易になる。さらに、受光素子が液晶パネルの側部を覆うフレームに覆われ、前記導光手段が、該フレームに受光部を有して該フレームと前記受光素子との間に配設されているので、この導光手段も受光部以外がフレームに覆われることになり、したがって導光手段が外面側に露出しないため、液晶装置の外面意匠性が良好になる。
【０００８】
また、前記液晶装置においては、前記導光手段に、複数の受光部が形成されているのが好ましい。
このようにすれば、複数の受光部で外部光を受光し、これを受光素子に導くことで、より多くの外部光を受光素子に受光させることが可能になり、したがって受光素子からの十分な出力を確保することができる。
【０００９】
また、前記液晶装置においては、前記導光手段が光ファイバであってもよい。
導光手段を光ファイバとすれば、この光ファイバを引き回すことで外部光の受光位置を任意の位置にすることが可能になる。したがって、例えば液晶パネルの表面側でなく裏面側に受光位置を設けたり、この液晶装置を備えた機器の筺体に受光位置を設けたりすることで、液晶装置の外観意匠性が損なわれるのをより効果的に防止することができる。
【００１０】
また、前記液晶装置においては、前記受光素子の受光側に、特定色の波長域のみを選択的に透過する分光機能層が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、外部光についての特定色の色度情報を得ることができる。
【００１１】
そして、この液晶装置においては、前記受光素子が３つ以上設けられ、これら受光素子に設けられた分光機能層のうちの一つが赤色光のみを選択的に透過し、他の一つが緑色光のみを選択的に透過し、さらに他の一つが青色光のみを選択的に透過するものであるのが好ましい。
このようにすれば、各受光素子により、外部光におけるＲ、Ｇ、Ｂの輝度バランスを検出することが可能になる。
【００１２】
さらに、前記液晶装置においては、前記受光素子が４つ以上設けられ、これら受光素子の一つは、前記分光機能層が設けられていないことで、外部光の輝度情報を検出するものとなっているのが好ましい。
このようにすれば、外部光の輝度情報と、外部光におけるＲ、Ｇ、Ｂの輝度バランスとを共に検出することが可能になる。
【００１３】
また、前記液晶装置においては、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、前記画像処理手段には、前記分光機能層を有した受光素子で得られた前記外部光の色度情報に基づき、前記表示信号を調整する調整機構が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、特に液晶装置がフルカラー表示をなす場合に、外部光の色度情報に基づいて調整機構により表示信号を調整することで、外部光に影響されることなく適切な表示が得られる。
【００１４】
本発明の電子機器は、前記の液晶装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、外観意匠性の低下が防止され、表示領域が狭められることも防止された液晶装置を備えているので、この電子機器自体の外観意匠性や液晶装置による表示機能が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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図、図１（ｂ）は、同、側断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００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が封入されてなる液晶パネル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たものである。このような構成のもとに、液晶パネル１１０においては、ＴＦＴアレイ基板１０が背面側の基板となり、対向基板２０が表面側の基板となっている。また、前記液晶パネル１１０には、図１（ｂ）に示すようにその表面側の一部を覆うようにして、矩形枠状のフレーム３００が取り付けられている。
【００１６】
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５３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、さらに回路実装端子２０２の側方には、４つの受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが形成されている。また、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。
【００１７】
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。本実施形態の液晶装置１００は、半透過反射型の液晶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。
【００１８】
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１００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。
【００１９】
図２は、液晶パネル１１０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（薄膜トランジスタ）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ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されており、ＴＦＴ３０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ＴＦＴ３０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ＴＦＴ３０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、前記画素電極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。
【００２０】
前記受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、図１（ａ）に示したように液晶パネル１１０の表示領域１１の外に形成されたもので、図１（ｂ）に示したようにＴＦＴアレイ基板１０に形成され、かつ、対向基板２０に覆われない位置に形成配置されたものである。また、これら受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、前記のフレーム３００に覆われた位置に形成配置されており、したがって外面側に露出することなく、フレーム３００に隠れて配置されたものとなっている。フレーム３００は、前記したように矩形枠状に形成されて、液晶パネル１１０の表面側周辺部と側面部とを覆ったもので、その開口部内に液晶パネル１１０の表示領域１１を臨ませたものである。
【００２１】
また、前記受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、フォトダイオードやフォトトランジスタ等によって構成されたものである。ここで、フォトトランジスタによって受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを構成する場合、このフォトトランジスタについては、例えばＰＩＮ型のフォトダイオードとすることができる。すなわち、例えば受光素子４を構成する半導体層を、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）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により、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、前記表示領域１１におけるＴＦＴ３０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ＴＦＴ３０と同じ製造工程で形成することができる。
【００２２】
図３に示すように、前記受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのうち、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの受光面４ａ上には、特定色の波長域のみを選択的に透過する分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが設けられている。これら分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂは、入射光の特定波長成分のみを透過させる光学フィルムであり、染料や顔料によって着色されたフィルムや、ダイクロイックフィルムからなるものである。すなわち、分光機能層５Ｒは、赤色光の波長成分のみを選択的に透過し、他の波長成分は吸収するように形成されたものである。同様に分光機能層５Ｇは、緑色光の波長成分のみを選択的に透過し、他の波長成分は吸収するように形成されたものであり、分光機能層５Ｂは、青色光の波長成分のみを選択的に集光し、他の波長成分は吸収するように形成されたものである。
【００２３】
このような分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを備えたことにより、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、その受光する光が、特定の色の波長成分のみとなっている。したがって、これら受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、外部光の輝度情報ではなく、外部光の色度情報、すなわち、外部光中に含まれる赤色光成分、緑色光成分、青色光成分の強度をそれぞれ検出するものとなっている。そして、これにより受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、外部光におけるＲ、Ｇ、Ｂの輝度バランスを検出できるようになっている。
【００２４】
一方、前記受光素子４には前記の分光機能層が設けられておらず、したがってこの受光素子４は、液晶装置１００の外部光（環境光）をその受光面４ａに集光するものとなっている。このような構成のもとに受光素子４は、外部光を受光することで、外部光の輝度を検出してその輝度情報を得ることができるようになっている。
また、前記受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂには、その受光側に導光手段としての導波路７が設けられている。すなわち、受光素子４には、その受光面４ａに直接導波路７が接続されており、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂには、分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを介してそれぞれの受光面４ａに導波路７が接続されている。なお、図３に示した例では、４つの受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに対してそれぞれに対応するべく、４つの導波路７を用いているが、４つの光路を備えた導波路を１つ用い、各光路を４つの受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにそれぞれに対応させるようにしてもよい。
【００２５】
導波路７は、光路となるコアとこれを囲むクラッドとからなる公知のもので、一方の側が受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ側に接続され、他方の側がフレーム３００に形成された貫通孔（図示せず）に取り付けられてその光路（コア）の端面をフレーム３００の外面に露出させたものである。このフレーム３００の外面に露出させられた光路の端面は、各導波路７の受光部７ａとなっており、このような構成のもとに導波路７は、その受光部７ａで受光した外部光を、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに導くものとなっている。
【００２６】
ＴＦＴアレイ基板１０には、図１（ｂ）に示したように前記表示領域１１において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が形成されている。そして、図示を省略しているものの、これら画素電極９上には、ポリイミド等の液晶層５０の特性に応じた種類の配向膜が、画素電極９を覆って形成されている。
【００２７】
対向基板２０は、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（図示せず）と、対向電極（図示せず）と、配向膜（図示せず）とを順に積層形成したものである。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。このような対向基板２０は、前記の受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを覆うことなく、ＴＦＴアレイ基板１０上に貼着されたものとなっており、これによって受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、その受光面４ａが液晶装置１００の外面に向けて配置されたものとなっている。
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。
【００２８】
前記構成を備えた本実施形態の液晶装置１００は、導波路７を介して外部光を取り込み、これを受光するようにした受光素子４を有しているので、外部光の輝度を検出し、得られた外部光の輝度情報に基づき、バックライト１２０の輝度調整を行うことができるようになっている。また、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂには分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが設けられており、これら受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂも導波路７を介して外部光を受光するようになっているので、外部光の特定色の色の強度を検出し、得られた外部光の色度情報に基づき、液晶パネル１１０の表示調整を行うことができるようにもなっている。
【００２９】
以下に、液晶装置１００の電気的構成と、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを用いた輝度情報や色度情報の検出、さらにはバックライト１２０や液晶パネル１１０の制御について説明する。
図４は、液晶装置１００の電気的構成を示す図であり、図５は、図４に示す画像処理部２１０の電気的構成を示す図である。図４に示すように液晶装置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、バックライト制御部２６０とを主体としてなり、さらに受光素子４に接続する輝度検出部２２０と、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに接続する色度検出部２３０とを備えたものである。
【００３０】
液晶パネル１１０は、前述したように、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。また、ドットＤが形成された表示領域の外側には、マイクロレンズ５（５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ）を備えた受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが設けられており、受光素子４は信号配線を介して輝度検出部２２０に電気的に接続され、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは信号配線を介して色度検出部２３０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。
【００３１】
輝度検出部２２０には、メモリ２５０を備えた輝度演算部２４０が電気的に接続されており、輝度演算部２４０は、バックライト制御部２６０に電気的に接続されている。バックライト制御部２６０は、バックライト１２０に電気的に接続されたもので、前記受光素子４で得られた外部光の輝度情報に基づき、バックライト１２０の出力を制御するための制御手段となっている。
色度検出部２３０には、メモリ２８０を備えた色差演算部２７０が電気的に接続されており、色差演算部２７０は、前記画像処理部２１０に電気的に接続されている。画像処理部２１０は、前記制御部２００にも電気的に接続されている。
【００３２】
制御部２００は、本実施形態の液晶装置１００におけるタイミング信号生成手段として機能し、図示し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に対し出力するものである。図４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ようになっている。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ようになっている。
【００３３】
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５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、カラー変換テーブル２１４をＲＧＢの各画像信号に対し適用して所定の色変換を行う色変換部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、色差演算部２７０から出力される色差情報に基づきカラー変換テーブル２１４を補正するテーブル生成部（色補正手段）２１５とを備えて構成されたものである。
【００３４】
カラー変換テーブル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、色変換部２１２は、前記カラー変換テーブル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）に変換するようになっている。また、場合によっては、色変換部２１２に、画像信号に対してガンマ補正を行うためのガンマ補正テーブルを備えていてもよい。テーブル生成部２１５は、色差演算部２７０から入力される色差情報に基づいて、カラー変換テーブル２１４を更新するものである。
【００３５】
色度検出部２３０は、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂから出力される各色度信号を読み出し、必要に応じて色度信号の変換を行い、色差演算部２７０に色度情報として出力する。色差演算部２７０は、入力された色度情報と、メモリ２８０に予め保持されている基準色度とを比較して、外部光の色度と、基準色度との差異を検出する。メモリ２８０は、前記の如く外部光の色度に係る基準値である基準色度を保持している。なお、これら色度検出部２３０と色差演算部２７０とメモリ２８０とから、本発明の調整機構が構成されている。この調整機構は、後述するように画像処理部２１０で入力された画像信号ＤＡＴＡを表示信号Ｄｓに変換する際、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで得られた外部光の色度情報に基づき、変換される表示信号を調整するためのものである。
【００３６】
このような構成からなる液晶装置１００において、受光素子４で得られた外部光の輝度情報に基づき、バックライト１２０の出力を制御するためには、まず、受光素子４に接続された導波路７で外部光を受光し、さらにこの導波路７で導かれた外部光を受光素子４で受光し、これを検出する。
受光素子４で検出され、輝度検出部２２０に読み出された輝度信号は、輝度情報として輝度演算部２４０に入力される。輝度演算部２４０では、輝度検出部２２０から入力された輝度情報と、メモリ２５０に保持されている基準輝度とを比較し、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２６０に出力する。そして、バックライト制御部２６０は、前記補正情報に基づいて補正した制御信号をバックライト１２０に出力する。これにより、バックライト１２０は外部光の輝度に合わせてその出力が調整され、これによって液晶パネル１１０は、外部光に応じた適切な表示をなすようになる。
【００３７】
また、この液晶装置１００では、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで得られた外部光の色度情報に基づき、図６に示すフローチャートに従って前記調整機構により、液晶パネル１１０に入力される表示信号を調整し、色調整を行うようになっている。
このような色調整を行うには、まず、図４に示したように液晶装置１００に調整機構を接続した状態で、液晶装置１００を動作させる。次いで、液晶パネル１１０に設けられた導波路７、分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを介して受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで外部光を受光し、図６に示すように各受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ毎に対応する色の測色を行う（測色ステップＳ１）。
【００３８】
これら受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂによる測色によって色度検出部２３０に読み出された色度情報は、必要に応じて行われる色空間の変換処理を経て色差演算部２７０に出力される。本実施形態の場合、分光特性の異なる分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを介して３つの受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで測色するので、これら受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂから出力される色信号（ＲＧＢ値）を色信号（三刺激値ＸＹＺ）に変換し、色差演算部２７０へ色度情報として出力する。
【００３９】
前記ＲＧＢ値からＸＹＺ値への色信号の変換に際しては、下記（数１）に示すような線形変換などが利用できる。（数１）において、Ｍは３×３のＲＧＢ→ＸＹＺ変換行列であり、分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを含む受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの色特性を示している。また（α，β，γ）は補正項であり、分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの分光特性がルータ条件から外れている場合に加えられる項である。この補正項（α，β，γ）は、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの分光感度と分光機能層５Ｒ、５Ｇ、５の分光感度とを予め測定し、ＣＩＥ等色関数との差を求めることで算出することができる。前記色信号の変換機能は、色度検出部２３０に（数１）の計算を実行する演算回路として実装してもよく、色度検出部２３０から参照可能なＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用意し、このＬＵＴを参照しつつ補間計算を行う演算回路として実装してもよい。また、係る演算回路は、色差演算部２７０に実装されていてもよい。
【００４０】
【数１】
2006201224.tif 000003
【００４１】
次に、色差演算部２７０は、色度検出部２３０から入力された色度情報と、メモリ（記憶手段）２８０に保持された色度情報とに基づく演算処理により色差ΔＥａ＊ｂ＊（色差情報）を算出し、画像処理部２１０のテーブル生成部２１５（図５参照）に出力する（色差導出ステップＳ２）。具体的には、まず、下記（数２）を用いて色度検出部２６０から入力された色信号（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をＣＩＥＬＡＢ色空間に変換する。なお、（数２）中（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）は白色光のＸ，Ｙ，Ｚを表しており、Ｙｎ＝１００としてＸｎ，Ｚｎを正規化した値である。
【００４２】
そして、予めメモリ２８０に保持されている基準値（Ｌ＊１，ａ＊１，ｂ＊１）（基準色度情報）と、（数２）に基づき得られた値（Ｌ＊２，ａ＊２，ｂ＊２）（色度情報）とを用いて、下記（数３）に示す式により色差ΔＥａ＊ｂ＊（色差情報）を求める。メモリ２８０に保持されている値（Ｌ＊１，ａ＊１，ｂ＊１）は、液晶装置１００の仕様として決定された基準値である。
【００４３】
【数２】
2006201224.tif 000004
【００４４】
【数３】
2006201224.tif 000005
【００４５】
次に、得られた色差ΔＥａ＊ｂ＊の値に基づき、画像処理部２１０における色補正動作の実行が選択される（ステップＳ３）。すなわち、色差ΔＥａ＊ｂ＊が既定値（例えば３）以上の値であるとき、色差演算部２７０から画像処理部２１０に対してカラー変換テーブル２１４を更新するための色差情報（ΔＥａ＊ｂ＊）が出力され、画像処理部２１０にてカラー変換テーブル２１４が更新される（色補正ステップＳ４）。前記色差ΔＥａ＊ｂ＊が既定値未満であれば、外部光の色ずれは許容範囲内であると判断し、カラー変換テーブル２１４の更新を行わず処理を終了する（エンド）。
【００４６】
前記調整機構は、前記色差情報を、色差演算部２７０から画像処理部２１０のテーブル生成部２１５に入力する。テーブル生成部２１５は、入力された色差情報に基づき、カラー変換テーブル２１４を更新する。このとき、テーブル生成部２１５によって新たにカラー変換テーブルを生成して置換してもよいし、カラー変換テーブル２１４の一部を補正値で上書きしてもよい。なお、前記テーブル生成部２１５は前記調整機構に設けられていてもよい。
【００４７】
このようにしてカラー変換テーブル２１２が更新され、色変換部２１２にて更新されたカラー変換テーブル２１４が適用されることで、外部光の色度に対応して液晶パネル１１０に入力される表示信号が調整される。したがって、前記調整機構は、画像信号に対して適切な色調整を行うことで、この色調整がなされた表示信号を画像処理部２１０から液晶パネル１０に供給させるようになっている。
【００４８】
このような本実施形態の液晶装置１００にあっては、受光素子４によって外部光の輝度を検出（計測）し、係る検出結果に基づいてバックライト１２０を制御するので、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。したがって本実施形態の液晶装置１００によれば、外部光の輝度が外部光となる照明の種類や場所などで変化した場合にも、液晶パネル１１０に設けられた受光素子４を介して得られる輝度情報に基づきバックライト１２０の出力を補正することで、良好な表示を行うことができる。
【００４９】
また、特に受光素子４に外部光を導く導波路７を設けたので、この導波路７の受光部７ａを任意の位置に設けることができる。したがって、受光素子４を液晶パネル１１０の外面上に露出させずに、導波路７の受光部７ａを、液晶装置１００の外観意匠性を損ねない位置に配置することで、この液晶装置１００の外観意匠性が損なわれるのを防止することができる。また、このように受光素子４を形成する位置の自由度が大となるので、該受光素子４を表示領域に影響しない位置に形成することにより、表示領域が狭められることも防止することができる。
【００５０】
さらに、受光素子４をフレーム３００によって覆い、導波路７を、該フレーム３００に受光部７ａを設けた状態で該フレーム３００と前記受光素子４との間に配設しているので、この導波路７も受光部７ａ以外はフレーム３００で覆われることとなり、したがって導波路７が外面側に露出しないため、液晶装置１００の外面意匠性をより良好にすることができる。
また、ＴＦＴアレイ基板１０側に受光素子４を形成しているので、受光素子４を例えば駆動素子となるＴＦＴ３０と同じ工程で形成することができる。また、受光素子４が対向基板２０に覆われないため、該受光素子４を導波路７に接続するのが容易になる。
【００５１】
また、本実施形態の液晶装置１００にあっては、外部光の色度情報に基づいて調整機構により表示信号を調整することで、外部光に影響されることなく適切な表示を得ることができる。すなわち、外部光に色ずれがある場合に、これを補償した表示を得られるように液晶装置１００の色調整を行うことができ、これにより外部光に起因する表示色のばらつきを効果的に低減することができる。
【００５２】
なお、前記実施形態では、受光素子として、外部光の輝度情報を検出する受光素子４と、外部光におけるＲ、Ｇ、Ｂの輝度バランスを検出するための受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを共に備えたものについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、外部光の輝度情報を検出する受光素子４のみを備え、これによってバックライト（照明手段）１２０の出力制御のみを行うように構成してもよい。
【００５３】
また、逆に受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのみを備えるようにしてもよい。その場合、これら受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで得られた色度情報を積算することによって外部光の輝度を推算し、この推算によって得られた輝度情報を前記輝度演算部２４０に入力する。以下、前記実施形態と同様にして処理することにより、バックライト制御部２６０でバックライト１２０の出力を調整することができる。なお、この例においては、受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで得られた色度情報をそのまま用いることで、前記実施形態で示したようにバックライト１２０の出力の調整だけでなく、液晶パネル１１０の色調整についても行うように構成することができる。
【００５４】
また、前記実施形態では、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを、ＴＦＴアレイ基板１０における回路実装端子２０２の側方に形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばＴＦＴアレイ基板１０における、周辺見切り５３内に形成するようにしてもよい。
さらに、前記実施形態では、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４ＢがＰＩＮダイオードである例について説明したが、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４ＢをフォトトランジスタあるいはＴＦＴ単体により形成することもできる。すなわち、受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４ＢをＴＦＴ３０とほぼ同様の構造とし、半導体層に形成する不純物導入領域の種類を変更することにより、容易にフォトトランジスタを形成することができる。ＴＦＴ単体を用いる場合には、オフリーク電流特性を用いることができる。このように受光素子４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ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４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ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装置とすることができる。
【００５５】
また、前記実施形態では、特に本発明における導光手段となる導波路７を、フレーム３００と受光素子４との間に配設し、導波路７の受光部７ａをフレーム３００に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、導波路（導光手段）を任意の位置に配することができる。
例えば、図７（ａ）に示すように、液晶装置１００における周辺見切り５３に沿って導波路７２を形成し、その一端側にて受光素子４と接続させる。なお、この例では、受光素子として、輝度検出部２２０に接続する受光素子４のみが設けられたものとしている。
【００５６】
このように導波路７２を形成した場合に、例えば図７（ａ）に示したように受光部７２ａを導波路７２の長さ方向において複数形成しておくのが好ましい。その場合に、図７（ｂ）に示すように導波路７２において光路となるコア７２ｂに、各受光部７２ａと対応する位置毎に半透過ミラー７３を形成しておくのが好ましい。このようにすることで、受光部７２ａで受光した外部光を反射して図７（ｂ）中の矢印方向に導くことができ、かつ、後方から導かれた外部光を透過させてそのまま前方に導くことができるようになる。また、コア７２ｂの受光素子４側における端部には、全反射ミラー７４を設けておき、これによってコア７２ｂ中を伝搬した外部光を、受光素子４に導くようにする。
【００５７】
このような構成からなる導波路７２を備えた液晶装置にあっては、複数の受光部７２ａで外部光を受光し、これを受光素子４に導くことで、より多くの外部光を受光素子４に受光させることができ、したがって受光素子４からの十分な出力を確保することができる。
なお、前記例では受光素子４を一つ備えるようにしたが、図１に示した実施形態と同様に、色度検出部２３０に接続する受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂも備えるようにしてもよく、その場合に、各受光素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ毎に導波路７２を接続しておくのが好ましい。
【００５８】
また、図１、図７に示した実施形態（例）では、本発明における導光手段として導波路を用いているが、導波路に代えて公知の光ファイバを用いることもできる。導光手段として光ファイバを用いれば、この光ファイバを引き回すことで外部光の受光位置を、前記の導波路以上に任意の位置とすることができる。したがって、例えば液晶パネル１１０の表面側でなく裏面側に受光位置を設けたり、この液晶装置１００を備えた機器の筺体に受光位置を設けたりすることで、液晶装置１００の外観意匠性が損なわれるのをより効果的に防止することができる。
さらに、導波路や光ファイバからなる導光手段の受光部に、マイクロレンズ等からなる集光手段を設けておき、集光効率を高めるようにしてもよい。
【００５９】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器について説明する。図１０は、本発明の電子機器を携帯電話機に適用した場合の実施形態を示す図である。図１０に示すように本発明に係る携帯電話機１０００は、先の実施形態の液晶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。
【００６０】
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。
【００６１】
このような構成からなる携帯電話機１０００は、外観意匠性の低下が防止され、表示領域が狭められることも防止された表示部１０１２（液晶装置）を備えているので、この携帯電話機１０００自体の外観意匠性や液晶装置による表示機能が良好なものとなる。
また、特に導光手段として光ファイバを用い、この光ファイバの受光部を液晶装置からなる表示部１０１２でなく、この表示部１０１２を備えた携帯電話機１０００の筺体（例えば本体部１００１）に設けるようにすれば、表示部１０１２となる液晶装置の外観意匠性が損なわれるのをより効果的に防止することができる。
【００６２】
なお、本発明に係る液晶装置は、前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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（ａ）は実施形態に係る液晶装置の平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】液晶装置における液晶パネルの回路図である。
【図３】受光素子及びマイクロレンズを示す要部側断面図である。
【図４】液晶装置の電気的構成を示す図である。
【図５】図４の画像処理部の電気的構成を示す図である。
【図６】実施形態に係る色調整方法を示すフローチャート。
【図７】（ａ）（ｂ）は導波路についての他の例を示す模式図である。
【図８】電子機器の実施形態に係る携帯電話機の斜視構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ…受光素子、５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ…分光機能層、７、７２…導波路（導光手段）、７ａ、７２ａ…受光部、３０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ、スイッチング素子）、５０…液晶層、１００…液晶装置、１１０…液晶パネル、１２０…バックライト（照明手段）、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…輝度検出部、２３０…色度検出部、２４０…輝度演算部、２５０…メモリ、２６０…バックライト制御部（制御手段）、２７０…色差演算部、２８０…メモリ、３００…フレーム
【図１】
2006201224.tif 000006
【図２】
2006201224.tif 000007
【図３】
2006201224.tif 000008
【図４】
2006201224.tif 000009
【図５】
2006201224.tif 000010
【図６】
2006201224.tif 000011
【図７】
2006201224.tif 000012
【図８】
2006201224.tif 000013