(57)【要約】【課題】製造を容易にし、製造コストを抑え、開口率を大きくすることができる透過率制御用液晶パネル及び液晶表示装置の提供。【解決手段】コントラスト比を高めるためにバックライト上に表示デバイスと透過率制御用液晶パネル１１０とを積層する構造において、光の出射側である透過率制御用液晶パネル１１０には、格子状信号配線１１５と、表示デバイスから出射する光量に応じて抵抗値が変化する光受動素子１１１ａと、光受動素子１１１ａに接続される透明電極１１６とを設け、光量が大きいときには高い透過率、光量が小さいときには低い透過率となる構造を設ける。これにより、透過率制御用液晶パネル１１０は表示デバイスに対し空間的な位置関係を制御する必要がなく、また、映像信号の加工、入力が不要であり、走査タイミング等の同期も必要とせず、単純な画素構造でコントラスト比の向上を達成できる。【選択図】図２
2008292525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となる表示デバイス上に配置される透過率制御用パネルであって、
前記表示デバイスから出射される光量に基づいて透過率を変化させる構造を有することを特徴とする透過率制御用パネル。
【請求項２】
光源となる表示デバイス上に配置される透過率制御用パネルにおいて、
透明基板上に格子状信号配線を有し、
前記格子状信号配線で区画される各々の画素に、前記格子状信号配線に接続され、前記表示デバイスから出射される光量に基づいて抵抗値が変化する光受動素子を有することを特徴とする透過率制御用パネル。
【請求項３】
前記透過率制御用パネルは、一対の透明基板間に液晶が挟持された液晶パネルであり、
一方の透明基板には、各々の前記光受動素子に接続される第１の透明電極を備え、他方の透明基板には、全面に第２の透明電極を備え、
前記第１の透明電極には、外部電源から前記格子状信号配線に供給される電圧が、前記光受動素子の抵抗値に応じて調整されて印加され、
前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との間の電位差に応じて前記液晶を回転させ、透過率を変化させることを特徴とする請求項２記載の透過率制御用パネル。
【請求項４】
前記透過率制御用パネルは、一対の透明基板間に液晶が挟持された液晶パネルであり、
一方の透明基板には、各々の前記光受動素子に接続され、画素を略等分する位置に配置される線状の対向電極を備え、
前記対向電極には、外部電源から前記格子状信号配線に供給される電圧が、前記光受動素子の抵抗値に応じて調整されて印加され、
前記格子状信号配線と前記対向電極との間の電位差に応じて前記液晶を回転させ、透過率を変化させることを特徴とする請求項２記載の透過率制御用パネル。
【請求項５】
前記光受動素子は、アモルファスシリコン半導体であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載の透過率制御用パネル。
【請求項６】
他方の透明基板の、少なくとも前記光受動素子に対向する部分に、遮光層が形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一に記載の透過率制御用パネル。
【請求項７】
前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとは、画素の形状又は画素の間隔の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の透過率制御用パネル。
【請求項８】
前記透過率制御用パネルは、前記表示デバイスよりも、画素の面積又は画素の間隔の少なくとも一方が小さいことを特徴とする請求項７記載の透過率制御用パネル。
【請求項９】
前記第１の透明電極は、画素毎に、形状又は面積の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項２、３、５乃至８のいずれか一に記載の透過率制御用パネル。
【請求項１０】
前記透過率制御用パネルの各画素に配置される前記光受動素子は、前記第１の透明電極の面積に応じて、その面積又は数量の少なくとも一方が設定されることを特徴とする請求項９記載の透過率制御用パネル。
【請求項１１】
前記格子状信号配線と前記第１の透明電極又は前記対向電極とは、同一の金属からなることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか一に記載の透過率制御用パネル。
【請求項１２】
前記金属は透明導電体であることを特徴とする請求項１１記載の透過率制御用パネル。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一に記載の前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとが積層されてなることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか一に記載の前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとバックライトとがこの順に積層されてなることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過率制御用パネル及び表示装置に関し、特に、表示デバイス上に配置される透過率制御用液晶パネル及び表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯端末機器等の広い分野で利用されている。従来の液晶表示装置は、図１３に示すように、表示デバイス２１０とバックライト２３０などで構成され、表示デバイス２１０は、対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶パネルで構成されていた。
【０００３】
液晶表示装置では、バックライトの光を一方の基板又は一対の基板に設けた電極間に生じる電界によって液晶を回転させ、バックライト光の透過率を制御するため、自ら発光するデバイスに比べてコントラスト比が低いという問題がある。
【０００４】
そこで、図１４に示すように、表示デバイス２２１上に透過率制御用液晶パネル２１１を重ね合わせた構造や、図１５に示すように、バックライト２３２と表示デバイス２２２との間に透過率制御用液晶パネル２１２を挿入した構造などが提案されており、この透過率制御用液晶パネル２１１、２１２でコントラスト比を高める工夫がされている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
この透過率制御用液晶パネル２１１、２１２は一般的な液晶パネルとほぼ同じ構造であり、通常は、解像度、ピッチ、駆動周波数配線構造等を光源となる表示デバイス２２１、２２２と同じとし、光源となる表示デバイス２２１、２２２に液晶パネルを使用する場合は、その液晶パネルからカラーフィルタ色層を除いた構造になっており、両者の画像位置が完全に一致するようにアライメントされて貼り合わされる。
【０００６】
そして、表示デバイス２２１、２２２に映像／走査信号を入力し、透過率制御用液晶パネル２１１、２１２に矩形波信号を入力し、矩形波信号を映像／走査信号に同期させることにより、光源となる表示デバイスと同じ映像又は、それを加工した映像が表示されるようにしている。
【０００７】
具体的には、光源となる表示デバイス２２１、２２２の映像の「明るい部分」に積層された透過率制御用液晶パネル２１１、２１２の対応する画素は、表示デバイス２２１、２２２に供給される映像信号と連動した信号により、高い透過率となるような電圧が印加され、表示状態は「明るいまま」である。
【０００８】
また、光源となる表示デバイス２２１、２２２の映像の「暗い部分」に積層された透過率制御用液晶パネル２１１、２１２の対応する画素は、表示デバイス２２１、２２２に供給される映像信号と連動した信号により、低い透過率となるような電圧が印加され、表示状態は「更に暗くなる」ため、明暗のコントラスト比をより高くできる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３３８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、光源となる表示デバイスと透過率制御用液晶パネルの対応する画素は、それぞれ外部の信号によって制御されているため、これらを空間的に連動させるためには、光源となる表示デバイスと透過率制御用液晶パネルを完全にアライメントして積層する必要があり、その結果、液晶表示装置の製造が難しくなるという問題ある。
【００１１】
また、透過率制御用液晶パネルにも光源となる表示デバイスと連動した信号を加える必要があり、場合によっては画像処理された映像信号を加える必要があるため、上記制御を実現するためには信号回路や駆動ＩＣ、必要に応じて映像信号を加工する回路を設けなければならず、その結果、液晶表示装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
また、上記信号を制御するための信号源および信号処理回路が必要であり、また、透過率制御用液晶パネルのパネル構造も、通常表示の出来る高価な液晶パネルと同等の複雑なパネル構造となるため、液晶表示装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【００１３】
また、透過率制御用液晶パネルは上述のとおり複雑な構造となり、データ配線や走査配線を配置する必要があり、画素開口面積が制約されるため、開口率が大きく出来ないという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、コントラスト比を高めるために表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとが積層される構造において、製造を容易にし、製造コストを抑え、開口率を大きくすることができる透過率制御用パネル及び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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、光源となる表示デバイス上に配置される透過率制御用パネルであって、前記表示デバイスから出射される光量に基づいて透過率を変化させる構造を有するものである。
【００１６】
また、本発明は、光源となる表示デバイス上に配置される透過率制御用パネルにおいて、透明基板上に格子状信号配線を有し、前記格子状信号配線で区画される各々の画素に、前記格子状信号配線に接続され、前記表示デバイスから出射される光量に基づいて抵抗値が変化する光受動素子を有するものである。
【００１７】
本発明においては、前記透過率制御用パネルは、一対の透明基板間に液晶が挟持された液晶パネルであり、一方の透明基板には、各々の前記光受動素子に接続される第１の透明電極を備え、他方の透明基板には、全面に第２の透明電極を備え、前記第１の透明電極には、外部電源から前記格子状信号配線に供給される電圧が、前記光受動素子の抵抗値に応じて調整されて印加され、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との間の電位差に応じて前記液晶を回転させ、透過率を変化させる構成とすることができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記透過率制御用パネルは、一対の透明基板間に液晶が挟持された液晶パネルであり、一方の透明基板には、各々の前記光受動素子に接続され、画素を略等分する位置に配置される線状の対向電極を備え、前記対向電極には、外部電源から前記格子状信号配線に供給される電圧が、前記光受動素子の抵抗値に応じて調整されて印加され、前記格子状信号配線と前記対向電極との間の電位差に応じて前記液晶を回転させ、透過率を変化させる構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明においては、前記光受動素子は、アモルファスシリコン半導体であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明においては、他方の透明基板の、少なくとも前記光受動素子に対向する部分に、遮光層が形成されている構成とすることができる。
【００２１】
また、本発明においては、前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとは、画素の形状又は画素の間隔の少なくとも一方が異なる構成とすることができ、前記透過率制御用パネルは、前記表示デバイスよりも、画素の面積又は画素の間隔の少なくとも一方を小さくすることができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記第１の透明電極は、画素毎に、形状又は面積の少なくとも一方が異なる構成とすることができ、前記透過率制御用パネルの各画素に配置される前記光受動素子は、前記第１の透明電極の面積に応じて、その面積又は数量の少なくとも一方が設定される構成とすることもできる。
【００２３】
また、本発明においては、前記格子状信号配線と前記第１の透明電極又は前記対向電極とは、同一の金属からなる構成とすることができ、前記金属は透明導電体とすることができる。
【００２４】
また、本発明の表示装置は、上記いずれか一に記載の前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとが積層されてなるものである。
【００２５】
また、本発明の表示装置は、上記いずれか一に記載の前記透過率制御用パネルと前記表示デバイスとバックライトとがこの順に積層されてなるものである。
【００２６】
このように、本発明では、コントラスト比を高めるためにバックライト上に表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとが載置される構造において、透過率制御用液晶パネルの各々の画素に、表示デバイスからの光によって動作する光受動素子を設けることにより、表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとの貼り合わせの位置精度が要求されないため、液晶表示装置の製造を容易にすることができる。また、表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとを同期させるための駆動ＩＣや回路、信号源が必要なく、パネル構造も簡単になるため、製造コストを抑えることができる。更に、パネル構造を簡単にすることができるため、開口率を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の透過率制御用パネル及び表示装置によれば、下記記載の効果を奏する。
【００２８】
第１に、透過率制御用液晶パネルは、光源となる表示デバイスの光出力、すなわち実際の表示画像に対して、自己整合的にその光強度を強調する機能を有するため、光源となる表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとのアライメントが不要となり、液晶表示装置の製造を容易にすることができる。
【００２９】
また、第２に、透過率制御用液晶パネルの制御は、光源となる表示デバイスの光出力を直接利用するため、映像信号と同期した複雑な電気信号源およびその処理回路を必要とせず、また、開口画素の構造が単純かつ寸法精度も比較的ラフで良いため、液晶表示装置の製造コストを安くすることが出来る。
【００３０】
また、第３に、透過率制御用液晶パネルに施される信号配線は格子状信号配線だけであり、また、格子状であるために配線抵抗が低く配線幅を細くできるため、開口率を大きく取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、コントラスト比を高めるためにバックライト上に表示デバイスと透過率制御用液晶パネルとを積層する構造において、光源側である表示デバイスには、単体で映像表示が可能な通常の表示デバイスを配置し、光の出射側である透過率制御用液晶パネルには、表示デバイスから出射する光量に応じて、光量が大きいときには高い透過率となり、光量が小さいときには低い透過率となる構造を設けた液晶パネルを配置する。
【００３２】
これにより、透過率制御用液晶パネルは光源となる表示デバイスに対し空間的な位置関係を制御する必要がなく、また、映像信号の加工、入力が不要であり、走査タイミング等の同期も必要とせず、単純な画素構造でコントラスト比の向上を達成できる。
【実施例１】
【００３３】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る透過率制御用液晶パネル及び液晶表示装置について、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は液晶表示装置の断面図、（ｂ）は表示デバイスの平面図、（ｃ）は透過率制御用液晶パネルの平面図である。また、図２は、透過率制御用液晶パネルの光受動素子基板の構成を示す平面図であり、図３及び図４は、図２のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。また、図５は、光受動素子基板の１画素の構成及び動作を示す平面図であり、図６は、格子状信号配線、対向電極及び透明電極に印加される電圧パターンを示す図である。また、図７は、本実施例の液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施例の液晶表示装置１００は、透過率制御用液晶パネル１１０と、表示デバイス１２０と、バックライト１３０と、図示しない筐体などから構成され、透過率制御用液晶パネル１１０及び表示デバイス１２０には、配線で区画された画素がマトリクス状に配列されている。なお、本実施例では、透過率制御用液晶パネル１１０と表示デバイス１２０とを同期させる必要はないため、透過率制御用液晶パネル１１０の画素形状、画素ピッチ等は、光源となる表示デバイス１２０の画素形状、画素ピッチと同じにする必要はなく、また積層時の位置関係も任意である。
【００３５】
また、図３に示すように、透過率制御用液晶パネル１１０は、光受動素子基板１１１と、対向基板１１２と、両基板に挟持された液晶１１３と、両基板の間隔を保持するためのスペーサ（図示せず）と、液晶１１３を配向させるために両基板の対向面に形成された配向膜（図示せず）と、少なくとも対向基板１１２の外面若しくは両基板の外面側に貼り付けられた偏光板１１４などから構成され、配向膜はラビング等の処理により配向処理が施されている。そして、両基板は、素子面を内側にして、液晶１１３を挟持した状態で貼り合わされ、基板周辺部にて固定および液晶１１３の封止がなされる。
【００３６】
また、図２乃至図４に示すように、上記光受動素子基板１１１は、互いに交差する方向の配線を結合した、導電性材料からなる格子状信号配線１１５と、格子状信号配線１１５で囲まれる各画素内に形成される、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる透明電極１１６と、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコンなどの半導体１１７（又は、図４（ａ）に示すように半導体１１７及びオーミックコンタクト用のＮ＋シリコンなどのＮ＋半導体１１７ａ）とからなり、透明電極１１６と格子状信号配線１１５は半導体１１７を介して接続される。
【００３７】
上記半導体１１７は、光受動素子基板１１１側からの入射光に対し、その一部又は全部が光学的に暴露されるように配置され、光受動素子１１１ａとして機能する。また、格子状信号配線１１５は、基板端部より外部電源１４０から交流パルス波形電圧を供給されており、半導体１１７を介して各透明電極１１６に電圧を印加し、対向基板１１２の透明電極１１６との間に電位を発生させる。
【００３８】
なお、図３及び図４（ａ）では、半導体１１７の形成後に格子状信号配線１１５及び透明電極１１６を形成する構造を示しているが、図４（ｂ）に示すように、格子状信号配線１１５及び透明電極１１６の形成後に半導体１１７を形成する構造とすることもできる。また、図２では、画素と透明電極１１６とを相似形にしているが、透明電極１１６は画素と異なる形状とすることもできる。
【００３９】
また、対向基板１１２は、ガラス基板１１９の対向面側全域に透明電極１１６が成膜されており、基板端部より外部電源１４０から電圧を供給できる構造になっている。この対向基板１１２には、少なくとも半導体１１７の部分（好ましくは、更に格子状信号配線１１５と対向する部分）に外光が入射しないように、金属層または黒色の樹脂層などからなる遮光層１１８を備えることが望ましい。
【００４０】
そして、透過率制御用液晶パネル１１０には、図６（ａ）に示すように、外部電源１４０から光受動素子基板１１１に数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、２〜２０Ｖ程度の矩形波電圧が印加されており、対向基板１１２には前記矩形波の平均電圧である直流電圧が印加されている。すなわち、格子状信号配線１１５の電圧は、対向基板１１２に対して矩形波電圧の半分の電圧で正負極性反転した電圧が印加されていることになる。
【００４１】
上記透過率制御用液晶パネル１１０は、電圧無印加時に透過率が最小となり、電圧を大きくするにしたがって透過率が上昇する、いわゆるノーマリーブラックタイプの液晶表示素子となっている。ノーマリーブラックタイプを実現する手段としては、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＴＮ（Twisted Nematic）方式等の液晶駆動方式の如何を問わない。
【００４２】
一方、光源となる表示デバイス１２０は、通常の液晶表示ディスプレイとして使用される液晶パネルであり、単体でも文字や画像の表示を行うことが可能である。
【００４３】
光源となる液晶パネルの動作モードは、ＴＮ、ＩＰＳ、ＶＡ等、各種の素子構造が利用できる。また、表示モードも、ノーマリーホワイト／ノーマリーブラックの何れでもよい。また、液晶以外の表示デバイス、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などの、発光素子もしくはバックライトの光を透過率制御にて表示を行う表示素子であれば液晶パネルに限定されない。
【００４４】
そして、透過率制御用液晶パネル１１０は、光源となる表示デバイス１２０の光出射側に貼り合わされる。その際、本実施例の透過率制御用液晶パネル１１０は表示デバイス１２０に同期させて駆動する必要はないため、正確にアライメントする必要はない。
【００４５】
なお、透過率制御用液晶パネル１１０の光受動素子基板側に偏光板１１４を貼り付けてある場合で、光源となる表示デバイス１２０に液晶パネルを用いる場合は、その光出射側偏光板の透過軸と透過率制御用液晶パネル１１０の光入射側偏光板の透過軸の方向を同方向に合わせて貼り合わせ、光受動素子基板側に偏光板１１４がない場合は、光源となる液晶パネル１２０の光出射側偏光板を透過率制御用液晶パネル１１０の光入射側偏光板として利用した場合、透過率制御用液晶パネル１１０がノーマリーブラックモードとなる方向に貼り合わせる。
【００４６】
以下、上記構成の液晶表示装置１００の動作について、図５乃至図７を参照して説明する。
【００４７】
光源となる表示デバイス１２０は映像信号により制御され、図７に示すように、空間的に分割された光出射の強弱で映像または画像を点描表現する。そして、光源となる表示デバイス１２０の表示の明るい部分からは強い光が出射され、透過率制御用液晶パネル１１０の対応する位置に配置されている半導体１１７に入射する。
【００４８】
なお、透過率制御用液晶パネル１１０の光受動素子１１１ａや透明電極１１６で構成される各開口部は全て同じ信号が印可されており、どの開口部も区別がないため、上記の“対応する位置”とは、適当に表示デバイス１２０と透過率制御用液晶パネル１１０を積層したときに、表示デバイス１２０の画素上にたまたま配置された画素であることを意味する。
【００４９】
次に、光が入射した半導体１１７は光励起状態となり、キャリアが多数発生することで電気抵抗値が小さくなる。ここで、図５に示すように、透過率制御用液晶パネル１１０の光受動素子基板１１１の格子状信号配線１１５と透明電極１１６は半導体１１７で電気的に接続されており、半導体１１７の抵抗値が小さい場合には、透明電極１１６に外部電源信号の矩形波がほぼ直接印加された状態となるため、図６（ｄ）に示すように、対向基板１１２との間にほぼ矩形波の振幅の半分に相当する電圧が印加される。
【００５０】
従って、上記の電圧を透過率制御用液晶パネル１１０の最大透過率が得られる状態に設定することで、図７（ａ）のＥ〜Ｈ、図７（ｂ）のＣ〜Ｆのように、光源となる表示デバイス１２０の映像の明るい部分はそのまま明るい表示が出力される。
【００５１】
逆に、光源となる表示デバイス１２０の映像の暗い部分からはあまり光が出射されないため、透過率制御用液晶パネル１１０の対応する位置に配置されている半導体１１７では光励起状態にならず、キャリアがあまり発生しないので電気抵抗値が大きくなる。従って、格子状信号配線１１５と透明電極１１６は半導体１１７で接続されているものの、その抵抗値が大きいため、非常に大きな時定数となり、図６（ｂ）に示すように、矩形波を加えた場合はほぼその平均電圧値に近い電圧で脈動する。
【００５２】
ここで、本発明では矩形波の平均値と対向基板１１２の電位を同一に設定しているため、液晶１１３にはほとんど電圧が印加されず、したがって最低透過率状態となる。ゆえに、図７（ａ）のＪ〜Ｌ、図７（ｂ）のＨ〜Ｌのように、光源となる表示デバイス１２０の映像の暗い部分は更に光出射が抑制される。
【００５３】
また、映像の中間的な明るさの部分では、半導体の電気抵抗がやや大きいが電流が流れる状態となるので、矩形波の１パルス中に十分に電圧の書き込みが行えず、図６（ｃ）に示すように、実効的な電圧および透過率は中間的なものとなる。
【００５４】
このように、本実施例の透過率制御用液晶パネル１１０では、表示デバイス１２０からの入射光によって光受動素子基板１１１に形成した半導体１１７の抵抗を変化させ、半導体１１７を介して格子状信号配線１１５に接続される透明電極１１６に印加される電圧を変化させて、自己整合的に透過率を制御する構造としているため、透過率制御用液晶パネル１１０と表示デバイス１２０のアライメントを不用として製造を容易にすることができ、透過率制御用液晶パネル１１０と表示デバイス１２０の同期を不用として製造コストを低減することができる。更に、本発明では、外部電源１４０から各画素に異なる電圧を印加する必要がないため、格子状配線１１５を一体的に形成することができると共に配線幅を狭くすることができるため、透過率制御用液晶パネル１１０の構造を簡単にして開口率を高めることができる。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の第２の実施例について、図８を参照して説明する。図８は、本実施例の光受動素子基板の構造を模式的に示す平面図である。
【００５６】
前記した第１の実施例では、矩形状信号配線１１５を直線にして透明電極１１６を矩形状にしたが、上述したように、透過率制御用液晶パネル１１０の画素形状や画素間隔は、光源となる表示デバイス１２０と同じにする必要は無いため、任意に設定可能である。そこで、本実施例では、矩形状信号配線１１５を屈曲させて透明電極１１６を六角形状としている。このような形状にすることによって、空間的により稠密に透過率を制御することが出来る。
【実施例３】
【００５７】
次に、本発明の第３の実施例について、図９を参照して説明する。図９は、本実施例の光受動素子基板の構造を模式的に示す平面図である。
【００５８】
前記した第１及び第２の実施例では、光受動素子基板１１１の各画素を同じ形状としたが、上述したように、透過率制御用液晶パネル１１０の画素形状や画素間隔は、光源となる表示デバイス１２０と同じにする必要は無いため、本実施例では、矩形状信号配線１１５を不定形として各透明電極１１６の形状を変化させている。このような構造にすることによって、光源となる表示デバイス１２０の各画素との規則性がなくなり、干渉を抑制することができるため、モアレの発生を抑制することができる。
【００５９】
なお、各光受動素子１１１ａは、各透明電極１１６の静電容量に合わせて、その個数，大きさが設計されており、光強度と透過率の関係が各画素で同じになるように設定されている。
【実施例４】
【００６０】
次に、本発明の第４の実施例について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、本実施例の光受動素子基板の構造を模式的に示す平面図であり、図１１は、本実施例の透過率制御用液晶パネルの構造を示す断面図である。
【００６１】
上記各実施例では、矩形状信号配線１１５の材料は特に限定していないが、図１０及び図１１に示すように、格子状信号配線１１５を透明電極１１６と同層かつ同一材料、例えばＩＴＯなどで構成することもできる。このような構造にすることによって、製造プロセスを短縮でき、製造リードタイムの短縮と製造コストを安くすることが出来る。
【実施例５】
【００６２】
次に、本発明の第５の実施例について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施例の光受動素子基板の構造を模式的に示す平面図である。
【００６３】
前記した第１の実施例では、光受動素子基板１１１の透明電極１１６と対向基板１１２の透明電極１１６との間の縦電界によって液晶１１３を回転させる縦電界方式の液晶パネルを示したが、図１２に示すように、光受動素子基板１１１の矩形状信号配線１１５で囲まれる各画素を略等分する位置に、線状の対向電極１１５ａを形成し、矩形状信号配線１１５と対向電極１１５ａとの間の横電界によって液晶１１を基板水平方向に回転させる横電界方式（ＩＰＳ方式）とすることもできる。このようなＩＰＳ方式を採用することによって、透過率制御用液晶パネル１１０の視野角特性を飛躍的に向上させることが出来る。
【００６４】
なお、上記各実施例では、透過率制御用液晶パネル１１０を液晶パネルとしたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、表示デバイス１２０からの入射光に応じて、入射光量の多い部分では透過率が大きく、入射光量の少ない部分では透過率が小さくなるように自己整合的に透過率が変化する任意の構造のパネルに適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、透過率制御用パネル及び表示デバイスと透過率制御用パネルとが積層された表示装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は液晶表示装置の断面図、（ｂ）は表示デバイスの平面図、（ｃ）は透過率制御用液晶パネルの平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る透過率制御用液晶パネルの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る透過率制御用液晶パネルの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る透過率制御用液晶パネルの他の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る光受動素子基板の１画素の構造及び動作を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る格子状信号配線及び透明電極に印加される電圧パターンを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る光受動素子基板の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る光受動素子基板の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例に係る光受動素子基板の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第４の実施例に係る透過率制御用液晶パネルの構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施例に係る光受動素子基板の構成を示す平面図である。
【図１３】従来の液晶表示装置（積層無し）の構成を示す図であり、（ａ）は液晶表示装置の断面図、（ｂ）は表示デバイスの平面図である。
【図１４】従来の積層構造の液晶表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は液晶表示装置の断面図、（ｂ）は表示デバイスの平面図、（ｃ）は透過率制御用液晶パネルの平面図である。
【図１５】従来の積層構造の液晶表示装置の他の構成を示す図であり、（ａ）は液晶表示装置の断面図、（ｂ）は表示デバイスの平面図、（ｃ）は透過率制御用液晶パネルの平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  液晶表示装置
１１０  透過率制御用液晶パネル
１１１  光受動素子基板
１１１ａ  光受動素子
１１２  対向基板
１１３  液晶
１１４  偏光板
１１５  格子状信号配線
１１５ａ  対向電極
１１６  透明電極
１１７  半導体
１１７ａ  Ｎ＋半導体
１１８  遮光層
１１９  ガラス基板
１２０  表示デバイス
１３０  バックライト
１４０  外部電源
２００、２０１、２０２  液晶表示装置
２１０、２１１、２１２  表示デバイス
２２１、２２２  透過率制御用液晶パネル
２３０、２３１、２３２  バックライト
【図１】
2008292525.tif 000003
【図２】
2008292525.tif 000004
【図３】
2008292525.tif 000005
【図４】
2008292525.tif 000006
【図５】
2008292525.tif 000007
【図６】
2008292525.tif 000008
【図７】
2008292525.tif 000009
【図８】
2008292525.tif 000010
【図９】
2008292525.tif 000011
【図１０】
2008292525.tif 000012
【図１１】
2008292525.tif 000013
【図１２】
2008292525.tif 000014
【図１３】
2008292525.tif 000015
【図１４】
2008292525.tif 000016
【図１５】
2008292525.tif 000017