(57)【要約】【課題】周囲の照射光を受光素子で測定し、バックライトの輝度を制御する表示装置、特に受光素子と表示パネルを一体化した構造にて、従来は低照度時の光量検出が不正確であり、また表示パネルと周囲光源との位置関係や角度、向きによっても正確な検出ができなかった。【解決手段】受光素子２の受光部を透明基板３の非表示領域における縁領域や透明基板側面に屈折率１以上の透明接着剤で接合し、透明基板内に入射した光の全反射成分を検出する。これにより、微小である光成分の検出量が増加し、表示パネルへの入射光量、特に低照度時の入射光量を正確に検出でき、非表示領域１８を広くせずに済み、受光素子が一個なので回路の複雑化もなくて、表示装置を小型化できる。特にフィルム材で帯状に形成した受光素子を用いることにより、透明基板表面の非表示領域における縁領域や、側面に複数配置できて光成分の利用率が上がり、検出精度が増す。【選択図】      図１
2005070065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視認側に少なくとも１枚の透明基板を設けた表示パネルと補助光源を備え、
受光素子の受光部を前記透明基板の上側表面における非表示領域の任意の位置、または少なくとも一つの辺の側面に向けて受光素子を配置し、表示パネルに入射する周囲光のうち前記透明基板内を全反射する成分を受けて照度検出を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
表示パネルが上下２枚の透明基板を有する場合、受光素子は受光部をどちらか一方の透明基板の非表示領域表面に向けて配置することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
表示パネルが上下２枚の透明基板を有する場合、受光素子は受光部をどちらか一方の透明基板の側面に向けて配置することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、
表示パネルが上下２枚の透明基板を有する場合、視認側である上側透明基板よりも下側透明基板の方が大きく、受光素子は受光部を上側透明基板の上面または側面に向けて、下側透明基板上に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子はシリコンを材料とするフォトトランジスタまたはフォトダイオードであることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子はガラス基板上にアモルファスシリコンで形成したことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は形状を前記透明基板の側面形状に合わせたポリエステルから成るフィルム状の基材上に、アモルファスシリコンで形成したことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子の受光部と透明基板の間に、屈折率が１以上の透明な部材を充填して接合することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の表示装置において、
前記屈折率が１以上の透明な部材は、エポキシ系接着剤またはアクリル系接着剤を粘着材としたシール材であることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は、受光部を透明基板の非表示領域の相隣る２縁、あるいは３縁、あるいは全縁に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は、受光部を透明基板の相隣る２側面、あるいは３側面、あるいは全側面に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の受光素子において、
受光素子は１組の電極を持つ単体の受光素子を折り曲げて配置することを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は、受光部を透明基板の非表示領域であって互いに反対の側である２縁に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は、受光部を透明基板の互いに反対の側である２側面に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の表示装置において、
受光素子は、一例が発光ダイオードである補助光源を搭載するのと同じフレキシブルプリント基板上に実装することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項４に記載の表示装置において、
受光素子は、下側透明基板上に直接実装することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の表示装置において、
受光素子は、電極部を下側透明基板上にＣＯＧ実装するか、異方導電性テープを用いて接着することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の表示装置において、
発光ダイオードを補助光源とするバックライトを備えてこれを間欠駆動し、
バックライトの間欠駆動は、フリッカーによるちらつきが出ない６０Ｈｚ以上の周波数とし、
受光素子による検出タイミングがバックライトの非駆動時間の終端を占め、バックライトを駆動するパルス信号に接していることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の表示装置において、
周囲光の照度に応じて補助電源への供給電力を制御するアルゴリズムを保持するルックアップテーブルを備え、ルックアップテーブルに書き込むアルゴリズムは任意に設定が可能であり、バックライトの発光ダイオードへの供給電力を周囲光のある照度範囲に亘ってピーク値とし、それより低照度時や高照度時に供給電力を下げることを特徴とする表示装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の表示装置において、
ピーク時における発光ダイオード１個当たりの平均駆動電流を約２０ｍＡとし、これに応じて駆動電流のデューティ比を８７．５％、平均駆動電流をデューティ比で除した約２３ｍＡを駆動電流のピーク値にすることを特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求項１８に記載の表示装置において、
受光素子は周囲光とバックライトの両方の照度を時分割検出することを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の表示装置において、
受光素子は周囲光の照度を時分割検出によって低照度時と高照度時のそれぞれについて検出し、バックライト照度の検出と合わせて３回検出することを特徴とする表示装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の表示装置において、
周囲光の低照度時と高照度時、およびバックライト照度の３回の検出時に、受光素子の出力を増幅する増幅回路の増幅率も、各切り換えのタイミングに合わせてスイッチにより切り換えることを特徴とする表示装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の表示装置において、
各検出値の増幅出力がＡ／Ｄ変換器のリファレンス電圧範囲内に適合するように、増幅回路の増幅率、またはリファレンス電圧範囲自体を調節することを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
請求項１８に記載の表示装置にさらに光源内蔵のキースイッチを設けた表示装置において、
前記受光素子で周囲光の輝度を検出して、補助光源およびキースイッチの両方の発光を調整することを特徴とする表示装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の表示装置において、
パルス幅変調または駆動電流の制御によって、補助光源またはキースイッチの輝度を調整することを特徴とする表示装置。
【請求項２７】
請求項１に記載の表示装置において、
表示パネルは、透明電極を形成して配向処理を施した一対の透明基板の間に液晶を封入してなる液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の表示装置において、
液晶表示パネルは、ノーマリーホワイトまたはノーマリーブラックの透過型、反射透過両用型、または反射型のいずれかの液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
【請求項２９】
請求項１に記載の表示装置において、
表示パネルは、陽極と陰極の間に正孔輸送層と電子輸送層からなる有機層を配置して、電極間に電流を注入することにより有機層から発光する有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を、前記陽極または陰極を設けた２枚の基板で挟持し、視認側の基板を透明電極付きの透明基板とした有機ＥＬ表示パネルであることを特徴とする表示装置。
【請求項３０】
視認側に少なくとも１枚の透明基板を設けた表示パネルとフロントライトを備え、
受光素子の受光部を前記フロントライトを構成する導光板の少なくとも一つの辺の側面または、上面、下面の任意の箇所に向けて受光素子を配置し、
表示パネルに入射する周囲光のうち前記導光板内を全反射する成分を受けて照度検出を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項３１】
視認側に少なくとも１枚の透明基板を設けた表示パネルとフロントライトを備え、
受光素子の受光部を前記透明基板の少なくとも一つの辺の側面の任意の箇所に向けて受光素子を配置し、表示パネルに入射する周囲光のうち前記透明基板内を全反射する成分を受けて照度検出を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項３２】
視認側に表示パネルを保護する透明な風防を設けた表示装置において、
受光素子の受光部を前記風防の少なくとも一つの辺の側面または、下面の任意の箇所に向けて受光素子を配置し、表示パネルに入射する周囲光のうち前記風防内を全反射する成分を受光素子が受けて照度検出を行うことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示パネルへの周囲光の照度や補助光源によるバックライトの輝度等を、受光素子を用いて測定して、バックライト等の発光量を制御する機能を有する表示装置に関し、特に受光素子と表示装置を一体化した構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末などの携帯機器において、表示装置のカラー化が急速に進んでいる。これに伴い、表示装置の高輝度化が一層進み、消費電力が増大している。これは電池駆動を基本とし大きさに制限がある携帯機器において、電池寿命を著しく縮めることになり、使用時間の短縮が問題になっている。例えば、液晶パネルを用いた携帯電話を例にとると、液晶パネルとバックライトを合わせた電力消費量は、通話時で全体の電力消費量の２０〜３０％、操作時（非通話時）で５０〜８０％と非常に高い割合を占めており、表示装置の消費電力増加が電池寿命短縮の原因になっていることが分かる。
【０００３】
そこで、表示装置の性能を損なうことなく消費電力を削減する方法が提案されている。液晶表示装置を例にとると、屋外での使用が想定される携帯電話や携帯端末では、外光を利用する反射表示とバックライトによる光を利用する透過表示の両方を兼ね備えた、反射透過両用の表示装置が使用されている。
【０００４】
反射透過両用の表示装置を使用する場合には、屋内では、バックライトの光による透過表示が主となるが、屋外では外光による反射表示を行うため、バックライトによる光がそれほど寄与しなくなる。そして外光が強ければ強いほどその傾向が強くなる。そこで、受光素子を備えて、周囲の環境の明るさを検出し、反射表示による使用が可能な場合には、バックライトの不要な出力を調節する調光システムが、表示品質を損なうことなく消費電力を削減する有意義な方法として挙げられる。このようにバックライトの不要な出力を調節する調光システムを搭載した表示装置が、下記の特許文献１に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−２１８２１号公報
【０００６】
図４２は、特許文献１に開示された表示装置の一例である。液晶を用いた表示パネル１が筐体２０に取り付けられており、表示パネル１は裏側からＬＥＤ（３０）によって照明される。筐体２０に設けた受光素子２によって周囲の照度を検出し、その照度に応じてＬＥＤ（３０）への供給電力を調整する。これにより消費電力を節約する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献の従来例では、受光素子と表示パネルを別々の場所に設けている。その場合、表示パネルの表示面への光の照射量と、受光素子による検出量に食い違いがあって、誤差を生じる問題があり、また、受光素子２の箇所に採光窓が必要であるとともに、受光素子２の取り付け位置が限定されて、製品デザインや構造に大きな制約を受けるという問題がある。
【０００８】
調光システムにとって、受光素子が正確に周囲環境の明るさ情報を検出することが最も重要である。受光素子を表示パネルに搭載して、表示パネルに入射する周囲光のうちの透明基板を伝わってくる光成分を検出するようにすれば、二つを別々の場所に設けたものよりも表示パネルへの照射光量の検出が正確である。しかしながら、表示パネルに入射する周囲光のうち、透明基板を伝わってくる光成分は、ほとんどが透明基板を透過するので、割合としては入射光に対して大変微弱である。
【０００９】
受光素子を表示パネルに搭載する場合、どこに受光素子を配置し、どうやって検出するかが重要になってくる。例えば、受光素子を液晶表示パネルの下側の透明基板に取り付けた場合、光が下側基板を通って受光素子に届くまでに、偏光板、上側透明基板、透明電極、配向膜、液晶、を経ることになり、その道程のため、ただでさえ微小な透明基板を伝わってくる光成分がさらに減衰して、正確な光検出や低照度時の光検出が困難な程の成分になってしまう。
【００１０】
さらに、外光を利用した反射表示と、バックライトによる照明を利用した透過表示の両機能を備えた反射透過両用液晶表示パネルにおいては、２枚の透明基板の間に内在反射膜が形成されていて、照射光が下側透明基板に届く前に大部分が反射してしまい、下側透明基板を伝わってくる照射光量はほとんど検出不能である。
【００１１】
また、受光素子を表示パネルに配置する位置によっては、外光の光源と表示パネルおよびこれに含まれる受光素子との位置関係や角度、向きに応じて照射光の検出量が変化し、実際の周囲照度と受光素子の検出量との間に大きな誤差が生じる問題がある。
【００１２】
また、透明基板上に受光素子を実装する場合、最低でも受光素子の投影面積に相当する実装スペースの確保が必要であり、表示装置の小型化に支障を来していた。
【００１３】
そこで本発明では、製品デザインや構造への制約が少ないという特徴を備え、光の検出量が、外光と受光素子の位置や角度、向きに依存せず、表示パネルへの正確な照射光量を検出でき、小型化が可能な表示装置を実現することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために本発明による表示装置は、以下の手段を採用して受光素子を表示パネルに搭載する。すなわち、表示パネルに入射する光量と、入射光の一部が透明基板内を全反射して伝わる光量はほぼ比例しているので、その全反射光を検出することによって表示パネルへの入射光量を正確に検出し、周囲の明るさ情報を得ることができる。
【００１５】
そこで、その全反射光をより効率良く検出するために、受光素子の受光部を上側透明基板の視認側表面の非表示領域の少なくとも一つの縁領域、または方形の透明基板の４辺のうちの少なくとも一つの辺の側面に向けて配置する。これにより、受光素子実装用のスペースを従来よりも狭くできて小型化につながり、また受光素子用の採光窓が不要であって製品デザインへの制約もない。
【００１６】
表示パネルの一対の透明基板をガラスまたはプラスチックで製作し、受光素子の受光部をどちらか一方の透明基板の表面または側面に向けて配置すれば、基板内の全反射成分を検出可能である。一対の透明基板において、フィルム状の受光素子を用いることで、下側透明基板と上側透明基板の大きさの大小に関わらず、上側透明基板の非表示領域表面に配置することができる。ガラス基板の受光素子を用いる場合において、一対の透明基板のうち、下側透明基板の方が上側透明基板よりも大きい場合、受光素子は受光部を上側透明基板の側面に向けて下側透明基板上に配置する。
【００１７】
受光素子としては透明なガラス基板上にシリコン材料でフォトトランジスタまたはフォトダイオード等の光電素子を形成したもの、あるいはフィルム状の基材の上に光電素子を形成したものを用いる。前者のガラス基板型受光素子は液晶表示パネルのバックライトのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）を乗せるＦＰＣ上に実装することで、コストを抑えると同時に小型化と回路の簡素化を実現する。また、後者のフィルム型受光素子は、受光面積を大きく、かつ薄くでき、透明基板にＣＯＧ実装することで小型化と表示パネルへの一体化が実現する。
【００１８】
受光素子の受光面積と感度には関係があり、一般に受光面積が大きいほど出力が増す上に感度もよくなって、より低照度の状況を検出できるようになる。そこで受光面積を大きくし、なおかつ小型、薄型化にするために上記のフィルム型受光素子の方を用い、受光部を透明基板表面の非表示領域や側面の形状に合わせた帯状に形成する。
【００１９】
受光素子の受光部を透明基板表面の非表示領域や側面に向ける場合、透明基板の縁や辺の数だけ配置位置がある。例えば透明基板が長方形であれば四つの縁と辺があるので、一つのフィルム状の受光素子が４縁または４辺全部を覆うように配置することで、あらゆる角度から表示パネルに入射される光の全反射成分を漏れなく拾うことができる。これによって表示パネルと外光の光源との位置関係や角度、向きに影響されずに正確に光の照射量を検出でき、照度検出の精度が大幅に向上する。
【００２０】
しかしながら、透明基板の４縁または４辺全部を覆うように配置すると受光素子が大きく、長くなってしまい、コストアップの要因になるので、４縁や４辺全部ではなく、凹型形状を作る３縁や３辺、あるいは隣り合う２縁や２辺に配置してもよい。透明基板の側面に配置する場合は、一つの受光素子を透明基板の角で折り曲げて使用する。他の配置としては、２枚のフィルム型受光素子を用い、一つの縁や辺とその反対側の縁、辺という二つの縁や辺に配置することもできる。
【００２１】
受光素子によって周囲光の照度を検出してバックライト照度を調整するだけでなく、バックライトの照度を検出してバックライト自身の輝度バラツキの補正やバックライト動作を監視することも行う。それにはバックライトをパルス状に間欠的に点灯し、バックライト非点灯時に受光素子による周囲光の検出を行い、バックライト点灯時にバックライトの輝度を検出する。周囲光とバックライト輝度を検出するタイミングをずらすことで、一つの受光素子により周囲光とバックライトの両方の輝度を時分割検出する。
【００２２】
携帯情報端末の用途によっては、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を内蔵させたキースイッチを表示装置に設けたものがあり、受光素子の検出光量の情報によってバックライトとキースイッチの輝度の両方を調整することも行う。具体的には、受光素子の検出光量に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）波形またはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換後のアナログ信号によって駆動電流を調節することで、バックライトまたはキースイッチ光源の輝度を調整する。
【００２３】
受光素子の受光部を表示パネルの透明基板に配置する場合、受光素子と透明基板側面との間に、屈折率が１以上の透明な部材、特にアクリル系接着剤を充填して接合することにより、両者の境界に屈折率の差が生じないようにして光の散乱を防ぎ、透明基板内を伝わってくる光成分が受光面へ入射する段階での損失をなくして光検出の正確さを増す。
【００２４】
表示装置を構成する表示パネルには、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜で形成した透明電極付きの一対の透明基板の間に、液晶を封入し配向処理した構造の液晶表示パネルを用いることができ、これにはノーマリーホワイトまたはノーマリーブラックの透過型、反射透過両用型、反射型などのものがある。
【００２５】
表示パネルが特に反射型液晶である場合は、視認側に照明装置があるフロントライト方式の構造であるので、透明基板に受光素子を配置するよりも、フロントライトを構成している導光板の表面または側面に配置する。
【００２６】
また別種の表示装置としては、陽極と陰極の間に正孔輸送層と電子輸送層から成る有機層を設け、電極間に電流を注入することにより有機層から発光する有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を、所定の間隙を設けて対向配置した２枚の電極付き基板の間に挟み、視認側の基板を透明電極付きの透明基板とした有機ＥＬ表示パネルで構成することができる。
【００２７】
また、携帯情報端末等でこれらの表示パネルを使用する際において、表示パネルを覆って保護する風防等がある場合には、その風防に受光素子を配置することで、表示パネルへ入射する周囲光のうち、風防内を全反射しながら伝わってくる光を検出することができる
【００２８】
上記のように、本発明は透明基板や透明基板の保護パネルの少なくとも一つの縁または辺の側面に、受光部を向けて受光素子を配置する。このように受光素子と表示パネルとを一体化することで、受光素子の採光窓が不要になって製品デザインへの制約がなくなり、小型化が容易になる。さらに帯状の受光素子を用いることで、受光面積を増やせるとともに一層小型化できる。こうして、光源と表示パネルとの位置関係に影響されずに、表示パネルへの正確な入射光量を検出できる表示装置が実現する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使用して本発明の表示装置の実施形態を説明する。第１〜第６の実施形態は、それぞれ受光素子２の使用方法や配置が異なっている。
【００３０】
〔第１の実施形態：図１〜図１０〕
図１は、本発明における実施形態の斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。バックライトを備えた反射透過両用型液晶表示装置で、上面と下面で配向膜のラビング方向が９０°ずれている捩れネマティック（ＴＮ）方式である。図２にて、上の表示面側から順に、偏光板１０、上側の透明基板３、液晶１３、下側の透明基板４、偏光板１０、それにプリズムシート２７、拡散シート２８、導光板２９およびＬＥＤ（３０）からなるバックライトで構成されている。
【００３１】
上下の透明基板３、４はガラスまたはプラスチック製である。上側の透明基板３には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の透明電極１１を形成し、配向膜１２を塗布してラビング処理してある。下側の透明基板４には、アモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）ならびに酸化インジウム錫の透明電極１１を形成してあり、配向膜１２を塗布してラビング処理してある。２枚の透明基板３、４を、セルギャップ調節用のスペーサとシール材によって接着し、間に液晶１３を封入してある。
【００３２】
図１にて、表示パネルの上面は、実際に情報を表示する画素を形成してある表示領域１７と、配線の取出し電極やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３２（図４参照）、液晶駆動ＩＣ（３１）を実装する非表示領域１８に分けられる。本発明に用いた液晶表示パネルは、ＴＦＴ基板である下側の透明基板４の方が上側の透明基板３よりも大きくて、図示しない取出し電極を設けてあり、液晶駆動ＩＣ（３１）をＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）実装してある。
【００３３】
図２に見るように、照明装置であるバックライトは、プリズムシート２７、拡散シート２８、導光板２９、ＬＥＤ（３０）で構成してある。ＬＥＤ（３０）は側面発光型で、放出された光は導光板２９の内部を全反射しながら伝わって行くとともに上方に反射され、拡散シート２８、プリズムシート２７を通って均一、集光化されて液晶パネルに入射する。
【００３４】
受光素子２は、図５に見るように受光部を透明基板３の表面の側面２３寄りの縁領域に内側を向くようにアクリル系の接着剤２６で接合してある。受光素子２の電極は制御回路であるコントローラＩＣ（図４、図８の３３）に接続し、コントローラＩＣ（３３）は液晶表示パネルの外部のＬＥＤドライバ（図８の３７）に接続し、ＬＥＤドライバ３７はコントローラＩＣ（３３）からの出力に応じてバックライトのＬＥＤ（３０）を駆動する
【００３５】
図３はフィルム型受光素子２で、（ａ）、（ｂ）はその両面を示す。アモルファスシリコン半導体の一方の面に受光部３４を形成し、反対側の面に取出し電極である陽極３５と陰極３６を形成したもので、受光部３４側の面をポリエステルから成る透明なフィルム基板に形成してある。表示パネルにアクリル系接着剤２６（図５参照）で貼り付けられ、フィルムの特徴から薄く占有面積が小さくて済む。
【００３６】
次に、図５により、本実施形態の動作を説明する。太陽や蛍光灯といった外光の主な光源５からの照射光６が表示パネル１の表示領域１７（図１）に照射され、照射光６は透明基板を透過する透過成分９、透明基板表面で全反射したり透明基板を透過した後、内在散乱膜等によって反射や散乱したりする散乱成分８、透明基板３内を全反射する全反射成分７、の三つに大別される。入射光のうち、ＩＴＯや液晶、内在散乱膜や反射膜によって散乱、反射される成分はいわば外光の再利用成分であり、全反射成分７は、透明基板への入射成分や内在散乱膜等による散乱成分８の一部が、透明基板と主として空気との屈折率の差によって、透明基板内部を全反射するものである。
【００３７】
空気の屈折率は１．００であり、例えば透明ガラス基板３の屈折率は１．４９であるので、両者の屈折率の差によって全反射が生じる限界の角度である臨界角は、４２°となる。つまり、透明基板表面で全反射せずに透明基板内に一度入射した光は、次の境界面における入射角が臨界角４２°を超える場合は透明基板内を全反射し、４２°以下の光は出射される。透明基板３へ入射した光が境界面で反射されて戻ってきたり、一旦透明基板３を透過し、その後のＩＴＯ、液晶、内在散乱膜によって散乱、反射されて透明基板３に戻ってきた光の一部が、臨界角４２°を超え、従って透明基板内を全反射して伝わっていく。
【００３８】
受光素子２と透明基板３とはアクリル樹脂系接着剤２６で接着されるが、アクリル樹脂の屈折率は１．４９であり、透明ガラス基板３の屈折率とほぼ同じであるので、両者の境界による屈折、散乱、反射が少なく検出光量の損失をできるだけ低減している。
【００３９】
この透明基板内の全反射成分７を受光素子２で検出する。液晶表示装置は、図１に示す表示領域１７を図５に見るように透明なプラスチックの風防１９で覆い、それ以外の部分を筐体２０で覆って保護してあり、透明基板３の側面に接合してある受光素子２は筐体２０の下に位置するので、受光素子２が直接に照射光６を検出することはない。
【００４０】
図６は受光素子２の検出特性を示すもので、横軸は表示パネルの周囲の外光の照度、縦軸は受光素子２が光を受けた時の発生電流である。検出可能な照度範囲は広くて、１０ｌｘ以下の低照度、１０，０００ｌｘ以上の高照度の検出ができる。外光が受光素子２を直接照射したとすれば発生電流は直線Ａのようになるが、実際に受光素子２に当たるのは、上述のように、図５における透明基板３内の全反射成分７であり、その場合の発生電流は直線Ｂで表される。
【００４１】
図６に見るように、透明基板３内の全反射成分７による発生電流Ｂは、周囲からの照射光６を直接検出する場合の発生電流Ａにほぼ比例している。従って、透明基板３中の光の全反射成分による発生電流Ｂから、周囲の明るさ環境の情報を検出できる。なお、実験的には、受光素子で検出している光量は、受光素子近傍の領域に入射してきた光が、２〜３回全反射して受光素子まで届く成分がほとんどである。
【００４２】
図７に、受光素子２により外部の照射光６を検出するタイミングを表すパルス信号Ａと、バックライトのＬＥＤ（３０）を点灯するタイミングを表すパルス信号Ｂを示す。いずれもハイレベルで所定の動作を行う。このようにハイレベルを完全にずらすことで、ＬＥＤ（３０）の光を検出せずに照射光６のみを検出する。しかし、ＬＥＤ（３０）の点灯するタイミングがローレベルになったときでも、すぐに非点灯にはならず完全に非点灯になるためにはある程度の応答時間が必要であるので、その遅延時間をも考慮に入れて受光素子の検出タイミングをさらにずらす必要がある。
【００４３】
フリッカーによるちらつきを防止のために、ＬＥＤ（３０）の間欠駆動は６０Ｈｚ以上の周波数で行うのがよく、例えば、ＬＥＤ（３０）のパルス信号Ｂは、１パルス幅が約１６ｍｓで、ハイレベル幅が約１４ｍｓ、ローレベル幅が約２ｍｓのデューティ比約８７．５％のパルス信号である。
【００４４】
受光素子のパルス信号Ａは、パルス信号Ｂがローレベルからハイレベルに切り替わる近傍のローレベルの位置に、幅約０．１６ｍｓのハイレベル波形を持つデューティ比約１％のパルス信号である。図７の場合、パルス信号Ａの立ち下がりとパルス信号Ｂの立ち上がりが接する関係にして、パルス信号Ｂのローレベル区間すなわちＬＥＤ（３０）の非駆動時間の開始からのパルス信号Ａの遅延時間を最大にしている。本発明では、できるだけバックライト輝度を減少させないために、パルス信号Ｂのデューティ比を可能な限り大きくし、ＬＥＤの点灯時間を稼いでいる。
【００４５】
逆に、パルス信号Ａのハイレベルをパルス信号Ｂのハイレベル区間に置くことで、ＬＥＤ（３０）の点灯中に照度検出を行い、ＬＥＤ（３０）の輝度を測定する。このように照度検出のタイミングを操作することで、一つの受光素子２で外部の照射光６とバックライトのＬＥＤ（３０）輝度の両方を検出する。
【００４６】
また、外部の照射光を測定する場合、低照度時と高照度時での電圧出力差が大きいので、検出感度を低照度に合わせると高照度が検出できず、高照度に合わせると低照度が検出できない。従って、この場合も検出動作を低照度側の検出用と高照度側の検出用の二つにさらに時分割し、ある照度を境にその二つの検出を切り換えることによって、１０ｌｘ以下の低照度、１０，０００ｌｘ以上の高照度の検出を実現している。
【００４７】
次に、図８を用いて、本実施形態における一連の動作の過程について説明する。受光素子２が照度を検出して生じる電流出力は、コントローラＩＣ（３３）にまず伝達される。コントローラＩＣ（３３）では、動作の速いオペアンプによる無バイアス電流電圧変換を用いた増幅回路３８によって、まず受光素子の応答が電圧に変換されるが、低照度時の微弱な外部の照射光と、高照度時の強い外部の照射光、それにバックライトのＬＥＤ光のそれぞれを検出するために負帰還の抵抗値をスイッチにより切り換えることで増幅率を調節する。
【００４８】
増幅出力をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３９によってＡ／Ｄ変換するが、増幅出力がリファレンス電圧範囲内にうまく適合するように、受光素子の各検出値を増幅するオペアンプの反転増幅回路、または非反転増幅回路の増幅率を調整するか、またはＡ／Ｄ変換器用のリファレンス電圧４１を調整する。リファレンス電圧４１は変動がないようトリミング装置４２によって安定化している。
【００４９】
外部の照射光の低照度用検出出力と高照度用検出出力、それにバックライト光の三つの出力は、発信器４３からの信号を用いて制御部４０が作るタイミングのずれたクロックで、Ａ／Ｄ変換器３９により時分割的に８ｂｉｔでＡ／Ｄ変換される。そのデジタル出力を演算処理する制御部４０が、アルゴリズムが書き込まれているルックアップテーブル４４からの読み出しを行い、そのデジタル出力の値に対応した値を出力する。
【００５０】
ルックアップテーブルからの出力値の大小に応じて制御される８ｂｉｔのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）発生器４５がＰＷＭ波形を出力し、このＰＷＭ波形出力をＬＥＤドライバ３７に入力することでバックライトのＬＥＤ（３０）輝度を調整する。本発明では、照射光６の検出量に応じたＬＥＤ（３０）の出力調節と、バックライトＬＥＤ（３０）の輝度を検出してＬＥＤ（３０）自体の輝度のバラツキを補正することの二つを行っている。
【００５１】
また、本発明の表示パネルを組み込む機器には、ＬＥＤを内蔵して発光するボタン等のキースイッチを搭載したものがあるが、その場合、このＰＷＭ波形をキースイッチのＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバに出力することで合わせて制御することも行う。
【００５２】
図９は、本実施形態におけるそれら一連の動作の流れ図であり、構成要素間の制御の伝達状況を示している。図１０は本実施形態で設定したルックアップテーブルにおけるアルゴリズムのフィードバックグラフで、横軸は図５の外光である照射光６の照度、縦軸は図１のバックライトのＬＥＤ（３０）１個当たりの駆動電流であり、周囲光に応じたバックライトの輝度の調整度合いを示すものである。
【００５３】
従来、バックライトの輝度調節は、周囲光の照度が高ければバックライトの輝度を落とすという単純な線形の関係が多かったが、図１０のフィードバック特性は照度の一定範囲で駆動電流にピークを設け、照度がそれ以上の領域では駆動電流を下げるとともに、照度がそれ以下の領域でも駆動電流を下げている。これは周囲の照度が非常に低い時にバックライトの輝度を上げると、逆に眩しく感じるのを抑えるためである。もちろん低照度領域において消費電力を削減する効果もある。
【００５４】
ルックアップテーブルの設定を変更することで、用途に応じた、また、液晶表示パネルの性質に合った最適のフィードバックを提供することができる。本発明では、十分な照明が得られる一方で電力消費が過大にならない電流値として、まず、発光ダイオード１個当たりのピーク時の平均駆動電流を約２０ｍＡに設定する。そして外光の検出量に応じて平均駆動電流をピーク範囲の両側で低下させるとともに、バックライトＬＥＤを駆動するパルス波がデューティ比を持つために平均輝度が駆動中の輝度より減少することを盛り込んだアルゴリズムによって、駆動電流を決定する。
【００５５】
前述のように、パルス波のデューティ比が８７．５％なので、ＬＥＤ１個当たりの駆動電流をピーク時に平均約２０ｍＡにするために、図１０に見るように最高は平均電流をデューティ比で除した値である約２３ｍＡ流して、補助光源の自動輝度調整を行う。
【００５６】
〔第１の実施形態の変形例１：図１１〜図１３〕
次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。図１１は、第１の実施形態から受光素子２を図３のようなフィルム型からガラス基板型のものに変更し、ガラス基板型受光素子を手前側面に配置した例を図示したものである。図１２はガラス基板型受光素子の斜視図で、（ａ）、（ｂ）はその両面を示す。アモルファスシリコン半導体の一方の面に受光部３４を形成し、反対側の面に取出し電極である陽極３５と陰極３６を形成したもので、受光部３４側の面を透明なガラス基板に貼付して強度を持たせてある。この場合、受光素子２は、図１３に示すようにＬＥＤ（３０）を実装してあるのと同じＦＰＣ（３２）に実装する。
【００５７】
〔第１の実施形態の変形例２：図１４〜図１５〕
また、第１の実施形態の変形例２として、第１の実施形態と同じフィルム型の受光素子ではあるが、第１の実施形態とは異なり受光面と電極端子面とが同一面上にある受光素子を用いた例について説明する。図１４は、その受光素子２を示していて、受光部３４が横長で、両端で下に延びた部分に陽極３５と陰極３６を形成してあり、受光部３４と陽極３５と陰極３６はフィルムの同じ面上に形成してある。この型の受光素子２を、上側の透明基板３の手前の縁領域に、受光部３４を透明基板側に向けて取り付ける。
【００５８】
図１５が、縁領域に取り付けた例を示すものである。図に見るように受光素子２の大きさは選択の自由度が大きく、透明基板３の非表示領域の面積、厚さや形状に応じて任意に選べばよい。一例として、図１５では上面透明ガラス基板３の手前側面全面の長さに合わせて接合してある。図１４のような、受光部３４と陽極３５と陰極３６が同一面上にあるフィルム型受光素子２を用いる場合は、受光部はアクリル系接着剤で透明基板に接着し、電極部はＣＯＧ実装するか、異方導電性テープを用いてフレキシブルプリント基板に直接ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）実装する。
【００５９】
〔第１の実施形態の変形例３：図１６〕
図１６は、受光素子２を上側透明基板３の手前側非表示領域の縁に、受光部３４を透明基板側に向けて取り付けた例を図示したものである。受光素子と透明基板はアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側に向かう成分を検出する。
【００６０】
〔第１の実施形態の変形例４：図１７〕
図１７は、受光素子２を上側透明基板３の手前側非表示領域の縁および手前側面に、受光部を透明基板側に向けて取り付けた例を図示したものである。受光素子と透明基板はアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側に向かう成分のほとんど大部分を検出する。
【００６１】
先の図５にて、透明基板３内を光の全反射成分７が伝播する方向は、光源５と表示パネル１との位置関係によって変化する。そのため、周囲の明るさ環境が一定であっても、受光素子２の配置によっては光検出量に偏りが生じる。図１８と図１９は、光源５と表示パネル１との相互位置による光の伝播状況の違いを示す図である。例えば、図１８（ａ）では、透明基板３中で全反射成分７は表示素子２を設けてある側面２３の方向に向かい、同図（ｂ）では、表示素子２を設けた側の反対側の側面２５の方向に向かっており、全反射成分７が進む側で強く検出される。
【００６２】
また、表示素子を平面的に見た図１９では、図（ａ）、（ｂ）に見るように、光の全反射成分７の進行方向は、透明基板の左側面２４Ｌまたは右側面２４Ｒのどちらにでもなり得る。図２０のグラフは図６と同様のものであるが、受光素子２が周囲からの照射光６を直接受けた場合の発生電流が直線Ａで示されるのに対し、一例として照射光６が図１９の透明基板３の左側面２４Ｌまたは右側面２４Ｒから真横に入射した場合、全反射成分７による受光素子２の発生電流は直線Ｂとなって変化が乏しく、第一の実施形態ではほとんど検出できないことが分かる。この点の考慮から、以下に示す第２〜第７の実施形態は、それぞれ受光素子２の設置箇所を第１の実施形態と違えてある。
【００６３】
〔第２の実施形態：図２１〕
第２の実施形態について説明する。図２１に示すように、１枚のＬ字形のフィルム型の受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内部に向けて非表示領域の手前側と右側の表面縁領域にアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と右側に向かう成分を検出することができ、左横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６４】
〔第２の実施形態の変形例１：図２２〕
図２２は第２の実施形態の変形例１である。１枚のＬ字形のフィルム型の受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内部に向けて非表示領域の手前側と左側の表面縁領域にアクリル系接着剤で接着してある。第２の実施形態と異なり、透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と左側に向かう成分を検出することができ、右横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６５】
〔第２の実施形態の変形例２：図２３〕
図２３は第２の実施形態の変形例２である。１枚のフィルム型の受光素子２を折り曲げ、受光部を透明基板３の内部に向けて手前側面と右側面にアクリル系接着剤で接着してある。表面の縁領域ではなく、側面に配置していることが第２の実施形態と異なっている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側面と右側面に向かう成分を検出することができ、左横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６６】
〔第２の実施形態の変形例３：図２４〕
図２４は第２の実施形態の変形例３である。１枚のフィルム型の受光素子２を折り曲げ、受光部を透明基板３の内部に向けて手前側面と左側面にアクリル系接着剤で接着してある。表面の縁領域ではなく、側面に配置していることが第２の実施形態やその変形例１と異なっている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側面と左側面に向かう成分を検出することができ、右横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６７】
〔第２の実施形態の変形例４：図２５〕
図２５は第２の実施形態の変形例４である。１枚のＬ字形のフィルム型の受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内部に向けて非表示領域の手前側と右側の表面縁領域、ならびに手前側面にアクリル系接着剤で接着してある。第２の実施形態と異なり、縁領域に加えてさらに手前側面にまで配置し、検出量を増加させている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と右側に向かう成分を検出することができ、左横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６８】
〔第２の実施形態の変形例５：図２６〕
図２６は第２の実施形態の変形例５である。１枚のＬ字形のフィルム型の受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内部に向けて非表示領域の手前側と左側の表面縁領域、ならびに手前側面にアクリル系接着剤で接着してある。第２の実施形態と異なり、縁領域に加えてさらに手前側面にまで配置し、検出量を増加させている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と左側に向かう成分を検出することができ、右横からの外光に対して正確に光量を検出する。
【００６９】
〔第３の実施形態：図２７〕
図２７は第３の実施形態である。２枚のフィルム型の受光素子２の受光部を透明基板３の内部に向けて、非表示領域の手前側と向こう側の表面縁領域にアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と向こう側に向かう成分を検出することができる。真横である両側への成分は検出できないが、真横だけの成分だけが存在するということはないうえに、手前側と向こう側の上下と真横の左右には、左右への成分が強くなったら上下への成分は弱まるという反比例の関係があるので、この配置でも問題なく検出できる。
【００７０】
〔第３の実施形態の変形例１：図２８〕
図２８は第３の実施形態の変形例である。２枚のフィルム型の受光素子２の受光部を透明基板３の内部に向けて、手前側面と向こう側側面にアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側面と向こう側側面に向かう成分を検出することができる。
【００７１】
〔第３の実施形態の変形例２：図２９〕
図２９は第３の実施形態の変形例である。２枚のフィルム型の受光素子２の受光部を透明基板３の内部に向けて、非表示領域の手前側と向こう側の表面縁領域ならびに手前側面にアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と向こう側に向かう成分を検出することができる。
【００７２】
〔第４の実施形態：図３０〕
図３０は第４の実施形態である。１枚の凹形状のフィルム型の受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内部に向けて、非表示領域の手前側と両側の手前側の一部の表面縁領域に、アクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と両側の手前側部分に向かう成分を検出することができる。実際に表示パネルが用いられている機器を使用して表示パネルを見ているときは、外光の光源はほとんどの場合において表示パネルの上方向こう側にあり、したがって透明基板内を通る全反射成分は必然的に手前側が強く集まるので、手前側に受光素子を配置することは最も有効である。
【００７３】
〔第４の実施形態の変形例１：図３１〕
図３１は第４の実施形態の変形例である。これは図１８の第４の実施形態では透明基板３の非表示領域における両側の手前側の一部だけを覆っている受光素子２を、両側面全部を覆うように広げている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と両側全部に向かう成分を検出することができる。
【００７４】
〔第４の実施形態の変形例２：図３２〕
図３２は第４の実施形態の変形例２である。１枚のフィルム型の受光素子２を両端近くの２箇所で折り曲げ、受光部を透明基板３の内部に向けて、手前側面と両側面の手前側の一部に、アクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側面と両側面の手前側部分に向かう成分を検出することができる。
【００７５】
〔第４の実施形態の変形例３：図３３〕
図３３は第４の実施形態の変形例３である。これは図１８の第４の実施形態の変形例２では透明基板３の両側面の手前側の一部だけを覆っている受光素子２を、両側面全部を覆うように広げている。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側面と両側面全部に向かう成分を検出することができる。
【００７６】
〔第４の実施形態の変形例４：図３４〕
図３４は第４の実施形態の変形例４である。これは受光部を透明基板３の内部に向けて、非表示領域の手前側と両側の表面縁領域ならびに手前側面に、アクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）のうち、手前側と両側全部に向かう成分を検出することができる。
【００７７】
〔第５の実施形態：図３５〕
図３５は第５の実施形態である。１枚の額縁状のフィルム型受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内側に向けて、透明基板３の非表示領域４縁すべてにアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）を全部検出するので、最も正確に光量を検出できる。
【００７８】
〔第５の実施形態の変形例１：図３６〕
図３６は第５の実施形態の変形例１で、１枚のフィルム型の受光素子２を折り曲げ、受光部を透明基板３の内側に向けて、透明基板３の全周を取り巻いてアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）を全部検出するので、最も正確に光量を検出できる。
【００７９】
〔第５の実施形態の変形例２：図３７〕
図３７は第５の実施形態の変形例２で、１枚の額縁状のフィルム型受光素子２を用い、受光部を透明基板３の内側に向けて、透明基板３の非表示領域４縁ならびに手前側面をアクリル系接着剤で接着してある。透明基板３内を全反射する入射光の全反射成分７（図５）をほとんど全部検出するので、最も正確に光量を検出できる。
【００８０】
〔第６の実施形態：図３８〕
図３８は第６の実施形態で、反射型液晶表示パネルを用いたフロントライト式表示装置である。フロントライト方式であるので、導光板２９やＬＥＤ（３０）は、液晶表示パネルの上にあり、液晶表示パネルの真上から照らし、反射型液晶パネルによって反射された光を見ることになる。この場合も基本的には第１〜５の実施形態と同様に透明基板３に受光素子２を配置する。受光部を透明基板３の非表示領域４に、内側を向くようにアクリル系接着剤で接着してある。導光板２９内を全反射する入射光の全反射成分７を検出する。このようにフロントライト方式の場合は、導光板に受光素子を取り付けても、導光板内を全反射して伝播する外光の成分を検出することが可能である。
【００８１】
〔第１〜５の実施形態の変形例：図３９〜図４０〕
図３９は、本発明における第１〜５の実施形態の変形例で、液晶表示装置から有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）表示装置に変換したものの構成を示す。透明基板３に陽極である透明電極１１を形成したものと、陰極である背面電極１４との間に、正孔輸送層１５と電子輸送層１６からなる有機層を設けることにより、電極間に電流を注入すると有機層から発光する有機ＥＬ素子を構成し、これによって表示を行う装置である。
【００８２】
透明基板３の側面に接合した受光素子２により、透明基板３内を全反射する光成分を検出する。有機ＥＬ表示装置は自発光型なので、検出光量が多ければ出力を増加させ、少なければ出力を減少させるようにＰＷＭの駆動波形を有機ＥＬドライバに入力して、出力輝度を自動的に調整する。また、前述したようなキースイッチが内蔵している光源の出力も、光成分の検出量に連動して自動的に制御する。
【００８３】
図４０は本発明において設定した、外光照度の検出値に対する有機ＥＬ素子の駆動電流制御のフィードバックのグラフであり、外光量に応じた発光輝度の調整度合いを示すものである。
【００８４】
〔第７の実施形態：図４１〕
図４１は第６７の実施形態である。第１〜５の実施形態で用いられたフィルム型受光素子２を用いるが、受光素子を表示パネルの透明基板ではなく、表示窓の箇所で表示パネルを保護する風防１９に配置する。すなわち、風防１９縁部が筐体２０で覆われる領域に、受光部を風防１９に向けて受光素子２をアクリル系接着剤で接着することで、透明な風防１９内を全反射する入射光の全反射成分７を検出する。
【００８５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、受光素子の受光部を表示パネルの透明基板表面の非表示領域または、透明基板の側面に向けて配置することで、透明基板内を伝わってくる全反射成分の検出することができ、表示パネルに入射する光量を正確に検出することができる。
【００８６】
フィルム型受光素子を用い、受光部を表示パネルの透明基板表面の非表示領域および透明基板の側面に向けて配置することで、受光面積の増加が可能であり、微小であった全反射成分の検出量を増加することができ、表示パネルに入射する光量、特に低照度時における光量を正確に検出することができる。
【００８７】
表示パネルの非使用部分を使えるので、専用の実装領域が不要であり、製品デザインや製造コストへの影響が少ない。透明基板の表面非表示領域や側面に接合して配置することで、表示パネル自体の小型化に対応しており、また１個のフィルム状の受光素子で構成できるので回路の複雑化もなく、表示パネルとは別の場所に受光素子を置く場合に比べて、表示装置のさらなる小型化が可能である。
【００８８】
本発明では、受光素子による照度検出において、表示パネルの構造、形状から影響を受けることがない。例えば液晶表示パネルの場合、ノーマリーブラック、ノーマリーホワイト、透過型、反射透過両用型、反射型と各種のものがあるが、いずれの場合も上側透明基板の側面に受光素子を配置して、透明基板内の光の全反射成分を検出するので、液晶の方式や種類等に依存せず幅広く対応できる。そして、表示パネルと外光の光源との位置関係や角度、向きに依存せず、正確に光の照射量を検出できる。
【００８９】
また、１個の受光素子で外光とバックライトＬＥＤの両方の輝度を時分割検出し、外光連動型の自動輝度調整とＬＥＤの自動輝度補正の両方を行うことができる。あるいはまた、１個の受光素子による検出でバックライトとキースイッチの双方の輝度を調整できる。
【００９０】
外光の輝度を検出する場合もまた低照度時と高照度時において時分割検出することで、１０ｌｘ以下の低照度、１０，０００ｌｘ以上の高照度の検出が可能である。
【００９１】
各表示パネルの特性に合わせて、ルックアップテーブルにおける輝度調整のアルゴリズムを設定することが可能であり、周囲の照度環境による表示パネルの最適な視認性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】第１の実施形態で用いるフィルム型受光素子を示し、（ａ）は受光部側、（ｂ）はその裏面の電極側である。
【図４】第１の実施形態における受光素子の実装状況を示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態における入射光の伝播状況を示す側面図である。
【図６】第１の実施形態における外光照度と、受光素子が外光を直接受けた時の発生電流Ａ、および透明基板内の全反射成分を受けた時の発生電流Ｂの関係を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態における受光素子による検出のタイミングＡと、バックライトＬＥＤを点灯するタイミングＢの時間的関係を示す図である。
【図８】第１の実施形態における信号と制御の伝達状況を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態における制御の伝達状況を示す流れ図である。
【図１０】第１の実施形態における外光照度と、バックライトＬＥＤの駆動電流の関係を示すアルゴリズムのグラフである。
【図１１】第１の実施形態の変形例１の構成を示す斜視図である。
【図１２】第１の実施形態の変形例１で用いるガラス基板型受光素子の斜視図で、（ａ）は方形のものの受光部側、（ｂ）はその裏面の電極側を示す。
【図１３】第１の実施形態の変形例１における受光素子の実装状況を示す斜視図である。
【図１４】受光部と電極端子が同一面上にあるフィルム型受光素子の斜視図で、受光部を横長に形成し、両端部を下に延ばして電極を設けたものを示す。
【図１５】第１の実施形態の変形例２の構成を示す斜視図である。
【図１６】第１の実施形態の変形例３の構成を示す斜視図である。
【図１７】第１の実施形態の変形例４の構成を示す斜視図である。
【図１８】第１の実施形態において、光源との位置関係による透明基板内の光の伝播状況の違いを断面的に示す図である。
【図１９】第１の実施形態において、光源との位置関係による透明基板内の光の伝播状況の違いを平面的に示す図である。
【図２０】第１の実施形態において、外光照度と、受光素子が外光を直接受けた時の発生電流Ａ、および液晶表示パネルに真横から入射した外光の透明基板内の全反射成分を受けた時の発生電流Ｂの関係を示すグラフである。
【図２１】本発明の液晶表示装置の第２の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図２２】第２の実施形態の変形例１の構成を示す斜視図である。
【図２３】第２の実施形態の変形例２の構成を示す斜視図である。
【図２４】第２の実施形態の変形例３の構成を示す斜視図である。
【図２５】第２の実施形態の変形例４の構成を示す斜視図である。
【図２６】第２の実施形態の変形例５の構成を示す斜視図である。
【図２７】本発明の液晶表示装置の第３の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図２８】第３の実施形態の変形例１の構成を示す斜視図である。
【図２９】第３の実施形態の変形例２の構成を示す斜視図である。
【図３０】本発明の液晶表示装置の第４の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図３１】第４の実施形態の変形例１の構成を示す斜視図である。
【図３２】第４の実施形態の変形例２の構成を示す斜視図である。
【図３３】第４の実施形態の変形例３の構成を示す斜視図である。
【図３４】第４の実施形態の変形例４の構成を示す斜視図である。
【図３５】本発明の液晶表示装置の第５の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図３６】第５の実施形態の変形例１の構成を示す斜視図である。
【図３７】第５の実施形態の変形例２の構成を示す斜視図である。
【図３８】本発明の反射型液晶装置の第６の実施形態の構成を示す断面図である。
【図３９】本発明の第１〜第５の実施形態の変形例である有機ＥＬ表示パネルの構成を示す断面図である。
【図４０】図３９の実施形態における外光照度と、有機ＥＬ素子の駆動電流の関係を示すグラフである。
【図４１】本発明の液晶表示装置の第７の実施形態の構成を示す斜視図である。
【図４２】従来の液晶表示装置の斜視図である。
【符号の説明】
１  表示パネル
２  受光素子
３  透明基板
４  透明基板
５  光源
６  照射光
７  全反射成分
８  散乱成分
９  透過成分
１０  偏光板
１１  透明電極
１２  配向膜
１３  液晶
１４  背面電極
１５  正孔輸送層
１６  電子輸送層
１７  表示領域
１８  非表示領域
１９  風防
２０  筐体
２３  透明基板の一側面
２４Ｌ  透明基板の左側面
２４Ｒ  透明基板の右側面
２５  透明基板の反対側側面
２６  接着剤
２７  プリズムシート
２８  拡散シート
２９  導光板
３０  ＬＥＤ
３１  液晶駆動ＩＣ
３２  ＦＰＣ
３３  コントローラＩＣ
３４  受光部
３５  陽極
３６  陰極
３７  ＬＥＤドライバ
３８  増幅器
３９  アナログ／デジタル変換器
４０  制御部
４１  リファレンス電圧
４２  トリミング装置
４３  発信器
４４  ルックアップテーブル
４５  ＰＷＭ発生器
４６  キースイッチ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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