(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファス−Ｓｉを用いた薄膜トランジスタからなる光センサを備える光量検出回路において、
前記光センサを２個備え、
一方の光センサは、ダイオード接続され、ゲート電極と接続された一方の電極が第１の抵抗を介して第１の電圧源に接続され、他方の電極が第２の電圧源に接続されており、
他方の光センサは、ソース電極が接地され、ゲート電極が前記一方の光センサの一方の電極と前記第１の抵抗との接続点に接続され、ドレイン電極は検出時に流れる電流をモニタするための光検知部に接続されており、
前記第１の抵抗の抵抗値は前記一方の光センサのオン時の抵抗よりも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さく、
前記第１の電圧源の電圧をＶｇ１、前記第２の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Ｖｇ０、前記一方の光センサの閾電圧をＶｔｈとしたとき、光量検出時に、Ｖｇ１>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにして、前記他方の光センサのゲート電極に正バイアス電圧Ｖｇ０＋Ｖｔｈが印加されるようにし、
前記一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、
前記調光手段は、光量検出時には前記一方の光センサに前記外光が入射せず、光量非検出時には前記一方の光センサに前記外光が入射するように動作する、光量検出回路。
【請求項２】
前記第１の電圧源の電圧Ｖｇ１は定電圧である、請求項１に記載の光量検出回路。
【請求項３】
前記第１の電圧源の電圧Ｖｇ１は、光量検出時にＶｇ１>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たし、光量非検出時にＶｇ１<Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすように周期的に変化する、請求項１に記載の光量検出回路。
【請求項４】
前記光検知部は、前記他方の光センサのドレイン電極と接地の間に接続されるコンデンサと、前記ドレイン電極と所定の定電圧源との間に接続されるスイッチ素子とを有し、前記スイッチ素子をオフにしてから前記コンデンサの両端の電圧が予め定めた閾値電圧になるまで放電されるまでの検出時間を出力する、請求項１〜３のいずれかに記載の光量検出回路。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光量検出回路と、
複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差部に対応して設けられた複数の画素と、を有する表示パネルと、
前記表示パネルを照光する照光部と、
前記光量検出回路の出力値に基づいて前記照光部を制御する調光回路と、
を備える、電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射による光センサの劣化を適性に補正して光検出精度を向上させた光量
検出回路及びこれを備えた電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の見やすさは外光の明るさによって変化するため、従来から外光の明るさを検
知して表示装置の明るさを制御することが行われている。このような外光の明るさを検知
する光センサとして、下記特許文献１及び２に開示されているように、アモルファス−Ｓ
ｉ（以下「ａ−Ｓｉ」という。）を使用した薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という
）の漏れ電流が受光量に比例することを利用し、この漏れ電流で電圧検出用コンデンサに
電荷を充電あるいは放電させ、当該コンデンサの両端間の電圧変化を監視することによっ
て光量を検出する装置が知られている。また、このＴＦＴ光センサを表示装置の製造工程
において同時に作製し、表示装置内にＴＦＴ光センサを一体に組み込むことも行われてい
る（下記特許文献１参照）。
【０００３】
上述のようなＴＦＴ光センサによる光量検出には、ＴＦＴのオフ電流（ＴＦＴがスイッ
チとして非導通状態となっている時の電流）の変化が利用されている。これは光の照射に
よるオフ電流の変化が大きく、センサとしてダイナミックレンジを確保することが容易な
ためである。
【０００４】
ところで、ａ−Ｓｉを使用したＴＦＴの漏れ電流は受光量に比例するが、その感度（受
光量に対する電流値）は光に暴露されることによって低下することがわかっている。その
ため、下記特許文献１及び２に開示された光量検出回路では、この感度低下によって光量
の検出精度が低下してしまう。これを防止するために、下記特許文献３には、ＴＦＴ光セ
ンサの生成方法を改良して対劣化特性を向上させるという光電変換素子が開示されている
。
【特許文献１】特開２００６−  ２９８３２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１７１９号公報
【特許文献３】特開平９−２３２６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献３に開示された光電変換素子においては、特別な製造条件
が必要となる。例えばＴＦＴを用いた表示装置の内部に光センサを設ける必要がある。ま
た、同一装置において表示装置と光センサとを製造する場合に、表示用に適した特性とは
異なる製造プロセスを要し、当該製造プロセスが長くなったり、製造装置の頻繁な条件設
定の変更を余儀なくされたりする。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであって、簡単な構成の感度補正機
能を備え、かつ簡便な工程で製造することができる光量検出回路及びこの光量検出回路備
えた表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光量検出回路は、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴからなる光センサを備える光量検出回路において、この光センサを２個備え、一方の光センサは、ダイオード接続され、ゲート電極と接続された一方の電極が第１の抵抗を介して第１の電圧源に接続され、他方の電極が第２の電圧源に接続されており、他方の光センサは、ソース電極が接地され、ゲート電極が一方の光センサの一方の電極と第１の抵抗との接続点に接続され、ドレイン電極は検出時に流れる電流をモニタするための光検知部に接続されており、第１の抵抗の抵抗値は一方の光センサのオン時の抵抗よりも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さく、第１の電圧源の電圧をＶｇ１、第２の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Ｖｇ０、一方の光センサの閾電圧をＶｔｈとしたとき、光量検出時に、Ｖｇ１>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにして、他方の光センサのゲート電極に正バイアス電圧Ｖｇ０＋Ｖｔｈが印加されるようにし、一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、調光手段は光量検出時には一方の光センサに外光が入射せず、光量非検出時には一方の光センサに外光が入射するように動作する。
【０００８】
このような光量検出回路は、光センサとしてａ−Ｓｉを用いたＴＦＴを備えているが、従来のようなＴＦＴのオフ電流ではなく、ＴＦＴのオン電流が光照射によって変化する現象をセンサ機能として利用するものである。そして、本発明の光量検出回路は、この光センサの光照射による特性補償のため、光センサを２個備え、一方の光センサを他方の光センサのゲートバイアス電圧の補償用として使用している。
【０００９】
そして、第１の抵抗の抵抗値を一方の光センサのオン時の抵抗よりも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さくし、第１の電圧源の電圧をＶｇ１、第２の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Ｖｇ０、一方の光センサの閾電圧をＶｔｈとしたとき、光量検出時に、Ｖｇ１>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにしているので、他方の光センサのゲート電極には正バイアス電圧Ｖｇ０＋Ｖｔｈが印加されることになる。
【００１０】
一方、この光センサを光照射すると閾電圧Ｖｔｈが変動する。しかしながら、本発明では２個の光センサとも外光に露出されるので、他方の光センサの閾電圧は実質的に一方の光センサの閾電圧と同じように変動する。そのため、２個の光センサのＶｔｈが共に変動しても、光量検出時には他方の光センサのゲート電極に印加される正バイアス電圧はＶｇ０＋Ｖｔｈとなるから、他方の光センサには常に閾電圧を基準として一定のＶｇ０だけ正のバイアス電圧が印加されることになる。
【００１１】
ここで、一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、調光手段は光量検出時には一方の光センサに外光が入射せず、光量非検出時には一方の光センサに外光が入射するように動作する。また、光量非検出時には、一方の光センサには、他方の光センサと同様に外光が照射され、他方の光センサと同様の傾向で特性が変化するようになされている。この構成によって、本発明の光量検出回路は、光量検出時に周辺の照度に依存せず、光センサの特性劣化に応じた閾電圧Ｖｔｈを印加することができるようになる。この調光手段としては、光量検出器と併設される液晶シャッターや、マイクロマシニング構造を利用した微細メカニカルシャッターを使用し得る。
【００１２】
そのため、本発明の光量検出回路によれば、２個のａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ光センサと
もに光照射により特性に変動が生じても、他方のＴＦＴ光センサのゲート電極に印加され
る電圧は、閾電圧Ｖｔｈを基準とすると常に一定のＶｇ０だけ正のバイアス電圧となるの
で、光照射による他方のＴＦＴ光センサの特性変動は実質的に補償されたことになる。従
って、本発明の光量検出回路によれば、簡単な構成の感度補正機能でありながら、ＴＦＴ
光センサの光照射による変動を正確に補正することができるようになる。
【００１３】
また、本発明の光量検出回路によれば、ＴＦＴ光センサのオン電流を測定するものであ
るため、従来例のようなオフ電流よりも電流量が遙かに大きい。そのため、ＴＦＴ光セン
サとして従来例のようなオフ電流を測定する形式のものよりも小型のＴＦＴ光センサを使
用することができるようになる。加えて、本発明の光量検出回路によれば、本発明の光量
検出回路によれば、入出力特性が照射光量の対数に対してリニアとなり、しかも、駆動電
圧の調整範囲が広いため、センサを構成する素子サイズ及び電位モニタの設計自由度が高
くなる。
【００１４】
また、本発明の光量検出回路においては、第１の電圧源の電圧Ｖｇ１は定電圧とすることができる。
【００１５】
第１の電圧源の電圧Ｖｇ１を定電圧とすると、回路構成が簡単になり、しかも第２の電
圧源も予め定めた正の電圧Ｖｇ０、すなわち、定電圧源であるから、出力の変動が少ない
安定な動作が可能となる。
【００１６】
また、本発明の光量検出回路においては、第１の電圧源の電圧Ｖｇ１は、光量検出時にＶｇ１>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たし、光量非検出時にＶｇ１<Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすように周期的に変化するものであることが好ましい。
【００１７】
ａ−Ｓｉを用いた光センサは、常時正バイアス電圧を印加すると、通電ストレスによる特性変動（劣化）が生じる。この光センサの通電ストレスによる劣化は、光照射による劣化よりも顕著かつ早いスピードで進行する。そこで、本発明の光量検出回路においては、ゲート印加電圧を決める第１の電圧源の電圧Ｖｇ１を時間的に変化させ、光量非検出時にはＶｇ１<Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにして両方の光センサのゲート電極に逆バイアス電圧が印加されるようにしている。そのため、本発明の光量検出回路によれば、通電ストレスによる特性変動が少ない光量検出回路が得られる。
【００１８】
また、本発明の光量検出回路においては、光検知部は、他方の光センサのドレイン電極と接地の間に接続されるコンデンサと、ドレイン電極と所定の定電圧源との間に接続されるスイッチ素子とを有し、スイッチ素子をオフにしてからコンデンサの両端の電圧が予め定めた閾値電圧になるまで放電されるまでの検出時間を出力するものとすることができる。
【００１９】
本発明の光量検出回路によれば、入出力特性が光量の対数に対してリニアとなるため、
時定数（所定電位に到達する時間）で検出する回路としては扱いやすく、広い光量範囲で
高い分解能を確保することができるようになる。また、駆動電圧の変更範囲が広いため、
センサを構成する素子サイズと電位モニタ用容量の設計自由度も高くなる。
【００２０】
更に、本発明に係る電気化学光学装置は、何れかの光量検出回路と、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の走査線と複数のデータ線との交差部に対応して設けられた複数の画素と、を有する表示パネルと、表示パネルを照光する照光部と、光量検出回路の出力値に基づいて照光部を制御する調光回路と、を備える。
【００２１】
本発明の電気光学装置によれば、光量検出回路の特性変動を補正して外光の光量を高精
度に検出することができ、適正に照光部を制御することができる電気光学装置とすること
ができる。また、本発明の電気光学装置においては、光検知部自体の製造条件の変更を伴
うものではないため、同一製造装置で表示パネルと光センサとを製造するような場合であ
っても、製造プロセスが長くなったり、製造装置の頻繁な条件設定の変更を余儀なくされ
たりすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面及び実施例を用いて説明する。但し、
以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための光量検出回路を例示するもの
であって、本発明をこの光量検出回路に特定することを意図するものではなく、特許請求
の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。なお、この
明細書における説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識
可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ず
しも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００２３】
図１は光センサ内蔵型電気光学装置の全体図である。図２Ａは光量検出時の第１の実施
形態の光量検出回路図であり、図２Ｂは光量非検知時の第１の実施形態の光量検出回路図
である。図３は光劣化前のＴＦＴ光センサの光量−電流特性図である。図４は光劣化前後
のＴＦＴ光センサの光量−電流特性を並べて示した図である。図５は光劣化前後の第１の
実施形態の光量−電流特性図である。図６は第２の実施形態の光量検出回路図である。図
７Ａ〜図７Ｄは第２の実施形態コンデンサＣＷの両端の電圧の変化を示す図である。図８
Ａは第２の実施形態の光量検出回路図であり、図８Ｂ第２の実施形態のＶｇ１駆動波形を
示す図である。
【００２４】
本発明を適用した電気光学装置としての液晶表示パネル一具体例を図１により説明する。液晶表示パネル１は、互いに対向配置される一対のアクティブマトリクス基板（以下、ＡＲ基板という）２及びカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という）を有し、ＡＲ基板２は、ＣＦ基板と対向配置させたときに所定スペースの張出し部２Ａが形成されるようにＣＦ基板よりサイズが大きいものが使用され、これらＡＲ基板２及びＣＦ基板の外周囲にシール材（図示省略）が貼付されて、内部に液晶及びスペーサが封入された構成となっている。
【００２５】
ＡＲ基板２及びＣＦ基板の対向面側には種々の配線等が形成されている。このうち、ＣＦ基板には、ＡＲ基板２の表示領域ＤＡ内の画素領域に合わせてマトリクス状に設けられたブラックマトリクスと、このブラックマトリクスで囲まれた領域に設けた例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなるカラーフィルタと、ＡＲ基板２側の電極に電気的に接続されＣＦ基板の対向面を覆うように設けられた共通電極とが設けられている。これらカラーフィルタ、ブラックマトリクス及び共通電極の具体的な構成は図示しないが、これらはＡＲ基板２に形成された光量検出部ＬＳ及び光量検出部ＬＳから導出される各種引出し配線Ｌ、Ｌ0と対向する箇所まで延設されている。また、ＡＲ基板２の背面には照光手段としてのバックライト（図示省略）が設けられている。このバックライトは光量検出部ＬＳの出力によって制御される。
【００２６】
ＡＲ基板２は、それぞれ対向する短辺２ａ、２ｂ及び長辺２ｃ、２ｄを有し、一方の短
辺２ｂ側が張出し部２Ａとなっており、この張出し部２Ａにソースドライバ及びゲートド
ライバ用の半導体チップＤｒが搭載され、他方の短辺２ａ側に本発明の光量検出回路を備
える光量検出部ＬＳが配設されている。
【００２７】
このＡＲ基板２は、その対向面、すなわち液晶と接触する面に、図１の行方向（横方向
）に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ（ｎ＝２、３、４、…
）と、これらのゲート線と絶縁されて列方向（縦方向）に配列された複数本のデータ線Ｓ
Ｗ１〜ＳＷｍ（ｍ＝２、３、４、…）とを有し、これらのデータ線ＳＷ１〜ＳＷｍとゲー
ト線ＧＷ１〜ＧＷｎとがマトリクス状に配線され、互いに交差するゲート線ＧＷ１〜ＧＷ
ｎとデータ線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域に、ゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎからの走査
信号によってオン状態となるスイッチング素子（図示省略）及びデータ線ＳＷ１〜ＳＷｍ
からの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極（図示省略）が形成され
ている。
【００２８】
これらのゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎとデータ線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域は、い
わゆる画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域ＤＡ、すなわち画像表
示部となっている。スイッチング素子には例えばＴＦＴが使用される。
【００２９】
各ゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ及び各データ線ＳＷ１〜ＳＷｍは、表示領域ＤＡの外へ延出
されて表示領域外の外周辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲートドライバ用半導
体チップＤｒに接続されている。また、ＡＲ基板２は、一方の長辺２ｄ側に光量検出部Ｌ
Ｓの光センサから導出された引出し配線Ｌ０、Ｌが配線されて外部制御回路が接続される
端子Ｔ１、Ｔ２に接続されている。
【００３０】
［第１の実施形態］
次に、図１〜図５を参照して、第１の実施形態の光量検出回路１０Ａを説明する。第１の実施形態の光量検出部ＬＳの光量検出回路１０Ａは、図２に示すように、２個のａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ光センサＴＦＴｃ及びＴＦＴｓを備えている。この２個のＴＦＴ光センサＴＦＴｃ及びＴＦＴｓは同様のサイズ及び一体に製造されている。
【００３１】
一方のＴＦＴ光センサＴＦＴｃは、補償用ＴＦＴとして作動するものであり、ゲート電
極Ｇｃとドレイン電極Ｄｃとが接続されてダイオード接続されている。そしてドレイン電
極Ｄｃは第１の抵抗Ｒｃを介して電源電圧がＶｇ１である第１の電源１１に接続されてい
る。以下において、このドレイン電極Ｄｃと第１の抵抗Ｒｃの接続点をノードＡという。
また、ソース電極Ｓｃは予め定められた第２の電圧Ｖｇ０となっている第２の電源１２に
接続されている。
【００３２】
また、一方のＴＦＴ光センサＴＦＴｃには調光手段１５が設けられ、前記一方のＴＦＴ
光センサＴＦＴｃに対して外光の入射、非入射を制御することができるようになっている
。この調光手段は、光量検出器と併設される液晶シャッターや、マイクロマシニング構造
を利用した微細メカニカルシャッターなどが用いられる。なお、この調光手段は、光量検
出時には一方のＴＦＴ光センサＴＦＴｃに外光が入射せず、光量非検出時には一方のＴＦ
Ｔ光センサＴＦＴｃに外光が入射するように制御される。
【００３３】
他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓは、直接ＴＦＴ光センサとして作動するものである。こ
の他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓは、ゲート電極Ｇｓが前記一方のＴＦＴ光センサＴｃの
ノードＡに接続されており、ソース電極Ｓｓは接地されており、また、ドレイン電極Ｄｓ
はセンサ駆動電圧供給と検出時の電流をモニタする端子１３に接続されている。なお、こ
の他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓに対するセンサ駆動電圧供給と検出時の電流をモニタす
る回路は、当業者に周知であるので、図示省略する。
【００３４】
ここで、第１の抵抗Ｒｃの抵抗値は、一方のＴＦＴ光センサＴＦＴｃのオン時の抵抗よ
りも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さくされている。そして、一方のＴＦＴ光センサ
ＴＦＴｃの閾電圧をＶｔｈとしたとき、第１の電圧１１の電源電圧は光量検出時にＶｇ１
>Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにされている。そうすると、他方のＴＦＴ光センサ
Ｔｓのゲート電極Ｇｓには正バイアス電圧Ｖｇ０＋Ｖｔｈが印加されることになる。なお
、ここでは、第１の電圧源の電圧Ｖｇ１を定電圧としている。このような構成とすると、
回路構成が簡単になり、しかも第２の電圧源も予め定めた正の電圧Ｖｇ０、すなわち、定
電圧源であるから、出力の変動が少ない安定な動作が可能となる。
【００３５】
ここで、図３〜図４を用いて光劣化前後のＴＦＴ光センサの特性を説明する。図３は、
光劣化前の他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ単独の場合のＶｇ−Ｉｓ特性の光照射による影
響を示したものである。なお、図３によると、光照射によって電流値Ｉｓが変化している
ことがわかる。たとえばＶｇ＝２Ｖでの変化は光量０ＬＸで０．０３ｍＡ、１００００Ｌ
Ｘで０．２８ｍＡである。
【００３６】
今ここで、２個のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの初期閾電圧Ｖｔｈが１．５Ｖ
であったとする。図２に示す光量検出回路１０ＡにおいてＶｇ０＝０．５Ｖ、Ｖｇ１＝１
０Ｖを印加すると、ノードＡの電位はＶｇ０＋初期Ｖｔｈ＝０．５＋１．５＝２．０Ｖと
なり、ＴＦＴｃ及びＴＦＴｓのゲートには２．０Ｖが印加される。この時、ＴＦＴｓに照
射される光によって、ＴＦＴｓのソースドレイン間に流れる電流は図３中に示す矢印のよ
うに変化する。
【００３７】
次に、長時間の光照射によって特性が変化した状態との比較を図４に示す。図中の点線
で示す特性が光劣化した後の特性である。２個のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの
閾電圧Ｖｔｈは、横矢印のように特性カーブが右側にシフトし、初期の１．５Ｖから４．
５Ｖとなっている。この時、図２に示す回路構成において、ノードＡの電位はＶｇ０＋Ｖ
ｔｈ（劣化後）＝０．５＋４．５＝５．０Ｖとなり、図４中の縦矢印で示すように光照射
量によって電流値が変化する。
【００３８】
すなわち、本発明では、光量非検出時には、２個のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴ
ｃとも光に露出されるので、両方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの閾電圧Ｖｔｈ
は実質的に同じように変動する。なお、閾電圧Ｖｔｈは、ＴＦＴｃに入射する光自身によ
っても変動するため、光量検出時は、ＴＦＴｃへの入射光を遮り、暗状態における閾電圧
を出力する必要がある。このためＴＦＴｃには、光の入射・非入射を制御するための調光
手段を設け、センサの検出動作時には遮光状態となるように動作する。このように検出動
作を行うことで、２個のＴＦＴ光センサのＶｔｈが共に変動しても、光量検出時にはノー
ドＡに印加される電圧はＶｇ０＋Ｖｔｈとなるから、他方のＴＦＴ光センサには常に閾電
圧Ｖｔｈに一定のオフセット電圧Ｖｇ０が加わったバイアス電圧が印加されることになる
。
【００３９】
この第１の実施形態の光量検出回路１０Ａにおいて検出された光劣化前後における光量
と他方の光センサＴＦＴｓに流れる電流値の関係を図５に示す。図５に示した結果から、
両方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの閾電圧Ｖｔｈが光劣化によって変化しても
、光センサを構成する他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓの電流はほとんど変化しないことが
わかる。すなわち両方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの特性が劣化しても、光量
検出回路としての機能は正常に保たれている。従って、第１の実施形態の光量検出回路１
０Ａによれば、簡単な構成の感度補正機能でありながら、ＴＦＴ光センサの光照射による
変動を正確に補正することができるようになる。
【００４０】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態の光量検出回路１０Ａでは、２個のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴ
ＦＴｃのゲート電極Ｇｓ及びＧｃに閾電圧Ｖｔｈを基準として常に一定の正バイアス電圧
Ｖｇ０が印加されるようにして、光センサとして作動する他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓ
に流れる電流を測定する例を示した。しかしながら、光センサとして作動する他方のＴＦ
Ｔ光センサＴＦＴｓに流れる電流の測定回路として、従来の逆バイアス電圧時に流れる電
流を測定する回路を採用することができる。
【００４１】
このような第２の実施形態の光量検出回路１０Ｂを図６及び図７により説明する。なお
、図６においては図２に示した第１の実施形態の光量検出回路１０Ａと同一構成部分には
同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。第２の実施形態の光量検出回路１
０Ｂが第１の第１の実施形態の光量検出回路１０Ａと構成が相違する点は、光センサとし
て作動する他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓのドレイン電極Ｄｓと接地の間にコンデンサＣ
ｍｏｎが接続され、このドレイン電極Ｄｓがスイッチ素子Ｓｗにより基準電圧源１４とコ
ンデンサＣｍｏｎの両端の電圧をモニタする端子１３とを切り替え接続するようになして
いる点である。また、図６における調光手段１５の動作は、第１の実施形態の光量検出回
路１０Ａの場合と同様である。なお、以下において、他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓのド
レイン電極ＤｓとコンデンサＣｍｏｎの接続点をノードＢという。
【００４２】
この光量検出回路１０Ｂでは、最初にＳｗを基準電圧源１４に接続して一定電圧Ｖａ、
たとえば２Ｖ、をノードＢに印加し、コンデンサＣｍｏｎをＶａで充電する。次いで、ス
イッチ素子Ｓｗをモニタする端子１３に切り替え、ノードＢの電圧が予め定めた閾値電圧
になるまで放電されるまでの検出時間を出力することにより光量を検出するものである。
なお、端子１３を常に他方のＴＦＴ光センサＴＦＴｓのドレイン電極Ｄｓに接続して、基
準電圧源１４との間のオン−オフを行うようにしてもよい。このような構成により、他方
のＴＦＴ光センサＴＦＴｓに流れる電流によって、コンデンサＣｍｏｎに蓄積した電荷が
変化することによるノードＢの電位変動を端子１３接続した電圧検出回路で読み取る。そ
して、スイッチが切り替えられてから所定の電位に達するまでの時間を計測することによ
り、電流値の大きさ、すなわち光量に換算する。この第２の実施形態の光量検出回路１０
Ｂの場合においても、ノードＡの電圧は常にＶｇ０＋Ｖｔｈとなっているので、両方のＴ
ＦＴ光センサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃの特性が劣化しても、光量検出回路としての機能は正
常に保たれている。
【００４３】
この第２の実施形態の光量検出回路１０Ｂの応答特性は、図７Ａ〜図７Ｄに示したとお
りである。図７Ａ〜図７Ｄに示したとおり、スイッチが切り替えられてから所定の電位に
達するまでの時間から光量に換算することができることが分かる。この第２の実施形態の
光量検出回路１０Ｂによれば、入出力特性が光量の対数に対してリニアとなるため、時定
数（所定電位に到達する時間）で検出する回路としては扱いやすく、広い光量範囲で高い
分解能を確保することができるようになる。また、駆動電圧の変更範囲が広いため、セン
サを構成する素子サイズと電位モニタ用容量の設計自由度も高くなる。
【００４４】
［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態の光量検出回路１０Ａ及び１０Ｂでは、２個のＴＦＴ光セ
ンサＴＦＴｓ及びＴＦＴｃのゲート電極Ｇｓ及びＧｃに閾電圧Ｖｔｈに常に一定の正バイ
アス電圧Ｖｇ０が加える例を示した。しかしながら、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ光センサは
、常時正バイアス電圧を印加すると、通電ストレスによる特性劣化が生じる。このＴＦＴ
光センサの通電ストレスによる劣化は、光照射による劣化よりも顕著かつ早いスピードで
進行する。
【００４５】
そこで、第３の実施形態の光量検出回路１０Ｃにおいては、２個のＴＦＴ光センサＴＦ
Ｔｓ及びＴＦＴｃのゲート電極Ｇｓ及びＧｃに、光量検出時には所定の正バイアス電圧が
、光量非検出時には逆バイアス電圧が印加されるようにした。この第３の実施形態の光量
検出回路１０Ｃを図８を用いて説明する。第３の実施形態の光量検出回路１０Ｃにおいて
は、回路構成は図８Ａに示したとおり、第２の実施形態の光量検出回路１０Ｂの場合と同
様であるが、ゲート印加電圧を決める前記第１の電圧源の電圧Ｖｇ１を図８Ｂに示すよう
に、時間的に変化させた点で構成が相違している。また、図８における調光手段１５の動
作は、第１の実施形態の光量検出回路１０Ａの場合と同様である。
【００４６】
すなわち、第３の実施形態の光量検出回路１０Ｃにおいては、ノードＡの電圧は、光量
検出時には、第１の実施形態の光量検出回路１０Ａの場合と同じように、Ｖｇ１>Ｖｇ０
＋Ｖｔｈの関係を満たすようにするが、光量非検出時には逆バイアス電圧となるようにす
るため、Ｖｇ１<Ｖｇ０＋Ｖｔｈの関係を満たすようにする。このような逆バイアス電圧
となるようにするには、例えばＶｇ１＝−５Ｖとすればよい。このような第３の実施形態
の光量検出回路１０Ｃによれば、通電ストレスによる特性変動が少ない光量検出回路が得
られる。
【００４７】
なお、第３の実施形態の光量検出回路１０Ｃにおいては、光センサとしての他方のＴＦ
Ｔ光センサＴＦＴｓに流れる電流の測定回路として第２の実施形態光量検出回路１０Ｂと
同様のものを使用した例を示したが、第１の実施形態光量検出回路１０Ａと同様のものを
使用し得ることは自明である。
【００４８】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、ＴＦＴ光センサの光劣化を補償した光量
検出回路１０Ａ〜１０Ｃのみを示したが、この光量検出回路１０Ａ〜１０Ｃを使用して電
気光学装置に適用するには、次のようにすればよい。すなわち、表示画像の見え易さは周
囲環境の明るさによって左右される。従って、光量検出回路１０Ａ〜１０Ｃから出力され
る環境光の光量値と所定の光量閥値とを比較し、例えば、環境光の光量が日中の自然光に
相当する場合には、バックライトの発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示するように
する。一方、環境光の光量が夜間の暗い環境下に相当する場合には、バックライトの発光
輝度を低く設定する。
【００４９】
なお、ここでは本発明の光量検出回路を、液晶を用いた電気光学装置に適用する場合に
ついて説明したが、液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置に適用することもでき
る。例えば、有機ＥＬや発光ポリマーなどのＯＬＥＤ素子を電気光学物質として用いた表
示パネルや、着色された液体とこの液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセ
ルを電気光学物質として用いた電気泳動表示パネル、極性が相違する領域ごとに異なる色
に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレ
イパネル、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイパネル、ヘリウム
やネオン等の高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど、各
種の電気光学装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】光センサ内蔵型電気光学装置の全体図である。
【図２】図２Ａは光量検出時の第１の実施形態の光量検出回路図であり、図２Ｂは光量非検知時の第１の実施形態の光量検出回路図である。
【図３】光劣化前のＴＦＴ光センサの照度−電流特性図である。
【図４】光劣化前後のＴＦＴ光センサの照度−電流特性を並べて示した図である。
【図５】光劣化前後の第１の実施形態の照度−電流特性図である。
【図６】第２の実施形態の光量検出回路図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは第２の実施形態コンデンサＣＷの両端の電圧の変化を示す図である。
【図８】図８Ａは第３の実施形態の光量検出回路図であり、図８Ｂは第３の実施形態のＶｇ１駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：液晶表示装置  ２：ＴＦＴ基板  ２Ａ：張出し部  ５：  ＣＦ基板  １０、１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｃ：光量検出回路  １１：第１の電圧源  １２：第２の電圧源  １３：端子
１４：基準電圧源  ＬＳ：光量検出部  Ｌ：電源線（引出し配線）  Ｌ０：出力線（引
出し配線）  Ａ，Ｂ：ノード
【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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