JP4431994B2

JP4431994B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4431994B2
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Inventors: 博幸新田; 秀夫佐藤; 泰幸工藤
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Filing date: 2006-05-16
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Description

本発明は、液晶パネルのバックライト輝度を外光照度により調光制御する液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置、特に、携帯用機器に用いられる液晶表示装置は、屋外、屋内それぞれでの環境下で視認性、画質を向上させるために、外光の照度に対応して、バックライト輝度を制御する調光制御が行われている。

例えば、昼間の晴天時の屋外等で、外光の照度が大きい場合は、バックライトの輝度を大きくして、視認性を向上させる。また、屋内や夜間の屋外等で、外光の照度が小さい場合は、バックライトの輝度を小さくして、視認性向上、消費電力低減を図る。

このように、液晶表示装置の調光制御を行い、バックライトの輝度を最適に維持するためには、外光の照度を検出する光センサが必要となる。そのためには、外光の照度を正確に検出し、その外光照度に対応して、液晶表示装置のバックライト輝度を制御するための検出精度の高い光センサが必要となる。

液晶表示装置に光センサを搭載する方法として、低コスト化を図るために、液晶パネルに光センサを一体形成し、光センサを内蔵する調光制御方法が下記特許文献１に記載されている。

この特許文献１では、多段階に調光する場合に、光透過率が互いに異なるフィルタを配置し、それぞれのフィルタを介して、外部から入射された光量を検出する複数の光検出手段を持ち、複数の光検出手段で検出した光量の結果と、それぞれの所定の基準量とを比較し、調光対象となる発光素子の発光を制御している。これにより、多段階に調光する場合に、小さな回路規模で調光できる調光システムを提供している。
特開２００２−２３６５８号公報

液晶パネルに内蔵する外光センサは、液晶パネルの製造ばらつき等により、液晶パネル毎に、入力強度に対する出力強度特性がばらつくため、液晶パネル毎に調光制御を調整する必要があり、製造コストを高くする要因となっていた。上記特許文献１では、多段階の調光を実現しているが、外光センサの製造ばらつき等による液晶パネル毎のばらつきの低減に関しては考慮されていない。

すなわち、液晶パネルに内蔵する外光センサは、液晶パネルの製造ばらつきによって、出力特性がばらついていた。そのため、外光に応じた液晶パネルの調光が液晶パネル毎に異なっていた。

本発明の目的は、液晶パネルに外光センサを内蔵する液晶表示装置において、液晶パネル毎の製造ばらつきを低減し、外光センサの出力精度の向上を実現する液晶表示装置を提供することにある。

外光センサ（外光検出手段）の出力特性のばらつきを補正するために、外光センサとバックライトからの光を検出するバックライト光センサ（バックライト光検出手段）とを隣接して設置する。これによって、液晶パネル毎の製造ばらつきが、これらの２つの光センサで同等となる。そして、バックライト光センサの出力が、設定した基準値に対して、どの程度ばらついているかを検出し、この検出結果に基づいて、外光センサの出力を補正する。このようにして、外光センサの検出精度を向上し、外光センサを用いた液晶パネルの調光が、液晶パネル毎に異なることなく、同等に行える。

外光センサのばらつきを、バックライトの光量により校正することができるため、液晶パネル毎の製造ばらつきを低減し、高精度な調光制御を実現することができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例１に関して、図１から図６を用いて説明する。

図１は、本発明に係る液晶表示装置の構成図であって、１はコントローラ、２は表示データ、３は制御信号、４は走査線駆動回路、５は信号線駆動回路、６は液晶パネル、７はバックライトモジュール、８は液晶パネル６に形成された光センサ対、９，１０はそれぞれ光センサ対８内のバックライト光検出手段（バックライト光センサ）９、外光検出手段（外光センサ）１０である。１１は調光設定データ、１２は光センサ出力、１３はセンサ出力制御回路、１４は補正出力、１５は調光制御手段（調光制御回路）、１６は調光制御信号、１７はバックライト駆動回路、１８はバックライト駆動信号、１９は走査線、２０は信号線、２１はＴＦＴ素子、２２は液晶素子、２３はＴＦＴ素子２１と液晶素子２２からなる画素部である。

図２は、図１に示す光センサ対８の部分の断面構成図であって、３０は外光センサ、３１はバックライト遮光手段（バックライト遮光膜）、３２はバックライト光センサ、３３は外光遮光手段（外光遮光膜）、３４は表示面側の上面ガラス基板、３５はカラーフィルタ、３６は液晶層、３７は下面ガラス基板、３８はバックライトである。

図３は、図１に示すセンサ出力制御回路１３の構成図であって、４１，４３は外光センサ１０とバックライト光センサ９それぞれのプリチャージスイッチ、４２はプリチャージ電源、４５，４６はセンサ出力容量、４７，４８はバッファ回路、４９，５０はサンプルホールド回路（ＳＨ回路）、５１，５２はＡＤ変換回路である。また、５４はバックライト光センサ９の補正値を検出する補正値検出手段（補正値検出回路）で、５５は基準値テーブル、５３は補正値検出結果により外光センサ１０の出力を補正する補正手段（補正回路）である。

図４は、図１，２に示すバックライト光センサ９，３２の入射光強度と出力強度の関係図である。

図５は、図１に示す調光制御回路１５の構成図であって、６１は調光制御テーブル、６２は調光データ制御回路、６３はバックライト調光信号変換回路、６４は保持回路である。

図６は、図１，２に示す外光センサ１０，３０の受光照度とバックライト輝度の関係図である。

次に、本実施例の液晶表示装置の動作について説明する。図１に示すように、液晶パネル６の画素部２３では、通常の表示動作を行う。つまり、コントローラ１では、図示していないシステム装置から表示信号を受け取り、表示データ２を信号線駆動回路５に対応して生成し、また、制御信号３を走査線駆動回路４に対応して生成する。

信号線駆動回路５では、コントローラ１から転送された表示データ２に対応した液晶駆動電圧を、１ライン分同時に信号線２０に出力する。走査線駆動回路４では、走査線１９を表示先頭ラインから順次１ライン毎のＴＦＴ素子２１をオンさせる選択レベルの電圧を出力し、信号線駆動回路５から出力された液晶駆動電圧を液晶素子２２に書き込む動作を行う。この動作を、フレーム周期で、液晶パネル６の先頭ラインから最終ラインまで順次行うことで１画面の表示動作を行い、次のフレームで、また先頭ラインから選択動作を行うことで表示動作を実現する。

なお、図１においては、信号線駆動回路５が液晶パネル６と別構成とされ、走査線駆動回路４が液晶パネル６と一体構成とされているが、このような構成に限らず走査駆動回路４が液晶パネル６に外付けとなる構成でもよい。また、コントローラ１と信号線駆動回路５を１チップのＬＳＩで実現してもよい。また、コントローラ１と走査線駆動回路４と信号線駆動回路５とを１チップのＬＳＩで実現してもよい。

図１に示すように、液晶パネル６に設けられている光センサ対８は、図２に示すように、通常２枚構成のガラス基板３４，３７のうち、ＴＦＴ素子を形成する側の下面ガラス基板３７に、光電変換用の薄膜トランジスタからなる外光センサ３０とバックライト光センサ３２とを隣接して設置したものである。

図２において、バックライト３８からのバックライト光は、液晶層３６に印加された電界で制御される。通常の縦電界駆動の液晶パネルでは、上面ガラス基板３４と下面ガラス基板３７に、共通電極と画素の信号電極を設け、電界を印加する。また、横電界駆動の液晶パネルでは、下面ガラス基板３７側に、共通電極と画素の信号電極を設け、電界を印加する。このように、印加される電界に応じてバックライト光が制御されることで、液晶パネルに画像が表示される。

次に、本発明の液晶表示装置の調光制御動作に関して説明する。図２に示すように、外光センサ３０は、上面ガラス基板３４側から受ける外光の光量を検出し、バックライト３８側はバックライト遮光膜３１により遮光し、バックライト光の影響をなくしている。

また、バックライト光センサ３２は、下面ガラス基板３７側から受けるバックライト光の光量を検出し、上面ガラス基板３４側は外光遮光膜３３により遮光し、外光の影響をなくしている。したがって、外光センサ３０は外光の光量、バックライト光センサ３２はバックライト３８の光量を同時に検出して出力している。

このように、外光センサ３０とバックライト光センサ３２とからなる図１に示す光センサ対８の出力は、光センサ出力１２として、センサ出力制御回路１３に入力する。

このセンサ出力制御回路１３の動作について、図３を用いて説明する。外光センサ１０の出力は、センサ出力容量４５に接続されており、プリチャージスイッチ４１を介して、プリチャージ電源４２にも接続している。また、バックライト光センサ９の出力は、センサ出力容量４６に接続されており、プリチャージスイッチ４３を介して、プリチャージ電源４２にも接続している。

プリチャージ電圧源４２は、センサ出力容量４５、４６にプリチャージする電圧の電源であり、出力電圧は、予め定められた一定値であってもよいし、バックライト光量等に応じて調整できるようにしておいてもよい。

センサ出力容量４５，４６は、光センサ９，１０の検出動作の最初に、それぞれプリチャージスイッチ４１，４３を介して、所定のプリチャージ電圧に設定し、光センサ９，１０の検出期間では、それぞれのプリチャージスイッチ４１，４３を開放し、受光強度に応じて流れる電流量が変化する光センサ９，１０を通じて、センサ出力容量４５、４６に蓄積された電荷が放電されることで、受光強度に応じた電荷がセンサ出力容量４５、４６に残されることになる。

バッファ回路４７，４８は、それぞれセンサ出力容量４５，４６の蓄積電圧をバッファリングして、次段のサンプルホールド回路４９，５０に出力する。サンプルホールド回路４９，５０では、プリチャージ電圧の初期化後の一定時間後に、サンプルホールド動作を行い、センサ出力容量４５，４６の電圧を保持する。サンプルホールド回路４９，５０で保持された電圧は、ＡＤ変換回路５１，５２でアナログ電圧からデジタルデータに変換される。つまり、外光センサ１０とバックライト光センサ９で検出された光量に応じた出力が、ＡＤ変換回路５１，５２からデジタルデータとして出力される。

次に、補正値検出回路５４と基準値テーブル５５と補正回路５３との動作について説明する。

補正値検出回路５４では、図４に示すバックライト光センサ９の入射光強度と出力強度の関係に基づいて、バックライト光センサ９の出力強度が基準値からどの程度ばらついているかを算出する。

ここで、調光制御による現在の調光設定は、調光設定データ１１を参照することで行われる。この調光設定データ１１に対応する基準値を基準値テーブル５５から読み出す。その際のバックライト輝度基準値を、図４に示すようにＥ０とし、このときのバックライト光センサ９の基準出力値をＳ０とする。

例えば、図４に示すパネルＡでは、バックライト輝度基準値Ｅ０に対して、このときのバックライト光センサ９の出力強度がＳＡとすると、パネルＡのバックライト光センサ９は基準値に対して、係数ＫＡ分ばらついていることになる。また、パネルＢでは、バックライト輝度基準値Ｅ０に対して、このときのバックライト光センサ９の出力強度がＳＢとすると、パネルＢのバックライト光センサ９は基準値に対して、係数ＫＢ分ばらついていることになる。このように、補正値検出回路５４では、液晶パネル毎のバックライト光センサ９の特性を、バックライト輝度基準値Ｅ０に基づいて検出する。

次に、補正回路５３では、補正検出回路５４でのバックライト光センサ９の検出結果に基づいて、外光センサ１０の出力結果を補正し、補正出力１４として出力する。例えば、図４に示すパネルＡの場合では、入射光強度に対して、出力強度が基準値からＫＡ倍ばらついているために、外光センサ１０の出力をそのまま用いるとＫＡ倍ずれることになる。そのため、補正回路５３で、外光センサ１０の出力を１／ＫＡ倍に補正することで、より正確な補正出力１４が得られる。また、パネルＢの場合も同様に、入射光強度に対して、出力強度が基準値からＫＢ倍ばらついているために、外光センサ１０の出力をそのまま用いるとＫＢ倍ずれることになる。そのため、補正回路５３で、外光センサ１０の出力を１／ＫＢ倍に補正することで、より正確な補正出力１４が得られる。

つまり、バックライト光センサ９と外光センサ１０とを隣接して設置することで、プロセスばらつき等の製造ばらつきが、これらの２つの光センサで同等となる。したがって、バックライト光センサ９の特性が、基準値に対して、どの程度ばらついているかをパネル毎に補正値を検出し、外光センサ１０を、この補正値検出結果に基づいて補正することで外光センサ１０の検出精度を向上することができる。

次に調光制御動作について説明する。図５において、補正出力１４により調光制御テーブル６１で、次に外光に応じて遷移する調光データが読み出され、調光データ制御回路６２では、保持回路６４に保持された現在設定中の調光設定データと新しい調光データの関係から、調光制御テーブル６１から読み出された調光データ、又は、遷移しない新しい調光データが選択され、調光設定データ１１が生成される。

例えば、図６に示すように、バックライトの調光制御をＢ１、Ｂ２、Ｂ３の３レベルとし、それぞれの外光センサの受光照度をＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４とする。この例では、低輝度から高輝度、又は、高輝度から低輝度への遷移にヒステリシスを持たせることで、調光制御による表示のちらつきを低減させている。

バックライト調光信号変換回路６３では、図１に示すバックライト駆動回路１７に適応した調光制御信号１６に変換している。例えば、調光制御信号１６は、パルス幅制御や電圧変調制御された信号である。このように、バックライト駆動回路１７は、調光制御信号１６を受け、バックライトモジュール７をバックライト駆動信号１８で制御し、外光に応じたバックライト輝度となるように、バックライトの調光制御を行う。

以上のように、本実施例では、バックライト光センサとバックライト輝度基準値によりパネル毎に補正値を検出し、外光センサを、この補正値検出結果に基づいて補正することで、外光センサの検出精度を向上している。

本発明の実施例２に関して、図７を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作と光センサを用いた調光制御は、実施例１と同様であるが、図２に示す光センサ対８の断面構造が異なる。

図７は、光センサ対８の部分の断面構造図であって、実施例１の図２と異なるのは、バックライト遮光膜３１ａと外光遮光膜３３ａである。バックライト遮光膜３１ａと外光遮光膜３３ａは、それぞれ下面ガラス基板３７と上面ガラス基板３４の外側に設けている。このように、遮光膜をガラス基板の外側に配置することで、液晶パネルの製造工程でのコストを低減できる。

本発明の実施例３に関して、図８を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作と光センサを用いた調光制御は、実施例１と同様であるが、図２に示す光センサ対８の配置が異なる。

図８は、光センサ対８の部分の断面構造図であって、７０は外光センサ、７１はバックライト遮光膜、７２はバックライト光センサ、７３は外光遮光膜、７７は上面ガラス基板、７５はカラーフィルタ、７６は液晶層、７４は下面ガラス基板、７８はバックライトである。実施例１の図２と異なるのは、上面ガラス基板７７側にＴＦＴ素子を形成する構成としている。

このように、上面ガラス基板７７に外光センサ７０があるため、実施例１の図２のように、下面ガラス基板に外光センサがある場合に比べて、液晶層等を通る際の光透過率により外光センサが受光する光量が減少することなく、受光する外光の光量を大きくすることができる。

また、上面ガラス基板７７上に形成するＴＦＴ素子の構造として、トップゲート構造とボトムゲート構造がある。ボトムゲート構造では、ＴＦＴ素子を形成する上面ガラス基板７７側にゲート線を形成するが、トップゲート構造では、ＴＦＴ素子を形成する上面ガラス基板７７側にゲート線を形成しない。このため、ゲート線によって、遮光される外光の量が、トップゲート構造では少なくなり、上面ガラス基板７７の外側からの光の受光量が、ボトムゲート構造より大きくなって、外光センサの感度を向上することができる。

このように、上面側ガラス基板７７側にＴＦＴ素子を形成する場合には、ＴＦＴ素子がトップゲート構造であってもボトムゲート構造であっても、実施例１の図２のように、下面ガラス基板側にＴＦＴ素子を形成する場合に比べて、外光センサの検出感度を向上することができる。

本発明の実施例４に関して、図９を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作と光センサを用いた調光制御は、実施例１と同様であるが、実施例３の図８に示す光センサ対８の断面構造が異なる。

図９は、光センサ対８の部分の断面構造図であって、実施例３の図８と異なるのは、バックライト遮光膜７１ａと外光遮光膜７３ａである。バックライト遮光膜７１ａと外光遮光膜７３ａは、それぞれ下面ガラス基板７４と上面ガラス基板７７の外側に設けている。このように、遮光膜をガラス基板の外側に配置することで、液晶パネルの製造工程でのコストを低減できる。

本発明の実施例５に関して、図１０を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作と光センサを用いた調光制御は、実施例１と同様であるが、光センサ対を画素部２３の周辺の一部の２箇所に設置している点が異なる。

図１０は、本発明に係る液晶表示装置の構成図であって、２つの光センサ対８，８ａは液晶パネル６ａに搭載され、その他の構成は、図１と同様である。

本実施例では、外光センサ１０，１０ａの出力及びバックライト光センサ９，９ａの出力を、センサ出力制御回路１３に入力する。２つの光センサ対８，８ａの出力で検出することから、液晶パネル６ａ面の照度分布ばらつきや各出力の特性ばらつきを２つの光センサ対８，８ａの出力で平均化することで、出力精度を向上することができる。なお、本実施例では、光センサ対の個数を２個としたが、これに限ったわけではなく、光センサ対を液晶パネル６ａの４隅に配置するなど、複数個を配置する構成でもよい。

本発明の実施例６に関して、図１１から図１４を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作は、実施例１と同様であり、外光センサを用いた調光制御において、低照度領域の感度を向上させるように、バックライト光を完全に遮光しない点が実施例１と異なる。

図１１は、本発明に係る液晶表示装置の構成図であって、６ｂは液晶パネル、８ｂは液晶パネル６ｂに形成された光センサ対、９ｂ，１０ｂはそれぞれ光センサ対８ｂ内のバックライト光センサと外光センサ、１２ｂは光センサ出力、１３ｂはセンサ出力制御回路、１４ｂは補正出力である、その他の構成は、実施例１の図１と同様である。

図１２は、光センサ対８ｂの部分の断面構成図であって、３１ｂは外光センサ３０に入射するバックライト光を半透過する半透過遮光手段（半透過遮光膜）、３３ｂはバックライト光センサ３２に入射するバックライト光を半透過する半透過遮光手段（半透過遮光膜）である。その他の構成は、実施例１の図２と同様である。

図１３は、センサ出力制御回路１３ｂの構成図であって、５４ｂはバックライト光センサ９ｂの補正値を検出する補正値検出回路、５５ｂは基準値テーブル、５３ｂは補正値検出回路５４ｂからの補正値により外光センサ１０ｂの出力を補正して補正出力１４ｂを出力する補正回路である。その他の構成は、実施例１の図３と同様である。

図１４は、バックライト光センサ９ｂと外光センサ１０ｂの入射光強度と出力強度の関係図であって、同図（ａ）はバックライト光センサ９ｂの入射光強度と出力強度の関係図、同図（ｂ）は外光センサ１０ｂの入射光強度と出力強度の関係図である。

次に、本実施例の表示装置の動作は実施例１と同様であり、調光制御動作に関して説明する。図１１に示すように、液晶パネル６ｂに設けられている光センサ対８ｂは、図１２に示すように、通常２枚構成のガラス基板３４，３７のうち、ＴＦＴ素子を形成する側の下面ガラス基板３７に、光電変換用の薄膜トランジスタからなる外光センサ３０とバックライト光センサ３２とを隣接して設置したものである。

図１２に示すように、外光センサ３０は表示面側から受ける外光の光量を検出し、バックライト側は半透過遮光膜３１ｂによりバックライト光を完全に遮光するのではなく、例えば、バックライト光を２０％透過させる。また、バックライト光センサ３２は、下面側から受ける半透過遮光膜３３ｂを透過してくるバックライト３８の光量を検出し、表示面側は外光遮光膜３３により遮光し、外光の影響をなくしている。このとき、半透過遮光膜３１ｂ，３３ｂのバックライト光の透過率は、例えば２０％とし、同一に設定する。

このように、外光センサ３０は外光の光量と半透過遮光膜３１ｂを透過してくるバックライト光を合わせた光量を検出し、同時に、バックライト光センサ３２は半透過遮光膜３３ｂを透過してくるバックライト光を検出している。

図１１に示す光センサ対８ｂからの光センサ出力１２ｂは、図１３に示すセンサ出力制御回路１３ｂに入力される。図１３において、外光センサ１０ｂの出力は、センサ出力容量４５に接続されており、プリチャージスイッチ４１を介してプリチャージ電源４２にも接続している。また、バックライト光センサ９ｂの出力は、センサ出力容量４６に接続されており、プリチャージスイッチ４３を介してプリチャージ電源４２にも接続している。以後のバッファ回路４７，４８、サンプルホールド回路４９，５０、ＡＤ変換回路５１，５２の動作は、実施例１の図３と同様である。

次に、補正値検出回路５４ｂ、基準値テーブル５５ｂ、補正回路５３ｂの動作について説明する。

補正値検出回路５４ｂでは、図１４（ａ）に示すバックライト光センサ９ｂの入射光強度と出力強度の関係に基づいて、バックライト光センサ９ｂの出力強度が基準値からどの程度ばらついているかを算出する。

ここで、調光制御による現在の調光設定は、調光設定データ１１を参照することで行われる。この調光設定データ１１に対応する基準値を基準値テーブル５５ｂから読み出す。その際のバックライト輝度基準値を、図１４に示すようにＥｆ０とし、このときのバックライト光センサ９の基準出力値をＳｆ０とする。

例えば、図１４（ａ）のパネルＡでは、バックライト輝度基準値Ｅｆ０に対して、このときのバックライト光センサ９ｂの出力がＳｆＡとすると、パネルＡのバックライト光センサ９ｂは基準値に対して、係数ＫＡ分ばらついていることになる。また、パネルＢでは、バックライト輝度基準値Ｅｆ０に対して、このときのバックライト光センサ９ｂの出力がＳｆＢとすると、パネルＢのバックライト光センサ９ｂは基準値に対して、係数ＫＢ分ばらついていることになる。このように、補正値検出回路５４ｂでは、液晶パネル毎のバックライト光センサ９ｂの特性を、バックライト輝度基準値Ｅｆ０に基づいて検出する。

次に、補正回路５３ｂでは、補正検出回路５４ｂでのバックライト光センサ９ｂの検出結果に基づいて、外光センサ１０ｂの出力結果を補正し、補正出力１４ｂとして出力する。ここで、外光センサ１０ｂの特性は、図１４（ｂ）に示すように、外光の入射光強度が０でも、外光センサ１０ｂは、半透過遮光膜３１ｂの透過率分のバックライト光を受光しているため、基準値でＳｆ０、パネルＡでＳｆＡ、パネルＢでＳｆＢの出力強度が得られる。つまり、外光センサ１０ｂの低照度領域の検出感度が悪い場合でも、外光とは別に半透過遮光膜３１ｂの透過率分のバックライト光を受光することで、外光が低照度の場合も検出感度を向上することができる。

例えば、図１４（ｂ）のパネルＡの場合では、外光センサ１０ｂの入射光強度に対して、出力強度が基準値からＫＡ倍ばらついており、外光センサ１０ｂの出力をそのまま用いるとＫＡ倍ずれることになるため、補正回路５３ｂで、外光センサ１０ｂの出力を１／ＫＡ倍に補正することで、より正確な補正出力１４ｂが得られる。また、パネルＢの場合も同様に、入射光強度に対して、出力強度が基準値からＫＢ倍ばらついているために、外光センサ１０ｂの出力をそのまま用いるとＫＢ倍ずれることになる。そのため、補正回路５３ｂで、外光センサ１０ｂの出力を１／ＫＢ倍に補正することで、より正確な補正出力１４ｂが得られる。

つまり、バックライト光センサ９ｂと外光センサ１０ｂとを隣接して設置することでプロセスばらつき等の製造ばらつきが、これらの２つの光センサで同等となる。したがって、バックライト光センサ９ｂの特性が、基準値に対して、どの程度ばらついているかをパネル毎に補正値を検出し、低照度領域で感度が悪い場合でも、外光センサ１０ｂは半透過遮光膜３１ｂの透過率分のバックライト光を受光しているため、外光センサ１０ｂを高感度領域で動作させることができる。このように、外光センサ１０ｂの出力を補正することで、外光センサ１０ｂの検出精度を向上することができる。

以後の調光制御動作については、実施例１で説明した図５，６と同様であるので、ここでの説明を省略する。このように、本実施例では、外光が低照度の場合であっても、外光に応じた液晶表示装置の調光制御を精度よく行うことができる。

本発明の実施例７に関して、図１５を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置の表示動作と外光センサを用いた調光制御は、実施例６と同様であるが、光センサ対の部分の半透過遮光手段（半透過遮光膜）が異なる。

図１５は、光センサ対８ｃの部分の断面構造図であって、３１ｃは外光センサ３０の半透過遮光膜、３３ｃはバックライト光センサ３２の半透過遮光膜である。他の構成は、実施例６と同様である。

図１５において、半透過遮光膜３１ｃ，３３ｃは、それぞれ外光センサ３０とバックライト光センサ３２を完全に覆い遮光するのではなく、例えば、バックライト光が２０％透過するものである。調光制御に関しては、実施例６と同様に、外光が低照度の場合であっても、外光に応じた液晶表示装置の調光制御を精度よく行うことができる。

本発明に係る液晶表示装置の構成図光センサ対８の部分の断面構成図センサ出力制御回路１３の構成図バックライト光センサ９，３２の入射光強度と出力強度の関係図調光制御回路１５の構成図外光センサ１０，３０の受光照度とバックライト輝度の関係図光センサ対８の部分の断面構成図光センサ対８の部分の断面構成図光センサ対８の部分の断面構成図本発明に係る液晶表示装置の構成図本発明に係る液晶表示装置の構成図光センサ対８ｂの部分の断面構成図センサ出力制御回路１３ｂの構成図光センサ９ｂ，１０ｂの入射光強度と出力強度の関係図光センサ対８ｃの部分の断面構成図

符号の説明

１…コントローラ、２…表示データ、３…制御信号、４…走査線駆動回路、５…信号線駆動回路、６，６ａ，６ｂ…液晶パネル、７…バックライトモジュール、８，８ａ，８ｂ，８ｃ…光センサ対、９，９ａ，９ｂ…バックライト光検出手段（バックライト光センサ）、１０，１０ａ，１０ｂ…外光検出手段（外光センサ）、１１…調光設定データ、１２，１２ｂ…光センサ出力、１３，１３ｂ…センサ出力制御回路、１４，１４ｂ…補正出力、１５…調光制御手段（調光制御回路）、１６…調光制御信号、１７…バックライト駆動回路、１８…バックライト駆動信号、１９…走査線、２０…信号線、２１…ＴＦＴ素子、２２…液晶素子、２３…画素部、３０…外光センサ、３１，３１ａ…バックライト遮光手段（バックライト遮光膜）、３１ｂ，３１ｃ…半透過遮光手段（半透過遮光膜）、３２…バックライト光センサ、３３，３３ａ…外光遮光手段（外光遮光膜）、３３ｂ，３３ｃ…半透過遮光手段（半透過遮光膜）、３４…上面ガラス基板、３５…カラーフィルタ、３６…液晶層、３７…下面ガラス基板、３８…バックライト、４１，４３…プリチャージスイッチ、４２…プリチャージ電源、４５，４６…センサ出力容量、４７，４８…バッファ回路、４９，５０…サンプルホールド回路（ＳＨ回路）、５１，５２…ＡＤ変換回路、５４…補正値検出手段（補正値検出回路）、５５…基準値テーブル、５３…補正手段（補正回路）、６１…調光制御テーブル、６２…調光データ制御回路、６３…バックライト調光信号変換回路、６４…保持回路、７０…外光センサ、７１…バックライト遮光膜、７２…バックライト光センサ、７３…外光遮光膜、７７…上面ガラス基板、７５…カラーフィルタ、７６…液晶層、７４…下面ガラス基板、７８…バックライト

Claims

マトリクス状に画素が配置された画素部及びバックライトを備える液晶パネルと、
前記バックライトの調光設定を示す調光設定データを生成する調光制御回路と、
前記液晶パネルに内蔵され、外光を検出する外光センサと、
前記液晶パネルに内蔵されて前記外光センサと隣接して配置され、前記外光センサと製造ばらつきが同等であり、前記外光センサの出力特性のばらつきを補正するため前記調光設定によるバックライト光を検出するバックライト光センサと、
前記バックライト光センサへの入射光強度と前記バックライト光センサの出力強度の関係を示す基準値テーブルと、
前記バックライト光センサが出力した出力強度と前記調光設定データに対応する前記基準値テーブルの基準出力値とを比較して、前記バックライト光センサの出力強度の前記基準値からのずれを検出する補正値検出回路と、
前記補正値に基づいて前記外光センサの出力を補正する補正回路と、
を有するセンサ出力制御回路と、
前記補正回路からの出力に応じて前記調光制御回路により生成される調光制御信号に基づいて前記バックライト光を制御するバックライト駆動回路と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記外光センサはバックライト遮光手段によってバックライト光から遮光され、前記バックライト光センサは外光遮光手段によって外光から遮光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。
前記液晶パネルは、表示面側の上面ガラス基板とバックライト面側の下面ガラス基板を備え、
前記バックライト遮光手段と外光遮光手段は、前記上面ガラス基板と下面ガラス基板との間に形成することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記液晶パネルは、表示面側の上面ガラス基板とバックライト面側の下面ガラス基板を備え、
前記バックライト遮光手段は前記下面ガラス基板の外側に形成し、前記外光遮光手段は前記上面ガラス基板の外側に形成することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記下面ガラス基板に、前記外光センサとバックライト光センサとを薄膜トランジスタで形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
前記上面ガラス基板に、前記外光センサとバックライト光センサとを薄膜トランジスタで形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
前記外光センサとバックライト光センサは、光の透過率を同一とした半透過遮光手段により遮光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。