JP2007093849A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 受光面において十分な光量の環境光を受光可能な液晶装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】 液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３と、ＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３の間に設けられて液晶層２１を封止するシール材とを有し、背面側から照明光が照射される液晶パネル１１と、液晶パネル１１の前面側に配設された第１偏光板１２と、液晶パネル１１に表示する画像の表示状態を制御するバックライト制御回路とを備え、液晶パネル１１が、環境光を受光する受光素子３５を有し、受光素子３５の受光面３５Ａの少なくとも一部が、平面視でシール材及び第１偏光板１２と重ならない位置に設けられている。
【選択図】 図１
【解決手段】 液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３と、ＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３の間に設けられて液晶層２１を封止するシール材とを有し、背面側から照明光が照射される液晶パネル１１と、液晶パネル１１の前面側に配設された第１偏光板１２と、液晶パネル１１に表示する画像の表示状態を制御するバックライト制御回路とを備え、液晶パネル１１が、環境光を受光する受光素子３５を有し、受光素子３５の受光面３５Ａの少なくとも一部が、平面視でシール材及び第１偏光板１２と重ならない位置に設けられている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、例えば液晶パネルの背面側から照明光を照射する液晶装置及び電子機器に関する。
一般に、電子機器の表示部として利用されている液晶装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に設けられた照明手段であるバックライトとを備えている。そして、携帯電話機などの携帯電子機器では、バックライトにおける消費電力を低減するために、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、携帯電話機の筐体外の光である環境光を反射させて表示を行う反射表示モードとを備える半透過反射型の液晶装置が用いられている。
このような液晶装置には、バックライトとして例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などが用いられているが、このＬＥＤに供給する電流量を調整して照明光の強度を制御する制御回路が設けられている。また、電子機器の外部の明るさに応じて液晶パネルによる良好な表示を行うために、環境光の強度を計測する光センサが設けられ、制御回路がこの光センサの計測結果に基づいてバックライトの強度を調整する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、光センサの配置箇所としては、光センサによる環境光の検出位置が液晶パネルの表示領域の近傍であることが望ましいため、液晶パネルの内部に光センサを設けることが考えられる。
特開２００５−１２１９９７号公報
このような液晶装置には、バックライトとして例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などが用いられているが、このＬＥＤに供給する電流量を調整して照明光の強度を制御する制御回路が設けられている。また、電子機器の外部の明るさに応じて液晶パネルによる良好な表示を行うために、環境光の強度を計測する光センサが設けられ、制御回路がこの光センサの計測結果に基づいてバックライトの強度を調整する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、光センサの配置箇所としては、光センサによる環境光の検出位置が液晶パネルの表示領域の近傍であることが望ましいため、液晶パネルの内部に光センサを設けることが考えられる。
しかしながら、上記従来の液晶装置には以下の課題がある。すなわち、液晶パネルの表示領域の前面側及び背面側には、それぞれ偏光板が設けられていることに起因する。一般的に、無偏光な環境光がこれら偏光板のうち前面側の偏光板を通過して液晶パネルに至るので、環境光の強度がおよそ半分となる。このため、光センサの受光面における受光量が偏光板により著しく減衰され、受光面で十分な光量の環境光を受光することができなくなる。したがって、光センサによる環境光の感度を良好とするために光センサの受光面積を大きくする必要があるという問題がある。そして、このように受光面積を大きくすることで、液晶装置の表示領域を狭めると共に、液晶装置の外観意匠性が損なわれてしまう。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、受光面において十分な光量の環境光を受光可能な液晶装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶装置は、液晶層を挟持する第１及び第２基板と、該第１及び第２基板の間に設けられて前記液晶層を封止するシール材とを有し、背面側から照明光が照射される液晶パネルと、該液晶パネルの前面側に配設された光学板と、前記液晶パネルに表示する画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、前記液晶パネルが、環境光を受光する受光手段を有し、該受光手段の受光面の少なくとも一部が、平面視で前記光学板と重ならない位置に設けられていることを特徴とする。
この発明では、受光面の少なくとも一部を平面視で光学板と重ならない位置に形成することで、環境光がシール材や光学板によって著しく減衰されたり遮断されたりすることなく受光面に至る。これにより、環境光の光量が光学板において著しく減衰することを回避して受光面で十分な光量が受光可能となり、受光面積を大きくする必要がなくなる。したがって、シール材により囲まれた領域である液晶装置の表示領域を狭めることがなく、また、外観意匠性が維持される。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記受光手段の受光面の少なくとも一部が、平面視で前記シール材及び前記光学板と重ならない位置に設けられていることが好ましい。
この発明では、受光面の少なくとも一部を平面視でシール材及び光学板と重ならない位置に形成することで、上述と同様に、環境光の光量が光学板において著しく減衰することを回避して受光面で十分な光量が受光可能となり、受光面積を大きくする必要がなくなる。したがって、液晶装置の表示領域を狭めることがなく、また、外観意匠性が維持される。
この発明では、受光面の少なくとも一部を平面視でシール材及び光学板と重ならない位置に形成することで、上述と同様に、環境光の光量が光学板において著しく減衰することを回避して受光面で十分な光量が受光可能となり、受光面積を大きくする必要がなくなる。したがって、液晶装置の表示領域を狭めることがなく、また、外観意匠性が維持される。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記受光手段の受光面が、平面視で前記液晶層と重なる位置に設けられ、前記光学板のうち、平面視で前記受光面の少なくとも一部と重なる位置に、前記環境光を透過させる透過領域が形成されていることが好ましい。
この発明では、光学板に透過領域を形成することで、環境光が光学板で著しく減衰されたり遮断されたりすることなく受光面に至る。
この発明では、光学板に透過領域を形成することで、環境光が光学板で著しく減衰されたり遮断されたりすることなく受光面に至る。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記液晶パネルが、遮光膜を有し、該遮光膜のうち、平面視で前記受光面の少なくとも一部と重なる位置に、前記環境光を透過させる遮光膜透過領域が形成されていることが好ましい。
この発明では、遮光膜に遮光膜透過領域を形成することで、環境光が遮光膜によって減衰されることなく受光面に至る。これより、受光面における環境光の受光強度が小さくなることを抑制する。
この発明では、遮光膜に遮光膜透過領域を形成することで、環境光が遮光膜によって減衰されることなく受光面に至る。これより、受光面における環境光の受光強度が小さくなることを抑制する。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記第１基板が平面視で前記第２基板から張出す張出部を有し、前記受光手段の受光面が、前記張出部に設けられていることが好ましい。
この発明では、張出部に受光手段の受光面を形成することで、環境光が光学板を経ることなく受光面に至る。
この発明では、張出部に受光手段の受光面を形成することで、環境光が光学板を経ることなく受光面に至る。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記光学板が、偏光板であることが好ましい。
この発明では、偏光板によって環境光の強度が約半分となるが、平面視で受光面と重なる位置に偏光板を設けないことで、環境光が偏光板によって著しく減衰されることなく受光面に至る。
この発明では、偏光板によって環境光の強度が約半分となるが、平面視で受光面と重なる位置に偏光板を設けないことで、環境光が偏光板によって著しく減衰されることなく受光面に至る。
また、本発明にかかる液晶装置は、前記液晶パネルに照明光を照射する照明手段を備え、前記制御手段が、前記受光手段で受光した前記環境光の強度に基づいて前記照明光の強度を制御することが好ましい。
この発明では、制御手段が環境光の強度に基づいて照明手段による照明光の強度を制御するので、環境光の明るさによらず適切な表示を行うことができると共に、照明手段の消費電力を低減することができる。
この発明では、制御手段が環境光の強度に基づいて照明手段による照明光の強度を制御するので、環境光の明るさによらず適切な表示を行うことができると共に、照明手段の消費電力を低減することができる。
また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した液晶装置を備えており、受光面で十分な光量の環境光が受光可能なので、液晶装置の表示領域を狭めることがなく、また、外観意匠性が維持される。
この発明では、上述した液晶装置を備えており、受光面で十分な光量の環境光が受光可能なので、液晶装置の表示領域を狭めることがなく、また、外観意匠性が維持される。
以下、本発明による液晶装置及び電子機器の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態における液晶装置を示す概略斜視図、図２（ａ）は液晶パネルの平面図、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図３は液晶装置の回路構成を示す回路図である。
液晶装置１０は、半透過反射型のＴＦＴ（Thin Film Transistors：薄膜トランジスタ）アクティブマトリックス方式の液晶装置である。そして、液晶装置１０は、図１〜図３に示すように、液晶パネル１１と、液晶パネル１１の前面側及び背面側にそれぞれ設けられた第１偏光板（光学板）１２、第２偏光板１３と、液晶パネル１１の背面側に設けられたバックライト（照明手段）１４と、バックライト１４に供給する電流を調整して照明光の強度を制御するバックライト制御回路（制御手段）１５とを備えている。
液晶装置１０は、半透過反射型のＴＦＴ（Thin Film Transistors：薄膜トランジスタ）アクティブマトリックス方式の液晶装置である。そして、液晶装置１０は、図１〜図３に示すように、液晶パネル１１と、液晶パネル１１の前面側及び背面側にそれぞれ設けられた第１偏光板（光学板）１２、第２偏光板１３と、液晶パネル１１の背面側に設けられたバックライト（照明手段）１４と、バックライト１４に供給する電流を調整して照明光の強度を制御するバックライト制御回路（制御手段）１５とを備えている。
液晶パネル１１は、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶層２１を挟持するＴＦＴアレイ基板（第１基板）２２及び対向基板（第２基板）２３と、これらの対向面周縁部に設けられて平面視でほぼ矩形状を有して液晶層２１を封止するシール材２４とを備えている。そして、液晶パネル１１のうち、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３とが重なると共にシール材２４の内側に形成された後述する周辺遮光膜（遮光膜）５１によって囲まれたシール領域の内側が画像表示領域２５となっている。なお、液晶パネル１１においては、ＴＦＴアレイ基板２２が背面側の基板、対向基板２３が前面側の基板となっている。
液晶層２１は、例えば１種または複数種のネマティック液晶を混合した液晶からなり、ＴＦＴアレイ基板２２及び対向基板２３のそれぞれに形成された配向膜（図示略）の間で所定の配向状態となっている。ここで、液晶層２１としては、正の誘電率異方性を有する液晶を用いたＴＮ（Twisted Nematic）モードや、負の誘電率異方性を有するＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モードが適用可能である。
ＴＦＴアレイ基板２２は、平面視矩形状を有しており、例えば石英やガラス、プラスチックなどの透光性材料によって形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板２２には、一辺端部において対向基板２３より外側に張り出す張出部２２Ａが形成されている。
このＴＦＴアレイ基板２２のうち平面視で対向基板２３と重なる領域には、複数の走査線３１、信号線３２、ＴＦＴ３３及び画素電極３４と、受光素子（受光手段）３５と、信号線駆動回路３６と、走査線駆動回路３７、３８とが設けられている。
また、ＴＦＴアレイ基板２２の張出部２２Ａには、信号線駆動回路３６や走査線駆動回路３７、３８、受光素子３５のそれぞれの端子部３９が設けられており、これらと配線４０により電気的に接続されている。
また、ＴＦＴアレイ基板２２の張出部２２Ａには、信号線駆動回路３６や走査線駆動回路３７、３８、受光素子３５のそれぞれの端子部３９が設けられており、これらと配線４０により電気的に接続されている。
走査線３１は、図３に示すように、Ｘ方向に延在する配線であって、例えばアルミニウムなどの金属によって形成されている。また、信号線３２は、図３に示すように、Ｙ方向に延在する配線であって、走査線３１と互いに交差するように設けられており、走査線３１と同様に例えばアルミニウムなどの金属によって形成されている。そして、これら走査線３１及び信号線３２により、画素領域が形成されている。
この画素領域は、各走査線３１と各信号線３２とによって囲まれた領域である。また、画素領域は、平面視において、対向基板２３に設けられたカラーフィルタ（図示略）の配置領域と重なるように形成されている。
この画素領域は、各走査線３１と各信号線３２とによって囲まれた領域である。また、画素領域は、平面視において、対向基板２３に設けられたカラーフィルタ（図示略）の配置領域と重なるように形成されている。
ＴＦＴ３３は、例えばｎ型トランジスタによって構成されており、走査線３１と信号線３２との交点にそれぞれ設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜を部分的に形成し、これに対して部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。
そして、ＴＦＴ３３のゲートにはそれぞれ走査線３１が電気的に接続されており、ＴＦＴ３３のドレインには画素電極３４がそれぞれ電気的に接続されている。
また、画素電極３４に書き込まれた画像信号のリークを防止するため、画素電極３４と並列に保持容量４１が接続されている。
そして、ＴＦＴ３３のゲートにはそれぞれ走査線３１が電気的に接続されており、ＴＦＴ３３のドレインには画素電極３４がそれぞれ電気的に接続されている。
また、画素電極３４に書き込まれた画像信号のリークを防止するため、画素電極３４と並列に保持容量４１が接続されている。
画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透光性導電材料によって形成されており、対向基板２３に設けられた後述する対向電極５４とそれぞれ対向配置されている。そして、画素電極３４と、対向基板２３に形成されてこの画素電極３４に対向配置された対向電極５４との間で液晶層２１を挟持する。なお、画素電極３４には、反射層（図示略）が設けられている。
受光素子３５は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２２上における画像表示領域２５内の一角部に形成されている。また、受光素子３５は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどによって構成されている。
ここで、受光素子３５が、例えば、ＰＩＮ（Positive-Intrinsic-Negative）型のフォトダイオードによって構成されているときは、受光素子３５を構成する半導体層を真性半導体または微量濃度の不純物を導入し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で、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ＴＦＴ３３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ＴＦＴ３３と同じ製造工程で形成することができる。
ここで、受光素子３５が、例えば、ＰＩＮ（Positive-Intrinsic-Negative）型のフォトダイオードによって構成されているときは、受光素子３５を構成する半導体層を真性半導体または微量濃度の不純物を導入し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で、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ＴＦＴ３３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ＴＦＴ３３と同じ製造工程で形成することができる。
信号線駆動回路３６は、平面視において一部がシール材２４によって覆われ、他の部分が画像表示領域２５内に設けられており、複数の信号線３２に対して画像信号を供給するように構成されている。ここで、信号線駆動回路３６により信号線３２に書き込まれる画像信号は、線順次に供給してもよいし、互いに隣接する複数の信号線３２同士に対してグループごとに供給するような構成としてもよい。
走査線駆動回路３７、３８は、信号線駆動回路３６と同様に、平面視において一部がシール材２４によって覆われ、他の部分が画像表示領域２５内に設けられており、複数の走査線３１に対して所定のタイミングで走査信号をパルス的に線順次で供給するように構成されている。
これら信号線駆動回路３６及び走査線駆動回路３７、３８は、トランジスタやダイオード、キャパシタなどを組み合わせた電子回路によって構成されており、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同様に、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜に対して、部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。したがって、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同じ製造工程で形成することができる。
走査線駆動回路３７、３８は、信号線駆動回路３６と同様に、平面視において一部がシール材２４によって覆われ、他の部分が画像表示領域２５内に設けられており、複数の走査線３１に対して所定のタイミングで走査信号をパルス的に線順次で供給するように構成されている。
これら信号線駆動回路３６及び走査線駆動回路３７、３８は、トランジスタやダイオード、キャパシタなどを組み合わせた電子回路によって構成されており、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同様に、ＴＦＴアレイ基板２２の上面に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜に対して、部分的な不純物の導入や活性化を行うことで形成されている。したがって、ＴＦＴ３３や受光素子３５と同じ製造工程で形成することができる。
端子部３９には、フレキシブル基板４２の一端側が例えば異方性導電フィルム（ACF:Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（ACP:Anisotropic Conductive Paste）のような異方性導電材料を介して接続されている。このフレキシブル基板４２を介して、タイミング発生回路４３と走査線駆動回路３７、３８とが電気的に接続され、電源回路４４と信号線駆動回路３６及び走査線駆動回路３７、３８とが電気的に接続され、受光素子３５とバックライト制御回路１５とが電気的に接続される。また、タイミング発生回路４３は、画像処理回路４５に接続されている。
対向基板２３は、ＴＦＴアレイ基板２２と同様に、平面視矩形状を有しており、例えばガラスやプラスチックなどの透光性材料によって形成されている。そして、対向基板２３の液晶層２１側の下面には、周辺遮光膜５１及び表示領域遮光膜５２と、カラーフィルタ膜５３と、対向電極５４と配向膜（図示略）が順に積層されている。
周辺遮光膜５１は、平面視で矩形の枠形状を有し、シール材２４の内周側に沿って設けられており、画像表示領域を規定している。また、周辺遮光膜５１のうち、平面視で受光面３５Ａと重なる位置及びその近傍の領域に遮光膜切欠部（遮光膜透過領域）５１Ａが形成されている。
また、表示領域遮光膜５２は、平面視で格子状またはストライプ状を有しており、周辺遮光膜５１の内側の領域である画像表示領域２５を覆うように設けられている。
カラーフィルタ膜５３は、上述した各画素領域に対応するように平面視でマトリックス状に配列形成された複数のカラーフィルタによって構成されている。
対向電極５４は、画素電極３４と同様にＩＴＯなどの透光性導電材料によって形成された平面膜である。
また、表示領域遮光膜５２は、平面視で格子状またはストライプ状を有しており、周辺遮光膜５１の内側の領域である画像表示領域２５を覆うように設けられている。
カラーフィルタ膜５３は、上述した各画素領域に対応するように平面視でマトリックス状に配列形成された複数のカラーフィルタによって構成されている。
対向電極５４は、画素電極３４と同様にＩＴＯなどの透光性導電材料によって形成された平面膜である。
また、対向基板２３の４つの角部には、対向基板２３とＴＦＴアレイ基板２２との間の上下導通端子として機能する上下導通材５５が配置されている。この上下導通材５５を介して対向基板２３とＴＦＴアレイ基板２２との電気的な接続が図られる。
シール材２４は、平面視で矩形の枠形状を有しており、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３とを接着している。このシール材２４は、例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などからなり、ＴＦＴアレイ基板２２の所定位置に塗布された後、紫外線照射や加熱などによって硬化処理されたものである。また、シール材２４には、ＴＦＴアレイ基板２２と対向基板２３との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためにガラスファイバやガラスビーズなどのギャップ材が混入されている。
第１及び第２偏光板１２、１３はそれぞれ特定方向に振動する直線偏光のみを透過させるものであり、第１偏光板１２が液晶パネル１１の前面側に設けられており、第２偏光板１２が液晶パネル１１の背面側に設けられている。そして、第１及び第２偏光板１２、１３は、透過軸が互いにほぼ直交すると共に、上記配向膜のラビング方向とほぼ４５度で交差するように配置されている。
また、第１偏光板１２において、平面視で受光素子３５の受光面３５Ａと重なる位置及びその近傍を含む一角部には、切欠部（透過領域）１２Ａが形成されている。したがって、第１偏光板１２の前面側から第１偏光板１２の切欠部１２Ａに入射する環境光は、その振動方向によらず第１偏光板１２において減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。
また、第１偏光板１２において、平面視で受光素子３５の受光面３５Ａと重なる位置及びその近傍を含む一角部には、切欠部（透過領域）１２Ａが形成されている。したがって、第１偏光板１２の前面側から第１偏光板１２の切欠部１２Ａに入射する環境光は、その振動方向によらず第１偏光板１２において減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。
バックライト１４は、例えば白色ＬＥＤなどで形成された光源と、光源から照射された照明光を導く導光板と、リフレクタとによって構成されている。
バックライト制御回路１５は、受光素子３５及びバックライト１４と電気的に接続されており、受光素子３５の受光面３５Ａで受光した環境光の強度に基づき、バックライト１４による照明光の強度を制御する。
バックライト制御回路１５は、受光素子３５及びバックライト１４と電気的に接続されており、受光素子３５の受光面３５Ａで受光した環境光の強度に基づき、バックライト１４による照明光の強度を制御する。
図４は、環境光の強度とバックライト制御回路１５によってバックライト１４から照射される照明光の強度との関係を示す図である。
バックライト制御回路１５は、図４に示すように、環境光の強度が高くなるにしたがってバックライト１４による照明光の強度が漸次高くなるようにバックライト１４の光源に供給する電流量を増大させる。そして、バックライト制御回路１５は、環境光の強度が閾値Ｔ１となったときに照明光の強度が最大値となるように光源に電流を供給する。さらに、バックライト制御回路１５は、閾値Ｔ１よりも強度の高い閾値Ｔ２となったときに光源への電流の供給を停止してバックライト１４による照明を停止する。
すなわち、液晶装置１０は、環境光の強度が閾値Ｔ２以下である場合にバックライト１４から照明光を照射して液晶パネル１１を透過させて表示を行う透過表示モードとなる。そして、液晶装置１０は、環境光の強度がバックライト１４から照射される照明光の強度の最大値である閾値Ｔ２よりも大きい場合に、反射させた環境光を液晶パネル１１内の上記反射層で反射させて照明光として使用することで表示を行う反射表示モードとなる。
バックライト制御回路１５は、図４に示すように、環境光の強度が高くなるにしたがってバックライト１４による照明光の強度が漸次高くなるようにバックライト１４の光源に供給する電流量を増大させる。そして、バックライト制御回路１５は、環境光の強度が閾値Ｔ１となったときに照明光の強度が最大値となるように光源に電流を供給する。さらに、バックライト制御回路１５は、閾値Ｔ１よりも強度の高い閾値Ｔ２となったときに光源への電流の供給を停止してバックライト１４による照明を停止する。
すなわち、液晶装置１０は、環境光の強度が閾値Ｔ２以下である場合にバックライト１４から照明光を照射して液晶パネル１１を透過させて表示を行う透過表示モードとなる。そして、液晶装置１０は、環境光の強度がバックライト１４から照射される照明光の強度の最大値である閾値Ｔ２よりも大きい場合に、反射させた環境光を液晶パネル１１内の上記反射層で反射させて照明光として使用することで表示を行う反射表示モードとなる。
このような構成の液晶装置１０は、図５に示すような携帯電話機（電子機器）６０に適用される。図５は携帯電話機を示す斜視図である。
この携帯電話機６０は、本体部６１と、この本体部６１の下端部にヒンジ機構を介して連結された蓋部６２とを備えており、蓋部６２が本体部６１に対して開閉自在となっている。そして、本体部６１には、上述した液晶装置１０からなる表示部６３と、複数の操作キーが配列された操作部６４と受話口６５とアンテナ６６とが設けられている。また、蓋部６２には、送話口６７が設けられている。
この携帯電話機６０は、本体部６１と、この本体部６１の下端部にヒンジ機構を介して連結された蓋部６２とを備えており、蓋部６２が本体部６１に対して開閉自在となっている。そして、本体部６１には、上述した液晶装置１０からなる表示部６３と、複数の操作キーが配列された操作部６４と受話口６５とアンテナ６６とが設けられている。また、蓋部６２には、送話口６７が設けられている。
次に、このような構成の液晶装置１０を備える携帯電話機６０において、環境光の強度に基づくバックライト１４の照明光の強度の制御方法について説明する。
環境光が表示部６３から液晶装置１０に入射すると、受光素子３５がこの環境光を受光する。ここで、第１偏光板１２には平面視において受光素子３５の受光面３５Ａと重なる位置に切欠部１２Ａが形成されているので、環境光がその振動方向によらず第１偏光板１２において著しく減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。また、受光面３５Ａがシール材２４によって覆われておらず、周辺遮光膜５１にも遮光膜切欠部５１Ａ、５２Ａがそれぞれ形成されているので、環境光が周辺遮光膜５１において減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。
そして、受光素子３５は、受光した環境光を光電変換により電気信号に変換し、この電気信号をバックライト制御回路１５に出力する。
環境光が表示部６３から液晶装置１０に入射すると、受光素子３５がこの環境光を受光する。ここで、第１偏光板１２には平面視において受光素子３５の受光面３５Ａと重なる位置に切欠部１２Ａが形成されているので、環境光がその振動方向によらず第１偏光板１２において著しく減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。また、受光面３５Ａがシール材２４によって覆われておらず、周辺遮光膜５１にも遮光膜切欠部５１Ａ、５２Ａがそれぞれ形成されているので、環境光が周辺遮光膜５１において減衰されずに受光面３５Ａに向けて進行する。
そして、受光素子３５は、受光した環境光を光電変換により電気信号に変換し、この電気信号をバックライト制御回路１５に出力する。
バックライト制御回路１５は、受信した電気信号に基づいて環境光の強度に対応するバックライト１４の照明光の強度を算出し、バックライト１４に供給する電流を制御する。例えば、環境光の強度が図４に示す閾値Ｔ１より小さい場合には、環境光の強度に応じて漸次照明光の強度が増大するように制御し、環境光の強度が閾値Ｔ１となったときに照明光の強度を最大値として透過表示モードとする。また、環境光の強度が図４に示す閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２より小さい場合には、照明光の強度が最大値となるように制御して透過表示モードとする。そして、環境光の強度が閾値Ｔ２よりも大きい場合には、環境光の強度が十分に大きいので、バックライト１４への電流の供給を停止して反射表示モードとする。
以上のようにして、環境光の強度に応じてバックライト１４へ供給する電流量を調整して透過表示モードと反射表示モードとを使い分ける。
以上のようにして、環境光の強度に応じてバックライト１４へ供給する電流量を調整して透過表示モードと反射表示モードとを使い分ける。
このように構成された液晶装置１０及び携帯電話機６０によれば、第１偏光板１２と周辺遮光膜５１とにそれぞれ切欠部１２Ａ及び遮光膜切欠部５１Ａが形成されていると共に、受光面３５Ａがシール材２４によって覆われていないので、環境光が受光面３５Ａに向けて進行する際に著しく減衰されることがなく、受光面３５Ａにおいて十分な光量の環境光を受光できる。このため、受光素子３５の感度を十分に確保して受光面３５Ａの受光面積を増大させる必要がないので、液晶装置１０の表示領域を狭めることがなく、また外観意匠性を維持できる。
次に、第２の実施形態について、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図６及び図７においては、図１及び図２と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態の液晶装置１０では受光素子３５の受光面３５Ａが液晶パネル１１の画像表示領域２５内に形成されているが、第２の実施形態における液晶装置７０では液晶パネル７１の張出部２２Ａに光学素子７２の受光面７２Ａが形成されている点である。
したがって、第１偏光板７３は対向基板２３の全体を覆うように設けられており、周辺遮光膜（図示略）も画像表示領域の全体を覆うように設けられている。
そして、張出部２２Ａに受光面７２Ａが形成されているので、携帯電話機の筐体において液晶パネル７１を平面視したときに受光面７２Ａと重なる位置及びその近傍を含む領域に環境光を透過可能とするために貫通孔が形成されており、透光性材料が充填されている。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態の液晶装置１０では受光素子３５の受光面３５Ａが液晶パネル１１の画像表示領域２５内に形成されているが、第２の実施形態における液晶装置７０では液晶パネル７１の張出部２２Ａに光学素子７２の受光面７２Ａが形成されている点である。
したがって、第１偏光板７３は対向基板２３の全体を覆うように設けられており、周辺遮光膜（図示略）も画像表示領域の全体を覆うように設けられている。
そして、張出部２２Ａに受光面７２Ａが形成されているので、携帯電話機の筐体において液晶パネル７１を平面視したときに受光面７２Ａと重なる位置及びその近傍を含む領域に環境光を透過可能とするために貫通孔が形成されており、透光性材料が充填されている。
このように構成された液晶装置７０においても、上述した第１の実施形態と同様に、第１偏光板７３によって環境光が著しく減衰されることなく、受光面７２Ａにおける受光量を確保することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、液晶パネルの平面視において受光面の全体が偏光板と重ならないように形成されているが、受光面の少なくとも一部が偏光板と重ならないように形成されていればよい。また、受光面の全体がシール材によって覆われないように形成されているが、受光面の少なくとも一部がシール材によって覆われないように形成されていればよい。
また、受光素子がＴＦＴアレイ基板上に形成されているが、受光面において環境光を受光可能であれば対向基板上に形成してもよい。ここで、対向基板上に形成された受光素子は、上下導通部を介してＴＦＴ基板上の端子部と電気的に接続される。このとき、平面視において受光面とシール材とが重なっていてもよい。
また、受光素子で受光した環境光の強度に基づいて照明光の強度を制御しているが、環境光の強度に基づいて液晶パネルで表示する画像を補正する構成としてもよい。
また、上記第１の実施形態では、第１偏光板に切欠部を形成することによって環境光が透過する透過領域を形成しているが、切欠部に限らず、貫通孔など他の形状によって透過領域を形成してもよい。また、各遮光膜にそれぞれ遮光膜切欠部を形成しているが、各遮光膜による環境光の減衰量が小さければ遮光膜切欠部を形成しなくてもよい。
例えば、上記実施形態では、液晶パネルの平面視において受光面の全体が偏光板と重ならないように形成されているが、受光面の少なくとも一部が偏光板と重ならないように形成されていればよい。また、受光面の全体がシール材によって覆われないように形成されているが、受光面の少なくとも一部がシール材によって覆われないように形成されていればよい。
また、受光素子がＴＦＴアレイ基板上に形成されているが、受光面において環境光を受光可能であれば対向基板上に形成してもよい。ここで、対向基板上に形成された受光素子は、上下導通部を介してＴＦＴ基板上の端子部と電気的に接続される。このとき、平面視において受光面とシール材とが重なっていてもよい。
また、受光素子で受光した環境光の強度に基づいて照明光の強度を制御しているが、環境光の強度に基づいて液晶パネルで表示する画像を補正する構成としてもよい。
また、上記第１の実施形態では、第１偏光板に切欠部を形成することによって環境光が透過する透過領域を形成しているが、切欠部に限らず、貫通孔など他の形状によって透過領域を形成してもよい。また、各遮光膜にそれぞれ遮光膜切欠部を形成しているが、各遮光膜による環境光の減衰量が小さければ遮光膜切欠部を形成しなくてもよい。
また、液晶パネルがアクティブマトリックス型の構造となっているが、パッシブマトリックス型の構造としてもよい。このとき、ＴＦＴアレイ基板に対応する一方の基板上には平面視で短冊状の透明電極がストライプ状に配列形成され、対向基板に対応する他方の基板上には一方の基板上に形成された透明電極と交差するように、平面視で短冊状の透明電極がストライプ状に配列形成された構造となる。
また、カラーフィルタを対向基板の液晶層側の上面に形成しているが、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、カラーフィルタを対向基板の液晶層側の上面に形成しているが、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、半透過反射型の構成を有する液晶装置となっているが、透過型の構成を有する液晶装置としてもよい。
また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路が平面視において一部がシール材によって覆われているが、シール材の領域内に設けたり、シール材の領域外に設けたりすることで、シール材によって覆われない構成としてもよい。
また、周辺遮光膜が対向基板上に形成されているが、周辺遮光膜の一部または全部がＴＦＴアレイ基板側に内蔵遮光膜として設けた構成としてもよい。
また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路が平面視において一部がシール材によって覆われているが、シール材の領域内に設けたり、シール材の領域外に設けたりすることで、シール材によって覆われない構成としてもよい。
また、周辺遮光膜が対向基板上に形成されているが、周辺遮光膜の一部または全部がＴＦＴアレイ基板側に内蔵遮光膜として設けた構成としてもよい。
また、タイミングジェネレータや電源回路、バックライト制御回路がフレキブルプリント基板を介して信号線駆動回路や走査線駆動回路、受光素子などに接続されているが、これらの一部または全てを信号線駆動回路や走査線駆動回路と同様に、ＴＦＴアレイ基板上に形成してもよい。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面には、これらの信号線駆動回路や走査線駆動回路などに加えて、画像信号上の画像信号をサンプリングして信号線に供給するサンプリング回路や複数の信号線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行してそれぞれ供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時における携帯電話機の品質や欠陥などを検査するための検査回路などを設けることが可能である。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面に信号線駆動回路や走査線駆動回路が形成されているが、例えばこれら信号線駆動回路や走査線駆動回路の機能を有する駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip On Film）基板をＴＦＴアレイ基板上の走査線及び信号線と異方性導電材料を介して電気的、機械的に接続する構成としてもよい。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面には、これらの信号線駆動回路や走査線駆動回路などに加えて、画像信号上の画像信号をサンプリングして信号線に供給するサンプリング回路や複数の信号線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行してそれぞれ供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時における携帯電話機の品質や欠陥などを検査するための検査回路などを設けることが可能である。
また、ＴＦＴアレイ基板の上面に信号線駆動回路や走査線駆動回路が形成されているが、例えばこれら信号線駆動回路や走査線駆動回路の機能を有する駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip On Film）基板をＴＦＴアレイ基板上の走査線及び信号線と異方性導電材料を介して電気的、機械的に接続する構成としてもよい。
また、一対の偏光板のそれぞれの内側に、位相差板を配置してもよい。ここで、位相差板として、可視光領域における波長に対してほぼ１／４波長の位相差を有するλ／４板を使用することで、一対の偏光板と共に円偏光板を構成することができる。また、λ／２板及びλ／４板を組み合わせることで、広帯域円偏光板を構成することができる。
さらに、一対の偏光板のいずれか一方または双方の内側に、必要に応じて光学補償フィルムを設けてもよい。光学補償フィルムを用いることで、液晶装置を正面視した場合と斜視した場合とにおける液晶層の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。ここで、光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体を使用することも可能である。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅなどを使用してもよい。
さらに、一対の偏光板のいずれか一方または双方の内側に、必要に応じて光学補償フィルムを設けてもよい。光学補償フィルムを用いることで、液晶装置を正面視した場合と斜視した場合とにおける液晶層の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。ここで、光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマティック液晶分子などをハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体を使用することも可能である。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅなどを使用してもよい。
また、上記実施形態では電子機器として携帯電話機を用いているが、携帯電話機に限らず、本発明の液晶装置を用いた表示部が設けられていれば、電子ブックやプロジェクタ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、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、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）、タッチパネルを備える機器などのような他の電子機器であってもよい。
１０、７０ 液晶装置、１１、７１ 液晶パネル、１２、７３ 第１偏光板（光学板）、１２Ａ 切欠部（透過領域）、１４ バックライト（照明手段）、１５ バックライト制御回路（制御手段）、２１ 液晶層、２２ ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２３ 対向基板（第２基板）、２４ シール材、３５、７２ 受光素子（受光手段）、３５Ａ、７２Ａ 受光面、５１ 周辺遮光膜（遮光膜）、５１Ａ 遮光膜切欠部（遮光膜透過領域）、６０ 携帯電話機（電子機器）
Claims (8)
- 液晶層を挟持する第１及び第２基板と、該第１及び第２基板の間に設けられて前記液晶層を封止するシール材とを有し、背面側から照明光が照射される液晶パネルと、
該液晶パネルの前面側に配設された光学板と、
前記液晶パネルに表示する画像の表示状態を制御する制御手段とを備え、
前記液晶パネルが、環境光を受光する受光手段を有し、
該受光手段の受光面の少なくとも一部が、平面視で前記光学板と重ならない位置に設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 前記受光手段の受光面の少なくとも一部が、平面視で前記シール材及び前記光学板と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
- 前記受光手段の受光面が、平面視で前記液晶層と重なる位置に設けられ、
前記光学板のうち、平面視で前記受光面の少なくとも一部と重なる位置に、前記環境光を透過させる透過領域が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。 - 前記液晶パネルが、遮光膜を有し、
該遮光膜のうち、平面視で前記受光面の少なくとも一部と重なる位置に、前記環境光を透過させる遮光膜透過領域が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。 - 前記第１基板が平面視で前記第２基板から張出す張出部を有し、
前記受光手段の受光面が、前記張出部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。 - 前記光学板が、偏光板であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶装置。
- 前記液晶パネルに照明光を照射する照明手段を備え、
前記制御手段が、前記受光手段で受光した前記環境光の強度に基づいて前記照明光の強度を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置。 - 請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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