JP2007304520A

JP2007304520A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2007304520A
Application number: JP2006135655A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sano; 寛佐野; Takashi Kunimori; 隆志國森; Toshihiko Tanaka; 俊彦田中; Masanori Yasumori; 正憲安森
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】異なる複数色の光源からなる照光手段を有し、光源からの光を検出する光センサ
を液晶パネルに組み込み、光源の光量を調整することができるカラー液晶表示装置を提供
すること。
【解決手段】ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５とをシール枠６を介して貼り合わせて間に空間
を形成し、この空間に液晶を封入したカラー液晶パネルと、ＴＦＴ基板の背面に配設して
カラー液晶パネルを照明するバックライトＢＬとを備えたカラー液晶表示装置１において
、バックライトを発光色の異なる複数の光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂで構成し、各色の光源からの
光をそれぞれ検出する光センサを有する光検出部ＬＳ１をＴＦＴ基板に設け、光検出部と
対向するＣＦ基板の表面には、各色の光源からの光を反射させる反射層２５ａを介して各
色の光源に対応した各色のカラーフィルタ層を設けた。
【選択図】図９

Description

本発明はカラー液晶表示装置に係り、特に照光手段として発光色の異なる複数の光源を
備えたカラー液晶表示装置において、これらの光源からの光量を調整することができるカ
ラー液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、通常、液晶パネルの前面から入射された光を反射板で反射させて画像
を表示する反射型、バックライト或いはフロントライト等の専用の光源を用いこの光源か
らの光を液晶パネルに透過させて画像を表示する透過型、および透過型と反射型とを併せ
持った半透過型と大別されており、これらのタイプのものが各種の電子機器、例えば、携
帯電話機、電子辞書、テレビジョン、パーソナルコンピュータ端末等のディスプレーとし
て広く使用されている。

光源には、同一色からなる白色の冷陰極管や発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）、
或いは発光色の異なる複数の光源（冷陰極管、ＬＥＤ）、すなわち多元色光源を組み合わ
せたものが使用されている。これらの光源を使用すると、色調整、すなわち表示画像のホ
ワイトバランスの調整が必要になるが、同一色光源を使用するときは、液晶パネルに与え
る３原色信号のそれぞれの比率を調整することによって行われている。また、多原色光源
を組み合わせるときは、各色光源を時分割により切換えて白色とする方式（例えば、下記
特許文献１参照）、或いは各色光源を同時に発光させて白色とする方式（例えば、下記特
許文献２参照）とがあり、いずれの方式も、各色光源を光センサによりモニタし、光量変
化を検出して所定の基準値と対比し、この対比値を各光源にフィードバックして、ホワイ
トバランスを調整している。

図１１は下記特許文献１に記載されたカラー表示装置の輝度バランス調整手段のブロッ
ク図である。
この輝度バランス調整手段４０は、赤、緑および青色３色のＬＥＤ４０ａ〜４０ｃおよ
びこれらＬＥＤの光を検出する光センサ４１ａ〜４１ｃが収容されたＬＥＤボックス４２
と、各ＬＥＤからの輝度レベルを検出して対応する電圧値に変換する変換素子と、この変
換素子で変換された電圧値と基準電圧値とを比較してこの比較値により各ＬＥＤへ供給さ
れる電流を制御する光量制御回路４４とを備え、この光量制御回路４４の出力は、ＬＥＤ
駆動回路４５に入力されて、各光センサ４１ａ〜４１ｃでの検出値が基準電圧より低いと
きは、各ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに流れる電流を増やすことによって光量を増やして輝度レ
ベルを上げ、反対に高い場合は、そのオーバー分だけ各ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに流れる電
流を減少させることによって光量を減らして輝度レベルを低下させる。なお、光量制御回
路４４およびＬＥＤ駆動回路４５は、制御装置４３によって制御されるようになっている
。この調整手段によれば、各ＬＥＤ光源に発熱や経時変化等があっても各光源が一定の光
量を保つようになり、各光源間の輝度バランスの崩れを防止することができる。

また、液晶表示装置は、外光の強さにより表示画面の見えやすさが左右されるので、外
光の強さに応じて光源の発光量を調節できるようにした液晶表示装置も知られている（例
えば、下記特許文献３参照）。

図１２は下記特許文献３に記載された液晶表示装置の一部の縦断面図である。
液晶表示装置５０は、大判のガラス基板５３の上にこの基板より小型サイズのガラス基
板５２をシール枠を介して貼り合わせ、この貼り合せで形成された空洞に液晶を封入し、
ガラス基板５３の一端部に外光照度検出センサ５５およびバックライト照度検出センサ５
４が設けられ、ガラス基板５３の下方にバックライト５１が設けられた構成を有している
。これらのセンサのうち、外光照度検出センサ５５は、一対のガラス基板を重ねてできた
張り出し部に設けられ、また、バックライト照度検出センサ５４は、不図示のシール枠の
外側に設けられている。また、このバックライト照度検出センサ５４と対向するガラス基
板５２の対向面には、クロム等の金属からなるブラックマスク（反射層）５２ａが設けら
れ、このブラックマスク５２ａによって外光を遮光するとともにバックライト光をバック
ライト照度検出センサ５４に入射するようになっている。

この構成によると、バックライト５１からの光は、ガラス基板５３を通過して、反射層
５２ａで反射されてバックライト照度検出センサ５４に入射されるので、この入射光を検
出することにより、バックライトの光源の経時変化による光量の変化を検出することがで
きる。また、外光は、外光照度検出センサ５５で検出することができる。
特開平１０−４９０７４号公報（図１、段落〔０００９〕〜〔００１１〕）特開平１１−２９５６８９号公報（図１、段落〔００１９〕〜〔００２２〕）特開２０００−１２２５７５号公報（図４、段落〔００１４〕〜〔００１６〕）

ところで、光源に発光色の異なる冷陰極管或いはＬＥＤを使用すると、これらの光源は
、発熱や経時変化によって輝度特性が大きく変化するという課題があることから、この課
題の解決策として、例えば上記特許文献１の表示装置は、各ＬＥＤ光源の光を検出する光
センサを各光源に隣接させてバックライトユニット（ＬＥＤボックス）に収納し、この光
センサで検出した出力を光量制御回路に入力して、この光量制御回路で基準値と比較して
、その比較値によって調整している。しかしながら、この表示装置のように、光センサを
バックライトに収納すると、バックライトユニット（ＬＥＤボックス）が必要となりコス
ト高になるとともに小型化できない。しかも、製造も面倒になる。この点、上記特許文献
３のように、液晶パネルに組み込むと、上記バックライトユニットは不要になるが、この
パネルでは、カラーバックライトを用いた液晶表示装置の輝度バランスの調整は考慮され
ていない。

本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、発光色の
異なる複数色の光源からなる照光手段を有するカラー液晶表示装置において、各色の光源
からの光をそれぞれ検出する光センサを液晶パネルに組み込み、それぞれの光源の明るさ
により光源からの光量を調整することができるカラー液晶表示装置を提供することにある
。

本発明の他の目的は、上記目的に加え、さらに外光を検出する光センサを液晶パネルに
組み込み、外光の明るさに応じて照光手段の明るさを変えることができるカラー液晶表示
装置を提供することにある。

上記目的は、以下の手段によって達成できる。すなわち、請求項１に記載のカラー液晶
表示装置の発明は、光透過性を有するアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板と
をシール枠を介在して貼り合わせて間に空間を形成し、この空間に液晶を封入したカラー
液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記カラー液晶パネルを
照明する照光手段とを備えたカラー液晶表示装置において、
前記照光手段を発光色の異なる複数の光源で構成し、前記各色の光源からの光をそれぞ
れ検出する光センサを有する光検出部を前記アクティブマトリクス基板に設け、前記光検
出部と対向するカラーフィルタ基板の表面には、前記各色の光源の光を反射させる反射層
を介して前記各色の光源に対応した各色のカラーフィルタ層を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のカラー液晶表示装置において、前記光検出部は、
各色の光源の光量を調整する光量調整手段に接続されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載のカラー液晶表示装置において、前記アクティブマ
トリクス基板は、その表面に外光を検出する光センサを有する外光検出部が設けられ、前
記カラーフィルタ基板は、前記外光検出部と対向する基板表面の前記反射層および前記カ
ラーフィルタ層が除去されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は３に記載のカラー液晶表示装置において、前記光検出
部および前記外光検出部は、前記カラー液晶パネルの前記シール枠の外側又は内側に設け
られていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１又は３に記載のカラー液晶表示装置において、前記光検出
部の光センサは、薄膜電界効果トランジスタからなり、該薄膜電界効果トランジスタは前
記アクティブマトリクス基板の製造工程において前記カラー液晶パネルのスイッチング素
子としての薄膜電界効果トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のカラー液晶表示装置において、前
記カラー液晶パネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする。

本発明は上記構成を備えることにより以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち
、請求項１、２の発明によれば、アクティブマトリクス基板を透過した照光手段からの光
をカラーフィルタ基板の反射層に反射させ、この反射光をカラーフィルタに透過させて光
検出部へ入射させることにより、照光手段を構成する複数色の光源からの光を各色カラー
フィルタ層に通して検出できる。この検出によると、各色の光源からなる照光手段の光量
変化、例えば光源の発熱および経年変化等に起因した光量変化を検出できるので、各色の
光源の色バランス、特にホワイトバランスの調整が可能になる。

請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加え、さらに外光を検出できるので照光手
段の光量を制御することも可能になる。

請求項４の発明によれば、光検出部および外光検出部を液晶パネルのシール枠の外側又
は内側に設けることにより、特に、各光検出部をシール枠外に設けると、液晶への影響を
なくすることができ、また、シール枠内に設けると小型化できる。

請求項５の発明によれば、光センサとしての薄膜電界効果トランジスタは、アクティブ
マトリクス基板のスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタ製造時に同時に製
造することができるので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなく
なる。

請求項６の発明によれば、液晶表示装置が透過型液晶表示装置ないしは半透過型液晶表
示装置の場合に好適に請求項１〜５に係る発明の効果を奏することができる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するためのカラー液晶表示装置として半透過型カラー液晶
表示装置を例示するものであって、本発明をこの液晶表示装置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も等しく適応し得るも
のである。なお、図１は本発明の実施形態に係る半透過型液晶表示装置において、カラー
フィルタ基板を透視して表したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図であり
、図２は図１のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。

液晶表示装置１は、半透過型液晶表示装置からなり、図１、図２に示すように、表面に
薄膜電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）等を搭載した透明な絶縁性を有する材料、例えばガ
ラス基板からなるアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ基板という）２と、表面にカ
ラーフィルタ等が形成されたガラス基板からなるカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板と
いう）２５とをシール枠を介在して貼り合せて間に空間を形成し、この空間に液晶１４が
封入された構成を有している。また、ＴＦＴ基板２の裏面には照光手段としてのバックラ
イトＢＬが設けられており、このバックライトからの光および外光を検出する光検出部Ｌ
Ｓは、ほぼ同一の構成を備え、表示領域ＤＡ内（シール枠内）の外周縁部に設けられてい
る。このうちＴＦＴ基板２は、表示領域ＤＡにゲート線４およびソース線５がマトリクス
状に形成されており、ゲート線４とソース線５で囲まれる部分に画素電極１２（図３参照
）が形成され、ゲート線４とソース線５の交差部にスイッチング素子としてのＴＦＴが形
成され接続されている。

ＴＦＴ基板２は、図１に示すように、その一辺に液晶表示装置１を駆動するための画像
供給装置（図示せず）と接続するためのフレキシブル配線基板ＦＰＣが設けられ、このフ
レキシブル配線基板ＦＰＣは画像供給装置からのデータ線および制御線をドライバＩＣに
接続している。液晶を駆動するＶＣＯＭ信号、ソース信号、ゲート信号等はドライバＩＣ
内で生成され、それぞれＴＦＴ基板２上のコモン線１１、ソース線５、ゲート線４に接続
される。また、ＴＦＴ基板２の四隅には、複数のトランスファ電極１０_１〜１０_４が設け
られている。これらのトランスファ電極１０_１〜１０_４はコモン線１１を介して互いに直
接接続ないしはドライバＩＣ内で互いに接続されて同電位となっている。各トランスファ
電極１０_１〜１０_４は後述する対向電極２６と電気的に接続され、ドライバＩＣから出力
される対向電極電圧が対向電極２６に印加される。

ＣＦ基板２５は、ガラス基板の表面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色からなるカ
ラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。このＣＦ基板２５はＴＦＴ基板
２に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともＴＦＴ基板２のゲート線
やソース線に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画された領域
にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示しな
いが、図２ではこれらを模式的に第２構造物２７として示してある。また、ＣＦ基板２５
には、更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向電極２６が設
けられている。

ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５とは、貼り合わされて両者の間に液晶１４を入れるための
スペースが形成されるが、その際にシール材６を用いて液晶１４が両基板間から抜け出な
いようにする。シール材６は、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡの周囲に注入口（図示せず）
を除いて塗布されている。このシール材６は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に絶
縁性粒体のフィラを混入したものである。また、両基板を接続するコンタクト材１０ａは
例えば表面に金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成される。この装
置の組み立て時には、液晶パネルの下方（後方）、すなわちＴＦＴ基板２の下方（後方）
に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色を発光するバックライトＢＬが配設される。このバ
ックライトＢＬには、Ｒ、Ｇ、Ｂ色を発光する冷陰極管或いはＬＥＤが使用される。

次に、この液晶表示装置の画素構成を図３〜図４を参照して説明する。なお、図３は液
晶表示装置のＣＦ基板を透視して表した１画素分の平面図、図４はＣＦ基板を含む図３の
Ａ−Ａ断面図である。

ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡ上には、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数
のゲート線４が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合うゲート線４間の略中央に
はゲート線４と同時に補助容量線１６が平行に形成され、ゲート線４からはＴＦＴのゲー
ト電極Ｇが延設されている。更に、ＴＦＴ基板２上には、ゲート線４、補助容量線１６、
ゲート電極Ｇを覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜１
７が積層されている。ゲート電極Ｇの上にはゲート絶縁膜１７を介して非晶質シリコンや
多結晶シリコンなどからなる半導体層１９が形成され、またゲート絶縁膜１７上にはアル
ミニウムやモリブデン等の金属からなる複数のソース線５がゲート線４と直交するように
して形成されており、このソース線５からはＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソー
ス電極Ｓは半導体層１９と接触している。更にまた、ソース線５およびソース電極Ｓと同
一の材料でかつ同時に形成されたドレイン電極Ｄがゲート絶縁膜１７上に設けられており
、このドレイン電極Ｄも半導体層１９と接触している。

ここで、ゲート線４とソース線５とで囲まれた領域が１画素に相当する。そしてゲート
電極Ｇ、ゲート絶縁膜１７、半導体層１９、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイ
ッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成される。この
場合、ドレイン電極Ｄと補助容量線１６によって各画素の補助容量を形成することになる
。

これらのソース線５、ＴＦＴ、ゲート絶縁膜１７を覆うようにして例えば無機絶縁材料
からなる保護絶縁膜１８が積層され、この保護絶縁膜１８上に、有機絶縁膜からなる層間
膜２０が積層されている。この層間膜２０の表面を、微細な凹凸部が形成される反射部Ｒ
と、平坦な透過部Ｔから構成することにより、反射部ＲにおいてはＣＦ基板２５を通して
入ってくる外光を反射し、透過部ＴにおいてはバックライトＢＬからの光を透過できるよ
うにする。なお、図４においては反射部Ｒにおける層間膜２０の凹凸部は省略してある。
そして保護絶縁膜１８と層間膜２０には、ＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコン
タクトホール１３が形成されている。また、それぞれの画素において、コンタクトホール
１３上および層間膜２０の表面の一部分には、反射部Ｒに例えばアルミニウム金属からな
る反射電極Ｒ_０が設けられ、この反射電極Ｒ_０の表面および透過部Ｔにおける層間膜２０
の表面には例えばＩＴＯからなる画素電極１２が形成されている。

次に、図５〜図９を参照して、バックライト光を検出する光検出部および外光を検出す
る外光検出部を説明する。なお、図５はＴＦＴ基板を含む光検出部の断面図であり、図６
はＴＦＴ光センサの電圧−電流曲線図であり、図７はＴＦＴ光センサを使用した光検出部
の回路図であり、また、図８は明るさが異なる場合の図７に示した回路図におけるコンデ
ンサの両端の電圧−時間曲線を示す図であり、図９は光検出部および外光検出部の断面図
である。

バックライトＢＬからの光および外光を検出する光検出部ＬＳは、図９に示すように、
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色のバックライトからの光を検出するＲ（赤）、Ｇ（緑
）、Ｂ（青）３色の光検出部ＬＳ１および外光検出部ＬＳ２で構成されている。これらの
光検出部ＬＳ１、ＬＳ２の形成位置は、表示領域ＤＡ内（シール枠内）に設けられている
。なお、これらの光検出部ＬＳ１、ＬＳ２をシール枠の外側に設けてもよい。各光検出部
ＬＳ１、ＬＳ２をシール枠外に設けると、液晶１４への影響をなくすることができ、また
、シール枠内に設けると、小型化できる。

これらの光検出部ＬＳ１、ＬＳ２は、図７に示すように、いずれもＴＦＴ光センサと並
列に接続されたコンデンサＣおよびＴＦＴからなるスイッチング素子ＳＷを備えた構成を
有している。これらのＴＦＴは、実質的にアクティブマトリクス型液晶パネルのスイッチ
ング素子として用いられているＴＦＴと同一の構成を備えている。

これらの光検出部ＬＳ１、ＬＳ２の構造は、図５に示すように、ＴＦＴ基板２の表面に
、先ず、各光検出部ＬＳ１、ＬＳ２が形成される箇所にバックライト光の通過を阻止する
遮光層２ａが形成される。この遮光層２ａは、ブラックマトリクスとして使用される金属
クロム、或いはこの金属クロムに代えてカーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹
脂ブラック、或いはニッケルなどの金属材料で形成される。この遮光層２ａの上には、Ｔ
ＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌ、コンデンサＣの一方の端子Ｃ_１および一方のスイッチ素
子ＳＷ１を構成するＴＦＴのゲート電極Ｇ_Ｓが形成され、更にこれらの表面を覆うように
して窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜１７が積層されている。ＴＦ
Ｔ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌの上およびスイッチ素子ＳＷを構成するＴＦＴのゲート電極
Ｇ_Ｓの上部には、それぞれゲート絶縁膜１７を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンな
どからなる半導体層１９_Ｌおよび１９_Ｓが形成され、またゲート絶縁膜１７上にアルミニ
ウムやモリブデン等の金属からなるＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ_Ｌおよびドレイン電極
Ｄ_Ｌ、一方のスイッチ素子ＳＷを構成するＴＦＴのソース電極Ｓ_Ｓおよびドレイン電極Ｄ
_Ｓがそれぞれの半導体層１９_Ｌおよび１９_Ｓと接触するように設けられている。このうち
、ＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ_Ｌおよびスイッチ素子ＳＷを構成するＴＦＴのドレイン
電極Ｄ_Ｓは、互いに延長されて接続されてコンデンサＣの他方の端子Ｃ_２を形成している
。更に、ＴＦＴ光センサ、コンデンサＣおよびスイッチ素子ＳＷの表面を覆うようにして
例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜１８が積層されており、また、スイッチ素子ＳＷ
の表面には、外部光の影響を受けないようにするために、ブラックマスク２１が被覆され
ている。これらのＴＦＴは、ＴＦＴ基板のＴＦＴの製造時に同時に形成される。これによ
り、各光検出部ＬＳ１、ＬＳ２及びスイッチ素子ＳＷを設けるために特に製造工数を増加
させる必要がなくなる。

このように構成した光検出部は、ＴＦＴ光センサが遮光されているとき、図６に示すよ
うに、ゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れるが、チャネル部に光が当たるとその
光の強さ（明るさ）に応じて漏れ電流が大きくなるという特性を有している。

そこで、図７の光検出部の回路図に示したように、ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌに
ゲートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧（例えば−１０Ｖ）を印加し、ドレイン電極
Ｄ_Ｌとソース電極Ｓ_Ｌとの間にコンデンサＣを並列に接続し、一定の基準電圧Ｖｓ（例え
ば＋２Ｖ）をスイッチ素子ＳＷをオンにしてコンデンサＣの両端に印加した後、スイッチ
素子ＳＷをオフにすると、コンデンサＣの両端の電圧はＴＦＴ光センサの周囲の明るさに
応じて図８に示したように時間とともに低下する。したがって、スイッチ素子ＳＷをオフ
にしてから所定時間ｔ_０後にコンデンサＣの両端の電圧を測定すれば、その電圧とＴＦＴ
光センサの周囲の明るさとの間に反比例関係が成立するので、ＴＦＴ光センサの周囲の明
るさを求めることができる。

各光検出部ＬＳ１、ＬＳ２は、図９に示すように、ＴＦＴ基板２上に設けられる。これ
らの光検出部のうち、バックライト光を検出する光検出部ＬＳ１は、ＴＦＴ基板２の表面
に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色の光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂからの光を検出する光検出
部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂを有し、これらの光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂ間には光源ＢＬ_Ｒ〜
ＢＬ_Ｂからの光が通過できる隙間をあけて配設されている。また、ＴＦＴ基板２と対向す
るＣＦ基板２５の面には、各光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂと対向する位置に外光からの光
の透過を阻止しバックライト光を反射させる反射層２５ａ、２５ａ、２５ａが形成されて
いる。この反射層は、ブラックマトリクスとして使用される金属クロム、或いはこの金属
クロムに代えてカーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック、或いはまた
ニッケルなどの金属材料で形成される。これらの反射層２５ａ、２５ａ、２５ａの上には
、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色のカラーフィルタ層２７_Ｒ〜２７_Ｂが設け
られている。各反射層２５ａ、２５ａ、２５ａおよび各色フィルタ層２７_Ｒ〜２７_Ｂは、
各光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂよりその面積が大きくされ、各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂからの
光が反射層に反射して、対応する光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂの光センサへ入射されるよ
うになっている。

各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂからの光は、ＴＦＴ基板２を通過して、ＣＦ基板２５の各反射層
２５ａ、２５ａ、２５ａで反射され、この反射光はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ層
２７_Ｒ〜２７_Ｂを通過して、各光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂで検出され、図１０に示すホ
ワイトバランス調整手段３０によって、光量制御回路３２ａ〜３２ｃで各基準値回路３１
ａ〜３１ｃと比較され、この比較結果に基づいて、各バックライト駆動回路３４ａ〜３４
ｃにより、各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂの光量が制御される。なお、光量制御回路３２ａ〜３２
ｃおよびバックライト駆動回路３４ａ〜３４ｃは、制御装置３５によって制御される。

この回路構成において、各光検出部ＬＳ１_Ｒ〜ＬＳ１_Ｂでの検出値が基準電圧より低い
ときは、各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂに流れる電流を増やすことによって光量を増やして輝度レ
ベルを上げ、反対に高い場合は、そのオーバー分だけ各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂに流れる電流
を減少させることによって光量を減らして輝度レベルを低下させる。これにより、各光源
ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂに発熱や経時変化等があっても各光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂが一定の光量を保つ
ようにして、カラー光源ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂ間の輝度バランス、すなわちホワイトバランスの
崩れを防止することができる。

外光検出部ＬＳ２は、ＴＦＴ基板２の表面に光検出部ＬＳ１に隣接し設けられる。この
外光検出部ＬＳ２と対向するＣＦ基板２５の表面は、遮光層およびカラーフィルタ層が除
去されて、外光がＣＦ基板２５を透過して外光検出部ＬＳ２の光センサＬＳ２_Ｅに入射で
きるようになっている。そして、外光検出部ＬＳ２での検出値を図１０に示すバックライ
ト制御装置３６に入力し、バックライト制御装置３６は、入力された外光検出部ＬＳ２の
検出値に基づいてバックライトの制御を行う。詳しくはこのバックライト制御装置３６は
前記検出値に基づいて各色光源のそれぞれの基準値回路３１ａ〜３１ｃに設定された基準
値を変更することによって、各色光源のホワイトバランスを維持した状態で全体の輝度を
制御するものである。

なお、本実施例ではＴＦＴ基板２の表面に遮光層２ａを設けたが、この遮光層２ａの代
わりに、ＴＦＴ光センサの半導体層１９_Ｌ等の下部に設けられた遮光性部材からなるゲー
ト電極Ｇ_Ｌ或いはゲート線Ｇを太くして遮光手段としても良い。

図１は本発明の実施形態に係る半透過型液晶表示装置をカラーフィルタ基板を透視して表したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図である。図２は図１のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。図３は液晶表示装置のＣＦ基板を透視して表した１画素分の平面図である。図４はＣＦ基板を含む図３のＡ−Ａ断面図である。図５はＴＦＴ基板を含む光検出部の断面図である。図６はＴＦＴ光センサの電圧−電流曲線図である。図７はＴＦＴ光センサを使用した光検出部の回路図である。図８は明るさが異なる場合の図７に示した回路図におけるコンデンサの両端の電圧−時間曲線を示す図である。バックライト光検出部および外光検出部の断面図である。図１０はホワイトバランス調整手段のブロック図である図１１は特許文献１に記載されたカラー表示装置の輝度バランス調整手段のブロック図である。図１２は特許文献３に記載された液晶表示装置の一部の縦断面図である。

符号の説明

１カラー液晶表示装置
２アクティブマトリクス基板
６シール材
１４液晶層
２５カラーフィルタ基板
２５ａ反射層
２７_Ｒ〜２７_Ｂカラーフィルタ層
３０ホワイトバランス調整手段（光量調整手段）
ＢＬバックライト
ＢＬ_Ｒ〜ＢＬ_Ｂ光源
ＬＳ光検出部
ＬＳ１（バックライト）光検出部
ＬＳ２外光検出部

Claims

光透過性を有するアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とをシール枠を介在
して貼り合わせて間に空間を形成し、この空間に液晶を封入したカラー液晶パネルと、前
記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記カラー液晶パネルを照明する照光手段
とを備えたカラー液晶表示装置において、
前記照光手段を発光色の異なる複数の光源で構成し、前記各色の光源からの光をそれぞ
れ検出する光センサを有する光検出部を前記アクティブマトリクス基板に設け、前記光検
出部と対向するカラーフィルタ基板の表面には、前記各色の光源の光を反射させる反射層
を介して前記各色の光源に対応した各色のカラーフィルタ層を設けたことを特徴とするカ
ラー液晶表示装置。
前記光検出部は、各色の光源の光量を調整する光量調整手段に接続されていることを特
徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
前記アクティブマトリクス基板は、その表面に外光を検出する光センサを有する外光検
出部が設けられ、前記カラーフィルタ基板は、前記外光検出部と対向する基板表面の前記
反射層が除去されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
前記光検出部および前記外光検出部は、前記カラー液晶パネルの前記シール枠の外側又
は内側に設けられていることを特徴とする請求項１又は３に記載のカラー液晶表示装置。
前記光検出部の光センサは、薄膜電界効果トランジスタからなり、該薄膜電界効果トラ
ンジスタは前記アクティブマトリクス基板の製造工程において前記カラー液晶パネルのス
イッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと同時に形成されていることを特徴と
する請求項１又は３に記載のカラー液晶表示装置。
前記カラー液晶パネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のカラー液晶表示装置。