JP4984964B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は液晶表示装置に関する。

従来の液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側にバックライトが配置され、点灯されたバックライトからの光が液晶表示パネルを透過して液晶表示パネルの表面側に出射され、これにより表示を行なうようにしたものがある。従来のこのような液晶表示装置において、液晶表示パネルの表示領域以外の領域の表面に設けられた外光照度検出用の光センサで外光の照度を検出し、この検出結果に基づいて、バックライトからの光の輝度を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１２２５７４号公報

しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、液晶表示パネルの表示領域以外の領域の表面に設けられた光センサを外光を取り込むために表面側に露出させているので、光センサの構成要素（例えば、アルミニウム系金属等からなる電極）で外光が反射される場合には、この反射光が表面側に出射され、外観を大きく損なってしまうという問題があった。

そこで、この発明は、光センサで外光が反射されても、この反射光が表面側に出射されないようにすることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、相対向する表面側基板と裏面側基板との間に液晶が封入され、前記表面側基板の外面に表面側偏光板が設けられ前記裏面側基板の外面に裏面側偏光板が設けられた液晶表示パネルと、前記裏面側基板に設けられた光センサと、前記光センサの表面側に設けられたλ／４位相差板と、前記λ／４位相差板の表面側に設けられた遮光用偏光板と、を備え、前記λ／４位相差板の遅相軸と前記遮光用偏光板の偏光軸とのなす角が４５°または１３５°であることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記遮光用偏光板は前記表面側偏光板と一体的に形成されていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記裏面側基板は前記表面側基板から突出された一辺部を有し、前記光センサは前記裏面側基板の前記一辺部上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記液晶表示パネルは該液晶表示パネルの表示領域に対応する部分に表示窓を有し、且つ、前記光センサに対応する部分に外光取り込み窓を有するケース内に収容されていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記ケース内において前記液晶表示パネルの裏面側にバックライトが収容され、前記光センサで検出された外光の照度に基づいて前記バックライトからの光の輝度を制御するようになっていることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光検出センサはダブルゲート型の光電変換薄膜トランジスタからなり、前記光電変換薄膜トランジスタは外光を反射する電極を有することを特徴とするものである

この発明によれば、外光が遮光用偏光板およびλ／４位相差板を透過して光センサに照射され、この照射光が光センサで反射されてλ／４位相差板を再度透過すると、この透過光（直線偏光）が遮光用偏光板で吸収されるので、光センサで外光が反射されても、この反射光が表面側に出射されないようにすることができる。

図１はこの発明の一実施形態としての液晶表示装置の要部の平面図を示し、図２は図１のII−II線に沿う断面図を示す。この液晶表示装置は、ケース本体１、表面側ケース１１および裏面側ケース２１を備えている。

このうち、ケース本体１は、樹脂からなり、ほぼ方形状の枠状部２の内面の所定の箇所に設けられたリング状の凸部３の部分を境界にして表面側を液晶表示パネル収納部４とされ、裏面側をバックライト収納部５とされた構造となっている。この場合、リング状の凸部３の内側には方形状の開口部６が設けられている。また、枠状部２の外周面の表面側には表面側ケース取付用凹部７が設けられ、外周面の裏面側には裏面側ケース取付用凹部８が設けられている。

表面側ケース１１は、金属板からなり、方形状の表示窓１２および方形状の外光取り込み窓１３を有するほぼ方形状の枠状部１４の四辺部に側壁１５が設けられた構造となっている。そして、表面側ケース１１は、その側壁１５がケース本体１の表面側ケース取付用凹部７に嵌合されていることにより、ケース本体１の表面側に取り付けられている。

裏面側ケース２１は、金属板からなり、ほぼ方形状の板状部２２の四辺部に側壁２３が設けられた構造となっている。そして、裏面側ケース２１は、その側壁２３がケース本体１の裏面側ケース取付用凹部８に嵌合されていることにより、ケース本体１の裏面側に取り付けられている。

ケース本体１の液晶表示パネル収納部４内には液晶表示パネル３１が収納されている。液晶表示パネル３１は、表面側基板３２とこの表面側基板３２の裏面側に配置された裏面側基板３３とがほぼ方形枠状のシール材（図示せず）を介して貼り合わされ、シール材の内側における両基板３２、３３間に液晶（図示せず）が封入され、両基板３２、３３の各外面に表面側偏光板３４および裏面側偏光板３５が貼り付けられた構造となっている。

そして、液晶表示パネル３１は、その裏面側偏光板３５がケース本体１の凸部３の表面に支持された状態で、その表面側偏光板３４の外面周辺部が表面側ケース１１の表示窓１２の外側周囲における内面によって押さえ付けられていることにより、ケース本体１の液晶表示パネル収納部４内に収納されている。

ここで、裏面側基板３３の所定の一辺部は表面側基板３２から突出され、突出部３３ａとなっている。突出部３３ａの表面の所定の箇所には液晶表示パネル駆動用の半導体素子３６が搭載されている。突出部３３ａの表面の他の所定の箇所において表面側ケース１３の外光取り込み窓１３に対応する部分には外光照度検出用の光センサ３７が設けられている。光センサ３７については、後で説明する。

光センサ３７の表面側の上方には、裏面側基板３３の突出部３３ａ上に延出された表面側偏光板３４の延出部(遮光用偏光板）３８が配置されている。すなわち、液晶表示パネル３１の表示領域を覆う表面側偏光板３４は、その偏光軸を同一とする延出部３８が一体化されて光センサ３７の表面側の上方を覆っている。この場合、表面側偏光板３４の延出部３８は、表面側ケース１３の外光取り込み窓１３を内側から覆うように配置されている。表面側偏光板３４の延出部３８の裏面には方形状のλ／４位相差板３９が貼り付けられている。表面側偏光板３４の延出部３８およびλ／４位相差板３９の各光学軸については、後で説明する。

ケース本体１のバックライト収納部５内にはバックライト４１が収納されている。バックライト４１は、エッジライト型であり、導光板４２の表面に拡散板４３が設けられ、導光板４２の裏面に反射層４４が設けられ、導光板４２の一端面外側に発光ダイオード（光源）４５が配置された構造となっている。

そして、バックライト４１は、その拡散板４３の外面周辺部がケース本体１の凸部３の裏面に支持された状態で、その反射層４４の外面全体が裏面側ケース２１の内面によって押さえ付けられていることにより、ケース本体１のバックライト収納部５内に収納されている。

バックライト４１は、発光ダイオード４５が点灯し、発光ダイオード４５から出た光および反射層４４で反射された光を導光板４２の表面から平面的に出射させ、この射出光を拡散板４３で輝度むらをなくすため拡散させ、この拡散光を液晶表示パネル３１の裏面に照射するようになっている。

そして、この液晶表示装置では、バックライト４１の拡散板４５の表面からの光がケース本体１の開口部６を通過して液晶表示パネル３１の裏面に照射されると、液晶表示パネル３１の駆動に応じた画像光が表面側ケース１１の表示窓１２を通過して液晶表示パネル３１の表面側に出射される。

次に、図３は光センサの部分の一例の断面図を示す。この光センサ３７はダブルゲート型の光電変換薄膜トランジスタからなっている。すなわち、裏面側基板３３の突出部３３ａの表面にはアルミニウム系金属等からなるボトムゲート電極５１および該ボトムゲート電極５１に接続されたボトムゲートライン５２が設けられている。ボトムゲート電極５１およびボトムゲートライン５２を含む裏面側基板３３の上面には窒化シリコンからなるボトムゲート絶縁膜５３が設けられている。

ボトムゲート電極５１上におけるボトムゲート絶縁膜５３の上面の所定の箇所には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜５４が設けられている。半導体薄膜５４の上面中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜５５が設けられている。チャネル保護膜５５の上面両側およびその両側における半導体薄膜５４の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層５６、５７が設けられている。

一方のオーミックコンタクト層５６の上面およびボトムゲート絶縁膜５３の上面の所定の箇所にはアルミニウム系金属等からなるソース電極５８および該ソース電極５８に接続されたソースライン５９が設けられている。他方のオーミックコンタクト層５７の上面およびボトムゲート絶縁膜５３の上面の所定の箇所にはアルミニウム系金属等からなるドレイン電極６０および該ドレイン電極６０に接続されたドレインライン６１が設けられている。ドレイン電極６０およびソース電極５８等を含むボトムゲート絶縁膜５３の上面には窒化シリコンからなるトップゲート絶縁膜６２が設けられている。

半導体薄膜５４上におけるトップゲート絶縁膜６２の上面の所定の箇所にはＩＴＯからなるトップゲート電極６３が設けられている。トップゲート絶縁膜６２の上面の所定の箇所にはＩＴＯからなるトップゲートライン６４がトップゲート電極６３に接続されて設けられている。トップゲート電極６３およびトップゲートライン６４を含むトップゲート絶縁膜６２の上面には窒化シリコンからなるオーバーコート膜６５が設けられている。

ここで、ダブルゲート型の光電変換薄膜トランジスタからなる光センサ３７は、ボトムゲート電極５１、ボトムゲート絶縁膜５３、半導体薄膜５４、チャネル保護膜５５、オーミックコンタクト層５６、５７、ソース電極５８、ドレイン電極６０、トップゲート絶縁膜６２およびトップゲート電極６３により構成されている。

そして、ダブルゲート型の光電変換薄膜トランジスタからなる光センサ３７では、アルミニウム系金属等からなるボトムゲート電極５１、ソース電極５８およびドレイン電極６０の表面で外光が反射される。また、光センサ３７の周囲では、アルミニウム系金属等からなるボトムゲートライン５２、ソースライン５９およびドレインライン６１の表面で外光が反射される。

次に、図４を参照して、光センサ３７の表面側に配置された表面側偏光板３４の延出部３８およびλ／４位相差板３９の各光学軸の関係を表面側から見た場合について説明する。λ／４位相差板３９の進相軸３９ａはＸ方向となっており、遅相軸３９ｂはＹ方向となっている。表面側偏光板３４の延出部３８の偏光軸（透過軸）３８ａは、λ／４位相差板３９の遅相軸３９ｂに対して時計方向に４５°（または反時計方向に１３５°）の方向となっている。

さて、図１および図２に示す表面側ケース１１の外光取り込み窓１３を介して外光が表面側偏光板３４の延出部３８に入射されると、図４において矢印Ａで示すように、表面側偏光板３４の延出部３８の偏光軸３８ａに沿った偏光成分の直線偏光が表面側偏光板３４の延出部３８を透過する。この透過した直線偏光はλ／４位相差板３９を透過すると、円偏光となる。この円偏光は、図３に示す光センサ３７のソース電極５８とドレイン電極６０との間におけるチャネル保護膜５５を透過して半導体薄膜５５に入射され、この入射光量に応じた外光の照度が検出される。

一方、λ／４位相差板３９を透過した円偏光の一部は、図３に示す光センサ３７のアルミニウム系金属等からなるボトムゲート電極５１、ソース電極５８およびドレイン電極６０等の表面で反射される。この反射光はλ／４位相差板３９を再度透過し、直線偏光となる。この直線偏光は、図４において矢印Ｂで示すように、表面側偏光板３４の延出部３８の偏光軸３８ａに直交する偏光成分の直線偏光であり、表面側偏光板３４の延出部３８で吸収される。したがって、光センサ３７で外光が反射されても、この反射光が表面側に出射されないようにすることができ、このような出射光に起因する外観の遜色を防止することができる。

なお、上記実施形態において、光センサ３７の表面側を覆う偏光板を、液晶表示パネル３１の表示領域を覆う表面側偏光板３４と偏光軸が同一な一体化されたものとしたが、液晶表示パネル３１の表示領域を覆う表面側偏光板３４とは別体のものとしたり、あるいは、一体または別体を問わず、それぞれ偏光軸を異なるものとしてもよい。また、光センサ３７を裏面側基板３３の突出部３３ａ上に配置した構造としたが、光センサ３７を、液晶表示パネル３１の表示領域内に配置する場合にも適用が可能である。その場合、光センサ３７を複数個設けるようにしてもよい。また、上記実施形態においては、光センサ３７を外光照度検出用としたが、これに限らず、指紋検出用あるいは他の情報検出用の場合にも適用可能である。

図１はこの発明の一実施形態としての液晶表示装置の要部の平面図。 図１のII−II線に沿う断面図。 外光照度検出センサの部分の一例の断面図。 外光照度検出センサの表面側に配置された偏光板およびλ／４位相差板の各光学軸の関係を表面側から見た場合について説明するために示す斜視図。

符号の説明

１ ケース本体
１１ 表面側ケース
１２ 表示窓
１３ 外光取り込み窓
２１ 裏面側ケース
３１ 液晶表示パネル
３２ 表面側基板
３３ 裏面側基板
３４ 表面側偏光板
３５ 裏面側偏光板
３７ 光センサ
３８ 表面側偏光板の延出部
３９ λ／４位相差板
４１ バックライト

Claims (6)

1. 相対向する表面側基板と裏面側基板との間に液晶が封入され、
   前記表面側基板の外面に表面側偏光板が設けられ前記裏面側基板の外面に裏面側偏光板
   が設けられた液晶表示パネルと、
   前記裏面側基板に設けられた光センサと、
   前記光センサの表面側に設けられたλ／４位相差板と、
   前記λ／４位相差板の表面側に設けられた遮光用偏光板と、
   を備え、
   前記λ／４位相差板の遅相軸と前記遮光用偏光板の偏光軸とのなす角が４５°または１
   ３５°であること
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の発明において、
   前記遮光用偏光板は前記表面側偏光板と一体的に形成されていること
   を特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の発明において、
   前記裏面側基板は前記表面側基板から突出された一辺部を有し、
   前記光センサは前記裏面側基板の前記一辺部上に設けられていること
   を特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項３に記載の発明において、
   前記液晶表示パネルは該液晶表示パネルの表示領域に対応する部分に表示窓を有し、
   且つ、前記光センサに対応する部分に外光取り込み窓を有するケース内に収容されてい
   ること
   を特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項４に記載の発明において、
   前記ケース内において前記液晶表示パネルの裏面側にバックライトが収容され、前記光
   センサで検出された外光の照度に基づいて前記バックライトからの光の輝度を制御する
   ようになっていること
   を特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１に記載の発明において、
   前記光検出センサはダブルゲート型の光電変換薄膜トランジスタからなり、
   前記光電変換薄膜トランジスタは外光を反射する電極を有すること
   を特徴とする液晶表示装置。

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