JP2003121865A - 透過型または半透過型液晶表示装置およびこれを用いた携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号線の配線を遮光に兼用するようにした場
合、配線幅が広くなる分だけ信号線に付く寄生容量が大
きくなり、信号線を駆動するのに大きな電力を要するこ
とになるため消費電力の増大を招く。 【解決手段】 メモリ回路２５内蔵の画素回路を有する
透過型または半透過型液晶表示装置において、メモリ制
御に用いる制御線、例えばデータ書き込み制御線２８−
ｉおよびデータ読み出し制御線２９−ｉの配線を、信号
線１６−ｉの配線幅よりも広い配線幅で信号線…，１６
−ｉ−１，１６−ｉ，１６−ｉ＋１，…に沿って形成す
ることによって遮光に兼用し、画素間の光抜けを防止す
る遮光構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型または半透
過型液晶表示装置およびこれを用いた携帯端末装置に関
し、特に画素ごとにメモリ部を有する透過型または半透
過型液晶表示装置およびこれを出力表示部として用いた
携帯端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、電界の有無によって液
晶の分子配列形態を変え、光の透過／遮断の制御を行う
ことによって画像表示を行うものであり、原理的に、駆
動するための電力をあまり必要とせず、消費電力が少な
くて済む低消費電力の表示デバイスであることから、特
にバッテリを主電源とする携帯電話機やＰＤＡ（Person
al Digital Assistants)等の携帯端末装置の出力表示部
として広く用いられている。

【０００３】この種の用途の液晶表示装置では、一回の
充電でバッテリを長時間使用できるようにするために、
駆動電圧の低電圧化や駆動周波数の低周波数化によって
低消費電力化が進められている。また、さらなる低消費
電力化を可能とするために、光の利用構造として半透過
型を採用した液晶表示装置もある。この半透過型液晶装
置では、周囲光を利用できるときにはその周囲光を表示
に使うことによって消費電力の節約が可能となる。

【０００４】ところで、透過型あるいは半透過型の液晶
表示装置の場合は、構造上、画素の周囲（画素間）から
の光抜けが生じやすい。この光抜けを防止するために
は、フローティングのメタルなどで遮光層を形成するよ
うにすれば良いが、独立した遮光層を別途形成するので
は、製造プロセスの工程が増えることになるとともに、
十分な開口率を確保できない。このような観点から、従
来、信号線の配線を光抜け防止の遮光層として兼用した
技術が提案されている（例えば、特開２０００−１７１
７７５号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のように、信号線の配線を遮光に兼用するように
した場合、信号線の配線幅を広くすることによって遮光
層として用いることになることから、配線幅が広くなる
分だけ信号線に付く寄生容量が大きくなって信号せんの
負荷容量が重くなり、信号線を駆動するのに大きな電力
を要することになるため消費電力の増大を招き、低消費
電力化の妨げとなる。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、独立した遮光層を必
要とせずに画素間の光抜けを防止し、画質の向上を可能
とした透過型または半透過型液晶表示装置およびこれを
出力表示部として用いた携帯端末装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による透過型また
は半透過型液晶表示装置は、各々メモリ部を有して基板
上に行列状に配列された複数の画素回路と、これら複数
の画素回路に対して各列ごとに配線され、各画素回路に
信号を伝送する信号線と、複数の画素回路に対して各行
ごとに配線され、メモリ部に制御信号を伝送する制御線
とを備え、この制御線の配線を各画素回路の遮光に兼用
した構成となっている。この液晶表示装置は、携帯電話
機やＰＤＡ等の携帯端末装置において、その出力表示部
として用いられる。

【０００８】上記構成の透過型または半透過型液晶表示
装置、あるいは当該液晶表示装置を出力表示部として用
いた携帯端末装置において、メモリ制御の配線を例えば
信号線の配線幅よりも広い配線幅で信号線に沿って形成
することで、メモリ制御線の配線を各画素回路の遮光に
兼用する。これにより、別途遮光層を形成したり、信号
線を遮光に兼用しなくても、画素間の光抜けを防止でき
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の概略を示すブ
ロック図である。

【００１０】図１から明らかなように、本実施形態に係
る透過型または半透過型液晶表示装置は、液晶セル部を
含む画素回路が行列状に配列されてなる画素部１１と、
この画素部１１の各画素回路を行単位で選択駆動する第
一，第二垂直駆動回路１２，１３と、これら垂直駆動回
路１２，１３によって選択駆動された行の画素回路に対
して列単位で画像信号を供給する信号線駆動回路１４と
を有する構成となっている。なお、画素部１１には、ｎ
行ｍ列の画素配列に対して、ｎ本の走査線１５−１〜１
５−ｎおよびｍ本の信号線１６−１〜１６−ｍがマトリ
クス状に配線され、その交差部分に画素回路が配置され
ている。

【００１１】ここで、第一，第二垂直駆動回路１２，１
３および信号線駆動回路１４は、画素部１１が形成され
た基板（以下、液晶表示パネルと称す）１７上に一体的
に形成されたいわゆる駆動回路一体型の構成となってい
る。具体的には、第一，第二垂直駆動回路１２，１３
は、画素部１１の左右両側に分けて配置されている。信
号線駆動回路１４は、画素部１１の例えば上側に配置さ
れている。また、液晶表示パネル１７上の下方縁部には
パッド部１８が設けられている。

【００１２】液晶表示パネル１７は、各画素回路のスイ
ッチング素子である例えば薄膜トランジスタ(Thin Film
Transistor;ＴＦＴ)が形成されたＴＦＴ基板と、カラ
ーフィルタや対向電極などが形成された対向基板とが重
ね合わされ、これら基板間に液晶が封入された構造とな
っている。そして、画素部１１において、第一，第二垂
直駆動回路１２，１３による行単位での各画素回路のＴ
ＦＴのスイッチング制御と、信号線駆動回路１４から信
号線１６−１〜１６−ｍを通して供給される画像信号に
基づく電圧印加によって液晶の配向を制御し、光の透過
率を変えることによって画像表示が行われる。

【００１３】信号線駆動回路１４からは、信号線１６−
１〜１６−ｍに対して交流化されたアナログ画像信号が
出力される。ここで、交流駆動化されたアナログ画像信
号とは、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けること
によって液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等が劣化す
ることから、この液晶の劣化を防ぐために、コモン電圧
(シグナルセンター)ＶＣＯＭを中心にある周期にて極性
が反転するアナログ画像信号のことを言う。

【００１４】また、交流駆動化されたアナログ画像信号
による駆動は、アナログ画像信号の極性反転のタイミン
グにより、１Ｆ（１Ｆは１フィールド期間）反転駆動と
１Ｈ（１Ｈは１水平走査期間）反転駆動とに大別され
る。１Ｆ反転駆動は、ある極性のアナログ画像信号を全
画素に書き込んだ後に、アナログ画像信号の極性を反転
させる駆動法である。一方、１Ｈ反転駆動は、１ライン
（１行）ごとにアナログ画像信号の極性を反転させ、こ
れをさらにフィールドごとに反転させる駆動法である。

【００１５】なお、信号線駆動回路１４から信号線１６
−１〜１６−ｍに対して出力される交流化されたアナロ
グ画像信号は通常表示のための信号である。本実施形態
に係る液晶表示装置では、このアナログ画像信号に加え
て、信号線駆動回路１４からは信号線１６−１〜１６−
ｍに対して静止画用のデジタル画像データも出力される
ようになっている。

【００１６】図２は、ｉ行ｉ列目の画素回路の構成の一
例を示す回路図である。当該画素回路は、液晶セル２
１、保持容量２２、画素選択用スイッチ２３、データ書
き込み用スイッチ２４、メモリ回路２５、データ読み出
し用バッファ２６およびデータ読み出し用スイッチ２７
を有する構成となっている。

【００１７】液晶セル２１および保持容量２２はその各
一端が共通接続されて液晶セル部を構成している。液晶
セル２１の他端にはコモン電圧ＶＣＯＭが印加され、保
持容量２２の他端には１Ｈ（または、１Ｆ）ごとに極性
が反転する電位Ｃｓが印加される。画素選択用スイッチ
２３は、その一端が信号線１６−ｉに、その他端が液晶
セル２１および保持容量２２の各一端にそれぞれ接続さ
れ、走査線１５−ｉを介して与えられる走査信号ＧＡＴ
Ｅによって駆動されることで、液晶セル部に対するアナ
ログ画像信号の書き込みを行う。

【００１８】データ書き込み用スイッチ２４は、その一
端が信号線１６−ｉに、その他端がメモリ回路２５の入
力端にそれぞれ接続されており、データ書き込み制御線
２８−ｉを介して与えられる書き込み制御信号ｄｗＧＡ
ＴＥによって駆動されることで、メモリ回路２５に対す
るデジタル画像データの書き込みを行う。メモリ回路２
５に書き込まれたデジタル画像データは、読み出し用バ
ッファ２６を通して読み出される。

【００１９】データ読み出し用スイッチ２７は、その一
端が読み出し用バッファ２６の出力端に、その他端が液
晶セル２１および保持容量２２の各一端にそれぞれ接続
されており、データ読み出し制御線２９−ｉを介して与
えられるデータ読み出し制御信号ｄｒＧＡＴＥによって
駆動されることで、読み出し用バッファ２６を通してメ
モリ回路２５から読み出されたデジタル画像データの液
晶セル部への書き込みを行う。なお、メモリ回路２５に
は、電源制御線３０−ｉを介して電源電圧ＶＣＣＭＥＭ
が供給される。

【００２０】画素部１１の各画素（画素回路）を行単位
で選択駆動する垂直駆動系は、図１から明らかなよう
に、第一垂直駆動回路１２と第二垂直駆動回路１３とに
分けられている。そして、これら垂直駆動回路１２，１
３は、図２の画素回路が有する４本の配線、即ち走査線
１５−ｉ、データ書き込み制御線２８−ｉ、データ読み
出し制御線２９−ｉおよび電源制御線３０−ｉの駆動を
２本ずつ担っている。具体的には、第一垂直駆動回路１
２が走査線１５−ｉおよびデータ読み出し制御線２９−
ｉの駆動を担い、第二垂直駆動回路１３がデータ書き込
み制御線２８−ｉおよび電源制御線３０−ｉの駆動を担
っている。

【００２１】上記構成の本実施形態に係る液晶表示装置
は、透過型または半透過型の液晶表示装置である。ここ
で、透過型液晶表示装置は、液晶表示パネル１７の裏側
にバックライトと称される光源を持ち、このバックライ
トからの光を表示に使う構成となっている。一方、半透
過型液晶表示装置は、液晶表示パネル１７の裏側にバッ
クライトを持つとともに、画素ごとにバックライトから
の光を透過する部分と周囲光を反射する部分とを有し、
明るいところでは周囲光を、暗いところではバックライ
ト光を表示に使う構成となっている。

【００２２】次に、本発明の特徴部分である画素の遮光
構造について説明する。図３は、メモリ回路２５を有す
る画素の遮光構造の一例を示す概念図であり、図中、図
２と同等部分には同一符号を付して示している。図３に
は、図面の簡略化のために、ｉ−１列、ｉ行の画素、ｉ
−１列、ｉ＋１行の画素、ｉ列、ｉ行の画素、ｉ列、ｉ
＋１行の画素の４画素分のみを示している。

【００２３】図３において、行列状に配列された画素回
路ごとに、液晶セル２１、保持容量２２およびメモリ回
路２５を内蔵している。これら画素回路に対して、各列
ごとに信号線…，１６−ｉ−１，１６−ｉ，１６−ｉ＋
１，…が配線されている。これらの信号線…，１６−ｉ
−１，１６−ｉ，１６−ｉ＋１，…は、水平方向で隣り
合う画素回路の間に位置している。また、図２の回路例
の場合には、メモリ回路２５の制御線として、データ書
き込み制御線２８−ｉ、データ読み出し制御線２９−ｉ
および電源制御線３０−ｉの３本が用いられており、こ
れら制御線２８−ｉ，２９−ｉ，３０−ｉが各行ごとに
配線されている。なお、図３では、走査線１５−ｉの図
示を省略している。

【００２４】ここで、３本の制御線２８−ｉ，２９−
ｉ，３０−ｉのうち、例えばデータ書き込み制御線２８
−ｉおよびデータ読み出し制御線２９−ｉについては、
遮光性の導電性材料によって配線される。そして、これ
らの制御線２８−ｉ，２９−ｉは、信号線１６−ｉの配
線幅よりも広い配線幅で信号線…，１６−ｉ−１，１６
−ｉ，１６−ｉ＋１，…に沿って形成されることで、画
素間の光抜けを防止する遮光層として兼用される。ただ
し、データ書き込み制御線２８−ｉとデータ読み出し制
御線２９−ｉとが短絡しないように、両制御線２８−
ｉ，２９−ｉの配線の端部間には間隔ｄが設けられてい
る。

【００２５】上述したように、メモリ回路２５を有する
画素構造において、そのメモリ制御に用いる制御線、本
例ではデータ書き込み制御線２８−ｉおよびデータ読み
出し制御線２９−ｉの配線を遮光に兼用したことによ
り、独立した遮光層を必要とせずに、画素間の光抜けを
確実に防止できるため、コントラスト特性および画質の
向上が可能となる。

【００２６】ここで、従来技術で述べたように、信号線
１６−ｉを遮光に兼用した場合を考えると、配線幅が広
くなることによって信号線１６−ｉに付く寄生容量が増
えると、アナログ画像信号を書き込む際の周波数特性が
悪化して書き込み不足が発生する懸念がある。これに対
して、メモリ制御の配線を遮光に兼用した場合には、信
号線１６−ｉの寄生容量が増えることはないので、アナ
ログ画像信号の周波数特性の悪化に伴う書き込み不足が
発生することもない。

【００２７】また、フローティングのメタルなどを用い
て独立した遮光層を形成した場合には、十分な開口率を
確保することができないが、メモリ制御の配線を遮光層
として兼用することにより、独立した遮光層を形成する
のに比べて開口面積が広がるため、透過率を大きく設定
できる、というメリットもある。

【００２８】なお、図３から明らかなように、データ書
き込み制御線２８−ｉとデータ読み出し制御線２９−ｉ
との短絡防止を目的として、両制御線２８−ｉ，２９−
ｉの配線端部間に間隔ｄを設けざるを得ない。このと
き、この間隔ｄの部分での光抜けの懸念がある場合に
は、信号線１６−ｉに対してその間隔ｄ部分、即ち両配
線の端部間で制御線２８−ｉ，２９−ｉと同程度の配線
幅を持たせることにより、間隔ｄの部分での光抜けにつ
いても確実に防止できる。

【００２９】また、上記の回路例では、メモリの制御線
として、データ書き込み制御線２８−ｉ、データ読み出
し制御線２９−ｉおよび電源制御線３０−ｉの３本を用
いる画素回路を前提として説明したが、この回路例の画
素回路に限られるものではなく、メモリの制御形態によ
って２本以下、あるいは４本以上となることもある。そ
して、それらの１本、あるいは複数本の配線を遮光に兼
用するようにすれば良い。

【００３０】さらに、メモリ回路２５を有する画素回路
では、当該メモリ回路２５を保持容量２２として兼用す
ることが可能であることから、図４に示すように、保持
容量２２を持たない画素回路も考えられる。このよう
に、保持容量２２を持たない画素回路に対しても、メモ
リ制御の配線を遮光に兼用する技術を同様に適用するこ
とが可能である。

【００３１】図５は、本発明に係る携帯端末装置、例え
ば携帯電話機の構成の概略を示す外観図である。

【００３２】本例に係る携帯電話機は、装置筐体３１の
前面側に、スピーカ部３２、出力表示部３３、操作部３
４およびマイク部３５を上部側から順に配置された構成
となっている。かかる構成の携帯電話機において、出力
表示部３３には液晶表示装置が用いられ、この液晶表示
装置として先述した実施形態に係る液晶表示装置が用い
られる。

【００３３】この種の携帯電話機における出力表示部３
３には、スタンバイモード等での表示機能として、画面
の縦方向における一部の領域にのみ画表示を行うパーシ
ャル表示モードがある。一例として、スタンバイモード
では、図６に示すように、画面の一部の領域にバッテリ
残量、受信感度あるいは時間などの情報が常に表示され
た状態にある。そして、残りの表示領域には例えば白
（あるいは、黒）表示が行われる。

【００３４】このように、例えばパーシャル表示機能を
持つ出力表示部３３を搭載した携帯電話機において、そ
の出力表示部３３として先述した実施形態に係る液晶表
示装置、即ちメモリ内蔵の画素回路を有し、そのメモリ
制御の配線を画素間の光抜け防止の遮光に兼用した画素
構造の液晶表示装置を用いることにより、画素間の光抜
けを確実に防止できるため、出力表示部３３のコントラ
スト特性および画質の向上が図れる。

【００３５】なお、ここでは、携帯電話機に適用した場
合を例に採って説明したが、これに限られるものではな
く、親子電話の子機やＰＤＡなど携帯端末装置全般に適
用可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メモリ内蔵の画素回路を有する透過型または半透過型液
晶表示装置において、メモリ制御の配線を画素回路の遮
光に兼用するようにしたことにより、別途遮光層を形成
したり、信号線を遮光に兼用しなくても、画素間の光抜
けを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体
構成の概略を示すブロック図である。

【図２】ｉ行ｉ列目の画素回路の構成の一例を示す回路
図である。

【図３】メモリ回路を有する画素の遮光構造の一例を示
す概念図である。

【図４】遮光構造の他の適用例を示す概念図である。

【図５】本発明に係る携帯電話機の構成の概略を示す外
観図である。

【図６】出力表示部の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１１…画素部（有効画面）、１２…第一垂直駆動回路、
１３…第二垂直駆動回路、１４…信号線駆動回路、１５
−１〜１５−ｎ…走査線、１６−１〜１６−ｍ…信号
線、１７…液晶表示パネル、２１…液晶セル、２２…保
持容量、２３…画素選択用スイッチ、２４…データ書き
込み用スイッチ、２５…メモリ回路、２６…データ読み
出し用バッファ、２７…データ読み出し用スイッチ、２
８−ｉ…データ書き込み制御線、２９−ｉ…データ読み
出し制御線、３０−ｉ…電源制御線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA34Y FD04 LA13 LA30 2H092 JB52 JB54 NA26 5C094 AA16 BA03 BA09 BA43 CA19 DB01 DB02 DB04 EA04 EA07 ED15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々メモリ部を有して基板上に行列状に
   配列された複数の画素回路と、 前記複数の画素回路に対して各列ごとに配線され、各画
   素回路に信号を伝送する信号線と、 前記複数の画素回路に対して各行ごとに配線され、前記
   メモリ部に制御信号を伝送するとともに、その配線が各
   画素回路の遮光に兼用された制御線とを備えたことを特
   徴とする透過型または半透過型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記制御線は、前記信号線の配線幅より
   も広い配線幅で前記信号線に沿って形成されることで各
   画素回路の遮光をなすことを特徴とする請求項１記載の
   透過型または半透過型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記制御線は複数本であり、これら複数
   本の制御線が前記信号線の配線幅よりも広い配線幅で前
   記信号線に沿って形成されることで各画素回路の遮光を
   なすことを特徴とする請求項１記載の透過型または半透
   過型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記信号線は、当該信号線の配線上にお
   ける前記複数の制御線の配線端部間で配線幅が広くなっ
   ていることを特徴とする請求項３記載の透過型または半
   透過型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 出力表示部として、 各々メモリ部を有して基板上に行列状に配列された複数
   の画素回路と、前記複数の画素回路に対して各列ごとに
   配線され、各画素回路に信号を伝送する信号線と、前記
   複数の画素回路に対して各行ごとに配線され、前記メモ
   リ部に制御信号を伝送するとともに、その配線が各画素
   回路の遮光に兼用された制御線とを備えた透過型または
   半透過型液晶表示装置を用いたことを特徴とする携帯端
   末装置。