JP2006039111A

JP2006039111A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2006039111A
Application number: JP2004217362A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kano; 満鹿野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】本発明は、明るい場所では反射型のフィールドシーケンシャル表示が可能であり、暗い場所では透過型のフィールドシーケンシャル表示が可能な液晶表示装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、液晶表示パネル１と、液晶表示パネルの表面側に配置されたフロントライト２と、液晶表示パネルの裏面側に配置されたバックライト３を備えてなり、フロントライトに色の３原色を発光可能なフロント側光源７３が備えられ、バックライトに色の３原色を発光可能なバック側光源５３が備えられ、フロント側光源とバック側光源を制御して各光源からの光を交番光として液晶パネル側に照射させるコントローラ７８が備えられ、交番光に同期して前記液晶表示パネルの表示を制御する制御回路７７が備えられてなる。
【選択図】図２

Description

本発明はカラーフィルタが不用であって明るい表示が可能であり、反射表示と透過表示のどちらか一方あるいは両方が可能なカラー液晶表示装置に関する。

液晶の技術はテレビジョン画像などの大画面表示を可能とするタイプの液晶表示装置と携帯電話機、携帯型情報機器等に適用されるタイプの小型の液晶表示装置に２極化されながら開発が続けられている。
先の大画面表示を必要とするタイプの液晶表示装置では、高視野角、高コントラスト、高色再現性に加え、動画再生時の高速応答性が求められているが、携帯電話等に採用されている小型の液晶表示装置では、モノクロ表示から半透過反射型のカラーＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）パネルを経て本格的にＴＮ液晶を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示装置（ＬＣＤ）が主流となってきている。そして、この種の小型の液晶表示装置にあっても輝度向上、高精細表示、高速応答性、色再現性の高さが求められつつある。しかし、現状のＴＮ−ＴＦＴ型のＬＣＤでは、輝度の向上、高速応答性の向上は難しく、技術的な課題とされている。

例えば輝度を向上させることが難しい原因の１つは、ＴＮ−ＴＦＴ−ＬＣＤでカラー表示を行うためには、カラーフィルタが必須であり、このカラーフィルタは液晶表示装置に備えられる光源からの光の大部分を吸収して発色するので、光源からの光の大部分が無駄になっていることに起因している。
また、ＴＮ−ＴＦＴ−ＬＣＤで画素毎にカラー表示を行うためには、画素を３つのピクセルに区分して各ピクセル毎にカラーフィルタの色を配置し、１画素表示のために３つのピクセルを使い分けて表示する必要があり、高精細なカラー表示を行うためには、駆動するためのピクセルを高精細に配置し、それらのピクセル毎に表示駆動用の薄膜トランジスタを設ける必要があり、液晶の表示を制御するための回路が微細化するとともに、微細な薄膜トランジスタを駆動するための配線の本数が増加する問題がある。

これらの欠点を解決しようとする試みが種々なされているが、その中の１つの技術としてフィールドシーケンシャル方式による透過型の液晶表示装置が知られている。
このフィールドシーケンシャル方式の技術は、赤色光、緑色光、青色光を高速で順次点灯させ、それらに合わせてＴＮ型の液晶表示パネルではモノクロ画像表示を行うものである。この方式において色の切り替えによる目のちらつき（フリッカ）を生じさせないようにするためには、３色を１フレーム時間（３色で１セットの画面表示時間）である約１／６０ｓ、即ち、１色あたり約１／１８０ｓ、即ち約６ｍｓで切り替えるようにしている。また、各色の画像の切り替え、即ち画面の電気的書込と液晶の応答に、例えば、この時間の２／３を割り当て、残りの１／３の時間でバックライトを点灯させるようにすると、画面の電気的書込に１ｍｓを割り当てれば液晶の応答時間を大凡３ｍｓ以内とする必要があると記載されている。
このフィールドシーケンシャル方式によれば、モノクロ画像表示した液晶パネルを必要な色の光のみが透過するのでマイクロカラーフィルタが無くともカラー表示が可能であるため、単純な構成で液晶表示パネルによるカラー表示が可能となり、カラーフィルタを不要とできるので、光源からの光を有効利用することができ、輝度の高い表示が得られ易いとされている。（特許文献１参照）

また、先の特許文献１ではフィールドシーケンシャル方式によるカラー表示を行うために赤色と青色と緑色の３本の冷陰極蛍光管を光源として用いているので、消費電力が大きく、容量の大きな重い電池を搭載する必要があったために、薄型軽量の装置を実現するのが難しかった。このような背景から、表示の際に外光を利用することができて電池の消費を少なくできるタイプの反射型の液晶表示装置にフィールドシーケンシャル方式を適用した技術が提案されている。（特許文献２参照）
特開平１１−１４９８８号公報特開２０００−１６２５７５号公報

前記特許文献２に記載のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル方式を反射型の液晶表示装置に適応させたものである。しかし、この特許文献２に記載の装置構成は、液晶パネルから離れた位置の室内に単独の光源を設置し、この光源から白黒表示の液晶パネルに対して時分割に赤色光、緑色光、青色光を順次発光させ、これら各色の切り替えに同期させて液晶パネルの表示を駆動することで時分割による混色を利用してカラー表示するものであるため、装置全体が大掛かりになる欠点があり、小型軽量の機器には適用できない欠点がある。また、先の特許文献２に記載の構成では時分割駆動している光が液晶パネルの外側の物体にも照射されてしまう問題を有している。
また、カラー液晶表示パネルは高精細化並びに大型化が進められているので、画素数も多くなる傾向にあり、そのため画素駆動に必要な配線数も増加する傾向にあるが、画素駆動用のゲート配線の数やソース配線の数が増加すると、基板上に配線を作り込むことが難しくなり、仮に形成できたとしても配線幅が狭くなることから配線抵抗が増加し、駆動信号を高速に送り出すことが難しくなる傾向がある。
例えば、カラー表示を高精細化し、画素毎に薄膜トランジスタにより液晶駆動して表示する構成では、複数のゲート配線を多段構成のシフトレジスタに接続し、段毎に切り替えて各段毎の切り替えを行う必要があるが、シフトレジスタを構成する各段に初期状態を供給するための配線（例えば接地ライン）を別途設けなくてはならず、シフトレジスタ回りの配線に必要な面積が大きくなるという問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、明るい場所では反射型のフィールドシーケンシャル表示が可能であり、暗い場所では透過型あるいは反射型のフィールドシーケンシャル表示が可能なカラー液晶表示装置の提供を目的とする。
更に本発明は、フィールドシーケンシャル表示方式としてカラーフィルタを略し、画素駆動用のソース配線数を削減できるとともに、ゲート配線駆動を特殊なレジスタを用いてまとめて行うことでゲートドライバ回りの配線数を少なくできて配線に必要な面積を少なくできるカラー液晶表示装置の提供を目的とする。
また、本発明は、光源からの光を外部に漏らすことなく有効に利用して液晶表示に利用することができ、輝度の高い表示が可能であることと、カラーフィルタを無くしてフィールドシーケンシャル表示が可能となることで輝度の高い表示が可能なることが相まった表示の明るい液晶表示装置の提供を目的とする。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの表面側に配置されて前記液晶表示パネルの表面側から光を照射するフロントライトと、前記液晶表示パネルの裏面側に配置されて前記液晶表示パネルに裏面側から光を照射するバックライトを備えてなり、前記フロントライトに色の３原色を発光可能なフロント側光源が備えられ、前記バックライトに色の３原色を発光可能なバック側光源が備えられ、前記フロント側光源と前記バック側光源を制御して各光源からの光を交番光として液晶パネル側に照射させるコントローラが備えられ、前記交番光に同期して前記液晶表示パネルの表示を制御する制御回路が備えられるとともに、前記液晶表示パネルに複数の画素電極が設けられ、これら複数の画素電極が複数のゲート線と複数のソース線により駆動される複数のスイッチング素子により駆動制御される一方、前記複数のゲート線がゲートドライバに接続され、該ゲートドライバに多段の出力端子を有するシフトレジスタが設けられ、該シフトレジスタは、２種類の状態のうちのいずれかを記憶する段をｍ段（ｍは１以上の整数）有するシフトレジスタであって、前記各段は、端子として、ｎ相（ｎは２以上の整数）のクロック信号を入力するクロック入力端子と、シフトレジスタの入力端子または前段の出力端子から送られる信号を入力する入力端子と、後段の入力端子またはシフトレジスタの出力端子へ送る信号を出力する出力端子とのみを有し、前記各段は、前記クロック入力端子のうちのいずれかから、各段の状態を初期化するための初期状態レベルが入力されるものであることを特徴とする。

本発明は、前記フロント側光源からの交番光と前記液晶表示パネルの表示制御による反射型の液晶表示形態と、前記バック側光源からの交番光と前記液晶表示パネルの表示制御による透過型の液晶表示形態とが選択自在とされてなることを特徴とする。

本発明において前記フロントライトと前記バックライトの少なくとも一方が、赤と緑と青の３原色のＬＥＤからなる発光体と、前記液晶表示パネルに沿って配設され前記発光体からの光が入射される導光板と、該導光板に設けられて前記発光体からの光を前記液晶表示パネル側に導く導光手段とを具備してなることを特徴とする。
本発明において前記液晶表示パネルの各画素が、前記バックライトからの光を透過させて表示するための透過領域と、前記フロントライトからの光を反射させて表示するための反射領域に区分されてなることを特徴とする。

本発明において前記シフトレジスタが有する段は、複数のグループに分けられ、各グループ内の段が有するクロック入力端子は、同相のものどうしが全て接続されていることを特徴とする。
本発明において前記各段は、２種類の状態のうちのいずれかを記憶する記憶手段と、この記憶手段が記憶した状態を、前記クロック入力端子のうちのいずれかから入力される初期状態レベルに初期化する初期化手段とを有することを特徴とする
本発明において前記初期化手段は、ＭＩＳトランジスタによって構成され、このＭＩＳトランジスタを含む、前記各段に含まれるＭＩＳトランジスタは、全て同一型のＭＩＳトランジスタによって構成されていることを特徴とする。

液晶表示パネルの表面側にフロントライトを裏面側にバックライトをコントローラを介し設けてフロント側あるいはバック側のどちらからでも交番光を照射できるようにするとともに、液晶表示パネルで交番光に同期させて表示の切り替えをできるようにしたので、カラーフィルタを設けなくともフロントライトを利用してカラーの反射表示形態をとることができ、バックライトを利用してカラーの透過表示形態をとることができる。従って、カラー反射表示形態とカラー透過表示形態を必要に応じて使い分けて使用することができる。勿論、カラー透過表示形態とカラー反射表示形態は、どちらか一方を選択して用いても良いし、両方を併用しても良い。また、液晶表示装置自体も半透過反射型の液晶表示装置に限らない。

次に前記構成によれば、シフトレジスタの各段の状態を初期化するための初期状態レベルが、クロック入力端子のうちのいずれかから入力されるので、初期状態レベルを供給するためだけの配線（例えば、接地ライン）が不要になる。従って、シフトレジスタに接続される配線が少なくなり、配線に必要な面積を小さくすることができる。

また、３原色の光はフロントライトあるいはバックライトの少なくとも一方から発光されたものを時分割で白黒表示の液晶表示パネルに入射させ、時分割による混色を行うので、カラーフィルタが無くとも透過型あるいは反射型のカラー液晶表示ができる。
フロントライトとバックライトの少なくとも一方の光源の発光体をＬＥＤとすることで省電力構成でカラー反射表示形態とカラー透過表示形態を使用できる。また、反射表示形態であっても時分割にフロントライトからの色を混色させることで、色再現性の良好なカラー表示形態を得ることができる。
また、フロントライトとバックライトの少なくとも一方に導光板と導光手段を設け、発光体にＬＥＤを用いることで、薄型化することが可能となり、小型軽量の機器に適用できるようになり、カラーフィルタの省略効果と相俟って小型軽量の機器に適用しても安価に適用できる効果がある。

上記構成において、グループ内の段が有するクロック入力端子が一系統にまとめられている構成であると、各グループが一組のクロック入力端子をもつことになるので、シフトレジスタ内のクロック信号の配線が、シフトレジスタ内の全域に引き回されることがなくなる。これにより、シフトレジスタ内のクロック信号の配線が短くなるので、配線容量や配線抵抗によるクロック信号の遅延を減らすことができる。
上記構成によれば、記憶手段（実施形態においては、コンデンサ）が記憶した２種類の状態（実施形態においては、ＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベル）のうちのいずれかが、初期化手段（実施形態においては、トランジスタ）によって、クロック入力端子のうちのいずれかから入力される初期状態レベル（実施形態においては、接地電位）に初期化されるので、初期状態レベルを供給するためだけの配線（例えば、接地ライン）なしで、シフトレジスタの各段の状態を初期化することができる。
上記構成において全てのＭＩＳトランジスタが、同一型のＭＩＳトランジスタによって構成されると、製造プロセスが簡単になる。なお、この、製造プロセスを簡単にする同一型のＭＩＳトランジスタのみを用いた構成は、多相クロックを用いることにより実現可能となる。

次に、本発明の構成について図面を参照して説明する。
「第１実施形態」
図１は本発明に係る第１実施形態の液晶表示装置の全体構造を示すもので、この形態の液晶表示装置Ａは、半透過反射型の液晶表示パネル１と、該液晶表示パネル１の表面側に配置されて前記液晶表示パネル１の表面側から光を照射するフロントライト２と、前記液晶表示パネル１の裏面側に配置されて前記液晶表示パネル１に裏面側から光を照射するバックライト３を備えて構成されている。以下に、液晶表示パネル１の構造と、バックライト３の構造と、フロントライト２の構造とそれらを駆動して表示するための構造について順に説明する。

「液晶表示パネル」
この形態の液晶表示パネル１は、図２と図３に示すように、スイッチング素子が形成された側のアクティブマトリクス基板（一方の基板）４と、それに対向して設けられた対向基板（他方の基板）５と、基板４、５の間に保持されている光変調層としての液晶層Ｌとを備えて構成されている。
図３に示すようにアクティブマトリクス基板４は、ガラスやプラスチック等からなる透明の基板本体６上に、それぞれ行方向（図４のｘ方向）と列方向（図４のｙ方向）に複数の走査線７と信号線８が電気的に絶縁されて形成され、各走査線７、信号線８の交差部の近傍にＴＦＴ（スイッチング素子）１０が形成されている。
上記基板本体６上において、画素電極が形成される領域、ＴＦＴ１０が形成される領域、走査線７及び信号８が形成される領域を、それぞれ画素領域、素子領域、配線領域と呼称することができる。

本実施形態のＴＦＴ１０は逆スタガ型の構造を有し、本体となる基板本体６の最下層部から順にゲート電極１３、ゲート絶縁膜１５、ｉ型半導体層１４、ソース電極１７及びドレイン電極１８が形成され、ｉ型半導体層１４の上であってソース電極１７とドレイン電極１８との間にはエッチングストッパ層９が形成されている。
即ち、走査線７の一部が延出されてゲート電極１３が形成され、これを覆ったゲート絶縁膜１５上にゲート電極１３を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層１４が形成され、このｉ型半導体層１４の両端側の一方にオーミックコンタクト用のｎ型半導体層１６を介してソース電極１７、他方にオーミックコンタクト用のｎ型半導体層１６を介してドレイン電極１８がそれぞれ形成されている。

また、走査線７と信号線８とが囲む矩形状の各領域の中央部側にＩＴＯなどの透明電極材料からなる透明電極１９が、基板本体６上に直接位置するように形成されている。従ってこれらの透明電極１９は先のゲート電極１３と同一面位置に形成されている。これらの透明電極１９はその一端１９ａに乗り上がる形で接続された先のソース電極１７の一端の接続部１７ａに直に接続されるとともに平面視短冊状に形成されている。この透明電極１９は、図３に示すように走査線７と信号線８とが囲む矩形状の領域の縦幅より若干短く、先の矩形状の領域の横幅の数分の１程度の大きさに形成されている。
基板本体６はガラスの他、合成樹脂等の絶縁性透明基板からなる。ゲート電極１３は導電性の金属材料からなり、図４に示すように行方向に配設される走査線７と一体に形成されている。ゲート絶縁膜１５は酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等のシリコン系の絶縁膜からなり、走査線７及びゲート電極１３を覆うように、かつ、先の透明電極１９を覆わないようにして基板上に形成されている。なおここで、ゲート絶縁膜１５を形成する位置は、少なくとも透明電極１９とソース電極１７の接続部分を除く位置としておく。

半導体層１４は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなり、ゲート絶縁膜１５を介してゲート電極１３と対向する領域がチャネル領域として構成される。ソース電極１７及びドレイン電極１８は導電材料からなり、半導体層１４上に、チャネル領域を挟むように対向して形成されている。また、ドレイン電極１８は列方向に配設される信号線８から個々に延出されて形成されている。
なお、ここまで説明した薄膜トランジスタＴの構造はスイッチング素子として知られているその他の形式や構造、例えば順スタガ型やポリシリコン型ＴＴＦＴなどのいずれの構造でも良く、液晶表示に適用できるスイッチング機能を奏するものであれば良い。また、配線構造や画素電極の形状もこの形態のものに限らず、その他広く知られている種々の形状のもので良い。

また、基板本体６の上には有機材料からなる絶縁膜２０が積層され、この絶縁膜２０上にＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料からなる光拡散反射性画素電極（光反射性の画素電極）１１が形成されている。
画素電極１１は、先の走査線７と信号線８とが囲む矩形状の領域よりも若干小さくなるような平面視矩形状になるように絶縁膜２０上に形成され、図４に示すように平面視した場合に上下左右に並ぶ画素電極１１どうしが短絡しないように所定の間隔をあけてマトリクス状に配置されている。即ち、これらの画素電極１１は、それらの端辺がそれらの下に位置する走査線７及び信号線８に沿うように配置されており、走査線７と信号線８が区画する領域の大部分を画素領域とするように形成されている。なお、この画素領域が液晶パネル１での表示領域に相当する。

絶縁膜２０は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ（ＢＣＢ）等からなる有機絶縁膜とされており、ＴＦＴ１０の保護機能を強化するようになっている。この絶縁膜２０は基板本体６上に比較的厚く積層され、画素電極１１とＴＦＴ１０及び各種配線との絶縁を確実にし、画素電極１１との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、厚膜の絶縁膜２０によりＴＦＴ１０や各種配線によって形成された基板本体６上の段差構造が平坦化されるようになっている。

次に、絶縁膜２０において先の各ソース電極１７の一端部１７ａに達するようにコンタクトホール２１が形成されるとともに、先の各透明電極１９の上に位置するように窪部２２が形成され、この窪部２２の位置に相当する部分の画素電極１１には窪部２２の口部２２ａに合致するような平面形状の透孔２３が形成されている。これらの窪部２２は絶縁膜２０をその深さ方向に大部分除去してその底部２２ｂ側に一部分のみを被覆層２０ａとして残すように形成されるとともに、窪部２２の平面形状は先の透明電極１９の平面形状に対応するように透明電極１９よりも若干短い短冊状に形成されている。
各画素領域において、窪部形成部分が基板４側からの入射光（バックライト３から出射された光）を透過する透過領域３０とされており、画素電極１１の非透孔部（透孔２３が形成されていない部分）が基板５側からの入射光を反射する反射領域３５とされている。

また、先の画素電極１１の１つが、ほぼ１つの画素領域に対応し、透孔２３の面積が透過表示の際の光通過領域に対応する。
コンタクトホール２１には導電材料からなる導電部２５が形成され、この導通部２５を介して、先の画素電極１１と、絶縁膜２０の下層側に配置されたソース電極１７とが電気的に接続されている。従ってソース電極１７は画素電極１１と透明電極１９の両方に電気的に接続されている。
ところで、絶縁膜２０の表面には画素領域に対応する位置に、転写型を絶縁膜２０の表面に圧着する等して形成された複数の凹部２６が設けられている。この絶縁膜２０の表面に形成された複数の凹部２６は、画素電極１１に所定の表面凹部形状を付与し、画素電極１１に形成された複数の凹部２７によって液晶パネルに入射した光は一部散乱され、より広い観察範囲でより明るい表示が得られるような拡散反射機能が付与されている。

上述のように構成された基板本体６上には、更に画素電極１１及び絶縁層２０と窪部２２と凹部２７を覆うようにラビング等の所定の配向処理が施されたポリイミド等からなる下基板側配向膜が形成されている。この下基板側配向膜は、透過領域３０上に形成する部分と、反射領域３５上に形成する部分とで異なる配向処理が施されたもので、透過領域３０の液晶層側の面に形成された透過領域配向膜２９ａと、反射領域３５の液晶層側の面に形成された反射領域配向膜２９ｂとから構成されている。
一方、対向基板５は共通電極基板として構成され、ガラスやプラスチック等からなる透光性の基板本体４１の液晶層Ｌ側の面にブラックマトリクス層４２が形成され、このブラックマトリクス層４２の格子状の遮光層部分が各画素電極１１の境界を区画する位置に設けられている。また、前記ブラックマトリクス層４２の液晶層側には、ＩＴＯ等の透明な対向電極（共通電極）４３と上基板側配向膜４４が形成されている。

そして、上述のように構成された基板５、６は、スペーサ（図示略）によって互いに一定間隔で離間された状態で保持されるとともに、図２に示すように基板周辺部に矩形枠状に塗布された熱硬化性のシール材４５によって接着一体化され、基板５、６及びシール材４５によって密閉された空間に液晶が封入されて光変調層としての液晶層Ｌが形成され、液晶パネル１が構成されている。
なお、図２においては図面の簡略化のために、基板５の液晶側の種々の層と配線並びに基板６の液晶側の種々の層を略して記載し、配向膜２９、４４の位置関係のみを示した。なお、基板本体４１の外面側には図３に示すように偏光板Ｈ１、位相差板Ｈ２、Ｈ３が必要に応じて設けられるが、図２ではこれらの偏光板Ｈ１、位相差板Ｈ２、Ｈ３の記載を略している。

本実施形態の半透過反射型の液晶表示パネル１では、上記のように絶縁膜２０に窪部２２を形成し、この窪部２２内にも液晶が導入されることにより、透過領域３０上の液晶層Ｌ（透過表示領域の液晶層）の厚さｄ_３は、反射領域３５上の液晶層Ｌ（反射表示領域の液晶層）の厚さｄ_４より大きい値、例えば略２倍とされている。上記のように透過領域３０上の液晶層Ｌの厚さｄ_３と、反射領域３５上の液晶層５の厚さｄ_４は、異なる値であるので、液晶層が有効なシャッターとして機能する様に光学条件が最適化される。なお、透過領域３０上に形成される透過領域配向膜２９ａと反射領域３５上に形成される反射領域配向膜２９ｂは使用する液晶表示モード及び液晶層５の厚さに応じてプレティルト角が変更されている。
本発明で適用する液晶層Ｌを構成する液晶は、スプレー配向状態とベント配向状態を取り得るＯＣＢモードの液晶であることが液晶としての高速なスイッチング性を有する面で好ましい。ＯＣＢモードの液晶は、スプレー配向状態とベント配向状態の切り替えで高速スイッチングできる液晶として広く知られているので、この実施形態のフィールドシーケンシャル方式を採用する場合に適用する液晶として好ましい。

「バックライト」
次に、この実施形態のバックライト３は、図２に示すように、液晶表示パネル１の裏面側に設けられ、平板状の透明なアクリル樹脂などからなる透明導光板５２と光源５３と拡散性反射体５５と保持部材５８とから概略構成されている。バックライト３において、光源５３は、導光板５２に光を導入する端面５２ａ側に配設されており、拡散性反射体５５は導光板５２の出射面（上面、一方の面）５２ｂ側と反対側の面（下面、他方の面）に空気層５６を介して設けられている。
導光板５２は、液晶表示パネル１の裏面側に配置されて光源５３から出射された光を液晶表示パネル１側に照射するものである。図２に示すように光源５３から出射される光は端面５２ａを介して導光板５２の内部に導入され、導光板５２の出射面５２ｂから液晶表示パネル１側に出射されるようになっている。
また、導光板５２の出射面５２ｂと反対側の反射面（導光手段）５２ｃには段部を形成することで、光源５３から離れるにしたがって漸次厚みが減少するようにされており、すなわち光源５３に遠い側の方が光源５３に近い側よりも薄くされている。

光源５３は、導光板５２の側端面５２ａに取り付けられた棒状のバー導光体５３Ａと、このバー導光体５３Ａの両端部に取り付けられた発光素子５３Ｂ、５３Ｂとから構成されている。前記バー導光体５３Ａは、発光素子５３Ｂ、５３Ｂから照射された光を伝搬させて、導光板５２の側端面５２ａに向けて出射できるようになっている。なお、発光素子５３Ｂの内部には赤色の発光体（ＬＥＤ）５３ａと、緑色の発光体（ＬＥＤ）５３ｂと、青色の発光体（ＬＥＤ）５３ｃとが備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体５３Ａを介して導光板５２に導くことができるようになっている。
拡散性反射体５５は、例えば先の液晶表示パネル１において適用されていた絶縁膜２０とその上に形成されていた複数の凹部２７と画素電極１１と同等の拡散反射構造が適用されている。

即ち、基板５９の上に有機膜６０が形成され、該有機膜６０の表面に微小凹部が複数形成され、その上に光反射性を有するＡｌやＡｇなどの金属製の反射膜６１が形成されてこの反射膜６１の表面に複数の微小凹部６１ｄが形成されたものである。
このような構成のバックライト３であるならば、光源５３からの光を導光板５２によって液晶表示パネル１側に導いて液晶表示パネル１を裏面側から照明できるとともに、光の進行方向により、導光板５２の背面側からの漏れた光を反射膜６１で再度効率よく反射させて導光板５２側に反射し、導光板５２を介して液晶表示パネル１側に反射できるので、より明るいバックライト３を得ることができる。
また、バックライト３と液晶表示パネル１との間に、好ましくは図２に示すように集光プリズム部４７を複数備えたプリズムシート４８を配置して集光効率を高め、より明るい透過表示を得るような構成とすることが好ましい。

「フロントライト」
次に、この実施形態のフロントライト２は透明な導光板７２と光源７３とから構成されており、光源７３は、導光板７２に光を導入する側端面７２ａに配設されている。また、導光板７２は透明樹脂板で形成されており、導光板７２の本体７２ｄの下面（液晶表示パネル１側の面）は、液晶表示パネル１を照明するための光が出射される出射面７２ｂとされており、この出射面７２ｂと反対側の一面（導光板７２の上面）は、本体７２ｄの内部を伝搬する光の方向を変えるための反射面（導光手段）７２ｃとされている。先の出射面７２ｂと表示面との間には空気層７５が形成されている。なお、導光板７２と液晶表示パネル１とを接着する場合は、表示に影響しないようにその接着層を導光板７２と液晶表示パネル１の周縁部（額縁部）側、即ち表示領域の外側に設けて表示領域の外側の接着層で接着し、表示領域においては導光板７２の出射面７２ｂと液晶表示パネル１との間に薄い空気層７５が存在するように配置することが好ましい。
反射面７２ｃには、本体７２ｄ内部を伝搬する光を反射させて伝搬方向を変えるために、くさび状の溝７４が、所定のピッチでストライプ状に複数形成されている。この溝７４は、出射面７２ｂに対して傾斜して形成された緩斜面部７４ａと、この緩斜面部７４ａに連続して形成され、緩斜面部７４ａよりも急な傾斜角度で形成された急斜面部７４ｂとからなり、それぞれの溝７４の形成方向は、導光板７２の側端面７２ａに平行となるように揃えられている。

光源７３は、導光板７２の側端面７２ａに取り付けられた棒状のバー導光体７３Ａと、このバー導光体７３Ａの両端部に取り付けられた発光素子７３Ｂ、７３Ｂとから構成されている。前記バー導光体７３Ａは、発光素子７３Ｂ、７３Ｂから照射された光を伝搬させて、導光板７２の側端面７２ａに向けて出射できるようになっている。なお、発光素子７３Ｂの内部には赤色の発光体（ＬＥＤ）７３ａと、緑色の発光体（ＬＥＤ）７３ｂと、青色の発光体（ＬＥＤ）７３ｃとが備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体７３Ａを介して導光板７２に導くことができるようになっている。

「駆動表示部の構造」
前記液晶表示パネル１のＴＦＴアレイ基板とされる側の基板本体６の端部側には基板本体６に形成されている複数本の走査線７あるいは複数本の信号線８に接続された図示略の駆動用ＩＣが設けられ、更にこの駆動用ＩＣに接続されて液晶表示パネル１の表示を制御するための制御回路７７が接続されている。また、該制御回路７７に接続されるとともに、前記光源５３、７３に接続されて各光源５３、７３の各発光体５３ａ〜５３ｃと各発光体７３ａ〜７３ｃの発光タイミングを調整するコントローラ７８が設けられている。これらの制御回路７７とコントローラ７８の動作並びに光源５３、７３の点灯と液晶表示パネル１の表示によるフィールドシーケンシャル表示については後述する。

以上説明のごとく構成されたフロントライト２とバックライト３を備えた液表示パネル１は、明るい屋外や照明が施された明るい室内においてカラー表示して使用する場合は、反射表示形態の液晶パネルとしてフロントライト２を点灯してバックライト３を点灯することなく利用する。ここで液晶パネル１に入射されたフロントライト２からの光と外光は基板５側の各層を通過して液晶層Ｌを通過し、光拡散反射性の複数の画素電極１１（反射領域３５）により反射され、再度液晶層Ｌを通過して基板５側の各層を通過し、観察者の目に到達する。そして、この間に各画素領域毎の画素電極１１に薄膜トランジスタ１０から通電して画素電極１１上の液晶分子の配向制御を行い、各画素領域毎の表示状態を制御して表示を行うことができる。
また、暗い場所において透過表示形態で使用するには、バックライト３の光源５３を点灯し、光源５３から導光板５２の内部に導かれた光を出射面５２ｂから液晶表示パネル１側に出射する。ここでバックライト３から液晶表示パネル１の透明基板６側に出射された光は、窪部２２（透過領域３０）を透過し、さらにこの窪部２２に対応して設けられている透孔２２ａを介して透過し、液晶層Ｌを通過し、基板５側の各層を透過して観察者に至る。これにより透過表示状態を得ることができる。勿論、暗い場所において反射表示形態で使用することもできるので、先の説明した反射表示形態を採用しても良い。

次に、液晶表示パネル１による表示切り替えとバックライト３の光源５３からの光とフロントライト２の光源７３からの光を用いてカラー映像表示を行うためのフィールドシーケンシャル表示について説明する。
一般的なカラーフィルタを用いたカラー表示形態では、図６に示すように、バックライト８０から照射された白色光８１を基板８２、８３間の液晶層８４を通過させて透過状態を画素毎に制御し、更にその光をカラーフィルタ層８５を通過させる際に着色してカラー表示を行っている。その際、１つの画素８６を３つのカラーフィルタのピクセル８７、８８、８９に区分しておき、いずれのピクセルを通過させるか否かで色を表示分けする。また、白表示と黒表示のためには白色光８１を液晶層８４で全て通過させて３つのピクセルの全てを通過させるか全て遮ることで表示分けする。

これらに対して先に説明した実施形態の装置で採用したフィールドシーケンシャル表示では、図７に示すように画素９０の１つに対して１つのピクセルを配置する。そして、バックライト３であれば発光体５３ａ、５３ｂ、５３ｃから時間シーケンシャルに交互点灯し、フロントライト２であれば発光体７３ａ、７３ｂ、７３ｃから時間シーケンシャルに交互点灯し、点灯のタイミングを１８０Ｈｚ以上（５.６ｍｓｅｃ以下）として交番光として光を出す。
そして、バックライト３の赤色の発光体５３ａから出た光を各画素毎の液晶層Ｌで透過させると各画素毎に赤色の表示、緑色の発光体５３ｂから出した光を各画素毎の液晶層Ｌで透過させると各画素毎に緑色の表示、青色の発光体５３ｃから出した光を各画素毎の液晶層Ｌで透過させると青色の表示を各画素毎に行うことができる。また、発光体５３ａ〜５３ｃから出された光を各画素毎に全て透過させると各画素毎に白表示を行い、発光体５３ａ〜５３ｃから出された光を各画素毎に全て遮ると各画素毎に黒表示を行うことができる。また、フロントライト２を用いる場合においても同様に、発光体７３ａ、７３ｂ、７３ｃからの色に応じて各画素毎に液晶層Ｌで透過状態を切り替えることでカラー表示を行うことができる。

図６と図７の比較から明らかなように、フィールドシーケンシャル表示形態では１つの画素を１つのピクセルで表示できるので、１つの画素に相当する領域の液晶を駆動するための画素電極を１つ設けることで１画素の液晶を駆動できるが、カラーフィルタ方式ではカラー表示を行うために１つの画素に対して３つの画素電極を設ける必要があるので、３倍の数の画素電極と薄膜トランジスタと配線が必要となる。また、フィールドシーケンシャル表示形態ではカラーフィルタを必要としない。これらの比較からフィールドシーケンシャル表示形態では、カラーフィルタを無くしたことで、仮にカラーフィルタ方式の場合と同じ輝度のバックライトあるいはフロントライトを用いても、より輝度の高い表示ができ、同じ画素数として見ても、液晶を駆動するための薄膜トランジスタの数が少なくて済み、それに伴う配線数も少なくて済む効果がある。また、薄膜トランジスタが少なくて済むのでそれらを駆動するための駆動用ＩＣの数も削減できる。

図７を基に先に説明したフィールドシーケンシャル表示の際の１ピクセルの表示色表現方法の理解を容易とするために図８に駆動タイミングチャートの一例を示した。
なおここで、交番光の３原色を発光させる時間の総和を６０Ｈｚを超える値としているのは、この６０Ｈｚを超える値（時間的には短時間）で選択動作を行わないと、人間の肉眼でフリッカーを認識してしまうためである。従って３原色の発光体個々の点灯時間は１８０Ｈｚを超える値を採用する。図８には３原色の発光体個々の点灯時間をｔ_１、ｔ_２、ｔ_３で示し、それらの総和であるｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３の値のＴが１つの画素を表示するために必要な時間となる。従って交番光として３原色の各発光体のＬＥＤを発光（オン）あるいは消灯（オフ）させる時間タイミングは図８に示すようになる。

このフィールドシーケンシャル方式において例えば色の切り替えによる前記フリッカ（目のちらつき）を生じさせないようにするためには、３原色のそれぞれを１フレーム時間（３色で１セットの画面表示時間）である約１／６０ｓ未満、即ち、１色あたり約１／１８０ｓを超える周波、即ち約５.６ｍｓ未満の短い時間で赤色と緑色と青色を切り替えるようにすれば良い。また、各３原色に対応した画像の切り替え、即ち画面の電気的書込と液晶の応答において、例えば、この時間の１／２を電気的書込に割り当て、残りの１／２の時間でバックライトを点灯させる時間として割り当てれば、両者を約２.８ｍｓとすれば良く、例えば、先の時間の１／４を電気的書込に割り当て、残りの３／４の時間でバックライトを点灯させる時間として割り当てれば、前者を約１.４ｍｓ、後者を４.２ｍｓとすれば良い。

従って先に説明したコントローラ７８は透過表示状態の場合は図８に示すタイミングチャートに記載の如きタイミングでバックライト３の各光源５３ａ、５３ｂ、５３ｃを制御して交番光を発生させるとともに、制御回路７７は液晶表示パネル１の必要な位置の画素の透明電極１９を駆動して必要な画素の透過領域３０の液晶を駆動制御する。これによって透過表示状態の場合の表示に必要な位置の画素のカラー表示を行うことができる。
次に、先に説明したコントローラ７８は反射表示状態の場合は図８に示すタイミングチャートに記載の如きタイミングでフロントライト２の各光源７３ａ、７３ｂ、７３ｃを制御して交番光を発生させるとともに、制御回路７７は液晶表示パネル１の必要な位置の画素電極１１を駆動して必要な画素の反射領域３５の液晶を駆動制御する。これによって反射表示状態の場合の表示に必要な位置の画素のカラー表示を行うことができる。

なお、先に説明した構造の液晶表示パネル１において反射表示状態で使用する場合、液晶表示パネル１に入射されて反射される外光、あるいは、フロントライト２から液晶表示パネル１に入射されて反射される照明光は、２度液晶層Ｌを通過する。ここで画素電極１１が形成されている領域におけるΔｎ・ｄ（リタデーション）の値は３５０〜５５０ｎｍの範囲に設定すると、反射表示状態として好ましい範囲となる。また、先の透過表示状態で使用する場合、バックライト３から液晶表示パネル１に入射されて観察者に至る透過光は液晶層Ｌを１度のみ通過する。ここで絶縁膜２０に窪部２２を形成した領域はΔｎ・ｄ（リタデーション）の値を４００〜４５０ｎｍの範囲に設定すると、反射領域と共通の光学条件の設定によって透過表示状態の表示も優れさせることができる。

よって本実施形態の構造を採用するならば、透過表示と反射表示の両表示状態に応じて色みや色合いの異なる表示状態とはならず、しかも同一画素領域内で透過領域３０上の液晶層と反射領域３５上の液晶層の駆動電圧印加時の電圧依存性（光学的閾値、飽和電圧、急峻性等）を略同じに揃えることができるので、透過表示形態と反射表示形態とで表示の視認性が異なるのを改善できるという特徴を有する。

「液晶表示パネルの駆動回路の構造」
図９〜図１２は先に説明した液晶表示パネル１のゲート配線７及びソース配線８とそれらの駆動に用いて好適な回路を説明するための図である。以下に先に説明した液晶表示パネル１の駆動回路構造の一例について説明するが、以下に説明する駆動回路構造は一例であって、本発明が以下に説明する駆動回路に限定されるものではないのは勿論である。
先に説明した液晶表示パネル１において、図９に示すように画素領域の集合体に相当する表示エリアＥが区画され、この表示エリアＥの横側に、この表示エリアＥ内の走査線７を駆動するゲートドライバ（シフトレジスタ）６３が形成され、更にその外側にＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）などの接続部材６４Ａを介してクロック発生回路６４が接続され、先の表示エリアＥの上側に、ソース配線８に接続されるソースドライバ６５が必要個数（図９では２個）設けられている。ここで例えば、表示エリアＥ側の各トランジスタや配線とゲートドライバ６３とは、同一のＴＦＴアレイ側の透明の基板本体６上に、同一の製造プロセスで形成されていても良いし、別途形成したドライバチップを基板上の配線に接続して設ける構造としても良い。

図９に示すように液晶表示装置１においてゲート配線７とソース配線８を設けたＴＦＴアレイ基板である基板本体６側にゲートドライバ６３を設けた構造においては、表示エリアＥ内の走査線７と信号線８との交点に形成されるトランジスタと、ゲートドライバ６３内のトランジスタとは、同一型（例えば、ｎチャネルトランジスタ）として構成される。また、その場合にトランジスタの素材も同一となり、いずれもガラス基板上に形成されるので、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンを含む素材によって構成される。

そして、これらの各ゲート配線７に接続されるゲートドライバ６３の内部構成の一例を図１０に、ゲートドライバ６３の内部に設けられる回路の一部構成例を図１１に、その駆動タイミングチャートの一例を図１２に示す。
図１１は、シフトレジスタを構成する段Ｆ１の内部回路を示す図である。その他の段Ｆ２〜Ｆｎについても全て同様の構造とされる。この段Ｆ１は、前段が出力した信号Ｇｉ−１を入力する入力端子ＩＮと、後段へ送る信号Ｇｉを出力する出力端子ＯＵＴと、３相のクロック信号φａ、φｂ、φｃを入力するための３つのクロック入力端子Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃとを有している。

図１１に示す入力端子ＩＮは、ダイオードとして動作するＭＩＳトランジスタＭ１を介して、記憶素子として動作するコンデンサＣの一端（Ａ点）に接続されている。コンデンサＣの他端は、出力端子ＯＵＴに接続されている。前記クロック入力端子Ｋａは、ＭＩＳトランジスタＭ２のドレインに接続され、クロック入力端子Ｋｂは、ＭＩＳトランジスタＭ３およびＭ４のゲートに接続され、クロック入力端子Ｋｃは、ＭＩＳトランジスタＭ３およびＭ４のソースに接続されている。前記コンデンサＣの一端（Ａ点）は、ＭＩＳトランジスタＭ２のゲートおよびＭＩＳトランジスタＭ３のドレインと接続されている。コンデンサＣの他端すなわち出力端子ＯＵＴは、ＭＩＳトランジスタＭ２のソースおよびＭＩＳトランジスタＭ４のドレインと接続されている。

図１２は、上記段Ｆ１の動作を説明するためのタイミングチャートである。段Ｆ１は、入力端子ＩＮから入力される入力信号Ｇｉ−１を記憶素子としてのコンデンサＣに保持し、出力端子ＯＵＴから出力信号Ｇｉとして出力する。
図１２に示すタイミングチャートの期間Ｔ０において、φｂがＨ（Ｈｉｇｈレベル）になるので、Ｍ３およびＭ４がオンする。すると、コンデンサＣの両端が短絡されるので、コンデンサＣに電荷が充電されていれば、この電荷が放電される。また、φｃはＬ（Ｌｏｗレベル）なので、φｃがＬの状態でＭ４がオンすることになり、ＧｉはＬになる。このとき、Ｍ３もオンするので、Ａ点の電位ＶＡもＬになり、これによりＭ２はオフする。
次の期間Ｔ１においては、φｂがＬになるので、Ｍ３およびＭ４はオフする。このとき、φｃがＨになるが、Ｍ３およびＭ４がオフしているので、ＶＡおよびＧｉへの影響はない。また、この状態で、Ｇｉ−１がＨになるので、ＶＡもＨになる。ＶＡがＨになると、Ｍ２がオンする。このとき、φａはＬなので、ＧｉもＬになる。すると、ＧｉがＬ、ＶＡがＨとなるので、ＧｉとＶＡの間に設けられたコンデンサＣが充電される。すると、ＶＡは、Ｈに固定される。すると、Ｍ２は、オンの状態に固定される。

次の期間Ｔ２において、φａがＨになると、Ｍ２はオンになっているので、ＧｉもＨになる。すると、ＶＡは、Ｈ（Ｈｉｇｈレベル）の約２倍の電位に持ち上げられる（ブートストラップされる）。すると、Ｍ２のオン状態が強められる。
次の期間Ｔ３において、φｂがＨになるので、Ｍ３およびＭ４がオンする。すると、コンデンサＣの両端が短絡されるので、コンデンサＣに充電されていた電荷が放電される。また、φｃはＬなので、φｃがＬの状態でＭ４がオンすることになり、ＧｉはＬに戻される。このとき、Ｍ３もオンするので、ＶＡもＬになり、これによりＭ２はオフする。このように、常にＬ（Ｌｏｗレベル）の状態に保たれている接地ラインが段Ｆ１に接続されていなくても、出力端子ＯＵＴから出力される信号ＧｉをＬ（Ｌｏｗレベル）に戻すことができる。

図１０は、本実施形態におけるシフトレジスタの全体構成図である。このシフトレジスタは、複数の段Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…によって構成されている。段Ｆ２、Ｆ３、…の内部回路は、図１に示した段Ｆ１と同じである。また、段Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…は、縦続接続されている。例えば、段Ｆ１の出力端子ＯＵＴは、次の段Ｆ２の入力端子ＩＮに接続されている。これら段Ｆ１…の段数は先に説明した液晶表示パネル１の１のゲート線７…の本数に対応できる数とされる。
これらの段Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…は、この例では、連続する６つの段が１つのグループを形成している。例えば、段Ｆ１〜Ｆ６が１つのグループＧ１を形成している。１つのグループ内の段が有するクロック入力端子Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃは、同相のものどうしが全て接続され、１つのグループに１組（３つ）設けられたクロック入力端子に接続されている。例えば、グループＧ１内の段が有するクロック入力端子Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃは、それぞれクロック信号ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃに接続され、これらのクロック信号ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃは、グループＧ１に１組設けられたクロック入力端子Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに接続されている。クロック信号ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃは、他のグループのクロック信号ラインとは接続されていない。従って、１つのグループ内にあるクロック信号ラインが、シフトレジスタ全体に引き回されることはない。これによって配線の簡略化ができる。

グループ内のクロック信号ライン（例えば、グループＧ１内のクロック信号ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ）は、具体的には、ＴＦＴアレイ基板（透明基板６）上に形成される配線なので、配線抵抗が大きい。これに対し、グループに１組設けられたクロック入力端子（例えば、グループＧ１に１組設けられたクロック入力端子（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ）までの配線は、図９に示すＴＣＰなどの接続部材６４Ａにおける配線になるので、低抵抗配線材料を用いることができる。従って、配線抵抗によるクロック信号の遅延を少なくすることができる。

従来の一般的なシフトレジスタの構造においては、ＭＩＳトランジスタＭ３およびＭ４のゲートに、電位がＨｉｇｈレベルまたは接地電位となるクロック信号φｂが入力され、ソースに、常に接地電位に保たれている接地ラインが接続されている。従って、ゲートの電位は、常にソースの電位以上であり、ゲート・ソース間の電圧の向きは常に一定であった。
これに対し、図９〜図１２に示す本実施形態の構成においては、ＭＩＳトランジスタＭ３およびＭ４のゲートに、電位がＨｉｇｈレベルまたは接地電位となるクロック信号φｂが入力されると共に、ソースにも、電位がＨｉｇｈレベルまたは接地電位となるクロック信号φｃが入力される。そして、クロック信号φｂとφｃとは位相が異なるので、ゲート・ソース間の電圧の向きは時々刻々変動し、常に同じ向きに固定されることがない。従って、この場合にＭＩＳトランジスタの信頼性が向上する。
ゲートドライバ６３には、ＴＣＰの接続部材６４上に設けられたクロック発生回路４ａからクロック信号φａ、φｂ、φｃが供給される。また、ソースドライバ６５は、表示エリアＥ内のソース配線８を駆動する。なお、上記実施形態におけるシフトレジスタを、表示装置のソースドライバとして用いることも可能である。

ところで上記表示装置が、６インチＶＧＡパネル（６４０×４８０画素のパネル）だとすると、ゲート配線７を駆動するゲートドライバ６３の段数は４８０段になる。上記実施形態においては、シフトレジスタ内の段が、６段ずつのグループＧ…に分けられるので、４８０段を６段ずつのグループに分けると、８０のグループＧ…に分けられる。従って、各グループＧ内のクロック信号ラインの長さは、グループ分けをしない場合と較べて１／８０になり、各グループ内のクロック信号ラインの配線容量および配線抵抗も１／８０になる。また、クロック信号の遅延量は、単純計算では、配線容量×配線抵抗によって決まるので、１／６４００になる。
このようなことからゲートドライバ６３に設けられる配線数を大幅に削減でき、配線を簡略化できる。しかも先の構成の液晶表示装置１では、フィールドシーケンシャル駆動によりカラーフィルタを略することで、１画素を３つのドットに区分して分ける必要が無くなり、１つの画素駆動用に１つの画素電極で良くなるので、ソース配線８を設ける本数を一般的なカラーフィルタを用いるタイプの液晶表示装置に比べて１／３にできるので、先のゲート配線７の駆動用ゲートドライバ６３における配線の簡略化と相俟って、液相表示装置１として基板上に形成するべき回路や配線の大幅な省略化ができる特徴を有する。

「第２実施形態」
図１３は、本発明に係る液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの第２実施形態の構造を示す拡大断面図である。
この第２実施形態の液晶表示パネル９１は先に図３を基に説明した液晶表示パネル１と大部分の構成は類似するが、画素電極部分の構造を変更した例に相当する。従って先に図３を基に説明した液晶表示パネル１の各構成要素と同一の部分については同一の符号を付して示し、それら同一部分の説明を省略する。
この第２実施形態の構造においては、薄膜トランジスタＴとその周囲の基板６表面を覆い隠すように層間絶縁層９２が形成され、この層間絶縁層９２の上面に先の第１実施形態の構造の透明電極１９に相当する機能を奏する透明電極９３が形成されている。この透明電極９３は、薄膜トランジスタＴのソース電極１７上の層間絶縁層９２に形成されたコンタクトホールを埋めるように形成された接続電極９４を介して前記薄膜トランジスタＴのソース電極１７に接続され、先に第１実施形態において説明した透明電極１９と同等の作用を奏する。即ち、透過表示領域３０に存在する液晶分子に電界を印加して液晶の配向制御を行い、該透過表示領域３０を通過しようとするバックライトからの照明光を遮るシャッターとしての液晶の機能を制御する。

次に、先の層間絶縁層９２の上には、先の第１実施形態の構造で採用されていた有機材料からなる絶縁膜２０と同等の絶縁膜９５が形成され、この絶縁膜９５の上面側に先の第１実施形態の場合と同等の凹凸形状が形成されるとともに、ＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料からなる光拡散反射性画素電極（光反射性の画素電極）９６が形成されている。この形態の画素電極９６は先の第１実施形態の画素電極１１と同等の機能を有するが、薄膜トランジスタＴに対する接続構造が異なっている。
先の絶縁膜９５において透過領域３０に相当する部分に先の各透明電極９３の上に位置して透明電極９３に達するように窪部９７が形成され、この窪部９７の位置に相当する部分の画素電極９６に窪部９７の平面形状に合致するような平面形状の透孔９８が形成され、窪部９７の周縁部分において画素電極９６の一部が窪部９７の斜面に沿って延出されて窪部９７の底部に位置する透明電極９３に電気的に接続されている。この接続により薄膜トランジスタＴのスイッチングに応じて透明電極９３と画素電極９６を同時駆動できるように構成される。

以上の如く構成された透明電極９３と画素電極９６を備えた液晶表示パネル９１は先に説明した液晶表示パネル１と同じようにフロントライト２とバックライト３を備えて液晶表示装置として使用され、先に説明した液晶表示装置Ａと同等の作用効果を得ることができる。

図１は本発明に係る液晶表示装置の全体構成を示す斜視図。図２は図１に示す液晶表示装置の拡大断面図。図３は同液晶表示装置の液晶表示パネル部分の拡大断面図。図４は同液晶表示パネルの薄膜トランジスタ部分と透明電極部分を示す部分拡大図。図５は同液晶表示パネルの画素電極部分を示す部分拡大図。図６はカラーフィルタを用いた一般的なカラー液晶表示パネルの表示形態を示す説明図。図７は同液晶表示パネルを用いたフィールドシーケンシャル表示形態を示す説明図。図８は同シーケンシャル表示の駆動形態を説明するためのタイミングチャート。図９は同液晶表示パネルとそれに接続されたゲートドライバとクロック回路とソースドライバを示す構成図。図１０は同液晶表示パネルに備えられるゲートドライバの構成図。図１１は同ゲートドライバの各段に備えられるＭＩＳトランジスタの回路構成を示す図。図１２は同ＭＩＳトランジスタを駆動する場合のタイミングチャート図である。図１３は本発明に係る第２実施形態の液晶表示パネルを示す拡大断面図。

符号の説明

Ａ…液晶表示装置、Ｅ…表示領域、１、９１…液晶表示パネル、２…フロントライト、３…バックライト、４、５…基板、３０…透過領域、３５…反射領域、５２…導光板、５２ｃ…反射面（導光手段）、５３…光源、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ…発光体（ＬＥＤ）、６３…ゲートドライバ（シフトレジスタ）、７２…導光板、７２ｃ…反射面（導光手段）、７３…光源、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…発光体（ＬＥＤ）、７７…制御回路、７８…コントローラ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４…ＭＩＳトランジスタ（初期化手段）、Ｆ１…段、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ…クロック信号ライン、Ｇ１…グループ、Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃ…クロック入力端子、Ｃ…コンデンサ（記憶手段）。

Claims

液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの表面側に配置されて前記液晶表示パネルの表面側から光を照射するフロントライトと、前記液晶表示パネルの裏面側に配置されて前記液晶表示パネルに裏面側から光を照射するバックライトを備えてなり、
前記フロントライトに色の３原色を発光可能なフロント側光源が備えられ、前記バックライトに色の３原色を発光可能なバック側光源が備えられ、前記フロント側光源と前記バック側光源を制御して各光源からの光を交番光として液晶パネル側に照射させるコントローラが備えられ、前記交番光に同期して前記液晶表示パネルの表示を制御する制御回路が備えられるとともに、
前記液晶表示パネルに複数の画素電極が設けられ、これら複数の画素電極が複数のゲート線と複数のソース線により駆動される複数のスイッチング素子により駆動制御される一方、
前記複数のゲート線がゲートドライバに接続され、該ゲートドライバに多段の出力端子を有するシフトレジスタが設けられ、該シフトレジスタは、２種類の状態のうちのいずれかを記憶する段をｍ段（ｍは１以上の整数）有するシフトレジスタであって、前記各段は、端子として、ｎ相（ｎは２以上の整数）のクロック信号を入力するクロック入力端子と、シフトレジスタの入力端子または前段の出力端子から送られる信号を入力する入力端子と、後段の入力端子またはシフトレジスタの出力端子へ送る信号を出力する出力端子とのみを有し、前記各段は、前記クロック入力端子のうちのいずれかから、各段の状態を初期化するための初期状態レベルが入力されるものであることを特徴とするカラー液晶表示装置。
前記フロント側光源からの交番光と前記液晶表示パネルの表示制御による反射型の液晶表示形態と、前記バック側光源からの交番光と前記液晶表示パネルの表示制御による透過型の液晶表示形態とが選択自在とされてな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。
前記フロントライトと前記バックライトの少なくとも一方が、赤と緑と青の３原色のＬＥＤからなる発光体と、前記液晶表示パネルに沿って配設され前記発光体からの光が入射される導光板と、該導光板に設けられて前記発光体からの光を前記液晶表示パネル側に導く導光手段とを具備してなることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー液晶表示装置。
前記液晶表示パネルがカラーフィルタを備えていないモノクロ表示型とされ、前記モノクロ表示型の液晶表示パネルが前記バックライトからの３原色の透過光を時分割で選択透過させて透過カラー表示を行う機能を有するとともに、前記モノクロ表示型の液晶表示パネルが前記フロントライトからの３原色の透過光を時分割で選択反射させて反射カラー表示を行う機能を有したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラー液晶表示装置。
前記液晶表示パネルの各画素が、前記バックライトからの光を透過させて表示するための透過領域と、前記フロントライトからの光を反射させて表示するための反射領域に区分されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラー液晶表示装置。
前記シフトレジスタが有する段は、複数のグループに分けられ、各グループ内の段が有するクロック入力端子は、同相のものどうしが全て接続されてい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。
前記各段は、２種類の状態のうちのいずれかを記憶する記憶手段と、この記憶手段が記憶した状態を、前記クロック入力端子のうちのいずれかから入力される初期状態レベルに初期化する初期化手段とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラー液晶表示装置。
前記初期化手段は、ＭＩＳトランジスタによって構成され、このＭＩＳトランジスタを含む、前記各段に含まれるＭＩＳトランジスタは、全て同一型のＭＩＳトランジスタによって構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカラー液晶表示装置。