JP2006071863A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 反射モードで表示した情報を判読しやすくした電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】 電気光学装置において、マトリクス状に配置された画素５０は、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）と、これらのカラー表示用のサブ画素とは異なる画像信号が供給されるモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）を備えている。カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は透過モードで画像を表示し、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は反射モードで画像を表示する。
【選択図】 図４
【解決手段】 電気光学装置において、マトリクス状に配置された画素５０は、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）と、これらのカラー表示用のサブ画素とは異なる画像信号が供給されるモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）を備えている。カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は透過モードで画像を表示し、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は反射モードで画像を表示する。
【選択図】 図４
Description
本発明は、透過モードおよび反射モードで画像を表示可能な電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。
アクティブマトリクス型の電気光学装置では、複数の色の各々に対応する複数のカラー表示用のサブ画素を備えた画素がマトリクス状に配置されている。また、各サブ画素に反射層を形成するとともに、その一部を除去して光透過部を形成すれば、透過モードおよび反射モードで画像を表示することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−７７５４４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の半透過反射型の電気光学装置の場合、反射モードでのカラー画像の表示は外光を利用するという性質上、その光量は限られており、品位の高いカラー画像を表示できない。このため、表示された情報を判読しにくいという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、反射モードで表示した情報を判読しやすくした電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、複数の色の各々に対応する複数のカラー表示用のサブ画素を備えた画素がマトリクス状に配置された電気光学装置において、前記画素は、前記カラー表示用のサブ画素とともにモノクロ表示用のサブ画素を備え、前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素は、独立して階調表示を行うことが可能であり、前記カラー表示用のサブ画素および前記モノクロ表示用のサブ画素のうち、一方のサブ画素は、光源から出射された光を変調する透過モードで画像を表示し、他方のサブ画素は、入射した外光を変調する反射モードで画像を表示することを特徴とする。
本発明では、例えば、カラー表示用のサブ画素によって透過モードでカラー画像を表示でき、かつ、モノクロ表示用のサブ画素によって、反射モードでモノクロ画像を表示できる。ここで、反射モードでの画像の表示は外光を利用するという性質上、その光量は限られているが、反射モードではモノクロ画像を表示するので、カラー画像を表示する場合と違って、カラーフィルタ層を透過しない。それ故、反射モードであっても、カラーフィルタ層を透過する際の光損失が発生しないため、明るい画像を表示できるので、表示された情報を判読しやすい。また、モノクロモードでカラー信号のまま表示を行うと、判別しにくい階調で表示を行うこととなるが、本発明では、モノクロ表示用のサブ画素には、カラー表示用のサブ画素とは異なる画像信号を供給できるので、透過モードで表示したカラー画像、および反射モードで表示したモノクロ画像のいずれにおいても、高い品位を得ることができる。
本発明において、前記画素では、前記カラー表示用のサブ画素と前記モノクロ表示用のサブ画素とで異なる画像信号が供給されることが好ましい。
本発明においては、例えば、前記カラー表示用のサブ画素は、透過モードで画像を表示し、前記モノクロ表示用のサブ画素は、反射モードで画像を表示する。
この場合、一対の基板間に保持され、光を変調する電気光学物質層を備え、前記カラー表示用のサブ画素における前記電気光学物質層の層厚は、前記モノクロ表示用のサブ画素における前記電気光学物質層の層厚よりも厚いことが好ましい。反射モードでは、光が電気光学物質層を２回通過するのに対して、透過モードでは、光が電気光学物質層を１回しか通過しないが、透過表示を行うカラー表示用のサブ画素における電気光学物質層の層厚を厚くしておけば、カラー表示用のサブ画素およびモノクロ表示用のサブ画素のいずれにおいても、リタデーションを最適化することができる。
本発明において、前記サブ画素は各々、画素スイッチング用のスイッチング素子を介して信号線に電気的に接続している場合には、前記複数のサブ画素では、前記スイッチング素子、１つ当たりのサブ画素面積が等しいことが好ましい。また、本発明において、前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素は各々、画素スイッチング用のスイッチング素子を介して信号線に電気的に接続している場合、前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素では、サブ画素の面積当たりの前記スイッチング素子の数が等しいことが好ましい。このように構成すると、非線形素子としてＴＦＤ素子を用いた場合、透過モードで表示する場合と反射モードで表示する場合において容量比を等しくできるので、駆動電圧を等しくすることができる。なお、容量比を略等しくできれば完全に同一な面積でなくとも同様な効果が得られる。
本発明において、前記画素では、例えば、格子状に配列された４つサブ画素のうち、３つのサブ画素が前記カラー表示用のサブ画素であり、残り１つのサブ画素が前記モノクロ表示用のサブ画素である。
本発明において、前記画素では、３つの前記カラー表示用のサブ画素が配列された行と、前記モノクロ表示用のサブ画素のみが配列された行とが並んで配列されている構成を採用してもよい。
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
［実施の形態１］
（電気光学装置の全体構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置の分解斜視図である。図２は、図１に示す電気光学装置の断面図である。図３は、図１に示す電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。なお、図４では、ＴＦＤ素子を覆うように画素電極が形成されているが、構成要素を存在を分かりやすくするために、画素電極の一部を切り欠いてＴＦＤ素子を表してある。
（電気光学装置の全体構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置の分解斜視図である。図２は、図１に示す電気光学装置の断面図である。図３は、図１に示す電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。なお、図４では、ＴＦＤ素子を覆うように画素電極が形成されているが、構成要素を存在を分かりやすくするために、画素電極の一部を切り欠いてＴＦＤ素子を表してある。
図１および図２に示すように、本形態の電気光学装置１は、バックライト装置６、電気光学パネル１０、および遮光性のフレーム７がこの順に重ねて配置されている。フレーム７は、電気光学パネル１０の画像表示領域１１に対応する領域が光透過領域７１になっており、利用者が電気光学パネル１０の画像表示領域１１に表示された画像を視認できるようになっている。
バックライト装置６は、光源としての複数のＬＥＤ６１（発光素子）と、これらのＬＥＤ６１から出射された光が側端面から入射して出射面６２から出射される樹脂製の導光板６３とを備えており、導光板６１の出射面６２側に電気光学パネル１０が対向配置されている。さらに、バックライト装置６においては、例えば、導光板６１の出射面６２の側に光散乱シート６６が配置され、反対側の面にはプリズムシート６７が配置される。
電気光学パネル１０は、例えば、ネマチック液晶を用いたアクティブマトリクス型のカラー液晶パネルであり、電気光学パネル１０の両面には入射側偏光板１５および出射側偏光板１６などが積層されている。電気光学パネル１０は、後述するように、画素電極やＴＦＤ素子などが形成された素子基板２０と、対向電極やカラーフィルタなどが形成された対向基板３０がシール材１４によって所定の間隙を介して貼り合わされ、その基板間に液晶層１２が保持されている。本形態では、素子基板２０および対向基板３０のうち、表示光（矢印Ｌで示す）が出射される側に対向基板３０が配置され、その反対側に素子基板２０が配置されている。
素子基板２０は、対向基板３０よりも大きく、素子基板２０の対向基板３０からの張り出し領域１８にパネル駆動用ＩＣ３がＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装されている。ここで、パネル駆動用ＩＣ３には、後述するデータ線駆動回路４２０や走査線駆動回路４１０が構成されているとともに、電気光学装置１全体で用いる各種電圧を生成する電源回路も構成されている。また、電気光学パネル１０の張り出し領域１８には、パネル駆動用ＩＣ３に信号や電源を供給する可撓性基板６０の端部も実装されている。可撓性基板６０には、バックライト装置６のＬＥＤ６１が実装されているとともに、ＬＥＤ６１を駆動するためのＬＥＤ駆動回路が構成されたＬＥＤ駆動用ＩＣ６４も実装されている。ＬＥＤ駆動用ＩＣ６４は、所定のデューティ比をもって電流を供給する。ここで、可撓性基板６０は、電気光学パネル１０の側から導光板６３の側まで引き回され、ＬＥＤ６１の出射光軸を導光板６３の側端面を向けた状態に位置決めされている。
このような電気光学パネル１０では、図３および図４に示すように、複数本の走査線４１が行（Ｘ）方向に形成され、複数本のデータ線４２が列（Ｙ）方向に形成されている。また、走査線４１とデータ線４２との各交差部分に対応して、多数のサブ画素５１がマトリクス状に形成されている。各サブ画素５１では、ネマチック液晶からなる液晶層４３と、二端子型アクティブ素子たるＴＦＤ素子７０とが直列接続している。ここに示す例では、液晶層５１が走査線４１の側に接続され、ＴＦＤ素子７０がデータ線４２の側に接続されているが、液晶層４３がデータ線４２の側に接続され、ＴＦＤ素子７０が走査線４１の側に接続されている構成であってもよい。いずれの場合も、各走査線４１は、走査線駆動回路４１０によって駆動される一方、各データ線４２は、データ線駆動回路４２０によって駆動される。
また、本形態の電気光学パネル１０は、後述するように、カラー画像の表示とモノクロ画像の表示とを行うことができ、いずれの場合も、最適な画像ができるように、カラー画像を表示する場合と、モノクロ画像を表示する場合とで画像信号を相違させている。そのため、データ線駆動回路４２０に対しては、カラー画像を表示する場合の信号をモノクロ画像を表示するための信号に変換する画像データ変換部４３０がパネル駆動用ＩＣ３内に構成されている。
（画素の詳細構成）
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適当した電気光学装置を図４のＡ−Ａ′線で切断してカラー表示用のサブ画素の断面を模式的に示す説明図、および図４のＢ−Ｂ′線で切断してモノクロ表示用のサブ画素の断面を模式的に示す説明図である。
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適当した電気光学装置を図４のＡ−Ａ′線で切断してカラー表示用のサブ画素の断面を模式的に示す説明図、および図４のＢ−Ｂ′線で切断してモノクロ表示用のサブ画素の断面を模式的に示す説明図である。
図４に示すように、本形態の電気光学装置１において、１つの画素５０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応するカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）と、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とを備えている。すなわち、１つの画素５０は、等しい面積をもって格子状に配列された４つサブ画素からなり、そのうちの３つのサブ画素がカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）であり、残り１つのサブ画素がモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）である。
ここで、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）はいずれもが各々、個別のＴＦＤ素子７０を介して各データ線４２に接続している。従って、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）に対しては各々、所定の画像信号を供給することができる。すなわち、画素５０では、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とに異なる画像信号を供給することができる。
また、本形態では、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して以下に説明するように、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は、バックライト装置６から出射された光を変調する透過モードで画像を表示し、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は、入射した外光を変調する反射モードで画像を表示するように構成されている。
まず、図５（Ａ）に示すように、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）では、素子基板２０のガラスなどの透光性基材の表面に透光性の下地膜２２が形成され、この下地膜２２の表面には、複数本のデータ線４２と、それらのデータ線４２に接続された複数のＴＦＤ素子７０とが形成されている。また、データ線４２およびＴＦＤ素子７０の表面側には、透光性の感光性樹脂からなる層間絶縁膜２３が形成され、この層間絶縁膜２３の表面に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透光性の透過表示用画素電極２４および配向膜２９がこの順に形成されている。層間絶縁膜２３にはコンタクトホール２３０が形成され、このコンタクトホール２３０を介して、透過表示用画素電極２４がＴＦＤ素子７０に電気的に接続している。対向基板３０では、ガラスなどの透光性基材の表面に遮光膜３２および所定色のカラーフィルタ層３３が形成され、その表面側に透光性の平坦化膜３４、帯状のＩＴＯなどからなる透光性の走査線４１（対向電極）、およびポリイミド樹脂等からなる配向膜３９がこの順に形成されている。従って、カラーフィルタ層３３として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれの着色性を備えたカラーフィルタ層を形成するかによって、いずれの色に対応するカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）となるかが規定される。なお、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）では、反射層は形成されていない。
ＴＦＤ素子７０は、第１のＴＦＤ素子７０ａおよび第２のＴＦＤ素子７０ｂからなり、素子基板２０の表面に形成された絶縁膜２２上において、第１金属膜７２と、この第１金属膜７２の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜７４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜７６ａ、７６ｂとから構成されている。また、第２金属膜７６ａは、そのままデータ線４２となる一方、第２金属膜７６ｂは、透過表示用画素電極２４に接続されている。第１のＴＦＤ素子７０ａは、データ線４２の側からみると順番に、第２金属膜７６ａ／酸化膜７４／第１金属膜７２となって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ素子７０ｂは、データ線４２の側からみると順番に、第１金属膜７２／酸化膜７４／第２金属膜７６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子７０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。従って、ＴＦＤ素子７０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つのＴＦＤ素子７０のみを用いても良い。なお、ＴＦＤ素子７０は、ダイオード素子としての一例であり、他に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタや、ＭＳＩ（Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）などを用いた素子や、これらの素子を単体、または逆向きに直列接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。
図５（Ｂ）に示すように、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）では、素子基板２０の透光性基材の表面に下地膜２２が形成され、この下地膜２２の表面には、複数本のデータ線４２と、それらのデータ線４２に接続された複数のＴＦＤ素子７０とが形成されている。また、データ線２１およびＴＦＤ素子４０の表面側には、透光性の感光性樹脂からなる層間絶縁膜２３が形成されている。ここで、層間絶縁膜２３の表面には、アルミニウムや銀などからなる反射表示用画素電極２６（反射層）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などからなる透光性の上層電極２７、および配向膜２９がこの順に形成されている。層間絶縁膜２３の表面には複数の凹凸がランダムに形成され、このような凹凸は、反射表示用画素電極２６の表面にまで反映されている。すなわち、反射表示用画素電極２６で反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性や背景の写り込みなどが顕著に出てしまうが、本形態では、反射表示用画素電極２６の下層側に感光性樹脂によって層間絶縁膜２３を形成する際、その表面に光散乱用の微小な凹凸を付して凹凸形成層とすることにより、反射表示用画素電極２６の表面に光散乱用の微小な凹凸を形成してある。ここで、層間絶縁膜２３は、２層あるいは１層からなる感光性樹脂層により形成される。なお、層間絶縁膜２３にはコンタクトホール２３０が形成され、このコンタクトホール２３０を介して、反射表示用画素電極２６がＴＦＤ素子７０に電気的に接続している。対向基板３０では、反射表示用画素電極２６と対向する領域にカラーフィルタ層が形成されておらず、平坦化膜３４、対向電極としての帯状の走査線４１、およびポリイミド樹脂等からなる配向膜３９がこの順に形成された構造になっている。なお、ＴＦＤ素子７０の構成は、図５（Ａ）を参照したものと同様であるため、その説明を省略する。
ここで、平坦化膜３４の厚さを、図５（Ａ）に示したカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）と、図５（Ｂ）に示したモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とで比較すると、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）では薄く、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）では厚い。このため、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）では、カラーフィルタ層３３が形成されているにもかかわらず、液晶層４３が厚く、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）では、カラーフィルタ層３３が形成されていないにもかかわらず、液晶層４３が薄い。
（動作および本形態の主な効果）
このように構成した電気光学装置１では、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）を用いた透過モードでのカラー画像の表示と、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）を用いた反射モードでのモノクロ画像の表示とを行うことができ、このようなモードの切り換えは、電気光学装置１を搭載した電子機器での利用者の操作、あるいは自動的に行われる。ここで、透過モードでのカラー画像の表示と、反射モードでのカラー画像の表示とは、一方の表示途中で切り換えられることもある。なお、カラー画像を表示している間、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は消灯状態とされる。また、モノクロ画像を表示している間、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は消灯状態とされる。
このように構成した電気光学装置１では、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）を用いた透過モードでのカラー画像の表示と、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）を用いた反射モードでのモノクロ画像の表示とを行うことができ、このようなモードの切り換えは、電気光学装置１を搭載した電子機器での利用者の操作、あるいは自動的に行われる。ここで、透過モードでのカラー画像の表示と、反射モードでのカラー画像の表示とは、一方の表示途中で切り換えられることもある。なお、カラー画像を表示している間、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は消灯状態とされる。また、モノクロ画像を表示している間、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は消灯状態とされる。
このように構成した電気光学装置１では、反射モードでの画像の表示は外光を利用するという性質上、その光量は限られているが、本形態では、反射モードにおいてはモノクロ画像を表示するので、カラー画像を表示する場合と違って、カラーフィルタ層３３を透過しない。それ故、反射モードであっても、明るい画像を表示できるので、表示された情報を判読しやすい。
また、モノクロモードでカラー信号のまま表示を行うと、判別しにくい階調で表示を行うこととなるが、本形態では、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）には、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とは異なる画像信号を供給できるので、透過モードで表示したカラー画像、および反射モードで表示したモノクロ画像のいずれにおいても、高い品位を得ることができる。
さらに、本形態では、平坦化膜３４の厚さをカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とで変えて、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）では液晶層４３が厚く、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）では液晶層４３が薄くなっている。従って、反射モードでは、光が液晶層４３を２回通過するのに対して、透過モードでは、光が液晶層４３を１回しか通過しない場合でも、透過表示を行うカラー表示用のサブ画素における液晶層４３の層厚を厚くしてあるので、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）およびモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）のいずれにおいても、リタデーションを最適化することができる。
また、本形態では、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）のいずれにおいても、ＴＦＤ素子７０、１つ当たりのサブ画素面積が等しい。このため、透過モードで表示する場合と反射モードで表示する場合において、容量比を等しくできるので、駆動電圧を等しくすることができる。
（モノクロ画像データへの変換の構成）
このような変換の第１の形態としては、カラー画像からモノクロ画像に変化する際に、隣接した画素５０において、カラー画像データでは異なる表示信号であり、かつ、モノクロ画像データに変換した際に同じ階調信号になる場合には、階調をずらして表示を行う。
このような変換の第１の形態としては、カラー画像からモノクロ画像に変化する際に、隣接した画素５０において、カラー画像データでは異なる表示信号であり、かつ、モノクロ画像データに変換した際に同じ階調信号になる場合には、階調をずらして表示を行う。
変換の第２の形態としては、カラー画像データにおいて、Ｒ、Ｇ,Ｂの各諧調がそれぞれ、ＤR、ＤG、ＤBである場合には、以下の係数を用いた計算式
モノクロ画像データＤM＝０．３３×ＤR＋０．５×ＤG＋０．１７×ＤB
によって変換したデータをモノクロ画像データとする。
モノクロ画像データＤM＝０．３３×ＤR＋０．５×ＤG＋０．１７×ＤB
によって変換したデータをモノクロ画像データとする。
例えば、（ＤR、ＤG、ＤB）＝（１００，３０，３０）の場合、
モノクロ画像データＤM＝０．３３×１００＋０．５×３０＋０．１７×３０
＝５１
また、（ＤR、ＤG、ＤB）＝（３０，１００，２０）の場合、
モノクロ画像データＤM＝０．３３×３０＋０．５×１００＋０．１７×２０
＝６３
とする。
モノクロ画像データＤM＝０．３３×１００＋０．５×３０＋０．１７×３０
＝５１
また、（ＤR、ＤG、ＤB）＝（３０，１００，２０）の場合、
モノクロ画像データＤM＝０．３３×３０＋０．５×１００＋０．１７×２０
＝６３
とする。
変換の第３の形態としては、カラー画像からモノクロ画像に変換する際に、カラー画像データから画像内の輪郭線を検出し、この輪郭線として、隣接する画素とは異なる階調に設定したデータを設定したものをモノクロ画像データとして用いる。
このようないずれの変換方法を用いた場合でも、カラー画像を表示するための信号をそのまま用いてモノクロ画像を表示する場合と違って、モノクロ画像において、隣接する画素間で輝度が同一あるいは近似している場合でも、表示した情報を容易に判読できる。
［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。
図６は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。
図６に示すように、本形態の電気光学装置では、３つのカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）が走査線４１に沿って繰り返し配列された行（Ｘ方向）と、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）のみが走査線４１に沿って配列された行（Ｘ方向）とがデータ線４２が延びている方向（Ｙ方向）に向かって交互に配列されている。ここで、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）はいずれも、同一の面積を有している。なお、各サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）の構成や動作などは、実施の形態１と同様であるため、それらの説明を省略する。
本形態でも、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は、バックライト装置６から出射された光を変調する透過モードで画像を表示し、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は、入射した外光を変調する反射モードで画像を表示するように構成されている。また、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）はいずれもが各々、個別のＴＦＤ素子７０を介して各データ線４２に接続している。従って、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）に対しては各々、所定の画像データを供給することができる。すなわち、画素５０では、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とに異なる画像信号を供給することができる。また、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）のいずれにおいても、ＴＦＤ素子７０、１つ当たりのサブ画素面積が等しいため、透過モードで表示する場合と反射モードで表示する場合において、容量比を等しくできるので、駆動電圧を等しくすることができる。
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。
図７は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の画素構成を平面的に示す説明図である。
図７に示すように、本形態の電気光学装置では、３つのカラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）が走査線４１に沿って繰り返し配列された行（Ｘ方向）と、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）の３倍の面積をもったモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）のみが走査線４１に沿って配列された行（Ｘ方向）とがデータ線４２が延びている方向（Ｙ方向）に向かって交互に配列されている。ここで、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）はいずれも、同一の面積を有している。また、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は、１つのＴＦＤ素子７０を介してデータ線４２に接続しているが、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は、３つのＴＦＤ素子７０を介してデータ線４２に接続している。このため、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は、サブ画素の面積当たりのＴＦＤ素子７０の数が等しい。すなわち、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）のいずれにおいても、ＴＦＤ素子７０、１つ当たりのサブ画素面積が等しい。なお、各サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）の構成や動作などは、実施の形態１と同様であるため、それらの説明を省略する。
本形態でも、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は、バックライト装置６から出射された光を変調する透過モードで画像を表示し、モノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）は、入射した外光を変調する反射モードで画像を表示するように構成されている。また、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）はいずれもが各々、個別のＴＦＤ素子７０を介して各データ線４２に接続している。従って、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）に対しては各々、所定の画像データを供給することができる。すなわち、画素５０では、カラー表示用のサブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）とモノクロ表示用のサブ画素５１（Ｍ）とに異なる画像信号を供給することができる。
また、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）は各々、１つのＴＦＤ素子７０を介してデータ線４２に電気的に接続しているが、サブ画素５１（Ｍ）は、面積が３倍ある分、３つのＴＦＤ素子７０を介してデータ線４２に電気的に接続している。このため、サブ画素５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ）、５１（Ｍ）は、ＴＦＤ素子７０、１つ当たりのサブ画素面積が等しいため、透過モードで表示する場合と反射モードで表示する場合において、容量比を等しくできるので、駆動電圧を等しくすることができる。
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、素子基板２０および対向基板３０のうち、表示光が出射される側に対向基板３０が配置され、その反対側に素子基板２０が配置されていたが、表示光が出射される側に素子基板２０が配置され、その反対側に対向基板３０が配置されている構成であってもよい。この場合、カラーフィルタおよび反射層の双方が対向基板３０に形成される。また上記実施の形態では、モノクロ表示用のサブ画素には、対応するカラーフィルタ層を設けない構成としたが、モノクロ表示用のサブ画素に、対応する単一色のカラーフィルタ層、例えば、緑のカラーフィルタ層を設けても良い。
上記実施の形態では、素子基板２０および対向基板３０のうち、表示光が出射される側に対向基板３０が配置され、その反対側に素子基板２０が配置されていたが、表示光が出射される側に素子基板２０が配置され、その反対側に対向基板３０が配置されている構成であってもよい。この場合、カラーフィルタおよび反射層の双方が対向基板３０に形成される。また上記実施の形態では、モノクロ表示用のサブ画素には、対応するカラーフィルタ層を設けない構成としたが、モノクロ表示用のサブ画素に、対応する単一色のカラーフィルタ層、例えば、緑のカラーフィルタ層を設けても良い。
また、上記形態では、アクティブ素子としてＴＦＤ素子を用いた液晶パネルを備えた電気光学装置を例に説明したが、アクティブ素子としてＴＦＴを用いた液晶パネルを備えた電気光学装置などに本発明を適用してもよい。また、本発明は、電気光学装置としての液晶表示装置に適用されることが好ましい。また、横電界駆動方式の液晶表示装置に本発明を適用しても良い。また、上記実施の形態では、カラー表示用のサブ画素を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応させたが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）以外、例えば、イエロー、シアン、マゼンタなどに対応させても良い。
［電子機器への搭載例］
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した電子機器の一例としての折り畳み式携帯電話機を折り畳んだ状態、および開いた状態の説明図である。
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した電子機器の一例としての折り畳み式携帯電話機を折り畳んだ状態、および開いた状態の説明図である。
本発明を適用した電気光学装置は、例えば、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯電話機３００に用いられる。この携帯電話３００では、蓋体３３０がヒンジ部３４０を介して操作本体３５０に回動自在に連結されている。携帯電話機３００は、蓋体３３０を開いたときに蓋体３３０の内側で画像を表示するメイン表示部３１１を備える一方、蓋体３３０の外側には、蓋材３３０を操作本体３５０に折り重ねたときに画像を表示するサブ表示部３２１を備えている。このような折り畳み式の携帯電話機３００に本発明を適用するにあたっては、例えば、メイン表示部３１１を構成する電気光学装置の本発明を適用する。
なお、本発明を適用した電気光学装置１は、上記携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、車載機器、オーディオ機器、プロジェクタなどの各種電子機器に用いることができる。
１ 電気光学装置、１０ 電気光学パネル、２０ 素子基板、３０ 対向基板、４１ 走査線、４２ データ線、４３ 液晶層（電気光学物質層）、５０ 画素、５１（Ｒ）、５１（Ｇ）、５１（Ｂ） カラー表示用のサブ画素、５１（Ｍ） モノクロ表示用のサブ画素、７０ ＴＦＤ素子（非線形素子）、４１０ 走査線駆動回路、４２０ データ線駆動回路、４３０ 画像データ変換部
Claims (9)
- 複数の色の各々に対応する複数のカラー表示用のサブ画素を備えた画素がマトリクス状に配置された電気光学装置において、
前記画素は、前記カラー表示用のサブ画素とともにモノクロ表示用のサブ画素を備え、
前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素は、独立して階調表示を行うことが可能であり、
前記カラー表示用のサブ画素および前記モノクロ表示用のサブ画素のうち、一方のサブ画素は、光源から出射された光を変調する透過モードで画像を表示し、他方のサブ画素は、入射した外光を変調する反射モードで画像を表示することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１において、前記画素では、前記カラー表示用のサブ画素と前記モノクロ表示用のサブ画素とで異なる画像信号が供給されることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項１または２において、前記カラー表示用のサブ画素は、透過モードで画像を表示し、
前記モノクロ表示用のサブ画素は、反射モードで画像を表示することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項３において、一対の基板間に保持され、光を変調する電気光学物質層を備え、
前記カラー表示用のサブ画素における前記電気光学物質層の層厚は、前記モノクロ表示用のサブ画素における前記電気光学物質層の層厚よりも厚いことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記サブ画素は各々、画素スイッチング用のスイッチング素子を介して信号線に電気的に接続しており、
前記複数のサブ画素では、前記スイッチング素子、１つ当たりのサブ画素面積が等しいことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素は各々、画素スイッチング用のスイッチング素子を介して信号線に電気的に接続しており、
前記カラー表示用のサブ画素及びモノクロ表示用のサブ画素では、サブ画素の面積当たりの前記スイッチング素子の数が等しいことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記画素では、格子状に配列された４つサブ画素のうち、３つのサブ画素が前記カラー表示用のサブ画素であり、残り１つのサブ画素が前記モノクロ表示用のサブ画素であることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記画素では、３つの前記カラー表示用のサブ画素が配列された行と、前記モノクロ表示用のサブ画素のみが配列された行とが並んで配列されていることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項１ないし８のいずれかに規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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