JP2008287070A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 動画視認性に優れ、光利用効率の高い半透過型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 反射部と透過部とを有する半透過型液晶画素ＰＸをマトリクス状に配した表示パネルＤＰと、前記表示パネルを照明するバックライトＢＬと、前記表示パネルを制御する駆動制御手段ＣＮＴとを備え、前記反射部と透過部は直線偏光を用いるように構成されるとともに、前記反射部の液晶層の厚みは前記透過部の液晶層の厚みの約１／２である液晶表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に動画視認性に優れ、光利用効率の高い半透過型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン、あるいはカーナビゲーションシステム等の表示装置として広く利用されている。
この液晶表示装置では、多数の画素がマトリクス状に配され、そのそれぞれの画素の光透過率が制御されることで表示が行われる。そのため、光を利用する形態によって、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、あるいは半透過型液晶表示装置の各種の液晶表示装置が知られている。

透過型液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる照明装置を表示パネルの背面に設け、その光の透過量を制御して画像を表示する。この透過型液晶表示方式では、周囲光が少ない暗い場所においても良好な画像表示が可能である。しかし、屋外等の周囲光が明るい場所では輝度が不足し、表示視認性が低下する。

一方、反射型液晶表示装置は、表示装置の周囲光を表示パネルの内部で反射させ、その反射量を制御して画像を表示する。このため、屋外等の周囲光が明るい場所での使用には適しているものの、周囲光が少ない暗い場所においては、表示を認識できないという問題がある。
半透過型液晶表示装置では、周囲光を反射することによって画像を表示する反射部とバックライト光を透過することによって画像を表示する透過部とを１画素内に備える。これによって、透過型表示機能と反射型表示機能とを両立させることが可能となり、よって環境照度によらず優れた表示を実現できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６２５７３号公報

ところで、液晶テレビや携帯電話などの分野では、動画表示に必要とされる高速な液晶応答性を有すると共に、広視野角の実現が可能なＯＣＢモード（Optically Compensated Bend）の液晶表示パネルが注目されている。
ＯＣＢモードの液晶表示パネルでは、画像を表示する際には液晶配向がスプレー配向からベンド配向へ転移される必要がある。そのため、電源投入時において比較的大きな電界が液晶に印加される。しかし、この液晶配向は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に、再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。
そこで、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム毎に大きな電圧を液晶に印加する駆動方式が知られている。例えば、ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧を黒表示となる画素電圧に設定することにより、一定の割合で黒表示を挿入する、所謂、黒挿入駆動と呼ばれる駆動方法が採られる。ちなみに、この黒挿入駆動は、動画表示において観察者の視覚に生ずる網膜残像の影響で低下する視認性を輝度の離散的なインパルス応答によって改善することにもなる。

しかしながら、この黒挿入駆動は、黒挿入駆動を用いない場合に比して、時間開口率は低下するため、光利用効率は低下する。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、動画視認性に優れ、光利用効率の高い半透過型の液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、反射部と透過部とを有する半透過型液晶画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記表示パネルを照明するバックライトと、前記表示パネルを制御する駆動制御手段とを備えた液晶表示装置において、前記反射部と透過部は直線偏光を用いるように構成されるとともに、前記反射部の液晶層の厚みは前記透過部の液晶層の厚みの約１／２である液晶表示装置である。

この発明によれば、動画視認性に優れ、光利用効率の高い半透過型の液晶表示装置を得ることができる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る半透過型ＯＣＢ液晶表示装置（以下、液晶表示装置という）について添付図面を参照して説明する。
図１は、液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
液晶表示装置は、液晶表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する表示制御回路ＣＮＴを備える。

液晶表示パネルＤＰは、一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３は、例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレー配向からベンド配向に転移されると共に、表示動作中にベンド配向からスプレー配向への逆転移が、印加される電圧により阻止される液晶を液晶材料として含む。

表示制御回路ＣＮＴは、アレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＤＰの透過率を制御する。スプレー配向からベンド配向への転移は、電源投入時に表示制御回路ＣＮＴにより行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界を液晶に印加することにより得られる。
アレイ基板１では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板ＧＬ上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。

これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Ｗが配置される。各画素スイッチング素子Ｗは例えばゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥのそれぞれは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ＡＬで覆われ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。

複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有する。複数の補助容量線Ｃ１〜Ｃｍは各々対応行の液晶画素ＰＸの画素電極ＰＥに容量結合した補助容量Ｃｓを構成する。補助容量Ｃｓは画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。

表示制御回路ＣＮＴは、ゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤ、バックライト駆動部ＬＤ、駆動用電圧発生回路４、およびコントローラ回路５を備える。
ゲートドライバＹＤは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動する。ソースドライバＸＤは、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力する。バックライト駆動部ＬＤは、バックライトＢＬを駆動する。駆動用電圧発生回路４は、表示パネルＤＰの駆動用電圧を発生する。コントローラ回路５は、ゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤおよびバックライト駆動部ＬＤを制御する。

駆動用電圧発生回路４は、補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６を含む容量結合駆動を含んでも良い。また、ソースドライバＸＤによって用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する階調基準電圧発生回路７、および対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生するコモン電圧発生回路８を含む。

コントローラ回路５は、制御回路１０、垂直タイミング制御回路１１、水平タイミング制御回路１２、フレーム回路１７、およびバックライト制御回路１４を含む。

制御回路１０は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ’に基づいて新たな同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）を生成するとともに、表示制御回路ＣＮＴ各部の動作を制御する信号を生成する。
垂直タイミング制御回路１１は、制御回路１０から入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてゲートドライバＹＤなどに対する制御信号ＣＴＹを発生する。水平タイミング制御回路１２は、制御回路１０から入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてソースドライバＸＤに対する制御信号ＣＴＸを発生する。

フレーム回路１７は、複数の画素ＰＸに対して外部信号源ＳＳから入力される画像データＤＩを一時保存すると共に、所定タイミングでソースドライバＸＤに出力する。バックライト制御回路１４は、垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＹに基づいてバックライト駆動部ＬＤを制御する。

画像データＤＩは複数の液晶画素ＰＸに対する複数の画素データからなり、１フレーム期間（垂直走査期間Ｖ）毎に更新される。制御信号ＣＴＹはゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸはフレーム回路１７から得られる画素データＤＯと共にソースドライバＸＤに供給される。制御信号ＣＴＹは上述のように順次複数のゲート線Ｙを駆動する動作をゲートドライバＹＤに行わせるために用いられ、制御信号ＣＴＸはフレーム回路１７の液晶画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＯを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する動作をソースドライバＸＤに行わせるために用いられる。

ゲートドライバＹＤはゲート線Ｙを選択するために例えばシフトレジスタ回路を用いて構成される。ここで、ゲートパルスは、透過部表示用と反射部表示用の２種を出力する。
なお、本実施の形態の透過部と反射部の表示動作については後で詳細に説明する。

ソースドライバＸＤは階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＤＯをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。２倍速の垂直走査速度で反射部表示駆動を行う場合には、例えばライン反転駆動（１Ｈ反転駆動）およびフレーム反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。

また、補償電圧Ｖeは１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに対応した補助容量線ＣにゲートドライバＹＤを介して印加され、これらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償する容量結合駆動であっても良い。

ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。

また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に対応した補助容量線Ｃ１に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。

図２は、ソースドライバＸＤの構成を概略的に示す図である。
ソースドライバＸＤは、シフトレジスタ２１、サンプリング・ロードラッチ２２、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２３、および出力バッファ回路２４を含む。
制御信号ＣＴＸには、一行分の画素データの取り込み開始タイミングを制御する水平スタート信号ＳＴＨ、シフトレジスタ２１において水平スタート信号ＳＴＸをシフトさせる水平クロック信号ＣＫＨが含まれている。

シフトレジスタ２１は、水平スタート信号ＳＴＨを水平クロック信号ＣＫＨに同期してシフトし、画素データＤＯを順次直並列変換するタイミングを制御する。サンプリング・ロードラッチ２２は、シフトレジスタ２１の制御により１ライン分の画素ＰＸに対する画素データＤＯを順次ラッチし、並列的に出力する。デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２３は、画素データＤＯをアナログ形式の画素電圧に変換する。出力バッファ回路２４は、Ｄ／Ａ変換回路２３から得られるアナログ画素電圧をソース線Ｘ１，・・・，Ｘｎに出力する。そして、Ｄ／Ａ変換回路２３は、階調基準電圧発生回路７から発生される複数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照するように構成される。なお、階調基準電圧発生回路７は、１フレーム期間において制御回路１０からの切替信号に応じて、階調基準電圧ＶＲＥＦを反射部表示用及び透過部表示用に切替えて出力する。

図３は、液晶表示パネルＤＰの詳細の断面構造を示す図である。
アレイ基板１は、ガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成される複数の画素電極ＰＥ、およびこれら画素電極ＰＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。

対向基板２はガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成されるカラーフィルタ層ＣＦ、このカラーフィルタ層ＣＦ上に形成される共通電極ＣＥ、およびこの共通電極ＣＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。
液晶層３は対向基板２とアレイ基板１の間隙に液晶を充填することにより得られる。カラーフィルタ層ＣＦは赤画素用の赤着色層、緑画素用の緑着色層、青画素用の青着色層、およびブラックマトリクス用の黒着色（遮光）層を含む。

また、液晶表示パネルＤＰはアレイ基板１および対向基板２の外側に配置される一対の位相差板ＲＴ１、ＲＴ２、これら位相差板ＲＴ１、ＲＴ２の外側に配置される一対の偏光板ＰＬ１、ＰＬ２、およびアレイ基板１側の偏光板ＰＬ１の外側に配置される光源用のバックライトＢＬを備える。
アレイ基板１側の配向膜ＡＬおよび対向基板２側の配向膜ＡＬは互いに平行にラビング処理される。これにより、液晶分子のプレチルト角は約１０°に設定される。

偏光板ＰＬ１及びＰＬ２は、これらを通過した光の偏光状態を制御する。すなわち、偏光板ＰＬ１は、自身を通過する光の偏光状態を制御する。したがって、偏光板ＰＬ１に入射したバックライト光は、所定の偏光状態を保って液晶層３に入射する。
ここで適用される偏光板ＰＬ１及びＰＬ２は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有している。このような偏光板は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な１方向の振動面を有する光すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。

位相差板ＲＴ１及びＲＴ２は、それぞれ互いに直交する遅相軸及び進相軸を有している。遅相軸は、複屈折を議論する上で、相対的に屈折率の大きな軸に対応し、進相軸は、相対的に屈折率の小さな軸に対応する。遅相軸は、異常光線の振動面と一致するものとする。進相軸は、常光線の振動面と一致するものとする。常光線及び異常光線の屈折率をそれぞれｎｏ及びｎｅとし、それぞれの光線の進行方向に沿った位相差板の厚さをｄとしたとき、位相差板のリタデーション値Δｎ・ｄ（ｎｍ）は、（ｎｅ・ｄ−ｎｏ・ｄ）で定義される（つまり、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ）。
従って、位相差板ＲＴ１及びＲＴ２を適宜選定することによって、所望のリタデーション値を得ることができる。

本実施の形態では、この位相差板ＲＴ１及びＲＴ２の構成が従来と異なっている。
図４は、液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。
図４の（１）は、本実施の形態における液晶表示装置の概略構成を示し、図４の（２）は、従来の形態における液晶表示装置の概略構成を示している。
従来では、位相差板ＲＴは、λ／４板、Ｃプレート、Ａプレートで構成されていたが、本実施の形態においては、位相差板ＲＴは、例えばＣプレート、Ａプレートで構成されている。即ち、λ／４板を備えていない構成である。

まず、Ｃプレート、Ａプレートについて説明する。
Ｃプレートは、画面を斜めから見た場合に生ずる光洩れの原因である屈折率の非等方性を等方性となるように補償する。Ａプレートは、配向膜近傍において充分に立上っていないＯＣＢモード液晶の影響による残留リタデーションをキャンセルする。このように、Ａプレート、Ｃプレートは、リタデーションによる表示の劣化を補償するものである。

次に、λ／４板について説明する。
一般に波長板は水晶のような複屈折結晶を利用して、位相差を生じさせるものである。波長板の入射面内に光学軸が配置されるようにすることで、光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分とに分離伝播され、その屈折率差による位相差が生ずる。
λ／４板は、偏光板と組み合わされて、直線偏光を円偏光に、また円偏光を直線偏光に変換する場合に使用される。

通常の透過型液晶では、偏光板を用いて直線偏光に変換し、その直線偏光が偏光板を透過する程度（輝度）を制御する。しかし、半透過型液晶では、この透過型モードのみでなく反射型モードについても考慮する必要がある。反射部の液晶層の厚さは透過部の液晶層の厚みの約１／２であって、反射板を備えている。反射部の液晶層に入射した偏光は、この反射板で反射されて液晶層から出射する。
ここで偏光は反射板で反射することによりその位相が１８０度反転する。このことは、反射部と透過部とでは白と黒とが反転することを意味する。そうすると、半透過型液晶では、透過部と反射部とで同じ画素電圧に対して反転した表示がされることとなる。従って、従来の半透過型液晶では、λ／４板を使用して直線偏光を円偏光に変換して、その円偏光を用いることで問題の解決を図っているのである。

本実施の形態では、上述のようにこの位相差板ＲＴ１及びＲＴ２に、円偏光を利用するためのλ／４板を使用していない。従って、本実施の形態では、透過部と反射部とで白黒の表示が反転する。即ち、透過部がノーマリホワイト（ＮＷ）駆動のとき、反射部はノーマリブラック（ＮＢ）で駆動されることになる。

図５は、本実施の形態における、反射部と透過部のそれぞれの変調率特性を色別に示す図である。図の縦軸は透過部と反射部の変調率（輝度）を表し、横軸は印加電圧を表している。
図５によれば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）における変調率（輝度）の特性が同一ではない。たとえば、Ｂの最大輝度は、Ｒ，Ｇの最大輝度と異なり低い値である。従って、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれについて独立に変調することが望ましい。また、反射部を駆動するための電圧範囲と、透過部を駆動するための電圧範囲には大きな差は生じていない。従って、反射部と透過部とに供給する駆動電圧を設定する階調基準電圧発生回路は同じ構成であっても良いことがわかる。

図６は、液晶表示装置の駆動方法を示す概要図である。
図６の（１）は、本実施の形態における液晶表示装置の駆動方法を示し、図６の（２）は、従来の形態における液晶表示装置の駆動方法を示している。
従来では、１フレーム期間中に逆転移を防止するための黒挿入期間が設けられている。そして、続く表示期間では透過部と反射部がともに表示動作を実行する。これに対して、本実施の形態では、１フレーム期間中に透過部表示期間と反射部表示期間とが設けられ、それぞれの期間において透過部用、反射部用の画素電圧が液晶画素に供給される。

図１０は、本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図である。
図１、図２、図１０を参照しつつ駆動方法を説明する。

上述のようにゲートドライバＹＤから出力されるゲート線Ｙを選択するためのゲートパルスは、透過部表示用と反射部表示用の２種が設けられている。

制御信号ＣＴＹは、第１スタート信号（透過部表示開始信号）ＳＴＨＡ、第２スタート信号（反射部表示開始信号）ＳＴＨＢ、クロック信号、および出力イネーブル信号等を含む。

第１スタート信号（透過部表示開始信号）ＳＴＨＡは、透過部表示開始タイミングを制御する。第２スタート信号（反射部表示開始信号）ＳＴＨＢは、反射部表示開始タイミングを制御する。クロック信号は、シフトレジスタ回路においてこれらスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢをシフトさせる。出力イネーブル信号は、スタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢの保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって所定数ずつ順次または一緒に選択されるゲート線Ｙ１〜Ｙｍへの駆動信号の出力を制御する。

他方、制御信号ＣＴＸはスタート信号、クロック信号、ロード信号、および極性信号等を含む。
先ず透過部表示動作について説明する。
ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１／２フレーム期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを透過部表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の透過部表示用画素データＴに変換される。１行分の透過部表示用画素データＴはフレーム回路１７から直列に出力される。

この画素データＴがフレーム回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを透過部表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＴをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

続いて、反射部表示動作について説明する。ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により、透過部表示動作に続く１／２フレーム期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを反射部表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の反射部表示用画素データＲに変換される。１行分の反射部表示用画素データＲはフレーム回路１７から直列に出力される。

この画素データＲがフレーム回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを反射部表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＲをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
本実施の形態によれば、ノーマリホワイトモードとノーマリブラックモードの２つのモードでの駆動電圧がそれぞれ各画素に印加される。従って、各画素の液晶層には、広い範囲の電圧が映像信号として印加されることになる。この結果、映像信号に含まれる高電圧がＯＣＢモード液晶に印加されることになるため、黒電圧を別途印加する必要がなくなる。
従って、逆転移防止のための黒挿入期間を設けなくても良いため、時間開口率を実質的に１００％として光利用効率を増加させることができる。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第１の実施形態に係る半透過型ＯＣＢ液晶表示装置では、各表示画素を透過領域と反射領域とに夫々区分し、独立して制御可能に構成したが、第２の実施形態では透過領域と反射領域とを共通に制御する点において相違している。詳しくは、透過領域と反射領域とのそれぞれが共通のスイッチング素子Ｗによって制御される。

液晶表示装置の駆動方法を説明する図である。
また、この液晶表示装置のバックライトＢＬは、透過部表示期間に合わせて制御回路１０が所定タイミングでバックライト制御回路１４に点消灯信号を出力し、これによりバックライト制御回路１４は、バックライト駆動部ＬＤを駆動してバックライトＢＬの点消灯を制御するように構成されている。

図１、図２、図７を参照しつつ駆動方法を説明する。

ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により、例えば１／４フレーム期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを透過部表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の透過部表示用画素データＴに変換される。１行分の透過部表示用画素データＴはフレーム回路１７から直列に出力される。

この画素データＴがフレーム回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを透過部表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＴをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

この透過部表示期間に合わせて制御回路１０は、所定タイミングでバックライト制御回路１４に点消灯信号を出力する。バックライト制御回路１４は、バックライト駆動部ＬＤを駆動してバックライトＢＬの点消灯を制御する。

続いて、反射部表示動作について説明する。ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により、透過部表示動作に続く１／４フレーム期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを反射部表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の反射部表示用画素データＲに変換される。１行分の反射部表示用画素データＲはフレーム回路１７から直列に出力される。

この画素データＲがフレーム回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを反射部表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＲをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
本実施の形態によれば、ノーマリホワイトモードとノーマリブラックモードの２つのモードでの駆動電圧がそれぞれ各画素に時分割で印加される。従って、各画素の液晶層には、広い範囲の電圧が映像信号として印加されることになる。この結果、映像信号に含まれる高電圧がＯＣＢモード液晶に印加されることになるため、黒電圧を別途印加する必要がなくなる。
従って、逆転移防止のための黒挿入期間を設けなくても良いため、時間開口率を実質的に１００％として光利用効率を増加させることができる。

上記した実施形態では、透過表示と反射表示の期間をそれぞれ等しくしたが、その用途等に応じて適宜変更することができる。

〔バリエーション〕
図８は、バリエーションの形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図である。
このバリエーションの形態では、上述の駆動方法に加え、さらに反射部表示期間において、フロントライト（不図示）を点灯して反射部を照明する点が第２の実施の形態と異なっている。

本バリエーションの形態によれば、外光の少ない環境においても動画視認性を向上させることができる。

尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
上述のバックライト及びフロントライトは、それぞれ画面全体に対応して点灯／消灯が制御されるものとしたが、表示画面を、例えば図９に示すように走査線単位で複数に分割した領域毎に制御するものであってもかまわない。即ち、バックライトＢＬ及びフロントライトは、走査線単位で走査が可能に分割されている。そして、バックライトＢＬは各領域の透過部表示期間に合わせて制御回路１０が所定タイミングでバックライト制御回路１４に点消灯信号を出力する。これによりバックライト制御回路１４は、バックライト駆動部ＬＤを駆動してバックライトＢＬの点消灯を制御する。同様に、フロントライトは各領域の反射部表示期間に合わせて制御回路１０が所定タイミングでフロントライト制御回路に点消灯信号を出力する。これによりフロントライト制御回路は、フロントライト駆動部を駆動してフロントライトの点消灯を制御する。

なお、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図。 ソースドライバの構成を概略的に示す図。 液晶表示パネルの詳細の断面構造を示す図 液晶表示装置の概略の構成を示す断面図。 反射部と透過部のそれぞれの変調率特性を色別に示す図。 液晶表示装置の駆動方法を示す概要図。 本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図。 バリエーションの形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図。 バリエーションの形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図。 本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法を説明する図。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…駆動用電圧発生回路、５…コントローラ回路、７…階調基準電圧発生回路、１０…制御回路、１４…バックライト制御回路、ＹＤ…ゲートドライバ、ＤＩ…画像データ、ＤＯ，Ｒ，Ｔ…画素データ、ＸＤ…ソースドライバ、ＲＴ１、ＲＴ２…位相差板、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＰＸ…液晶画素、ＤＰ…表示パネル、ＰＬ１，ＰＬ２…偏光板、ＢＬ…バックライト、ＣＮＴ…表示制御回路、Ｘ…ソース線、ＡＬ…配向膜、Ｇ…ゲート線、Ｗ…スイッチング素子。

Claims (8)

1. 反射部と透過部とを有する半透過型液晶画素をマトリクス状に配した表示パネルと、
   前記表示パネルを照明するバックライトと、
   前記表示パネルを制御する駆動制御手段とを備えた液晶表示装置において、
   前記反射部と透過部は直線偏光を用いるように構成されるとともに、前記反射部の液晶層の厚みは前記透過部の液晶層の厚みの約１／２であること
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 前記半透過型液晶画素は、ＯＣＢモード液晶を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 入力される画像データを前記半透過型液晶画素に供給する画素電圧に変換する変換手段を更に有し、
   前記変換手段は、前記画像データを前記反射部用の画素電圧と前記透過部用の画素電圧とに変換することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記駆動制御手段は、１フレーム期間内で前記反射部用の画素電圧による表示と、前記透過部用の画素電圧による表示とを時分割で制御することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記駆動制御手段は、前記透過部用の画素電圧による表示を制御する期間内で前記バックライトが点灯するように制御することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記表示パネルを照明するフロントライトをさらに有し、
   前記駆動制御手段は、前記反射部用の画素電圧による表示を制御する期間内で前記フロントライトが点灯するように制御することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. １フレーム期間内の各表示期間の比率は可変に構成されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
8. 反射部と透過部とを有する半透過型液晶画素をマトリクス状に配した表示パネルと、
   前記表示パネルを照明するバックライトと、
   前記表示パネルを制御する駆動制御手段とを備えた液晶表示装置において、
   前記反射部と透過部のいずれか一方はノーマリホワイトモード、他方はノーマリブラックモードに構成されていること
   を特徴とする液晶表示装置。

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