(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、前記実効値と透過率の関係において、反射型表示で使用する実効値の領域と透過型表示で使用する実効値の領域の両端を互いにずらし、当該実効値の領域に対応する反射型表示における透過率の範囲と透過型表示における透過率の範囲とがずれるように、前記実効値の大きさの設定を切り換える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項２】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行うノーマリーホワイトモードの半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、透過型表示における黒表示時の透過率よりも反射型表示における黒表示時の透過率の方が高くなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項３】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、Ｎ個の階調レベルのうちの０階調レベル又はＮ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高くなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項４】
前記液晶素子はノーマリーホワイトモードであって、前記０階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする請求項３記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項５】
前記液晶素子はノーマリーホワイトモードであって、前記Ｎ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする請求項３記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項６】
前記０階調レベル及び前記Ｎ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする請求項３記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項７】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応したパルス幅を有するデータ信号に基づいた電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記データ信号のパルス幅の設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えることにより、前記実効値の大きさの設定を切り換える切換手段と、を備える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項８】
前記切換手段は、
前記反射型表示用のパルス幅の設定の基準となる前記階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第1階調制御用パルス信号を生成する第1パルス生成手段と、
前記透過型表示用のパルス幅の設定の基準となる前記階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第２階調制御用パルス信号を生成する第２パルス生成手段と、
前記光源の非点灯に応じて前記第１階調制御用パルス信号を選択し、前記光源の点灯に応じて前記第２階調制御用パルス信号を選択して前記供給手段に供給するパルス信号スイッチング手段と、を備える
ことを特徴とする請求項７に記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項９】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応したデータ信号を前記液晶素子のデータ線に供給し、所定幅を有する走査信号を前記液晶素子の走査線に供給することによって、前記階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記走査信号の波高値の設定を前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えることにより、前記実効値の大きさの設定を切り換える切換手段と、を備える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項１０】
前記切換手段は、
前記反射型表示用の波高値の設定の基準となる第１制御電圧を供給する第1制御電圧供給手段と、
前記透過型表示用の波高値の設定の基準となる第２制御電圧を供給する第２制御電圧供給手段と、
前記光源の非点灯に応じて前記第１制御電圧を選択し、前記光源の点灯に応じて前記第２制御電圧を選択して、前記供給手段に供給する制御電圧スイッチング手段と、を備える
ことを特徴とする請求項９記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項１１】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
階調レベルに対する前記電圧の実効値の大きさの設定を、反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とで切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、前記反射型表示用の設定では前記液晶パネルにおける透過率が前記階調レベルの全域を通じて相対的に大きくなり、前記透過型表示用の設定では前記液晶パネルにおける透過率が前記階調レベルの全域を通じて相対的に小さくなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項１２】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
階調レベルに対する前記電圧の実効値の大きさの設定を、反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とで切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、前記反射型表示用の設定では前記階調レベルの変化に対する前記液晶パネルにおける透過率の変化が相対的に小さくなり、前記透過型表示用の設定では前記階調レベルの変化に対する前記液晶パネルにおける透過率の変化が相対的に大きくなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換える
ことを特徴とする液晶パネルの駆動装置。
【請求項１３】
前記光源の点灯及び非点灯を制御する点灯制御手段を更に備えており、
前記切換手段は、前記点灯制御手段による点灯及び非点灯の制御に同期して前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする請求項1乃至１２のいずれか一項に記載の液晶パネルの駆動装置。
【請求項１４】
請求項1乃至１３のいずれかに記載の液晶パネルの駆動装置と前記液晶パネルとを備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１５】
一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、
階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、
前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、
前記液晶素子は、
前記基板上に配設されておりデータ信号が供給される複数のデータ線と、
前記基板上に配設されており走査信号が供給される複数の走査線と、
該複数のデータ線と該複数の走査線との間に各画素における液晶部分と共に直列に夫々接続された複数の２端子型非線形素子と、を備える
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項１６】
前記２端子型非線形素子は、ＴＦＤ（Thin Film Diode）駆動素子からなることを特徴とする請求項１５に記載の液晶装置。
【請求項１７】
前記一対の偏光分離手段は、透過軸が相互に所定角度をなすように配置された一対の偏光板からなり、
前記液晶パネルは、該一対の偏光板の一方に対して前記液晶素子と反対側に配置された半透過反射板を更に備えており、
前記光源は、該半透過反射膜及び前記一方の偏光板を介して前記液晶素子に前記光源光を入射することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の液晶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）駆動、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）駆動、単純マトリクス駆動方式などの液晶パネルを駆動する駆動装置や、これら液晶パネル及び駆動装置を含んでなる液晶装置の技術分野に属し、特に偏光板、半透過反射板、光源等を備えており、外光を反射して表示を行う反射型及び光源光を透過して表示する透過型の両用可能な半透過反射型の液晶パネルの駆動装置及びこれら液晶パネル及び駆動装置を含んでなる液晶装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＮ（Twisted Nematic）液晶やＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）液晶等を利用した透過型の液晶パネルおいては、一般に、光源光により比較的良好な明るさが得られる。他方で、コントラスト比の不足が起こらないように、対向基板における各画素に対向する開口領域の周囲にブラックマスク或いはブラックマトリクス等と称される遮光膜を網目状に形成して相隣接する各画素を区切ることにより、カラーフィルタを用いたカラー表示を行う場合には各画素間における混色を防止し、更に、カラー表示及び白黒表示を問わずに、コントラスト比を高める構造を採用している。
【０００３】
図２０及び図２１に、このように各画素を区切る遮光膜及び各画素にＲＧＢのカラーフィルタが形成された画面表示領域内における対向基板の拡大断面図及び拡大平面図を夫々示す。図２０において、対向基板５００の液晶に面する側の表面には、ＲＧＢのカラーフィルタ５０１が各画素に対応して形成されており、各画素の開口領域の間隙、即ち、カラーフィルタ５０１の境界には、遮光性の金属或いは遮光性の有機膜等からなる遮光膜５０２が形成されている。そして、カラーフィルタ５０１上には、オーバーコート（ＯＣ）層５０３を介して、データ線又は走査線（ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式、単純マトリクス駆動方式等の液晶パネルの場合）や対向電極（ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルの場合）などを構成する透明電極５０４が形成されている。
【０００４】
また、その平面的なレイアウトとしては、例えば、図２１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に夫々示すようにモザイク配列、デルタ配列、ストライプ配列がある。図２１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）では、カラーフィルタ５０１ａ、５０１ｂ及び５０１ｃの境界領域（即ち、図中の斜線領域）に、遮光膜５０２ａ、５０２ｂ及び５０２ｃが夫々形成されている。
【０００５】
このように各画素を区切る遮光膜により、この種の透過型の液晶パネルでは、例えば、１００：１程度の非常に高いコントラスト比が一般に得られる。尚、ここに“コントラスト比”とは、ノーマリーホワイトモードでは、液晶素子に対して駆動電圧を印加しない時における表示輝度と、駆動電圧を印加する時における表示輝度との比をいい、或いはノーマリーブラックモードでは、駆動電圧を印加する時における表示輝度と駆動電圧を印加しない時における表示輝度との比をいう。
【０００６】
他方、従来のＴＮ液晶やＳＴＮ液晶等を利用した反射型の液晶パネルにおいては、外光強度に表示の明るさが依存するため、一般に透過型表示の場合の明るさ程度に明るい表示は得られない。即ち、反射型の液晶装置においては、明るさ不足がコントラスト比の不足よりも問題視されており、このため、前述の透過型の液晶パネルの場合のように遮光膜を対向基板に形成しないのが一般的である。
【０００７】
図２２及び２３に、このように各画素を区切る遮光膜が形成されておらず、各画素にＲＧＢのカラーフィルタが形成された画面表示領域内における対向基板の拡大断面図及び拡大平面図を夫々示す。尚、図２０及び図２１と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
【０００８】
反射型の液晶パネルでは、このように各画素を区切る遮光膜を形成しないことにより、該遮光膜により遮光しない分だけ対向基板を通過する光量を増加させて表示を明るくするのである。但し、遮光膜がないが故に、カラーフィルタを用いたカラー表示を行う場合には各画素間で混食が生じる。また、カラー表示及び白黒表示を問わずに相隣接する画素の開口領域の間隙（非開口領域）において光の漏洩（白抜け）が生じるので、例えば、１０：１程度のコントラスト比が得られる。
【０００９】
上述のように、外光を用いて表示を行う反射型の液晶パネルの場合、暗所では光量の減少に応じて、表示が暗くなり見え難くなってしまう。これに対して、前述したバックライト等の光源を用いて表示を行う透過型の液晶パネルの場合、明所、暗所によらずに光源の分だけ電力省費が大きくなり、特に電池により動作させる携帯用の表示装置等には適さない。
【００１０】
そこで近年、反射型及び透過型の両用可能な半透過反射型の液晶パネルが開発されている。この半透過反射型の液晶パネルは、主に明所用に、表示画面から入射する外光を装置内部に設けられた半透過反射膜で反射しつつ、その光路上に配置された液晶、偏光分離器等の光学素子を用いて表示画面から出射する光量を画素毎に制御することにより、反射型表示を行う。他方、主に暗所用に、前述の半透過反射膜の裏側からバックライト等の内蔵光源により光源光を照射しつつ、前述の液晶、偏光分離器等の光学素子を用いて、表示画面から出射する光量を画素毎に制御することにより、透過型表示を行うように構成されている。
【００１１】
以上のように構成された反射型、透過型、半透過反射型などの各種の液晶パネルを駆動する液晶パネルの駆動装置は一般に、液晶素子を構成する基板上に配設された複数のデータ線及び複数の走査線に対して夫々、表示データに対応してデータ信号及び走査信号を供給するデータ線駆動回路及び走査線駆動回路等のドライバ回路を備える。このドライバ回路は、液晶素子を構成する基板上に形成されたり、或いは液晶パネルに対して外付けされる。また、このような液晶パネルの駆動装置は、ドライバ回路に対して、(i)データ信号及び走査信号における電圧値や供給タイミングを制御するための各種の制御信号、(ii)表示データに対応しており、表示データに基き所定フォーマットのデータ信号等を供給することで、ドライバ回路を制御するドライバコントロール回路を備える。更に、このような液晶パネルの駆動装置は、ドライバ回路に所定の高電位、低電位、基準電位などの各種の制御電位を供給する制御電力供給回路を備える。これらのドライバコントロール回路や制御電力供給回路は、一般に、ＩＣ回路として構成され、液晶パネルに対して外付けされる。
【００１２】
特に、表示データが階調データの場合には、階調レベルに対応して液晶に印加される印加電圧の実効値が変化するように、上述のドライバコントロール回路及びドライバ回路により、例えば、各階調レベルに応じてデータ信号の電圧値（波高値）や印加時間（パルス幅）などが変化させられる。この際、ドライバ回路における各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定（即ち、階調レベルと印加電圧の実効値との対応関係、或いは、階調レベルに対する印加電圧の実効値の変化特性）は、反射型、透過型、半透過反射型の区別を問わずに各液晶パネルの特性に応じて予め単一に設定されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半透過反射型の液晶パネルでは、前述の反射型の液晶パネルの場合と同様に、対向基板に各画素を区切る遮光膜を設けない構成（図２２及び図２３参照）が一般に採られている。このように構成すると、反射型表示時には、前述の反射型の液晶パネルの場合と同様にコントラスト比１０：１程度の表示が得られるが、透過型表示時には、遮光膜のない画素の間隙（非開口領域）を光源光が抜けるために、これよりもかなり低いコントラスト比を得ることしかできない。このため、従来の半透過反射型の液晶パネルでは、透過型表示時に満足なコントラスト比が得られないという問題点がある。更に、表示モードを反射型表示モードから透過型表示モードに切り換えると、その切換の瞬間にコントラスト比が著しく低下してしまう。或いは、逆に表示モードを透過型表示モードから反射型表示モードに切り換えると、その切換の瞬間にコントラスト比が著しく高まってしまう。このため、表示モード切換の際に、ユーザに対して視覚上の違和感を与えるという問題点もある。
【００１４】
また仮に、半透過反射型の液晶パネルを、前述の透過型の液晶パネルの場合と同様に対向基板に各画素を区切る遮光膜を設ける構成（図２０及び図２１）を採ったとすると、透過型表示時には良好なコントラスト比が得られるが、外光強度に依存する反射型表示時における表示が暗くなってしまうため、このような液晶パネルは実用化されていない。
【００１５】
そして、前述のように液晶パネルの駆動装置は、ドライバ回路における各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定が、反射型、透過型、半透過反射型の区別を問わずに各液晶パネルの特性に応じて予め単一に設定されている。このため、この設定を調整することにより、半透過反射型の液晶パネルにおいて上述の如き反射型表示時における明るさを明るくする要望に応えることは可能である。また、透過型表示時におけるコントラスト比を高める要望に応えることも可能である。しかしながら、これら二つの要望を同時に満たすような単一設定は、対向基板に遮光膜を設けない構成でも設ける構成でも、実際上存在しないという問題点がある。
【００１６】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、半透過反射型の液晶パネルにおける反射型表示時の明るさを適度に保ちつつ透過型表示時のコントラスト比を高めることが可能であり、更に、反射型表示時のコントラスト比と透過型表示時のコントラスト比との差を低減可能な液晶パネルの駆動装置及びこれら液晶パネルと駆動装置とを備えた液晶装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶パネルの駆動装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、前記切換手段は、前記実効値と透過率の関係において、反射型表示で使用する実効値の領域と透過型表示で使用する実効値の領域の両端を互いにずらし、当該実効値の領域に対応する反射型表示における透過率の範囲と透過型表示における透過率の範囲とがずれるように、前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする。
また、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行うノーマリーホワイトモードの半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、前記切換手段は、透過型表示における黒表示時の透過率よりも反射型表示における黒表示時の透過率の方が高くなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする。
また、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、前記切換手段は、Ｎ個の階調レベルのうちの０階調レベル又はＮ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高くなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする。
さらに、上記駆動装置において、前記液晶素子はノーマリーホワイトモードであって、前記０階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする。
さらに、上記駆動装置において、前記液晶素子はノーマリーホワイトモードであって、前記Ｎ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする。
さらに、上記駆動装置において、前記０階調レベル及び前記Ｎ−１階調レベルに対応する透過率において、反射型表示の方が透過型表示より透過率が高いことを特徴とする。
具体的には、液晶を一対の基板間に挟持してなり該液晶に印加される印加電圧の実効値に応じて該液晶の配向状態が可変な液晶素子と、該液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段と、該偏光分離手段を介して前記液晶素子に光源光を入射する光源とを備えており、該光源の非点灯時に外光を前記液晶素子及び前記偏光分離手段を介して反射することにより反射型表示を行うと共に前記光源の点灯時に前記光源光を前記液晶素子及び前記偏光分離手段を介して透過させることにより透過型表示を行う半透過反射型の液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調データの示す階調レベルに応じた大きさの実効値を有する前記印加電圧を前記液晶素子に供給する供給手段と、該供給手段における各階調レベルに対する前記実効値の各大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段とを備える。
【００１８】
本発明の液晶パネルの駆動装置によれば、供給手段により、階調データの示す階調レベルに応じた大きさの実効値を有する印加電圧が、液晶素子に供給される。従って、光源の非点灯時には、この印加電圧の実効値に応じて液晶素子の液晶の配向状態が変化すると、液晶素子及び偏光分離手段を介して反射される外光に対する透過率は、配向状態に応じて変化する。このため、階調レベルに対応して減衰した外光の反射光が、表示画面から出射される。即ち、反射型表示が行われる。また、光源の点灯時には、この印加電圧の実効値に応じて液晶素子の液晶の配向状態が変化すると、液晶素子及び偏光分離手段を介して透過させる光源光に対する透過率は、配向状態に応じて変化する。このため、階調レベルに対応して減衰した光源光が、表示画面から出射される。即ち、透過型表示が行われる。ここで特に、切換手段により、供給手段における各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定が、光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換えられるか又は光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えられる。
【００１９】
従って、従来の場合のように反射型表示用及び透過型表示用の区別のない設定（単一設定）と比較して、反射型表示用の設定を明るさを明るくするような設定としておき且つ透過型表示用の設定をコントラスト比を高めるような設定としておけば、光源の非点灯時には、従来以上に明るい反射型表示を行うことができ、同時に、光源の点灯時には、従来以上に高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。特に、反射型表示用の設定をコントラスト比を多少低める代償に、その分だけ明るさを明るくするような設定とし、同時に透過型表示用の設定を明るさを多少暗くする代償に、その分だけコントラスト比を高めるような設定とすることも可能である。
【００２０】
更に、液晶素子に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）には、透過型表示時のコントラスト比を上げることにより、或いは反射型表示時のコントラスト比を下げることにより、反射型表示時のコントラスト比と透過型表示時のコントラスト比との差を従来よりも小さくするように、好ましくは同程度とするように、反射型表示用の設定及び透過型表示用の設定をしておけば、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【００２１】
以上の結果、本発明の液晶パネルの駆動装置により、反射型表示モードにおいても透過型表示モードにおいても、明るさ及びコントラスト比が適度に調整されており、しかも、これらの表示モードを切り換えた際のコントラスト比や明るさの変化が視覚上目立たなくされており、違和感が無く非常に見易い表示を半透過反射型の液晶装置により実現できる。
【００２２】
尚、“印加電圧の実効値の大きさ”とは、例えば、所定のパルス幅を持つパルス状電圧信号を印加する場合の波高値などの印加電圧の電圧値自体であってもよいし、所定の波高値を持つパルス状電圧信号を印加する場合のパルス幅などの電圧印加時間であってもよいし、例えば、複数の画素からなる微小ブロック内における全画素数に対する電圧が印加された画素数の比率などの画面表示領域における２次元的な印加電圧密度であってもよい。即ち、公知のいかなる階調表示方式を採用する場合にも、半透過反射型の液晶パネルにおいては、本発明は有効に機能し、上述した本発明独自の作用及び効果が得られるものである。
【００２３】
本発明の液晶パネルの駆動装置の一の態様では、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応したパルス幅を有するデータ信号に基づいた電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記データ信号のパルス幅の設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えることにより、前記実効値の大きさの設定を切り換える切換手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この態様によれば、データ信号供給手段により、階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号がデータ線に供給される。すると、液晶素子の液晶には、データ線及び走査線を介して夫々供給されるデータ信号及び走査信号のうち少なくとも一方に対応して各画素における液晶部分毎に、印加電圧が印加される。ここで特に、切換手段により、データ信号供給手段における各階調レベルに対するデータ信号の各パルス幅の設定が、光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換えられるか又は光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えられると、印加電圧の実効値の各大きさの設定が反射型表示用の設定又は透過型表示用の設定に切り換えられる。従って、階調データをパルス幅変調（ＰＷＭ）して得られるデータ信号の短長を利用して、光源の非点灯時には明るい反射型表示を行うことができ、光源の点灯時には高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。そして、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【００２５】
この態様では、前記切換手段は、前記反射型表示用の前記パルス幅の設定の基準となる前記階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第1階調制御用パルス信号を生成する第1パルス生成手段と、前記透過型表示用の前記パルス幅の設定の基準となる前記階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第２階調制御用パルス信号を生成する第２パルス生成手段と、前記光源の非点灯に応じて前記第１階調制御用パルス信号を選択的に且つ前記光源の点灯に応じて前記第２階調制御用パルス信号を選択的に前記データ信号供給手段に供給するパルス信号スイッチング手段とを備えてもよい。
【００２６】
このように構成すると、第1パルス生成手段により第1階調制御用パルス信号が生成され、他方で、第２パルス生成手段により第２階調制御用パルス信号が生成される。そして、光源の非点灯に応じて、パルス信号スイッチング手段により、第１階調制御用パルス信号が選択的にデータ信号供給手段に供給される。或いは、光源の点灯に応じて、パルス信号スイッチング手段により、第２階調制御用パルス信号が選択的にデータ信号供給手段に供給される。従って、パルス信号スイッチング手段による比較的簡単な切り換え動作により、反射型表示モードと透過型表示モードとの切り換えを迅速且つ確実に行うことができる。
【００２７】
本発明の液晶パネルの駆動装置の他の態様では、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応したデータ信号を前記液晶素子のデータ線に供給し、所定幅を有する走査信号を前記液晶素子の走査線に供給することによって、前記階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記走査信号の波高値の設定を前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えることにより、前記実効値の大きさの設定を切り換える切換手段と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
この態様によれば、データ信号供給手段により、階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号がデータ線に供給される。これと並行して、走査信号供給手段により、所定幅を有する走査信号が走査線に供給される。すると、液晶素子の液晶には、データ線及び走査線を介して夫々供給されるデータ信号及び走査信号のうち少なくとも一方に対応して各画素における液晶部分毎に、印加電圧が印加される。ここで特に、切換手段により、走査信号供給手段における走査信号の波高値の設定が、光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換えられるか又は光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えられると、印加電圧の実効値の各大きさの設定が反射型表示用の設定又は透過型表示用の設定に切り換えられる。従って、データ信号電圧と走査信号電圧との差に基づく印加電圧の電圧値の高低を利用して、光源の非点灯時には明るい反射型表示を行うことができ、光源の点灯時には高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。そして、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【００２９】
この態様では、前記切換手段は、前記反射型表示用の前記波高値の設定の基準となる第１制御電圧を供給する第1制御電圧供給手段と、前記透過型表示用の前記波高値の設定の基準となる第２制御電圧を供給する第２制御電圧供給手段と、前記光源の非点灯に応じて前記第１制御電圧を選択的に且つ前記光源の点灯に応じて前記第２制御電圧を選択的に前記走査信号供給手段に供給する制御電圧スイッチング手段とを備えてもよい。
【００３０】
このように構成すると、第1制御電圧供給手段により第1制御電圧が供給され、他方で、第２制御電圧供給手段により第２制御電圧が供給される。そして、光源の非点灯に応じて、制御電圧スイッチング手段により、第1制御電圧が選択的に走査信号供給手段に供給される。或いは、光源の点灯に応じて、制御電圧スイッチング手段により、第２制御電圧が選択的に走査信号供給手段に供給される。従って、制御電圧スイッチング手段による比較的簡単な切り換え動作により、反射型表示モードと透過型表示モードとの切り換えを迅速且つ確実に行うことができる。
【００３１】
本発明の液晶パネルの駆動装置の他の態様では、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、階調レベルに対する前記電圧の実効値の大きさの設定を、反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とで切り換える切換手段と、を備え、前記切換手段は、前記反射型表示用の設定では前記液晶パネルにおける透過率が前記階調レベルの全域を通じて相対的に大きくなり、前記透過型表示用の設定では前記液晶パネルにおける透過率が前記階調レベルの全域を通じて相対的に小さくなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする。
【００３２】
この態様によれば、切換手段による切り換えにより、反射型表示モードでは、液晶装置における外光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に大きくなるため、全階調を通じて表示は明るくなる。逆に、透過型表示モードでは、液晶装置における光源光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に小さくなるため、全階調を通じて表示は暗くなる。従って、特に液晶素子に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）にも、反射型表示時と透過型表示時とでのコントラスト比や明るさの差を小さくでき、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比や明るさの変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【００３３】
本発明の液晶パネルの駆動装置の他の態様では、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、階調レベルに対する前記電圧の実効値の大きさの設定を、反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とで切り換える切換手段と、を備え、前記切換手段は、前記反射型表示用の設定では前記階調レベルの変化に対する前記液晶パネルにおける透過率の変化が相対的に小さくなり、前記透過型表示用の設定では前記階調レベルの変化に対する前記液晶パネルにおける透過率の変化が相対的に大きくなるように、前記実効値の大きさの設定を切り換えることを特徴とする。
【００３４】
この態様によれば、切換手段による切り換えにより、反射型表示モードでは、階調レベルの変化に対する外光の透過率の変化が相対的に小さくなるため、コントラスト比は小さくなる。これに対し、透過型表示モードでは、階調レベルの変化に対する外光の透過率の変化が相対的に大きくなるため、コントラスト比は大きくなる。従って、特に液晶素子に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）にも、反射型表示時と透過型表示時とでのコントラスト比の差を小さくでき、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【００３５】
本発明の液晶パネルの駆動装置の他の態様では、前記光源の点灯及び非点灯を制御する点灯制御手段を更に備えており、前記切換手段は、前記点灯制御手段による点灯及び非点灯の制御に同期して前記実効値の大きさの設定を切り換える。
【００３６】
この態様によれば、点灯制御手段により、光源の点灯及び非点灯が制御される。すると、切換手段により、点灯制御手段による点灯及び非点灯の制御に同期して、印加電圧の大きさの設定が切り換られる。従って、光源の非点灯（消灯）及び点灯に応じて、確実に且つ遅延無く反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とに切り換えることができる。
【００３７】
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶パネルの駆動装置と液晶パネルとを備える。
【００３８】
本発明の液晶装置によれば、上述した本発明の駆動装置を備えているが故に、反射型表示モードにおいても透過型表示モードにおいても、適度に調整された明るさ及びコントラスト比で表示を行うことができ、しかも、これらの表示モードを切り換えた際のコントラスト比や明るさの変化も視覚上目立たつことなく、違和感が無く非常に見易い表示を行うことができる。
【００３９】
本発明の液晶装置の一の態様では、一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子と、前記液晶素子を間に挟んで配置された一対の偏光分離手段とを備え、外光を反射する反射型表示と光源の光を透過する透過型表示を行う半透過反射型液晶パネルを駆動するための液晶パネルの駆動装置であって、階調レベルに対応した電圧の実効値を前記液晶に供給する供給手段と、前記供給手段における各階調レベルに対応する前記実効値の大きさの設定を、前記光源の非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え且つ前記光源の点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段と、を備え、前記液晶素子は、前記基板上に配設されておりデータ信号が供給される複数のデータ線と、前記基板上に配設されており走査信号が供給される複数の走査線と、該複数のデータ線と該複数の走査線との間に各画素における液晶部分と共に直列に夫々接続された複数の２端子型非線形素子と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
この態様によれば、各画素における液晶部分には、これに直列に接続された２端子型非線形素子を介して、データ線からデータ信号が供給され、走査線から走査信号が供給される。従って、例えば、データ信号電圧と走査信号電圧との差に基づく印加電圧の電圧値の高低やデータ信号のパルス幅の短長を利用して、光源の非点灯時には明るい反射型表示を行うことができ、光源の点灯時には高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。
【００４１】
この態様では、前記２端子型非線形素子は、ＴＦＤ（Thin Film Diode）駆動素子からなってよい。
【００４２】
このように構成すれば、ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式の半透過反射型の液晶パネルにおいて、光源の非点灯時には明るい反射型表示を行うことができ、光源の点灯時には高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。
【００４３】
尚、本発明を適用可能な半透過反射型の液晶パネルとしては、ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルの他に、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネル、単純マトリクス駆動方式の液晶パネルなど各種の液晶パネルが挙げられる。即ち、公知のいかなる液晶パネルを採用する場合にも、半透過反射型の液晶パネルにおいては、本発明は有効に機能し、上述した本発明独自の作用及び効果が得られるものである。
【００４４】
本発明の液晶装置の他の態様では、前記一対の偏光分離手段は、透過軸が相互に所定角度をなすように配置された一対の偏光板からなり、前記液晶パネルは、該一対の偏光板の一方に対して前記液晶素子と反対側に配置された半透過反射板を更に備えており、前記光源は、該半透過反射膜及び前記一方の偏光板を介して前記液晶素子に前記光源光を入射する。
【００４５】
この態様によれば、光源の非点灯時には、外光は、透過軸が相互に所定角度（例えば、ＴＮ液晶素子を備えてノーマリーホワイトモードとする場合には９０度、ＴＮ液晶素子を備えてノーマリーブラックモードとする場合には０度など）をなすように配置された一対の偏光板の他方（表示画面側の偏光板）を介して液晶素子へ入射し、更に一方の偏光板（光源に近い奥側の偏光板）を介して、半透過反射膜により反射される。その後、反射された外光は、一方の偏光板、液晶素子及び他方の偏光板を介して液晶素子の配向状態に応じて選択的に表示画面から出射される。従って、光源の非点灯時には、反射型表示が行われる。また、光源の点灯時には、光源光は、半透過反射膜及び一方の偏光板を介して液晶素子へ入射し、更に他方の偏光板を介して、液晶素子の配向状態に応じて選択的に表示画面から出射される。従って、光源の点灯時には、透過型表示が行われる。
【００４６】
尚、一対の偏光分離手段のうちの一方又は両方を、反射偏光子等の偏光板以外の公知の偏光分離器から構成してもよい。例えば、反射偏光子から構成すれば、反射により偏光分離を行うために偏光板を用いた場合よりも光の利用効率が高くなり、その分だけ反射型表示における明るさが明るくなる。更に、光源に近い側に配置された反射偏光子に半透過反射膜の機能を持たせるように構成してもよい。更にまた、採用する偏光分離手段の性質や組み合わせにより反射型表示と透過型表示とで所謂ポジネガ反転が生じる場合があるが、これに対し公知のポジネガ反転対策技術を施した場合にも、本発明は有効に機能する。
【００４７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４９】
（半透過反射型の液晶パネル）
先ず、本発明の各実施の形態に用いられる半透過反射型の液晶パネルの一例として、ＴＮ液晶素子を２枚の偏光板で挟んだ構造を有する液晶パネルにおける基本的な構成並びに反射型表示及び透過型表示の原理について図１及び図２を用いて説明する。図１は、半透過反射型の液晶パネルの図式的断面図であり、図２は、半透過反射型の液晶パネルの断面図である。
【００５０】
図１において、液晶パネルは、上側偏光板２０５、上側ガラス基板２０６、電圧印加領域２０７及び電圧無印加領域２０８を含むＴＮ液晶層、下側ガラス板２０９、下側偏光板２１０、半透過反射板２１１及び光源２１２を備える。半透過反射板２１１としては、例えば薄く形成したＡｌ（アルミニウム）板が用いられる。或いは、反射板に開口部を設けることで半透過反射板２１１を構成してもよい。尚、上側偏光板２０５及び下側偏光板２１０は、ノーマリーホワイトモードの表示を行うべく、透過偏光軸が相互に直交するように配置されているものとする。
【００５１】
先ず、反射型表示時の白表示について説明する。光の経路２０１に示した光は、上側偏光板２０５で紙面に平行な方向の直線偏光となり、ＴＮ液晶層の電圧無印加領域２０８で偏光方向が９０°捻じられ紙面に垂直な直線偏光となり、下側偏光板２１０で紙面に垂直な方向の直線偏光のまま透過されて、半透過反射板２１１で反射され、一部は透過する。反射された光は再び下側偏光板２１０を紙面に垂直な直線偏光のまま透過し、ＴＮ液晶層の電圧無印加領域２０８で偏光方向が９０°捻じられて紙面に平行の直線偏光となり、上側偏光板２０５から出射する。このように電圧無印加時には、白表示となる。これに対し、光の経路２０３に示した光は、上側偏光板２０５で紙面に平行な方向の直線偏光になり、ＴＮ液晶層の電圧印加領域２０７で偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光のまま透過し、下側偏光板２１０で吸収されるので黒表示となる。
【００５２】
次に、透過型表示時の白及び黒表示について説明する。光源２１２から発せられ、光の経路２０２に示した光の一部は、半透過反射板２１１を透過し、下側偏光板２１０で紙面に垂直な方向の直線偏光になり、ＴＮ液晶層の電圧無印加領域２０８で偏光方向が９０°捻じられて紙面に平行な直線偏光となり、上側偏光板２０５を紙面に平行な直線偏光のまま透過して、白表示となる。これに対し、光源２１２から発せられ、光の経路２０４に示した光の一部は、半透過反射板２１１を透過し、下側偏光板２１０で紙面に垂直な方向の直線偏光になり、ＴＮ液晶層の電圧印加領域２０７でも偏光方向を変えずに透過し、上側偏光板２０５で吸収され黒表示となる。
【００５３】
尚、図１では、各位置における光の状態を説明するために、各板や液晶層等を空間的に離間させて描いているが、実際には、図２に示すように、これらの各部材は、相互に密着して配置される。また、図２に示すように、光源２１２は、透過型表示モードの際に発光する光源ランプ２１２ａと、光源ランプ２１２ａから発せられた光を半透過反射板２１１の側に導く導光板２１２ｂとから構成されている。
【００５４】
図1及び図2において、一対の偏光分離手段の一例たる偏光板２０５及び２１０は夫々、入射光のうち特定の偏光軸方向と異なる方向の偏光成分を吸収することにより偏光分離を行うので、光の利用効率が比較的悪い。そこで、本実施の形態における一対の偏光分離手段として、２枚の偏光板２０５及び２１０の少なくとも一方に代えて、入射光のうち特定の偏光軸方向と異なる方向の偏光成分（reflective polarizer：リフレクティブ・ポラライザー）を反射することにより偏光分離を行う反射偏光子を用いてもよい。このように構成すれば、反射偏光子により光の利用効率が高まって、偏光板を用いた上述の例よりも、より明るい表示が可能となる。尚、このような反射偏光子については、特願平８−２４５３４６号、特表平９−５０６９８５号公報（国際出願公報：ＷＯ／９５／１７６９２号）、国際出願公報：ＷＯ／９５／２７８１９号の中に開示されている。
【００５５】
更に、このような偏光板や反射偏光子以外にも、本発明の偏光分離手段としては、例えばコレステリック液晶層と（１／４）λ板を組み合わせたもの、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過偏光とに分離するもの（ＳｌＤ  ９２ＤｌＧＥＳＴ  第４２７頁乃至第４２９頁）、ホログラムを利用するもの、国際公開された国際出願（国際出願公開：ＷＯ９５／２７８１９号及びＷＯ９５／１７６９２号）に開示されたもの等を用いることも可能である。
【００５６】
（ＴＦＤ駆動素子）
次に、本発明の各実施の形態に用いられる半透過反射型の液晶パネルの一例であるＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを構成する液晶素子に備えられる２端子型非線形素子の一例としてのＴＦＤ駆動素子について図３から図７を参照して説明する。ここに、図３は、ＴＦＤ駆動素子を画素電極と共に模式的に示す平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。また、図５は、ＴＦＤ駆動素子の一の変形例を示す断面図であり、図6及び図７は、ＴＦＤ駆動素子の他の変形例を示す平面図及び断面図である。尚、図４、図５及び図７においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００５７】
図３及び図４において、ＴＦＤ駆動素子２０は、ＴＦＤアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、その上に形成されており、絶縁膜３１の側から順に第１金属膜２２、絶縁層２４及び第２金属膜２６から構成され、ＴＦＤ構造（Thin Film Diode）或いはＭＩＭ構造（Metal  Insulator  Metal構造）を持つ。そして、２端子型のＴＦＤ駆動素子２０の第１金属膜２２は、一方の端子としてＴＦＤアレイ基板３０上に形成された走査線１２に接続されており、第２金属膜２６は、他方の端子として画素電極３４に接続されている。尚、走査線１２に代えてデータ線（図８参照）をＴＦＤアレイ基板３０上に形成し、画素電極３４に接続してもよい。
【００５８】
ＴＦＤアレイ基板３０は、例えばガラス、プラスチックなどの絶縁性及び透明性を有する基板からなる。
【００５９】
下地をなす絶縁膜３１は、例えば酸化タンタルからなる。但し、絶縁膜３１は、第２金属膜２６の堆積後等に行われる熱処理により第１金属膜２２が下地から剥離しないこと及び下地から第１金属膜２２に不純物が拡散しないことを主目的として形成されるものである。従って、ＴＦＤアレイ基板３０を、例えば石英基板等のように耐熱性や純度に優れた基板から構成すること等により、これらの剥離や不純物の拡散が問題とならない場合には、絶縁膜３１は省略することができる。
【００６０】
第１金属膜２２は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、タンタル単体又はタンタル合金からなる。若しくは、タンタル単体又はタンタル合金を主成分として、これに例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウムなどの周期率表で第６、第７又は第８族に属する元素を添加してもよい。この場合、添加する元素としては、タングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６原子％が好ましい。
【００６１】
絶縁膜２４は、例えば化成液中で第１金属膜２２の表面に陽極酸化により形成された酸化膜からなる。
【００６２】
第２金属膜２６は、導電性の金属薄膜からなり、例えば、クロム単体又はクロム合金からなる。
【００６３】
画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜等の、透明導電膜からなる。
【００６４】
また、図５の断面図に示すように、上述の第２金属膜及び画素電極は、同一のＩＴＯ膜等からなる透明導電膜３６から構成されてもよい。このような構成を持つＴＦＤ駆動素子２０’は、製造の際に、第２金属膜及び画素電極を同一の製造工程により形成できる利点がある。尚、図５において図４と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００６５】
更にまた、図６の平面図及び図７のＢ−Ｂ断面図に示すように、ＴＦＤ駆動素子４０は、所謂バック・ツー・バック（Back  To  Back）構造、即ち第１のＴＦＤ駆動素子４０ａと第２のＴＦＤ駆動素子４０ｂとを極性を反対にして直列に接続した構造を持つように構成されてもよい。尚、図６及び図７において図３及び図４と同様の構成要素には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
【００６６】
図６及び図７において、第１のＴＦＤ駆動素子４０ａは、ＴＦＤアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成されたタンタル等からなる第１金属膜４２、陽極酸化膜等からなる絶縁膜４４及びクロム等からなる第２金属膜４６ａから構成されている。他方、第２のＴＦＤ駆動素子４０ｂは、ＴＦＤアレイ基板３０上に形成された絶縁膜３１を下地として、この上に順に形成された第１金属膜４２、絶縁膜４４及び第１金属膜４６ａから離間した第２金属膜４６ｂから構成されている。
【００６７】
第１のＴＦＤ駆動素子４０ａの第２金属膜４６ａは、走査線４８に接続され、第２のＴＦＤ駆動素子４０ｂの第２金属膜４６ｂは、ＩＴＯ膜等からなる画素電極４５に接続されている。従って、走査信号は、走査線４８から第１及び第２のＴＦＤ駆動素子４０ａ及び４０ｂを介して画素電極４５に供給される。尚、走査線４８に代えてデータ線（図８参照）をＴＦＤアレイ基板３０上に形成し、第１のＴＦＤ駆動素子４０ａの第２金属膜４６ａに接続するように構成してもよい。
【００６８】
この図６及び図７に示した例では、絶縁膜４４は、図４及び図５に示した例における絶縁膜２４に比べて膜厚が小さく、例えば半分程度の膜厚に設定されている。
【００６９】
以上、２端子型非線形素子としてＴＦＤ駆動素子の幾つかの例について説明したが、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタ、ＭＳＩ（Metal  Semi-Insulator）駆動素子、ＲＤ（Ring  Diode）などの双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を本実施の形態のアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルに適用可能である。
【００７０】
（ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式の液晶素子）
次に、以上にように構成されたＴＦＤ駆動素子を備えて構成される液晶素子の構成及び動作について図８及び図９を参照して説明する。ここに、図８は、液晶素子を駆動回路と共に示した等価回路図であり、図９は、液晶素子を模式的に示す部分破断斜視図である。
【００７１】
図８において、液晶素子１０は、ＴＦＤアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数の走査線１２が、走査信号供給手段の一例を構成するＹドライバ回路１００に接続されており、ＴＦＤアレイ基板３０又はその対向基板上に配列された複数のデータ線１４が、データ信号供給手段の一例を構成するＸドライバ回路１１０に接続されている。尚、Ｙドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０は、図３及び図４に示したＴＦＤアレイ基板３０又はその対向基板上に形成されていてもよく、この場合には、駆動回路を含んだ液晶パネルとなる。或いは、Ｙドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０は、液晶パネルとは独立したＩＣから構成され、所定の配線を経て走査線１２やデータ線１４に接続されてもよく、この場合には、駆動回路を含まない液晶パネルとなる。
【００７２】
各画素領域１６において、走査線１２は、ＴＦＤ駆動素子２０の一方の端子に接続されており（図３参照）、データ線１４は、液晶層１８及び図３に示した画素電極３４を介してＴＦＤ駆動素子２０の他方の端子に接続されている。従って、各画素領域１６に対応する走査線１２に走査信号が供給され、データ線１４にデータ信号が供給されると、当該画素領域におけるＴＦＤ駆動素子２０がオン状態となり、ＴＦＤ駆動素子２０を介して、画素電極３４及びデータ線１４間にある液晶層１８に駆動電圧が印加される。
【００７３】
尚、Ｙドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０をＴＦＤアレイ基板３０上に設けると、ＴＦＤ駆動素子２０についての薄膜形成プロセスとＹドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０についての薄膜形成プロセスとを同時に行える利点がある。但し、例えばＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディング）方式で実装されたＹドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０を含むＬＳＩに、ＴＦＤアレイ基板３０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して走査線１２及びデータ線１４を接続する構成を採れば、液晶素子１０の製造がより容易となる。また、前述のＬＳＩをＴＦＤアレイ基板３０及びその対向基板上に異方性導電フィルムを介して直接実装するＣＯＧ（チップオングラス）方式を用いて、走査線１２及びデータ線１４と接続する構成を採ることもできる。
【００７４】
図９において、液晶素子１０は、ＴＦＤアレイ基板３０と、これに対向配置される透明な第２基板の一例を構成する対向基板３２とを備えている。対向基板３２は、例えばガラス基板からなる。ＴＦＤアレイ基板３０には、マトリクス状に複数の透明な画素電極３４が設けられている。複数の画素電極３４は、所定のＸ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に直交するＹ方向に配列された複数の走査線１２に夫々接続されている。画素電極３４、ＴＦＤ駆動素子２０、走査線１２等の液晶に面する側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。
【００７５】
他方、対向基板３２には、Ｙ方向に沿って夫々延びておりＸ方向に短冊状に配列された複数のデータ線１４が設けられている。データ線１４の下側には、例えばポリイミド薄膜などの有機薄膜からなりラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。この場合データ線１４は、少なくとも画素電極３４と対向する部分については、ＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。但し、データ線１４に代えて走査線１２を対向基板３２の側に形成する場合には、走査線１２がＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成される。
【００７６】
本実施の形態における液晶素子の場合、対向基板３２には、液晶素子１０の用途に応じて、例えば図２２及び図２３に示したようなストライプ状、モザイク状、トライアングル状等に配列された色材膜からなるカラーフィルタが設けられてもよく、更に、例えば図２０及び図２１に示したようなクロムやニッケルなどの金属材料やカーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの遮光膜が設けられていてもよい。このようなカラーフィルタや遮光膜により、一つの液晶パネルによるカラー表示を可能としたり、コントラストの向上や色材の混色防止などにより、高品位の画像を表示できるようになる。本実施の形態では特に、後述する本願独自の駆動方式により、遮光膜がある場合にもない場合にも、反射型表示及び透過型表示において適度なコントラスト比と明るさとを得ることができる。
【００７７】
再び図８及び図9において、以上のように構成され、画素電極３４とデータ線１４とが対面するように配置されたＴＦＤアレイ基板３０と対向基板３２との間には、対向基板３２の周辺に沿って配置されるシール剤により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層１８（図８参照）が形成される。液晶層１８は、画素電極３４及びデータ線１４からの電界が印加されていない状態で前述の配向膜により所定の配向状態を採る。液晶層１８は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール剤は、両基板３０及び３２をそれらの周辺で張り合わせるための接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのスペーサが混入されている。
【００７８】
尚、液晶素子１０において、ＴＦＤアレイ基板３０側における液晶分子の配向不良を抑制するために、画素電極３４、ＴＦＤ駆動素子２０、走査線１２等の全面に平坦化膜をスピンコート等で塗布してもよく、又はＣＭＰ処理を施してもよい。更に、上記実施の形態の液晶素子１０においては、一例として液晶層１８をネマティック液晶から構成したが、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が高まることによる液晶パネルの高輝度化や低消費電力化の利点が得られる。更に、画素電極３４をＡｌ等の反射率の高い金属膜から構成することにより、液晶素子１０を反射型液晶装置に適用する場合には、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されたＳＨ（スーパーホメオトロピック）型液晶などを用いても良い。更にまた、液晶素子１０においては、液晶層に対し垂直な電界（縦電界）を印加するように対向基板３２の側にデータ線１４を設けているが、液晶層に平行な電界（横電界）を印加するように一対の横電界発生用の電極から画素電極３４を夫々構成する（即ち、対向基板３２の側には縦電界発生用の電極を設けることなく、ＴＦＤアレイ基板３０の側に横電界発生用の電極を設ける）ことも可能である。このように横電界を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる上で有利である。更に、対向基板３２上に１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。その他、各種の液晶材料（液晶相）、動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適用することが可能である。
【００７９】
次に、以上のように構成された液晶素子の動作を図８を参照して説明する。
【００８０】
図８において、Ｙドライバ回路１００がＴＦＤ駆動素子２０に、後述の所定波形を持つパルス状の走査信号を線順次で送るのに合わせて、Ｘドライバ回路１１０は、後述のように階調データの示す階調レベルに応じてパルス幅及び波高値により規定される電気量が変化するパルスからなるデータ信号を複数のデータ線１４に同時に送る。このように画素電極３４及びデータ線１４に電圧が印加されると、画素電極３４とデータ線１４とに挟まれた部分における液晶層１８の配向状態が、オン状態とされたＴＦＤ駆動素子２０を介して印加される印加電圧により変化する。
【００８１】
そして、液晶層１８の配向状態の変化に応じて、液晶素子１０を備えて構成される図１及び図２に示した半透過反射型の液晶パネルにおける外光又は光源光に対する透過率が変化する。この結果、階調レベルに応じて外光又は光源光が各画素における液晶パネル部分を透過する程度が変化して、全体として液晶素子１０からは階調データに応じた表示光が出射する。即ち、表示画面上には、反射型表示又は透過型表示により、階調データ（表示データ）に応じた画像が形成される。
【００８２】
（駆動装置の第１の実施の形態）
次に、図８に示したＹドライバ回路１１０及びＸドライバ回路１１０を含み、上述した半透過反射型の液晶パネルを駆動する駆動装置の第１の実施の形態における構成及び動作について図１０から図１６を参照して説明する。尚、図１０は、駆動装置の具体的構成を示すブロック図であり、図１１は、第１ＧＣＰ信号及び第２ＧＣＰ信号の波形図であり、図１２は、Ｘドライバ回路における一本のデータ線を駆動する部分のブロック図であり、図１３は、駆動装置における各種信号の波形及び時間的関係を示すタイミングチャートである。図１４は、各階調レベルに対する１Ｈ期間中の一画素への印加信号パルスのオン幅の変化を示す特性図であり、図１５（ａ）及び（ｂ）は夫々、階調レベルに対する透過率（Ｔ）の変化特性図であり、図１６は、ノーマリーホワイトモードにおける液晶に印加される印加電圧の実効値（Ｖeff）に対する透過率（Ｔ）の変化特性図である。
【００８３】
図１０に示すように、駆動装置は、階調データ（表示データ）の示す階調レベルに応じた大きさの実効値を有する印加電圧を液晶素子１０に供給する走査信号供給手段及びデータ信号供給手段の夫々一例たるＹドライバ回路１１０及びＸドライバ回路１１０を備える。駆動装置は、Ｘドライバ回路１１０における各階調レベルに対するデータ信号の各パルス幅の設定を切り換えることにより、各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定を光源ランプ２１２ａの非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換え、且つ光源ランプ２１２ａの点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換える切換手段の一例を構成するドライバコントロール回路３１０と、Ｙドライバ回路１００及びＸドライバ回路１１０に所定の高電位、低電位、基準電位の制御電圧を供給する制御電力供給回路３２０と、光源ランプ２１２ｂの点灯及び非点灯（消灯）を制御する点灯制御回路３３０とを更に備える。
【００８４】
ドライバコントロール回路３１０は、後述のようにＸドライバ回路１１０における階調レベルに応じたパルス幅のデータ信号を生成する際のパルス幅変調の基礎となる第１ＧＣＰ（グレースケールコントロールパルス）信号及び第２ＧＣＰ信号を夫々生成する第１ＧＣＰ生成回路３１１及び第２ＧＣＰ生成回路３１２と、ＲＧＢの階調データが入力されると所定フォーマットのデータ信号に変換してＸドライバ回路１１０に出力するデータコントロール回路３１3と、Ｘクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等の各種の制御信号、タイミング信号等が入力され、第１及び第２ＧＣＰ生成回路３１１及び３１２における第１及び第２ＧＣＰ信号の生成タイミングを制御するＬＣＤ駆動信号を生成するＬＣＤ駆動信号生成回路３１４とを備えて構成される。
【００８５】
第１ＧＣＰ生成回路３１１は、第１パルス生成手段の一例を構成しており、上述の反射型表示用のパルス幅の設定の基準となる、階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第1階調制御用パルス信号の一例たる第１ＧＣＰ信号を生成する。
【００８６】
第２ＧＣＰ生成回路３１２は、第２パルス生成手段の一例を構成しており、上述の透過型表示用のパルス幅の設定の基準となる、階調レベルの刻みに対応して配列された複数のパルスからなる第２階調制御用パルス信号の一例たる第２ＧＣＰ信号を生成する。
【００８７】
図１１に示すように、第１及び第２ＧＣＰ信号は、相互に異なるパルス配列を有しており、第１ＧＣＰ信号に基づいてＸドライバ回路１１０から供給されるデータ信号と第２ＧＣＰ信号に基づいてＸドライバ回路１１０から供給されるデータ信号とでは、同一の階調データに対するパルス幅が異なる。第１及び第２ＧＣＰ信号は、Ｎ階調の階調データの場合に、夫々階調レベル（１）を表示するためのデータ信号のパルス幅に対応するパルスから階調レベル（Ｎ−１）を表示するためのデータ信号のパルス幅に対応するパルスまで、合計Ｎ−２本のパルスからなり、パルス間隔が階調レベルの刻みに対応するように夫々配列されている。
【００８８】
このような第１及び第２ＧＣＰ生成回路３１１及び３１２は夫々、例えば、複数個の比較回路及びこれらの比較結果の論理和を演算する論理和回路から構成されており、これらの比較回路により、ＬＣＤ駆動信号の電圧値を、予め各階調レベルの刻みに対するパルス幅の変化幅に基いて反射型表示用又は透過型表示用に設定された複数通りの電圧値と比較する。そして、これらの比較回路の比較結果の論理和を演算することにより、その演算出力として、各階調レベルの刻みに応じたパルス幅の変化幅に対応して間隔が異なる１選択期間当たりＮ−２個のパルスの列からなる図１１に示したような第１及び第２ＧＣＰ信号を生成するように構成されている。
【００８９】
再び、図１０において、ドライバコントロール回路３１０は、このような第１及び第２ＧＣＰ信号のうちのいずれかを選択的にＸドライバ回路１１０に供給するパルス信号スイッチング手段の一例たるパルス信号スイッチ３１５を更に備える。そして、パルス信号スイッチ３１５は、点灯制御回路３３０による点灯スイッチ３３１を用いた非点灯（消灯）制御に同期して、第１ＧＣＰ信号を供給すると共に、点灯制御回路３３０による点灯スイッチ３３１を用いた点灯制御に同期して、第２ＧＣＰ信号を供給するように、パルス信号スイッチ３１５を切り換える。尚、点灯制御回路３３０による点灯及び非点灯制御は、例えば、使用者によるマニュアルスイッチ操作や、外光強度を検出して、その検出結果に基づく自動スイッチ操作により行われる。すると、この点灯及び非点灯の制御に同期して、パルス信号スイッチ３１５が切り換られる。従って、光源ランプ２１２ａの非点灯（消灯）及び点灯に応じて、確実に且つ遅延無く反射型表示用の設定と透過型表示用の設定とに切り換えることができる。
【００９０】
尚、このようなパルス信号スイッチ３１５における切り換え動作は、図１０に示したように点灯制御回路３３０から点灯スイッチ３３１に送られる点灯制御信号Ｓmodeに基づいて行うように構成してもよいが、光源ランプ２１２ａが点灯又は消灯されたことを検出する検出器からの検出信号に基づいて行うように構成してもよい。
【００９１】
図１０において、制御電力供給回路３２０は、Ｘドライバ回路１１０がデータ信号生成のために用いる高電位の電圧（ＶＨＸ）、低電位の電圧（ＶＬＸ）、基準電位の電圧（ＶＣＸ）などの制御電圧を供給するＸ側電力供給回路３２１と、Ｙドライバ回路１００が走査信号生成のために用いる高電位の電圧（ＶＨＹ）、低電位の電圧（ＶＬＹ）、基準電位の電圧（ＶＣＹ）などの制御電圧を供給するＹ側電力供給回路３２２とを備えて構成される。
【００９２】
図１２に示すように、Ｘドライバ回路１１０の一本のデータ線にデータ信号を供給するＸドライバ回路部分１１０ａには、ドライバコントロール回路３１０のデータコントロール回路３１３（図１０参照）から、例えば６４通りの階調レベル（階調レベル０〜６３）のうちの一つのレベルを示す６ビット等の所定数ビットからなるデジタル信号の形式の表示データが各画素について夫々入力される。
【００９３】
また、表示データの水平同期信号ＨSYNCと、Ｘドライバ回路１１０用の基準クロックＸＣＫと、１選択期間毎に発せられるパルス信号であるＲＥＳ信号と、１選択期間の開始時点及び終了時点で夫々電圧レベルが反転する２値信号であるＦＲ信号とが入力される。また、データ信号生成用の電源として制御電力供給回路３３０（図１０参照）から電圧ＶＨＸ、ＶＣＸ及びＶＬＸが供給される。更に、本実施の形態では特に、ドライバコントロール回路３１０のパルス信号スイッチ３１５からＧＣＰ信号（第１又は第２ＧＣＰ信号）が供給される。
【００９４】
図１２において、Ｘドライバ回路部分１１０ａは、シフトレジスタ４０１、ラッチ回路４０２、グレースケールコントロール回路４０３、ＧＣＰデコーダ回路４０４、ＦＲデコーダ回路４０５、レベルシフタ回路４０６及びＬＣＤドライバ４０８を備えて構成されている。
【００９５】
Ｘドライバ回路部分１１０ａは、表示データが入力されると、所定数のビット毎にシフトレジスタ４０１に順次保持して行く。ラッチ回路４０２は、複数のデータ線と一対一対応に対応したラッチ部を有しており、表示データのシフトレジスタ４０１への転送を順次行うことにより、１水平ライン分の表示データが全て保持されたところで改めて、このラッチ回路４０２にラッチされることになる。
【００９６】
ここで、ＧＣＰデコーダ４０４は、１選択期間当たり所定個数のパルスの列からなるＧＣＰ信号に従って、グレースケールコントロール回路４０３による制御を受けて、ラッチ回路４０２内の所定数ビットの各表示データ（デジタル値）が示す階調レベルに対応したパルス幅を持つ信号を生成する。
【００９７】
ＦＲデコーダ４０５は、選択期間毎に電圧レベルが変わる２値信号であるＦＲ信号を用いて、ＧＣＰデコーダ回路４０４の信号出力の電圧極性を選択期間毎に反転させた波形を持つデータ信号を出力する。より具体的には、ラッチされた表示データ（デジタル値）のＭＳＢに応じて、各選択期間について、ＬＣＤドライバ４０８を構成する各トランジスタのオン／オフ信号を生成する。このように選択期間（１Ｈ期間）毎にオンに対応するデータ信号の電圧レベルを反転させるのは、液晶を交流駆動するためであり、走査信号のオン／オフ電圧も、１Ｈ期間毎に反転される。
【００９８】
このように生成されたＬＣＤドライバ４０８内の各トランジスタのオン／オフ信号は、レベルシフタ回路４０６により、各データ線に対応した電圧レベルにシフトされている。そして、電圧レベルがシフトされたオン／オフ信号が各ゲートに入力されると、ＬＣＤドライバ回路４０８の各トランジスタは夫々、オン／オフされ、各パルスの電圧値が、各ソース又はドレインに接続された複数の電圧ＶＨＸ、ＶＣＸ及びＶＬＸの組み合わせにより規定される電圧値とされる。
【００９９】
以上のように構成されたＸドライバ回路部分１１０ａを複数含んでなるＸドライバ回路１１０（図１０参照）により、１水平ライン分のデジタル信号が全て保持され、複数のデータ線１４に同時に供給されることになる。
【０１００】
以上の動作を図１３のタイミングチャートを参照して更に説明する。
【０１０１】
図１３に示すように、Ｘドライバ回路１１０には、各選択期間毎にＲＥＳ信号が入力され、これと並行して、１選択期間に例えば６２個（＝Ｎ−２個：６４階調の場合）のパルスの列からなるＧＣＰ信号が入力され、更に、例えば、特定の画素について階調レベル２、階調レベル５及び階調レベル０を示す表示データ（デジタル信号）がフィールド単位で入力される。すると、ＧＣＰ信号に基いて、ＧＣＰデコーダ４０４により、その２番目や５番目のパルスのタイミングでデータ信号のレベルはオンとされる。そしてＦＲ信号に基いて、ＦＲデコーダ４０５により、選択期間毎にデータ信号のオン電圧又はオフ電圧の極性が反転され、更に、所定の波高値をとるデータ信号が、出力される。
【０１０２】
この際、データ信号が１選択期間（１Ｈ期間）中の２値を取る時間的な割合と液晶パネルの透過率とは、一般にリニアな関係とはならない。例えば６４階調の場合、１Ｈ期間中のオンを取る幅を変化させた場合に得られる各階調レベル０（例えば黒）、１、２、…、６３（例えば白）と当該オン幅とは、液晶の特性及び液晶パネルの特性等により図１４のグラフに示すような関係を持つ。このため、本実施の形態における階調表示は、このような関係に基づいて、入力データの示す階調レベルに応じてデータ信号のオン幅を変化させている。即ち、階調レベル０側から階調レベル６３側へ近付く程に、オン幅の変化率は減少して行くので、より僅かなオン幅の差を制御するため、図１１或いは図１３の上から２段目に示したように、階調レベルの差に応じたデータ信号のオン幅の差に対応して間隔が異なるように、“階調数−２”個（例えば、６４階調の場合には６２個）のパルスの列からなるＧＣＰ信号を生成しているのである。即ち、図１４のような関係の下では、第１及び第２ＧＣＰ生成回路３１１及び３１２では、階調レベルが上がるに従って間隔が徐々に狭くなる６２個のパルスの列からなる第１及び第２ＧＣＰ信号を夫々生成している。
【０１０３】
このような性質を持つＧＣＰ信号（第１又は第２ＧＣＰ信号）に基づいて、例えば、図１３において、階調レベル２に対して、対応する１Ｈ期間のうちＧＣＰ信号中の２番目のパルスから当該１Ｈ期間の終了までの期間だけデータ信号はオン（例えば、高電圧レベル）とされる。次に、階調レベル５に対して、対応する１Ｈ期間のうちＧＣＰ信号中の５番目のパルスから当該１Ｈ期間の終了までの期間だけデータ信号はオン（例えば、低電圧レベル）とされる。また、次に階調レベル０に対して、対応する１Ｈ期間の最後までデータ信号はオフ（例えば、低電圧レベル）とされる。
【０１０４】
そして、図１３の最下段に示したように、一つの画素電極（即ち、図示の表示データが供給される一つのデータ線と、走査線（Ｎ行目）との間に接続された画素電極）に印加される印加信号（＝走査信号−データ信号）が、対応するデータ信号のオン幅に対応した期間だけＴＦＤ駆動素子のしきい値を越えて当該ＴＦＤ駆動素子をオン状態（低抵抗状態）とする。この結果、データ信号のオン幅に対応した実効電圧が当該画素電極とデータ線又は走査線に挟持された液晶層部分に加えられる。
【０１０５】
このように、データ信号のオン幅が液晶パネルの各画素における透過率を決定し、液晶パネル全体として表示データに対応する表示が行われるのである。
【０１０６】
以上の結果、本実施の形態の駆動装置により、光源ランプ２１２ａ非点灯時には、反射型表示を行うことができ、光源ランプ２１２ａ点灯時には、透過型表示を行うことができる。
【０１０７】
ここで本実施の形態では特に、ドライバコントロール回路３１０のパルス信号スイッチ３１５（図１０参照）により、Ｘドライバ回路１１０における各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定が、光源ランプ２１２ａの非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換えられるか、又は光源ランプ２１２ａの点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えられる。
【０１０８】
従って、従来のように反射型表示用及び透過型表示用の区別のない設定（単一設定）と比較して、例えば、図１５（ａ）の特性図において、階調レベルと液晶パネルの透過率との関係を、前述した従来の単一設定の場合に対応する線Ｃ０で示したようなリニアな関係と比較して、反射型表示用に線Ｃ１で示したように各階調レベルの全域を通じてより明るくなる関係とするように各階調レベルに対するデータ信号の各パルス幅の設定（具体的には、図１１に示した第１ＧＣＰ信号における各階調レベルの刻みに対する各パルスの間隔の設定）を行えば、反射型表示の際には、液晶パネルにおける外光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に大きくなるため、全階調を通じて表示は明るくなる。逆に、階調レベルと液晶パネルの透過率との関係を、前述した従来の単一設定の場合に対応する線Ｃ０で示したようなリニアな関係と比較して、透過型表示用に線Ｃ２で示したように各階調レベルの全域を通じてより暗くなる関係とするように各階調レベルに対するデータ信号の各パルス幅の設定（具体的には、図１１に示した第２ＧＣＰ信号における各階調レベルの刻みに対する各パルスの間隔の設定）を行えば、透過型表示の際には、液晶パネルにおける外光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に小さくなるため、全階調を通じて表示は暗くなる。従って、特に液晶素子に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）にも、反射型表示時と透過型表示時とでのコントラスト比や明るさの差を小さくでき、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比や明るさの変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【０１０９】
尚、反射型表示時の明るさをより明るくすると共に透過型表示時におけるコントラスト比をより高める観点からは、図１５（ｂ）において線Ｃ１’で示したような各階調レベルと透過率との対応関係が得られるような反射型表示用の設定をしてもよく、線Ｃ２’やＣ２”で示したような各階調レベルと透過率との対応関係が得られるような透過型表示用の設定をしてもよい。
【０１１０】
図１６に、上述の反射型表示用の設定及び透過型表示用の設定を、印加電圧の実効値（Ｖeff）と透過率との対応関係を示す特性図上で示す。
【０１１１】
図１６には、前述した従来の単一設定をした場合に利用される印加電圧領域Ｒ０が示されており、前述した明るさを明るくする反射型表示用の設定をした場合に利用される印加電圧領域Ｒ１、Ｒ１’が示されている。また、前述したコントラスト比を高める透過型表示用の設定をした場合に利用される印加電圧領域Ｒ２、Ｒ２’が示されている。このように各階調レベルに対する印加電圧の実効値の各大きさの設定を切り換えることにより、印加電圧として利用する領域を切り換え、最終的には反射型表示時と透過型表示時とで夫々、各階調レベルに対する所望の透過率を得ることができる。尚、適度なコントラスト比と明るさとを得るための具体的な第１及び第２ＧＣＰ信号のパルス配置については、液晶装置について予め実験的、理論的、シュミレーション等により求められる。
【０１１２】
以上説明したように、第１の実施の形態の液晶装置によれば、液晶素子１０に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）には、透過型表示時のコントラスト比を上げることにより、或いは反射型表示時のコントラスト比を下げることにより、反射型表示時のコントラスト比と透過型表示時のコントラスト比との差を従来よりも小さくするように、好ましくは同程度とするように、各階調レベルに対する印加電圧の実効値の大きさの反射型表示用の設定及び透過型表示用の設定をしておく。これにより、光源ランプ２１２ａの点灯や消灯の際（即ち、反射型表示モードと透過型表示モードとの切り換えの際）におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【０１１３】
加えて、液晶素子１０に遮光膜がある場合（図２０及び図２１参照）には、透過型表示時の明るさを暗くすることにより、或いは反射型表示時の明るさを明るくすることにより、反射型表示時の明るさと透過型表示時の明るさとの差を従来の場合よりも小さくするように、好ましくは同程度とするように、反射型表示用の設定及び透過型表示用の設定をしておく。これにより、光源ランプ２１２ａの点灯や消灯の際における明るさの変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【０１１４】
本実施の形態では特に、パルス信号スイッチ３１５による比較的簡単な切り換え動作により、反射型表示モードと透過型表示モードとの切り換えを迅速且つ確実に行うことができるので実用上便利である。
【０１１５】
（駆動装置の第２の実施の形態）
次に、図８に示したＹドライバ回路１１０及びＸドライバ回路１１０を含み、上述した半透過反射型の液晶パネルを駆動する駆動装置の第２の実施の形態における構成及び動作について図１７から図１９を参照して説明する。尚、図１７は、駆動装置の具体的構成を示すブロック図であり、図１８は、２種類の走査信号の波形を示す概念図であり、図１９は、走査信号の波高値（ＤＣ電圧）に対する透過率（Ｔ）の特性図である。尚、図１７において、図１０に示した第１実施の形態の場合と同じ構成要素については同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
【０１１６】
図１７に示すように、駆動装置は、第１の実施の形態における第１及び第２ＧＣＰ生成回路３１１及び３１２並びにパルス信号スイッチ３１５に代えて、単一のＧＣＰ生成回路３１１’を備えたドライバコントロール回路３１０’を備える。駆動装置は、第１の実施の形態における制御電力供給回路３２０に代えて、第１及び第２Ｙ側電力供給回路３２３及び３２４と、第１及び第２Ｙ側電力供給回路３２３及び３２４からの制御電圧をＹドライバ回路１００に選択的に供給する制御電圧スイッチ３２５とを含む制御電力供給回路３２０’を備える。この制御電圧スイッチ３２５は、点灯制御回路３３０から供給される点灯制御信号Ｓmodeに基づいて切換動作を行う。その他の構成については、図１０に示した第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１１７】
ここで特に、制御電力供給回路３２０’は、切換手段の他の一例を構成しており、第１Ｙ側電力供給回路３２３は、反射型表示用の走査信号の波高値の設定の基準となる高電位の電圧（ＶＨＹ１）、低電位の電圧（ＶＬＹ１）、基準電位の電圧（ＶＣＹ１）を一組の第１制御電圧として供給する。他方、第２Ｙ側電力供給回路３２４は、第２制御電圧の一例として、透過型表示用の走査信号の波高値の設定の基準となる高電位の電圧（ＶＨＹ２）、低電位の電圧（ＶＬＹ２）、基準電位の電圧（ＶＣＹ２）を一組の第２制御電圧として供給する。そして、制御電圧スイッチ３２５は、制御電圧スイッチング手段の一例として、光源ランプ２１２ａの非点灯に応じて第１制御電圧をＹドライバ回路１００に選択的に供給し、光源ランプ２１２ａの点灯に応じて第２制御電圧をＹドライバ回路１００に選択的に供給するように構成されている。
【０１１８】
従って、第２の実施の形態では、Ｘドライバ回路１１０により、階調レベルに応じたパルス幅を有するデータ信号が、データ線に供給される。これと並行して、Ｙドライバ回路１００により、所定幅を有すると共に第１又は第２制御電圧に対応する波高値を持つ走査信号が走査線に供給される。
【０１１９】
図１８は、このように生成された２種類の走査信号の一例の波形図である。
【０１２０】
図１８において、第１制御電圧に基づいて生成される反射型表示用に設定された走査信号（図中、左側）と、第２制御電圧に基づいて生成される透過型表示用に設定された走査信号（図中、右側）とでは、後者の波高値が、前者の波高値よりも、ΔＶだけ高い。従って、ノーマリーホワイトモードでは、透過型表示時の走査信号により駆動した場合の方が、印加電圧の電圧値がΔＶだけ大きいため、表示の明るさは暗くなる。即ち、反射型表示時の走査信号により駆動した場合の方が、印加電圧の電圧値がΔＶだけ小さいため、表示の明るさは明るくなる。
【０１２１】
従って、従来の場合のように反射型表示用及び透過型表示用の区別のない設定（単一設定）と比較して、例えば、図１９の特性図において、走査信号の波高値（ＤＣ電圧）と液晶パネルの透過率との関係を、前述した従来の単一設定の場合に対応する線Ｌ０で示した関係と比較して、反射型表示用に線Ｌ１で示したように各階調レベルの全域を通じてより明るくなる関係とするように第１の制御電圧の設定（具体的には、電圧ＶＨＹ１、ＶＬＹ１、ＶＣＨ１の値の設定）を行うようにする。これにより、反射型表示の際には、液晶パネルにおける外光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に大きくなるため、全階調を通じて表示は明るくなる。逆に、走査信号の波高値（ＤＣ電圧）と液晶パネルの透過率との関係を、前述した従来の単一設定の場合に対応する線Ｌ０で示した関係と比較して、透過型表示用に線Ｌ２で示したように各階調レベルの全域を通じてより暗くなる関係とするように第２の制御電圧の設定（具体的には、電圧ＶＨＹ２、ＶＬＹ２、ＶＣＨ２の値の設定）を行うようにする。これにより、透過型表示の際には、液晶パネルにおける外光の透過率が階調レベルの全域を通じて相対的に小さくなるため、全階調を通じて表示は暗くなる。従って、特に液晶素子に遮光膜がない場合（図２２及び図２３参照）にも、反射型表示時と透過型表示時とでのコントラスト比や明るさの差を小さくでき、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比や明るさの変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【０１２２】
以上の結果、第１の実施の形態の場合と同様に図１６に示したように、走査信号の波高値（ＤＣ電圧）を切り換えて、印加電圧として利用する領域を切り換え、最終的には反射型表示時と透過型表示時とで夫々、各階調レベルに対する所望の透過率を得ることができる。尚、適度なコントラスト比と明るさとを得るための具体的な第１及び第２制御電圧を構成する電圧ＶＨＹ１、ＶＬＹ１、ＶＣＹ１、ＶＨＹ２、ＶＬＹ２及びＶＣＹ２の各値については、液晶装置について予め実験的、理論的、シュミレーション等により求められる。また、前述のように選択期間毎に印加電圧を反転させる駆動方式を採用するため（図１３の最下段参照）、高電位の電圧ＶＨＹ１（ＶＨＹ２）と低電位の電圧ＶＬＹ１（ＶＬＹ２）と基準電位の電圧ＶＣＹ１（ＶＣＹ２）が必要であるが、図１８に示したたように波高値を切り換えられる限りにおいて、第１の制御電圧と第２の制御電圧との間で、３つの電圧のうち一つ又は二つは同じ電位としてもよい。即ち、実際にスイッチで切り換える電圧は３つではなく、２つ又は１つでもよい。また、上述の反転駆動をしなければ、第１及び第２制御電圧は夫々、一対の電圧からなってもよい。
【０１２３】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、Ｙドライバ回路１００における走査信号の波高値の設定が、光源ランプ２１２ａの非点灯に応じて反射型表示用の設定に切り換えられるか、又は光源ランプ２１２ａの点灯に応じて透過型表示用の設定に切り換えられると、印加電圧の実効値の各大きさの設定が反射型表示用の設定又は透過型表示用の設定に切り換えられる。従って、データ信号電圧と走査信号電圧との差に基づく印加電圧の電圧値の高低を利用して、光源ランプ２１２ａの非点灯時には明るい反射型表示を行うことができ、光源ランプ２１２ａの点灯時には高いコントラスト比で透過型表示を行うことができる。そして、光源の点灯や消灯の際におけるコントラスト比の変化を、余り又は殆ど目立たない程度にまで小さくすることも可能となる。
【０１２４】
本実施の形態では特に、制御電圧スイッチ３２５による比較的簡単な切り換え動作により、反射型表示モードと透過型表示モードとの切り換えを迅速且つ確実に行うことができるので実用上便利である。
【０１２５】
以上の各実施の形態では、所謂“４値駆動法”に基づいて、データ信号をなすパルスの幅及び波高値により規定される電気量を階調レベルに対応させて変調することにより階調制御を行うようにしたが、本発明によれば、例えば特開平２−１２５２２５号公報等に開示された充放電駆動法に基づいて、このような階調制御を行うことも可能である。
【０１２６】
更に以上説明した各実施の形態において、ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルに代えて、単純マトリクス駆動方式、或いはＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを駆動するようにしてもよい。特にＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルの場合には、反射型表示時と透過型表示時とのコントラスト比の差を低減するだけでなく、ガンマ補正を同時に行うようにすることも可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明によれば、反射型表示時にも透過型表示時にも、明るさ及びコントラスト比が適度に調整されており、しかも、これらの表示を切り換えた際のコントラスト比や明るさの変化が視覚上目立たなくされており、違和感が無く非常に見易い表示を半透過反射型の液晶装置により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施の形態に備えられる液晶パネルの反射型表示時及び透過型表示時の動作原理を説明するための模式的断面図である。
【図２】本発明の各実施の形態に備えられる液晶パネルの断面図である。
【図３】本発明の各実施の形態に備えられるＴＦＤ駆動素子の一例を画素電極と共に示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の各実施の形態に備えられるＴＦＤ駆動素子の他の例を示す図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。
【図６】本発明の各実施の形態に備えられるＴＦＤ駆動素子の他の例を画素電極と共に示す平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における液晶パネルを構成する回路及びドライバ回路を示す等価回路図である。
【図９】本発明の実施の形態における液晶パネルを模式的に示す部分破断斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における液晶パネルと駆動装置とからなる液晶装置のブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態において生成される第１及び第２ＧＣＰ信号の波形図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に備えられた駆動装置に含まれるＸドライバ回路の一部分のブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に備えられた駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における、階調レベルに対する１Ｈ期間中のデータ信号駆動用のパルスのオン幅の変化を示す特性図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における、階調レベルと透過率との対応関係の一例を示す特性図（図１５（ａ））及び他の例を示す特性図（図１５（ｂ））である。
【図１６】本発明の各実施の形態における、印加電圧（実効値）に対する透過率の変化を示す特性図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における液晶パネルと駆動装置とからなる液晶装置のブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態において生成される２種類の走査信号の波形図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における、走査信号の波高値（ＤＣ電圧）と透過率との対応関係を示す特性図である。
【図２０】カラーフィルタ及び各画素を区切る遮光膜が形成された液晶素子における対向基板の断面図である。
【図２１】カラーフィルタ及び各画素を区切る遮光膜が形成されており画素が夫々、デルタ配列、モザイク配列及びストライプ配列された液晶素子における対向基板の平面図（図２１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ））である。
【図２２】カラーフィルタが形成され、各画素を区切る遮光膜が形成されない液晶素子における対向基板の断面図である。
【図２３】カラーフィルタが形成され、各画素を区切る遮光膜が形成されておらず、画素が夫々、デルタ配列、モザイク配列及びストライプ配列された液晶素子における対向基板の平面図（図２３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ））である。
【符号の説明】
１０…液晶素子
１２…走査線
１４…データ線
１８…液晶層
２０、２０’、４０ａ、４０ｂ…ＴＦＤ駆動素子
３０…ＴＦＤアレイ基板
３２…対向基板
３４、４５…画素電極
１００…Ｙドライバ回路
１１０…Ｘドライバ回路
２０５…上側偏光板
２１０…下側偏光板
２１１…半透過反射膜
２１２…光源
２１２ａ…光源ランプ
２１２ｂ…導光板
３１０、３１０’…ドライバコントロール回路
３１１…第１ＧＣＰ生成回路
３１１’…ＧＣＰ生成回路
３１２…第２ＧＣＰ生成回路
３１５…パルス信号スイッチ
３２０、３２０’…制御電力供給回路
３２１…Ｘ側電力供給回路
３２２…Ｙ側電力供給回路
３２３…第１Ｙ側電力供給回路
３２４…第２Ｙ側電力供給回路
３２５…制御電圧スイッチ
３３０…点灯制御回路
５００…対向基板
５０１…カラーフィルタ
５０２…遮光膜
５０４…透明電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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