(57)【要約】【課題】レンダリング技法の適用時に透過モードと反射モードとの両方で黄色化現象を抑える半透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明による液晶表示装置では、各画素が好ましくは２行３列の副画素のマトリックスを有する。各副画素は透過領域と反射領域とを含む。マトリックスの中央に配置された第１副画素は好ましくは青色であり、反射領域の面積が透過領域の面積以上である。他の副画素は好ましくは、赤色、緑色、及び白色のいずれかであり、反射領域の面積が透過領域の面積より小さい。【選択図】図７
2006235633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過領域と反射領域とを含み、マトリックス状に配列された複数の副画素、
を有する複数の画素、を備える液晶表示装置であり、
前記画素のそれぞれに含まれている前記副画素のうち少なくとも一つ（以下、第１副画素という）では前記反射領域の面積が前記透過領域の面積以上であり、前記第１副画素以外の副画素では前記反射領域の面積が前記透過領域の面積より小さい、
液晶表示装置。
【請求項２】
外部から受信される３色映像信号を４色映像信号に変換し、かつ、前記３色映像信号に対してレンダリングを行う信号制御部、をさらに備える、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１副画素は前記副画素の中で、特定の階調の輝度が最も低い、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素のそれぞれでは、前記第１副画素が、前記副画素から成るマトリックスの中央部に位置する列に含まれている、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１副画素と同じ列に位置する第２副画素、
前記第１副画素とは行と列とが共に異なる第３副画素と第４副画素、及び、
前記第２副画素とは行と列とが共に異なる第５副画素と第６副画素、
を前記画素のそれぞれがさらに有し、
前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素、及び前記第４副画素が互いに異なる色であり、
前記第５副画素が前記第４副画素とが同一色であり、前記第６副画素が前記第３副画素と同一色である、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示装置が透過モードと反射モードとの両方で動作可能であり、
透過モード時には前記第１乃至第６副画素が全て動作し、
反射モード時には前記第２副画素以外の副画素が動作する、
請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１副画素が青色の副画素である、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２副画素が白色の副画素である、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第３副画素と第６副画素とが赤色の副画素である、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第４副画素と第５副画素とが緑色の副画素である、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
赤色、緑色、及び青色の副画素間では反射領域の面積比が2：2：（1.5〜2）である、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
赤色、緑色、青色、及び白色の副画素間では透過領域の面積比が2：2：（0.5〜0.75）：1である、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
白色の色座標が、±0.01の誤差で（0.32、0.32）に位置する、請求項１１又は請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
透過領域と反射領域とを含み、マトリックス状に配列された複数の副画素、
を有する複数の画素、を備える液晶表示装置であり、
前記副画素の色の種類が、赤色、緑色、青色、及び白色を含み、
青色の前記副画素では、前記反射領域の面積が前記透過領域の面積以上であり、
赤色、緑色、及び白色の前記副画素では、前記反射領域の面積が前記透過領域の面積より小さい、
液晶表示装置。
【請求項１５】
外部から受信される３色映像信号を４色映像信号に変換し、かつ、前記３色映像信号に対してレンダリングを行う信号制御部、をさらに備える、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記液晶表示装置が透過モードと反射モードとの両方で動作可能であり、
透過モード時には、赤色、緑色、及び白色の前記副画素が全て動作し、
反射モード時には、白色以外の色の前記副画素が動作する、
請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
赤色、緑色、及び青色の前記副画素間では反射領域の面積比が2：2：（1.5〜2）である、請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
赤色、緑色、青色、及び白色の前記副画素間では透過領域の面積比が2：2：（0.5〜0.75）：1である、請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
青色と白色との前記副画素が同じ列（以下、第１列という）に位置する、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
赤色と緑色との前記副画素が、前記第１列とは異なる列に位置する、請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
赤色と緑色との前記副画素がマトリックスの対角線方向に配置されている、請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
白色の色座標が、±0.01の誤差で（0.32、0.32）に位置する、請求項２１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に液晶表示装置の画素構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は現在最も広く使用されている平板表示装置の一つである。液晶表示装置に含まれている表示パネルは、画素電極が形成されている画素電極パネル、共通電極が形成されている共通電極パネル、及びそれらのパネル間に挟まれている液晶層を含む。画素電極と共通電極との間に電圧が印加されるとき、液晶層では電界が発生し、その液晶層に含まれている液晶分子の配向を変化させる。それにより、液晶層を透過する光の偏光方向が画素ごとに制御され、各画素の光透過率が調節される。こうして、映像が表示パネルに再現される。
【０００３】
液晶表示装置は、透過型、反射型、及び半透過型に大別される。透過型液晶表示装置は、表示パネルの背面に配置された照明部を光源として利用する。反射型液晶装置は、自然光を光源として利用する。半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置の構造と反射型液晶表示装置の構造とを結合させた構造を持つ。外部光が弱く暗い所（例えば屋内）では、半透過型液晶表示装置が透過モードで動作し、内蔵の光源を利用して画像を表示する。一方、高照度の環境下（例えば屋外）では、半透過型液晶表示装置が反射モードで動作し、外部光を反射させて画像を表示する。
【０００４】
液晶表示装置では一般に、一つの画素が三原色（赤色、緑色、及び青色）の副画素（サブピクセル）を含む。液晶表示装置ではこのような副画素の構造を利用し、レンダリング技法が適用され、その解像度の向上が図られている。レンダリング技法は、赤色、緑色、及び青色の副画素を個別に駆動し、特に画素の境界に関わらず、駆動対象の副画素とその周辺に位置する副画素とを連動させ、それらの副画素間で明るさを分散させる。そのように、画素単位より細かい副画素単位で輝度の変化が表現させるので解像度が向上し、特に斜線や曲線がより繊細に表現される。
【０００５】
液晶表示装置の中には、一つの画素内に、三原色（赤色、緑色、及び青色）の副画素（サブピクセル）の他に、白色の副画素を更に含む装置（以下、４色液晶表示装置という）がある。白色の副画素は各画素の輝度を増大させる。４色液晶表示装置では、特に上記のレンダリング技法が適用される場合、一つの画素が、４色の副画素を一つずつ含むのではなく、好ましくは６個の副画素を含む。例えば、赤色、緑色、青色、及び白色の副画素が２行３列の正方格子（マトリックス）状に配置される。特に、青色と白色との副画素がマトリックスの中央の一列に置かれ、それらを間に挟み、赤色と緑色との副画素がそれぞれ異なる対角線上に配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レンダリング技法の適用は、従来の液晶表示装置では透過型に限られ、特に半透過型液晶表示装置には適用されていない。それは次の理由による。液晶表示装置では一般に、三原色のうち青色の輝度が不足した場合、色座標平面上では白色の座標が右に移動する（黄色化現象）。透過型液晶表示装置では、内蔵の光源から放出される光に含まれる青色成分が強調される。それにより、黄色化現象が抑えられている。
一方、半透過型液晶表示装置では各副画素が透過領域と反射領域とを含む。従来の半透過型液晶表示装置では特に、各副画素で透過領域と反射領域との間の面積比が一定（2：1程度）である。従って、赤色、緑色、青色、及び白色間での明るさの比が、透過モードと反射モードとの両方で共通である（例えば、2：2：1：1）。このような半透過型液晶表示装置に対してレンダリング技法をそのまま適用した場合、透過モードでは内蔵の光源が利用されるのでその青色成分の強調により黄色化現象が補償される。しかし、反射モードでは自然光が利用されるので、その青色成分の強調が一般に不十分である。その結果、反射モードでは黄色化現象が不可避である。
本発明は、特にレンダリング技法の適用時に透過モードと反射モードとの両方で黄色化現象を抑える半透過型液晶表示装置の提供、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による液晶表示装置は、
透過領域と反射領域とを含み、マトリックス状に配列された複数の副画素、を有する複数の画素を備える。好ましくは、この液晶表示装置が、外部から受信される３色映像信号を４色映像信号に変換し、かつ３色映像信号に対してレンダリングを行う信号制御部、をさらに備える。
【０００８】
本発明の一つの観点による液晶表示装置では好ましくは、各画素に含まれている副画素のうち少なくとも一つ（以下、第１副画素という）で反射領域の面積が透過領域の面積以上であり、第１副画素以外の副画素で反射領域の面積が透過領域の面積より小さい。更に好ましくは、第１副画素は副画素の中で、特定の階調の輝度が最も低い。第１副画素が、副画素から成るマトリックスの中央部に位置する列に含まれてもよい。一方、第１副画素と同じ列に位置する第２副画素、第１副画素とは行と列とが共に異なる第３副画素と第４副画素、及び、第２副画素とは行と列とが共に異なる第５副画素と第６副画素、を各画素がさらに有するとき好ましくは、第１副画素、第２副画素、第３副画素、及び第４副画素が互いに異なる色であり、第５副画素が第４副画素と同一色であり、第６副画素が第３副画素と同一色である。その場合、好ましくは、本発明による上記の液晶表示装置が透過モードと反射モードとの両方で動作可能であり、透過モード時には第１乃至第６副画素が全て動作し、反射モード時には第２副画素以外の副画素が動作する。更に好ましくは、第１副画素が青色の副画素であり、第２副画素が白色の副画素であり、第３副画素と第６副画素とが赤色の副画素であり、第４副画素と第５副画素とが緑色の副画素であってもよい。ここで、赤色、緑色、及び青色の副画素間では好ましくは、反射領域の面積比が2：2：（1.5〜2）である。一方、赤色、緑色、青色、及び白色の副画素間では好ましくは、透過領域の面積比が2：2：（0.5〜0.75）：1である。そのとき、更に好ましくは、白色の色座標が、±0.01の誤差で（0.32、0.32）に位置する。
【０００９】
本発明の他の観点による液晶表示装置では好ましくは、副画素の色の種類が、赤色、緑色、青色、及び白色を含み、青色の副画素では、反射領域の面積が透過領域の面積以上であり、赤色、緑色、及び白色の副画素では、反射領域の面積が透過領域の面積より小さい。好ましくは、この液晶表示装置が透過モードと反射モードとの両方で動作可能であり、透過モード時には、赤色、緑色、青色、及び白色の副画素が全て動作し、反射モード時には、白色以外の色の副画素が動作する。更に好ましくは、赤色、緑色、及び青色の副画素間では反射領域の面積比が2：2：（1.5〜2）であり、赤色、緑色、青色、及び白色の副画素間では透過領域の面積比が2：2：（0.5〜0.75）：1である。好ましくは、青色と白色との副画素が同じ列（以下、第１列という）に位置し、赤色と緑色との副画素が、第１列とは異なる列に位置する。更に好ましくは、赤色と緑色との副画素がマトリックスの対角線方向に配置される。更に、白色の色座標が±0.01の誤差で（0.32、0.32）に位置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、青色の副画素に含まれている反射領域が、他色の副画素に含まれている反射領域より広い。従って、本発明による半透過型液晶表示装置では、従来の半透過液晶表示装置とは異なり、レンダリング技法が適用される場合、透過モードと反射モードとの両方で白色の色座標が許容可能な誤差の範囲内で一定に維持される。従って、動作モードに関わらず、黄色化現象が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
本発明の一つの実施例による液晶表示装置は、液晶表示パネル300、バックライト部900、信号制御部600、階調電圧生成部800、ゲート駆動部400、及びデータ駆動部500を備える（図１参照）。
【００１２】
液晶表示パネル300は、画素電極パネル100、共通電極パネル200、及び液晶層3を有する（図２参照）。画素電極パネル100と共通電極パネル200とは液晶層3を間に挟んで対向している。液晶表示パネル300は更に、複数の表示信号線G1−Gn、D1−Dmと複数の副画素とを有する（図１参照）。表示信号線はゲート線G1−Gnとデータ線D1−Dmとに大別される。ゲート線G1−Gnは液晶表示パネル300の横方向に対して平行に延び、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達する。データ線D1−Dmは液晶表示パネル300の縦方向に対して平行に延び、データ電圧を伝達する。表示信号線は更に、ゲート線とデータ線との他に、維持電極線を含む（図１、２には示されていない）。維持電極線は画素電極パネル100の上をゲート線とほぼ平行に延びている。
【００１３】
副画素は液晶表示パネル300にマトリックス状に配列され、副画素間の境界が表示信号線G1−Gn、D1−Dmによって区切られている。各副画素は、スイッチング素子Q、液晶キャパシタCLC、及びストレージキャパシタCSTを含む（図１、２参照）。スイッチング素子Qは好ましくは薄膜トランジスタであり、制御端子がゲート線G1−Gnの一つに連結され、入力端子がデータ線D1−Dmの一つに連結され、出力端子が液晶キャパシタCLCとストレージキャパシタCSTとに連結されている。スイッチング素子Qは好ましくは、画素電極パネル100に備えられた三端子素子であり、更に好ましくは薄膜トランジスタ（特に非晶質シリコンを含む）である。スイッチング素子Qの制御端子がゲート線G1−Gnの一つGi（i＝1、2、…、n）に連結され、入力端子がデータ線D1−Dmの一つDj（j＝1、2、…、m）に連結され、出力端子が液晶キャパシタCLCとストレージキャパシタCSTとに連結されている（図２参照）。液晶キャパシタCLCは、画素電極パネル100の表面に設置された画素電極190、共通電極パネル200の表面に設置された共通電極270、及び二つの電極190、270間に挟まれた液晶層3の組み合わせと等価な回路素子である（特に、液晶層3は誘電体として機能する）。画素電極190はスイッチング素子Qの出力端子に連結されている。共通電極270は共通電極パネル200の全面を覆っている。共通電極270に対しては、外部から共通電圧Vcomが印加される。尚、図２とは異なり、共通電極270が画素電極パネル100に備えられても良い。その場合、二つの電極190、270がいずれも線状または棒状に形成される。ストレージキャパシタCSTはスイッチング素子Qの出力端子と維持電極線との間に連結され、液晶キャパシタClcの容量を補っている。具体的には、維持電極線（図示せず）と画素電極190との重なり部分（両者間には絶縁体が挟まれている）がストレージキャパシタCSTとして利用される。維持電極線に対しては外部から所定の電圧（好ましくは共通電圧Vcom）が印加される。尚、画素電極190とゲート線との重なり部分がストレージキャパシタCSTとして利用されてもよい。更に、ストレージキャパシタCSTが必要に応じて省略されても良い。
【００１４】
本発明の実施例による液晶表示装置は好ましくは半透過型である。その場合、各副画素が透過領域TAと反射領域RAとを含む（図４参照）。更に、画素電極190が透明電極192と反射電極194とを含む（図５参照）。透過領域TAは透明電極192で覆われ、光が透過可能である。一方、反射領域RAは反射電極194で覆われ、光が反射される。
【００１５】
各副画素は更に色フィルタ230を含む（図２参照）。色フィルタ230は好ましくは共通電極パネル200の表面に設置されている。色フィルタ230はその他に、画素電極パネル100の表面、特に画素電極190の上または下に形成されても良い。本発明の実施例による液晶表示装置は好ましくは４色型である。すなわち、色フィルタ230の色が、三原色に白色を加えた４色のいずれかであり、副画素ごとに異なる。三原色間での輝度の差、及び白色の輝度の相違によって所望の色相が表現される。以下、各副画素をそれぞれの色に応じ、赤色副画素R、緑色副画素G、青色副画素B、及び白色副画素Wと呼ぶ。本発明の実施例では好ましくは、各画素に6個の副画素が含まれ、特に2行3列の正方格子（マトリックス）上に配列されている（図３参照）。更に好ましくは、マトリックスの中央の一列（以下、第１列という）に含まれている二つの副画素の一方（第１副画素）が青色副画素Bであり、他方（第２副画素）が白色副画素Wである。更に、二つの赤色副画素Rと二つの緑色副画素Gとがマトリックスの異なる対角線方向に配置されている。すなわち、第１副画素とは行と列とが共に異なる第３副画素と第４副画素とにそれぞれ、赤色副画素Rと緑色副画素Gとが一つずつ配置され、第２副画素とは行と列とが共に異なる第５副画素と第６副画素とにそれぞれ、赤色副画素Rと緑色副画素Gとが一つずつ配置されている。尚、副画素のマトリックスのサイズは図３に示されている2行3列には限られない。例えば、図３に示されている列のいずれかを重複させることで、マトリックスの列数が増加されても良い。同様に、マトリックスの行数が増加されても良い。
【００１６】
バックライト部900（図１参照）はインバータ（図示せず）と光源部（図示せず）とを含む。光源部は液晶表示パネル300（特に画素電極パネル100）の背面に装着され、少なくとも一つのランプを含む。本発明の実施例による液晶表示装置が透過モードで動作するとき、バックライト部900ではランプがインバータにより駆動され、画素電極パネル100の背面に対して光を所定の強さで照射する。ランプは好ましくは、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、またはＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp）である。その他に、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されても良い。尚、本発明の実施例による液晶表示装置が反射モードで動作するとき、バックライト部900のランプが外部の明るさに応じた光量で、画素電極パネル100の背面を照らしても良い。
【００１７】
信号制御部600は外部のグラフィックコントローラ（図示せず）から、好ましくは、３色映像信号R、G、Bと入力制御信号とを受信する。３色映像信号R、G、Bは画素ごとに三原色の各輝度情報を含む。入力制御信号は好ましくは、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEを含む。信号制御部600は液晶表示パネル300の動作条件に合わせて映像信号R、G、Bを適切に処理する（例えばガンマ補正を施す）。本発明の実施例による信号制御部600は特に、３色映像信号R、G、Bを４色映像信号DATに変換する。ここで、４色映像信号DATは、三原色の各輝度情報に加え、白色の輝度情報を含む。信号制御部600は好ましくは、４色映像信号DATに対してレンダリングを行う。
【００１８】
一方、信号制御部600は、水平同期信号Hsyncと垂直同期信号Vsyncとに基づいてゲート制御信号CONT1とデータ制御信号CONT2とを生成する。ゲート制御信号CONT1は好ましくは、ゲートオン電圧Vonの出力開始を指示する走査開始信号、及び、ゲートオン電圧Vonの出力時間を制御するクロック信号を含む。ゲート制御信号CONT1はその他に、ゲートオン電圧Vonの持続時間を限定する出力イネーブル信号を含んでも良い。データ制御信号CONT2は好ましくは、マトリックスの行ごとに副画素への４色映像信号DATの伝送開始を知らせる水平同期開始信号、データ線D1−Dmに対するデータ電圧の印加を指示するロード信号、及びデータクロック信号を含む。データ制御信号CONT2はその他に、共通電圧Vcomに対するデータ電圧の極性（以下、データ電圧の極性と略す）の反転を指示する反転信号を含んでも良い。ゲート制御信号CONT1はゲート駆動部400に送られ、データ制御信号CONT2と４色映像信号DATとはデータ駆動部500に送られる。
【００１９】
階調電圧生成部800は、一対の階調電圧群を生成する。一対の階調電圧群の一方は共通電圧Vcomに対して正であり、他方は負である。二つの階調電圧群はそれぞれ、４色映像信号DATに含まれている輝度情報に応じて各副画素の画素電極に対して印加されるべきデータ電圧のレベルを定める。
【００２０】
ゲート駆動部400は液晶表示パネル300のゲート線G1−Gnに連結されている（図１参照）。ゲート駆動部400は好ましくは複数の集積回路チップの集合体であり、特にシフトレジスタである。その場合、シフトレジスタの各ステージがゲート線G1−Gnの一つに連結されている。各ステージは外部から印加されるゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffとをゲート信号として、連結されたゲート線G1−Gnに対して印加する。その結果、ゲート信号は所定の時間間隔で、ゲート線G1−Gnに対して順番に印加される。
【００２１】
データ駆動部500は液晶表示パネル300のデータ線D1−Dmに連結されている（図１参照）。データ駆動部500は好ましくは複数の集積回路チップの集合体である。データ駆動部500はまず、階調電圧生成部800から出力される二つの極性の階調電圧群のいずれか一つを選択する。データ駆動部500は更に、選択された階調電圧群の中から一つの階調電圧を４色映像信号DATに従って選択する。選択された階調電圧はデータ信号として、特定のデータ線D1−Dmに対し、データ制御信号CONT2のタイミングに従って印加される。
【００２２】
本発明の上記の実施例による液晶表示装置は以下のように表示動作を行う。
液晶表示装置はまず、外部の明るさに応じ、透過モードと反射モードとのいずれかを動作モードとして選択する。次に、信号制御部600が、外部のグラフィックコントローラ（図示せず）から３色映像信号R、G、Bと入力制御信号とを受信する（図１参照）。信号制御部600は３色映像信号R、G、Bに対してレンダリングを行うと共に、３色映像信号R、G、Bを４色映像信号DATに変換する。一方、信号制御部600は入力制御信号に基づいてゲート制御信号CONT1とデータ制御信号CONT2とを生成する。
【００２３】
データ駆動部500がデータ制御信号CONT2に従い、副画素のマトリックスの行ごとに４色映像信号DATを受信する。データ駆動部500はそのとき、階調電圧生成部800から出力される階調電圧群から、各副画素に対する輝度情報に対応する階調電圧を選択する。選択された階調電圧がその副画素に伝達されるべきデータ電圧として、その副画素に接続されたデータ線D1−Dmに対して印加される。一方、ゲート駆動部400がゲート制御信号CONT1に従い、ゲートオン電圧Vonをゲート線G1−Gnに対して順番に印加する（図１参照）。そのとき、ゲートオン電圧Vonが印加されたゲート線Gi（i＝1、2、…、n）に接続されたスイッチング素子Qが導通する（図１、２参照）。それにより、データ線Dj（j＝1、2、…、m）に対して印加されたデータ電圧が導通したスイッチング素子Qを介して画素電極190に対して印加される。画素電極190に対して印加されたデータ電圧と共通電極270に対して印加された共通電圧Vcomとの間の差は、スイッチング素子Qの遮断後も、液晶キャパシタCLCとストレージキャパシタCSTとにより維持される。そのとき、その液晶キャパシタCLCに含まれている液晶層3の部分では液晶分子の配向がデータ電圧と共通電圧Vcomとの間の差に応じて変化する。その結果、液晶層3を通過する光の偏光方向が変化する。その偏光方向の変化により、第１偏光板12と第２偏光板22とを同時に透過可能な光の光量が変化する。こうして、各副画素の輝度が変化し、特に４色映像信号DATの示す階調の輝度に調節される。
【００２４】
データ駆動部500とゲート駆動部400とは上記の動作を、1／2水平周期（＝1／2H＝水平同期信号Hsync、データイネーブル信号DE、及びゲート制御信号CONT1に含まれているクロック信号の１／２周期）ごとに繰り返す。それにより、１フレームの間に全てのゲート線G1−Gnに対してゲートオン電圧Vonが印加され、全ての副画素に対してデータ電圧が印加される。更に、データ駆動部500に伝達される反転信号の状態が制御され、フレームごとにデータ電圧の極性が反転する（フレーム反転）。その上、反転信号を利用し、同じフレーム内で、副画素のマトリックスの行ごとにデータ電圧の極性が反転し（例：行反転、ドット反転）、または、隣接する二つのデータ線間でデータ電圧の極性が反転しても良い（例：列反転、ドット反転）。
【００２５】
本発明の上記の実施例による液晶表示パネルは好ましくは、特に各副画素の近傍で以下の構造を持つ（図４〜６参照）。図５に示されているように、画素電極パネル100と共通電極パネル200との間には液晶層3が挿入されている。液晶層3では、外部から電界が印加されていないとき、液晶分子の長軸が二つのパネル100、200の表面に対して垂直または水平に配向されている。ここで、液晶層3の配向方式は、捩れネマチック（ＴＮ）方式でも、垂直配向（ＶＡ）方式でも、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式でもよい。画素電極パネル100の外面には第１偏光板12が備えられ、共通電極パネル200の外面には第２偏光板22が備えられている。二枚の偏光板12、22間では透過軸が直交する。
【００２６】
画素電極パネル100には基板110を含む（図５、６参照）。基板110は透明な絶縁物であり、好ましくはガラスである。基板110の上には、複数のゲート線121と複数の維持電極線131とが形成されている。ゲート線121は画素電極パネル100の横方向に延びている（図４参照）。ゲート線121は、データ線171との交差点の近傍にゲート電極124を有する。ゲート電極124は画素電極パネル100の縦方向に突出している。ゲート線121の一端には拡張部125が形成されている。拡張部125は面積が広く、パッド部として利用される。すなわち、ゲート線121は拡張部125を通して外部回路（特にゲート駆動部400）に連結される。維持電極線131は画素電極パネル100の横方向に延びている。維持電極線131は各副画素に含まれる部分に維持電極133を有する。維持電極133は画素電極パネル100の縦方向に拡がっている。
【００２７】
ゲート線121と維持電極線131とはそれぞれ、導電膜を含む（図５、６参照）。その導電膜は好ましくは、アルミニウム系金属（アルミニウムやアルミニウム合金等）、銀系金属（銀や銀合金等）、銅系金属（銅や銅合金等）、モリブデン系金属（モリブデンやモリブデン合金等）、クロム、チタニウム、タンタルを含む。ゲート線121と維持電極線131とは更に、物理的な性質の異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多層構造であっても良い。その場合、好ましくは、導電膜の一方が比抵抗の低い金属（例えば、アルミニウム系金属）を含み、ゲート線121と維持電極線131とのそれぞれで信号遅延や電圧降下を低減させる。更に好ましくは、導電膜の他方が、特にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）に対する接触特性の優れた物質（例えば、モリブデン系金属やクロム）を含む。そのような二つの導電膜の組み合わせは好ましくは、クロムとアルミニウム−ネオジム合金との組み合わせである。ゲート線121と維持電極線131とはその他に、単層構造、または三層以上の多層構造であっても良い。ゲート線121と維持電極線131との各側面は好ましくは、基板110の表面に対して傾いている。その傾斜角は好ましくは約20°〜80°である。
【００２８】
ゲート線121、維持電極線131、及びそれらの近傍の基板110の表面はゲート絶縁膜140で覆われている（図５、６参照）。ゲート絶縁膜140は好ましくは窒化シリコンを含む。ゲート絶縁膜140の上には複数の線形半導体151が形成されている。線形半導体151は好ましくは水素化非晶質シリコン（a−Si：H）または多結晶シリコンを含む。線形半導体151はデータ線171の下地に相当し、画素電極パネル100の縦方向に延びている（図４参照）。線形半導体151は特に、ゲート線121と維持電極線131との各交差点近傍で幅が広く、ゲート線121と維持電極線131との各交差点近傍を広い範囲で覆っている。線形半導体151は更に、ゲート線121との交差点近傍に突出部154を含む。突出部154は画素電極パネル100の縦方向に延び、ゲート電極124を覆っている。突出部154は更に拡張部157を含む。拡張部157はゲート絶縁膜140を間に挟んで維持電極133と重なっている。
【００２９】
線形半導体151の上には、線形のオーミック接触部材（ohmic contact。以下、線形接触部材という）161と島形のオーミック接触部材（以下、島形接触部材という）165とが形成されている（図５参照）。各オーミック接触部材161、165は好ましくは、シリサイドまたはｎ＋水素化非晶質シリコン（ｎ型不純物が高濃度でドーピングされている水素化非晶質シリコン）を含む。線形接触部材161は線形半導体151と同様にデータ線171の下地に相当し、画素電極パネル100の縦方向に延び、線形半導体151を覆っている。線形接触部材161は更に、ゲート線121との交差点近傍に突出部163を含む。突出部163と島形接触部材165との対が線形半導体151の突出部154の上に配置されている。線形半導体151とオーミック接触部材161、165との各側面は好ましくは、基板110の表面に対して傾いている。その傾斜角は好ましくは30°〜80°である。
【００３０】
線形接触部材161の上にはデータ線171が形成され、島形接触部材165とゲート絶縁膜140との上にはドレイン電極175が形成されている（図４、５、６参照）。データ線171は画素電極パネル100の縦方向に延び、ゲート線121と維持電極線131と交差する。データ線171の一端には拡張部179が形成されている。拡張部179は面積が広く、パッド部として利用される。すなわち、データ線171は拡張部179を通して他の層または外部装置（特にデータ駆動部500）に接続される。データ線171は更に、ゲート線121との交差点近傍にソース電極173を含む。ソース電極173は画素電極パネル100の横方向に突出し、島形接触部材165を覆うドレイン電極175の端部を囲んでいる。ドレイン電極175は拡張部177を含む。拡張部177は、ソース電極173に囲まれた端部から画素電極パネル100の横方向に延び、ゲート絶縁膜140を間に挟んで維持電極133と重なっている。データ線171とドレイン電極175とは好ましくは、耐熱性金属（例えば、クロム、モリブデン系金属、タンタル、及びチタニウムなど）を含む。それらは更に好ましくは、耐熱性金属（モリブデン、モリブデン合金、クロムなど）を含む下部膜（図示せず）と、低抵抗物質（例えば、アルミニウム系金属）を含む上部膜（図示せず）との多層膜であっても良い。データ線171とドレイン電極175とは好ましくは、ゲート線121や維持電極線131と同様に、各側面が基板110の表面に対して約30°〜80゜の角度で傾いている。
【００３１】
ゲート電極124、ゲート絶縁膜140、線形半導体151の突出部154、ソース電極173、及びドレイン電極175が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、上記のスイッチング素子Q（図１、２参照）として利用される。その薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極173とドレイン電極175との間に露出している、線形半導体151の突出部154の一部に形成される（図４、５参照）。ここで、オーミック接触部材161、165により、線形半導体151とデータ線171との間、及び、線形半導体151とドレイン電極175との間ではいずれも、接触抵抗が低い。
【００３２】
データ線171、ドレイン電極175、及び線形半導体151の露出部分は、保護膜180で覆われている（図５、６参照）。保護膜180は好ましくは無機物質を含み、特に窒化シリコンや酸化シリコンを含む。更に、保護膜180は有機絶縁膜187で覆われている。有機絶縁膜187は好ましくは、平坦化特性に優れ、かつ感光性を有する有機物質を含む。更に好ましくは、有機絶縁膜187の表面には凹凸が形成されている（図５参照）。尚、ゲート線121とデータ線171との各パッド部125、179の近傍では、有機絶縁膜187が除去され、保護膜180のみが残っている（図６参照）。保護膜180とゲート絶縁膜140とには、第１接触孔（コンタクトホール）182が形成されている（図４、６参照）。第１接触孔182からはゲート線121の拡張部125が露出している。保護膜180には更に、第２接触孔183が形成されている（図４、６参照）。第２接触孔183からはデータ線171の拡張部179が露出している。保護膜180と有機絶縁膜187とには、第３接触孔185が形成されている（図４、５参照）。第３接触孔185からはドレイン電極175の拡張部177が露出している。各接触孔182、183、185は多角形または円形など、多様な形状であり得る。各接触孔の側壁は好ましくは、基板110の表面に対して30°〜85゜の角度で傾いている。各側壁はその他に階段状であっても良い。
【００３３】
ゲート線121とデータ線171とで区切られた各領域、すなわち各副画素では、有機絶縁膜187の上に画素電極190が形成されている（図４、５参照）。画素電極190は、透明電極192と反射電極194との二つの層を含む。透明電極192は透明な導電物質（好ましくはＩＴＯまたはＩＺＯ）を含む。反射電極194は不透明で光反射率の高い金属（好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金）を含む。反射電極194は好ましくは、透明電極192の上を覆う（図５参照）。好ましくは、有機絶縁膜187の上を覆う画素電極190の部分に、有機絶縁膜187の表面と同様な凹凸が形成されている（図５参照）。この凹凸が反射電極194の反射効率を増大させる。画素電極190は更に、透明電極192と反射電極194との間に接触補助層を含んでも良い（図示せず）。接触補助層は好ましくは、モリブデン若しくはモリブデン合金、クロム、チタニウム、またはタンタルを含む。接触補助層は透明電極192と反射電極194との間の接触特性を良好に維持し、かつ透明電極192による酸化から反射電極194を保護する。
【００３４】
各副画素の反射領域RAでは反射電極194が露出している（図５参照）。一方、各副画素の透過領域TAでは反射電極194が除去され、透明電極192が露出している。透過領域TAでは更に、有機絶縁膜187が除去されている。それにより、透過領域TAと反射領域RAとの間の境界には大きな段差195が形成されている。その結果、透過領域TAでのセルギャップ（画素電極パネル100と共通電極パネル200との間の距離、すなわち液晶層3の厚さ）が反射領域RAでのセルギャップより大きい（好ましくは、ほぼ２倍）。反射領域RAと透過領域TAとの間でのセルギャップの差が、各領域に含まれる液晶層3間での光路差を補償する。
【００３５】
画素電極190は第３接触孔185を通じてドレイン電極175の拡張部177に連結されている（図５参照）。それにより、画素電極190に対しては、ドレイン電極175からデータ電圧が印加される。画素電極190に対してデータ電圧が印加されたとき、画素電極190と共通電極270との間には電界が生じ、両電極間に挟まれた液晶層3に含まれている液晶分子の配向が変化する。画素電極190、液晶層3、及び共通電極270が液晶キャパシタCLC（図１、２参照）を構成する。一方、ドレイン電極175の拡張部177、ゲート絶縁膜140、及び維持電極133がストレージキャパシタCSTを構成する。ここで、ストレージキャパシタは画素電極190とゲート線121との重なり部分から構成されても良い。この場合、維持電極線131は省略されても良い。画素電極190は好ましくは、ゲート線121とデータ線171と重なっている。それにより、副画素の開口率が高い。画素電極190はその他に、ゲート線121またはデータ線171と重なっていなくても良い。
【００３６】
好ましくは、ゲート線121のパッド部125では保護膜180の上に第１接触補助部材95が形成され、データ線171のパッド部179では保護膜180の上に第２接触補助部材97が形成されている（図４、６参照）。ここで、接触補助部材95、97は、透明電極192または反射電極194と同一の層に形成されても良い。第１接触補助部材95は第１接触孔182を通じてゲート線121の拡張部125に連結され、第２接触補助部材97は第２接触孔183を通じてデータ線171の拡張部179に連結されている。接触補助部材95、97はそれぞれ、ゲート線121とデータ線171との各拡張部125、179を外部装置に良好に接着させ、かつ各接続部を保護する。尚、接触補助部材95、97の設置は選択的である。
【００３７】
各副画素の透過領域TAでは、透明電極192の上に第１位相遅延膜13が形成されている（図５参照）。一方、反射領域RAでは反射電極194の上に第２位相遅延膜14が形成されている。第１及び第２位相遅延膜13、14は好ましくは、硬化した液晶を含む。特に第１位相遅延膜13では、その主軸に対して垂直な方向に光が透過するとき、その主軸に対して平行な偏光成分と垂直な偏光成分との間に1／4波長の位相差が生じる。それにより、第１位相遅延膜13では透過光が、線偏光から円偏光に、またはその逆に変化する。第１位相遅延膜13のその性質が利用され、透過領域TAと反射領域RAとの間では、液晶層3を透過する光の位相差が補償される。好ましくは、第１及び第２位相遅延膜13、14間では透過光の位相差が、バックライト部900のランプから照射される光の波長の1／4に設定されている。更に好ましくは、第１位相遅延膜13の主軸が第１偏光板12の透過軸に対して±45゜の角度で傾いている。そのとき、第１位相遅延膜13の主軸と第２偏光板22の透過軸との間では角度差が45゜である。従って、反射領域RAでは、液晶層3から第１位相遅延膜13に入射した光が反射電極194で反射された後、再び第１位相遅延膜13を透過したとき、その光の二つの偏光成分間では位相差が最大である。一方、第２位相遅延膜14の主軸は好ましくは、第１偏光板12の主軸に対して平行であり、または直交する。そのとき、第２位相遅延膜14の主軸と偏光板11、12の各透過軸との間では角度差が0°または90°である。従って、透過領域TAでは、第２位相遅延膜14を透過した光の二つの位相成分間に位相差がない。尚、第２位相遅延膜14は必要に応じて省略可能である。
【００３８】
画素電極190と第１位相遅延膜13との間、または、画素電極190と第２位相遅延膜14との間には、好ましくは、感光性配向膜が形成されている（図示せず）。反射領域RAと透過領域TAとの間では感光性配向膜の露光方向が異なるので、感光性配向膜の配向軸が異なる。その結果、第１及び第２位相遅延膜13、14間では主軸の角度が異なる。
【００３９】
共通電極パネル200は基板210を含む（図５参照）。基板210は透明な絶縁物質（好ましくはガラス）を含む。基板210の上には遮光部材（ブラックマトリックスともいう）220が形成されている。遮光部材220は画素電極190と対向する開口領域を区分けしている。それにより、副画素間での光漏れが防止される。各副画素では、色フィルタ230が基板210と遮光部材220との上に形成されている。各色フィルタ230の大部分は、遮光部材220により区切られた開口領域内に収まっている。各色フィルタ230の色は、三原色（赤色、緑色、及び青色）と白色とのうちの一つである。更に、色フィルタ230は図３に示されたマトリックス状に配置されている。各色フィルタ230は好ましくは、透過領域TAでは反射領域RAより厚い。従って、透過領域TAを透過した光と反射領域RAで反射された光との間での輝度の差が色フィルタ230の厚さの差で補償される。その他に、色フィルタ230の厚さが透過領域TAと反射領域RAとの両方で同一に維持される一方、反射領域RAでは色フィルタ230に孔が形成されても良い。遮光部材220と色フィルタ230との上には共通電極270が形成されている。共通電極270は透明な導体（好ましくは、ＩＴＯまたはＩＺＯ）を含む。
【００４０】
本発明の上記の実施例による液晶表示装置では特に、青色副画素Bと他の三つの副画素R、G、Wとの間で透過領域TAと反射領域RAとの間の面積比が異なる（図７参照）。図７では、斜線で示された部分が各副画素の反射領域RAを表し、それ以外の部分が透過領域TAを表している。図７に示されている通り、赤色副画素R、緑色副画素G、及び白色副画素Wではいずれも、透過領域TAと反射領域RAとの間の面積比がほぼ2：1である。一方、青色副画素Bでは透過領域TAと反射領域RAとの間の面積比がほぼ1：2である。従って、４色の副画素R、G、B、W間では、透過領域TAの面積比が2：2：0.5：1であり、反射領域RAの面積比が2：2：2：1である。
【００４１】
本発明の上記の実施例による液晶表示装置は好ましくは、透過モード時には一つの画素を構成する６個の副画素（図３参照）を全て動作させ、反射モード時には白色副画素W以外の５個の副画素を動作させる。ここで、副画素の動作とは、決められた色の光を透過し、または反射することを意味する。従って、非動作時には各副画素が黒色に維持される。透過モード時での各副画素の輝度は、その副画素の透過領域TAの面積に比例する。同様に、反射モード時での各副画素の輝度は、その副画素の反射領域RAの面積に比例する。従って、特に図７に示されている例では、白色副画素Wに対して特定の階調の輝度が指定されるとき、透過モード時の実際の輝度が反射モード時の実際の輝度より２倍程度高い。更に、一つの画素（６個の副画素）全体では、透過モード時と反射モード時との間の輝度比が、全ての透過領域TAと全ての反射領域RAとの間の面積比に比例する。各領域の面積を単純に合算した場合、図７に示されている例では、透過モード時と反射モード時との間の輝度比が5.5：6である。一方、透過モード時と反射モード時との両方で黄色化現象を回避するには、二つのモード間での輝度比を1：1に調節しなければならない。すなわち、二つのモード間で白色の色座標を同一に維持しなければならない（図８参照）。白色の色座標は好ましくは、±0.01程度の誤差で（0.32、0.32）に維持されるべきである。尚、図８ではその許容範囲が、目標の座標（0.32、0.32）を中心とする円形の斜線部で示されている。
【００４２】
本発明の上記の実施例による液晶表示装置は以下のように、透過モードと反射モードとの間での輝度比を1：1に調節する。透過モードでは好ましくは、バックライト部900のランプが発する光に含まれている青色成分が調節される。一方、反射モードでは好ましくは、青色副画素Bの反射領域RAの面積が調節される。特に、青色副画素Bでは、反射領域RAの面積が透過領域TAの面積以上に設定される。一方、他の色の副画素R、G、Wでは、反射領域RAの面積が透過領域TAの面積より小さく設定される。こうして、透過モードと反射モードとのそれぞれで独立に、４色の副画素間の輝度比（特に青色副画素の輝度）が調節可能である。その結果、図８に示された色座標空間では、透過モードと反射モードとの両方で、白色の色座標Wが円形の斜線部の中に維持される。それ故、動作モードに関わらず、黄色化現象が回避される。本発明の上記の実施例による液晶表示装置では特に、一つの画素に含まれる三原色の副画素R、G、B（図３、７参照）間での反射領域RAの面積比が、好ましくは2：2：（1.5〜2）である。一方、三原色に白色を加えた４色の副画素R、G、B、W間では、透過領域の面積比が2：2：（0.5〜0.75）：1である。
【００４３】
以上の説明の通り、本発明の上記の実施例による液晶表示装置では、青色副画素Bの反射領域RAが透過領域TAより特に大きく設定される。それにより、透過モードと反射モードとのそれぞれで独立に青色の輝度が調節される（透過モードではバックライト部900のランプのスペクトルにより、反射モードでは青色副画素Bの反射領域RAの面積による）。その結果、二つのモードの両方で白色の色座標が同一に維持され、黄色化現象が防止される。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明した。しかし、本発明の技術的範囲は上記の実施例には限定されない。実際、当業者であれば、特許請求の範囲に記載されている本発明の基本概念を利用した多様な変形や改良が可能であろう。従って、それらの変形や改良も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一つの実施例による液晶表示装置に含まれている一つの副画素の構成とその等価回路とを示す模式図
【図３】本発明の一つの実施例による液晶表示装置に含まれている副画素の配置図
【図４】本発明の一つの実施例による液晶表示装置に含まれている表示パネルの、特に副画素近傍の詳細を示す平面図
【図５】図４に示されている折線V−V´に沿って切断された断面を示す展開図
【図６】図４に示されている折線VI−VI´に沿って切断された断面を示す展開図
【図７】図３に示されている各副画素の透過領域と反射領域とを示す配置図
【図８】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の色座標を示す色空間図
【符号の説明】
【００４６】
3  液晶層
13  第１位相遅延膜
14  第２位相遅延膜
100  画素電極パネル
110  画素電極パネル100の基板
121  ゲート線
125  ゲート線121の拡張部
124  ゲート電極
131  維持電極線
133  維持電極
140  ゲート絶縁膜
151  線形半導体
154  線形半導体151の突出部
157  線形半導体151の拡張部
161、165  オーミック接触部材
171  データ線
173  ソース電極
175  ドレイン電極
177  ドレイン電極175の拡張部
179  データ線171の拡張部
180  保護膜
182、183、185  接触孔
187  有機絶縁膜
190  画素電極
192  透明電極
194  反射電極
TA   透過領域
RA   反射領域
195  透過領域TAと反射領域RAとの間の段差
200  共通電極パネル
210  共通電極パネル200の基板
220  遮光部材
230  色フィルタ
270  共通電極
300  液晶表示パネル
400  ゲート駆動部
500  データ駆動部
600  信号制御部
800  階調電圧生成部
900  バックライト部
Q   スイッチング素子
CLC  液晶キャパシタ
CST  ストレーシ゛キャハ゜シタ
D1〜Dm  データ線
G1〜Gn  ゲート線
CONT1  ゲート制御信号
CONT2  データ制御信号
DAT      ４色映像信号
R、G、B  ３色映像信号
DE     データイネーブル信号
Hsync  水平同期信号
Vsync  垂直同期信号
MCLK  メインクロック
Vcom  共通電圧
Voff  ゲートオフ電圧
Von   ゲートオン電圧
【図１】
2006235633.tif 000003
【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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