(57)【要約】【課題】本発明は、シングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ及びその駆動方法を提供する。【解決手段】本発明は、上基板と、複数の画素がマトリックス状に配列され且つ各画素が反射領域及び透過領域を有する下基板と、を備える半透過型液晶パネルを備えるシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法である。前記下基板の各画素にマルチプレクサを追加し、前記マルチプレクサは、それぞれ反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに接続され、且つ変調走査信号及び異なる電圧データ信号に基づいて、前記異なる電圧データ信号を各画素の反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに入力することによって、透過領域の電圧透過率（ＶＴ）曲線及び反射領域の電圧反射率（ＶＲ）曲線を一致させる。又、本発明は、シングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイにも関する。【選択図】図９
2011065160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板と、複数の画素がマトリックス状に配列され且つ各画素が反射領域及び透過領域を有する下基板と、を備える半透過型液晶パネルを備えるシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法であって、
前記下基板の各画素にマルチプレクサを追加し、前記マルチプレクサは、それぞれ反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに接続され、且つ変調走査信号及び異なる電圧データ信号に基づいて、前記異なる電圧データ信号を各画素の反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに入力することによって、透過領域の電圧透過率（ＶＴ）曲線と反射領域の電圧反射率（ＶＲ）曲線とを一致させることを特徴とするシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項２】
マルチプレクサは、
前記透過領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び透過領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを透過領域のコンデンサに入力する薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて本画素の走査線、データ線に接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動する反射領域の第一薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて前記反射領域の第一薄膜トランジスタに直列接続され、本画素の次の画素の走査線及び反射領域のコンデンサに接続され、本画素の次の画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動して前記反射領域の第一薄膜トランジスタと同時に起動した時、前記反射領域の第一薄膜トランジスタを介して本画素のデータ線の電圧データを反射領域のコンデンサに入力する反射領域の第二薄膜トランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項３】
前記下基板に水平に交互に配列される複数の走査線及び複数の子走査線が前記複数のデータ線に縦横に交差することによって、各画素がそれぞれ複数の走査線及び複数の子走査線を有し、
各マルチプレクサは、
前記透過領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び透過領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを透過領域のコンデンサに入力する透過領域の薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び反射領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを反射領域のコンデンサに入力する反射領域薄膜トランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項４】
前記下基板の複数の走査線は、変調走査信号を順次に周期的に受信し、
各変調走査信号は、２Ｈの駆動信号であり、０．５Ｈの第一高電圧信号、０．５Ｈの低電圧信号、及び１Ｈの第二高電圧信号を備え、且つ前後走査線の変調走査信号が１Ｈの時間差を持つことを特徴とする請求項２に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項５】
前記変調走査信号を生成する方式は、先ず、２組のタイミングの差値が１Ｈであってパルス時間が０．５Ｈであるタイミング信号を獲得し、次に、２Ｈの高電圧信号を有する奇数及び偶数走査信号から前記２組のタイミング信号をそれぞれ減算することを特徴とする請求項４に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項６】
前記下基板の複数の子走査線及び走査線は、変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記変調走査信号は、０．５Ｈの駆動信号であり、且つ各画素に対応する子走査線及び走査線の変調走査信号が０．５Ｈの時間差を持つことを特徴とする請求項３に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項７】
前記下基板の複数の子走査線は、第一変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記複数の走査線は、第二変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記第一変調走査信号は、０．５Ｈの高電圧信号であり、第二変調走査信号は、１Ｈの高電圧信号であり、且つ各画素に対応する子走査線と走査線との時間差がないことを特徴とする請求項３に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項８】
前記半透過型液晶ディスプレイは、
各画素のデータ線の電圧データ信号を提供するデータ駆動回路と、
前記データ駆動回路に接続され、前記データ駆動回路に入力した異なるグレースケールのガンマ電圧を提供して前記データ駆動回路から電圧データ信号を前記反射領域及び前記透過領域にそれぞれ出力するガンマ電圧発生器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項９】
上基板と、下基板と、前記上基板と前記下基板との間に挟まれている液晶層と、を備え、前記下基板には、公共電極、互いに直交するように配列される複数の走査線及び複数のデータ線が配置され、前記走査線とデータ線とが交差する箇所は単一の画素に定義され、各画素は、透過領域と、反射領域と、該画素の走査線及びデータ線に接続されるマルチプレクサと、を備える半透過型液晶パネルと、
複数の走査線に接続され、複数の走査線に変調走査信号を順次に周期的に入力し、各画素のマルチプレクサを駆動して前記反射領域及び前記透過領域の起動順序及び起動時間を制御する走査駆動回路と、
複数のデータ線に接続され、同じグレースケールに基づいて異なる２組の電圧のデータ信号を各画素の起動した透過領域及び反射領域に出力するデータ駆動回路と、
走査駆動回路及びデータ駆動回路に固定タイミング信号を提供するタイミングコントローラーと、
を備えることを特徴とするシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
マルチプレクサは、
前記透過領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び透過領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを透過領域のコンデンサに入力する薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて本画素の走査線、データ線に接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動する反射領域の第一薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて前記反射領域の第一薄膜トランジスタに直列接続され、本画素の次の画素の走査線及び反射領域のコンデンサに接続され、本画素の次の画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動して前記反射領域の第一薄膜トランジスタと同時に起動した時、前記反射領域の第一薄膜トランジスタを介して本画素のデータ線の電圧データを反射領域のコンデンサに入力する反射領域の第二薄膜トランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記下基板に水平に交互に配列される複数の走査線及び複数の子走査線が前記複数のデータ線に縦横に交差することによって、各画素がそれぞれ複数の走査線及び複数の子走査線を有し、
各マルチプレクサは、
前記透過領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び透過領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを透過領域のコンデンサに入力する透過領域の薄膜トランジスタと、
前記反射領域に形成されて本画素の走査線、データ線、及び反射領域のコンデンサに接続され、本画素の走査線の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線の電圧データを反射領域のコンデンサに入力する反射領域の薄膜トランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記走査駆動回路から出力した変調走査信号は、２Ｈの駆動信号であり、０．５Ｈの第一高電圧信号、０．５Ｈの低電圧信号、及び１Ｈの第二高電圧信号を備え、且つ前後走査線の変調走査信号が１Ｈの時間差を持つことを特徴とする請求項１０に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
複数の走査線は、下基板の相対する両側に形成される奇数走査線及び偶数走査線を備え、
前記タイミングコントローラーが、第一タイミング信号及び前記第一タイミング信号と同一の周波数を有する第二タイミング信号を提供し、第一タイミング信号と第二タイミング信号のタイミングの差値が１Ｈであって、パルス時間が０．５Ｈであり、
前記走査駆動回路から順次に２Ｈの高電圧信号を有する奇数走査信号及び偶数走査信号を生成し、前記奇数走査信号及び偶数走査信号から前記第一タイミング信号及び前記第二タイミング信号をそれぞれ減算して変調走査信号を出力することを特徴とする請求項１２に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記下基板の複数の子走査線及び走査線は、変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記変調走査信号は、０．５Ｈの駆動信号であり、且つ各画素に対応する子走査線及び走査線の変調走査信号が０．５Ｈの時間差を持つことを特徴とする請求項１１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記下基板の複数の子走査線は、第一変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記複数の走査線は、第二変調走査信号を順次に周期的に受信し、
前記第一変調走査信号は、０．５Ｈの高電圧信号であり、第二変調走査信号は、１Ｈの高電圧信号であり、且つ各画素に対応する子走査線と走査線との時間差がないことを特徴とする請求項１１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記データ駆動回路に接続され、前記データ駆動回路に入力した異なるグレースケールのガンマ電圧を提供して前記データ駆動回路から電圧データ信号を前記反射領域及び前記透過領域にそれぞれ出力するガンマ電圧発生器と、
公共電極に接続することによって各画素に同じ低電圧を提供する公共電圧発生回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
下基板の表示区域に対応する各子走査線及び各走査線は、第一金属加工工程によって形成され、
下基板の表示区域以外の各子走査線及び各走査線は、第二金属加工工程によって下基板の一面と他面とに互い違いとなるように形成され、
第一金属加工工程及び第二金属加工工程によって形成された各子走査線の接合箇所は、導電穴で貫通して電気的に接続することを特徴とする請求項１１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの複数の子走査線及び複数の走査線の製造方法。
【請求項１８】
下基板の表示区域に対応する各子走査線及び各走査線は、第二金属加工工程によって形成され、
下基板の表示区域以外の各子走査線及び各走査線は、第一金属加工工程によって下基板の一面と他面とに互い違いとなるように形成され、
下基板の表示区域以外の各子走査線の接合箇所は、導電穴で貫通して電気的に接続することを特徴とする請求項１１に記載のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの複数の子走査線及び複数の走査線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶ディスプレイに関し、特に反射領域及び透過領域の透過率が同じであるシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる応用事例で使用する電子製品の液晶ディスプレイは、異なる光源によって透過型、反射型、半透過型に分類される。半透過型液晶ディスプレイは、バックライトを光源とする一方、外光を反射させて光源とする。主に屋外で使用する携帯電話及びデジタルカメラのような移動表示できる電子製品は、ほぼ半透過型液晶ディスプレイを採用する。
【０００３】
以下、半透過型液晶ディスプレイの駆動原理及び技術発展について詳細に説明する。
【０００４】
図１を参照すると、従来の技術に係る半透過型液晶ディスプレイ１０は、上基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１と、下基板（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ、薄膜トランジスタ基板）１２と、前記上基板１１と前記下基板１２との間に位置する液晶層１３と、を備える。前記下基板１２には、マトリックス状に配列された複数の画素（ｐｉｘｅｌ  ａｒｅａ）が定義されている。各画素は、透過領域１２１及び反射領域１２２を備える。前記下基板１２の反射領域１２２に反射層１２３（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）が形成されているため、前記上基板１１から入射した外部光線は、前記反射層１２３によって反射されて前記上基板１１から出射し、前記上基板１１と前記下基板１２との間に液晶層１３が挟まれているため、前記反射光線は、表示用の光源として使用されることができる。前記下基板１２の下方のバックライトは、透過領域１２１を直接的に透過してから前記液晶層１３を通して前記上基板１１から出射する。従って、前記半透過型液晶ディスプレイ１０は、バックライト及び外部光源を効果的に利用して表示光源とする。透過型液晶ディスプレイに比べて、半透過型液晶ディスプレイはハイパワーを有するバックライト光源を使用しないため、省電力ばかりでなく、電子製品の小型化を達成し易い。
【０００５】
しかし、前記半透過型ディスプレイ１０は、前記反射層１２３を追加するため、グレースケール反転（ｇｒａｙ−ｓｃａｌｅ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）の現像を形成して画質が悪い。単一の画素を例にとると、前記上基板１１から入射した外部光線が前記反射領域１２２によって反射されて前記上基板１１から出射するため、その光路差（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐａｔｈ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）は、バックライト光源の２倍であってグレースケール反転の現像を形成する。そこで、図２に示されたように、前記透過領域１２１と前記反射領域１２２の光路差を一致させるために、デュアルセルギャップ（ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ）画素を有する半透過型ディスプレイ１０ａを採用する。前記半透過型ディスプレイ１０ａにおいて、上基板１１の反射領域１２２に対応する位置には、絶縁層（ｏｖｅｒｃｏａｔ  ｌａｙｅｒ）１２４が形成されているため、前記反射領域１２２のセル間隔Ｄ２は前記透過領域１２１のセル間隔Ｄ１の約半分になり、前記透過領域１２１と前記反射領域１２２の光路差はほぼ一致する。図３は、前記反射領域１２２の四組の異なるセル間隔Ｄ２（４．０μｍ／２．２μｍ／２．０μｍ／１．８μｍ）に対応する電圧反射率（ＶＲ）曲線を示す図である。前記透過領域１２１のセル間隔が４．０μｍである電圧透過率（ＶＴ）曲線に比べて、セル間隔が４．０μｍであるＶＲ曲線は、２倍の光路差に影響されて前記ＶＴ曲線と異なるが、前記反射領域のセル間隔が２．０μｍであるＶＲ曲線は、前記ＶＴ曲線により近い。従って、前記デュアルセルギャップ画素の構造は、バックライト光線と反射光線の光路を一致させてグレースケール反転の現像を改善する。しかし、前記デュアルセルギャップ画素の構造は、生産プロセスが複雑で、製品の良品率が低く、前記絶縁層１２４の辺縁から光を漏らし易い。従って、半透過型液晶ディスプレイの画質を効果的に向上させることができない。
【０００６】
前記デュアルセルギャップ画素の構造によって生じる種々の問題に基づいて、液晶パネルを製造するメーカーは、シングルセルギャップの画素の構造の設計に戻り、且つ反射領域の電圧を下げて、反射領域のＶＲ曲線と透過領域のＶＴ曲線とを一致させることにより、グレースケール反転の問題を解決する。
【０００７】
前記反射領域の電圧を下げる方式は、静電結合式（ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｙｐｅ、ＣＣ）である。図４は、この方式の単一の画素の等価回路図である。前記画素の薄膜トランジスタＴＦＴ１のドレイン電極Ｄは、それぞれ、コンデンサＣＳＴ、透過領域のコンデンサＣＬＣ１、及び反射領域の液晶コンデンサＣＬＣ２に接続される。前記反射領域に前記コンデンサＣＬＣ２に直列（ｓｅｒｉｅｓ）接続される結合コンデンサＣＣを追加する。従って、前記反射領域の電圧ＶＲは、直列接続された結合コンデンサＣＣと前記液晶コンデンサＣＬＣ２との分圧によって透過領域電圧ＶＤを調整して低電圧となる。反射領域の電圧が透過領域の電圧と異なるため、反射領域の透過率と反射領域の反射率との差値を小さくすることができる。図５に示されたように、この静電結合式にも以下の欠陥がある。
【０００８】
１．透過領域及び反射領域の液晶反転の臨界電圧値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ）は、異なる値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２である。図５に示されたように、透過領域のＶＴ曲線は、依然として反射領域のＶＲ曲線と一致しない。
【０００９】
２．反射領域の画素電極ＶＲは、電荷の蓄積を免れることができないため、残像を発生させる。
【００１０】
従って、前記静電結合式の欠陥を解決するために、図６に示されたように、前記静電結合式の構造に基づいて、各画素の中に第二公共電極線Ｖｃｏｍ２及び前記第二公共電極線Ｖｃｏｍ２に接続する補償コンデンサＣ２を追加する。従って、前記第二公共電極線Ｖｃｏｍ２の電圧変化及び前記補償コンデンサＣ２の結合効果を利用して、透過領域の液晶反転の臨界電圧値Ｖｔｈ１は、反射領域の液晶反転の臨界電圧値Ｖｔｈ２に近づく。図７に示されたように、同様に電圧の分圧原理に基づいて透過領域の電圧ＶＤ及び反射領域の電圧ＶＲを調整してグレースケール反転の問題を解決する。しかし、反射領域の分圧の電圧は、固定値であるため、画質について以下の問題が存在する。
【００１１】
１．透過領域のＶＴ曲線と反射領域のＶＲ曲線を一致させることができない。図７に示されたように、高グレースケール画像を表示した時、２つの区域のＶＴ曲線の相違は、更に大きい。
【００１２】
２．反射領域の画素電極ＶＲは、電荷の蓄積を免れることができないため、残像を発生させる。
【００１３】
３．前記第二公共電極線Ｖｃｏｍ２は、水平クロストーク（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）の現像を発生し易い。
【００１４】
このように、シングルセルギャップの画素の構造を採用する半透過型液晶ディスプレイは、どのようにグレースケール反転を防ぐかを主要問題とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、反射領域の透過率と透過領域の透過率とを一致させるシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記問題を解決するために、本発明に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法は、上基板と、複数の画素がマトリックス状に配列され且つ各画素が反射領域及び透過領域を有する下基板と、を備える半透過型液晶パネルを備えるシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの駆動方法である。前記下基板の各画素にマルチプレクサを追加し、前記マルチプレクサは、それぞれ反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに接続され、且つ変調走査信号及び異なる電圧データ信号に基づいて、前記異なる電圧データ信号を各画素の反射領域のコンデンサ及び透過領域のコンデンサに入力することによって、透過領域のＶＴ曲線と反射領域のＶＲ曲線とを一致させる。
【００１７】
また、本発明に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイは、上基板と、下基板と、前記上基板と前記下基板との間に挟まれて固定される液晶層と、を備え、下基板に公共電極、互いに直交するように配列される複数の走査線及び複数のデータ線が配置され、前記走査線とデータ線とが交差する箇所は、単一の画素に定義され、各画素は、透過領域と、反射領域と、本画素の走査線及びデータ線に接続されるマルチプレクサと、を備える半透過型液晶パネルと、複数の走査線に接続され、変調走査信号を複数の走査線に順次に周期的に入力し、各画素のマルチプレクサを駆動して前記反射領域及び前記透過領域の起動順序及び起動時間を制御する走査駆動回路と、複数のデータ線に接続され、同じグレースケールに基づいて異なる２組の電圧のデータ信号を各画素の起動した透過領域及び反射領域に出力するデータ駆動回路と、固定タイミング信号を走査駆動回路及びデータ駆動回路に提供するタイミングコントローラーと、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
従来の技術に比べて、本発明の実施形態に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイは、下基板の各画素にマルチプレクサが設置され、変調走査信号及び異なる電圧データ信号に基づいて各画素の透過領域及び反射領域の電圧を別々に制御し、透過領域のＶＴ曲線と反射領域のＶＲ曲線とが等しくなるようにする。又、このような駆動方法を採用するため、半透過型液晶ディスプレイは、コストが低く、製品の良率が高く、残像がなく、水平クロストーク（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）がない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の技術に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの単一の画素の縦方向に沿う断面図である。
【図２】従来の技術に係る他のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの単一の画素の縦方向に沿う断面図である。
【図３】図２に示す半透過型液晶ディスプレイの異なる間隔に対応するＶＲ曲線及びＶＴ曲線を示す図である。
【図４】従来の技術に係る他のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの単一の画素の等価回路図である。
【図５】図４に示す半透過型液晶ディスプレイのＶＴ曲線及びＶＲ曲線を示す図である。
【図６】従来の技術に係る他のシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの等価回路図である。
【図７】図６に示す半透過型液晶ディスプレイのＶＴ曲線及びＶＲ曲線を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイを示す図である。
【図９】図８に示す半透過型液晶ディスプレイの単一の画素の等価回路図である。
【図１０】図８に示す半透過型液晶ディスプレイの変調走査信号及びデータ信号の波形図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの変形例を示す図である。
【図１２】図１１に示す半透過型液晶ディスプレイの第一及び第二タイミング信号及び奇数／偶数走査信号の波形図である。
【図１３】図８に示す半透過型液晶ディスプレイの他の変調走査信号及びデータ信号の波形図である。
【図１４】図１に示す半透過型液晶ディスプレイに補償技術を導入する前の透過領域及び反射領域の電圧及びグレースケール曲線図である。
【図１５】図８に示す半透過型液晶ディスプレイの透過領域及び反射領域の電圧及びグレースケール曲線図である。
【図１６】本発明の第二実施形態に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイの単一の画素の等価回路図である。
【図１７】図１６に示す半透過型液晶ディスプレイの変調走査信号及びデータ信号の波形図である。
【図１８】図１６に示す半透過型液晶ディスプレイの他の変調走査信号及びデータ信号の波形図である。
【図１９】図１６に示す半透過型液晶ディスプレイの下基板の走査線及び子走査線の配線パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明に係るシングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイについて詳細に説明する。
【００２１】
図８を参照すると、本発明に係るシングルセルギャップ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ）の半透過型液晶ディスプレイ（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）２０は、半透過型液晶パネル２１と、タイミングコントローラー２２と、走査駆動回路２３と、データ駆動回路２４と、公共電圧発生回路２５と、ガンマ電圧発生器２６と、を備える。
【００２２】
前記半透過型液晶パネル２１は、上基板（図示せず）と、下基板２１１と、前記上基板と前記下基板２１１との間に挟まれている液晶層（図示せず）と、を備える。前記下基板２１１には、公共電極Ｖｃｏｍ、互いに直交して配列される複数の走査線Ｇ１〜ＧＮ及び複数のデータ線Ｄ１〜ＤＭが配置されている。前記走査線Ｇ１〜ＧＮと前記データ線Ｄ１〜ＤＭとが交差する箇所は、単一の画素２１２に定義される。図９は、本発明の第一実施形態に係る半透過型液晶パネルの下基板２１１の単一の画素の等価回路図であり、透過領域ＡＴと、反射領域ＡＲと、マルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）と、を備える。前記下基板２１１の複数の走査線Ｇ１〜ＧＮ及び複数のデータ線Ｄ１〜ＤＭは、それぞれ前記走査駆動回路２３及び前記データ駆動回路２４に接続されている。前記走査駆動回路２３により変調走査信号を複数の走査線Ｇ１〜ＧＮに周期的に順次に出力する。前記データ駆動回路２４は、各画素２１２の表示しようとするグレースケール（Ｇｒａｙ  Ｓｃａｌｅ）に対してそれぞれ２組の異なる電圧データ信号を各画素２１２に対応するデータ線Ｄｍ（ｍは、１〜Ｍの中の１つである）に出力する。前記公共電極Ｖｃｏｍは、前記公共電圧発生回路２５に接続することによって各画素２１２に同じ低電圧を提供する。
【００２３】
本実施形態において、各画素２１２のマルチプレクサは、透過領域の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ＴＦＴ１と、反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２と、反射領域の第二薄膜トランジスタＴＦＴ３と、を備える。
【００２４】
前記透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１は、前記透過領域ＡＴに形成されており、そのドレイン電極Ｄが透過領域のコンデンサＣＳＴ１及び透過領域液晶コンデンサＣＬＣ１に接続され、ゲート電極Ｇが前記下基板２１１の該画素の走査線Ｇｎ（ｎは、１〜Ｎの中の１つである）に接続され、ソース電極Ｓが前記下基板２１１の該画素のデータ線Ｄｍに接続される。
【００２５】
前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２は、前記反射領域ＡＲに形成されており、そのソース電極Ｓが前記下基板２１１の該画素のデータ線Ｄｍに接続され、ゲート電極Ｇが前記下基板２１１の該画素の走査線Ｇｎに接続される。
【００２６】
前記反射領域の第二薄膜トランジスタＴＦＴ３は、前記反射領域ＡＲに形成されており、そのソース電極Ｓが前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２のドレイン電極Ｄに接続され、ゲート電極Ｇが該画素の次の画素の走査線Ｇｎ＋１に接続され、ドレイン電極Ｄが反射領域コンデンサＣＳＴ２及び反射領域の液晶コンデンサＣＬＣ２に接続される。
【００２７】
図１０は、図８に示す半透過型液晶ディスプレイの変調走査信号及びデータ信号の波形図である。前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２及び前記反射領域の第二薄膜トランジスタＴＦＴ３のゲート電極Ｇは、それぞれ該画素の走査線Ｇｎ及び次の画素の走査線Ｇｎ＋１に接続されるため、図１０に示す波形図は、前の画素の走査線Ｇｎ−１、該画素の走査線Ｇｎ、次の画素の走査線Ｇｎ＋１の波形を表示する。該波形図に示したように、前記走査駆動回路２３から各走査線Ｇ１〜ＧＮに出力した走査信号のパルスの長さは、２Ｈの時間である。０Ｈ〜０．５Ｈの時間は、第一高電圧信号Ｐ１であり、１Ｈ〜２Ｈの時間は、第二高電圧信号Ｐ２である。前後走査線Ｇｎ、Ｇｎ＋１の走査信号は、１Ｈの時間差を持つ。従って、該画素の反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２及び前記反射領域の第二薄膜トランジスタＴＦＴ３のゲート電極Ｇは、該画素の走査線Ｇｎの１Ｈ〜１．５Ｈの範囲内に位置する第二高電圧信号Ｐ２及び次画素の走査線Ｇｎ＋１の０Ｈ〜０．５Ｈの範囲内に位置する第一高電圧信号Ｐ１の時間内に伝導し、０．５Ｈの時間差を該画素のデータ線電圧データ信号ＶＲに伝送して反射領域コンデンサＣＳＴ２に入力する。前記透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１のゲート電極Ｇは、該画素の走査線Ｇｎに接続されるため、前記透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１は、オンになる。従って、走査線Ｇｎの１Ｈ〜１．５Ｈに対応する反射領域電圧データ信号ＶＲを反射領域コンデンサＣＳＴ２に入力し、１Ｈ〜１．５Ｈに対応する透過領域電圧データ信号ＶＴを透過領域のコンデンサＣＳＴ１に入力することによって前記反射領域ＡＲ及び前記透過領域ＡＴは、同じグレースケールを呈する異なる電圧値ＶＲ、ＶＴを記憶している。従って、透過領域に対応するＶＴ曲線と反射領域に対応するＶＲ曲線とを一致させる。
【００２８】
前記変調走査信号は、以下の方式によって獲得する。図１１を参照すると、前記下基板２１１の複数の走査線Ｇ１〜ＧＮは、その形成された位置によって順次に奇数走査線Ｇ１、Ｇ３、・・・及び偶数走査線Ｇ２、Ｇ４、・・・、Ｇｎに向けて分配される。前記奇数走査線Ｇ１、Ｇ３、・・・の端部は、前記下基板２１１の左側に形成され、且つ前記偶数走査線Ｇ２、Ｇ４、・・・、Ｇｎの端部は、前記下基板２１１の右側に形成されるため、走査駆動回路２３ａを追加して２つの走査駆動回路２３、２３ａをそれぞれ前記奇数走査線Ｇ１、Ｇ３、・・・及び前記偶数走査線Ｇ２、Ｇ４、・・・、Ｇｎに接続させる。図１２を参照すると、第一タイミング信号ＯＥ＿Ｌ及び第二タイミング信号ＯＥ＿Ｒを有するタイミングコントローラー２２ａを提供する。前記第一タイミング信号ＯＥ＿Ｌの周波数は、前記第二タイミング信号ＯＥ＿Ｒの周波数と同じであり、タイミングの差値は、１Ｈである。その中、パルスは、０．５Ｈである。前記第一タイミング信号及び前記第二タイミング信号は、それぞれ２つの走査駆動回路２３、２３ａに出力し、前記走査駆動回路２３、２３ａは、元の１Ｈの高電圧を有する走査信号を２Ｈの高電圧を有する走査信号Ｇ１’、Ｇ２’、Ｇ３’、・・・ 、Ｇｎ’に調整してからそれぞれ順次に対応する第一タイミング信号ＯＥ＿Ｌ及び第二タイミング信号ＯＥ＿Ｒを減算することによって図１０に示した変調走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｎを得る。
【００２９】
本実施形態において、それぞれ異なる電圧データ信号ＶＲ、ＶＴを前記反射領域ＡＲ及び前記透過領域ＡＴに提供しなければならないため、前記データ駆動回路２４の操作周波数を２倍まで高めることによって別々に１Ｈの時間内で２つの異なる電圧データ信号ＶＲ、ＶＴを各データ信号線Ｄｍに出力する。図１３を参照すると、多周波のデータ駆動回路が複雑であるため、反射領域ＡＲ及び透過領域ＡＴに同じグレースケール値を入力しようとしてから各データ線に伝送する異なる電圧方式は、前記ガンマ電圧発生器２６によって直接的に調整して前記データ駆動回路２４に異なるグレースケール値のガンマ電圧γ０、γ１を提供することによって前記データ駆動回路２４の操作周波数を増加させる必要なく、前記データ駆動回路２４から出力した対応する電圧データ信号を反射領域ＡＲ及び透過領域ＡＴに出力させる。
【００３０】
図１４は、シングルセルギャップ半透過型液晶ディスプレイ２０に補償技術を導入する前の前記透過領域ＡＴ及び前記反射領域ＡＲを模擬する電圧及びグレースケール曲線図である。単一の画素の透過領域ＡＴ及び反射領域ＡＲに同じ電圧を入力した場合、別々に異なるグレースケールを呈する。従って、本発明は、前記透過領域ＡＴ及び前記反射領域ＡＲの異なる電圧差に基づいて同じデータ線を調整して異なる電圧データ信号に入力することによって単一の画素の同じグレースケールを呈させる。図１５に示す通り、本発明の駆動方法を採用して獲得した透過領域ＡＴ及び反射領域ＡＲは、いずれのグレースケールを呈している時でも、ＶＴ曲線とＶＲ曲線とを一致させることができる。
【００３１】
図１６を参照して、本発明の下基板の１つの画素２１２ａの第二実施形態について詳細に説明する。第二実施形態は、第一実施形態と似ている。異なる所は、下基板の複数の走査線Ｇ１〜ＧＮに対して水平に交互に設置された複数の子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’が更に形成されるため、各画素２１２ａは、互いに対応する走査線Ｇｎ及び子走査線Ｇｎ’を備えるということである。複数の走査線Ｇ１〜ＧＮ及び複数の子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’は、走査駆動回路（図示せず）に接続する。前記単一の画素２１２ａのマルチプレクサは、透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１及び反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２を備える。
【００３２】
前記透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１は、前記透過領域ＡＴに形成され、本画素の走査線Ｇｎ、データ線Ｄｍ、透過領域のコンデンサＣＳＴ１、透過領域液晶コンデンサＣＬＣ１に接続され、本画素走査線Ｇｎの変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線Ｄｍの電圧データを透過領域のコンデンサＣＳＴ１に入力する。
【００３３】
前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２は、前記反射領域ＡＲに形成され、本画素の走査線Ｇｎ’、データ線Ｄｍ、透過領域のコンデンサＣＳＴ２、透過領域液晶コンデンサＣＬＣ２に接続され、本画素走査線Ｇｎ’の変調走査信号によって駆動されて起動し、この時の本画素のデータ線Ｄｍの電圧データを透過領域のコンデンサＣＳＴ２に入力する。
【００３４】
図１７は、本実施形態において使用する変調走査信号及びデータ信号波形図である。前記走査駆動回路（図示せず）は、順次に交互に変調信号を各画素の子走査線Ｇｎ’及び走査線Ｇｎに出力する。各子走査線Ｇｎ’及び各走査線Ｇｎは、０．５Ｈの高電圧信号を備える。隣接している子走査線Ｇｎ’と各走査線Ｇｎの時間差は、０．５Ｈであるため、同じ画素の高電圧信号の時間の合計は、１Ｈである。単一の画素の子走査線Ｇｎ’の高電圧信号が走査線Ｇｎより０．５Ｈほど早く、且つ前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲート電極Ｇが子走査線Ｇｎ’に接続するため、前記反射領域の第一薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲート電極Ｇは、先ず導通し、且つその時の本画素データ線Ｄｍの電圧データ信号ＶＲを反射領域コンデンサＣＳＴ２に入力し、且つ０．５Ｈの時間続いてから前記透過領域の薄膜トランジスタＴＦＴ１のゲート電極Ｇは、走査線Ｄｍの高電圧信号に駆動されて導通し、且つその時の本画素のデータ線Ｄｍに対応する電圧データ信号ＶＴを透過領域のコンデンサＣＳＴ１に入力する。又、図１８に示す通り、走査駆動回路は、１Ｈの高電圧信号を各走査線Ｇｎに持続的に出力する一方、０．５Ｈの高電圧信号を各子走査線に持続的に出力することによって単一の画素の子走査線Ｇｎ’と走査線Ｇｎの間に０．５Ｈの時間の重複を持たせる。
【００３５】
図１７及び図１８の波形図を参照すると、それぞれ異なる電圧データ信号ＶＲ、ＶＴを前記反射領域ＡＲ及び前記透過領域ＡＴに提供しなければならないため、前記データ駆動回路の操作周波数を２倍まで高めることによって別々に１Ｈの時間内で２つの異なる電圧データ信号ＶＲ、ＶＴを各データ信号線Ｄｍに出力する。多周波のデータ駆動回路設計を簡略化するためにガンマ電圧発生器によって直接的に調整して前記データ駆動回路に異なるグレースケール値のガンマ電圧を提供することによって前記データ駆動回路の操作周波数を増加させる必要なく、前記データ駆動回路から出力した対応する電圧データ信号を反射領域ＡＲ及び透過領域ＡＴに出力させる。
【００３６】
第二実施形態の下基板の走査線は、第一実施形態の下基板の走査線の２倍であるため、下基板の周辺の配線面積が不足する問題が有する。従って、図１９に、第二実施形態の下基板の走査線Ｇ１〜ＧＮ及び子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’の配線のパターンを示す。本実施形態において、下基板２１１の表示区域２１３に対応する各子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’及び各走査線Ｇ１〜ＧＮは、第一金属加工工程によって形成される。下基板２１１の表示区域２１３以外の各子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’及び各走査線Ｇ１〜ＧＮは、第二金属加工工程によって下基板の一面と他面とに互い違いとなるように形成される。例えば、下基板の表示区域２１３の範囲内の各走査線は、第一金属加工工程によって形成され、下基板２１１の表示区域２１３以外の各子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’は、第二金属加工工程によって形成される。第一金属加工工程及び第二金属加工工程によって形成される各子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’の接合箇所は、導電穴２１４で貫通して電気的に接続する。第一金属加工工程及び第二金属加工工程は、絶縁層によって分離されるため、下基板の表示区域２１３以外の各子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’及び各走査線Ｇ１〜ＧＮの横方向に沿う距離は短くなることができ、配線の密度が高まる。各走査線Ｇ１〜ＧＮ及び子走査線Ｇ１’〜ＧＮ’は、第一金属加工工程及び第二金属加工工程によって形成されるため、ＲＣ遅延時間が異なる。しかし、本発明に係る透過領域の電圧は、反射領域の電圧と異なり、且つ各画素から見たものが同じものであるため、表示画面の不均一の問題がない。
【００３７】
本発明に係る半透過型液晶ディスプレイの駆動方法は、下基板の各画素にマルチプレクサが設置され、変調走査信号及び異なる電圧データ信号に基づいて各画素の透過領域及び反射領域の電圧を別々に制御し、透過領域のＶＴ曲線と反射領域のＶＲ曲線とが等しくなるようにする。又、このような駆動方法を採用するため、半透過型液晶ディスプレイは、コストが低く、製品の良率が高く、残像がなく、水平クロストークがない。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１０  シングルセルギャップの半透過型液晶ディスプレイ
１０ａ  デュアルセルギャップの半透過型ディスプレイ
１１  上基材
１２，２１１  下基板
１３  液晶層
２１  半透過型液晶パネル
２２，２２ａ  タイミングコントローラー
２３，２３ａ  走査駆動回路
２４  データ駆動回路
２５  公共電圧発生回路
２６  ガンマ電圧発生器
１２１  透過領域
１２２  反射領域
１２３  反射層
１２４  絶縁層
２１２  画素
【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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