(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上することができる表示装置及びその駆動方法を提供する。【解決手段】表示装置は、画素をマトリクス状に配した表示パネルＯＣＢＤＰと、表示パネルに対向して配され表示パネルの一方の面を照明する光源ＢＬと、表示パネルと光源との間に配され光を透過または反射するようになされた選択手段ＰＤＬＤＰと、表示パネルの表示、選択手段の透過または反射を制御する制御手段ＣＮＴとを備え、制御手段は、光源からの光と選択手段の透過制御と表示パネルの表示制御とによる透過型の表示状態と、表示パネルの他方の面からの光と選択手段の反射制御と表示パネルの表示制御とによる反射型の表示状態とに時分割して１フレームを生成するように構成される。【選択図】図５
2008020894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素をマトリクス状に配した表示パネルと、
前記表示パネルに対向して配され、前記表示パネルの一方の面を照明する光源と、
前記表示パネルと前記光源との間に配され、光を透過または反射するようになされた選択手段と、
前記表示パネルの表示、前記選択手段の透過または反射を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記光源からの光と、前記選択手段の透過制御と、前記表示パネルの表示制御とによる透過型の表示状態と、
前記選択手段の反射制御と、前記表示パネルの表示制御とによる反射型の表示状態と
に時分割して１フレームを生成する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、更に前記光源の点消灯を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記透過型の表示状態あるいは、前記反射型の表示状態に応じて前記光源を点消灯することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源は、ＬＥＤを用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記画素は、ＯＣＢ液晶を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記表示パネルの表示制御による黒表示状態を更に加えて時分割して１フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記表示パネルに対向して配され、前記表示パネルの一方の面を照明する光源と、前記表示パネルと前記光源との間に配され、光を透過または反射するようになされた選択手段と、前記表示パネルの表示、前記選択手段の透過または反射を制御する制御手段とを備えた表示装置の駆動方法であって、
前記制御手段は、
前記光源からの光と前記選択手段の透過制御と前記表示パネルの表示制御とによる透過型の表示状態と、前記表示パネルの他方の面からの光と前記選択手段の反射制御と前記表示パネルの表示制御とによる反射型の表示状態とに時分割して１フレームを生成する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記制御手段は、更に前記光源の点消灯を制御することを特徴とする請求項７に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記制御手段は、前記透過型の表示状態あるいは、前記反射型の表示状態に応じて前記光源を点消灯することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記光源は、ＬＥＤを用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記画素は、ＯＣＢ液晶を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記表示パネルの表示制御による黒表示状態を更に加えて時分割して１フレームを生成することを特徴とする請求項７に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光の利用効率を向上することのできる表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、液晶表示装置の種類として、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置及び半透過型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
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装置では、周囲が暗い環境下でも良好な視認性が得られるものの、バックライトの消費電力が表示装置の全消費電力の半分以上を占めている。そして、明るい環境下では、十分な視認性を確保するためにはバックライトの光源光量を相当に大きくする必要があるが、消費電力の観点から現実的ではない。
【０００４】
一方、反射型液晶表示装置は、表示装置の外光を取り込み、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、反射型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置に比べて低消費電力を実現できるが、外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る（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−６２５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の半透過型液晶表示装置では、１画素内に透過領域と反射領域とを構成しているが、複雑な構造の透過部と反射部とを備えているため、入射光が内部で吸収されあるいは表示に利用されない乱反射などが生じてしまい、光の利用効率が悪いことが指摘されていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載の半透過型液晶表示装置では、１画素内に透過領域と反射領域とが混在しているため、バックライトは常に点灯しておく必要があり、反射領域に対してはバックライトからの光は無駄に消費され、やはり光の利用効率が悪い。
【０００７】
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、光の利用効率を向上することができる表示装置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】
【０００８】
本発明は、画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記表示パネルに対向して配され、前記表示パネルの一方の面を照明する光源と、前記表示パネルと前記光源との間に配され、光を透過または反射するようになされた選択手段と、前記表示パネルの表示、前記選択手段の透過または反射を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記光源からの光と、前記選択手段の透過制御と、前記表示パネルの表示制御とによる透過型の表示状態と、前記選択手段の反射制御と、前記表示パネルの表示制御とによる反射型の表示状態とに時分割して１フレームを生成する表示装置である。
【０００９】
また本発明は、画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記表示パネルに対向して配され、前記表示パネルの一方の面を照明する光源と、前記表示パネルと前記光源との間に配され、光を透過または反射するようになされた選択手段と、前記表示パネルの表示、前記選択手段の透過または反射を制御する制御手段とを備えた表示装置の駆動方法であって、前記制御手段は、前記光源からの光と前記選択手段の透過制御と前記表示パネルの表示制御とによる透過型の表示状態と、前記表示パネルの他方の面からの光と前記選択手段の反射制御と前記表示パネルの表示制御とによる反射型の表示状態とに時分割して１フレームを生成する表示装置の駆動方法である。
【００１０】
表示装置の駆動方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この表示装置及び駆動方法によれば、光の利用効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の表示装置について液晶表示装置を例として図面を参照して説明する。  
図１に示すように、液晶表示装置は、表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰの観測面側に配置された第１偏光素子ＰＯＬ１、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、表示パネルＤＰとバックライトＢＬとの間に配置された第２偏光素子ＰＯＬ２を備えている。  
そして、表示パネルＤＰは、ＯＣＢ液晶を適用した液晶表示パネルＯＣＢＤＰと高分子分散型液晶（PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal）を適用した液晶表示パネルＰＤＤＰとで構成されている。
【００１３】
図２はこの液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。  
表示パネルＤＰには、複数のＯＣＢ液晶画素ＰＸを有する液晶表示パネルＯＣＢＤＰ、液晶表示パネルＰＤＤＰ、および表示パネルＤＰを制御する制御ユニットＣＮＴが設けられている。  
液晶表示パネルＯＣＢＤＰはアレイ基板２および対向基板３間にＯＣＢ液晶層４を挟持した構造である。  
液晶表示パネルＰＤＤＰも同様にアレイ基板２’および対向基板３’間にＰＤＬＣ層４’を挟持した構造である。
【００１４】
次に液晶表示パネルＯＣＢＤＰの構成について説明する。  
液晶表示パネルＯＣＢＤＰは、複数の画素電極ＰＥ、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素スイッチング素子Ｗ、ゲートドライバ１０、およびソースドライバ２０を有する。  
画素電極ＰＥは、例えばガラス等の透明絶縁基板上にマトリクス状に配置される。ゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）は、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される。ソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）は、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。画素スイッチング素子Ｗは、これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍に配置される。ゲートドライバ１０は、複数のゲート線Ｙを１水平表示期間に１本の割合で順次駆動する。ソースドライバ２０は、各ゲート線Ｙが駆動される間に複数のソース線Ｘを駆動する。
【００１５】
各画素スイッチング素子Ｗは例えばポリシリコン薄膜トランジスタからなる。この場合、薄膜トランジスタのゲートが１ゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスが１ソース線Ｘおよび１画素電極ＰＥ間に接続される。尚、ゲートドライバ１０は画素スイッチング素子Ｗと同一工程で同時に形成されるポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成される。また、ソースドライバ２０はＣＯＧ（Chip On Glass）技術によりマウントされた集積回路（ＩＣ）チップである。
【００１６】
対向基板３は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極ＣＥ等を含む。  
各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなる。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間には、これら電極ＰＥ，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４が配置される。電極ＰＥ，ＣＥと液晶層４の画素領域とは共に液晶画素ＰＸを構成する。  
また、全ての画素ＰＸは補助容量Ｃｓを有する。これら補助容量Ｃｓはアレイ基板２側において複数行の画素電極ＰＥにそれぞれ容量結合した複数の補助容量線を共通電極ＣＥに電気的に接続することにより得られる。
【００１７】
制御ユニットＣＮＴは、表示パネルＤＰに設けられるゲートドライバ１０およびソースドライバ２０を含み、さらに表示パネルＤＰの外部に設けられるコントローラ５、コモン電圧発生回路６、階調基準電圧発生回路７、および切替電圧発生回路８を含む。
【００１８】
コントローラ５は通常外部から供給されるデジタル映像信号に基づく画像を液晶表示パネルＯＣＢＤＰに表示させるためにコモン電圧発生回路６、階調基準電圧発生回路７、ゲートドライバ１０、ソースドライバ２０を制御する。コモン電圧発生回路６は対向基板３上の共通電極ＣＥに対してコモン電圧Ｖcomを発生する。階調基準電圧発生回路７は所定数の階調基準電圧VREFを発生する。階調基準電圧VREFは、映像信号VIDEOから各画素ＰＸに対して得られる例えば６ビットの表示信号を画素電圧Ｖｓに変換するために用いられる。画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥの電位を基準として画素電極ＰＥに印加される電圧である。
【００１９】
コントローラ５は、１垂直走査期間毎に順次複数のゲート線Ｙを選択するための制御信号ＣＴＹおよび、１水平走査期間（１Ｈ）毎に映像信号に含まれる１行分の画素ＰＸに対す表示信号を複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てるための制御信号ＣＴＸ等を発生する。ここで、制御信号ＣＴＸは１水平走査期間（１Ｈ）毎に発生されるパルスである水平スタート信号ＳＴＨ、各水平走査期間においてソース線数分発生されるパルスである水平クロック信号ＣＫＨを含む。制御信号ＣＴＹはコントローラ５からゲートドライバ１０に供給され、制御信号ＣＴＸはデジタル映像信号VIDEOと共にコントローラ５からソースドライバ２０に供給される。
【００２０】
ゲートドライバ１０は制御信号ＣＴＹの制御により複数のゲート線Ｙを順次選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を選択ゲート線Ｙに供給する。本実施形態においては、１水平走査期間に複数の画素ＰＸが１行ずつ順次選択状態となる。
【００２１】
図３は図２に示すソースドライバ２０の構成を概略的に示す図である。  
ソースドライバ２０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（ＤＡ）変換回路２３、および出力バッファ回路２４を含む。  
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、デジタル映像信号VIDEO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の制御によりデジタル映像信号VIDEOを順次ラッチして１行分の画素ＰＸに対する表示信号として並列的に出力する。デジタルアナログ（ＤＡ）変換回路２３は、これら表示信号をアナログ形式の画素電圧Ｖsに変換する。出力バッファ回路２４は、ＤＡ変換回路２３から得られるアナログ画素電圧Ｖsを増幅する。
【００２２】
ＤＡ変換回路２３は、階調基準電圧発生回路７から発生される所定数の階調基準電圧VREFを参照するように構成される。
【００２３】
ＤＡ変換回路２３は、例えば各々抵抗ＤＡＣとして知られるような複数のＤＡ変換部２３’で構成される。各ＤＡ変換部２３’はサンプリング＆ロードラッチ２２から出力されるデジタル表示信号に基づいて所定数の階調基準電圧VREFのいずれかを選択し、さらにこれを抵抗分圧することにより、デジタル表示信号を対応した画素電圧Ｖsに変換する。出力バッファ回路２４は複数のＤＡ変換部２３’からの画素電圧Ｖsをそれぞれソース線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…に出力する複数のバッファアンプ２４’で構成される。
【００２４】
この液晶表示装置では、ゲートドライバ１０が１水平走査期間に１本のゲート線Ｙに走査信号を出力する１水平走査期間毎に、ソースドライバ２０がデジタル映像信号に含まれる１行分の画素ＰＸに対する表示信号を画素電圧Ｖsに変換してソース線Ｘ１〜Ｘｎに出力する。これらソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsは走査信号によって駆動された１行分の画素スイッチング素子Ｗを介して対応する画素電極ＰＥにそれぞれ供給される。
【００２５】
コモン電圧Ｖcomは画素電圧Ｖsの出力タイミングに同期してコモン電圧発生回路６から共通電極ＣＥに出力される。このコモン電圧発生回路６はコントローラ５からの制御信号にしたがって、例えば０Ｖおよび５．８Ｖの電圧を１水平走査期間毎に交互に出力する。このため、ソースドライバ２０側では、各ＤＡ変換部２３’がコモン電圧Ｖcomの中心レベルを基準にして画素電圧Ｖsをレベル反転させる。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間の電位差である液晶駆動電圧を最大にする場合、画素電圧Ｖsは０Ｖのコモン電圧Ｖcomに対して５．８Ｖに設定され、５．８Ｖのコモン電圧Ｖcomに対して０Ｖに設定される。
【００２６】
ちなみに、画素電圧Ｖsがソースドライバ２０から５．８Ｖで出力されても、画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に起因するフィールドスルー電圧等により例えば４．８Ｖ程度に低下して画素電極ＰＥに保持されることになる。このため、コモン電圧発生回路６から出力されるコモン電圧Ｖcomの振幅および中心レベルは実際に画素電極ＰＥに保持される画素電圧Ｖsに合わせて予め調整される。
【００２７】
またコントローラ５は、液晶表示パネルＰＤＤＰの透過状態を切替電圧発生回路８を介して制御する。  
図４は、高分子分散型液晶の透過状態を切り替える原理を説明する図である。
【００２８】
高分子分散型液晶は、例えば高分子樹脂中に液晶が分散されて形成されている。この液晶分子は、印加される電圧がゼロのときには高分子の隔壁に沿うように方向性無く配列しているが、電圧が印加されたときには電界の方向に沿って配列する。  
そこで、図４（１）に示すように印加電圧がゼロのときは、高分子樹脂部分と液晶部分との屈折率が異なり、図４（２）に示すように電圧が印加されたときは、高分子樹脂部分と液晶部分との屈折率が一致するように材料を設計する。これにより、印加電圧を制御することで入射光の散乱と透過を制御することができる。即ち、電圧がゼロのときは入射光を散乱し、電圧が印加されたときは、入射光を透過させることができる。
【００２９】
図５は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の表示動作を説明する図である。  
本実施の形態では、１フレーム表示期間内に透過モードによる表示期間と反射モードによる表示期間を設け、これら２つの表示期間を時分割によって切替えている。
【００３０】
図５の（１）は、透過モードによる表示状態を表している。この状態では、ＰＤＬＣには切替電圧発生回路８から切替電圧Ｖｐが印加されている。このため、バックライトＢＬからの光はＰＤＬＣを透過する。一方、ＯＣＢ液晶画素ＰＸには透過モードに対応した画素電圧Ｖｓが印加されている。従って、この液晶表示装置は透過モードによって画像を表示する。
【００３１】
図５の（２）は、反射モードによる表示状態を表している。この状態では、バックライトＢＬの動作を停止させバックライトＢＬからは光が発生せず、ＰＤＬＣには切替電圧発生回路８から切替電圧Ｖｐが印加されていない。このため、外部からＯＣＢ液晶画素ＰＸに入射した外光は、ＯＣＢ液晶画素ＰＸを通過した後、ＰＤＬＣによって反射され、再びＯＣＢ液晶画素ＰＸを通過して外部に出射される。一方、ＯＣＢ液晶画素ＰＸには反射モードに対応した画素電圧Ｖｓが印加されている。従って、この液晶表示装置は反射モードによって画像を表示する。
【００３２】
図６は、本実施の形態に係る液晶表示装置の表示動作を示すタイムチャートである。  
１フレームの内、透過モードによる表示期間（以下、透過表示期間という）では、ＰＤＬＣＤ切替信号に電圧が印加されて、ＰＤＬＣＤが透過状態に切替えられる。続いて、上述のようにゲートドライバ１０は、コントローラ５からの制御信号ＣＴＹの制御により複数のゲート線Ｙを順次選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を選択ゲート線Ｙに供給する。これによって１水平走査期間毎に複数の画素ＰＸが１行ずつ順次選択状態となる。  
階調基準電圧発生回路７は透過モード用の所定数の階調基準電圧VREFを発生する。ソースドライバ２０は、このゲート線の選択タイミングに同期して階調基準電圧VREFに基づいて映像信号VIDEOから得られる、例えば６ビットの表示信号を透過モードに対応した画素電圧Ｖｓに変換して各画素ＰＸに印加する。
【００３３】
ゲート線Ｙを選択して画素ＰＸに画素電圧Ｖｓを印加する、所謂書き込み動作中は、バックライトＢＬは消灯状態とする。そして、全ゲート線Ｙの選択がなされ書き込み動作が完了した後にバックライトＢＬを点灯する。このように、透過表示期間においてもバックライトＢＬを間欠駆動させることによって低電力化を実現することができる。なお、本実施の形態ではバックライトＢＬとして、高速点滅のできるＬＥＤバックライトを使用している。
【００３４】
透過表示期間が終了したときは、ＰＤＬＣＤ切替信号の電圧をゼロとし、さらにバックライトＢＬを消灯する。そして、黒信号を表示する黒表示期間を開始する。  
黒表示期間では、ＰＤＬＣＤ切替信号には電圧が印加されないため、ＰＤＬＣＤが反射状態に切替えられる。続いて、ゲートドライバ１０は、コントローラ５からの制御信号ＣＴＹの制御により全ゲート線Ｙを選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を全ゲート線Ｙに供給する。  
階調基準電圧発生回路７は黒表示用の所定数の階調基準電圧VREFを発生する。ソースドライバ２０は、全ゲート線の選択タイミングに同期して階調基準電圧VREFに基づいて黒表示用の信号を画素電圧Ｖｓとして全画素ＰＸに印加する。
【００３５】
この黒表示期間は所定時間継続し、黒表示期間が終了したときは、ＰＤＬＣＤ切替信号の電圧を引き続きゼロ、バックライトＢＬを消灯とした状態を維持して、反射モードによる表示期間（以下、反射表示期間という）を開始する。  
反射表示期間においては、ＰＤＬＣＤ切替信号には電圧が印加されないため、ＰＤＬＣＤは反射状態を維持している。続いて、上述のようにゲートドライバ１０は、コントローラ５からの制御信号ＣＴＹの制御により複数のゲート線Ｙを順次選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を選択ゲート線Ｙに供給する。これによって１水平走査期間毎に複数の画素ＰＸが１行ずつ順次選択状態となる。  
階調基準電圧発生回路７は反射モード用の所定数の階調基準電圧VREFを発生する。ソースドライバ２０は、このゲート線の選択タイミングに同期して階調基準電圧VREFに基づいて映像信号VIDEOから得られる、例えば６ビットの表示信号を反射モードに対応した画素電圧Ｖｓに変換して各画素ＰＸに印加する。  
なお、反射表示期間においては、バックライトＢＬは消灯状態としている。このように、透過表示期間と反射表示期間とでバックライトＢＬのＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことによって低電力化を実現することができる。
【００３６】
反射表示期間が終了したときは、ＰＤＬＣＤ切替信号の電圧をゼロ、バックライトＢＬを消灯した状態を維持する。そして、黒信号を表示する黒表示期間を開始する。  
黒表示期間では、ゲートドライバ１０は、コントローラ５からの制御信号ＣＴＹの制御により全ゲート線Ｙを選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を全ゲート線Ｙに供給する。  
階調基準電圧発生回路７は黒表示用の所定数の階調基準電圧VREFを発生する。ソースドライバ２０は、全ゲート線の選択タイミングに同期して階調基準電圧VREFに基づいて黒表示用の信号を画素電圧Ｖｓとして全画素ＰＸに印加する。本実施の形態ではＯＣＢ液晶を使用しているため、ここで印加する黒電圧は、以前の黒表示期間において印加した黒電圧と極性を逆にすることが望ましい。  
この黒表示期間は所定時間継続し、黒表示期間が終了した後は、上述の透過表示期間からの一連の動作を繰り返して実行する。
【００３７】
また、上述の透過表示期間と反射表示期間とは同じである必要は無い。例えば、透過表示期間と反射表示期間との比率は、１：１とすることもできるし、３：１、あるいは１：３等に比率を変更して構成することもできる。
【００３８】
そして、透過表示期間と反射表示期間とは、例えば外光センサに基づく環境照度に応じて、その比率を適宜変更することもできる。即ち、屋外等の環境照度の高い環境では、外光センサに基づき、透過表示期間と反射表示期間との比率を１：３あるいは０：１など、反射表示期間の比率を高める。逆に屋内等の環境照度の低い環境では、外光センサに基づき、透過表示期間と反射表示期間との比率を３：１あるいは１：０など、反射表示期間の比率を下げる。
【００３９】
これにより、装置の消費電力を有効に活用することが可能となる。
【００４０】
また、図６に示すタイムチャートでは、透過表示期間において全ゲート線Ｙの選択がなされた後にバックライトＢＬを点灯する間欠駆動を実施しているが、透過表示全期間においてバックライトＢＬを点灯するようにしても良い。このようにすれば、上述の間欠駆動方式に比してコントラストは低下するものの表示輝度を高めることができる。
【００４１】
また、図６に示すタイムチャートでは、透過表示期間、反射表示期間の後に一括して黒表示を行うようにしているが、書き込み期間終了後に順次黒挿入駆動により表示しても良い。即ち、ゲート線Ｙを順次選択し、画素スイッチング素子Ｗを導通させる走査信号を選択ゲート線Ｙに供給する。そして、ゲート線の選択に合わせて、選択された行の画素ＰＸに黒信号を供給する。この順次黒信号挿入動作を映像信号の供給動作に組み込んでも良い。
【００４２】
なお、上述の実施の形態では、透過表示期間→黒表示期間→反射表示期間→黒表示期間と１フレームを分割して時系列で表示動作を繰り返すが、透過表示期間→反射表示期間と１フレームを分割して時系列で表示動作を繰り返しても良い。そして、透過表示期間、反射表示期間の中に黒表示期間を設けるようにしても良い。
【００４３】
以上説明した実施の形態によれば、種々の効果を奏することができる。  
従来の画素は透過部と反射部とに分割して構成され、画素内に段差のある複雑な構造を有していた。従って、光が内部で吸収されあるいは乱反射されるなどにより光の利用効率が低いことが指摘されていた。これに対して、本願発明では、画素内にそのような複雑な構造を有していないため、光を有効に利用することができる。
【００４４】
また、バックライトの利用についても、従来では一画素内に透過領域と反射領域とが混在するため常にバックライトを点灯する必要があったが、本発明では透過表示期間のみバックライトを選択的に点灯すれば良く、あるいは透過表示期間においても間欠的に点灯すれば良いため、低電力化を図ることができる。もちろん従来と同様に、回路構成を簡略化するためにバックライトを点滅せずに点灯し続けていても良い。
【００４５】
また、本発明の表示装置は、液晶パネルとＰＤＬＣとを重ねるだけの簡単な構成であるため、内部に段差などの複雑な形状を有する画素を製造しなくても良く、製造コストを大幅に低減することができる。
【００４６】
さらに、透過モードと反射モードでの表示特性を一致させる点についていえば、従来の方法では画素の構造によって特性が一致するように工夫していたが、完全に特性をそろえることは困難であった。本発明では、透過表示と反射表示を時分割方式で切替えることができるため、それぞれ最適な駆動電圧で駆動することが可能となるため、良好な表示画像を得ることも可能となる。
【００４７】
また、外光センサ等を用いて透過表示期間と反射表示期間とを、適宜最適な比率に変更することにより、最適な表示画像を消費電力を増大させることなく可能にできる。
【００４８】
なお、本実施の形態ではＯＣＢ液晶を用いた表示装置について説明したが、本発明はこの形態に限られず、ＯＣＢ液晶でなくても良く、また液晶でなくても良い。
【００４９】
なお、本実施の形態では、光の透過または反射を選択する手段としてＰＤＬＣを用いていたが、ＰＤＬＣ以外にも種々の手段を使用することができる。
【００５０】
図７は、コレステリック液晶を用いて透過状態を切替える原理を説明する図である。
【００５１】
コレステリック液晶はネマティック液晶にカイラル材を添加した液晶混合物である。コレステリック液晶に印加する電界強度を調節することによって、図７（１）に示すように光を反射するプレーナ状態、図７（２）に示すように光を透過するフォーカルコニック状態に切替えることができる。従って、ＰＤＬＣと同様に光の透過または反射を選択することができる。
【００５２】
なお、このコレステリック液晶は一度プレーナ状態、フォーカルコニック状態になった後は電界強度を印加しなくても安定してその状態を維持できるという性質を有している。
【００５３】
図８は、液晶セルを用いて透過状態を切替える原理を説明する図である。
【００５４】
ＰＤＬＣの代わりにＩＴＯなどの透明電極で狭持した液晶セルを配置する。そして、この液晶セルに印加する電圧を調節することで液晶セルの屈折率を切替えて全反射条件を変化させる。
【００５５】
図８（１）は、液晶セルの屈折率が大きい場合を示している。屈折率が大きいときは、入射光が全反射する角度が小さくなるため図の監視位置で受光する光ａは反射光である。図８（２）は、液晶セルの屈折率が小さい場合を示している。屈折率が小さいときは、入射光が全反射する角度が大きくなるため図の監視位置で受光する光ｄは透過光である。
【００５６】
したがって、ディスプレイを正面から監視する場合、監視する光は全て透過光であるが、ディスプレイを所定範囲の角度の斜めから監視する場合は、この液晶セルによって光の透過または反射を切替えることができる。
【００５７】
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。また、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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
【図３】図１に示すソースドライバの構成を概略的に示す図である。
【図４】高分子分散型液晶による透過状態を切替る原理を説明する図である。
【図５】液晶表示装置の表示動作を説明する図である。
【図６】液晶表示装置の表示動作を示すタイムチャートである。
【図７】コレステリック液晶を用いて透過状態を切替える原理を説明する図。
【図８】液晶セルを用いて透過状態を切替える原理を説明する図。
【符号の説明】
【００５９】
２…アレイ基板、３…対向基板、４…液晶層、２’…アレイ基板、３’…対向基板、４’…ＰＤＬＣ層、５…コントローラ、６…コモン電圧発生回路、７…階調基準電圧発生回路、８…切替電圧発生回路、１０…ゲートドライバ、２０…ソースドライバ、２３…Ｄ／Ａ変換回路、２３’…Ｄ／Ａ変換部、２３…Ｄ／Ａ変換器、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＰＸ…液晶画素、ＤＰ…表示パネル、ＰＯＬ１…第１偏光素子、ＰＯＬ２…第２偏光素子、ＢＬ…バックライト、ＣＮＴ…制御ユニット、ＯＣＢＤＰ…液晶表示パネル、ＰＤＣＬ…高分子分散型液晶、ＰＤＤＰ…液晶表示パネル、Ｖｐ…切替電圧、Ｖｓ…画素電圧、Ｘ…ソース線、Ｙ…ゲート線、Ｗ…画素スイッチング素子。
【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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