(57)【要約】【課題】透過型ＬＣＤにおいて、反射モードの消費電力を低減する。また、保持回路による反射モードの表示を多階調化する。【解決手段】複数の透過画素用走査線ＧＬＴと複数の反射画素用走査線ＧＬＲとが交互に行方向に延びており、複数の透過画素用走査線ＧＬＴを駆動する透過画素用走査線駆動回路４０が設けられ、複数の反射画素用走査線ＧＬＲを駆動する反射画素用走査線駆動回路４１が設けられている。また、列方向には、透過画素の列に対応して１本ずつ、データ線ＤＬが列方向に延びており、それらのデータ線ＤＬに表示データを出力するデータ線駆動回路４３が設けられている。反射画素用走査線駆動回路４１は、ｎ本（ｎは２以上の自然数）の反射画素用走査線ＧＬＲを同時に駆動する。【選択図】図１
2008003219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された複数の透過画素及び複数の反射画素と、
前記複数の透過画素に接続された複数の透過画素用走査線と、
前記複数の透過画素用走査線を駆動する透過画素用走査線駆動回路と、
前記複数の反射画素に接続された複数の反射画素用走査線と、
前記複数の反射画素用走査線を駆動する反射画素用走査線駆動回路と、
前記複数の透過画素及び複数の反射画素に接続された複数のデータ線と、
前記複数のデータ線に表示データを出力するデータ線駆動回路と、を備え、
前記反射画素用走査線駆動回路は、ｎ本（ｎは２以上の自然数）の反射画素用走査線を同時に駆動することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
行方向に互いに隣接して配置されたｎ個の透過画素の形成領域に対応して、１個の反射画素がそれらの透過画素の列方向に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数のデータ線は、前記複数の透過画素の各列に対応して列方向に延びており、１個の反射画素に対してｎ本のデータ線が割り当てられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記データ線駆動回路は、前記ｎ本のデータ線にｎビットの表示データを出力し、前記反射画素は前記ｎビットの表示データに応じた２ｎの階調で表示を行うことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射画素は、ｎビットの表示データを保持する保持回路と、
前記保持回路に保持された表示データに応じて、２ｎ個の階調電圧から１つの階調電圧を選択するｎビットのデコーダと、を備え、
前記デコーダによって選択された階調電圧を画素電極に印加するようにしたことを特徴とする請求項４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、透過部と反射部を有する半透過型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下ＬＣＤという）は、薄型で低消費電力であるという特徴を備え、現在コンピュータのモニターや、携帯電話等の携帯情報機器のモニターとして広く用いられている。ＬＣＤには、透過型ＬＣＤと反射型ＬＣＤとがある。透過型ＬＣＤは、液晶に電圧を印加するための画素電極として透過電極を用い、ＬＣＤパネルの後方にバックライト光源を配置し、このバックライトの透過光量をＬＣＤパネルで制御することで周囲が暗くても明るい表示ができる。しかし、常にバックライト光源を点灯して表示を行うため、消費電力が大きいこと、また昼間の屋外のように外光が強い環境では、十分なコントラストが確保できない特性がある。
【０００３】
一方、反射型ＬＣＤでは、太陽光や室内灯などの外光を光源として用い、ＬＣＤパネルに入射するこれらの外光を、画素電極として観察面側の基板に形成した反射電極によって反射する。そして、液晶に入射し、反射電極で反射された光のＬＣＤパネルからの射出光量を画素毎に制御することで表示を行う。この反射型ＬＣＤは、光源として外光を用いるため、外光がない環境では表示を行えないが、透過型ＬＣＤと異なり、光源による消費電力がなく低消費電力であり、また外光が強い環境で十分なコントラストが得られるという特性がある。
【０００４】
近年、透過機能と反射機能の両方を併せ持ち、周囲が明るい環境でも暗い環境でも見やすいＬＣＤとして半透過型ＬＣＤが開発されている。図６（Ａ）は、画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）を備えた半透過型ＬＣＤの一画素の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【０００５】
ＴＦＴ１０１を備えた第１の絶縁基板１００と、カラーフィルター（不図示）を備えた第２の絶縁基板２００とが貼り合わされ、これらの基板間に液晶３００が封入されている。第１の絶縁基板１００の表面にはＴＦＴ１０１が形成され、平坦化絶縁膜１０２に開口されたコンタクトホールＣＨ１を通して、ＴＦＴ１０１に透明な画素電極１０３が接続されている。この画素電極１０３は、反射部及び透過部に延びている。また、反射部の画素電極１０３の下には反射板１０４が形成されている。
【０００６】
一方、第２の絶縁基板２００上には、反射部の画素電極１０３に対向して、突起部２０１が形成されており、この突起部２０１を覆って第２の絶縁基板２００の表面に透明な共通電極２０２が形成されている。これにより、反射部のセルギャップは、透過部のセルギャップの１／２程度に小さくなり、反射部と透過部の光路長が揃うことから、反射部と透過部の光学特性が最適化される。また、画素の外周にはブラックマトリクス２０３によって遮光部が形成されている。
【０００７】
半透過型ＬＣＤを透過モードで用いる場合には、画素電極１０３に印加されるビデオ信号により、バックライトの透過光量が制御されることにより表示を行うことができる。また、半透過型ＬＣＤを反射モードで用いる場合には、画素電極１０３に印加されるビデオ信号により、反射板１０４によって反射される外光の射出光量が制御されることにより表示を行うことができる。また、半透過型ＬＣＤでは反射画素に対応して保持回路を配置することにより透過モードでの開口率を低下させることなく、低消費電力モード（メモリーモード）によって低消費電力化を行なうことができる。
【特許文献１】特開２００５−１４１１１０号公報
【特許文献２】特開２００５−４９４０２号公報
【特許文献３】特開２００２−１４００５１号公報
【特許文献４】特開２００２−３１１９０９号公報
【特許文献５】特開２００２−３１１９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、従来の半透過型ＬＣＤにおいて、透過部と反射部とは、共通のＴＦＴ１０１により共通の画素電極１０３に同一のビデオ信号が印加されるため、反射モードでは必要以上に解像度が高くなっている。半透過型ＬＣＤを携帯電話のパネルに用いると、それがQVGA以上の高解像度パネルの場合は、高解像度であるが故に、反射画素に表示データを保持する保持回路を設けた低消費電力モード（メモリーモード）であっても、期待されるほど低消費電力化の効果が得られないという問題があった。
【０００９】
また、高解像度になるほど、１画素当たりの面積が小さくなるため、低消費電力モードに必要な保持回路を反射画素に配置することは難しくなり、せいぜい１ビット階調（ＲＧＢ３原色のカラー表示の場合は、８色）しか表示することができないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液晶表示装置は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、行列状に配置された複数の透過画素及び複数の反射画素と、前記複数の透過画素に接続された複数の透過画素用走査線と、前記複数の透過画素用走査線を駆動する透過画素用走査線駆動回路と、前記複数の反射画素に接続された複数の反射画素用走査線と、前記複数の反射画素用走査線を駆動する反射画素用走査線駆動回路と、前記複数の透過画素及び複数の反射画素に接続された複数のデータ線と、前記複数のデータ線に表示データを出力するデータ線駆動回路と、を備え、前記反射画素用走査線駆動回路は、ｎ本（ｎは２以上の自然数）の反射画素用走査線を同時に駆動することを特徴とする。
【００１１】
一般に、反射モードの表示は透過モードの表示ほど高い解像度を要求されない。上記構成によれば、反射モードの解像度を透過モードのそれの１／ｎ2に落とすことができるので、反射モードにおける消費電力を低減することができる。
【００１２】
また、上記構成により、拡張された反射画素領域に、反射モードで使用する保持回路をｎビット対応として配置することにより、保持回路による反射モードの表示を多階調化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液晶表示装置によれば、半透過型ＬＣＤにおいて、反射モードの消費電力を低減することができる。また、保持回路による反射モードの表示を多階調化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態について説明する。その前提として、透過部と反射部の基本構成について説明する。図１（Ａ）は、透過部、反射部の概略平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿った概略断面図である。
【００１５】
従来の半透過型ＬＣＤ（図６参照）では、一画素の中に、透過部と反射部が設けられ、共通のＴＦＴ１０１により共通の画素電極１０３に同一のビデオ信号が印加されるという構成であったが、本発明によれば、透過部と反射部とは、別々のＴＦＴにより、別々の画素電極に異なるビデオ信号が印加される。したがって、透過部、反射部はそれぞれが独立の透過画素、反射画素として働く。
【００１６】
ＴＦＴ１１及びＴＦＴ１２を備えた第１の絶縁基板１０と、カラーフィルター（不図示）を備えた第２の絶縁基板２０とが貼り合わされ、これらの基板間に液晶３０が封入されている。
【００１７】
反射部（反射画素）において、第１の絶縁基板１０の表面にはＴＦＴ１１が形成され、平坦化絶縁膜１３に開口されたコンタクトホールＣＨ２を通して、ＴＦＴ１１にＩＴＯからなる透明画素電極１４Ａが接続されている。透明画素電極１４Ａは反射部にのみ配置されている。平坦化絶縁膜１３上の透明画素電極１４Ａの下には、これに接触してアルミニウムからなる反射板１５が形成されている。透明画素電極１４Ａと反射板１５によって反射画素電極１５Ｘが形成されている。
【００１８】
また、透過部（透過画素）において、第１の絶縁基板１０の表面にはＴＦＴ１２が形成され、平坦化絶縁膜１３に開口されたコンタクトホールＣＨ３を通して、ＴＦＴ１２にはＩＴＯからなる透明画素電極１４Ｂが接続されている。透明画素電極１４Ｂは透過部にのみ配置されており、反射画素電極１５Ｘとは電気的に分離されている。第２の絶縁基板２０の表面は平坦であり、その表面に透明共通電極２１が形成されている。画素の外周にはブラックマトリクス２２によって遮光部が形成されている。
【００１９】
次に、上述の透過画素、反射画素を用いた半透過型ＬＣＤについて説明する。この半透過型ＬＣＤは、透過画素と反射画素を別々の走査線に接続して、それぞれの走査線を別々の走査線駆動回路より駆動する。そして、反射画素については、走査線駆動回路の１つの出力を複数行の反射画素の走査線に共通に供給する。これにより、反射モードの表示を透過モードの表示に比して、低解像度で行うようにし、反射モードの低消費電力を実現するというものである。
【００２０】
以下、そのような半透過型ＬＣＤの構成を図２、図３を参照して詳しく説明する。
図２に示すように、奇数行にはＲＧＢの各色に対応した透過画素がこの順に繰り返し配列され、偶数行には、ＲＧＢの各色に対応した反射画素がこの順に繰り返し配列されている。
【００２１】
透過画素は、図３（Ａ）の等価回路図に示すように、ＴＦＴ１２、保持容量ＳＣ１、保持容量線ＳＣＬ、液晶３０を備える。ＴＦＴ１２のゲートは、透過画素用走査線ＧＬＴに接続され、そのドレインはデータ線ＤＬに接続されている。透過画素用走査線ＧＬＴに走査信号が供給されると、ＴＦＴ１２はオンし、データ線ＤＬからＴＦＴ１２を通して、表示データが透過画素に書き込まれ、保持容量ＳＣ１によって保持される。
【００２２】
反射画素は、図３（Ｂ）の等価回路図に示すように、ＴＦＴ１１、保持容量ＳＣ２、保持容量線ＳＣＬ、液晶３０を備える。ＴＦＴ１１のゲートは、反射画素用走査線ＧＬＲに接続され、そのドレインはデータ線ＤＬに接続されている。反射画素用走査線ＧＬＲに走査信号が供給されると、ＴＦＴ１１はオンし、データ線ＤＬからＴＦＴ１１を通して、表示データが反射画素に書き込まれ、保持容量ＳＣ２によって保持される。
【００２３】
そして、図２のように、複数の透過画素用走査線ＧＬＴと複数の反射画素用走査線ＧＬＲとが交互に行方向（図２のＸ方向）に延びている。複数の透過画素用走査線ＧＬＴに走査信号を出力する透過画素用走査線駆動回路４０が設けられ、複数の反射画素用走査線ＧＬＲに走査信号を出力する反射画素用走査線駆動回路４１が設けられている。また、透過画素の列に対応して１本ずつ、データ線ＤＬが列方向（図２のＹ方向）に延びており、それらのデータ線ＤＬに表示データを出力するデータ線駆動回路４３が設けられている。
【００２４】
透過画素用走査線駆動回路４０は透過画素用走査線ＧＬＴを１本ずつ駆動するが、反射画素用走査線駆動回路４１は、ｎ本（ｎは２以上の自然数）の反射画素用走査線ＧＬＲ（ｎは２以上の自然数）を同時に駆動する。図２の例ではｎ＝２であり、１本の透過画素用走査線ＧＬＴを間に挟んで隣接した、２本の反射画素用走査線ＧＬＲに同じ走査信号を出力する。
【００２５】
したがって、透過モードにおいては、透過画素用走査線駆動回路４０によって、透過画素用走査線ＧＬＴに走査信号が順次出力され、奇数行の透過画素が１行ずつ順次選択されてデータ線ＤＬから表示データが書き込まれ、表示が行われる。
【００２６】
一方、反射モードにおいては、反射画素用走査線駆動回路４１によって、反射画素用走査線ＧＬＲに走査信号が順次出力され、偶数行の反射画素が２行ずつ順次選択される。
すなわち、２本の反射画素用走査線ＧＬＲに対応する２行分の反射画素について、ＴＦＴ１１が同時にオンして同時に選択される。そして、列方向に隣接した２個の反射画素に対応する１本のデータ線ＤＬから、それらの反射画素に同一の表示データが書き込まれ、表示が行われることになる。これにより、反射モードにおける解像度は透過モードの１／２2に落とされる。
【００２７】
さらに、行方向に互いに隣接して配置されたｎ個の透過画素の形成領域に対応して、１個の反射画素がそれらの透過画素の列方向に隣接して配置される。これにより、１つの透過画素の面積を行方向に拡張して、さらに解像度を低下させることができる。図２の例では、２個の透過画素の形成領域に対応して、１個の反射画素がそれらの透過画素の列方向に隣接して配置されている。例えば、Ｒ、Ｇの透過画素に対応して、Ｒの反射画素が配置され、Ｂ、Ｒの透過画素に対応して、Ｇの反射画素が配置され、Ｇ、Ｂの透過画素に対応して、Ｂの反射画素が配置される。
【００２８】
そして、そのようにして拡張された１個の反射画素の中に、１ビットの保持回路を配置して、データ線駆動回路４３からデータ線ＤＬに１ビットの表示データ（ハイ又はロウ）を供給し、保持回路に保持された１ビットの表示データに基づいて表示を行うことにより、μＷオーダーという低消費電力での表示が可能になる。図４は、１ビットの保持回路を備えた反射画素の等価回路図である。
【００２９】
この反射画素は、ＴＦＴ１１を通して書き込まれた表示データを保持する、インバータループで構成された保持回路ＲＣ１、保持回路ＲＣ１の保持された表示データ（ハイ又はロウ）に基づいてスイッチングし、２つのアナログ階調電圧Ｖ０、Ｖ１を選択し、選択されたアナログ階調電圧を反射画素電極１５Ｘに印加するＴＦＴ４４，４５を備えた１ビットのデコーダ４６を備えている。
【００３０】
ＴＦＴ４４，４５がＮ型ＭＯＳトランジスタとすると、反射画素に表示データ「１」（ハイ）が書き込まれると、ＴＦＴ４４はオフし、ＴＦＴ４５はオンするので、アナログ階調電圧Ｖ１がＴＦＴ４５を通して反射画素電極１５Ｘに印加される。反射画素に表示データ「０」（ロウ）が書き込まれると、ＴＦＴ４４はオンし、ＴＦＴ４５はオフするので、アナログ階調電圧Ｖ０がＴＦＴ４４を通して反射画素電極１５Ｘに印加される。
【００３１】
第２の実施の形態
第１の実施の形態では、行方向に互いに隣接して配置されたｎ個の透過画素の形成領域に対応して、１個の反射画素がそれらの透過画素の列方向に隣接して配置することにより、１つの透過画素の面積を拡張した。データ線は、透過画素の列数と同じ本数設けられているので、上記構成によれば、１個の反射画素当たり、ｎ本のデータ線を割り当てることが可能になる。
【００３２】
例えば、図２の例では、反射画素の解像度は透過画素の１／２2であり、１個の反射画素に対して２本のデータ線を割り当てることが可能になる。そこで、図５のように、１個の反射画素に２本のデータ線ＤＬＡ、ＤＬＢを割り当てる。そして、データ線ＤＬＡに接続されたＴＦＴ１１Ａに、第１の保持回路ＲＣ１を接続し、データ線ＤＬＢに接続されたＴＦＴ１１Ｂに、第２の保持回路ＲＣ２を接続する。これにより、データ線駆動回路４３により、１個の反射画素に、２ビットの表示データを書き込んで、保持することができる。
【００３３】
そして、第１の保持回路ＲＣ１、第２の保持回路ＲＣ２に保持された２ビットの表示データに応じて、４つのアナログ階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を選択的に反射画素電極１５Ｘに印加する２ビットのデコーダ４７を設ける。これにより、各反射画素において、４階調の表示をすることができる。ＲＧＢのカラー反射画素を用いれば、６４色の反射モードの表示が可能になる。
【００３４】
デコーダ４７は８個のＴＦＴ４８〜５５で構成される。例えば、データ線ＤＬＡ、ＤＬＢに対応して表示データ（１，１）が書き込まれたとすると、ＴＦＴ５１，５２，５４，５５がオンし、他のＴＦＴはオフするので、アナログ階調電圧Ｖ３がＴＦＴ５４，５５を通して反射画素電極１５Ｘに印加される。データ線ＤＬＡ、ＤＬＢに対応して表示データ（１，０）が書き込まれたとすると、ＴＦＴ４８，５０，５１，５５がオンし、他のＴＦＴはオフするので、アナログ階調電圧Ｖ１がＴＦＴ５０，５１を通して反射画素電極１５Ｘに印加される。
【００３５】
なお、十分な回路形成面積を確保するために、１個の反射画素ではなく、列方向に隣接し、走査信号により同時に選択される２個の反射画素領域に、上述の図５の回路を分配して形成してもよい。
【００３６】
同様に、反射画素の解像度が透過画素の１／３2の場合は、１個の反射画素に対して３本のデータ線を割り当て、３ビットの表示データを保持する保持回路、８つのアナログ階調電圧を選択的に反射画素電極１５Ｘに印加する３ビットのデコーダを設けることにより、８階調、５１２色の反射モードの表示が可能になる。反射画素の解像度が透過画素の１／ｎ2の場合も同様である。
【００３７】
アナログ階調電圧を供給する階調電圧線は、各反射画素列に２ｎ本１組ずつ備える必要はなく、複数列での共用が可能である。反射画素の解像度が透過画素の１／２2である場合、例えば、階調電圧線を反射画素３列に１本の割合で配置し、４本１組の階調電圧線を反射画素１２列に分配すればよい。これにより、階調電圧線の配線数を減らすことができる。
【００３８】
また、実施例では、透過画素、反射画素は、ＲＧＢの各色に対応した例を示したが、ＲＧＢの３色に限定されることなく、例えば、ＲＧＢにＣ（シアン）を加えた４色以上の多色であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の一画素の概略平面図及び概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の透過画素、反射画素の等価回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の反射画素の等価回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の反射画素の第２の等価回路図である。
【図６】従来例の液晶表示装置の一画素の概略平面図及び概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１００  第１の絶縁基板      １１，１２，１０１  ＴＦＴ
１３，１０２  平坦化絶縁膜        １４Ａ，１４Ｂ  透明画素電極
１５，１０４  反射板              ２０，２００  第２の絶縁基板
２１  透明共通電極                ２２，２０３  ブラックマトリクス
３０，３００  液晶                ４０  透過画素用走査線駆動回路
４１  反射画素用走査線駆動回路    ４３  データ線駆動回路  
４４，４５  ＴＦＴ                ４６，４７  デコーダ
４８〜５５  ＴＦＴ                １０３  画素電極
２０１  突起部                    ２０２  共通電極
ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３  コンタクトホール
ＤＬ  データ線                    ＧＬＲ  反射画素用走査線
ＧＬＴ  透過画素用走査線          ＲＣ１  第１の保持回路
ＲＣ２  第２の保持回路            ＳＣ１，ＳＣ２  保持容量
ＳＣＬ  保持容量線
【図１】
2008003219.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008003219.tif 000007
【図６】
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