液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器
【課題】高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示可能な液晶ディスプレイ装置等を提供する。
【解決手段】液晶ディスプレイ装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。夫々の画素は、その画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路(24)と、メモリ回路(24)に記憶されているデジタル値を表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路(25)と、電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セル(22)とを有する。
【解決手段】液晶ディスプレイ装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。夫々の画素は、その画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路(24)と、メモリ回路(24)に記憶されているデジタル値を表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路(25)と、電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セル(22)とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器に係る。
【背景技術】
【0002】
一般的に、カラー液晶ディスプレイ装置としては、光を透過することが可能な着色層を有するカラーフィルタを用いてカラー表示を実現するものと、液晶の複屈折効果を利用してカラー表示を実現するものとが知られている。カラーフィルタを用いたカラー液晶ディスプレイ装置では、特定の色のカラーフィルタが色成分に対応する光の波長帯域を吸収することで着色光を生成することができる。しかしながら、カラーフィルタは所望の波長帯域外の光も吸収するので、表示モニタ背面に設置されたバックライト光源からの光の透過を利用する透過型では透過率が、反射体を設けて外光を反射することで表示を行う反射型では反射率が、又はそれらを組み合わせた半透過型では透過率及び反射率の両方が低下する。
【0003】
一方、複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置では、一対の対向する偏光板の間に挟まれている液晶層を通る光の複屈折により着色光を得ることができ、カラーフィルタを用いないことから、高い透過率及び/又は反射率が得られる。複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置については、例えば、特開平6−095151号公報(特許文献1)及び特開平11−190849号公報(特許文献2)等に詳述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−095151号公報
【特許文献2】特開平11−190849号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置は、液晶層に印加する電圧に応じて液晶分子の配向を変化させることで表示色を変えるので、印加電圧の変化に敏感であるという問題がある。
【0006】
本発明は、このような問題を鑑み、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器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】
【0007】
上記目的を達成するために、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶ディスプレイ装置であって、夫々の画素は、当該画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路と、前記メモリ回路に記憶されているデジタル値を前記表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路と、前記電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セルとを有する液晶ディスプレイ装置が提供される。
【0008】
本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、夫々の画素へ該画素による表示色に対応する電圧を供給する電圧源を更に有してよい。この電圧源は、複数の色の夫々に対応する複数の電圧供給ラインを有する。なお、前記複数の色は、少なくともRGB三原色を有する。
【0009】
望ましい実施形態で、夫々の画素は、2又はそれ以上のサブ画素を有してよく、前記メモリ回路、前記デジタル−アナログ回路及び前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられる。
【0010】
上記実施形態の一態様において、夫々の画素は、3つのサブ画素を有してよく、前記3つのサブ画素の夫々のデジタル−アナログ回路はRGB三原色の各色に対応する電圧を出力する。
【0011】
上記実施形態の他の態様において、夫々の画素は、第1及び第2のサブ画素を有してよく、前記第1のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、前記第2のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する。
【0012】
望ましい代替の実施形態で、夫々の画素は2つのサブ画素を有してよく、前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられ、前記メモリ回路及び前記デジタル−アナログ回路は前記2つのサブ画素に共有される。この実施形態で、前記デジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を一方の液晶セルに印加し、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を他方の液晶セルに印加する。
【0013】
夫々の画素が2又はそれ以上のサブ画素を有する本発明の実施形態において、前記液晶セルは、サブ画素ごとに異なるセルギャップを有してよく、異なるセルギャップを有する液晶セルは、同じ電圧を印加される場合に異なる波長の光を透過する。
【0014】
望ましい実施形態で、隣接する2つの画素の組において、1つの画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、他の画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する。
【0015】
望ましい実施形態で、夫々の画素は、同じ構成を有する2又はそれ以上の領域に分割され、前記2又はそれ以上の領域は、夫々、個別にイネーブル又はディスイネーブルにされる。
【0016】
望ましい実施形態で、前記メモリ回路は、SRAM又はDRAMを有してよい。
【0017】
本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、ユーザへの画像提示のために電子機器で用いられてよい。電子機器は、例えば、テレビ受像機、ラップトップ型若しくはデスクトップ型若しくはタブレット型のパーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話機、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、カーナビゲーション装置、ポータブルゲーム機、又はオーロラビジョン等であってよい。
【発明の効果】
【0018】
本開示の実施形態により、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置のブロック構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の例を表すブロック図である。
【図3】図2に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図4】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第2の例を表すブロック図である。
【図5】図4に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図6】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第3の例を表す回路図である。
【図7】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第4の例を表すブロック図である
【図8】図7に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図9】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第5の例を表す回路図である。
【図10】図9に示される画素回路を構成するための画素の構造を示す断面図である。
【図11】画素電極に印加される電圧、セルギャップ及び画素によって表示される色の波長の関係を表す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第6の例を表す平面図である。
【図13】図12に示される構成を有する画素に対する表示制御を説明する図である。
【図14】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を備える電子機器の例を表す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明を実施するための形態を、以下、添付の図面を参照して説明する。
【0021】
図1は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の構成を表すブロック図である。図1のディスプレイ装置10は、表示パネル11と、ソースドライバ12と、ゲートドライバ13と、電圧源14と、コントローラ15とを有する。
【0022】
表示パネル11は、行及び列のマトリクス状に配置されている複数の画素P11〜Pnm(m、nは整数)を有する。表示パネル11は、更に、画素の列又は行ごとに設けられている複数のソースライン16−1〜16−mと、ソースライン16−1〜16−mと直交するよう画素の行又は列ごとに設けられている複数のゲートライン17−1〜17−nとを有する。
【0023】
ソースドライバ12は、画像データ信号に従ってソースライン16−1〜16−mを駆動する信号線駆動回路であり、ソースライン16−1〜16−mを介して画素P11〜Pnmの夫々へ信号電圧を印加する。ゲートドライバ13は、ゲートライン17−1〜17−nを順次に駆動する走査線駆動回路であり、ゲートライン17−1〜17−nを介して画素P11〜Pnmの夫々について信号電圧の印加を制御する。ゲートドライバ13は、例えばインターレース方式又はプログレッシブ方式等の走査方式に従って、行単位で画素を選択し、それらの選択された画素にソースラインを介して信号電圧が印加されるようにする。
【0024】
電圧源14は、画素P11〜Pnmの夫々に表示色に対応する電圧を供給する。本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置では、印加される信号電圧に応じて電圧源14から供給される電圧を選択することで、所望の表示色が得られるよう液晶分子の配向を変化させる。
【0025】
コントローラ15は、ソースドライバ12、ゲートドライバ13及び電圧源14を同期させ、それらの動作を制御する。
【0026】
図2は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の例を表すブロック図である。
【0027】
画素Pji(i及びjは整数であり、1≦i≦m且つ1≦j≦n。)は、その画素が属するi番目の列に対して設けられているソースライン16−iと、その画素が属するj番目の行に対して設けられているゲートライン17−jとの交差領域に配置されている。
【0028】
画素Pjiは、透明基板(図示せず。)の上に形成された画素電極20と、これと対向する透明基板(図示せず。)の上に形成された対向電極21とを有する。対向電極は、定電圧源(図示せず。)に接続されており、全ての画素に共通であることから「コモン電極」とも呼ばれる。2枚の透明基板の間には液晶が注入されており、画素電極20と対向電極21との間には液晶セル22が形成される。
【0029】
画素Pjiは、更に、スイッチング回路23、メモリ回路24及びデジタル−アナログ(D/A)変換回路25を有する。スイッチング回路23は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路24に接続する。メモリ回路24は、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路25は、電圧供給ライン26を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン26を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、メモリ回路24に記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路25によって変換されたアナログ電圧は画素電極20に印加され、これにより、液晶セル22の液晶分子の配向が変化し、アナログ電圧に対応する色が表示される。
【0030】
図2に示されるように画素にメモリを組み込む技術は、一般にMIP(Memory in Pixel)技術として知られている。MIP技術は、画素ごとにメモリを設け、静止画表示時に、メモリに記憶されているデータを画素に書き込むことで、ドライバの駆動を停止し、消費電力を削減するものである。MIP技術は、特に、バックライト光源を用いないために消費電力が小さく、バッテリー駆動のモバイル機器で利用されることが多い反射型液晶ディスプレイ装置に適している。例えば、携帯電話機は使用時のほとんどの時間が待ち受け状態であり、その間は、ディスプレイ部の大部分又は全体は静止画を表示するのが一般的であるため、MIP技術が用いられることで電池消耗を抑えることができる。
【0031】
また、MIP技術は、メモリに記憶されているデータに対応する一定の電圧を画素電極に印加するので、画素電極に印加される電圧の変動がほとんどない。従って、MIP技術は、画素電極への印加電圧の変化に敏感である複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置での使用に適している。
【0032】
図3は、図2に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0033】
スイッチング回路23は6個のスイッチング素子SW11〜SW16を有する。スイッチング素子SW11及びSW12は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW13及びSW14は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW15及びSW16は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW11、SW13及びSW15の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続され、スイッチング素子SW12、SW14及びSW16の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続されている。スイッチング素子SW12及びSW13は、他のスイッチング素子SW11、SW14、SW15及びSW16と相反するスイッチング特性を有する。従って、スイッチング素子SW12は、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW14及びSW16がオンするときにオフし、スイッチング素子SW14及びSW16がオフするときにオンする。同様に、スイッチング素子SW13は、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW11及びSW15がオンするときにオフし、スイッチング素子SW11及びSW15がオフするときにオンする。
【0034】
メモリ回路24は3つの1ビットメモリM11〜M13を有する。第1のメモリM11は、スイッチング素子SW11及びSW12の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW11、SW12がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM12は、スイッチング素子SW13及びSW14の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW13、SW14がオンするとソースライン16−iに接続される。第3のメモリM13は、スイッチング素子SW15及びSW16の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW15、SW16がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0035】
メモリM11〜M13は、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)又はDRAM(Dynamic Random Access Memory)であってよい。一般的に、MIP技術では、各画素においてメモリに記憶されているデータを保持するために、SRAM又はDRAMが用いられる。SRAMがトランジスタによる順序回路で構成される一方、DRAMはトランジスタ及びキャパシタ各1つずつで構成されるので、回路面積の縮小化及び画素ピッチの狭小化の点で、DRAMの方が有利である。しかし、DRAMは、キャパシタに蓄えられた微小電荷を保持するためにリフレッシュ動作を要する。
【0036】
D/A変換回路25は24個のスイッチング素子SW101〜SW124を有する。スイッチング素子SW101、SW109及びSW117の第1の直列配置は、画素電極20と第1の電圧供給ライン261との間に配置されている。スイッチング素子SW102、SW110及びSW118の第2の直列配置は、画素電極20と第2の電圧供給ライン262との間に配置されている。スイッチング素子SW103、SW111及びSW119の第3の直列配置は、画素電極20と第3の電圧供給ライン263との間に配置されている。スイッチング素子SW104、SW112及びSW120の第4の直列配置は、画素電極20と第4の電圧供給ライン264との間に配置されている。スイッチング素子SW105、SW113及びSW121の第5の直列配置は、画素電極20と第5の電圧供給ライン265との間に配置されている。スイッチング素子SW106、SW114及びSW122の第6の直列配置は、画素電極20と第6の電圧供給ライン266との間に配置されている。スイッチング素子SW107、SW115及びSW123の第7の直列配置は、画素電極20と第7の電圧供給ライン267との間に配置されている。スイッチング素子SW108、SW116及びSW124の第8の直列配置は、画素電極20と第8の電圧供給ライン268との間に配置されている。
【0037】
スイッチング素子SW101〜SW108の制御端子は第1のメモリM11の出力部に接続されている。スイッチング素子SW101〜SW104は、スイッチング素子SW105〜SW108と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM11の出力に応答して、スイッチング素子SW105〜SW108がオンするときにオフし、スイッチング素子SW105〜SW108がオフするときにオンする。
【0038】
スイッチング素子SW109〜SW116の制御端子は第2のメモリM12の出力部に接続されている。スイッチング素子SW109、110、SW113及びSW114は、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM12の出力に応答して、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116がオンするときにオフし、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116がオフするときにオンする。
【0039】
スイッチング素子SW117〜SW124の制御端子は第3のメモリM13の出力部に接続されている。スイッチング素子SW117、SW119、SW121及びSW123は、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124と相反するスイッチング特性を有し、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124がオンするときにオフし、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124がオフするときにオンする。
【0040】
第1乃至第8の電圧供給ライン261〜268は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第8の電圧供給ライン261〜268は、夫々、黒、青、緑、シアン、赤、マゼンタ、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vc、Vr、Vm、Vy及びVwを印加されている。
【0041】
ゲートライン17−j上の走査信号は3ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/3の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、第2のゲートライン17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW11及びSW12がオンし、メモリ回路24の第1のメモリM11はソースライン16−iに接続される。次のT/3の期間に、第1のゲート17−j1はローに駆動され、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW13及びSW14がオンし、メモリ回路24の第2のメモリM12はソースライン16−iに接続される。最後のT/3の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW15及びSW16がオンし、メモリ回路24の第3のメモリM13はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1、第2及び第3のメモリM11〜M13は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0042】
例えば、画素Pjiに赤を表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは最初のT/3の期間にのみハイに駆動され、第1乃至第3のメモリM11〜M13は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第3のメモリM11〜M13は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’を出力する。これにより、画素電極20は、スイッチング素子SW105、SW113及びSW121を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第5の電圧供給ライン265に接続される。
【0043】
図4は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第2の例を表すブロック図である。
【0044】
画素P’jiは、2つのサブ画素SP11及びSP12と、スイッチング回路43とを有する。サブ画素SP11及びSP12は、夫々、画素電極40a、40b、対向電極41a、41b、画素電極と対向電極との間にある液晶セル42a、42b、メモリ回路44a、44b、及びD/A変換回路45a、45bを有する。
【0045】
スイッチング回路43は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路44a及び44bの夫々に接続する。各メモリ回路44a、44bは、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路45a、45bは、電圧供給ライン46を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン46を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、対応するメモリ回路44a、44bに記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路45a、45bによって変換されたアナログ電圧は対応する画素電極40a、40bに印加される。
【0046】
図5は、図4に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0047】
スイッチング回路43は9個のスイッチング素子SW21〜SW29を有する。スイッチング素子SW21及びSW22は直列に接続されて、ソースライン16−iと第1のサブ画素SP11(図4)に設けられている第1のメモリ回路44aとの間に配置されている。スイッチング素子SW23及びSW24は直列に接続されて、ソースライン16−iと第1のメモリ回路44aとの間に配置されている。スイッチング素子SW25及びSW26は直列に接続されて、ソースライン16−iと第2のサブ画素SP12(図4)に設けられている第2のメモリ回路44bとの間に配置されている。スイッチング素子SW27〜SW29は直列に接続されて、ソースライン16−iと第2のメモリ回路44bとの間に配置されている。スイッチング素子SW21、SW23、SW25、SW27の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続され、スイッチング素子SW22、SW24、SW26、SW28の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続され、スイッチング素子SW29の制御端子は第3のゲートライン17−j3に接続されている。スイッチング素子SW22及びSW28は、スイッチング素子SW24及びSW26と相反するスイッチング特性を有し、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答に応答して、スイッチング素子SW24及びSW26がオンするときにオフし、スイッチング素子SW24及びSW26がオフするときにオンする。同様に、スイッチング素子SW23及びSW27は、スイッチング素子SW21及びSW25と相反するスイッチング特性を有し、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答に応答して、スイッチング素子SW21及びSW25がオンするときにオフし、スイッチング素子SW21及びSW25がオフするときにオンする。
【0048】
第1のメモリ回路44aは2つの1ビットメモリM21及びM22を有する。第1のメモリM21は、スイッチング素子SW21及びSW22の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW21及びSW22がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM22は、スイッチング素子SW23及びSW24の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW23及びSW24がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0049】
第1のサブ画素SP11(図4)に設けられている第1のD/A変換回路45aは8個のスイッチング素子SW201〜SW208を有する。スイッチング素子SW201及びSW205の第1の直列配置は、画素電極40aと第1の電圧供給ライン461との間に配置されている。スイッチング素子SW202及びSW206の第2の直列配置は、画素電極40aと第6の電圧供給ライン466との間に配置されている。スイッチング素子SW203及びSW207の第3の直列配置は、画素電極40aと第4の電圧供給ライン464との間に配置されている。スイッチング素子SW204及びSW208の第4の直列配置は、画素電極40aと第3の電圧供給ライン463との間に配置されている。
【0050】
スイッチング素子SW201〜SW204の制御端子は第1のメモリM21の出力部に接続されている。スイッチング素子SW201及び202は、スイッチング素子SW203及び204と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM21の出力に応答して、スイッチング素子SW203及びSW204がオンするときにオフし、スイッチング素子SW203及びSW204がオフするときにオンする。
【0051】
スイッチング素子SW205〜SW208の制御端子は第2のメモリM22の出力部に接続されている。スイッチング素子SW205及びSW207は、スイッチング素子SW206及びSW208と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM22の出力に応答して、スイッチング素子SW206及びSW208がオンするときにオフし、スイッチング素子SW206及びSW208がオフするときにオンする。
【0052】
第2のメモリ回路44bは2つの1ビットメモリM23及びM24を有する。第3のメモリM23は、スイッチング素子SW25及びSW26の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW25及びSW26がオンするとソースライン16−iに接続される。第4のメモリM24は、スイッチング素子SW27〜SW29の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW27〜SW29がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0053】
第2のサブ画素SP12(図4)に設けられている第2のD/A変換回路45bは8個のスイッチング素子SW209〜SW216を有する。スイッチング素子SW209及びSW213の第1の直列配置は、画素電極40bと第1の電圧供給ライン461との間に配置されている。スイッチング素子SW210及びSW214の第2の直列配置は、画素電極40bと第6の電圧供給ライン466との間に配置されている。スイッチング素子SW211及びSW215の第3の直列配置は、画素電極40bと第5の電圧供給ライン465との間に配置されている。スイッチング素子SW212及びSW216の第4の直列配置は、画素電極40bと第2の電圧供給ライン462との間に配置されている。
【0054】
スイッチング素子SW209〜SW212の制御端子は第3のメモリM23の出力部に接続されている。スイッチング素子SW209及びSW210は、スイッチング素子SW211及びSW212と相反するスイッチング特性を有し、第3のメモリM23の出力に応答して、スイッチング素子SW211及びSW212がオンするときにオフし、スイッチング素子SW211及びSW212がオフするときにオンする。
【0055】
スイッチング素子SW213〜SW216の制御端子は第4のメモリM24の出力部に接続されている。スイッチング素子SW213及びSW215は、スイッチング素子SW214及びSW216と相反するスイッチング特性を有し、第4のメモリM24の出力に応答して、スイッチング素子SW214及びSW216がオンするときにオフし、スイッチング素子SW214及びSW216がオフするときにオンする。
【0056】
第1乃至第6の電圧供給ライン461〜466は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第6の電圧供給ライン461〜468は、夫々、黒、青、緑、赤、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr、Vy及びVwを印加されている。
【0057】
ゲートライン17−j上の走査信号は4ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/4の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j2及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW21及びSW22がオンし、第1のメモリ回路44aの第1のメモリM21はソースライン16−iに接続される。第2のT/4の期間に、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW23及びSW24がオンする。これにより、第1のメモリ回路44aの第2のメモリM22はソースライン16−iに接続される。第3のT/4の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動され、第3のゲートライン17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW25及びSW26がオンし、第2のメモリ回路44bの第3のメモリM23はソースライン16−iに接続される。最後のT/4の期間に、第3のゲートライン17−j3はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW27〜SW29がオンし、第2のメモリ回路44bの第4のメモリM24はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1乃至第4のメモリM21〜M24は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1乃至第3のゲートライン17−j1、17−j2、17−j3の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0058】
例えば、画素P’jiにマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは第2のT/4(すなわち、T/4〜2T/4)の期間を除いてハイに駆動され、第1乃至第4のメモリM21〜M24は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’、‘1’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第4のメモリM21〜M24は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’、‘1’を出力する。これにより、画素電極40aは、スイッチング素子SW203及びSW207を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン464に接続され、画素電極40bは、スイッチング素子SW212及びSW216を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン462に接続される。従って、画素P’ji全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0059】
図5に示される画素回路は、画素をサブ画素に分割することでサブ画素どうしの混色表示が可能であることから、色成分ごとに1つの電力供給ラインを設ける必要がなくなり、図3の画素回路と比較して開口率を改善することができ、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0060】
図5の例で、画素P’jiは、第1のサブ画素SP11が赤(R)、緑(G)、白(W)及び黒(K)を表示することができ、第2のサブ画素SP12が青(B)、黄(Y)、白(W)及び黒(K)を表示することができるように構成されている。白及び黒を除いて、RGB三原色以外に必要とされる色は、1つのサブ画素で表示可能な色の組み合わせに依存する。図5の例では、赤及び緑を同時に表示することができないため、赤及び緑の混色である黄(Y)が別途に表示可能とされる必要がある。
【0061】
図6は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第3の例を表す回路図である。
【0062】
図6の画素は、2つのサブ画素に分割されており、各サブ画素は、画素電極60a、60b、対向電極61a、61b、及び画素電極と対向電極の間にある液晶セル62a、62bを有する。画素は、更に、スイッチング回路63、メモリ回路64及びD/A変換回路65を有する。スイッチング回路63は、ソースライン16−iと、第1及び第2のゲートライン17−j1、17−j2とに接続されており、第1及び第2のゲートライン17−j1、17−j2上の走査信号に応答して導通し、ソースライン16−iをメモリ回路64に接続する。メモリ回路64は、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路65は、電圧供給ライン66を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン66を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、メモリ回路64に記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路65によって変換されたアナログ電圧は画素電極60a及び60bの夫々に印加され、液晶セル62a及び62bの夫々の液晶分子の配向が変化し、各液晶セル62a、62bはアナログ電圧に対応する色を表示する。
【0063】
スイッチング回路63及びメモリ回路64の構成及び動作は、図3を参照して説明された画素回路のものと同じであることから、ここでは詳述しない。
【0064】
D/A変換回路65は15個のスイッチング素子SW301〜SW315及び1つのNAND回路L301を有する。スイッチング素子SW301及びSW304の第1の直列配置は、第1の画素電極60aと第1の電圧供給ライン661との間に配置されている。スイッチング素子SW302及びSW305の第2の直列配置は、第1の画素電極60aと第3の電圧供給ライン663との間に配置されている。スイッチング素子SW303及びSW306の第3の直列配置は、画素電極60aと第4の電圧供給ライン664との間に配置されている。
【0065】
スイッチング素子SW301〜SW303の制御端子は第1のメモリM31の出力部に接続されている。スイッチング素子SW301及びSW302は、スイッチング素子SW303と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM31の出力に応答して、スイッチング素子SW303がオンするときにオフし、スイッチング素子SW303がオフするときにオンする。
【0066】
スイッチング素子SW304〜SW306の制御端子は第2のメモリM32の出力部に接続されている。スイッチング素子SW304及びSW306は、スイッチング素子SW305と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM32の出力に応答して、スイッチング素子SW305がオンするときにオフし、スイッチング素子SW305がオフするときにオンする。
【0067】
第1及び第2のメモリM31、M32の出力部は、更に、夫々、NAND回路L301の2つの入力部の夫々に接続されている。
【0068】
スイッチング素子SW307は、第1の画素電極60aとスイッチング素子SW310及びSW311の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW310及びSW311は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW310は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW307の導通経路を第1の電力供給ライン661に接続し、スイッチング素子SW311は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW307の導通経路を第6の電力供給ライン666に接続する。
【0069】
スイッチング素子SW308は、第2の画素電極60bとスイッチング素子SW312及びSW313の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW312及びSW313は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW312は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW308の導通経路を第1の電力供給ライン661に接続し、スイッチング素子SW313は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW308の導通経路を第2の電力供給ライン662に接続する。
【0070】
スイッチング素子SW309は、第2の画素電極60bとスイッチング素子SW314及びSW315の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW314及びSW315は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW314は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW309の導通経路を第5の電力供給ライン665に接続し、スイッチング素子SW315は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW309の導通経路を第6の電力供給ライン666に接続する。
【0071】
スイッチング素子SW307〜SW309の制御端子はNAND回路L301の出力部に接続されている。スイッチング素子S307及びS309は、スイッチング素子SW308と相反するスイッチング特性を有し、スイッチング素子SW308がオンするときにオフし、スイッチング素子SW308がオフするときにオンする。
【0072】
第1乃至第6の電圧供給ライン661〜666は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第6の電圧供給ライン661〜666は、夫々、黒、青、緑、赤、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr、Vy及びVwを印加されている。
【0073】
例えば、図6に示されるような構成の画素にマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは第2のT/3(すなわち、T/3〜2T/3)の期間を除いてハイに駆動され、第1乃至第3のメモリM31〜M33は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第3のメモリM31〜M33は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’を出力する。これにより、第1の画素電極60aは、スイッチング素子SW303及びSW306を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン664に接続され、第2の画素電極60bは、スイッチング素子SW313及びSW308を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン662に接続される。従って、画素全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0074】
図6に示される画素回路は、スイッチング回路、メモリ回路及びD/A変換回路をサブ画素に共通とすることで、図5の画素回路と比較して少ない部品点数及びゲートライン本数で構成することができ、開口率の更なる改善若しくは、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0075】
図7は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第4の例を表すブロック図である。
【0076】
画素P”jiは、3つのサブ画素SP21〜SP23と、スイッチング回路73とを有する。サブ画素SP21〜SP23は、夫々、画素電極70a、70b、70c、対向電極71a、71b、71c、画素電極と対向電極との間にある液晶セル72a、72b、72c、メモリ回路74a、74b、74c、及びD/A変換回路75a、75b、75cを有する。
【0077】
スイッチング回路73は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路74a、74b及び74cの夫々に接続する。各メモリ回路74a、74b、74cは、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路75a、75b、75cは、電圧供給ライン76を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン76を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、対応するメモリ回路74a、74b、74cに記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路75a、75b、75cによって変換されたアナログ電圧は対応する画素電極70a、70b、70cに印加される。
【0078】
図8は、図7に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0079】
スイッチング回路73は18個のスイッチング素子SW401〜SW418を有する。スイッチング素子SW401〜SW403の第1の直列配置及びスイッチング素子SW404〜SW406の第2の直列配置は、ソースライン16−iと第1のサブ画素SP21(図7)に設けられている第1のメモリ回路74aとの間に配置されている。スイッチング素子SW407〜SW409の第3の直列配置及びスイッチング素子SW410〜SW412の第4の直列配置は、ソースライン16−iと第2のサブ画素SP22(図7)に設けられている第2のメモリ回路74bとの間に配置されている。スイッチング素子SW413〜SW415の第5の直列配置及びスイッチング素子SW416〜SW418の第6の直列配置は、ソースライン16−iと第3のサブ画素SP23(図7)に設けられている第3のメモリ回路74cとの間に配置されている。
【0080】
スイッチング素子SW401、SW404、SW407、SW410、SW413、SW416の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続されている。スイッチング素子SW404、SW407、SW416は、スイッチング素子SW401、SW410、SW413と相反するスイッチング特性を有し、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW401、SW410、SW413がオンするときにオフし、スイッチング素子SW401、SW410、SW413がオフするときにオンする。
【0081】
スイッチング素子SW402、SW405、SW408、SW411、SW414、SW417の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続されている。スイッチング素子SW402、SW408、SW414は、スイッチング素子SW405、SW411、SW417と相反するスイッチング特性を有し、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW405、SW411、SW417がオンするときにオフし、スイッチング素子SW405、SW411、SW417がオフするときにオンする。
【0082】
スイッチング素子SW403、SW406、SW409、SW412、SW415、SW418の制御端子は第3のゲートライン17−j3に接続されている。スイッチング素子SW403、SW406、SW412は、スイッチング素子SW409、SW415、SW418と相反するスイッチング特性を有し、第3のゲートライン17−j3上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW409、SW415、SW418がオンするときにオフし、スイッチング素子SW409、SW415、SW418がオフするときにオンする。
【0083】
第1のメモリ回路74aは2つの1ビットメモリM41及びM42を有する。第1のメモリM41は、スイッチング素子SW401〜SW403の第1の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW401〜SW403がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM42は、スイッチング素子SW404〜SW406の第2の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW404〜SW406がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0084】
第1のサブ画素SP21(図7)に設けられている第1のD/A変換回路75aは4個のスイッチング素子SW421〜SW424を有する。スイッチング素子SW421は、画素電極70aと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW422は、画素電極70aとスイッチング素子SW423及び424の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW423及びSW424は、それらの制御端子を第1のメモリM41の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW423は、第1のメモリM41の出力に応答してスイッチング素子SW422の導通経路を第2の電圧供給ライン762に接続し、スイッチング素子SW424は、第1のメモリM41の出力に応答してスイッチング素子SW422の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW421及びSW422は、それらの制御端子を第2のメモリM42の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0085】
第2のメモリ回路74bは2つの1ビットメモリM43及びM44を有する。第3のメモリM43は、スイッチング素子SW407〜SW409の第3の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW407〜SW409がオンするとソースライン16−iに接続される。第4のメモリM44は、スイッチング素子SW410〜SW412の第4の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW410〜SW412がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0086】
第2のサブ画素SP22(図7)に設けられている第2のD/A変換回路75bは4個のスイッチング素子SW425〜SW428を有する。スイッチング素子SW425は、画素電極70bと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW426は、画素電極70bとスイッチング素子SW427及び428の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW427及びSW428は、それらの制御端子を第3のメモリM43の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW427は、第3のメモリM43の出力に応答してスイッチング素子SW426の導通経路を第3の電圧供給ライン763に接続し、スイッチング素子SW428は、第3のメモリM43の出力に応答してスイッチング素子SW426の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW425及びSW426は、それらの制御端子を第4のメモリM44の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0087】
第3のメモリ回路74cは2つの1ビットメモリM45及びM46を有する。第5のメモリM45は、スイッチング素子SW413〜SW415の第5の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW413〜SW415がオンするとソースライン16−iに接続される。第6のメモリM46は、スイッチング素子SW416〜SW418の第6の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW416〜SW418がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0088】
第3のサブ画素SP23(図7)に設けられている第3のD/A変換回路75cは4個のスイッチング素子SW429〜SW432を有する。スイッチング素子SW429は、画素電極70cと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW430は、画素電極70cとスイッチング素子SW431及び432の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW431及びSW432は、それらの制御端子を第5のメモリM45の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW431は、第5のメモリM45の出力に応答してスイッチング素子SW430の導通経路を第4の電圧供給ライン764に接続し、スイッチング素子SW432は、第5のメモリM45の出力に応答してスイッチング素子SW430の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW429及びSW430は、それらの制御端子を第6のメモリM46の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0089】
第1乃至第5の電圧供給ライン761〜765は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第5の電圧供給ライン761〜765は、夫々、黒、青、緑、赤及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr及びVwを印加されている。
【0090】
ゲートライン17−j上の走査信号は6ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j2及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW401〜SW403がオンし、第1のメモリ回路74aの第1のメモリM41はソースライン16−iに接続される。第2のT/6の期間に、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW404〜SW406がオンし、第1のメモリ回路74aの第2のメモリM42はソースライン16−iに接続される。第3のT/6の期間に、第3のゲートライン17−j3はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW407〜SW409がオンし、第2のメモリ回路74bの第3のメモリM43はソースライン16−iに接続される。第4のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動され、第3のゲートライン17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW410〜SW412がオンし、第2のメモリ回路74bの第4のメモリM44はソースライン16−iに接続される。第5のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第3のゲートライン17−j3はいずれもハイに駆動され、第2のゲートライン17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW413〜SW415がオンし、第3のメモリ回路74cの第5のメモリM45はソースライン16−iに接続される。最後のT/6の期間に、第2のゲートライン17−j2及び第3のゲートライン17−j3はいずれもハイに駆動され、第1のゲートライン17−j1はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW416〜SW418がオンし、第3のメモリ回路74cの第6のメモリM46はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1乃至第6のメモリM41〜M46は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1乃至第3のゲートライン17−j1、17−j2、17−j3の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0091】
例えば、画素P”jiにマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは最初のT/6(すなわち、0〜T/6)の期間及び第5のT/6(4T/6〜5T/6)の期間にのみハイに駆動され、第1乃至第6のメモリM41〜M46は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、‘1’、‘0’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第6のメモリM41〜M46は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、‘1’、‘0’を出力する。画素電極70aは、スイッチング素子SW423及びSW422を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン762に接続され、画素電極70bは、スイッチング素子SW428及びSW426を介して、黒に対応する電圧Vkに保たれている第1の電圧供給ライン761に接続され、画素電極70cは、スイッチング素子SW431及びSW430を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン764に接続される。従って、画素P”ji全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0092】
図8に示される画素回路では、3つのサブ画素SP21〜SP23により赤(R)、緑(G)及び青(B)を表示することができるので、これらRGB三原色に白及び黒を加えた5色に対応する少なくとも5本の電力供給ラインがあれば十分である。
【0093】
図9は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第5の例を表す回路図である。
【0094】
図9に示される画素回路は、電力供給ライン46’の数を除いて、図5の回路と同じである。電力供給ライン46’は、第1乃至第4の電力供給ライン46’1〜46’4を有する。第1乃至第4の電圧供給ライン46’1〜46’4は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1の電圧供給ライン46’1は黒に対応する電圧Vkを印加され、第2の電圧供給ライン46’2は赤及び黄に対応する電圧Vr/yを印加され、第3の電圧供給ライン46’3は緑及び青に対応する電圧Vg/bを印加され、第4の電圧供給ライン46’4は白に対応する電圧Vwを印加されている。このように、図9の例では、本来1つの色成分ごとに設けられるべき電圧供給ラインが、2つの色成分によって共有されている。
【0095】
図10は、図9に示される画素回路を構成するための画素の構造を示す断面図である。
【0096】
画素は、画素電極102が形成される第1の透明基板101と、画素電極と対向するよう対向電極104が形成されている第2の透明基板103と、第1の透明基板101と第2の透明基板103との間に液晶が注入されている液晶層105と、第2の透明基板103の上に設けられている偏光板106とを有する。画素電極102は、第1の透明基板101上に形成された透明樹脂層107の上に形成されており、本例では、第2の透明基板103を通って入射した外光を反射する反射板としても機能する。そのため、対向電極104は、光を透過する透明電極である。対向電極104は、第2の透明基板103上に形成された透明樹脂層108の上に形成されている。
【0097】
画素の領域は、2つのサブ画素SP11及びSP12に分割されている。サブ画素SP11及びSP12の夫々で画素電極102と対向電極104との間の距離(この距離は、一般的に「セルギャップ」と呼ばれる。)を異ならせるよう、透明樹脂層108の厚みは適宜選択される。複屈折効果を利用したカラー液晶ディスプレイ装置において、画素は、画素電極に印加される電圧に応じて異なる色を表示することができるが、同じ電圧が印加される場合にセルギャップを異ならせることで異なる色を表示することもできる。
【0098】
図11は、画素電極に印加される電圧、セルギャップ、及び画素によって表示される色の波長の関係を表す図である。x軸は電圧を示し、y軸はセルギャップを示す、z軸は波長を示す。
【0099】
本例で、第1のサブ画素SP11におけるセルギャップはd1であり、第2のサブ画素SP2におけるセルギャップはd2であり、d1>d2であるとする。画素電極102に電圧Vr/yが印加されると、第1のサブ画素SP11は波長λrの光を表示し、第2のサブ画素SP12は波長λyの光を表示する。また、画素電極102に電圧Vg/bが印加されると、第1のサブ画素SP11は波長λgの光を表示し、第2のサブ画素SP12は波長λbの光を表示する。具体的に、例えば、波長λr、λg、λb、λyは、夫々、赤、緑、青、黄の光に対応し、Vg/b>Vr/yである。
【0100】
このように画素電極への印加電圧及びセルギャップを適切に選択することで、図9に示される画素回路のように、1つの電圧供給ラインを複数の色成分によって共有することが可能となる。すなわち、画素が複数のサブ画素に分割される場合に夫々のサブ画素について適切なセルギャップを設定することで、図9の画素回路を図5の画素回路と比較して明らかなように、開口率を改善することができ、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0101】
図12は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第6の例を表す平面図である。
【0102】
図12の画素1200は2つの領域A11及びA12に分けられている。第1の領域A11は、その周囲を第2の領域A12によって囲まれるよう第2の領域A12の内側にある。第1及び第2の領域A11、A12は、夫々、図3に示されるような同一の画素回路を有する。このような構成とすることで、画素1200は、夫々の画素回路に同じ色を表示させる場合に、夫々の画素回路のイネーブル/ディスイネーブルに応じて、図13(a)乃至(d)に示されるような4段階の階調表示が可能となる。画素回路のイネーブル/ディスイネーブルは、例えば、コントローラ15によって制御される。
【0103】
画素1200は、第1及び第2の領域A11、A12の画素回路が両方ともディスイネーブルにされる場合に最も低い階調をとり(図13(a))、第1及び第2の領域A11、A12の画素回路が両方ともイネーブルにされる場合に最も高い階調をとる(図13(d))。また、画素1200は、第1及び第2の領域A11の画素回路のいずれか一方のみがイネーブルにされる場合に中階調をとる(図13(b)及び(c))。
【0104】
このように画素を分割することによる階調表示は、上述されたように多色表示のために画素が2又はそれ以上のサブ画素に分割されている場合にも適用可能である。例えば、図5に示されるように画素が2つのサブ画素に分割されている場合には、それらのサブ画素を更に2又はそれ以上に分割して、分割されたサブ画素に同じ構成を有する回路をつなぐことで、複数段階の階調表示が可能となる。
【0105】
図14は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を備える電子機器の例である。図14の電子機器1400は、タブレット型PCとして表されているが、例えば、テレビ受像機、ラップトップ型若しくはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話機、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、カーナビゲーション装置、ポータブルゲーム機、又はオーロラビジョン等の他の電子機器であってもよい。
【0106】
タブレット型PC1400は、情報を画像として表示可能な表示パネルを備えたディスプレイ装置1410を有する。ディスプレイ装置1410は、図1乃至図13を参照して説明されたカラー液晶ディスプレイ装置であってよく、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示を行うことができ且つ電力消費量も低いことから、例えば、ある時間期間にわたって同じ画像を表示し続ける電子書籍等の用途における使用に適する。
【0107】
まとめると、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、複屈折効果を利用したカラー表示技術をMIP技術と組み合わせることで、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示を行うことができる。
【0108】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。
【0109】
例えば、隣接する2又はそれ以上の画素を組として、図4乃至8を参照して説明されたように、隣接画素による混色表示を行うことも可能である。
【符号の説明】
【0110】
10,1410 ディスプレイ装置
11 表示パネル
12 ソースドライバ
13 ゲートドライバ
14 電圧源
15 コントローラ
16−1〜16−m,16−i ソースライン
17−1〜17−n,17−j ゲートライン
1200,P11〜Pnm,Pji,P’ji,P”ji 画素
1400 電子機器
20,40a,40b,60a,60b,70a〜70c 画素電極
21,41a,41b,61a,61b,71a〜71c 対向電極
22,42a,42b,62a,62b,72a〜72c 液晶セル
23,43,63,73 スイッチング回路
24,44a,44b,64,74a〜74c メモリ回路
25,45a,45b,65,75a〜75b D/A変換回路
26,46,46’,66,76 電圧供給ライン
d1,d2 セルギャップ
SP11,SP12,SP21〜SP23 サブ画素
【技術分野】
【0001】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器に係る。
【背景技術】
【0002】
一般的に、カラー液晶ディスプレイ装置としては、光を透過することが可能な着色層を有するカラーフィルタを用いてカラー表示を実現するものと、液晶の複屈折効果を利用してカラー表示を実現するものとが知られている。カラーフィルタを用いたカラー液晶ディスプレイ装置では、特定の色のカラーフィルタが色成分に対応する光の波長帯域を吸収することで着色光を生成することができる。しかしながら、カラーフィルタは所望の波長帯域外の光も吸収するので、表示モニタ背面に設置されたバックライト光源からの光の透過を利用する透過型では透過率が、反射体を設けて外光を反射することで表示を行う反射型では反射率が、又はそれらを組み合わせた半透過型では透過率及び反射率の両方が低下する。
【0003】
一方、複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置では、一対の対向する偏光板の間に挟まれている液晶層を通る光の複屈折により着色光を得ることができ、カラーフィルタを用いないことから、高い透過率及び/又は反射率が得られる。複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置については、例えば、特開平6−095151号公報(特許文献1)及び特開平11−190849号公報(特許文献2)等に詳述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−095151号公報
【特許文献2】特開平11−190849号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置は、液晶層に印加する電圧に応じて液晶分子の配向を変化させることで表示色を変えるので、印加電圧の変化に敏感であるという問題がある。
【0006】
本発明は、このような問題を鑑み、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器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】
【0007】
上記目的を達成するために、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶ディスプレイ装置であって、夫々の画素は、当該画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路と、前記メモリ回路に記憶されているデジタル値を前記表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路と、前記電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セルとを有する液晶ディスプレイ装置が提供される。
【0008】
本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、夫々の画素へ該画素による表示色に対応する電圧を供給する電圧源を更に有してよい。この電圧源は、複数の色の夫々に対応する複数の電圧供給ラインを有する。なお、前記複数の色は、少なくともRGB三原色を有する。
【0009】
望ましい実施形態で、夫々の画素は、2又はそれ以上のサブ画素を有してよく、前記メモリ回路、前記デジタル−アナログ回路及び前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられる。
【0010】
上記実施形態の一態様において、夫々の画素は、3つのサブ画素を有してよく、前記3つのサブ画素の夫々のデジタル−アナログ回路はRGB三原色の各色に対応する電圧を出力する。
【0011】
上記実施形態の他の態様において、夫々の画素は、第1及び第2のサブ画素を有してよく、前記第1のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、前記第2のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する。
【0012】
望ましい代替の実施形態で、夫々の画素は2つのサブ画素を有してよく、前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられ、前記メモリ回路及び前記デジタル−アナログ回路は前記2つのサブ画素に共有される。この実施形態で、前記デジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を一方の液晶セルに印加し、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を他方の液晶セルに印加する。
【0013】
夫々の画素が2又はそれ以上のサブ画素を有する本発明の実施形態において、前記液晶セルは、サブ画素ごとに異なるセルギャップを有してよく、異なるセルギャップを有する液晶セルは、同じ電圧を印加される場合に異なる波長の光を透過する。
【0014】
望ましい実施形態で、隣接する2つの画素の組において、1つの画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、他の画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する。
【0015】
望ましい実施形態で、夫々の画素は、同じ構成を有する2又はそれ以上の領域に分割され、前記2又はそれ以上の領域は、夫々、個別にイネーブル又はディスイネーブルにされる。
【0016】
望ましい実施形態で、前記メモリ回路は、SRAM又はDRAMを有してよい。
【0017】
本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、ユーザへの画像提示のために電子機器で用いられてよい。電子機器は、例えば、テレビ受像機、ラップトップ型若しくはデスクトップ型若しくはタブレット型のパーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話機、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、カーナビゲーション装置、ポータブルゲーム機、又はオーロラビジョン等であってよい。
【発明の効果】
【0018】
本開示の実施形態により、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示可能な液晶ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置のブロック構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の例を表すブロック図である。
【図3】図2に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図4】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第2の例を表すブロック図である。
【図5】図4に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図6】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第3の例を表す回路図である。
【図7】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第4の例を表すブロック図である
【図8】図7に示される画素の構成に対応する回路図である。
【図9】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第5の例を表す回路図である。
【図10】図9に示される画素回路を構成するための画素の構造を示す断面図である。
【図11】画素電極に印加される電圧、セルギャップ及び画素によって表示される色の波長の関係を表す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第6の例を表す平面図である。
【図13】図12に示される構成を有する画素に対する表示制御を説明する図である。
【図14】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を備える電子機器の例を表す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明を実施するための形態を、以下、添付の図面を参照して説明する。
【0021】
図1は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の構成を表すブロック図である。図1のディスプレイ装置10は、表示パネル11と、ソースドライバ12と、ゲートドライバ13と、電圧源14と、コントローラ15とを有する。
【0022】
表示パネル11は、行及び列のマトリクス状に配置されている複数の画素P11〜Pnm(m、nは整数)を有する。表示パネル11は、更に、画素の列又は行ごとに設けられている複数のソースライン16−1〜16−mと、ソースライン16−1〜16−mと直交するよう画素の行又は列ごとに設けられている複数のゲートライン17−1〜17−nとを有する。
【0023】
ソースドライバ12は、画像データ信号に従ってソースライン16−1〜16−mを駆動する信号線駆動回路であり、ソースライン16−1〜16−mを介して画素P11〜Pnmの夫々へ信号電圧を印加する。ゲートドライバ13は、ゲートライン17−1〜17−nを順次に駆動する走査線駆動回路であり、ゲートライン17−1〜17−nを介して画素P11〜Pnmの夫々について信号電圧の印加を制御する。ゲートドライバ13は、例えばインターレース方式又はプログレッシブ方式等の走査方式に従って、行単位で画素を選択し、それらの選択された画素にソースラインを介して信号電圧が印加されるようにする。
【0024】
電圧源14は、画素P11〜Pnmの夫々に表示色に対応する電圧を供給する。本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置では、印加される信号電圧に応じて電圧源14から供給される電圧を選択することで、所望の表示色が得られるよう液晶分子の配向を変化させる。
【0025】
コントローラ15は、ソースドライバ12、ゲートドライバ13及び電圧源14を同期させ、それらの動作を制御する。
【0026】
図2は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の例を表すブロック図である。
【0027】
画素Pji(i及びjは整数であり、1≦i≦m且つ1≦j≦n。)は、その画素が属するi番目の列に対して設けられているソースライン16−iと、その画素が属するj番目の行に対して設けられているゲートライン17−jとの交差領域に配置されている。
【0028】
画素Pjiは、透明基板(図示せず。)の上に形成された画素電極20と、これと対向する透明基板(図示せず。)の上に形成された対向電極21とを有する。対向電極は、定電圧源(図示せず。)に接続されており、全ての画素に共通であることから「コモン電極」とも呼ばれる。2枚の透明基板の間には液晶が注入されており、画素電極20と対向電極21との間には液晶セル22が形成される。
【0029】
画素Pjiは、更に、スイッチング回路23、メモリ回路24及びデジタル−アナログ(D/A)変換回路25を有する。スイッチング回路23は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路24に接続する。メモリ回路24は、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路25は、電圧供給ライン26を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン26を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、メモリ回路24に記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路25によって変換されたアナログ電圧は画素電極20に印加され、これにより、液晶セル22の液晶分子の配向が変化し、アナログ電圧に対応する色が表示される。
【0030】
図2に示されるように画素にメモリを組み込む技術は、一般にMIP(Memory in Pixel)技術として知られている。MIP技術は、画素ごとにメモリを設け、静止画表示時に、メモリに記憶されているデータを画素に書き込むことで、ドライバの駆動を停止し、消費電力を削減するものである。MIP技術は、特に、バックライト光源を用いないために消費電力が小さく、バッテリー駆動のモバイル機器で利用されることが多い反射型液晶ディスプレイ装置に適している。例えば、携帯電話機は使用時のほとんどの時間が待ち受け状態であり、その間は、ディスプレイ部の大部分又は全体は静止画を表示するのが一般的であるため、MIP技術が用いられることで電池消耗を抑えることができる。
【0031】
また、MIP技術は、メモリに記憶されているデータに対応する一定の電圧を画素電極に印加するので、画素電極に印加される電圧の変動がほとんどない。従って、MIP技術は、画素電極への印加電圧の変化に敏感である複屈折効果を用いたカラー液晶ディスプレイ装置での使用に適している。
【0032】
図3は、図2に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0033】
スイッチング回路23は6個のスイッチング素子SW11〜SW16を有する。スイッチング素子SW11及びSW12は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW13及びSW14は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW15及びSW16は直列に接続されて、ソースライン16−iとメモリ回路24との間に配置されている。スイッチング素子SW11、SW13及びSW15の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続され、スイッチング素子SW12、SW14及びSW16の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続されている。スイッチング素子SW12及びSW13は、他のスイッチング素子SW11、SW14、SW15及びSW16と相反するスイッチング特性を有する。従って、スイッチング素子SW12は、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW14及びSW16がオンするときにオフし、スイッチング素子SW14及びSW16がオフするときにオンする。同様に、スイッチング素子SW13は、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW11及びSW15がオンするときにオフし、スイッチング素子SW11及びSW15がオフするときにオンする。
【0034】
メモリ回路24は3つの1ビットメモリM11〜M13を有する。第1のメモリM11は、スイッチング素子SW11及びSW12の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW11、SW12がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM12は、スイッチング素子SW13及びSW14の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW13、SW14がオンするとソースライン16−iに接続される。第3のメモリM13は、スイッチング素子SW15及びSW16の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW15、SW16がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0035】
メモリM11〜M13は、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)又はDRAM(Dynamic Random Access Memory)であってよい。一般的に、MIP技術では、各画素においてメモリに記憶されているデータを保持するために、SRAM又はDRAMが用いられる。SRAMがトランジスタによる順序回路で構成される一方、DRAMはトランジスタ及びキャパシタ各1つずつで構成されるので、回路面積の縮小化及び画素ピッチの狭小化の点で、DRAMの方が有利である。しかし、DRAMは、キャパシタに蓄えられた微小電荷を保持するためにリフレッシュ動作を要する。
【0036】
D/A変換回路25は24個のスイッチング素子SW101〜SW124を有する。スイッチング素子SW101、SW109及びSW117の第1の直列配置は、画素電極20と第1の電圧供給ライン261との間に配置されている。スイッチング素子SW102、SW110及びSW118の第2の直列配置は、画素電極20と第2の電圧供給ライン262との間に配置されている。スイッチング素子SW103、SW111及びSW119の第3の直列配置は、画素電極20と第3の電圧供給ライン263との間に配置されている。スイッチング素子SW104、SW112及びSW120の第4の直列配置は、画素電極20と第4の電圧供給ライン264との間に配置されている。スイッチング素子SW105、SW113及びSW121の第5の直列配置は、画素電極20と第5の電圧供給ライン265との間に配置されている。スイッチング素子SW106、SW114及びSW122の第6の直列配置は、画素電極20と第6の電圧供給ライン266との間に配置されている。スイッチング素子SW107、SW115及びSW123の第7の直列配置は、画素電極20と第7の電圧供給ライン267との間に配置されている。スイッチング素子SW108、SW116及びSW124の第8の直列配置は、画素電極20と第8の電圧供給ライン268との間に配置されている。
【0037】
スイッチング素子SW101〜SW108の制御端子は第1のメモリM11の出力部に接続されている。スイッチング素子SW101〜SW104は、スイッチング素子SW105〜SW108と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM11の出力に応答して、スイッチング素子SW105〜SW108がオンするときにオフし、スイッチング素子SW105〜SW108がオフするときにオンする。
【0038】
スイッチング素子SW109〜SW116の制御端子は第2のメモリM12の出力部に接続されている。スイッチング素子SW109、110、SW113及びSW114は、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM12の出力に応答して、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116がオンするときにオフし、スイッチング素子SW111、SW112、SW115及びSW116がオフするときにオンする。
【0039】
スイッチング素子SW117〜SW124の制御端子は第3のメモリM13の出力部に接続されている。スイッチング素子SW117、SW119、SW121及びSW123は、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124と相反するスイッチング特性を有し、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124がオンするときにオフし、スイッチング素子SW118、SW120、SW122及びSW124がオフするときにオンする。
【0040】
第1乃至第8の電圧供給ライン261〜268は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第8の電圧供給ライン261〜268は、夫々、黒、青、緑、シアン、赤、マゼンタ、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vc、Vr、Vm、Vy及びVwを印加されている。
【0041】
ゲートライン17−j上の走査信号は3ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/3の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、第2のゲートライン17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW11及びSW12がオンし、メモリ回路24の第1のメモリM11はソースライン16−iに接続される。次のT/3の期間に、第1のゲート17−j1はローに駆動され、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW13及びSW14がオンし、メモリ回路24の第2のメモリM12はソースライン16−iに接続される。最後のT/3の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動される。このとき、スイッチング回路23ではスイッチング素子SW15及びSW16がオンし、メモリ回路24の第3のメモリM13はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1、第2及び第3のメモリM11〜M13は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0042】
例えば、画素Pjiに赤を表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは最初のT/3の期間にのみハイに駆動され、第1乃至第3のメモリM11〜M13は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第3のメモリM11〜M13は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’を出力する。これにより、画素電極20は、スイッチング素子SW105、SW113及びSW121を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第5の電圧供給ライン265に接続される。
【0043】
図4は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第2の例を表すブロック図である。
【0044】
画素P’jiは、2つのサブ画素SP11及びSP12と、スイッチング回路43とを有する。サブ画素SP11及びSP12は、夫々、画素電極40a、40b、対向電極41a、41b、画素電極と対向電極との間にある液晶セル42a、42b、メモリ回路44a、44b、及びD/A変換回路45a、45bを有する。
【0045】
スイッチング回路43は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路44a及び44bの夫々に接続する。各メモリ回路44a、44bは、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路45a、45bは、電圧供給ライン46を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン46を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、対応するメモリ回路44a、44bに記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路45a、45bによって変換されたアナログ電圧は対応する画素電極40a、40bに印加される。
【0046】
図5は、図4に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0047】
スイッチング回路43は9個のスイッチング素子SW21〜SW29を有する。スイッチング素子SW21及びSW22は直列に接続されて、ソースライン16−iと第1のサブ画素SP11(図4)に設けられている第1のメモリ回路44aとの間に配置されている。スイッチング素子SW23及びSW24は直列に接続されて、ソースライン16−iと第1のメモリ回路44aとの間に配置されている。スイッチング素子SW25及びSW26は直列に接続されて、ソースライン16−iと第2のサブ画素SP12(図4)に設けられている第2のメモリ回路44bとの間に配置されている。スイッチング素子SW27〜SW29は直列に接続されて、ソースライン16−iと第2のメモリ回路44bとの間に配置されている。スイッチング素子SW21、SW23、SW25、SW27の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続され、スイッチング素子SW22、SW24、SW26、SW28の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続され、スイッチング素子SW29の制御端子は第3のゲートライン17−j3に接続されている。スイッチング素子SW22及びSW28は、スイッチング素子SW24及びSW26と相反するスイッチング特性を有し、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答に応答して、スイッチング素子SW24及びSW26がオンするときにオフし、スイッチング素子SW24及びSW26がオフするときにオンする。同様に、スイッチング素子SW23及びSW27は、スイッチング素子SW21及びSW25と相反するスイッチング特性を有し、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答に応答して、スイッチング素子SW21及びSW25がオンするときにオフし、スイッチング素子SW21及びSW25がオフするときにオンする。
【0048】
第1のメモリ回路44aは2つの1ビットメモリM21及びM22を有する。第1のメモリM21は、スイッチング素子SW21及びSW22の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW21及びSW22がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM22は、スイッチング素子SW23及びSW24の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW23及びSW24がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0049】
第1のサブ画素SP11(図4)に設けられている第1のD/A変換回路45aは8個のスイッチング素子SW201〜SW208を有する。スイッチング素子SW201及びSW205の第1の直列配置は、画素電極40aと第1の電圧供給ライン461との間に配置されている。スイッチング素子SW202及びSW206の第2の直列配置は、画素電極40aと第6の電圧供給ライン466との間に配置されている。スイッチング素子SW203及びSW207の第3の直列配置は、画素電極40aと第4の電圧供給ライン464との間に配置されている。スイッチング素子SW204及びSW208の第4の直列配置は、画素電極40aと第3の電圧供給ライン463との間に配置されている。
【0050】
スイッチング素子SW201〜SW204の制御端子は第1のメモリM21の出力部に接続されている。スイッチング素子SW201及び202は、スイッチング素子SW203及び204と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM21の出力に応答して、スイッチング素子SW203及びSW204がオンするときにオフし、スイッチング素子SW203及びSW204がオフするときにオンする。
【0051】
スイッチング素子SW205〜SW208の制御端子は第2のメモリM22の出力部に接続されている。スイッチング素子SW205及びSW207は、スイッチング素子SW206及びSW208と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM22の出力に応答して、スイッチング素子SW206及びSW208がオンするときにオフし、スイッチング素子SW206及びSW208がオフするときにオンする。
【0052】
第2のメモリ回路44bは2つの1ビットメモリM23及びM24を有する。第3のメモリM23は、スイッチング素子SW25及びSW26の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW25及びSW26がオンするとソースライン16−iに接続される。第4のメモリM24は、スイッチング素子SW27〜SW29の直列配置に接続されており、スイッチング素子SW27〜SW29がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0053】
第2のサブ画素SP12(図4)に設けられている第2のD/A変換回路45bは8個のスイッチング素子SW209〜SW216を有する。スイッチング素子SW209及びSW213の第1の直列配置は、画素電極40bと第1の電圧供給ライン461との間に配置されている。スイッチング素子SW210及びSW214の第2の直列配置は、画素電極40bと第6の電圧供給ライン466との間に配置されている。スイッチング素子SW211及びSW215の第3の直列配置は、画素電極40bと第5の電圧供給ライン465との間に配置されている。スイッチング素子SW212及びSW216の第4の直列配置は、画素電極40bと第2の電圧供給ライン462との間に配置されている。
【0054】
スイッチング素子SW209〜SW212の制御端子は第3のメモリM23の出力部に接続されている。スイッチング素子SW209及びSW210は、スイッチング素子SW211及びSW212と相反するスイッチング特性を有し、第3のメモリM23の出力に応答して、スイッチング素子SW211及びSW212がオンするときにオフし、スイッチング素子SW211及びSW212がオフするときにオンする。
【0055】
スイッチング素子SW213〜SW216の制御端子は第4のメモリM24の出力部に接続されている。スイッチング素子SW213及びSW215は、スイッチング素子SW214及びSW216と相反するスイッチング特性を有し、第4のメモリM24の出力に応答して、スイッチング素子SW214及びSW216がオンするときにオフし、スイッチング素子SW214及びSW216がオフするときにオンする。
【0056】
第1乃至第6の電圧供給ライン461〜466は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第6の電圧供給ライン461〜468は、夫々、黒、青、緑、赤、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr、Vy及びVwを印加されている。
【0057】
ゲートライン17−j上の走査信号は4ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/4の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j2及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW21及びSW22がオンし、第1のメモリ回路44aの第1のメモリM21はソースライン16−iに接続される。第2のT/4の期間に、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW23及びSW24がオンする。これにより、第1のメモリ回路44aの第2のメモリM22はソースライン16−iに接続される。第3のT/4の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動され、第3のゲートライン17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW25及びSW26がオンし、第2のメモリ回路44bの第3のメモリM23はソースライン16−iに接続される。最後のT/4の期間に、第3のゲートライン17−j3はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路43ではスイッチング素子SW27〜SW29がオンし、第2のメモリ回路44bの第4のメモリM24はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1乃至第4のメモリM21〜M24は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1乃至第3のゲートライン17−j1、17−j2、17−j3の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0058】
例えば、画素P’jiにマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは第2のT/4(すなわち、T/4〜2T/4)の期間を除いてハイに駆動され、第1乃至第4のメモリM21〜M24は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’、‘1’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第4のメモリM21〜M24は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’、‘1’を出力する。これにより、画素電極40aは、スイッチング素子SW203及びSW207を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン464に接続され、画素電極40bは、スイッチング素子SW212及びSW216を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン462に接続される。従って、画素P’ji全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0059】
図5に示される画素回路は、画素をサブ画素に分割することでサブ画素どうしの混色表示が可能であることから、色成分ごとに1つの電力供給ラインを設ける必要がなくなり、図3の画素回路と比較して開口率を改善することができ、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0060】
図5の例で、画素P’jiは、第1のサブ画素SP11が赤(R)、緑(G)、白(W)及び黒(K)を表示することができ、第2のサブ画素SP12が青(B)、黄(Y)、白(W)及び黒(K)を表示することができるように構成されている。白及び黒を除いて、RGB三原色以外に必要とされる色は、1つのサブ画素で表示可能な色の組み合わせに依存する。図5の例では、赤及び緑を同時に表示することができないため、赤及び緑の混色である黄(Y)が別途に表示可能とされる必要がある。
【0061】
図6は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第3の例を表す回路図である。
【0062】
図6の画素は、2つのサブ画素に分割されており、各サブ画素は、画素電極60a、60b、対向電極61a、61b、及び画素電極と対向電極の間にある液晶セル62a、62bを有する。画素は、更に、スイッチング回路63、メモリ回路64及びD/A変換回路65を有する。スイッチング回路63は、ソースライン16−iと、第1及び第2のゲートライン17−j1、17−j2とに接続されており、第1及び第2のゲートライン17−j1、17−j2上の走査信号に応答して導通し、ソースライン16−iをメモリ回路64に接続する。メモリ回路64は、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路65は、電圧供給ライン66を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン66を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、メモリ回路64に記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路65によって変換されたアナログ電圧は画素電極60a及び60bの夫々に印加され、液晶セル62a及び62bの夫々の液晶分子の配向が変化し、各液晶セル62a、62bはアナログ電圧に対応する色を表示する。
【0063】
スイッチング回路63及びメモリ回路64の構成及び動作は、図3を参照して説明された画素回路のものと同じであることから、ここでは詳述しない。
【0064】
D/A変換回路65は15個のスイッチング素子SW301〜SW315及び1つのNAND回路L301を有する。スイッチング素子SW301及びSW304の第1の直列配置は、第1の画素電極60aと第1の電圧供給ライン661との間に配置されている。スイッチング素子SW302及びSW305の第2の直列配置は、第1の画素電極60aと第3の電圧供給ライン663との間に配置されている。スイッチング素子SW303及びSW306の第3の直列配置は、画素電極60aと第4の電圧供給ライン664との間に配置されている。
【0065】
スイッチング素子SW301〜SW303の制御端子は第1のメモリM31の出力部に接続されている。スイッチング素子SW301及びSW302は、スイッチング素子SW303と相反するスイッチング特性を有し、第1のメモリM31の出力に応答して、スイッチング素子SW303がオンするときにオフし、スイッチング素子SW303がオフするときにオンする。
【0066】
スイッチング素子SW304〜SW306の制御端子は第2のメモリM32の出力部に接続されている。スイッチング素子SW304及びSW306は、スイッチング素子SW305と相反するスイッチング特性を有し、第2のメモリM32の出力に応答して、スイッチング素子SW305がオンするときにオフし、スイッチング素子SW305がオフするときにオンする。
【0067】
第1及び第2のメモリM31、M32の出力部は、更に、夫々、NAND回路L301の2つの入力部の夫々に接続されている。
【0068】
スイッチング素子SW307は、第1の画素電極60aとスイッチング素子SW310及びSW311の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW310及びSW311は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW310は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW307の導通経路を第1の電力供給ライン661に接続し、スイッチング素子SW311は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW307の導通経路を第6の電力供給ライン666に接続する。
【0069】
スイッチング素子SW308は、第2の画素電極60bとスイッチング素子SW312及びSW313の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW312及びSW313は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW312は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW308の導通経路を第1の電力供給ライン661に接続し、スイッチング素子SW313は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW308の導通経路を第2の電力供給ライン662に接続する。
【0070】
スイッチング素子SW309は、第2の画素電極60bとスイッチング素子SW314及びSW315の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW314及びSW315は、それらの制御端子を第3のメモリM33の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW314は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW309の導通経路を第5の電力供給ライン665に接続し、スイッチング素子SW315は、第3のメモリM33の出力に応答してスイッチング素子SW309の導通経路を第6の電力供給ライン666に接続する。
【0071】
スイッチング素子SW307〜SW309の制御端子はNAND回路L301の出力部に接続されている。スイッチング素子S307及びS309は、スイッチング素子SW308と相反するスイッチング特性を有し、スイッチング素子SW308がオンするときにオフし、スイッチング素子SW308がオフするときにオンする。
【0072】
第1乃至第6の電圧供給ライン661〜666は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第6の電圧供給ライン661〜666は、夫々、黒、青、緑、赤、イエロー及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr、Vy及びVwを印加されている。
【0073】
例えば、図6に示されるような構成の画素にマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは第2のT/3(すなわち、T/3〜2T/3)の期間を除いてハイに駆動され、第1乃至第3のメモリM31〜M33は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第3のメモリM31〜M33は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘1’を出力する。これにより、第1の画素電極60aは、スイッチング素子SW303及びSW306を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン664に接続され、第2の画素電極60bは、スイッチング素子SW313及びSW308を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン662に接続される。従って、画素全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0074】
図6に示される画素回路は、スイッチング回路、メモリ回路及びD/A変換回路をサブ画素に共通とすることで、図5の画素回路と比較して少ない部品点数及びゲートライン本数で構成することができ、開口率の更なる改善若しくは、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0075】
図7は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第4の例を表すブロック図である。
【0076】
画素P”jiは、3つのサブ画素SP21〜SP23と、スイッチング回路73とを有する。サブ画素SP21〜SP23は、夫々、画素電極70a、70b、70c、対向電極71a、71b、71c、画素電極と対向電極との間にある液晶セル72a、72b、72c、メモリ回路74a、74b、74c、及びD/A変換回路75a、75b、75cを有する。
【0077】
スイッチング回路73は、ソースライン16−i及びゲートライン17−jに接続されており、ゲートライン17−j上の走査信号に応答して切り替わり、ソースライン16−iをメモリ回路74a、74b及び74cの夫々に接続する。各メモリ回路74a、74b、74cは、ソースライン16−i上の信号電圧を0及び1の2進値データで記憶することができる。D/A変換回路75a、75b、75cは、電圧供給ライン76を介して電圧源14(図1)に接続されており、電圧供給ライン76を介して電圧源14から供給される電圧を用いて、対応するメモリ回路74a、74b、74cに記憶されている2進値データをアナログ電圧に変換する。D/A変換回路75a、75b、75cによって変換されたアナログ電圧は対応する画素電極70a、70b、70cに印加される。
【0078】
図8は、図7に示される画素の構成に対応する回路図である。
【0079】
スイッチング回路73は18個のスイッチング素子SW401〜SW418を有する。スイッチング素子SW401〜SW403の第1の直列配置及びスイッチング素子SW404〜SW406の第2の直列配置は、ソースライン16−iと第1のサブ画素SP21(図7)に設けられている第1のメモリ回路74aとの間に配置されている。スイッチング素子SW407〜SW409の第3の直列配置及びスイッチング素子SW410〜SW412の第4の直列配置は、ソースライン16−iと第2のサブ画素SP22(図7)に設けられている第2のメモリ回路74bとの間に配置されている。スイッチング素子SW413〜SW415の第5の直列配置及びスイッチング素子SW416〜SW418の第6の直列配置は、ソースライン16−iと第3のサブ画素SP23(図7)に設けられている第3のメモリ回路74cとの間に配置されている。
【0080】
スイッチング素子SW401、SW404、SW407、SW410、SW413、SW416の制御端子は第1のゲートライン17−j1に接続されている。スイッチング素子SW404、SW407、SW416は、スイッチング素子SW401、SW410、SW413と相反するスイッチング特性を有し、第1のゲートライン17−j1上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW401、SW410、SW413がオンするときにオフし、スイッチング素子SW401、SW410、SW413がオフするときにオンする。
【0081】
スイッチング素子SW402、SW405、SW408、SW411、SW414、SW417の制御端子は第2のゲートライン17−j2に接続されている。スイッチング素子SW402、SW408、SW414は、スイッチング素子SW405、SW411、SW417と相反するスイッチング特性を有し、第2のゲートライン17−j2上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW405、SW411、SW417がオンするときにオフし、スイッチング素子SW405、SW411、SW417がオフするときにオンする。
【0082】
スイッチング素子SW403、SW406、SW409、SW412、SW415、SW418の制御端子は第3のゲートライン17−j3に接続されている。スイッチング素子SW403、SW406、SW412は、スイッチング素子SW409、SW415、SW418と相反するスイッチング特性を有し、第3のゲートライン17−j3上の走査信号に応答して、スイッチング素子SW409、SW415、SW418がオンするときにオフし、スイッチング素子SW409、SW415、SW418がオフするときにオンする。
【0083】
第1のメモリ回路74aは2つの1ビットメモリM41及びM42を有する。第1のメモリM41は、スイッチング素子SW401〜SW403の第1の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW401〜SW403がオンするとソースライン16−iに接続される。第2のメモリM42は、スイッチング素子SW404〜SW406の第2の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW404〜SW406がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0084】
第1のサブ画素SP21(図7)に設けられている第1のD/A変換回路75aは4個のスイッチング素子SW421〜SW424を有する。スイッチング素子SW421は、画素電極70aと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW422は、画素電極70aとスイッチング素子SW423及び424の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW423及びSW424は、それらの制御端子を第1のメモリM41の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW423は、第1のメモリM41の出力に応答してスイッチング素子SW422の導通経路を第2の電圧供給ライン762に接続し、スイッチング素子SW424は、第1のメモリM41の出力に応答してスイッチング素子SW422の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW421及びSW422は、それらの制御端子を第2のメモリM42の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0085】
第2のメモリ回路74bは2つの1ビットメモリM43及びM44を有する。第3のメモリM43は、スイッチング素子SW407〜SW409の第3の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW407〜SW409がオンするとソースライン16−iに接続される。第4のメモリM44は、スイッチング素子SW410〜SW412の第4の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW410〜SW412がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0086】
第2のサブ画素SP22(図7)に設けられている第2のD/A変換回路75bは4個のスイッチング素子SW425〜SW428を有する。スイッチング素子SW425は、画素電極70bと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW426は、画素電極70bとスイッチング素子SW427及び428の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW427及びSW428は、それらの制御端子を第3のメモリM43の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW427は、第3のメモリM43の出力に応答してスイッチング素子SW426の導通経路を第3の電圧供給ライン763に接続し、スイッチング素子SW428は、第3のメモリM43の出力に応答してスイッチング素子SW426の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW425及びSW426は、それらの制御端子を第4のメモリM44の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0087】
第3のメモリ回路74cは2つの1ビットメモリM45及びM46を有する。第5のメモリM45は、スイッチング素子SW413〜SW415の第5の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW413〜SW415がオンするとソースライン16−iに接続される。第6のメモリM46は、スイッチング素子SW416〜SW418の第6の直列配置に接続されており、これらのスイッチング素子SW416〜SW418がオンするとソースライン16−iに接続される。
【0088】
第3のサブ画素SP23(図7)に設けられている第3のD/A変換回路75cは4個のスイッチング素子SW429〜SW432を有する。スイッチング素子SW429は、画素電極70cと第5の電圧供給ライン765との間に配置されている。スイッチング素子SW430は、画素電極70cとスイッチング素子SW431及び432の並列配置との間に配置されている。スイッチング素子SW431及びSW432は、それらの制御端子を第5のメモリM45の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。スイッチング素子SW431は、第5のメモリM45の出力に応答してスイッチング素子SW430の導通経路を第4の電圧供給ライン764に接続し、スイッチング素子SW432は、第5のメモリM45の出力に応答してスイッチング素子SW430の導通経路を第1の電圧供給ライン761に接続する。スイッチング素子SW429及びSW430は、それらの制御端子を第6のメモリM46の出力部に接続されており、お互いに相反するスイッチング特性を有する。
【0089】
第1乃至第5の電圧供給ライン761〜765は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1乃至第5の電圧供給ライン761〜765は、夫々、黒、青、緑、赤及び白に対応する電圧Vk、Vb、Vg、Vr及びVwを印加されている。
【0090】
ゲートライン17−j上の走査信号は6ビットデータ用に時分割される。例えば、走査信号は電圧パルスの形をとり、その存続期間をTとする。最初のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j2及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW401〜SW403がオンし、第1のメモリ回路74aの第1のメモリM41はソースライン16−iに接続される。第2のT/6の期間に、第2のゲートライン17−j2はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW404〜SW406がオンし、第1のメモリ回路74aの第2のメモリM42はソースライン16−iに接続される。第3のT/6の期間に、第3のゲートライン17−j3はハイに駆動され、残りのゲートライン17−j1及び17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW407〜SW409がオンし、第2のメモリ回路74bの第3のメモリM43はソースライン16−iに接続される。第4のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第2のゲートライン17−j2はいずれもハイに駆動され、第3のゲートライン17−j3はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW410〜SW412がオンし、第2のメモリ回路74bの第4のメモリM44はソースライン16−iに接続される。第5のT/6の期間に、第1のゲートライン17−j1及び第3のゲートライン17−j3はいずれもハイに駆動され、第2のゲートライン17−j2はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW413〜SW415がオンし、第3のメモリ回路74cの第5のメモリM45はソースライン16−iに接続される。最後のT/6の期間に、第2のゲートライン17−j2及び第3のゲートライン17−j3はいずれもハイに駆動され、第1のゲートライン17−j1はローに駆動される。このとき、スイッチング回路73ではスイッチング素子SW416〜SW418がオンし、第3のメモリ回路74cの第6のメモリM46はソースライン16−iに接続される。このようにして、第1乃至第6のメモリM41〜M46は順次にソースライン16−iに接続される。ソースライン16−iは、第1乃至第3のゲートライン17−j1、17−j2、17−j3の駆動に同期してソースドライバ12(図1)によって駆動される。
【0091】
例えば、画素P”jiにマゼンタを表示させる場合を考えると、j番目の画素の行が選択された直前の走査期間Tにおいて、ソースライン16−iは最初のT/6(すなわち、0〜T/6)の期間及び第5のT/6(4T/6〜5T/6)の期間にのみハイに駆動され、第1乃至第6のメモリM41〜M46は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、‘1’、‘0’を記憶する。結果として、走査期間Tの終了後から次の走査期間の開始まで、第1乃至第6のメモリM41〜M46は、夫々、2進値‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、‘1’、‘0’を出力する。画素電極70aは、スイッチング素子SW423及びSW422を介して、青に対応する電圧Vbに保たれている第2の電圧供給ライン762に接続され、画素電極70bは、スイッチング素子SW428及びSW426を介して、黒に対応する電圧Vkに保たれている第1の電圧供給ライン761に接続され、画素電極70cは、スイッチング素子SW431及びSW430を介して、赤に対応する電圧Vrに保たれている第4の電圧供給ライン764に接続される。従って、画素P”ji全体としては、赤及び青の混色であるマゼンタを表示することができる。
【0092】
図8に示される画素回路では、3つのサブ画素SP21〜SP23により赤(R)、緑(G)及び青(B)を表示することができるので、これらRGB三原色に白及び黒を加えた5色に対応する少なくとも5本の電力供給ラインがあれば十分である。
【0093】
図9は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第5の例を表す回路図である。
【0094】
図9に示される画素回路は、電力供給ライン46’の数を除いて、図5の回路と同じである。電力供給ライン46’は、第1乃至第4の電力供給ライン46’1〜46’4を有する。第1乃至第4の電圧供給ライン46’1〜46’4は、夫々、特定の色成分に対応する異なる電圧を電圧源14(図1)によって印加されている。例えば、第1の電圧供給ライン46’1は黒に対応する電圧Vkを印加され、第2の電圧供給ライン46’2は赤及び黄に対応する電圧Vr/yを印加され、第3の電圧供給ライン46’3は緑及び青に対応する電圧Vg/bを印加され、第4の電圧供給ライン46’4は白に対応する電圧Vwを印加されている。このように、図9の例では、本来1つの色成分ごとに設けられるべき電圧供給ラインが、2つの色成分によって共有されている。
【0095】
図10は、図9に示される画素回路を構成するための画素の構造を示す断面図である。
【0096】
画素は、画素電極102が形成される第1の透明基板101と、画素電極と対向するよう対向電極104が形成されている第2の透明基板103と、第1の透明基板101と第2の透明基板103との間に液晶が注入されている液晶層105と、第2の透明基板103の上に設けられている偏光板106とを有する。画素電極102は、第1の透明基板101上に形成された透明樹脂層107の上に形成されており、本例では、第2の透明基板103を通って入射した外光を反射する反射板としても機能する。そのため、対向電極104は、光を透過する透明電極である。対向電極104は、第2の透明基板103上に形成された透明樹脂層108の上に形成されている。
【0097】
画素の領域は、2つのサブ画素SP11及びSP12に分割されている。サブ画素SP11及びSP12の夫々で画素電極102と対向電極104との間の距離(この距離は、一般的に「セルギャップ」と呼ばれる。)を異ならせるよう、透明樹脂層108の厚みは適宜選択される。複屈折効果を利用したカラー液晶ディスプレイ装置において、画素は、画素電極に印加される電圧に応じて異なる色を表示することができるが、同じ電圧が印加される場合にセルギャップを異ならせることで異なる色を表示することもできる。
【0098】
図11は、画素電極に印加される電圧、セルギャップ、及び画素によって表示される色の波長の関係を表す図である。x軸は電圧を示し、y軸はセルギャップを示す、z軸は波長を示す。
【0099】
本例で、第1のサブ画素SP11におけるセルギャップはd1であり、第2のサブ画素SP2におけるセルギャップはd2であり、d1>d2であるとする。画素電極102に電圧Vr/yが印加されると、第1のサブ画素SP11は波長λrの光を表示し、第2のサブ画素SP12は波長λyの光を表示する。また、画素電極102に電圧Vg/bが印加されると、第1のサブ画素SP11は波長λgの光を表示し、第2のサブ画素SP12は波長λbの光を表示する。具体的に、例えば、波長λr、λg、λb、λyは、夫々、赤、緑、青、黄の光に対応し、Vg/b>Vr/yである。
【0100】
このように画素電極への印加電圧及びセルギャップを適切に選択することで、図9に示される画素回路のように、1つの電圧供給ラインを複数の色成分によって共有することが可能となる。すなわち、画素が複数のサブ画素に分割される場合に夫々のサブ画素について適切なセルギャップを設定することで、図9の画素回路を図5の画素回路と比較して明らかなように、開口率を改善することができ、より高解像度の表示に対応可能となる。
【0101】
図12は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における画素の構成の第6の例を表す平面図である。
【0102】
図12の画素1200は2つの領域A11及びA12に分けられている。第1の領域A11は、その周囲を第2の領域A12によって囲まれるよう第2の領域A12の内側にある。第1及び第2の領域A11、A12は、夫々、図3に示されるような同一の画素回路を有する。このような構成とすることで、画素1200は、夫々の画素回路に同じ色を表示させる場合に、夫々の画素回路のイネーブル/ディスイネーブルに応じて、図13(a)乃至(d)に示されるような4段階の階調表示が可能となる。画素回路のイネーブル/ディスイネーブルは、例えば、コントローラ15によって制御される。
【0103】
画素1200は、第1及び第2の領域A11、A12の画素回路が両方ともディスイネーブルにされる場合に最も低い階調をとり(図13(a))、第1及び第2の領域A11、A12の画素回路が両方ともイネーブルにされる場合に最も高い階調をとる(図13(d))。また、画素1200は、第1及び第2の領域A11の画素回路のいずれか一方のみがイネーブルにされる場合に中階調をとる(図13(b)及び(c))。
【0104】
このように画素を分割することによる階調表示は、上述されたように多色表示のために画素が2又はそれ以上のサブ画素に分割されている場合にも適用可能である。例えば、図5に示されるように画素が2つのサブ画素に分割されている場合には、それらのサブ画素を更に2又はそれ以上に分割して、分割されたサブ画素に同じ構成を有する回路をつなぐことで、複数段階の階調表示が可能となる。
【0105】
図14は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を備える電子機器の例である。図14の電子機器1400は、タブレット型PCとして表されているが、例えば、テレビ受像機、ラップトップ型若しくはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話機、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、カーナビゲーション装置、ポータブルゲーム機、又はオーロラビジョン等の他の電子機器であってもよい。
【0106】
タブレット型PC1400は、情報を画像として表示可能な表示パネルを備えたディスプレイ装置1410を有する。ディスプレイ装置1410は、図1乃至図13を参照して説明されたカラー液晶ディスプレイ装置であってよく、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示を行うことができ且つ電力消費量も低いことから、例えば、ある時間期間にわたって同じ画像を表示し続ける電子書籍等の用途における使用に適する。
【0107】
まとめると、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、複屈折効果を利用したカラー表示技術をMIP技術と組み合わせることで、高い透過率及び/又は反射率を確保しながら安定に多色表示を行うことができる。
【0108】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。
【0109】
例えば、隣接する2又はそれ以上の画素を組として、図4乃至8を参照して説明されたように、隣接画素による混色表示を行うことも可能である。
【符号の説明】
【0110】
10,1410 ディスプレイ装置
11 表示パネル
12 ソースドライバ
13 ゲートドライバ
14 電圧源
15 コントローラ
16−1〜16−m,16−i ソースライン
17−1〜17−n,17−j ゲートライン
1200,P11〜Pnm,Pji,P’ji,P”ji 画素
1400 電子機器
20,40a,40b,60a,60b,70a〜70c 画素電極
21,41a,41b,61a,61b,71a〜71c 対向電極
22,42a,42b,62a,62b,72a〜72c 液晶セル
23,43,63,73 スイッチング回路
24,44a,44b,64,74a〜74c メモリ回路
25,45a,45b,65,75a〜75b D/A変換回路
26,46,46’,66,76 電圧供給ライン
d1,d2 セルギャップ
SP11,SP12,SP21〜SP23 サブ画素
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶ディスプレイ装置であって、
夫々の画素は、
当該画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路と、
前記メモリ回路に記憶されているデジタル値を前記表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路と、
前記電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セルと
を有する液晶ディスプレイ装置。
【請求項2】
夫々の画素へ該画素による表示色に対応する電圧を供給する電圧源を更に有する、請求項1に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記電圧源は、複数の色の夫々に対応する複数の電圧供給ラインを有する、請求項2に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項4】
前記複数の色は、少なくともRGB三原色を有する、請求項3に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項5】
夫々の画素は、2又はそれ以上のサブ画素を有し、
前記メモリ回路、前記デジタル−アナログ回路及び前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられる、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項6】
夫々の画素は、3つのサブ画素を有し、
前記3つのサブ画素の夫々のデジタル−アナログ回路はRGB三原色の各色に対応する電圧を出力する、請求項5に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項7】
夫々の画素は、第1及び第2のサブ画素を有し、
前記第1のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、
前記第2のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する、請求項5に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項8】
夫々の画素は2つのサブ画素を有し、
前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられ、前記メモリ回路及び前記デジタル−アナログ回路は前記2つのサブ画素に共有され、
前記デジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を一方の液晶セルに印加し、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を他方の液晶セルに印加する、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項9】
前記液晶セルは、サブ画素ごとに異なるセルギャップを有し、
異なるセルギャップを有する液晶セルは、同じ電圧を印加される場合に異なる波長の光を透過する、請求項5乃至8のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項10】
隣接する2つの画素の組において、1つの画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、他の画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する、請求項1乃至4に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項11】
夫々の画素は、同じ構成を有する2又はそれ以上の領域に分割され、
前記2又はそれ以上の領域は、夫々、個別にイネーブル又はディスイネーブルにされる、請求項1乃至10のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項12】
前記メモリ回路は、SRAM又はDRAMを有する、請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項13】
請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置を有する電子機器。
【請求項1】
マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶ディスプレイ装置であって、
夫々の画素は、
当該画素による表示色を示すデジタル値を記憶するメモリ回路と、
前記メモリ回路に記憶されているデジタル値を前記表示色に対応する電圧に変換するデジタル−アナログ変換回路と、
前記電圧に応じて異なる波長の光を透過又は反射する液晶セルと
を有する液晶ディスプレイ装置。
【請求項2】
夫々の画素へ該画素による表示色に対応する電圧を供給する電圧源を更に有する、請求項1に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記電圧源は、複数の色の夫々に対応する複数の電圧供給ラインを有する、請求項2に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項4】
前記複数の色は、少なくともRGB三原色を有する、請求項3に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項5】
夫々の画素は、2又はそれ以上のサブ画素を有し、
前記メモリ回路、前記デジタル−アナログ回路及び前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられる、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項6】
夫々の画素は、3つのサブ画素を有し、
前記3つのサブ画素の夫々のデジタル−アナログ回路はRGB三原色の各色に対応する電圧を出力する、請求項5に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項7】
夫々の画素は、第1及び第2のサブ画素を有し、
前記第1のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、
前記第2のサブ画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する、請求項5に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項8】
夫々の画素は2つのサブ画素を有し、
前記液晶セルはサブ画素ごとに設けられ、前記メモリ回路及び前記デジタル−アナログ回路は前記2つのサブ画素に共有され、
前記デジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を一方の液晶セルに印加し、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を他方の液晶セルに印加する、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項9】
前記液晶セルは、サブ画素ごとに異なるセルギャップを有し、
異なるセルギャップを有する液晶セルは、同じ電圧を印加される場合に異なる波長の光を透過する、請求項5乃至8のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項10】
隣接する2つの画素の組において、1つの画素のデジタル−アナログ回路は、RGB三原色のうちのいずれか2色の夫々に対応する電圧を出力し、他の画素のデジタル−アナログ回路は、前記2色の混色に対応する電圧又はRGB三原色のうちの残り1色に対応する電圧を出力する、請求項1乃至4に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項11】
夫々の画素は、同じ構成を有する2又はそれ以上の領域に分割され、
前記2又はそれ以上の領域は、夫々、個別にイネーブル又はディスイネーブルにされる、請求項1乃至10のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項12】
前記メモリ回路は、SRAM又はDRAMを有する、請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項13】
請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置を有する電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2012−93437(P2012−93437A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−238670(P2010−238670)
【出願日】平成22年10月25日(2010.10.25)
【出願人】(510134581)奇美電子股▲ふん▼有限公司 (28)
【氏名又は名称原語表記】Chimei Innolux Corporation
【住所又は居所原語表記】No.160 Kesyue Rd.,Chu−Nan Site,Hsinchu Science Park,Chu−Nan 350,Miao−Li County,Taiwan,
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月25日(2010.10.25)
【出願人】(510134581)奇美電子股▲ふん▼有限公司 (28)
【氏名又は名称原語表記】Chimei Innolux Corporation
【住所又は居所原語表記】No.160 Kesyue Rd.,Chu−Nan Site,Hsinchu Science Park,Chu−Nan 350,Miao−Li County,Taiwan,
【Fターム(参考)】
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