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JP2008261944A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2008261944A
JP2008261944A JP2007103168A JP2007103168A JP2008261944A JP 2008261944 A JP2008261944 A JP 2008261944A JP 2007103168 A JP2007103168 A JP 2007103168A JP 2007103168 A JP2007103168 A JP 2007103168A JP 2008261944 A JP2008261944 A JP 2008261944A
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liquid crystal
pixel
crystal display
display panel
display device
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Application number
JP2007103168A
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Japanese (ja)
Inventor
Morisuke Araki
盛右 新木
Kazuhiro Nishiyama
和廣 西山
Mitsutaka Okita
光隆 沖田
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Japan Display Central Inc
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transflective liquid crystal display securing satisfactory animation visibility and realizing satisfactory display characteristics in both a transmission part and a reflection part. <P>SOLUTION: The liquid crystal display is provided with a display panel DP, where pixels PX are disposed into a matrix shape, a light source BL illuminating the display panel, a first retardation plate RF1 disposed between one surface of the display panel and the light source and giving retardation to light, having a prescribed wavelength and a second retardation plate RF2 disposed on the other surface of the display panel, wherein each pixel is a transflective OCB liquid crystal pixel, having the reflection part PXr and the transmission part PXt which can be independently driven; and a cell gap dr of the reflection part is larger than 1/2 of a cell gap dt of the transmission part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に動画視認性に優れ、且つ使用環境に適した画像表示の実現が可能な液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that is excellent in moving image visibility and capable of realizing an image display suitable for a use environment.

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る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、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、あるいは半透過型液晶表示装置の各種の液晶表示装置が知られている。
A flat display device typified by a liquid crystal display device is widely used as a display device for a personal computer, a portable information terminal, a television, or a car navigation system, taking advantage of features such as light weight, thinness, and low power consumption. .
In this liquid crystal display device, a large number of pixels are arranged in a matrix, and display is performed by controlling the light transmittance of each pixel. Therefore, various types of liquid crystal display devices such as a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, or a transflective liquid crystal display device are known depending on the form in which light is used.

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方式では、周囲光が少ない暗い場所においても良好な画像表示が可能である。しかし、屋外等の周囲光が明るい場所では輝度が不足し、表示視認性が低下する。   In the transmissive liquid crystal display device, an illuminating device called a backlight is provided on the back surface of the display panel, and an image is displayed by controlling the amount of transmitted light. With this transmissive liquid crystal display system, it is possible to display a good image even in a dark place with little ambient light. However, the brightness is insufficient in places where ambient light is bright such as outdoors, and display visibility is reduced.

一方、反射型液晶表示装置は、表示装置の周囲光を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、屋外等の周囲光が明るい場所での使用には適しているものの、周囲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り、よって環境照度によらず優れた表示を実現できる(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−62573号公報
On the other hand, the reflective liquid crystal display device reflects the ambient light of the display device inside the display panel, and controls the amount of reflection to display an image. For this reason, although it is suitable for use in a place where the ambient light is bright such as outdoors, there is a problem that the display cannot be recognized in a dark place where the ambient light is low.
In a transflective liquid crystal display device, a reflection unit that displays an image by reflecting ambient light and a transmission unit that displays an image by transmitting backlight light are provided in one pixel. Accordingly, it is possible to achieve both a transmissive display function and a reflective display function, and thus an excellent display can be realized regardless of the environmental illuminance (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-62573 A

ところで、液晶テレビや携帯電話などの分野では、動画表示に必要とされる高速な液晶応答性を有すると共に、広視野角の実現が可能なOCBモード(Optically Compensated Birefringence)の液晶表示パネルが注目されている。
OCBモードの液晶表示パネルでは、画像を表示する際には液晶配向がスプレー配向からベンド配向へ転移される必要がある。そのため、電源投入時において比較的大きな電界が液晶に印加される。また、この液晶配向は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に、再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。
そこで、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば1フレームの画像を表示するフレーム毎に、定期的に大きな電圧を液晶に印加する駆動方式が知られている。例えば、ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧が黒表示となる画素電圧に相当するため、一定の割合で黒表示を挿入する、所謂、黒挿入駆動と呼ばれる駆動方法が採られる。ちなみに、この黒挿入駆動は、動画表示において観察者の視覚に生ずる網膜残像の影響で低下する視認性を輝度の離散的なインパルス応答によって改善することにもなる。
By the way, in the field of liquid crystal televisions and mobile phones, an OCB mode (Optically Compensated Birefringence) liquid crystal display panel that has a high-speed liquid crystal response required for moving image display and can realize a wide viewing angle is attracting attention. ing.
In the OCB mode liquid crystal display panel, the liquid crystal alignment needs to be changed from the spray alignment to the bend alignment when displaying an image. Therefore, a relatively large electric field is applied to the liquid crystal when the power is turned on. In addition, even if this liquid crystal alignment is once changed to bend alignment, if the voltage application state below the level where the energy of spray alignment and the energy of bend alignment antagonize or the state where no voltage is applied continues for a long time, the liquid crystal alignment is changed to spray alignment again. It has the property of reverse transition.
Therefore, in order to prevent reverse transition from bend alignment to spray alignment, for example, a driving method is known in which a large voltage is periodically applied to the liquid crystal every frame for displaying an image of one frame. For example, in a normally white liquid crystal display panel, since this voltage corresponds to a pixel voltage at which black display is performed, a so-called black insertion driving method is employed in which black display is inserted at a constant rate. Incidentally, this black insertion driving also improves the visibility, which is reduced by the influence of the retinal afterimage generated in the viewer's vision in moving image display, by the discrete impulse response of luminance.

そこで、半透過型液晶表示装置にOCBモードの液晶表示装置を組み合わせることにより、優れた動画視認性と環境照度に依存しない画像表示の実現を可能にすることができる。   Thus, by combining an OCB mode liquid crystal display device with a transflective liquid crystal display device, it is possible to realize excellent video visibility and image display independent of environmental illuminance.

しかしながら、近年、更に透過部での動画視認性と反射部の表示特性の両立が望まれるようになってきた。   However, in recent years, it has been desired that both the moving image visibility at the transmission part and the display characteristics of the reflection part be compatible.

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、良好な動画視認性を確保すると共に、透過部及び反射部の両方で良好な表示特性が実現される半透過型の液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a transflective liquid crystal that ensures good video visibility and realizes good display characteristics in both the transmissive part and the reflective part. An object is to provide a display device.

本発明は、画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記表示パネルの一方の面と前記光源との間に配され、所定波長の光に位相差を与える第1の位相差板と、前記表示パネルの他方の面に対向して配された第2の位相差板とを備え、前記画素は、独立して駆動制御可能な反射部と透過部とを有する半透過型OCB液晶画素であり、前記反射部のセルギャップが前記透過部のセルギャップの1/2よりも大きい液晶表示装置である。   The present invention is arranged between a display panel in which pixels are arranged in a matrix, a light source that illuminates the display panel, one surface of the display panel, and the light source, and gives a phase difference to light having a predetermined wavelength. A first retardation film and a second retardation film disposed opposite to the other surface of the display panel, wherein the pixel includes a reflection section and a transmission section that can be independently driven and controlled. A transflective OCB liquid crystal pixel having a cell gap of the reflective portion larger than ½ of a cell gap of the transmissive portion.

この発明によれば、良好な動画視認性が確保されると共に、透過部及び反射部の両方で良好な表示特性が実現される半透過型の液晶表示装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a transflective liquid crystal display device in which good moving image visibility is ensured and good display characteristics are realized in both the transmissive part and the reflective part.

〔第1の実施の形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る半透過型OCB液晶表示装置(以下、液晶表示装置という)について添付図面を参照して説明する。
図1は、液晶表示装置1の回路構成を概略的に示す図である。
液晶表示装置1は、複数のOCB液晶画素PXを配した液晶表示パネルDP、液晶表示パネルDPを制御する表示制御回路CNTおよび液晶表示パネルDPを照明するバックライトBLを備える。液晶表示パネルDPはアレイ基板2および対向基板3間に液晶層4を挟持した構造である。
OCB液晶画素PXは半透過型の液晶画素であり、各OCB液晶画素PXは液晶表示パネルDPの奇数行に配された透過型の画素PXtと偶数行に配された反射型の画素PXrとを一組として構成されている。即ち、OCB液晶画素PXの透過部と反射部とは、一画素内においてそれぞれ電気的に独立して構成されている。
表示制御回路CNTはアレイ基板2および対向基板3から液晶層4に印加される液晶駆動電圧を変化させることにより液晶表示パネルDPの透過率(反射率)を制御する。
アレイ基板2は、複数の画素電極PE、複数のゲート線G(G1〜Gm)、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。そして、それぞれのゲート線Gは、透過用のゲート線Gt、反射用のゲート線Grからなっている。
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Gは、複数の画素電極PEの行に沿って配置される。OCB液晶画素PXには透過用のゲート線Gtと反射用のゲート線Grとが接続され、それぞれ透過型の画素PXtと反射型の画素PXrとを駆動する。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G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Gを順次駆動する。ソースドライバ20は、各ゲート線Gが駆動される間に複数のソース線Xを駆動する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a transflective OCB liquid crystal display device (hereinafter referred to as a liquid crystal display device) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a circuit configuration of the liquid crystal display device 1.
The liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel DP provided with a plurality of OCB liquid crystal pixels PX, a display control circuit CNT that controls the liquid crystal display panel DP, and a backlight BL that illuminates the liquid crystal display panel DP. The liquid crystal display panel DP has a structure in which a liquid crystal layer 4 is sandwiched between the array substrate 2 and the counter substrate 3.
The OCB liquid crystal pixel PX is a transflective liquid crystal pixel. Each OCB liquid crystal pixel PX includes a transmissive pixel PXt arranged in an odd-numbered row of the liquid crystal display panel DP and a reflective pixel PXr arranged in an even-numbered row. It is configured as a set. In other words, the transmission part and the reflection part of the OCB liquid crystal pixel PX are configured electrically independently in each pixel.
The display control circuit CNT controls the transmittance (reflectance) of the liquid crystal display panel DP by changing the liquid crystal driving voltage applied to the liquid crystal layer 4 from the array substrate 2 and the counter substrate 3.
The array substrate 2 includes a plurality of pixel electrodes PE, a plurality of gate lines G (G1 to Gm), a plurality of source lines X (X1 to Xn), a pixel switching element W, a gate driver 10, and a source driver 20. Each gate line G includes a transmission gate line Gt and a reflection gate line Gr.
The pixel electrodes PE are arranged in a matrix on a transparent insulating substrate such as glass. The gate line G is disposed along a row of the plurality of pixel electrodes PE. A transmissive gate line Gt and a reflective gate line Gr are connected to the OCB liquid crystal pixel PX, and drive the transmissive pixel PXt and the reflective pixel PXr, respectively. The source lines X (X1 to Xn) are arranged along the columns of the plurality of pixel electrodes PE. The pixel switching element W is disposed in the vicinity of the intersection position of the gate line G and the source line X. The gate driver 10 sequentially drives the plurality of gate lines G. The source driver 20 drives the plurality of source lines X while each gate line G is driven.

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本のゲート線Gに接続され、ソースおよびドレインパスが1本のソース線Xおよび1個の画素電極PE間にそれぞれ接続される。
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)技術によりアレイ基板2にマウントされた集積回路(IC)チップである。ソースドライバ20は、ゲートドライバ10と同様に、ポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成することもできる。
Each pixel switching element W is made of, for example, a polysilicon thin film transistor. In this case, the gate of the thin film transistor is connected to one gate line G, and the source and drain paths are connected between one source line X and one pixel electrode PE, respectively.
The gate driver 10 is configured using a polysilicon thin film transistor that is formed simultaneously in the same process as the pixel switching element W. The source driver 20 is an integrated circuit (IC) chip mounted on the array substrate 2 by COG (Chip On Glass) technology. Similarly to the gate driver 10, the source driver 20 can also be configured using a polysilicon thin film transistor.

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複数の画素電極PEの列にそれぞれ対向する赤、緑、および青の着色層からなるカラーフィルタ(図示せず)、およびカラーフィルタ上に配置され複数の画素電極PE全体に対向する共通電極CE等を含む。
透過型の画素PXtを構成する各画素電極PEおよび共通電極CEは、それぞれ例えばITO等の透明電極材料からなり、画素電極PEおよび共通電極CE間に配置される。また、反射型の各画素PXrを構成する画素電極PEは、例えばアルミニウム等の反射電極材料からなり、画素電極PEおよび共通電極CE間の電界に対応して画素電極PEおよび共通電極CE間に配置される液晶層4の液晶分子配列が制御される。そして、画素電極PEおよび共通電極CEからの電界に対応して液晶層4の液晶分子配列が制御される。画素電極PE、共通電極CE及び液晶層4の画素領域が、OCB液晶画素PXを構成する。
The counter substrate 3 is disposed on a transparent insulating substrate such as glass, for example, and a color filter (not shown) made of red, green, and blue colored layers facing each of the plurality of pixel electrode PE columns, and the color filter The common electrode CE etc. which are arrange | positioned and oppose the whole some pixel electrode PE are included.
Each pixel electrode PE and common electrode CE constituting the transmissive pixel PXt is made of a transparent electrode material such as ITO, for example, and is disposed between the pixel electrode PE and the common electrode CE. The pixel electrode PE constituting each reflective pixel PXr is made of a reflective electrode material such as aluminum, for example, and is disposed between the pixel electrode PE and the common electrode CE corresponding to the electric field between the pixel electrode PE and the common electrode CE. The liquid crystal molecular alignment of the liquid crystal layer 4 is controlled. Then, the liquid crystal molecular arrangement of the liquid crystal layer 4 is controlled in accordance with the electric field from the pixel electrode PE and the common electrode CE. The pixel region of the pixel electrode PE, the common electrode CE, and the liquid crystal layer 4 constitutes the OCB liquid crystal pixel PX.

表示制御回路CNTは、フレームメモリ13、設定値メモリ15及び駆動制御部16を備えている。
フレームメモリ13は、デジタル映像信号から抽出された表示信号を保存する。駆動制御部16は、外部信号源(不図示)から入力される同期信号に基づいてフレームメモリ13に保存された表示信号から生成したソース信号、制御信号を順次出力する。ここで、駆動制御部16が生成するソース信号は、透過型の画素PXtと反射型の画素PXrに対する表示信号であって、黒挿入用の黒信号を含むように変換される。また、駆動制御部16は、外部信号源から入力される同期信号に基づいてゲートドライバ10に対する制御信号であるゲート信号を発生する。さらに駆動制御部16は、外部信号源から入力される同期信号に基づいてバックライトBLの点滅を制御する同期信号を出力する。
The display control circuit CNT includes a frame memory 13, a set value memory 15, and a drive control unit 16.
The frame memory 13 stores a display signal extracted from the digital video signal. The drive controller 16 sequentially outputs a source signal and a control signal generated from a display signal stored in the frame memory 13 based on a synchronization signal input from an external signal source (not shown). Here, the source signal generated by the drive control unit 16 is a display signal for the transmissive pixel PXt and the reflective pixel PXr, and is converted to include a black signal for black insertion. Further, the drive control unit 16 generates a gate signal that is a control signal for the gate driver 10 based on a synchronization signal input from an external signal source. Further, the drive control unit 16 outputs a synchronization signal for controlling the blinking of the backlight BL based on the synchronization signal input from the external signal source.

設定値メモリ15は、透過型の画素PXtと反射型の画素PXrに対するそれぞれの黒挿入率を設定データとして保存する。
ゲートドライバ10は、複数のスイッチング素子Wを行単位に導通させるように複数のゲート線G1〜Gmを駆動する。ソースドライバ20は、各行のスイッチング素子Wが対応ゲート線Gの駆動によって導通する期間において画素電圧を複数のソース線X1〜Xnにそれぞれ出力する。駆動制御部16は、外部から入力される映像信号に対して、黒挿入信号を含むように変換を行い、この変換結果に対するゲートドライバ10およびソースドライバ20の動作タイミング等を制御する。
The set value memory 15 stores the respective black insertion rates for the transmissive pixel PXt and the reflective pixel PXr as setting data.
The gate driver 10 drives the plurality of gate lines G1 to Gm so that the plurality of switching elements W are conducted in units of rows. The source driver 20 outputs pixel voltages to the plurality of source lines X1 to Xn in a period in which the switching elements W in each row are turned on by driving the corresponding gate lines G. The drive control unit 16 converts an externally input video signal so as to include a black insertion signal, and controls operation timings of the gate driver 10 and the source driver 20 with respect to the conversion result.

図2は、ソースドライバの構成を概略的に示す図である。
制御信号CTXは駆動制御部16からソースドライバ20に供給され、1行(ライン)の画素PXに対する映像信号または非映像信号である表示信号DATAを複数のソース線Xにそれぞれ割り当てるために用いられる。制御信号CTXは水平スタート信号STH、水平クロック信号CKH、ストローブ信号STB、および極性信号POLを含んでいる。水平スタート信号STHは、所定期間毎に発生されるパルスである。水平クロック信号CKHは、所定期間の各々においてソース線数分発生されるパルスである。ストローブ信号STBは、スタート信号STHから所定時間遅れて発生されるパルスである。このストローブ信号STBは、1ラインの画素PXに対する表示信号DATAの変換結果である画素電圧を並列的にソース線X1〜Xnに出力するために使用される。極性信号POLは、1水平走査期間毎および1垂直走査期間毎に画素電圧の極性を反転させるための信号である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the source driver.
The control signal CTX is supplied from the drive control unit 16 to the source driver 20 and is used to assign the display signal DATA, which is a video signal or a non-video signal, to the pixels PX in one row (line) to each of the plurality of source lines X. The control signal CTX includes a horizontal start signal STH, a horizontal clock signal CKH, a strobe signal STB, and a polarity signal POL. The horizontal start signal STH is a pulse generated every predetermined period. The horizontal clock signal CKH is a pulse generated by the number of source lines in each predetermined period. The strobe signal STB is a pulse generated with a predetermined time delay from the start signal STH. The strobe signal STB is used to output the pixel voltage, which is the conversion result of the display signal DATA for one line of pixels PX, to the source lines X1 to Xn in parallel. The polarity signal POL is a signal for inverting the polarity of the pixel voltage every horizontal scanning period and every vertical scanning period.

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(D/A)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、表示信号DATA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1ラインの画素PXt、画素PXrに対する表示信号DATAを順次ラッチし、並列的に出力する。デジタルアナログ(D/A)変換回路23は、表示信号DATAをアナログ形式の画素電圧に変換する。出力バッファ回路24は、D/A変換回路23から得られるアナログ画素電圧をソース線X1〜Xnに出力する。
The source driver 20 includes a shift register 21, a sampling & load latch 22, a digital / analog (D / A) conversion circuit 23, and an output buffer circuit 24.
The shift register 21 shifts the horizontal start signal STH in synchronization with the horizontal clock signal CKH, and controls the timing at which the display signal DATA is sequentially serial-to-parallel converted. The sampling & load latch 22 sequentially latches the display signal DATA for one line of the pixels PXt and PXr under the control of the shift register 21 and outputs them in parallel. The digital / analog (D / A) conversion circuit 23 converts the display signal DATA into an analog pixel voltage. The output buffer circuit 24 outputs the analog pixel voltage obtained from the D / A conversion circuit 23 to the source lines X1 to Xn.

以上説明したゲートドライバ10およびソースドライバ20の動作が、1フレーム分の黒挿入用の非映像信号と、1フレーム分の映像信号とについて実行される。黒挿入用の非映像信号に対応する画素電圧の保持期間に対して映像信号に対応する画素電圧の保持期間を設定値メモリ15の設定データに基づいて変化させることによって、1フレーム期間に対する非映像信号に対応する画素電圧の保持期間の比率である黒挿入率を画素PXt、画素PXrに対して変更することができる。   The operations of the gate driver 10 and the source driver 20 described above are executed for the non-video signal for black insertion for one frame and the video signal for one frame. By changing the holding period of the pixel voltage corresponding to the video signal based on the setting data of the setting value memory 15 with respect to the holding period of the pixel voltage corresponding to the non-video signal for black insertion, the non-video for one frame period The black insertion rate, which is the ratio of the pixel voltage holding period corresponding to the signal, can be changed for the pixels PXt and PXr.

また、液晶表示パネルDPは、図3に示すように、液晶表示パネルDPの一方の外面側に配置された第2偏光板POL2、第2位相差板RF2、液晶表示パネルDPの他方の外面側に配置された第1位相差板RF1、第1偏光板POL1を備えている。そして、更に液晶表示パネルDPの裏面には、この液晶表示パネルDPを照明するバックライトBLを備えている。   Further, as shown in FIG. 3, the liquid crystal display panel DP includes a second polarizing plate POL2, a second retardation plate RF2, and the other outer surface side of the liquid crystal display panel DP, which are disposed on one outer surface side of the liquid crystal display panel DP. Are provided with a first retardation plate RF1 and a first polarizing plate POL1. Further, a backlight BL for illuminating the liquid crystal display panel DP is provided on the back surface of the liquid crystal display panel DP.

第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2は、これらを通過した光の偏光状態を制御する。 ここで適用される第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有している。このような偏光板は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な1方向の振動面を有する光すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。   The first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 control the polarization state of the light that has passed through them. The first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 applied here have an absorption axis and a transmission axis orthogonal to each other in a plane orthogonal to the light traveling direction. Such a polarizing plate extracts light having a vibrating surface in one direction parallel to the transmission axis, that is, light having a linearly polarized light state, from light having a vibrating surface in a random direction.

第1位相差板RF1は、面内において、遅相軸が第1偏光板POL1の吸収軸(または透過軸)に対して所定の角度(鋭角)を形成するように配置することにより、第1偏光板POL1を透過した直線偏光を所定の楕円率(=短軸方向の振幅/長軸方向の振幅)を有する楕円偏光あるいは円偏光に変換する機能を有する、例えばλ/4板を含む。
同様に、第2位相差板RF2は、面内において、遅相軸が第2偏光板POL2の吸収軸(または透過軸)に対して所定の角度(鋭角)を形成するように配置することにより、第2偏光板POL2を透過した直線偏光を所定の楕円率を有する楕円偏光あるいは円偏光に変換する機能を有している。
本液晶表示装置はこの様な構成によって、透過部と反射部とで異なる変調率(階調印加電圧特性)を生じさせている。
第1位相差板RF1及び第2位相差板RF2は、それぞれ互いに直交する遅相軸及び進相軸を有している位相差層を含む。遅相軸は、複屈折を議論する上で、相対的に屈折率の大きな軸に対応し、進相軸は、相対的に屈折率の小さな軸に対応する。遅相軸は、異常光線の振動面と一致するものとする。進相軸は、常光線の振動面と一致するものとする。常光線及び異常光線の屈折率をそれぞれno及びneとし、それぞれの光線の進行方向に沿った位相差板の厚さをdとしたとき、位相差層のリタデーション値Δn・d(nm)は、(ne・d−no・d)で定義される(つまり、Δn=ne−no)。
従って、第1位相差板RF1及び第2位相差板RF2の位相差層を適宜選定することによって、所望のリタデーション値を得ることができる。特にこの実施形態によれば、透過部における位相差層のリタデーション値と反射部における位相差層のリタデーション値とが異なるようにそれぞれ設定している。詳しくは、通常、第1位相差板RF1及び第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値は等しく設定されるところ、この実施形態では後述するように、反射部のセルギャップdrの2倍の値を透過部のセルギャップdtよりも大きく設定することに伴い、反射部の表示には寄与しない第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値を小さく、逆に反射部の表示に寄与する第1位相差板RF1の位相差層のリタデーション値を大きく設定した。具体的には、通常、第1位相差板RF1及び第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値は30nmに設定されるところ、この実施形態では第1位相差板RF1の位相差層のリタデーション値を40nm、第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値を20nmに設定した。
The first retardation plate RF1 is arranged so that the slow axis forms a predetermined angle (acute angle) with respect to the absorption axis (or transmission axis) of the first polarizing plate POL1 in the plane. For example, a λ / 4 plate having a function of converting linearly polarized light transmitted through the polarizing plate POL1 into elliptically polarized light having a predetermined ellipticity (= amplitude in the minor axis direction / amplitude in the major axis direction) or circularly polarized light is included.
Similarly, the second retardation plate RF2 is arranged so that the slow axis forms a predetermined angle (acute angle) with respect to the absorption axis (or transmission axis) of the second polarizing plate POL2 in the plane. The linearly polarized light transmitted through the second polarizing plate POL2 has a function of converting it into elliptically polarized light or circularly polarized light having a predetermined ellipticity.
With this configuration, the present liquid crystal display device generates different modulation factors (gradation applied voltage characteristics) between the transmission part and the reflection part.
The first retardation plate RF1 and the second retardation plate RF2 each include a retardation layer having a slow axis and a fast axis that are orthogonal to each other. In discussing birefringence, the slow axis corresponds to an axis having a relatively large refractive index, and the fast axis corresponds to an axis having a relatively small refractive index. The slow axis coincides with the vibration plane of the extraordinary ray. The fast axis coincides with the plane of vibration of ordinary rays. When the refractive index of ordinary ray and extraordinary ray is set to no and ne, respectively, and the thickness of the retardation plate along the traveling direction of each ray is set to d, the retardation value Δn · d (nm) of the retardation layer is (Ne · d−no · d) (that is, Δn = ne−no).
Therefore, a desired retardation value can be obtained by appropriately selecting the retardation layers of the first retardation plate RF1 and the second retardation plate RF2. In particular, according to this embodiment, the retardation value of the retardation layer in the transmission part and the retardation value of the retardation layer in the reflection part are set differently. Specifically, normally, the retardation values of the retardation layers of the first retardation plate RF1 and the second retardation plate RF2 are set to be equal. In this embodiment, as will be described later, this is twice the cell gap dr of the reflecting portion. Is set to be larger than the cell gap dt of the transmissive portion, the retardation value of the retardation layer of the second retardation plate RF2 that does not contribute to the display of the reflective portion is reduced, and conversely contributes to the display of the reflective portion. The retardation value of the retardation layer of the first retardation plate RF1 is set large. Specifically, the retardation value of the retardation layer of the first retardation plate RF1 and the second retardation plate RF2 is usually set to 30 nm. In this embodiment, the retardation value of the retardation layer of the first retardation plate RF1 is set. The retardation value was set to 40 nm, and the retardation value of the retardation layer of the second retardation plate RF2 was set to 20 nm.

また、図3において、透過部のセルギャップdtを反射部のセルギャップdrの2倍とは若干異なる値に設定することで、透過部と反射部との光路長に差を設け、透過部と反射部とのリタデーション値に差を生じさせ、これにより変調率が最大となる電圧をシフトすることができる。そして、この実施形態では、透過部のセルギャップdtを4μm、反射部のセルギャップdrを3μmに設定した。即ち、透過部の光路長が4μmであるのに対して、反射部の光路長は6μmと、透過部に比して2μm長く設定されている。   Further, in FIG. 3, by setting the cell gap dt of the transmissive part to a value slightly different from twice the cell gap dr of the reflective part, a difference is provided in the optical path length between the transmissive part and the reflective part. It is possible to cause a difference in the retardation value with the reflecting portion, thereby shifting the voltage at which the modulation rate is maximized. In this embodiment, the cell gap dt of the transmission part is set to 4 μm, and the cell gap dr of the reflection part is set to 3 μm. That is, the optical path length of the transmissive part is 4 μm, whereas the optical path length of the reflective part is 6 μm, which is 2 μm longer than the transmissive part.

図4は、透過部と反射部の変調率を示す図であり、更に詳細に説明する。
透過部では、バックライトBLからの光は、第1位相差板RF1、液晶表示パネルDP、第2位相差板RF2を透過する。この光の経路において、図4の(1)に示すように、変調率が0V近傍において最大となる様に第1位相差板RF1の位相差層のリタデーション値、および第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値をそれぞれ設定する。
反射部では、周囲からの光は、第2位相差板RF2、液晶表示パネルDP、再び液晶表示パネルDP、第2位相差板RF2と進行する。そこで、反射部のセルギャップdrを透過部のセルギャップdtの1/2倍よりも若干厚く設定することで、反射部のリタデーション値を透過部のリタデーション値よりも大きし、これに合わせて第2位相差板RF2の位相差層のリタデーション値を設定している。
FIG. 4 is a diagram showing the modulation rates of the transmission part and the reflection part, which will be described in more detail.
In the transmission part, the light from the backlight BL passes through the first retardation plate RF1, the liquid crystal display panel DP, and the second retardation plate RF2. In this light path, as shown in (1) of FIG. 4, the retardation value of the retardation layer of the first retardation plate RF1 and the retardation of the second retardation plate RF2 so that the modulation rate becomes maximum near 0V. The retardation value of the retardation layer is set respectively.
In the reflector, light from the surroundings travels with the second retardation plate RF2, the liquid crystal display panel DP, the liquid crystal display panel DP, and the second retardation plate RF2. Therefore, by setting the cell gap dr of the reflection part to be slightly thicker than 1/2 times the cell gap dt of the transmission part, the retardation value of the reflection part is made larger than the retardation value of the transmission part. The retardation value of the retardation layer of the two retardation plate RF2 is set.

なお、セルギャップdtとセルギャップdrとは、式(1)の関係にあることが望ましい。
dt/2 < dr − dt/2 < dr …式(1)
このような構成により、反射部の変調率曲線は、変調率が0V近傍において最大とはならず、図4の(2)に示すように、変調率曲線はシフトされる。そして、例えば変調率の最大値を、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗する臨界電圧Vc近傍となる様に反射部のセルギャップdr、第2位相差板RF2を設計する。
なお、図4に示すように、本液晶表示装置の画素の透過部と反射部にはそれぞれ独立に電圧を付与することが可能である。
Note that the cell gap dt and the cell gap dr are preferably in the relationship of Expression (1).
dt / 2 <dr−dt / 2 <dr (1)
With such a configuration, the modulation factor curve of the reflecting portion does not become the maximum in the vicinity of 0 V, and the modulation factor curve is shifted as shown in (2) of FIG. Then, for example, the cell gap dr of the reflecting portion and the second retardation plate RF2 are designed so that the maximum value of the modulation factor is in the vicinity of the critical voltage Vc where the energy of the spray orientation and the energy of the bend orientation antagonize.
In addition, as shown in FIG. 4, it is possible to apply a voltage independently to the transmission part and the reflection part of the pixel of this liquid crystal display device.

図5は、白表示時の反射部と透過部の駆動を示すタイムチャートである。
透過用の画素PXtには1フレーム期間の所定期間、変調率で黒を表す電圧Vbtが与えられ、これにより黒表示がなされる。また、透過用の画素PXtには1フレーム期間の残りの期間、変調率で白を表す電圧0Vが与えられ、これにより白表示がなされる。
FIG. 5 is a time chart showing the driving of the reflection part and the transmission part during white display.
The transmission pixel PXt is supplied with a voltage Vbt representing black by a modulation rate for a predetermined period of one frame period, and thereby black display is performed. The transmission pixel PXt is supplied with a voltage 0 V representing white with a modulation rate for the remaining period of one frame period, thereby displaying white.

これに対して反射部の画素PXrには、1フレーム期間にわたり変調率で白を表す電圧Vcおよび−Vcがフレーム期間毎に交互に与えられ、これにより白表示がなされる。   On the other hand, the voltages Vc and −Vc representing white with a modulation rate are alternately applied to the pixel PXr of the reflection unit for each frame period, and white display is thereby performed.

このように、反射部分については黒挿入駆動を行わず、透過部分についてインパルス型駆動(黒挿入駆動)を行うことで、液晶の逆転移を防止しつつ、反射部で高い光利用効率と、透過部での動画視認性を向上させることができる。   In this way, the black portion is not driven for the reflective portion, and the impulse-type drive (black insertion drive) is performed for the transmissive portion, thereby preventing the reverse transition of the liquid crystal and high light utilization efficiency and transmission in the reflective portion. It is possible to improve the visibility of moving images in the section.

また、透過部において、1フレーム期間のうち、黒表示期間に対応してバックライトBLの点灯/非点灯を制御することにより、一層の消費電力の低減を図ることができる。
上記した実施形態における黒表示期間は、全画素行に一律に設けてもよく、またそれぞれ順次設定されるものであってもかまわない。
Further, in the transmissive portion, the power consumption can be further reduced by controlling the lighting / non-lighting of the backlight BL corresponding to the black display period in one frame period.
The black display period in the above-described embodiment may be uniformly provided in all pixel rows, or may be set sequentially.

〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態では、液晶表示装置の表示動作において、透過部、反射部ともに黒挿入駆動を行う点が異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第2の実施の形態では、図7に示すように、透過部、反射部ともに黒挿入駆動を行うが、反射部において変調率の最大値を、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗する臨界電圧Vc近傍となる様に設定しているため、黒挿入期間は透過部のそれほど長く設定する必要はない。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different in that black insertion driving is performed for both the transmissive part and the reflective part in the display operation of the liquid crystal display device. Accordingly, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, black insertion driving is performed for both the transmissive part and the reflective part, but the maximum modulation rate is antagonized by the spray orientation energy and the bend orientation energy in the reflective part. Therefore, it is not necessary to set the black insertion period so long in the transmissive part.

なお、この反射モードによる黒表示期間長と透過モードによる黒表示期間長は、設定値メモリ15の設定データに基づいて変更することが可能である。即ち、反射モードと透過モードの黒挿入率を指定することができる。なお、光の利用効率向上の点から反射モードによる黒表示期間は透過モードによる黒表示期間よりも短いことが望ましい。   Note that the black display period length in the reflection mode and the black display period length in the transmission mode can be changed based on the setting data in the setting value memory 15. That is, the black insertion rate in the reflection mode and the transmission mode can be designated. Note that it is desirable that the black display period in the reflection mode is shorter than the black display period in the transmission mode from the viewpoint of improving the light utilization efficiency.

また、反射部での黒挿入駆動の有無を切替えても良い。
例えば、ユーザの設定によって反射部での黒挿入駆動を行うかどうか(黒挿入の有無)をコントロールしても良い。
あるいは、入力映像に動きが多いかどうかをフレーム同士を比較することで自動検知し、動きが多い場合は動画視認性を向上させるために反射部での黒挿入駆動を実行するようにしても良い。
さらに、外光センサを表示パネルまたはMDLの一部に有し、センサの受光強度が一定値以上であるときは、反射部での黒挿入駆動を実施するようにしても良い。
In addition, the presence / absence of black insertion driving at the reflecting portion may be switched.
For example, whether or not to perform black insertion driving at the reflecting portion (whether or not black insertion is performed) may be controlled according to user settings.
Alternatively, whether or not there is a lot of motion in the input video is automatically detected by comparing the frames, and if there is a lot of motion, the black insertion drive at the reflecting portion may be executed in order to improve the visibility of the moving image. .
Furthermore, an external light sensor may be provided in a part of the display panel or MDL, and when the intensity of light received by the sensor is equal to or higher than a certain value, black insertion driving at the reflecting portion may be performed.

このように、反射部における黒挿入駆動の有無を切替え可能とするため、反射部では、Vc以上の白電圧〜黒電圧間で黒挿入駆動を行う。
そして、反射部での黒挿入駆動を実施するように切替えた場合は、反射モードによる黒表示期間長は設定値メモリ15の設定されたデータに基づいて定めても良い。
但し、黒挿入期間においては短時間で画素電圧PEの電位を黒挿入用の大きな画素電圧にまで遷移させる必要があるため臨界電圧Vcの値に対応して使用可能な黒挿入率に制限を設けても良い。
In this way, in order to enable switching of the presence or absence of black insertion driving in the reflection section, the reflection section performs black insertion driving between a white voltage and a black voltage equal to or higher than Vc.
Then, when switching is made so that the black insertion drive is performed in the reflection section, the black display period length in the reflection mode may be determined based on the data set in the set value memory 15.
However, in the black insertion period, it is necessary to make the potential of the pixel voltage PE transition to a large pixel voltage for black insertion in a short time, so that the usable black insertion rate is limited according to the value of the critical voltage Vc. May be.

〔第3の実施の形態〕
第3の実施の形態では、液晶画素PXとソース線Xとの接続の態様が第1の実施の形態と異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図6は、液晶画素とゲート線、ソース線との接続を示す図である。
OCB液晶画素PXは半透過型の液晶画素であり、液晶表示パネルDPの奇数行に配された透過型の画素PXtと偶数行に配された反射型の画素PXrとで構成されている。即ち、OCB液晶画素PXの透過部と反射部とは、一画素内において独立して構成されている。
そして、OCB液晶画素PXには透過用のゲート線Gtと反射用のゲート線Grとが接続され、それぞれ透過型の画素PXtと反射型の画素PXrとを駆動する。更にOCB液晶画素PXには透過用のソース線Xtと反射用のソース線Xrとが接続され、それぞれ透過型の画素PXtと反射型の画素PXrとを駆動する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, the connection mode between the liquid crystal pixel PX and the source line X is different from that in the first embodiment. Accordingly, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 6 is a diagram illustrating the connection between the liquid crystal pixel, the gate line, and the source line.
The OCB liquid crystal pixel PX is a transflective liquid crystal pixel, and includes a transmissive pixel PXt arranged in an odd-numbered row of the liquid crystal display panel DP and a reflective pixel PXr arranged in an even-numbered row. That is, the transmission part and the reflection part of the OCB liquid crystal pixel PX are independently configured in one pixel.
The OCB liquid crystal pixel PX is connected with a transmissive gate line Gt and a reflective gate line Gr, and drives the transmissive pixel PXt and the reflective pixel PXr, respectively. Further, a transmission source line Xt and a reflection source line Xr are connected to the OCB liquid crystal pixel PX to drive the transmission type pixel PXt and the reflection type pixel PXr, respectively.

この構成によれば、ゲート線Gとソース線Xとがそれぞれ透過型の画素PXtと反射型の画素PXrとに独立して設けられているため、画素PXtと画素PXrとを独立に駆動することができ、透過部と反射部の各表示期間を独立に定めることができる。   According to this configuration, since the gate line G and the source line X are provided independently for the transmissive pixel PXt and the reflective pixel PXr, respectively, the pixel PXt and the pixel PXr are driven independently. Each display period of the transmission part and the reflection part can be determined independently.

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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図。1 is a diagram schematically showing a circuit configuration of a liquid crystal display device. ソースドライバの構成を概略的に示す図。The figure which shows the structure of a source driver schematically. 液晶表示装置の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a liquid crystal display device. 透過部と反射部の変調率を示す図。The figure which shows the modulation factor of a transmission part and a reflection part. 白表示時の反射部と透過部の駆動を示すタイムチャート。The time chart which shows the drive of the reflection part at the time of white display, and a transmission part. 液晶画素とゲート線、ソース線との接続を示す図。The figure which shows the connection of a liquid crystal pixel, a gate line, and a source line. 白表示時の反射部と透過部の駆動を示すタイムチャート。The time chart which shows the drive of the reflection part at the time of white display, and a transmission part.

符号の説明Explanation of symbols

2…アレイ基板、3…対向基板、4…液晶層、7…階調基準電圧発生回路、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、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…表示制御回路、DP…液晶表示パネル、Vc…臨界電圧、Vs…画素電圧、X…ソース線、Xt…透過用ソース線、Xr…反射用ソース線、G…ゲート線、Gt…透過用ゲート線、Gr…反射用ゲート線、W…画素スイッチング素子。   2 ... array substrate, 3 ... counter substrate, 4 ... liquid crystal layer, 7 ... gradation reference voltage generation circuit, 10 ... gate driver, 20 ... source driver, 23 ... D / A conversion circuit, 23 '... D / A conversion unit , PE ... pixel electrode, CE ... common electrode, PX ... liquid crystal pixel, DP ... display panel, POL1 ... first polarizing element, POL2 ... second polarizing element, BL ... backlight, CNT ... display control circuit, DP ... liquid crystal display Panel, Vc ... critical voltage, Vs ... pixel voltage, X ... source line, Xt ... transmission source line, Xr ... reflection source line, G ... gate line, Gt ... transmission gate line, Gr ... reflection gate line, W: Pixel switching element.

Claims (6)

画素をマトリクス状に配した表示パネルと、
前記表示パネルを照明する光源と、
前記表示パネルの一方の面と前記光源との間に配され、所定波長の光に位相差を与える第1の位相差板と、
前記表示パネルの他方の面に対向して配された第2の位相差板とを備え、
前記画素は、独立して駆動制御可能な反射部と透過部とを有する半透過型OCB液晶画素であり、前記反射部のセルギャップが前記透過部のセルギャップの1/2よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
A display panel in which pixels are arranged in a matrix, and
A light source for illuminating the display panel;
A first retardation plate that is arranged between one surface of the display panel and the light source and gives a phase difference to light of a predetermined wavelength;
A second retardation plate disposed opposite to the other surface of the display panel,
The pixel is a transflective OCB liquid crystal pixel having a reflective part and a transmissive part that can be independently driven and controlled, and the cell gap of the reflective part is larger than ½ of the cell gap of the transmissive part. A characteristic liquid crystal display device.
前記第2の位相差板は、前記反射部に0Vよりも大きい所定の電圧を与えたときに最大透過率が得られるようになされ、
前記第1の位相差板は、前記透過部に0V近傍の電圧を与えたときに最大透過率が得られるようになされたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
The second retardation plate is configured to obtain a maximum transmittance when a predetermined voltage greater than 0 V is applied to the reflecting portion.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first retardation plate is configured to obtain a maximum transmittance when a voltage in the vicinity of 0 V is applied to the transmission portion.
前記反射部と前記透過部とを駆動する駆動制御手段を更に備え、
前記駆動制御手段が前記反射部を駆動するときの黒挿入率が、前記透過部を駆動するときの黒挿入率よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
Drive control means for driving the reflection part and the transmission part;
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a black insertion rate when the drive control unit drives the reflection unit is smaller than a black insertion rate when the transmission unit is driven.
前記駆動制御手段は、前記透過部については黒挿入駆動を行い、前記反射部については黒挿入駆動を行わないことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。   4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the drive control unit performs black insertion driving for the transmission part and does not perform black insertion driving for the reflection part. 5. 前記反射部と前記透過部で階調印加電圧特性が異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein gradation application voltage characteristics are different between the reflection portion and the transmission portion. 前記反射部と前記透過部との階調印加電圧特性に応じて、前記反射部と前記透過部を駆動するときの黒挿入率が調整されるようになされたことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。   6. The black insertion rate when driving the reflection unit and the transmission unit is adjusted according to a gradation applied voltage characteristic between the reflection unit and the transmission unit. The liquid crystal display device described.
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