光节点装置的制作方法

1.本发明涉及光节点装置。


背景技术：

2.光网络用于支持快速大容量的电通信的现代需求。这些网络一般使用作为光波分复用方式(wdm)的已知技术，从而利用尽可能多的光谱。
3.在许多光网络中，使用与光网络的分支点对应的光节点装置。常常，在光节点装置中，优选使用具有可重构的分插功能的可重构的光分插复用器(roadm)设备。
4.为了实现roadm系统，波长选择开关(wss)也可以用于任意波长信道的路由。在wss中，也可以使用空间光调制器等光束偏转设备，为了向期望的输出端口偏转而对波长进行选择。目前使用的是使用了反射型空间光调制器的wss。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本专利第5733154号公报。


技术实现要素：

8.在上述的反射型的空间光调制器中，为了提高可靠性，优选能够抑制烧屏。
9.鉴于上述课题，本实施方式的目的在于提供一种能够提高可靠性的光节点装置。
10.本实施方式的一个方式所涉及的光节点装置包括：输入输出部，具有使入射光入射的输入端口以及射出出射光的输出端口，所述出射光与所述入射光所包含的各波长对应；波长色散器，使所述入射光所包含的各波长的光根据各波长在空间上分散，并将所述出射光向所述输入输出部侧射出；光学耦合器，将由所述波长色散器分散后的各波长的光按各波长聚光于二维平面，将反射后的各波长的光向所述波长色散器侧射出；空间光调制器，配置在所述二维平面的位置，具有多个像素，通过由所述多个像素表示灰度，来将由所述光学耦合器聚光而得的各波长的光按各波长向由路由决定的方向反射；以及空间光调制器驱动部，驱动所述空间光调制器的所述多个像素。通过所述空间光调制器驱动部对所述多个像素的每个像素在多个子帧期间内的一个子帧期间输入正转灰度数据，在所述多个子帧期间的其他一个子帧期间输入反转灰度数据，来形成所述灰度，所述多个子帧期间是分割一个帧期间所得的。所述多个像素中的每个像素包括：第一开关电路，从数据线对所述正转灰度数据或所述反转灰度数据进行采样；第一信号保持电路，保持由所述第一开关电路采样的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据；第二开关电路，对于所有所述多个像素，以共同的定时对保持在所述第一信号保持电路中的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据进行采样；以及第二信号保持电路，将由所述第二开关电路采样的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据保持一个子帧期间，并且施加到液晶显示元件的反射电极，所述空间光调制器驱动部通过在所述定时使所述液晶显示元件的公共电极的电压反转，来对所述液晶显示元件的液晶施加正负极性的交流电压，并将具有与所述正转灰度数据和所述反转灰度数据之
间的振幅不同的振幅的电压提供给所述公共电极。
11.根据本实施方式，能够提高可靠性。
附图说明
12.图1是示出第一实施方式的波长选择开关阵列的结构的图。
13.图2是示出第一实施方式的波长选择开关阵列的结构的图。
14.图3是示出第一实施方式的波长选择阵列的反射型液晶显示装置的图。
15.图4是示出第二实施方式的反射型液晶显示装置的结构的图。
16.图5是示出第二实施方式的反射型液晶显示装置的像素的结构的图。
17.图6是示出第三实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
18.图7是示出cmos反相器的电路结构的图。
19.图8是说明反相器间的驱动力的大小关系的图。
20.图9是示出第三实施方式的反射型液晶显示装置的动作的时序图。
21.图10是示出液晶的施加电压与灰度值的关系的图。
22.图11是示出第四实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
23.图12是示出第五实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
24.图13是示出第五实施方式的反射型液晶显示装置的像素的截面结构的图。
25.图14是示出第六实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
26.图15是示出第六实施方式的反射型液晶显示装置的像素的截面结构的图。
27.图16是示出第七实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
28.图17是示出第七实施方式的反射型液晶显示装置的像素的截面结构的图。
具体实施方式
29.以下，基于附图对本实施方式进行详细说明。另外，本实施方式并不限定于以下说明的实施方式。另外，在下述实施方式中的构成要素中，包含本领域技术人员能够且容易置换的要素、或者实质上相同的要素。
30.(第一实施方式)
31.图1和图2是示出第一实施方式的波长选择开关(wss)阵列的结构的图。图1是从与x轴方向相反的方向观察wss阵列10的图。图2是从与y轴方向相反的方向观察wss阵列10的图。
32.wss阵列10对应于本发明的“光节点装置”的一例。
33.本发明的wss阵列10在单一封装内使用至少两个wss。本发明的wss阵列10不需要专用的光学元件，就能够在wss阵列10内进行各个wss的独立的动作。不仅如此，许多光学元件可以在各个wss设备之间共用，因此，可以实现成本降低和小型化。这样的设备例如理想地适合作为可重构的光分插复用器(roadm)在现代通信网络中使用。进而，一个或多个具有耦合在一起的两个wss的阵列，能够理想地适合作为路径以及使用选择(rs)架构的分支节点内的构成要素。
34.参照图1，wss阵列10包括能够作为分别独立的wss设备动作的两个独立的wss设备wss1和wss2。在本发明中，术语“独立”是指与wss设备wss2无关地独立处理一个或多个wdm
信号的wss设备wss1的功能，并且其相反也是同样的。在本发明中，“处理”这一用语被广义地使用，例如包括对构成各个wdm信号的各个波长信道进行调制、衰减、阻挡、转换方向和/或进行切换。
35.wss阵列10包括输入输出部11和光学系统12。光学系统12构成为对各个wdm信号光束进行波束整形。另外，光学系统12构成为使各个wdm信号在构成这些wdm信号的波长信道(或波长信道的组)中进行光谱分散(复用分离)。进而，光学系统12构成为将已分散波长信道(或波长信道的组)频谱耦合(复用)为一个或多个wdm信号。此外，wss阵列10包括反射型液晶显示装置13。反射型液晶显示装置13构成为，例如为了使各个波长信道沿着wss阵列10内的规定的路径进行方向转换，对已分散波长信道进行光学处理。
36.反射型液晶显示装置13相当于本发明的“空间光调制器”的一例。关于反射型液晶显示装置13，在第二实施方式以后进行详细说明。
37.wss阵列10通过使用关于对称轴14对称的架构，单个光学系统12和反射型液晶显示装置13可以在wss阵列10的一些wss设备之间、该示例中在wss设备wss1和wss2之间共用。然而，wss设备wss1和wss2可以共用许多相同的光学部件，另一方面，第一实施方式的架构允许wss阵列10的wss设备wss1和wss2是可独立控制的装置。因此，第一实施方式的wss阵列10的尺寸减小，并且光学复杂度减小。此外，wss阵列10提供多wss设备，该多wss设备保持对于具有更大尺寸和成本的装置而言固有的独立处理能力。
38.在本公开中，输入输出部11可以包括用于传递一个或多个光wdm信号的若干输入端口和输出端口。例如，设备可以包括若干光纤、平面波导等，但它们都可以被分配为输入端口或输出端口。在以下所述的第一实施方式中，输入端口或输出端口被安装为光纤15。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，能够使用任意的其他种类的端口。
39.输入输出部11包括用于wss设备wss1的输入输出部11-1。输入输出部11-1包括输入光纤1和若干输出光纤1a、1b、
……
、1n。在此，n为自然数。输入输出部11还包括用于wss设备wss2的输入输出部11-2。输入输出部11-2包括输入光纤2和若干输出光纤2a、2b、
……
、2n。在此，n为自然数。因此，图1示出了包括wss设备wss1和wss2的两个1
×
n的wss设备的阵列作为示例。换句话说，wss阵列10的输入输出部11包括形成沿y轴方向配置的光纤堆叠的输入光纤1、输出光纤1a、1b、
……
、1n、输入光纤2、输出光纤2a、2b、
……
、2n的阵列。
40.输入输出部11还包括采取微透镜阵列形态的准直透镜16的阵列。准直透镜16的阵列是对应的光功率元件的阵列，例如分别配置在光纤的输出部和/或输入部的前方(z方向)。在本发明中，准直透镜16包含具有引导和/或变更光束的方向和/或使一组光线聚光的能力的任意光学元件。包括输入光纤1、输出光纤1a、1b、
……
、1n的第一组与成对的准直透镜16的第一组进行组合，形成wss设备wss1的输入输出部11-1。包括输入光纤2、输出光纤2a、2b、
……
、2n的第二组与成对的准直透镜16的第二组进行组合，形成wss设备wss2的输入输出部11-2。在图1中，示出了作为微透镜阵列安装的wss阵列10，但在不脱离本发明的范围的情况下，也能够使用其他类型的wss阵列。
41.在本公开中，例如，第一组光纤的光轴相对于第一组准直透镜16的光轴发生位移。通过输入端口以及输出端口的阵列与准直透镜16的阵列之间的该相对位置的偏移，第一组的输入光束以及输出光束以相对于对称轴14形成角度θ1而进入光学系统12(或者从光学系统12出来)的方式被送出。由此，来自wss设备wss1的输入波束和输出波束的组沿着整体下
降的方向(与y轴方向相反的方向)的角度θ1被送出。
42.同样地，第二组光纤的光轴相对于第二组准直透镜16的光轴发生位移。第二组的输入光束及输出光束以相对于对称轴14形成角度θ2而进入光学系统12(或从光学系统12出来)的方式被送出。由此，来自wss设备wss2的输入波束和输出波束的组沿着作为整体上升的方向(y轴方向)的角度θ2被送出。
43.如上所述，图1所示的示例是使用两个1
×
n的wss、即使用wss设备wss1和wss2的wss阵列10。因此，在图1所示的例子中，wss设备wss1包括使wdm信号光束31入射到设备的一个输入光纤1，另外，包括使wdm信号光束32入射到设备的一个输入光纤2。此处所示的输入光纤/输出光纤结构只不过是出于例示的目的而示出的，并不意图限定本发明的范围。相反，能够不脱离本发明的范围地使用任意有用的输入端口/输出端口的组合。
44.wdm信号光束31从输入光纤1向设备送出，在通过准直透镜16后，以角度θ1在y-z平面内通过光学系统12前进。wdm信号光束31之后入射到用于将wdm信号光束31在x方向上整形的透镜21。在一个例子中，透镜21也可以是圆柱轴沿着y方向延伸的柱面透镜。因此，在从图1所示的视点观察时，透镜21不会对wdm信号光束31造成影响。
45.wdm信号光束31在通过透镜21之后入射到透镜22。在图1所示的例子中，透镜22也可以是圆柱轴沿着x方向延伸的柱面透镜。透镜22的作用依赖于定位于透镜22的焦点面的反射型液晶显示装置13。并且，透镜22的中心(圆柱轴)位于对称轴14上。由于反射型液晶显示装置13被定位在透镜22的焦点面上，因此进入透镜22的平行光线的任意组聚光在反射型液晶显示装置13上的相同高度。相反地，从反射型液晶显示装置13上的相同高度开始的光线的任意组作为一组平行光线从透镜22射出。
46.例如，如图1所示，沿着角度θ1行进的任意的入射光束(例如，wdm信号光束31)被透镜22定向为朝向反射型液晶显示装置13上的y轴方向的位置lc1。相反，从反射型液晶显示装置13上的位置lc1开始的光线41的组如图1所示，作为以相同角度θ1前进的平行光线从透镜22射出。同样地，沿着角度θ2前进的任意的入射光束(例如wdm信号光束32)被透镜22定向为朝向反射型液晶显示装置13上的y轴方向的位置lc2。相反，从反射型液晶显示装置13上的位置lc2开始的光线42的组如图1所示，作为构成相同角度θ2前进的平行光线从透镜22射出。
47.当返回到通过光学系统12的wdm信号光束31的传播时，在通过了透镜22之后，如图1以及图2所示，wdm信号光束31通过使wdm信号光束31的波长信道进行角色散的色散元件24。在本发明中，色散元件24也可以是衍射栅格、棱镜等透射型光学部件。
48.色散元件24相当于本公开的“波长色散器”的一例。
49.被分散的波长信道在通过了色散元件24之后，如图1以及图2所示，通过将被分散的波长信道按每个波长信道聚光于反射型液晶显示装置13的表面上的透镜23。在本公开中，透镜23也可以是柱面透镜。
50.透镜23相当于本公开的“光学耦合器”的一例。
51.反射型液晶显示装置13是二维像素化光学元件、例如像素化空间光调制器。二维像素化光学元件如以下更详细地叙述的那样，按照分散的一个或多个波长信道被路由到输出光纤的任意一个的方式，能够反射分散的波长信道的一个或多个，或者能够进行方向转换。
52.关于wss设备wss1，根据本公开，由于存在透镜22，因此从反射型液晶显示装置13上的位置lc1开始的所有光线如图1所示，沿着角度θ1从透镜22输出。但是，从反射型液晶显示装置13上的位置lc1开始的所有光线相对于彼此而位移与来自反射型液晶显示装置13的偏转角度对应的量。因此，在适当地设定偏转角度的情况下，被反射的输出光线能够被路由到输出光纤1a、1b、
……
、1n中的任意的输出光纤。在此，被反射的输出光线例如是与分别能够包含wdm信号光束31的一个或多个波长信道的光线41的组对应的被反射的输出光线。进而，在本公开中，准直透镜16分别相对于其对应的输出光纤被位移相同的量，因此各个输出光束能够在改善了效率的状态下与各个输出光纤再度耦合。
53.同样，关于wss设备wss2，根据本发明，由于存在透镜22，因此如图1所示从反射型液晶显示装置13上的位置lc2开始的所有光线沿着角度θ2从透镜22输出。但是，从反射型液晶显示装置13上的位置lc2开始的光线全部相对于彼此而位移与来自反射型液晶显示装置13的偏转角度对应的量。因此，在适当地设定偏转角度的情况下，被反射的输出光线能够被路由到输出光纤2a、2b、
……
、2n中的任意输出光纤。在此，被反射的输出光线例如是与分别能够包含wdm信号光束32的一个或多个波长信道的光线42的组对应的被反射的输出光线。进而，在本公开中，准直透镜16分别相对于其对应的输出光纤被位移相同的量，因此各个输出光束能够在改善了效率的状态下与各个输出光纤再度耦合。
54.因此，输入输出部11以及透镜22的组合沿着给定的角度(例如，在wss设备wss1的情况下为角度θ1，在wss设备wss2的情况下为角度θ2)送出给定的组的波束。之后，输入输出部11以及透镜22的组合提供wss阵列设备，该wss阵列设备将这些光束以朝向仅依赖于输入角度的反射型液晶显示装置13上的位置(位置lc1以及位置lc2)的方式进行定向。因此，wss阵列10使得来自wss设备wss1和wss2的wdm信号光束31和32或者到wss设备wss1和wss2的光线41和42的两个组能够共用相同的光学系统12和反射型液晶显示装置13。另一方面，wss阵列10同时保有分别处理各个波长信道的wss阵列的能力。
55.参照图2，从光纤堆叠的上部观察构成输入输出部11的光纤及微透镜的堆叠，因此，仅输入光纤1与其对应的准直透镜16一起可见。以下的说明集中于wss设备wss1，但根据系统的对称性，完全相同的说明适用于wss设备wss2。
56.如上所述，在wss设备wss1的情况下，wdm信号光束31经由输入光纤1入射到系统。在图2中，角度θ1由于是进入纸面里侧的方向，因此看不到。在本公开中，wdm信号光束31包括若干波长信道，并且该信道具有从最长波长λ1到最短波长λn的波长范围。在若干例子中，波长信道的数量可以较多，例如也可以是在固定栅格上具有50ghz或100ghz的间隔的96个波长信道。在另一例中，设备例如能够使用12.5ghz的频率间隔，能够在具有97个以上的波长信道、例如130个以上的波长信道的具有适应性的栅格系统中使用。
57.wdm信号光束31首先入射到透镜21。透镜21发挥功能，以将光束扩展到适于在色散元件24上实现期望的光束尺寸的直径。例如，准直透镜16以及透镜21也可以作为光束扩展望远镜发挥功能。在本公开中，如图2所示，色散元件24发挥使wdm信号光束31的波长信道在x轴方向上进行角色散的功能。波长信道51至5n分别通过色散元件24在x轴方向上进行角色散后，通过透镜23在反射型液晶显示装置13的表面上聚光。由此，从波长信道51到5n，根据波长，在反射型液晶显示装置13上在波长分散方向(x轴方向)上空间地分散。
58.图3是示出第一实施方式的wss阵列的反射型液晶显示装置的图。图3是从z轴方向
观察反射型液晶显示装置13的图。
59.在图3中更清楚地示出反射型液晶显示装置13的表面上的波长信道的分布的一例。更一般而言，波长信道可以作为长条带或椭圆形光斑排列在反射型液晶显示装置13的二维表面上。简而言之，波长信道被处理为能够由反射型液晶显示装置13独立地作用的离散的波长信号。但是，在本公开中，反射型液晶显示装置13不需要限定于对各个波长信道进行作用，也可以对波长信道的组进行作用。进而，如图3所示，波长信道或波长信道的组不需要其自身具有固定带宽。这是因为，反射型液晶显示装置13能够作为能够动态地完全重构的空间光调制器而安装。因此，本公开能够在目前的固定栅格架构和/或、目前的或将来开发的适应性高的栅格架构中实现。
60.再次参照图2，反射型液晶显示装置13使波长信道51到5n的一个或多个向某一方向选择性地转换方向。并且，反射型液晶显示装置13能够使所选择的一个或多个波长信道51至5n以最终朝向一个或多个输出端口(例如，位于图2的纸面里侧的一个或多个输出光纤(参照图1))的方式转换方向。在图2所示的情况下，通过反射型液晶显示装置13实现的方向转换沿着位于与纸面正交的平面(y-z平面)内的角度进行。波长信道51至5n例如参照图1在先更详细地示出，如所述那样进行方向转换。方向转换后的波长信道51至5n在被反射型液晶显示装置13反射后，再次入射到透镜23，以到达色散元件24的方式进一步进行方向转换，在色散元件24中进行再度耦合。例如，沿着相同的角度进行方向转换的这些波长信道51至5n被再度耦合而成为单一光束，之后，该单一光束被沿着在输出端口的一个中能够进行处理完毕信号的输出的方向进行方向转换。
61.例如，对包含分别具有波长λ1、λ2和λ3以及信道带宽δλ1、δλ2和δλ3的3个wdm信道的wdm信号光束31进行研究。在图1所示的例子中，wdm信号光束31以角度θ1进入系统。进而，以角度θ1前进的wdm信号光束31通过透镜22的中心，偏离角度θ1而不会被偏转。wdm信号光束31的3个波长信道在通过色散元件24后，在正交的平面(x-z平面)内进行角色散，另一方面，角色散后的所有信道依然以角度θ1前进。之后，如图3所示，这3个已分散波长信道在反射型液晶显示装置13上的不同位置被透镜23聚光。
62.关于设备的路由功能，在此能够进行若干不同的路由的组合。例如，研究期望3个波长信道全部被路由到图1所示的输出光纤1n的情况。反射型液晶显示装置13的对应部分使波长λ1、λ2及λ3的波长信道分别偏转，以使波长λ1、λ2及λ3的波长信道分别沿着图1所示的光线41中的一个返回。色散元件24对关于这些波长信道的返回路径的作用是以成为当前传播的同一光束的方式将各个波长信道再度耦合(复用)。该已耦合波束之后被透镜22转换方向而具有角度θ1，从wdm信号光束31起沿着目前发生了位移的输出波束31c传播。准直透镜16的作用是将再度耦合完毕且方向转换完毕的输出光束31c与输出光纤1n耦合。这样，在该动作模式中，wss设备wss1的作用是使wdm信号光束31的全部3个波长信道从输入光纤1向输出光纤1n通过。
63.在另一例中，根据情况，希望将若干波长信道分别路由到不同的输出光纤。例如，根据情况，反射型液晶显示装置13使波长λ1的波长信道沿着输出光束31a偏转，使波长λ2的波长信道沿着输出光束31b偏转，使波长λ3的波长信道沿着输出光束31c偏转。在此，色散元件24的作用也是使这些输出光束分别进行方向转换。但是，在该情况下，色散元件24不是使输出波束以成为单一波束的方式再度耦合，而是生成以扇状扩展前进的3个输出波束。进
而，由于这些输出光束分别从反射型液晶显示装置13上的相同的y轴方向的位置lc1开始，所以这些输出光束作为沿着与原来的wdm信号光束31相同的角度θ1传播的一组平行光线从透镜22射出。但是，由于各输出光束以不同的高度(y轴方向的不同位置)入射到透镜22，因此输出光束相互发生位移。由此，例如，波长λ1的波长信道沿着输出光束31a传播，波长λ2的波长信道沿着输出光束31b传播，波长λ3的波长信道沿着输出光束31c传播。因此，在该结构中，wss设备wss1的作用是将波长λ1的波长信道从输入光纤1路由到输出光纤1a。此外，wss设备wss1的作用是将波长λ2的波长信道从输入光纤1路由到输出光纤1b。另外，wss设备wss1的作用是将波长λ3的波长信道从输入光纤1路由到输出光纤1n。
64.考虑到上述情况，显然，在本公开的wss阵列10中，wdm信号光束的任意波长信道可以根据需要被路由到输出光纤中的任意输出光纤。此外，根据图1所示的系统的对称性，上述说明也同样适用于使用wss设备wss2来对wdm信号光束32进行路由。这是因为，如图3所示，wss设备wss1和wss2的已分散波长信道最终分别聚光到反射型液晶显示装置13的不同部分上。而且，在图1至图3所示的例子中，使用了一个输入端口和n个输出端口，但可以理解为输出端口能够被重构为输入端口，另外，其相反的情况下也是同样的。并且，在不脱离本发明的范围的情况下，能够使用任意个数的输入端口以及输出端口。同样地，图1至图3中明确示出的例子是使用两个wss设备wss1和wss2的wss阵列10，但在不脱离本发明的范围的情况下，能够使用任意个数的wss设备。例如，当输入输出部11被设计为使用4个单独的发送角度时，wss阵列10可以提供4个独立的wss设备。
65.(第二实施方式)
66.图4是示出第二实施方式的反射型液晶显示装置的结构的图。
67.反射型液晶显示装置13使用子帧驱动方式作为半色调显示方式。在作为一种时间轴调制方式的子帧驱动方式中，将规定的期间(例如，在动图像的情况下是一个图像的显示单位即1帧期间)分割为多个子帧期间，通过与应显示的灰度对应的子帧的组合来驱动像素。所显示的灰度由像素的驱动期间在规定的期间中所占的比例决定，该比例由子帧的组合决定。
68.反射型液晶显示装置13包含规则地配置有多个像素pix的图像显示部61、定时发生器62、垂直移位寄存器63、数据锁存电路64和水平驱动器65。水平驱动器65包括水平移位寄存器65a、锁存电路65b和电平移位器/像素驱动器65c。
69.定时发生器62、垂直移位寄存器63、数据锁存电路64以及水平驱动器65相当于本公开的“空间光调制器驱动部”的一例。
70.m条(m为2以上的自然数)行扫描线g1至gm沿行方向(x方向)延伸，各自的一端与垂直移位寄存器63连接。另外，除了行扫描线g1至gm之外，也存在设置反转行扫描线gb1至gbm的情况。n条(n为2以上的自然数)列数据线d1至dn沿列方向(y方向)延伸，各自的一端与电平移位器/像素驱动器65c连接。此外，除了列数据线d1至dn之外，还存在设置反转列数据线db1至dbn的情况。
71.图像显示部61具有设置于行扫描线g1至gm与列数据线d1至dn交叉的各交叉部的多个像素pix。即，多个像素pix配置成二维矩阵状。
72.图像显示部61中的所有像素pix共同连接到触发线trig，触发线trig的一端连接到定时发生器62。另外，除了触发线trig以外，也可以存在具备反转触发线trigb的情况。
73.从行扫描线g1到gm传送的正转(非反转)行扫描脉冲和从反转行扫描线gb1到gbm传送的反转行扫描脉冲始终处于相反逻辑值的关系(互补的关系)。
74.另外，从列数据线d1到dn所传送的正转(非反转)数据与从反转列数据线db1到dbn所传送的反转数据始终处于相反逻辑值的关系(互补的关系)。
75.另外，触发线trig传送的正转触发脉冲trig与反转触发线trigb传送的反转触发脉冲trigb始终处于相反逻辑值的关系(互补的关系)。
76.定时发生器62从上位装置71接收垂直同步信号vst、水平同步信号hst、基本时钟信号clk这样的外部信号作为输入信号。定时发生器62基于外部信号生成诸如交流化信号fr、垂直开始脉冲vst、水平开始脉冲hst、时钟信号vck和hck、锁存脉冲lt、正转触发脉冲trig和反转触发脉冲trigb等内部信号。
77.交流化信号fr是按每一个子帧进行极性反转的信号，作为后述的公共电极电压vcom被提供到构成图像显示部61的像素pix内的液晶元件的公共电极。垂直开始脉冲vst是在后述的各子帧的开始定时输出的脉冲信号，通过该垂直开始脉冲vst控制子帧的切换。水平开始脉冲hst是在输入到水平移位寄存器65a的开始定时输出的脉冲信号。时钟信号vck是规定垂直移位寄存器63中的一个水平扫描期间(1h)的移位时钟，垂直移位寄存器63在时钟信号vck的定时进行移位动作。时钟信号hck是水平移位寄存器65a中的移位时钟，是用于以32比特宽度使数据移位的信号。
78.锁存脉冲lt是在水平移位寄存器65a将水平方向的1行像素数的数据移位结束的定时输出的脉冲信号。定时发生器62将正转触发脉冲trig通过触发线trig，将反转触发脉冲trigb通过反转触发线trigb，从而提供给图像显示部61内的所有像素pix。正转触发脉冲trig和反转触发脉冲trigb在子帧期间内在图像显示部61内的各像素pix内的第一信号保持电路(后述)中依次写入数据，结束之后立即输出。正转触发脉冲trig和反转触发脉冲trigb是用于在输出的子帧期间内将图像显示部61内的所有像素pix的第一信号保持电路(后述)的数据一次性传送到相同像素pix内的第二信号保持电路(后述)的信号。
79.垂直移位寄存器63按照时钟信号vck传输在各个子帧的最初提供的垂直开始脉冲vst。另外，垂直移位寄存器63针对从行扫描线g1到gm以1h为单位依次排他地提供正转行扫描脉冲，针对从反转行扫描线gb1到gbm以1h为单位依次排他地提供反转行扫描脉冲。垂直移位寄存器63在1帧期间，从全部的行扫描线g1到gm提供正转行扫描脉冲，从全部的反转行扫描线gb1到gbm提供反转行扫描脉冲。由此，在1帧期间中，从在图像显示部61中位于最上方的行扫描线g1以及反转行扫描线gb1到位于最下方的行扫描线gm以及反转行扫描线gbm，行扫描线g以及反转行扫描线gb分别各1根地依次以1h为单位被选择。
80.数据锁存电路64基于来自上位装置71的基本时钟信号clk，对从图中未示出的外部电路提供的、按每一个子帧分割的32比特宽度的数据进行锁存。之后，数据锁存电路64将锁存的数据与基本时钟信号clk同步地输出到水平移位寄存器65a。在此，在第二实施方式中，反射型液晶显示装置13将影像信号的1帧分割为具有比该影像信号的1帧期间短的显示期间的多个子帧，通过子帧的组合进行灰度显示。因此，上述的外部电路将表示影像信号的每个像素的灰度的灰度数据变换为用于在上述多个子帧整体中显示各像素的灰度的以各子帧为单位的1比特的子帧数据。并且，上述外部电路进一步将相同子帧中的32像素量的上述子帧数据汇总而作为上述32比特宽度的数据提供给到数据锁存电路64。
81.在从1比特串行数据的处理系统来看的情况下，水平移位寄存器65a通过从定时发生器62最初提供的1h的水平开始脉冲hst开始移位。并且，水平移位寄存器65a使从数据锁存电路64提供的32比特宽度的数据与时钟信号hck同步地移位。锁存脉冲lt在水平移位寄存器65a将与图像显示部61的1行量的像素数n相同的n比特量的数据移位结束的时刻，从定时发生器62提供锁存脉冲lt。锁存电路65b按照锁存脉冲lt，对从水平移位寄存器65a并行提供的n比特量的数据(即，相同行的n像素量的子帧数据)进行锁存，并向电平移位器/像素驱动器65c的电平移位器输出。当向锁存电路65b的数据传送结束时，从定时发生器62再次输出水平开始脉冲hst，水平移位寄存器65a按照时钟信号hck再次开始来自数据锁存电路64的32比特宽度的数据的移位。
82.电平移位器/像素驱动器65c内的电平移位器将由锁存电路65b锁存并提供的与1行的n像素对应的n个子帧数据的信号电平进行电平移位而达到液晶驱动电压振幅。电平移位器/像素驱动器65c内的像素驱动器将电平移位后的与1行的n像素对应的n个子帧数据并行地输出到n条列数据线d1至dn。
83.水平驱动器65在1h内并行地进行针对写入本次数据的像素行的数据的输出和在接下来的1h内与写入数据的像素行有关的数据的移位。在某水平扫描期间中，被锁存的1行量的n个子帧数据作为数据信号分别从n条列数据线d1到dn并行且一齐输出。
84.通过来自垂直移位寄存器63的正转行扫描脉冲选择出的1行的n个像素pix经由n条列数据线d1至dn对从电平移位器/像素驱动器65c一齐输出的1行量的n个子帧数据进行采样。并且，1行的n个像素pix将采样的1行量的n个子帧数据分别写入到各像素pix内的第一信号保持电路(后述)。
85.图5是示出第二实施方式的反射型液晶显示装置的像素的结构的图。
86.像素pix配置于行扫描线g与列数据线d的交叉部。像素pix包括分别存储1比特的灰度数据(像素数据)的第一存储器81和第二存储器82。第一存储器81包括开关81a和第一信号保持电路81b。第二存储器82包括开关82a和第二信号保持电路82b。
87.像素pix包括液晶显示元件lc。液晶显示元件lc在相互对置配置的反射电极pe与公共电极ce之间夹持有液晶lcm。例示了公共电极ce形成于反射型液晶显示装置13的对置基板，但本公开并不限定于此。
88.列数据线d与水平驱动器65(参照图4)连接。水平驱动器65改变驱动定时来驱动特定的列数据线d。行扫描线g与垂直移位寄存器63(参照图4)连接。垂直移位寄存器63改变驱动定时来驱动特定的行扫描线g。
89.当向行扫描线g提供正转行扫描脉冲时，开关81a成为接通状态。此时，从列数据线d提供的灰度数据经由开关81a被写入第一信号保持电路81b。开关82a在向触发线trig提供正转触发脉冲trig时成为接通状态。此时，保持在第一信号保持电路81b中的灰度数据经由开关82a被传送到第二信号保持电路82b。传送到第二信号保持电路82b的灰度数据被供给到液晶显示元件lc的反射电极pe。
90.当通过列数据线d和行扫描线g选择特定的交叉部的像素pix时，在像素pix内的第一存储器81中写入1比特的灰度数据。通过将其相对于全部的像素pix错开定时而反复进行，从而向全部的像素pix写入1比特的灰度数据。然后，通过向与全部像素pix共同连接的触发线trig提供正转触发脉冲trig，在全部像素pix中，保持在第一存储器81中的灰度数据
被传送到第二存储器82。在第二存储器82上连接有反射电极pe，保持在第二存储器82中的灰度数据被施加到液晶显示元件lc。
91.当灰度数据从第一存储器81向第二存储器82的传送结束时，正转触发脉冲trig的提供结束，由此，第一存储器81与第二存储器82之间不导通。然后，将1比特的灰度数据再次写入所有像素pix的第一存储器81中。在向第一存储器81写入灰度数据的过程中，保持于第二存储器82的灰度数据持续施加于液晶显示元件lc。
92.对灰度数据进行说明。首先，将正转子帧灰度数据写入全部的像素pix，液晶显示元件lc基于正转子帧灰度数据进行显示。接下来，反转灰度数据被写入到所有像素pix的第一存储器81中。在反转灰度数据向第一存储器81的写入结束时，提供正转触发脉冲trig，反转灰度数据被一次性传送到全部像素pix的第二存储器82。然后，液晶显示元件lc基于反转灰度数据进行显示。在该定时，向液晶显示元件lc的公共电极ce提供的公共电极电压vcom被反转。反转灰度数据与公共电极电压vcom的电压的关系与将正转子帧灰度数据施加于液晶显示元件lc的情况相比，成为相反侧的电压。即，通过向像素pix依次输入正转子帧灰度数据以及反转灰度数据，液晶显示元件lc能够进行正负的交流驱动。由此，液晶显示元件lc不会烧屏，能够实现可靠性高的反射型液晶显示装置13。
93.根据像素pix的结构，能够区分像素pix向第一存储器81的灰度数据写入时间和向液晶显示元件lc的反射电极pe的灰度数据施加时间。即，在灰度数据写入时间写入到第一存储器81的灰度数据在被写入到第一存储器81的时刻，不会被施加到液晶显示元件lc。因此，在向第一存储器81写入灰度数据的中途，反射电极pe的电压与公共电极电压vcom的电压关系不会被破坏。因此，不需要如以往那样在灰度数据写入时间内使反射电极pe和公共电极ce为相同电位而使液晶显示元件lc为断开状态。这样，能够消除灰度数据写入时间中的液晶显示元件lc的显示损失时间，因此能够提供灰度良好的高性能的反射型液晶显示装置13。另外，不存在在灰度数据写入时间中液晶显示元件lc无法进行显示的制约。因此，即使对于fhd(1920
×
1080)、4k2k等像素数多的装置，也能够不牺牲灰度地实现性能良好的反射型液晶显示装置13。
94.(第三实施方式)
95.图6是示出第三实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
96.列数据线d和反转列数据线db的一端分别与电平移位器/像素驱动器65c(参照图4)连接并沿列方向(y方向)延伸。列数据线d以及反转列数据线db是将正转子帧灰度数据用的列数据线dj和反转灰度数据用的反转列数据线dbj设为1对的、全部n对列数据线中的任意1对。像素pix1设置在任意1对列数据线d以及反转列数据线db与任意1条行扫描线g的交叉部。
97.像素pix1包括第一存储器91和第二存储器92以及液晶显示元件lc。
98.第一存储器91包括开关sw11a和sw11b以及第一信号保持电路sm11。
99.第二存储器92包括开关sw12a和sw12b以及第二信号保持电路sm12。
100.在像素pix1中，第一存储器91和第二存储器92中的每一个包括静态随机存取存储器(sram)。
101.开关sw11a和sw11b相当于本公开的“第一开关电路”的一例。第一信号保持电路sm11相当于本公开的“第一信号保持电路”的一例。第一存储器91相当于本公开的“第一静
态随机存取存储器”的一例。开关sw12a和sw12b相当于本公开的“第二开关电路”的一例。第二信号保持电路sm12相当于本公开的“第二信号保持电路”的一例。第二存储器92相当于本公开的“第二静态随机存取存储器”的一例。
102.开关sw11a包括n沟道型的mos(metal oxide semiconductor：金属氧化物半导体)(以下称为nmos)晶体管，该n沟道型的mos晶体管的栅极与行扫描线g连接，漏极与列数据线d连接，源极与第一信号保持电路sm11的一个的输入端子连接。开关sw11b包括nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极与行扫描线g连接，漏极与反转列数据线db连接，源极与第一信号保持电路sm11的另一个的输入端子连接。
103.第一信号保持电路sm11是包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的两个反相器inv1以及inv2的自保持型存储器。反相器inv1的输入端子与反相器inv2的输出端子、构成开关sw11a的nmos晶体管的源极以及开关sw12a连接。反相器inv2的输入端子与反相器inv1的输出端子、构成开关sw11b的nmos晶体管的源极以及开关sw12b连接。
104.开关sw12a包括nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极与触发线trig连接，漏极与第一信号保持电路sm11和开关sw11a的连接点连接，源极与第二信号保持电路sm12的一个输入端子连接。开关sw12b包括nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极与触发线trig连接，漏极与第一信号保持电路sm11和开关sw11b的连接点连接，源极与第二信号保持电路sm12的另一个输入端子连接。
105.第二信号保持电路sm12是包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的两个反相器inv3及inv4的自保持型存储器。反相器inv3的输入端子连接于反相器inv4的输出端子、构成开关sw12a的nmos晶体管的源极以及反射电极pe。反相器inv4的输入端子与反相器inv3的输出端子和构成开关sw12b的nmos晶体管的源极连接。
106.反相器inv1、inv2、inv3及inv4分别例示出了cmos(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)反相器的结构。
107.图7是示出cmos反相器的电路结构的图。pmos晶体管ptr的源极与电源电压vdd连接。pmos晶体管ptr的漏极与nmos晶体管ntr的漏极连接。nmos晶体管ntr的源极与基准电压gnd连接。pmos晶体管ptr的栅极与nmos晶体管ntr的栅极连接，是cmos反相器的输入端子in。pmos晶体管ptr的漏极与nmos晶体管ntr的漏极连接，是cmos反相器的输出端子out。
108.再次参照图6，向第一存储器91的灰度数据写入经由通过正转行扫描脉冲进行动作的两个开关sw11a和sw11b来进行。对列数据线d和反转列数据线db提供彼此相反极性的灰度数据。两个开关sw11a及sw11b包含nmos晶体管。在开关sw11a和sw11b中，一个开关的nmos晶体管的漏极被提供给电源电压vdd，另一个开关的nmos晶体管的漏极被提供给基准电压gnd。在向一个nmos晶体管的漏极提供电源电压vdd的情况下，从nmos晶体管的源极仅输出比电源电压vdd低nmos晶体管的阈值电压vth的量的电压。并且，在该电压下，由于在阈值电压vth附近驱动nmos晶体管，因此电流几乎不流动。因此，通过被提供另一个基准电压gnd的nmos晶体管，向第一存储器91写入灰度数据。
109.向第二存储器92的灰度数据写入经由通过正转触发脉冲trig进行动作的两个开关sw12a和sw12b来进行。对反相器inv2的输出端子与开关sw12a之间的布线m、及反相器inv1的输出端子与开关sw12b之间的布线mb供给彼此相反极性的灰度数据。两个开关sw12a和sw12b包括nmos晶体管。开关sw12a和sw12b中的一个开关的nmos晶体管的漏极被提供电
源电压vdd，另一个开关的nmos晶体管的漏极被提供基准电压gnd。在向一个nmos晶体管的漏极提供电源电压vdd的情况下，从nmos晶体管的源极仅输出比电源电压vdd低nmos晶体管的阈值电压vth的量的电压。并且，在该电压下，由于在阈值电压vth附近驱动nmos晶体管，因此电流几乎不流动。因此，通过被提供给另一个基准电压gnd的nmos晶体管，向第二存储器92写入灰度数据。
110.在提供给正转触发脉冲trig的情况下，需要利用第一存储器91的灰度数据改写第二存储器92的灰度数据。即，不能通过第二存储器92的灰度数据来改写第一存储器91的灰度数据。因此，需要使构成第二存储器92的反相器inv3及inv4的驱动力小于构成第一存储器91的反相器inv1及inv2的驱动力。即，在第一存储器91与第二存储器92的灰度数据不同的情况下，在被提供正转触发脉冲trig时，反相器inv1的输出与反相器inv3的输出发生竞争。为了能够通过反相器inv1的灰度数据可靠地改写反相器inv4的灰度数据，需要使反相器inv1的驱动力大于反相器inv3的驱动力。
111.同样地，在反相器inv2与反相器inv4的竞争中，需要能够通过反相器inv2的灰度数据可靠地改写反相器inv3的灰度数据。因此，反相器inv2的驱动力需要大于反相器inv4的驱动力。
112.图8是说明反相器间的驱动力的大小关系的图。
113.若简单地说明反相器inv1与反相器inv3的关系，则在布线mb中的第一存储器91的灰度数据为“h”电平的情况下，反相器inv1的pmos晶体管pt1为导通的状态。与此相对，当第二存储器92的mb侧的灰度数据已经处于“l”电平时，反相器inv3的nmos晶体管nt2处于导通状态。
114.对如下情况进行研究：通过正转触发脉冲trig的“h”电平，构成开关sw12b的nmos晶体管导通，反相器inv1与反相器inv3的输出彼此导通。电流从电源电压vdd经由反相器inv1的pmos晶体管pt1和反相器inv3的nmos晶体管nt2流向基准电压gnd。此时，布线mb的电压由反相器inv1的pmos晶体管pt1和反相器inv3的nmos晶体管nt2的导通电阻之比决定。
115.相反，当布线mb中的第一存储器91的灰度数据处于“l”电平时，反相器inv1的nmos晶体管nt1处于导通状态。与此相对，在第二存储器92的mb侧的灰度数据已经为“h”电平的情况下，反相器inv3的pmos晶体管pt2为导通的状态。
116.对如下情况进行研究：通过正转触发脉冲trig的“h”电平，构成开关sw12b的nmos晶体管导通，反相器inv1与反相器inv3的输出彼此导通。电流从电源电压vdd经由反相器inv3的pmos晶体管pt2和反相器inv1的nmos晶体管nt1流向基准电压gnd。此时，布线mb的电压由反相器inv3的pmos晶体管pt2和反相器inv1的nmos晶体管nt1的导通电阻之比决定。
117.另外，在布线mb连接有反相器inv4(参照图6)的输入栅极。反相器inv4通过布线mb的电压电平的输入而将输出数据确定为“l”电平或“h”电平。即，第二存储器92的输出数据由布线mb的电压电平决定。因此，为了通过第一存储器91的灰度数据来改写第二存储器92的灰度数据，需要反相器inv1及inv2的晶体管的导通电阻比反相器inv3及inv4的晶体管的导通电阻低。反相器inv1及inv2的晶体管的导通电阻比反相器inv3及inv4的晶体管的导通电阻低，由此，第一存储器91的灰度数据与第二存储器92的灰度数据电平无关地可靠地写入到第二存储器92。
118.使用导通电阻低的晶体管能够通过使用驱动力高的晶体管来实现，能够通过减小
栅极长度或增大栅极宽度来实现。
119.再次参照图6，当存储在第一存储器91中的灰度数据被同时传送到所有像素pix1的第二存储器92时，正转触发脉冲trig变为“l”电平，开关sw12a和sw12b变为断开状态。因此，第二存储器92能够保持所传送的灰度数据，在任意的时间(在此为一个子帧期间)将反射电极pe的电位固定为与灰度数据对应的电位。
120.此外，开关sw11a、sw11b、sw12a以及sw12b也可以包括pmos晶体管。在该情况下，可以认为只要是与上述的说明相反的极性即可，因此省略图示以及说明。
121.另外，开关sw11a、sw11b、sw12a以及sw12b也可以是包括pmos晶体管和nmos晶体管的传输门。
122.图9是示出第三实施方式的反射型液晶显示装置的动作的时序图。
123.如上所述，在反射型液晶显示装置13(参照图4)中，通过从垂直移位寄存器63输出的正转行扫描脉冲，从行扫描线g1向行扫描线gm，以1h为单位依次选择1条条行扫描线g。由此，构成图像显示部61的多个像素pix1以与所选择的行扫描线g共同连接的1行的n个像素pix1为单位进行灰度数据的写入。然后，在对构成图像显示部61的多个像素pix1的全部的写入结束后，通过正转触发脉冲trig，一齐进行全部的像素pix1从第一存储器91向第二存储器92的传送。
124.图9的(a)示意性地示出从水平驱动器65输出到列数据线d1到dn的1比特的子帧灰度数据的一个像素的写入期间和读出期间。向右下倾斜的斜线表示写入期间。此外，在图9的(a)中，比特b0b、b1b和b2b是比特b0、b1和b2的灰度数据的反转数据。
125.图9的(b)表示从定时发生器62输出到触发线trig的正转触发脉冲trig。正转触发脉冲trig按每一个子帧输出。
126.图9的(c)示意性地示出施加于反射电极pe的子帧灰度数据的比特。图9的(d)表示公共电极电压vcom。图9的(e)表示对液晶lcm施加的电压。
127.首先，通过从定时发生器62输出的正转行扫描脉冲选择的1行的多个像素pix1，通过正转行扫描脉冲而开关sw11a以及sw11b成为接通状态。此时，输出到列数据线d的比特b0(图9的(a))的正转子帧灰度数据被开关sw11a采样，并被写入第一信号保持电路sm11。以下，同样地，对构成图像显示部61的所有像素pix1的第一信号保持电路sm11进行比特b0的正转子帧灰度数据的写入。在该写入动作结束后的定时t1，“h”电平的正转触发脉冲trig(图9的(b))同时被提供至构成图像显示部61的所有像素pix1。
128.因此，所有像素pix1的开关sw12a和sw12b成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm11中的比特b0的正转子帧灰度数据经由开关sw12a和sw12b被同时传送并保持在第二信号保持电路sm12中。与此同时，比特b0的正转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路sm12对比特b0的正转子帧灰度数据的保持期间是从定时t1到输入下一个“h”电平的正转触发脉冲trig的定时t2的一个子帧期间。
129.这里，在子帧灰度数据的比特值为“1”、即“h”电平的情况下，对反射电极pe施加电源电压vdd(例如3.3v)。在子帧灰度数据的比特值为“0”、即“l”电平的情况下，对反射电极pe施加基准电压gnd(例如0v)。另一方面，对于公共电极ce，不限于基准电压gnd、电源电压vdd，能够施加自由的电压作为公共电极电压vcom。公共电极电压vcom在与提供“h”电平的正转触发脉冲trig时相同的定时切换为规定的电压。这里，公共电极电压vcom在正转子帧
灰度数据被施加到反射电极pe的子帧期间(例如，从定时t1到定时t2)，如图9的(d)所示，被设定为比0v低液晶的阈值电压vtt的电压。
130.液晶显示元件lc进行与反射电极pe的施加电压和公共电极电压vcom的差电压的绝对值、即液晶lcm的施加电压对应的灰度显示。在从定时t1到定时t2的一个子帧期间中，比特b0的正转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。因此，如图9的(e)所示，在子帧灰度数据的比特值为“1”的情况下，液晶lcm的施加电压为3.3v+vtt(＝3.3v－(－vtt))。另一方面，在子帧灰度数据的比特值为“0”的情况下，液晶lcm的施加电压为+vtt(＝0v－(－vtt))。
131.图10是示出液晶的施加电压(rms(有效)电压)与灰度值的关系的图。
132.如图10所示，灰度值曲线101向高电压侧移动。具体地，黑色灰度值对应于液晶lcm的阈值电压vtt的rms电压，白色灰度值对应于液晶lcm的饱和电压vsat(＝3.3v+vtt)的rms电压。能够使灰度值与灰度值曲线101的有效部分一致。因此，如上所述，液晶显示元件lc在液晶lcm的施加电压为(3.3v+vtt)时显示白色，在液晶lcm的施加电压为+vtt时显示黑色。
133.再次参照图9，在显示有比特b0的正转子帧灰度数据的子帧期间内，比特b0b(参照图9的(a))的反转子帧灰度数据的、向像素pix1的第一信号保持电路sm11的写入依次开始。然后，向图像显示部61的全部像素pix1的第一信号保持电路sm11写入比特b0b的反转子帧灰度数据。在该写入结束后的定时t2，“h”电平的正转触发脉冲trig被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix1。
134.因此，所有像素pix1的开关sw12a和sw12b成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm11中的比特b0b的反转子帧灰度数据经由开关sw12a和sw21b被传送到第二信号保持电路sm12并被保持。与此同时，比特b0b的反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路sm12对比特b0b的反转子帧灰度数据的保持期间是从定时t2到提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig的定时t3为止的一个子帧期间。在此，比特b0b的反转子帧灰度数据与比特b0的正转子帧灰度数据始终处于相反逻辑值的关系。因此，比特b0b的反转子帧灰度数据在比特b0的正转子帧灰度数据为“1”的情况下是“0”，在比特b0的正转子帧灰度数据为“0”的情况下是“1”。
135.另一方面，公共电极电压vcom在从反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe的定时t2到定时t3的一个子帧期间，如图9的(d)所示，被设定为比3.3v高液晶lcm的阈值电压vtt的电压。因此，在从定时t2到定时t3的一个子帧期间中，如图9的(e)所示，在子帧灰度数据的比特值为“1”的情况下，液晶lcm的施加电压为－vtt(＝3.3v－(3.3v+vtt))。另一方面，在子帧灰度数据的比特值为“0”的情况下，液晶lcm的施加电压为－3.3v－vtt(＝0v－(3.3v+vtt))。
136.在比特b0的正转子帧灰度数据的比特值为“1”的情况下，接下来输入的比特b0b的反转子帧灰度数据的比特值为“0”。因此，液晶lcm的施加电压为－(3.3v+vtt)，施加于液晶lcm的电位的方向与比特b0的正转子帧灰度数据时相反，但绝对值相同。因此，像素pix1与比特b0的正转子帧灰度数据显示时同样地显示白色。同样地，在比特b0的正转子帧灰度数据的比特值为“0”的情况下，接下来输入的比特b0b的反转子帧灰度数据的比特值为“1”。因此，液晶lcm的施加电压为－vtt，施加于液晶lcm的电位的方向与比特b0的正转子帧灰度数据时相反，但绝对值相同。因此，像素pix1与比特b0的正转子帧灰度数据显示时同样地显示黑色。
137.因此，如图9的(e)所示，像素pix1在从定时t1到t3的两个子帧期间，在比特b0和作为比特b0的互补比特的比特b0b中显示相同的灰度。与此同时，像素pix1进行液晶lcm的电位方向按每个子帧反转的交流驱动。由此，像素pix1能够防止液晶lcm的烧屏。
138.接着，在显示有比特b0b的反转子帧灰度数据的子帧期间内，比特b1(参照图9的(a))的正转子帧灰度数据向像素pix1的第一信号保持电路sm11的写入依次开始。然后，向图像显示部61的全部像素pix1的第一信号保持电路sm11写入比特b1的正转子帧灰度数据。在该写入结束后的定时t3，“h”电平的正转触发脉冲trig被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix1。
139.因此，所有像素pix1的开关sw12a和sw12b成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm11中的比特b1的正转子帧灰度数据经由开关sw12a和sw12b被传送到第二信号保持电路sm12并被保持。与此同时，比特b1的正转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二存储器92对比特b1的正转子帧灰度数据的保持期间是从定时t3到提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig的定时t4的一个子帧期间。
140.另一方面，公共电极电压vcom在向反射电极pe施加正转子帧灰度数据的子帧期间，如图9的(d)所示，被设定为比0v低液晶lcm的阈值电压vtt的电压。在从定时t3到定时t4的一个子帧期间，比特b1的正转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。因此，如图9的(e)所示，在子帧灰度数据的比特值为“1”的情况下，液晶lcm的施加电压为3.3v+vtt(＝3.3v－(－vtt))。另一方面，在子帧灰度数据的比特值为“0”的情况下，液晶lcm的施加电压为+vtt(＝0v－(－vtt))。
141.接着，在显示有比特b1的正转子帧灰度数据的子帧期间内，依次开始比特b1b(参照图9的(a))的反转子帧灰度数据向像素pix1的第一信号保持电路sm11的写入。然后，向图像显示部61的全部像素pix1的第一信号保持电路sm11写入比特b1b的反转子帧灰度数据。在该写入结束后的定时t4，“h”电平的正转触发脉冲trig被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix1。
142.因此，所有像素pix1的开关sw12a和sw12b成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm11中的比特b1b的反转子帧灰度数据经由开关sw12a和sw12b被传送到第二信号保持电路sm12并被保持。与此同时，比特b1b的反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路sm12对比特b1b的反转子帧灰度数据的保持期间是从定时t4到提供给下一个“h”电平的正转触发脉冲trig的定时t5的一个子帧期间。在此，比特b1b的反转子帧灰度数据与比特b1的正转子帧灰度数据始终处于相反逻辑值的关系。
143.另一方面，公共电极电压vcom在反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe的子帧期间，如图9的(d)所示，被设定为比3.3v高液晶lcm的阈值电压vtt的电压。在从定时t4到定时t5的一个子帧期间，比特b1b的反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。因此，如图9的(e)所示，在子帧灰度数据的比特值为“1”的情况下，液晶lcm的施加电压为－vtt(＝3.3v－(3.3v+vtt))。另一方面，在子帧灰度数据的比特值为“0”的情况下，液晶lcm的施加电压为－3.3v－vtt(＝0v－(3.3v+vtt))。
144.因此，如图9的(e)所示，像素pix1在从定时t3到t5的两个子帧期间，在比特b1和作为比特b1的互补比特的比特b1b中显示相同的灰度。与此同时，像素pix1进行液晶lcm的电位方向按每个子帧反转的交流驱动。由此，像素pix1能够防止液晶lcm的烧屏。
145.以后，反复进行与上述同样的动作，根据包含像素pix1的反射型液晶显示装置13，能够通过多个子帧的组合来进行灰度显示。
146.另外，比特b0的显示期间长度和作为互补比特的比特b0b的显示期间长度是相同的第一子帧期间长度。另外，比特b1的显示期间长度和作为互补比特的比特b1b的显示期间长度是相同的第二子帧期间长度。但是，第一子帧期间长度和第二子帧期间长度不一定相同。在此，作为一例，第二子帧期间长被设定为第一子帧期间长的2倍。另外，作为比特b2的显示期间长度和作为互补比特的比特b2b的显示期间长度的第三子帧期间长度被设定为第二子帧期间长度的2倍。对于其他子帧期间也是同样的，按照系统将各子帧期间长度决定为规定的长度，另外子帧数可被决定为任意数。
147.(总结)
148.写入到第二存储器92的灰度数据是按每一个子帧切换的正转子帧灰度数据以及反转子帧灰度数据。另一方面，公共电极电压vcom与写入同步地按每一个子帧交替切换为规定电位。由此，像素pix1能够进行液晶显示元件lc的正负的交流驱动。因此，反射型液晶显示装置13能够抑制液晶显示元件lc烧结，因此能够提高可靠性。
149.另外，像素pix1在灰度数据写入时间内，不需要使反射电极pe和公共电极ce为相同电位来使液晶显示元件lc为断开状态。因此，反射型液晶显示装置13能够消除灰度数据写入时间中的液晶显示元件lc的显示损失时间，因此能够使灰度良好。另外，反射型液晶显示装置13没有在灰度数据写入时间中液晶显示元件lc无法进行显示的制约，因此即使对于fhd、4k2k等像素数多的液晶显示装置，也不会牺牲灰度。
150.另外，像素pix1将反相器inv1及inv2的驱动力设定得比反相器inv3及inv4的驱动力大，因此能够进行稳定且准确的灰度显示。
151.另外，像素pix1能够将液晶显示元件lc的施加电压设定得较高，能够扩大动态范围。由此，反射型液晶显示装置13能够抑制对比度的降低，能够抑制亮度的降低。另外，反射型液晶显示装置13能够增大反射光的反射角度。
152.当能够抑制对比度的降低并且能够抑制亮度的降低的第三实施方式的反射型液晶显示装置13应用于wss阵列10时，能够抑制从输出光束31a到输出光束31c(参照图1)的对比度的降低，并且能够抑制亮度的降低。由此，wss阵列10能够提高波长信道的s/n(signal/noise：信号/噪声)比。
153.此外，当将能够增大反射光的反射角度的第三实施方式的反射型液晶显示装置应用于第一实施方式的wss阵列10时，能够扩大从输出光束31a到31c(参照图1)的空间间隔。由此，wss阵列10能够提高波长信道的s/n比。或者，wss阵列10能够在维持从输出光束31a到31c的空间间隔的同时输出新的输出光束。由此，wss阵列10能够增加波长信道。
154.此外，在像素pix1中，第一信号保持电路sm11和第二信号保持电路sm12是静态随机存取存储器。因此，像素pix1能够提高抗噪性。
155.(第四实施方式)
156.图11是示出第四实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
157.在第四实施方式的反射型液晶显示装置的像素pix2的构成要素中，对与第三实施方式的像素pix1相同的构成要素标注相同的参照符号，并省略说明。
158.像素pix2设置在任意1条列数据线d与任意1条行扫描线g的交叉部。
159.像素pix2包括第一存储器111和第二存储器112以及液晶显示元件lc。第一存储器111包括开关sw13和第一信号保持电路sm13。第二存储器112包括开关sw14和第二信号保持电路sm14。
160.在像素pix2中，第一存储器111和第二存储器112中的每一个包含sram。
161.开关sw13相当于本公开的“第一开关电路”的一例。第一信号保持电路sm13相当于本公开的“第一信号保持电路”的一例。第一存储器111相当于本公开的“第一静态随机存取存储器”的一例。开关sw14相当于本公开的“第二开关电路”的一例。第二信号保持电路sm14相当于本公开的“第二信号保持电路”的一例。第二存储器112相当于本公开的“第二静态随机存取存储器”的一例。
162.像素pix2与像素pix1(参照图6)同样地包含2级sram，但其特点在于，经由开关sw13以及sw14进行向第一信号保持电路sm13以及第二信号保持电路sm14的写入。
163.开关sw13包含nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极与行扫描线g连接，漏极与列数据线d连接，源极与第一信号保持电路sm13的一个输入端子连接。
164.第一信号保持电路sm13是包含一者的输出端子与另一者的输入端子连接的两个反相器inv11及inv12的自保持型存储器。反相器inv11的输入端子与反相器inv12的输出端子和构成开关sw13的nmos晶体管的源极连接。反相器inv12的输入端子与反相器inv11的输出端子和构成开关sw14的nmos晶体管的漏极连接。
165.开关sw14包括nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极与触发线trig连接，漏极与第一信号保持电路sm13的输出端子连接，源极与第二信号保持电路sm14的输入端子连接。
166.第二信号保持电路sm14是包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的两个反相器inv13以及inv14的自保持型存储器。反相器inv13的输入端子连接于反相器inv14的输出端子以及反射电极pe。反相器inv14的输入端子连接于反相器inv13的输出端子以及构成开关sw14的nmos晶体管的源极。
167.反相器inv11、inv12、inv13及inv14分别例示出了cmos反相器(参照图7)的结构。
168.像素pix2执行与第三实施方式中参照图9的时序图描述的动作相同的动作。
169.首先，通过从定时发生器62输出的正转行扫描脉冲选择的1行的多个像素pix2，通过正转行扫描脉冲而开关sw13成为接通状态。此时，输出到列数据线d的正转子帧灰度数据被开关sw13采样，并被写入到第一信号保持电路sm13。以下，同样地，对构成图像显示部61的所有像素pix2的第一信号保持电路sm13进行正转子帧灰度数据的写入。在该写入动作结束后的定时，“h”电平的正转触发脉冲trig被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix2。
170.由此，所有的像素pix2的开关sw14成为接通状态。因此，存储于第一信号保持电路sm13的正转子帧灰度数据经由开关sw14一齐被传送并保持于第二信号保持电路sm14。与此同时，向反射电极pe施加正转子帧灰度数据。第二信号保持电路sm14对正转子帧灰度数据的保持期间是直到输入下一个“h”电平的正转触发脉冲trig为止的一个子帧期间。
171.接着，图像显示部61内的各像素pix2与上述同样地通过正转行扫描脉冲以行为单位被选择，对各像素pix2将与紧接之前的正转子帧灰度数据相反逻辑值的反转子帧灰度数据写入到第一信号保持电路sm13。当反转子帧灰度数据向构成图像显示部61的所有像素pix2的第一信号保持电路sm13的写入结束时，“h”电平的正转触发脉冲trig同时被提供给
构成图像显示部61的所有像素pix2。
172.由此，所有像素pix2的开关sw14成为接通状态。因此，存储于第一信号保持电路sm13的反转子帧灰度数据经由开关sw14一齐被传送并保持于第二信号保持电路sm14。与此同时，反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路sm14对反转子帧灰度数据的保持期间是直到被提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig为止的一个子帧期间。
173.向第一信号保持电路sm13的数据写入如上述那样经由一个开关sw13来进行。在该情况下，从开关sw13观察时输入侧的反相器inv11内的晶体管与从开关sw13观察时输出侧的反相器inv12内的晶体管相比，使用驱动力大的晶体管。并且，构成开关sw13的nmos晶体管使用驱动力比构成反相器inv12的晶体管大的晶体管。
174.这与改写第一信号保持电路sm13的灰度数据的情况有关。这是因为，特别是在第一信号保持电路sm13的开关sw13侧的电压a为“l”电平且列数据线d的数据为“h”电平的情况下，需要使电压a高于反相器inv11反转的输入电压(阈值电压)。
175.即，“h”电平的情况下的电压a由构成反相器inv12的nmos晶体管的电流与构成开关sw13的nmos晶体管的电流之比决定。开关sw13是nmos晶体管。因此，在开关sw13为导通状态的情况下，即使从列数据线d向漏极输入“h”电平的电源电压vdd，从源极输出的电压也比电源电压vdd低nmos晶体管的阈值电压vth。即，电压a的“h”电平的电压成为比电源电压vdd低阈值电压vth的电压。并且，在该电压下，由于开关sw13的nmos晶体管在阈值电压vth附近动作，因此电流几乎不流动。即，导通开关sw13的电压a越高，在开关sw13中流动的电流越少。
176.即，在电压a为“h”电平的情况下，为了使电压a达到反相器inv11的nmos晶体管反转的电压以上，需要使流过开关sw13的电流大于流过反相器inv12的nmos晶体管的电流。因此，构成开关sw13的nmos晶体管使用驱动力比构成反相器inv12的nmos晶体管大的晶体管。考虑该驱动力的大小关系，需要决定构成开关sw13的nmos晶体管的晶体管尺寸和构成反相器inv12的nmos晶体管的晶体管尺寸。
177.另外，向第二信号保持电路sm14的数据写入经由一个开关sw14进行。在该情况下，从开关sw14观察时输入侧的反相器inv14内的晶体管与从开关sw14观察时输出侧的反相器inv13内的晶体管相比，使用驱动力大的晶体管。
178.对正转触发脉冲trig成为“h”电平而开关sw14成为接通状态的情况进行研究。在第一信号保持电路sm13所保持的灰度数据与第二信号保持电路sm14所保持的灰度数据不同的情况下，反相器inv11的输出与反相器inv13的输出竞争。然而，反相器inv11的驱动力大于反相器inv13的驱动力。因此，第一信号保持电路sm13的灰度数据不会被第二信号保持电路sm14的灰度数据改写，第二信号保持电路sm14的灰度数据被第一信号保持电路sm13的灰度数据改写。
179.此外，与构成反相器inv13的nmos晶体管比较，构成开关sw14的nmos晶体管使用驱动力大的晶体管。
180.这与改写第二信号保持电路sm14的灰度数据的情况有关。这是因为，特别是在第二信号保持电路sm14的开关sw14侧的电压b为“l”电平且第一信号保持电路sm13的灰度数据为“h”电平的情况下，需要使电压b高于反相器inv14反转的阈值电压。
181.即，“h”电平的情况下的电压b由构成反相器inv13的nmos晶体管的电流与构成开
关sw14的nmos晶体管的电流之比决定。开关sw14是nmos晶体管。因此，在开关sw14为导通状态的情况下，即使从第一信号保持电路sm13向漏极输入“h”电平的电源电压vdd，从源极输出的电压也成为比电源电压vdd低nmos晶体管的阈值电压vth的电压。即，电压b的“h”电平的电压成为比电源电压vdd低阈值电压vth的电压。而且，在该电压下，由于开关sw14的nmos晶体管在阈值电压vth附近动作，因此电流几乎不流动。即，导通开关sw14的电压b越高，在开关sw14中流动的电流越少。
182.即，在电压b为“h”电平的情况下，为了使电压b达到反相器inv14的nmos晶体管反转的电压以上，需要使流过开关sw14的电流大于流过反相器inv13的nmos晶体管的电流。因此，构成开关sw14的nmos晶体管使用驱动力比构成反相器inv13的nmos晶体管大的晶体管。考虑该驱动力的大小关系，需要决定构成开关sw14的nmos晶体管的晶体管尺寸和构成反相器inv13的nmos晶体管的晶体管尺寸。
183.当保持在第一存储器111中的灰度数据被一齐传送到所有像素pix2的第二存储器112时，正转触发脉冲trig变为“l”电平，并且开关sw14变为断开状态。因此，第二存储器112能够保持所传送的灰度数据，在任意的时间(在此为一个子帧期间)将反射电极pe的电位固定为与灰度数据对应的电位。
184.另外，开关sw13和sw14也可以包括pmos晶体管。在该情况下，可以认为是与上述的说明相反的极性，因此省略图示以及说明。
185.另外，开关sw13以及sw14也可以是包括pmos晶体管和nmos晶体管的传输门。
186.(总结)
187.像素pix2具有与第三实施方式的像素pix1相同的效果。
188.此外，像素pix2具有能够小型化的效果。其理由如下。从反相器inv11至反相器inv14的各个包括两个晶体管。因此，像素pix2包括共计10个晶体管，能够包含比像素pix1(共计12个晶体管)少的数量的元件。
189.(第五实施方式)
190.第三实施方式的像素pix1需要共计12个晶体管。第四实施方式的像素pix2需要共计10个晶体管。
191.另外，要求液晶显示元件lc以3v至5v进行驱动，晶体管需要3.3v或者5v的驱动。因此，需要使用高耐压且大尺寸的晶体管。
192.此外，在使用两个sram的像素pix1和pix2中，为了可靠地改写数据，需要考虑各开关和sram的晶体管尺寸来进行设计。需要增大驱动力的晶体管需要增大尺寸。
193.另一方面，反射型液晶显示装置逐年高像素化，像素小型化的要求强烈，在小的像素间距中，需要以少的晶体管数构成图5所示那样的2级存储器。
194.第五实施方式的像素pix3可以满足上述要求。
195.图12是示出第五实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
196.在第五实施方式的反射型液晶显示装置的像素pix3的构成要素中，对与第三实施方式的像素pix1或第四实施方式的像素pix2相同的构成要素标注相同的参照符号，并省略说明。
197.像素pix3设置在任意1条列数据线d与任意1条行扫描线g的交叉部。
198.像素pix3包括第一存储器111、第二存储器121和液晶显示元件lc。第二存储器121
包括开关sw21和第二信号保持电路dm21。
199.在像素pix3中，第一存储器111包括sram，第二存储器121包括动态随机存取存储器(dynamic random access memory：dram)。
200.开关sw13相当于本公开的“第一开关电路”的一例。第一信号保持电路sm13相当于本公开的“第一信号保持电路”的一例。第一存储器111公开于本公开的“第一静态随机存取存储器”的一例。开关sw21相当于本公开的“第二开关电路”的一例。第二信号保持电路dm21相当于本公开的“第二信号保持电路”的一例。第二存储器121相当于本发明的“第一动态随机存取存储器”的一例。
201.开关sw21是包括彼此的漏极之间连接且彼此的源极之间连接的nmos晶体管tr1和pmos晶体管tr2的公知的传输门。nmos晶体管tr1的栅极与触发线trig连接，pmos晶体管tr2的栅极与反转触发线trigb连接。
202.另外，开关sw21的一个端子与第一信号保持电路sm13连接，另一个端子与第二信号保持电路dm21以及反射电极pe连接。因此，开关sw21在正转触发脉冲trig为“h”电平的情况下(在该情况下，反转触发脉冲trigb为“l”电平)成为接通状态。因此，开关sw21读出第一信号保持电路sm13的灰度数据并向第二信号保持电路dm21以及反射电极pe传送。另外，开关sw21在正转触发脉冲trig为“l”电平的情况下(在该情况下，反转触发脉冲trigb为“h”电平)，成为断开状态，不进行第一信号保持电路sm13的灰度数据的读出。
203.开关sw21是包括nmos晶体管tr1和pmos晶体管tr2的公知的传输门，因此能够使从基准电压gnd到电源电压vdd的范围的电压导通、截止。即，在施加于nmos晶体管tr1及pmos晶体管tr2的栅极的信号为基准电压gnd侧的电压(“l”电平)的情况下，pmos晶体管tr2无法导通。取而代之，nmos晶体管tr1能够以低电阻导通。另一方面，在施加于nmos晶体管tr1及pmos晶体管tr2的栅极的信号为电源电压vdd侧的电压(“h”电平)的情况下，nmos晶体管tr1无法导通。取而代之，pmos晶体管tr2能够以低电阻导通。因此，通过正转触发脉冲trig和反转触发脉冲trigb，对构成开关sw21的传输门进行导通/截止控制。通过该控制，开关sw21能够以低电阻、高电阻对从基准电压gnd到电源电压vdd的电压范围进行开关。
204.第二信号保持电路dm21包括电容c1。在此，研究第一信号保持电路sm13的灰度数据与第二信号保持电路dm21的灰度数据不同的情况。在开关sw21成为接通状态、第一信号保持电路sm13的灰度数据被传送到第二信号保持电路dm21时，需要用第一信号保持电路sm13的灰度数据改写第二信号保持电路dm21的灰度数据。
205.在构成第二信号保持电路dm21的电容c1的灰度数据被改写的情况下，该灰度数据通过充电或放电而变化。电容c1的充放电由反相器inv11的输出信号驱动。
206.在通过充电将电容c1的灰度数据从“l”电平改写为“h”电平的情况下，反相器inv11的输出信号为“h”。此时，构成反相器inv11的pmos晶体管(参照图7的pmos晶体管ptr)为导通状态，nmos晶体管(参照图7的nmos晶体管ntr)为截止状态。因此，通过与反相器inv11的pmos晶体管的源极连接的电源电压vdd对电容c1进行充电。
207.另一方面，在通过放电将电容c1的灰度数据从“h”电平改写为“l”电平的情况下，反相器inv11的输出信号为“l”电平。此时，构成反相器inv11的nmos晶体管(参照图7的nmos晶体管ntr)为导通状态，pmos晶体管(参照图7的pmos晶体管ptr)为截止状态。因此，电容c1的电荷经由反相器inv11的nmos晶体管向基准电压gnd放电。开关sw21由于是使用传输门的
模拟开关的结构，因此能够进行电容c1的快速的充放电。
208.此外，反相器inv11的驱动力被设定为大于反相器inv12的驱动力。因此，反相器inv11能够快速地对构成第二信号保持电路dm21的电容c1进行充放电。
209.此外，当开关sw21接通时，蓄积在电容器c1中的电荷也可能影响反相器inv12的输入栅极。但是，由于将反相器inv11的驱动力设定得比反相器inv12大，因此与反相器inv12的数据反转相比，使反相器inv11对电容c1的充放电优先。因此，第一信号保持电路sm13的灰度数据不会被第二信号保持电路dm21的灰度数据改写。
210.像素pix3能够以基准电压gnd和电源电压vdd的振幅，将1比特灰度数据从第一信号保持电路sm13向第二信号保持电路dm21传送。因此，像素pix3在以相同的电源电压vdd驱动的情况下，能够将液晶显示元件lc的施加电压设定得较高，能够扩大动态范围。
211.此外，像素pix3具有能够小型化的效果。其第一理由如下。反相器inv11及inv12分别包括两个晶体管。因此，像素pix3包括共计7个晶体管和一个电容c1，能够包括比像素pix1(共计12个晶体管)、像素pix2(共计10个晶体管)少的数量的元件。第二理由是因为，如以下说明的那样，能够将第一信号保持电路sm13、第二信号保持电路dm21和反射电极pe在元件的高度方向上有效地配置。
212.图13是示出第五实施方式的反射型液晶显示装置的像素的剖面结构的图。
213.电容c1能够使用在布线间形成电容的mim(metal-insulator-metal：金属-绝缘体-金属)电容、在基板-多晶硅间形成电容的扩散(diffusion)电容、在2层多晶硅间形成电容的pip(poly-insulator-poly：多晶硅-绝缘体-多晶硅)电容等。图13示出其中由mim构成电容c1的情况下的反射型液晶显示装置的截面结构。
214.在图13中，在形成于硅衬底200的n阱201上，形成有通过使扩散层共用化而将漏极彼此连接的反相器inv11的pmos晶体管ptr11、及开关sw21的pmos晶体管tr2。另外，在形成于硅基板200的p阱202上，形成有通过使成为漏极的扩散层共用化而将漏极彼此连接的反相器inv11的nmos晶体管ntr11、及开关sw21的nmos晶体管tr1。另外，在图13中，图中未示出构成反相器inv12的nmos晶体管及pmos晶体管。
215.此外，在pmos晶体管ptr11和tr2以及nmos晶体管tr1和ntr12上方，第一金属206、第二金属208、第三金属210、电极212、第四金属214和第五金属216堆叠，使得层间绝缘膜205介于金属之间。第五金属216构成按每个像素形成的反射电极pe。对于构成开关sw21的nmos晶体管tr1和pmos晶体管tr2，分别构成nmos晶体管tr1和pmos晶体管tr2的源极的两个扩散层通过两个接触件218分别与第一金属206电连接。进而，两个扩散层经由通孔219a、219b、219c以及219e与第二金属208、第三金属210、第四金属214以及第五金属216电连接。即，构成开关sw21的nmos晶体管tr1和pmos晶体管tr2各自的源极与反射电极pe电连接。
216.进而，在反射电极pe(第五金属216)上，作为保护膜而形成有钝化膜(psv)217，与作为透明电极的公共电极ce分离地对置配置。在这些反射电极pe与公共电极ce之间填充液晶lcm密封，构成液晶显示元件lc。
217.在此，在第三金属210上隔着层间绝缘膜205形成有电极212。该电极212、第三金属210、以及电极212与第三金属210之间的层间绝缘膜205构成电容c1。
218.当通过mim构成电容c1时，第一信号保持电路sm13、开关sw13以及开关sw12能够包括硅基板200上的晶体管以及第一金属206和第二金属208的1、2层布线。另外，第二信号保
持电路dm21能够包括利用了晶体管上部的第三金属210的mim布线。
219.电极212经由通孔219d与第四金属214电连接。进而，第四金属214经由通孔219e与反射电极pe电连接。因此，电容c1与反射电极pe电连接。
220.来自图中未示出的光源的光透过公共电极ce以及液晶lcm而入射到反射电极pe(第五金属216)并被反射，在原来的入射路径上逆行，通过公共电极ce而射出。
221.如图13所示，像素pix3通过将第五金属216分配给反射电极pe，能够在高度方向上有效地配置第一信号保持电路sm13、第二信号保持电路dm21和反射电极pe。因此，像素pix3能够实现像素小型化。由此，像素pix3例如能够由电源电压3.3v的晶体管构成3μm以下的间距的像素。该3μm间距的像素能够实现对角的长度0.55英寸、横向4000像素、纵向2000像素的液晶显示面板。
222.像素pix3执行与第三实施方式中参照图9的时序图描述的动作相同的动作。
223.首先，通过从定时发生器62输出的正转行扫描脉冲选择的1行的多个像素pix3，通过正转行扫描脉冲而开关sw13成为接通状态。此时，输出到列数据线d的正转子帧灰度数据被开关sw13采样，并被写入第一信号保持电路sm13。以下，同样地，对构成图像显示部61的所有像素pix3的第一信号保持电路sm13进行正转子帧灰度数据的写入。在该写入动作结束后的定时，“h”电平的正转触发脉冲trig及“l”电平的反转触发脉冲trigb被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix3。
224.由此，所有像素pix3的开关sw21成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm13中的正转子帧灰度数据经由开关sw21一齐被传送并保持在第二信号保持电路dm21中。与此同时，向反射电极pe施加正转子帧灰度数据。第二信号保持电路dm21对正转子帧灰度数据的保持期间是直到输入下一个“h”电平的正转触发脉冲trig以及“l”电平的反转触发脉冲trigb为止的一个子帧期间。
225.接着，图像显示部61内的各像素pix3与上述同样地通过正转行扫描脉冲以行为单位被选择，对各像素pix3将与紧接之前的正转子帧灰度数据相反逻辑值的反转子帧灰度数据写入到第一信号保持电路sm13。当反转子帧灰度数据向图像显示部61的所有像素pix3的第一信号保持电路sm13的写入结束时，“h”电平的正转触发脉冲trig以及“l”电平的反转触发脉冲trigb同时被提供到所有像素pix3。
226.由此，所有像素pix3的开关sw21成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路sm13中的反转子帧灰度数据经由开关sw21一齐被传送并保持在第二信号保持电路dm21中。与此同时，反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路dm21对反转子帧灰度数据的保持期间是直到提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig以及“l”电平的反转触发脉冲trigb为止的一个子帧期间。
227.此外，开关sw13也可以包括pmos晶体管。在该情况下，可以认为只要是与上述的说明相反的极性即可，因此省略图示以及说明。
228.另外，开关sw13也可以是包含pmos晶体管和nmos晶体管的传输门。
229.另外，开关sw21也可以是包含pmos晶体管或nmos晶体管。
230.(总结)
231.像素pix3具有与第三和第四实施方式的像素pix1和pix2相同的效果。
232.此外，像素pix3具有能够小型化的效果。
233.(第六实施方式)
234.图14是示出第六实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
235.在第六实施方式的反射型液晶显示装置的像素pix4的构成要素中，对与第三至第五实施方式的像素pix1至pix3相同的构成要素标注相同的参照符号，并省略说明。
236.像素pix4设置于任意1条列数据线d与任意1对行扫描线g以及反转行扫描线gb的交叉部。
237.像素pix4包括第一存储器131和第二存储器132以及液晶显示元件lc。第一存储器131包括开关sw31和第一信号保持电路dm31。第二存储器132包括开关sw32和第二信号保持电路sm32。
238.在像素pix4中，第一存储器131包括dram，第二存储器132包括sram。
239.开关sw31相当于本公开的“第一开关电路”的一例。第一信号保持电路dm31相当于本公开的“第一信号保持电路”的一例。第一存储器131相当于本公开的“第一动态随机存取存储器”的一例。开关sw32相当于本公开的“第二开关电路”的一例。第二信号保持电路sm32相当于本公开的“第二信号保持电路”的一例。第二存储器132相当于本公开“第一静态随机存取存储器”的一例。
240.开关sw31是包括彼此的漏极之间连接且彼此的源极之间连接的nmos晶体管tr31和pmos晶体管tr32的公知的传输门。nmos晶体管tr31的栅极连接于行扫描线g，pmos晶体管tr32的栅极连接于反转行扫描线gb。
241.另外，开关sw31的一个端子与列数据线d连接，另一个端子与第一信号保持电路dm31连接。因此，开关sw31在正转行扫描脉冲为“h”电平的情况下(在该情况下，反转行扫描脉冲为“l”电平)，成为接通状态，读出列数据线d的灰度数据并向第一信号保持电路dm31传送。另外，开关sw31在正转行扫描脉冲为“l”电平的情况下(在该情况下，反转行扫描脉冲为“h”电平)，成为断开状态，不进行列数据线d的灰度数据的读出。
242.开关sw31是包括nmos晶体管tr31和pmos晶体管tr32的公知的传输门，因此能够使从基准电压gnd到电源电压vdd的范围的电压导通、截止。也就是说，在施加于nmos晶体管tr31及pmos晶体管tr32的栅极的信号为基准电压gnd侧的电压(“l”电平)的情况下，pmos晶体管tr32无法导通。取而代之，nmos晶体管tr31能够以低电阻导通。另一方面，在施加于nmos晶体管tr31及pmos晶体管tr32的栅极的信号为电源电压vdd侧的电压(“h”电平)的情况下，nmos晶体管tr31无法导通。取而代之，pmos晶体管tr32能够以低电阻导通。因此，通过利用正转行扫描脉冲和反转行扫描脉冲对构成开关sw31的传输门进行导通/截止控制，能够以低电阻、高电阻对从基准电压gnd到电源电压vdd的电压范围进行开关。
243.第一信号保持电路dm31包括电容c2。在此，对列数据线d的灰度数据与第一信号保持电路dm31的灰度数据不同的情况进行研究。在开关sw31成为接通状态、列数据线d的灰度数据被传送到第一信号保持电路dm31的情况下，需要用列数据线d的灰度数据改写第一信号保持电路dm31的灰度数据。
244.在构成第一信号保持电路dm31的电容c2的灰度数据被改写的情况下，该灰度数据通过充电或放电而变化。在列数据线d的灰度数据被传送到电容c2的情况下，通过列数据线d的数据线电容与电容c2之间的电荷传送来写入灰度数据。通常，列数据线d的数据线电容与电容c2的电容比大到1000：1左右。因此，像素pix4能够可靠地改写电容c2的灰度数据。
245.开关sw32是包括彼此的漏极之间连接且彼此的源极之间连接的nmos晶体管tr33和pmos晶体管tr34的公知的传输门。nmos晶体管tr33的栅极连接于触发线trig，pmos晶体管tr34的栅极连接于反转触发线trigb。
246.另外，开关sw32的一个端子与第一信号保持电路dm31连接，另一个端子与第二信号保持电路sm32连接。因此，开关sw32在正转触发脉冲trig为“h”电平的情况下(在该情况下，反转触发脉冲trigb为“l”电平)，成为接通状态，读出第一信号保持电路dm31的灰度数据并传送到第二信号保持电路sm32。此外，开关sw32在正转触发脉冲trig为“l”电平的情况下(在该情况下，反转触发脉冲trigb为“h”电平)，成为断开状态，不进行第一信号保持电路dm31的灰度数据的读出。
247.第二信号保持电路sm32是包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的两个反相器inv33和inv34的自保持型存储器。反相器inv33的输入端子连接于反相器inv34的输出端子和反射电极pe。反相器inv34的输入端子连接于反相器inv33的输出端子和开关sw32。
248.反相器inv33及inv34分别例示cmos反相器(参照图7)的结构。
249.向第二信号保持电路sm32的数据写入如上述那样经由一个开关sw32来进行。在该情况下，从开关sw32观察时输入侧的反相器inv34内的晶体管与从开关sw32观察时输出侧的反相器inv33内的晶体管进行比较，使用驱动力大的晶体管。进而，构成开关sw32的晶体管使用驱动力比构成反相器inv33的晶体管大的晶体管。由此，第二信号保持电路sm32容易从电容c2输入数据，难以从液晶显示元件lc输入数据。
250.当开关sw32成为接通状态时，蓄积在电容c2中的电荷驱动反相器inv34的输入栅极，并且改写第二信号保持电路sm32的灰度数据。此外，当开关sw32成为接通状态时，反相器inv33的输出可能对电容c2造成影响。然而，反相器inv33的输入侧的电容仅为构成反相器inv33的栅极电容及液晶显示元件lc的液晶电容，与构成反相器inv34的输入的栅极电容及电容c2相比，电容显著少。另外，反相器inv34与反相器inv33相比，驱动力被设定得较大。因此，电容c2对反相器inv34的驱动优先于反相器inv33的输出，并且电容c2的灰度数据不会被第二信号保持电路sm33的灰度数据改写。
251.另外，电容c2的灰度数据是来自列数据线d的电荷传送。另外，产生在构成开关sw31的nmos晶体管以及pmos晶体管截止的定时产生的栅极馈通等的影响。因此，电容c2随着电位变动而电位确定，成为基准电压gnd、电源电压vdd向动态范围变少的方向偏移的电压。但是，最终施加到反射电极pe的电压由第二信号保持电路sm33整形，施加正确的基准电压gnd、电源电压vdd的电压。因此，像素pix4能够扩大动态范围。
252.另外，如果光照射到构成与电容c2连接的开关sw31以及sw32的晶体管的扩散电极部，则产生漏电流，保持于电容c2的电荷减少而可能产生电位变动。
253.然而，保持在电容c2中的电压用于驱动第二信号保持电路sm33。因此，即使保持于电容c2的电压稍微变动，只要第二信号保持电路sm33不超过能够以“l”电平或“h”电平保持灰度数据的阈值而变动，就不会对反射电极pe的电压造成影响。此时，施加于液晶显示体lcm的反射电极pe的电压被第二信号保持电路sm33提供。在反射电极pe的电压为“h”电平的情况下，构成第二信号保持电路sm33的反相器inv34内的pmos晶体管导通，电源电压vdd被施加到反射电极pe。在反射电极pe的电压为“l”电平的情况下，构成第二信号保持电路sm33
的反相器inv34内的nmos晶体管导通，被施加基准电压gnd。因此，反射电极pe的电压不受光引起的漏电流的影响，反射电极pe能够对液晶lcm施加稳定的电压。
254.此外，如上述说明的那样，即使电容c2的电压由于电荷传送、栅极馈通、光泄漏等而稍微变动，只要能够改写第二信号保持电路sm33的灰度数据，就没有问题。
255.因此，构成第一存储器131的开关sw31和构成第二存储器132的开关sw32可以不是使用nmos晶体管和pmos晶体管的互补型开关。
256.例如，研究开关sw31、开关sw32仅由nmos晶体管构成的情况。在该情况下，开关sw31、开关sw32只能使输入信号的“h”电平的电压通过至包含衬底效应的vdd-vth。即，在开关sw31仅由nmos晶体管构成的情况下，即使向列数据线d提供3.3v的电压，开关sw31与电容c2的连接点的电压a也为vdd-vth以下，例如为2.5v。因此，2.5v的电压被蓄积在电容c2中。接下来，接通开关sw32以改写第二信号保持电路sm33的灰度数据。在开关sw32也仅由nmos晶体管构成的情况下，开关sw32与第二信号保持电路sm33的连接点的电压b与电压a同样为2.5v。然而，如果电压b为vdd/2的1.65v以上，则能够向第二信号保持电路sm33输入“h”电平(向输出的反射电极pe施加“l”电平)。因此，第二信号保持电路sm33能够写入“h”电平的灰度数据、“l”电平的灰度数据中的任一个。
257.在开关sw31、开关sw32仅由pmos晶体管构成的情况下，不被输入的电压范围与上述相反。
258.这样，开关sw31、开关sw32也可以不是互补型开关，而是使用了一个mos晶体管的开关。在该情况下，构成一个像素的晶体管数量变少，因此像素pix4起到能够实现进一步的小型化的效果。
259.此外，对反射电极pe施加与电容c2的电压逻辑反转的电压。因此，向像素pix4写入的灰度数据需要输入想要向反射电极pe施加的数据(电压)的反转数据。
260.像素pix4起到能够实现像素的小型化的效果。其第一理由如下。反相器inv33及inv34分别包括两个晶体管。因此，像素pix4包括共计8个晶体管和一个电容c1，能够包括比像素pix1(共计12个晶体管)、像素pix2(共计10个晶体管)少的数量的元件。进而，除了第一理由以外，第二理由还在于，如以下说明的那样，能够将第一信号保持电路dm31、第二信号保持电路sm32和反射电极pe在元件的高度方向上有效地配置。
261.图15是示出第六实施方式的反射型液晶显示装置的像素的剖面结构的图。
262.电容c2能够使用mim电容、diffusion电容、pip电容等。图15示出其中由mim构成电容c2的情况下的反射型液晶显示装置的截面结构。
263.在图15中，在形成于硅基板200的n阱201上，形成有通过使扩散层共用化而将漏极之间连接的反相器inv33的pmos晶体管ptr11、及开关sw32的pmos晶体管tr2。另外，在形成于硅基板200的p阱202上，形成有通过使成为漏极的扩散层共用化而将漏极之间连接的反相器inv33的nmos晶体管ntr11及开关sw32的nmos晶体管tr1。另外，在图15中，图中未示出构成反相器inv34的nmos晶体管及pmos晶体管。
264.此外，在pmos晶体管tr2和ptr11以及nmos晶体管ntr11和tr1上方，第一金属206、第二金属208、第三金属210、电极212、第四金属214和第五金属216堆叠，使得层间绝缘膜205介于金属之间。第五金属216构成按每个像素形成的反射电极pe。构成图中未示出的反相器inv34的nmos晶体管及构成pmos晶体管的各漏极的各扩散层、nmos晶体管ntr11的栅电
极、pmos晶体管ptr11的栅电极经由图中未示出的接触件分别与第一金属206电连接。进而，上述扩散层及上述栅电极经由通孔219a、219b、219c及219e与第二金属208、第三金属210、第四金属214及第五金属216电连接。即，构成图中未示出的反相器inv34的nmos晶体管和pmos晶体管的各漏极与反射电极pe电连接。
265.进而，在反射电极pe(第五金属216)上，作为保护膜而形成有钝化膜(psv)217，与作为透明电极的公共电极ce分离地对置配置。在这些反射电极pe与公共电极ce之间填充液晶lcm密封，构成液晶显示元件lc。
266.在此，在第三金属210上隔着层间绝缘膜205形成有电极212。该电极212、第三金属210、以及电极212与第三金属210之间的层间绝缘膜205构成电容c2。
267.当通过mim构成电容c2时，第二信号保持电路sm32、开关sw31以及开关sw32能够包括硅基板200上的晶体管和第一金属206以及第二金属208的1、2层布线。另外，第一信号保持电路dm31能够包括利用了晶体管上部的第三金属210的mim布线。
268.电极212经由通孔219d与第四金属214电连接。而且，第四金属214在图中未示出的位置与开关sw31及sw32电连接。
269.来自图中未示出的光源的光透过公共电极ce以及液晶lcm而入射到反射电极pe(第五金属216)并被反射，在原来的入射路径上逆行，通过公共电极ce而射出。
270.如图15所示，像素pix4通过将第五金属216分配给反射电极pe，能够在高度方向上有效地配置第一信号保持电路dm31、第二信号保持电路sm32和反射电极pe。因此，像素pix4能够实现像素小型化。由此，像素pix4例如能够由电源电压3.3v的晶体管构成3μm以下的间距的像素。该3μm间距的像素能够实现对角的长度0.55英寸、横向4000像素、纵向2000像素的液晶显示面板。
271.像素pix4执行与第三实施方式中参照图9的时序图描述的动作相同的动作。
272.首先，通过从定时发生器62输出的正转行扫描脉冲及反转行扫描脉冲选择的1行的多个像素pix4，通过正转行扫描脉冲及反转行扫描脉冲而开关sw31成为接通状态。此时，输出到列数据线d的正转子帧灰度数据被开关sw31采样，并被写入到第一信号保持电路dm31。以下，同样地，对构成图像显示部61的全部像素pix4的第一信号保持电路dm31进行正转子帧灰度数据的写入。在该写入动作结束后的时机，“h”电平的正转触发脉冲trig及“l”电平的反转触发脉冲trigb同时被提供给构成图像显示部61的所有像素pix4。
273.由此，所有像素pix4的开关sw32成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路dm31中的正转子帧灰度数据经由开关sw32一齐被传送并保持在第二信号保持电路sm32中。与此同时，向反射电极pe施加正转子帧灰度数据。第二信号保持电路sm32对正转子帧灰度数据的保持期间是直到输入下一个“h”电平的正转触发脉冲trig以及“l”电平的反转触发脉冲trigb为止的一个子帧期间。
274.接着，图像显示部61内的各像素pix4与上述同样地通过正转行扫描脉冲和反转行扫描脉冲以行为单位被选择。然后，与紧接之前的正转子帧灰度数据为相反逻辑值的反转子帧灰度数据被写入到第一信号保持电路dm31。当反转子帧灰度数据向图像显示部61的所有像素pix4的第一信号保持电路dm31的写入结束时，“h”电平的正转触发脉冲trig和“l”电平的反转触发脉冲trigb同时被提供给所有像素pix4。
275.由此，所有像素pix4的开关sw32成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路
dm31中的反转子帧灰度数据经由开关sw32一齐被传送并保持在第二信号保持电路sm32中。与此同时，反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路sm32对反转子帧灰度数据的保持期间是直到提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig以及“l”电平的反转触发脉冲trigb为止的一个子帧期间。
276.(总结)
277.像素pix4具有与第三至第五实施方式的像素pix1至pix3相同的效果。
278.此外，像素pix4具有能够小型化的效果。
279.(第七实施方式)
280.图16是示出第七实施方式的反射型液晶显示装置的像素的电路结构的图。
281.在第七实施方式的反射型液晶显示装置的像素pix5的构成要素中，与第三至第六实施方式的像素pix1至pix4相同的构成要素标注相同的附图标记，并且省略其描述。
282.像素pix5设置在任意1条列数据线d与任意1条行扫描线g的交叉部。
283.像素pix5包括第一存储器141和第二存储器142以及液晶显示元件lc。第一存储器141包括开关sw41和第一信号保持电路dm41。第二存储器142包括开关sw42和第二信号保持电路dm42。
284.在像素pix5中，第一存储器141和第二存储器142包括dram。
285.开关sw41相当于本公开的“第一开关电路”的一例。第一信号保持电路dm41相当于本公开的“第一信号保持电路”的一例。第一存储器141相当于本公开的“第一动态随机存取存储器”的一例。开关sw42相当于本公开的“第二开关电路”的一例。第二信号保持电路dm42相当于本公开的“第二信号保持电路”的一例。第二存储器142相当于本公开的“第二动态随机存取存储器”的一例。
286.开关sw41包括nmos晶体管，该nmos晶体管的栅极连接于行扫描线g，漏极连接于列数据线d，源极连接于第一信号保持电路dm11。
287.第一信号保持电路dm41包括电容c3。在此，对列数据线d的灰度数据与第一信号保持电路dm41的灰度数据不同的情况进行研究。在开关sw41成为接通状态、列数据线d的灰度数据被传送到第一信号保持电路dm41的情况下，需要用列数据线d的灰度数据改写第一信号保持电路dm41的灰度数据。
288.在构成第一信号保持电路dm41的电容c3的灰度数据被改写的情况下，该灰度数据通过充电或放电而变化。在列数据线d的灰度数据被传送到电容c3的情况下，通过列数据线d的数据线电容与电容c3之间的电荷传送来写入灰度数据。通常，列数据线d的数据线电容与电容c3的电容比大到1000：1左右。因此，像素pix5能够可靠地改写电容c3的灰度数据。
289.开关sw42包括栅极连接于触发线trig、漏极连接于第一信号保持电路dm41、源极连接于第二信号保持电路dm42以及反射电极pe的nmos晶体管。
290.第二信号保持电路dm42包括电容c4。在此，研究第一信号保持电路dm41的灰度数据与第二信号保持电路dm42的灰度数据不同的情况。在开关sw42成为接通状态、电容c3与电容c4导通的情况下，需要用第一信号保持电路dm41的灰度数据改写第二信号保持电路dm42的灰度数据。
291.在电容c3的电荷电平(第一信号保持电路dm41的灰度数据)与电容c4的电荷电平(第二信号保持电路dm42的灰度数据)不同的情况下，产生电荷的中和。因此，在本发明中，
使电容c3比电容c4大。即，设为c3＞c4。例如，在电容c3中保持有“h”电平的灰度数据，在电容c4中保持有“l”电平的灰度数据的情况下，产生电荷的中和。然而，通过设为c3＞c4，即使发生电荷的中和，也能够使中和后的电压高于阈值电压。即，能够向电容c4写入“h”电平的灰度数据。由此，像素pix5能够用电容c3的灰度数据可靠地改写电容c4的灰度数据。
292.另外，开关sw41和sw42也可以包括pmos晶体管。在该情况下，可以认为只要是与上述的说明相反的极性即可，因此省略图示以及说明。
293.另外，开关sw41和sw42也可以是包括pmos晶体管和nmos晶体管的传输门。
294.像素pix5具有能够小型化的效果。其第一理由如下。像素pix5包括共计两个晶体管和两个电容c3及c4。即，像素pix5能够包括比像素pix1(共计12个晶体管)、像素pix2(共计10个晶体管)、像素pix3(共计7个晶体管和一个电容)、像素pix4(共计8个晶体管和一个电容)少的数量的元件。第二理由是因为，如以下说明的那样，能够将第一信号保持电路dm41以及第二信号保持电路dm42和反射电极pe在元件的高度方向上有效地配置。
295.图17是示出第七实施方式的反射型液晶显示装置的像素的剖面结构的图。
296.电容c3以及c4能够使用mim电容、diffusion电容、pip电容等。图17示出其中用mim构成电容c3和c4的情况下的反射型液晶显示装置的截面结构。
297.在图17中，在形成于硅基板200上的p阱202上形成有开关sw41的nmos晶体管。开关sw41的nmos晶体管的漏极经由接触件218a和第一金属206电连接到列数据线d(图中未示出)。
298.另外，在形成于硅基板200的p阱203上形成有开关sw42的nmos晶体管。开关sw42的nmos晶体管的漏极经由接触件218b和第一金属206电连接到开关sw41的nmos晶体管的源极。
299.另外，在开关sw41的nmos晶体管及开关sw42的nmos晶体管的上方，使得层间绝缘膜205介于金属间，并且第一金属206、第二金属208、第三金属210、电极212、第四金属214及第五金属216被层叠。第五金属216构成按每个像素形成的反射电极pe。
300.进而，在反射电极pe(第五金属216)上，作为保护膜而形成有钝化膜(psv)217，与作为透明电极的公共电极ce分离地对置配置。在这些反射电极pe与公共电极ce之间填充液晶lcm密封，构成液晶显示元件lc。
301.在此，在第三金属210上，隔着层间绝缘膜205形成有电极212a和212b。电极212a、第三金属210、以及电极212a与第三金属210之间的层间绝缘膜205构成电容c3。电极212b、第三金属210、以及电极212b与第三金属210之间的层间绝缘膜205构成电容c4。
302.在此，电极212a比电极212b大。由此，电容c3变得比电容c4大。即，c3＞c4。
303.当通过mim构成电容c3以及c4时，开关sw41以及开关sw42能够包括硅基板200上的晶体管以及第一金属206和第二金属208的1、2层布线。此外，第一信号保持电路dm41和第二信号保持电路dm42可以包括晶体管上部的使用了第三金属210的mim布线。
304.开关sw41的nmos晶体管的源极经由接触件218c、通孔219d、219e、219f以及219g与电极212a电连接。与电极212a对置的第三金属210经由通孔219h与基准电位(接地电位)电连接。
305.开关sw42的nmos晶体管的源极经由接触件218d、通孔219j、219k、219l以及219m与电极212b电连接。与电极212b对置的第三金属210经由通孔219n与基准电位(接地电位)电
连接。电极212b经由通孔219m以及219o与反射电极pe电连接。
306.来自图中未示出的光源的光透过公共电极ce以及液晶lcm而入射到反射电极pe(第五金属216)并被反射，在原来的入射路径上逆行，通过公共电极ce而射出。
307.如图17所示，像素pix5通过将第五金属216分配给反射电极pe，能够在高度方向上有效地配置第一信号保持电路dm41和第二信号保持电路dm42以及反射电极pe。因此，像素pix5能够实现像素小型化。由此，像素pix5例如能够由电源电压3.3v的晶体管构成3μm以下的间距的像素。该3μm间距的像素能够实现对角的长度0.55英寸、横向4000像素、纵向2000像素的液晶显示面板。
308.像素pix5执行与第三实施方式中参照图9的时序图描述的动作相同的动作。
309.首先，通过从定时发生器62输出的正转行扫描脉冲选择的1行的多个像素pix5，通过正转行扫描脉冲而开关sw41成为接通状态。此时，输出到列数据线d的正转子帧灰度数据被开关sw41采样，并被写入到第一信号保持电路dm41。以下，同样地，对构成图像显示部61的全部像素pix5的第一信号保持电路dm41进行正转子帧灰度数据的写入。在该写入动作结束后的定时，“h”电平的正转触发脉冲trig同时被提供给构成图像显示部61的所有像素pix5。
310.由此，所有像素pix5的开关sw42成为接通状态。因此，第一信号保持电路dm41中存储的正转子帧灰度数据经由开关sw42，一齐被传送并保持于第二信号保持电路dm42。与此同时，向反射电极pe施加正转子帧灰度数据。第二信号保持电路dm42对正转子帧灰度数据的保持期间是直到输入下一个“h”电平的正转触发脉冲trig为止的一个子帧期间。
311.接着，图像显示部61内的各像素pix5与上述同样地通过正转行扫描脉冲以行为单位被选择，对各像素pix5将与紧接之前的正转子帧灰度数据相反逻辑值的反转子帧灰度数据写入到第一信号保持电路dm41。当反转子帧灰度数据向构成图像显示部61的所有像素pix5的第一信号保持电路dm41的写入结束时，“h”电平的正转触发脉冲trig被同时提供给构成图像显示部61的所有像素pix5。
312.由此，所有的像素pix5的开关sw42成为接通状态。因此，存储在第一信号保持电路dm41中的反转子帧灰度数据经由开关sw42一齐被传送并保持在第二信号保持电路dm42中。与此同时，反转子帧灰度数据被施加到反射电极pe。第二信号保持电路dm42对反转子帧灰度数据的保持期间是直到提供下一个“h”电平的正转触发脉冲trig为止的一个子帧期间。
313.(总结)
314.像素pix5起到与第三至第六实施方式的像素pix1至pix4同样的效果。
315.此外，像素pix5具有能够小型化的效果。像素pix5能够产生上述的电荷的中和，虽然与sram相比抗噪性低，但与像素pix1至pix4相比，能够实现进一步的小型化。因此，根据反射型液晶显示装置13所要求的规格(例如，小型化优先、抗噪性优先等)，决定采用像素pix1至pix5中的哪一个即可。
316.(附记)
317.图3所示的反射型液晶显示装置13的、被扩散的多个波长信道入射的部分13a的像素在每个子帧期间反转。但是，不需要使扩散的多个波长信道不入射的部分(边框部)13b的像素按每个子帧反转。从功耗的观点来看，可以减少反转的次数。
318.因此，也可以将公共电极ce分割为部分13a和部分13b，分别进行驱动，在部分13b
减少反转的次数。在该情况下，在部分13a中按每个子帧进行反转，但在部分13b中不进行规定帧数的反转(换句话说，按每个规定帧数进行反转)即可。
319.在该情况下，在部分13b的像素为像素pix3(参照图12)那样的结构的情况下，当存在电容c1的电荷的泄漏时，反射电极pe的电位下降。因此，优选每隔一定时间接通正转触发脉冲trig和反转触发脉冲trigb，进行对电容c1的再写入动作。或者，与其他像素电路结构相比，可以减少到反转的规定帧数。
320.另外，部分13b向第一存储器的写入最好尽可能在紧接反转之前进行。这是因为，当第一存储器111和第二存储器121的内容反转时，通过开关sw21产生漏电流，功耗增加。
321.另外，在像素pix1(参照图6)的结构中，由于能够最早地进行向第一存储器91的写入，所以最好在最紧接之前改写第一存储器91的内容。
322.本实施方式的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本实施方式的主旨的范围内施加适当变更。
323.工业实用性
324.本实施方式的光节点装置例如能够用于光网络。
325.符号说明
326.10wss阵列
327.11输入输出部
328.12光学系统
329.13反射型液晶显示装置
330.16准直透镜
331.21、22、23透镜
332.24色散元件
333.61图像显示部
334.62定时发生器
335.63垂直移位寄存器
336.64数据锁存电路
337.65水平驱动器
338.65a水平移位寄存器
339.65b锁存电路
340.65c电平移位器/像素驱动器
341.81、91、111、131、141第一存储器
342.81a、82a、sw11a、sw11b、sw12a、sw12b、sw13、sw14、sw21、sw31、sw32、sw41、sw42开关
343.81b、sm11、sm13、dm31、dm41第一信号保持电路
344.82、92、112、121、132、142第二存储器
345.82b、sm12、sm14、dm21、sm32、dm42第二信号保持电路
346.inv1、inv2、inv3、inv4、inv11、inv12、inv13、inv14、inv33、inv34反相器
347.pix、pix1、pix2、pix3、pix4、pix5像素
348.pt1、pt2 pmos晶体管
349.nt1、nt2 nmos晶体管
350.c1、c2、c3、c4电容
351.lc液晶显示元件
352.lcm液晶
353.pe反射电极
354.ce公共电极

技术特征：
1.一种光节点装置，包括：输入输出部，具有使入射光入射的输入端口以及射出出射光的输出端口，所述出射光与所述入射光所包含的各波长对应；波长色散器，使所述入射光所包含的各波长的光根据各波长在空间上分散，并将所述出射光向所述输入输出部侧射出；光学耦合器，将由所述波长色散器分散后的各波长的光按各波长聚光于二维平面，将反射后的各波长的光向所述波长色散器侧射出；空间光调制器，配置在所述二维平面的位置，具有多个像素，通过由所述多个像素表示灰度，来将由所述光学耦合器聚光而得的各波长的光按各波长向由路由决定的方向反射；以及空间光调制器驱动部，驱动所述空间光调制器的所述多个像素，通过所述空间光调制器驱动部对所述多个像素的每个像素在多个子帧期间内的一个子帧期间输入正转灰度数据，在所述多个子帧期间的其他一个子帧期间输入反转灰度数据，来形成所述灰度，所述多个子帧期间是分割一个帧期间所得的，所述多个像素中的每个像素包括：第一开关电路，从数据线对所述正转灰度数据或所述反转灰度数据进行采样；第一信号保持电路，保持由所述第一开关电路采样的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据；第二开关电路，对于所有所述多个像素，以共同的定时对保持在所述第一信号保持电路中的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据进行采样；以及第二信号保持电路，将由所述第二开关电路采样的所述正转灰度数据或所述反转灰度数据保持一个子帧期间，并且施加到液晶显示元件的反射电极，所述空间光调制器驱动部通过在所述定时使所述液晶显示元件的公共电极的电压反转，来对所述液晶显示元件的液晶施加正负极性的交流电压，并将具有与所述正转灰度数据和所述反转灰度数据之间的振幅不同的振幅的电压提供给所述公共电极。2.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路和所述第一信号保持电路构成第一静态随机存取存储器，所述第二开关电路和所述第二信号保持电路构成第二静态随机存取存储器，构成所述第一信号保持电路的晶体管的驱动力大于构成所述第二信号保持电路的晶体管的驱动力。3.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路和所述第一信号保持电路构成第一静态随机存取存储器，所述第二开关电路和所述第二信号保持电路构成第二静态随机存取存储器，所述第一开关电路和所述第二开关电路分别包括一个晶体管，所述第一信号保持电路包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的第一反相器和第二反相器，所述第二信号保持电路包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的第三反相器和第四反相器，构成从所述第一开关电路侧观察时为输入侧的所述第一反相器的晶体管的驱动力，大
于构成从所述第一开关电路侧观察时为输出侧的所述第二反相器的晶体管的驱动力，构成从所述第二开关电路侧观察时为输入侧的所述第三反相器的晶体管的驱动力，大于构成从所述第二开关电路观察时为输出侧的所述第四反相器的晶体管的驱动力。4.如权利要求3所述的光节点装置，其中，构成所述第一开关电路的晶体管的驱动力大于构成所述第二反相器的晶体管的驱动力，构成所述第二开关电路的晶体管的驱动力大于构成所述第四反相器的晶体管的驱动力。5.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述空间光调制器驱动部使所述空间光调制器的光不入射的区域内的像素的帧数比所述空间光调制器的光入射的区域内的像素的帧数少。6.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路和所述第一信号保持电路构成第一静态随机存取存储器，所述第二开关电路及所述第二信号保持电路构成第一动态随机存取存储器，所述第二信号保持电路包括电容。7.如权利要求6所述的光节点装置，其中，所述第二开关电路是包括p沟道型的晶体管和n沟道型的晶体管的互补型开关电路。8.如权利要求6所述的光节点装置，其中，所述第一信号保持电路包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的第一反相器和第二反相器，构成从所述第一开关电路侧观察时为输入侧的第一反相器的晶体管的驱动力，构成大于从所述第一开关电路观察时为输出侧的所述第二反相器的晶体管的驱动力。9.如权利要求8所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路包含一个晶体管，构成所述第一开关电路的晶体管的驱动力大于构成所述第二反相器的晶体管的驱动力。10.如权利要求6所述的光节点装置，其中，所述空间光调制器驱动部使所述空间光调制器的光不入射的区域内的像素的帧数比所述空间光调制器的光入射的区域内的像素的帧数少。11.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路和所述第一信号保持电路构成第一动态随机存取存储器，所述第二开关电路和所述第二信号保持电路构成第一静态随机存取存储器，所述第一信号保持电路包括电容。12.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路是包括p沟道型的晶体管和n沟道型的晶体管的互补型开关电路。13.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路包含一个晶体管。14.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述第二信号保持电路包括一者的输出端子与另一者的输入端子连接的第一反相器和第二反相器，
从所述第二开关电路侧观察时为输入侧的构成所述第一反相器的晶体管的驱动力，大于从所述第二开关电路侧观察时为输出侧的构成所述第二反相器的晶体管的驱动力。15.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述第二开关电路是包括p沟道型的晶体管和n沟道型的晶体管的互补型开关电路。16.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述第二开关电路包括一个晶体管。17.如权利要求11所述的光节点装置，其中，所述空间光调制器驱动部使所述空间光调制器的光不入射的区域内的像素的帧数比所述空间光调制器的光入射的区域内的像素的帧数少。18.如权利要求1所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路和所述第一信号保持电路构成第一动态随机存取存储器，所述第二开关电路和所述第二信号保持电路构成第二动态随机存取存储器，所述第一信号保持电路和所述第二信号保持电路分别包括电容。19.如权利要求18所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路包括一个晶体管。20.如权利要求18所述的光节点装置，其中，所述第一开关电路是包含p沟道型的晶体管和n沟道型的晶体管的互补型开关电路。21.如权利要求18所述的光节点装置，其中，所述第二开关电路包括一个晶体管。22.如权利要求18所述的光节点装置，其中，所述第二开关电路是包括p沟道型的晶体管和n沟道型的晶体管的互补型开关电路。23.如权利要求18所述的光节点装置，其中，所述空间光调制器驱动部使所述空间光调制器的光不入射的区域内的像素的帧数比所述空间光调制器的光入射的区域内的像素的帧数少。

技术总结
光节点装置的空间光调制器的多个像素分别包括：第一开关电路和第一信号保持电路，其对正转灰度数据或者反转灰度数据进行采样并保持；以及第二开关电路和第二信号保持电路，其对多个像素的全部以共同的定时对保持在第一信号保持电路的正转灰度数据或者反转灰度数据进行采样并保持一个子帧期间，并且施加给反射电极。空间光调制器驱动部通过使液晶显示元件的公共电极的电压反转而将正负极性的交流电压施加到液晶，将与正转灰度数据和反转灰度数据之间的振幅不同的振幅的电压提供给公共电极。共电极。共电极。


技术研发人员：岩佐隆行
受保护的技术使用者：JVC建伍株式会社
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2023/8/4