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KR100822520B1 - 액정 표시 장치 및 정보 기기 - Google Patents

액정 표시 장치 및 정보 기기 Download PDF

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KR100822520B1
KR100822520B1 KR1020067016116A KR20067016116A KR100822520B1 KR 100822520 B1 KR100822520 B1 KR 100822520B1 KR 1020067016116 A KR1020067016116 A KR 1020067016116A KR 20067016116 A KR20067016116 A KR 20067016116A KR 100822520 B1 KR100822520 B1 KR 100822520B1
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교이치로 오다
아츠시 이토
데츠야 사타케
신 다하타
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(12)가 점등하고, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(13)가 점등한다. 이에 따라, 관측자 A에게 보이는 제 1 화상과 상이한 제 2 화상을 관측자 B에게 보일 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 정보 기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND INFORMATION DEVICE}
본 발명은 2개의 표시면을 갖는 액정 패널에 화상을 표시하는 액정 표시 장치와, 그 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 휴대 전화기, 휴대 전자 수첩(PDA)이나 손목 시계 등의 정보 기기에 관한 것이다.
종래부터 반사형의 액정 표시 장치와, 반투과 반사형의 액정 표시 장치가 있지만, 어떤 액정 표시 장치도 표시면은 1면뿐이다.
따라서, 예컨대, 폴더 형식의 휴대 전화기의 내측면과, 바깥쪽면에 디스플레이를 실장하고자 하는 경우, 2개의 액정 표시 장치를 휴대 전화기에 실장할 필요가 있다.
그 때문에, 휴대 전화기의 표시부가 두꺼워지고 중량도 커진다. 또한, 2개의 액정 표시 장치를 실장함으로써 비용도 높아진다.
그래서, 2개의 표시면을 갖는 액정 표시 장치의 개발이 요망되어, 그러한 액정 표시 장치가 등장하고 있다.
즉, 액정 셀의 한쪽 표시면 쪽에는 제 1 반사 편광자와 제 1 흡수형 편광자가 배치되고, 액정 셀의 다른쪽 표시면 쪽에는 제 2 반사 편광자와 제 2 흡수형 편광자가 배치되어 있는 액정 표시 장치가 등장하고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 바깥쪽의 표시면과 안쪽의 표시면에 동일한 화상이 표시된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2000-193956호 공보(단락 번호 [0026]~[0071], 도 1)
종래의 액정 표시 장치는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 양쪽 표시면에 화상을 표시할 수 있지만, 한쪽 표시면에 표시되어 있는 화상과 상이한 화상을 다른쪽 표시면에 표시할 수는 없는 등의 과제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 한쪽 표시면에 표시되어 있는 화상과 상이한 화상을 다른쪽 표시면에 표시할 수 있는 액정 표시 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 한쪽 표시면에 표시되어 있는 화상과 상이한 화상을 다른쪽 표시면에 표시할 수 있는 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 정보 기기를 얻는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 화소 구동 회로가 액정 패널에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 그 화소 구동 회로에 의해 제 1 화상이 표 시되고 있는 동안에 제 1 프론트 라이트(front light)가 점등하고, 그 화소 구동 회로에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 제 2 프론트 라이트가 점등하도록 한 것이다.
이에 따라, 한쪽 표시면에 표시되어 있는 화상과 상이한 화상을 다른쪽 표시면에 표시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 정보 기기를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널을 나타내는 단면도,
도 3은 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 타이밍을 나타내는 설명도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 정보 기기의 일부를 나타내는 구성도,
도 5(a)는 프론트 라이트 도광판(46)을 나타내는 설명도이고, (b)는 프론트 라이트 도광판(46)을 나타내는 측면도,
도 6은 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 타이밍을 나타내는 설명도,
도 7은 프론트 라이트 도광판을 나타내는 설명도,
도 8은 프론트 라이트 도광판을 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널(11)을 나타 내는 단면도,
도 10은 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내는 설명도,
도 11은 도 9의 액정 패널(11)의 전압-투과율 특성을 나타내는 설명도,
도 12는 주파수 120㎐로 구동한 경우에 액정 패널의 각 화소의 광학 응답 특성을 나타내는 설명도,
도 13은 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도,
도 14는 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내는 설명도,
도 15는 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도,
도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널(11)을 나타내는 단면도,
도 17은 도 16의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내는 설명도,
도 18은 도 16의 액정 패널(11)의 전압-투과율 특성을 나타내는 설명도,
도 19는 도 16의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도,
도 20은 도 16의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내 는 설명도,
도 21은 도 16의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도,
도 22는 본 발명의 실시예 8에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도,
도 23은 액정 패널(11)의 휘도를 나타내는 설명도,
도 24는 액정 패널(11)의 계조를 나타내는 설명도,
도 25는 액정 패널(11)의 휘도를 나타내는 설명도,
도 26은 액정 패널(11)의 계조를 나타내는 설명도,
도 27은 삼각형 형상의 반사 프리즘이 형성되어 있는 프론트 라이트(12, 13)를 나타내는 단면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 첨부 도면에 따라서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 정보 기기를 나타내는 단면도이다. 이 실시예 1에 있어서의 정보 기기는 휴대 전화기이지만, 정보 기기는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 휴대 전자 수첩(PDA)이나 손목 시계 등이더라도 무방하다.
도면에 있어서, 휴대 전화기의 본체(1)에는, 예컨대, 문자나 숫자 등을 입력하는 텐 키(ten key) 외에, 각종 조작을 행하는 조작키 등의 기능 스위치(2)가 실장되어 있다.
휴대 전화기의 표시부(3)는 힌지(4)를 사이에 두고 본체(1)와 개폐 자유롭게 결합되고, 그 표시부(3)에는 액정 표시 장치가 실장되어 있다.
액정 패널(11)은 복수의 화소를 갖는 액정 셀을 이용하여 구성되어 있다.
프론트 라이트(12)(제 1 프론트 라이트)는 액정 패널(11)의 표시면(11b) 쪽에 배치되어, 관측자 A가 보는 제 1 화면이 액정 패널(11)에 표시되고 있는 동안에 점등한다. 프론트 라이트(13)(제 2 프론트 라이트)는 액정 패널(11)의 표시면(11a) 쪽에 배치되어, 관측자 B가 보는 제 2 화면이 액정 패널(11)에 표시되고 있는 동안에 점등한다.
투명 커버(14)는 표시부(3)의 내측면에 형성된 개구부(창)에 마련되고, 투명 커버(15)는 표시부(3)의 바깥쪽면에 형성된 개구부(창)에 마련되어 있다.
화소 구동 회로(16)는 휴대 전화기의 화상 제어기(17)로부터 화상 데이터를 받으면, 그 화상 데이터를 액정 패널(11)에 있어서의 복수의 게이트 라인 상의 각 화소에 인가함으로써 액정 패널(11)에 화상을 표시하는 것이며, 그 화상 제어기(17)로부터 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 받으면, 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시한다.
화상 제어기(17)는 예를 들어 기능 스위치(2)의 조작 내용이나, 전화나 메일의 송수신 상황 등에 따른 화상 데이터를 화소 구동 회로(16)에 출력하고, 또한, 프론트 라이트(12, 13)의 점등ㆍ소등을 제어한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널(11)을 나타내는 단면도로서, 도면에 있어서, 액정 셀(21)은 복수의 화소를 갖고, 액정 셀(21)은 1쌍의 투명 유리 기판(22)에 의해서 사이에 유지되어 있다. 또한, 액정 셀(21)은 주위를 봉지재(23)에 의해서 봉지되어 있다.
1쌍의 편광판(24)은 투명 유리 기판(22)의 바깥쪽에 배치되어, 액정 셀(21)의 화소로부터 발광된 광을 편광한다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
휴대 전화기의 표시부(3)가 열려 있는 상태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 관측자 A는 투명 커버(14)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11a)을 관찰할 수 있고, 관측자 B는 투명 커버(15)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11b)을 관찰할 수 있다.
휴대 전화기의 화상 제어기(17)는, 예컨대, 기능 스위치(2)의 조작 내용이나, 전화나 메일의 송수신 상황 등에 따른 화상 데이터를 화소 구동 회로(16)에 출력하지만, 예를 들어, 관측자 A에게 제 1 화상을 보이고, 관측자 B에게 제 2 화상을 보일 필요가 있는 조작 내용이나, 관측자 A가 보고 있는 화상을 관측자 B에게 보이지 않고 숨길 필요가 있는 조작 내용 등이 주어지면, 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 화소 구동 회로(16)에 출력하고, 또한, 제 1 화상과 제 2 화상의 교대 표시를 지시하는 화상 제어 신호를 화소 구동 회로(16)에 출력한다.
또한, 화상 제어기(17)는 프론트 라이트(12, 13)의 점등ㆍ소등을 제어하는 라이트 제어 신호를 프론트 라이트(12, 13)에 출력한다.
화소 구동 회로(16)는 휴대 전화기의 화상 제어기(17)로부터 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 받고, 또한, 화상 제어기(17)로부터 화상 제어 신호를 받으면, 최초에, 제 1 화상의 화상 데이터를 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N의 각 화소에 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시한다.
이 때, 프론트 라이트(12)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 라이트 제어 신호의 지시 하에서, 액정 패널(11)에 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 점등한다.
이에 따라, 관측자 A는 투명 커버(14)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 표시되어 있는 제 1 화상을 볼 수 있다.
단, 프론트 라이트(13)는 소등하고 있기 때문에, 관측자 B는 투명 커버(15)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11b)에 표시되어 있는 제 1 화상을 볼 수 없다.
여기서, 도 3은 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 타이밍을 나타내는 설명도로서, 도면에 있어서, 가로축은 시간이고, 세로축은 게이트 라인 1~N 상의 화소의 투과율을 나타내고 있다.
도 3으로부터 명백한 바와 같이, 화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시할 때, 그 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N에 대하여 제 1 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고 있지만, 그 화상 데이터가 모든 게이트 라인 1~N에 인가되고 나서, 프론트 라이트(12)가 화면 전체에 걸쳐서 동시에 점등하기 때문에, 액정 패널(11)의 표시면(11a)에는 전체에 걸쳐서 제 1 화면이 동시에 표시된다.
화소 구동 회로(16)는 상기한 바와 같이 하여 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시하면, 프론트 라이트(12)가 라이트 제어 신호의 지시 하에서 소등하고 나서, 제 2 화상의 화상 데이터를 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N의 각 화소에 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 2 화상을 표시한다.
이 때, 프론트 라이트(13)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 라이트 제어 신호의 지시 하에서, 액정 패널(11)에 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 점등한다.
이에 따라, 관측자 B는 투명 커버(15)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11b)에 표시되어 있는 제 2 화상을 볼 수 있다.
단, 프론트 라이트(12)는 소등하고 있기 때문에, 관측자 A는 투명 커버(14)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 표시되어 있는 제 2 화상을 볼 수 없다.
도 3으로부터 명백한 바와 같이, 화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 2 화상을 표시할 때, 그 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N에 대하여 제 2 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고 있지만, 그 화상 데이터가 모든 게이트 라인 1~N에 인가되고 나서, 프론트 라이트(13)가 화면 전체에 걸쳐서 동시에 점등하기 때문에, 액정 패널(11)의 표시면(11b)에는 전체에 걸쳐서 제 2 화면이 동시에 표시된다.
이하, 화소 구동 회로(16)가 상기와 마찬가지로 하여 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하고, 프론트 라이트(12)와 프론트 라이트(13)가 교대로 점등한다.
이 때, 화소 구동 회로(16)에 있어서의 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 주기와, 프론트 라이트(12, 13)의 점등 주기를 일치시켜, 각각의 주기를 60㎐ 이상(합쳐서 120㎐ 이상)의 주파수로 설정하면, 관측자 A가 60㎐ 이상의 주파수에서 점멸하는 제 1 화상을 보게 되고, 또한, 관측자 B가 60㎐ 이상의 주파수에서 점멸하는 제 2 화상을 보게 된다.
그러나, 인간의 눈에는 60㎐ 이상의 주파수의 점멸은 점멸로서 인식되지 않고, 연속적으로 표시되고 있는 화상이라고 인식된다.
이상에서 명백한 바와 같이, 이 실시예 1에 의하면, 화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(12)가 점등하고, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(13)가 점등하도록 구성했기 때문에, 관측자 A에게 보이는 제 1 화상과 상이한 제 2 화상을 관측자 B에게 보일 수 있는 효과를 나타낸다.
따라서, 관측자 A가 보고 있는 화상을 관측자 B에게 숨길 필요가 있는 경우 등에는 특히 유효하다. 또한, 관측자 A, B에게 각각 문자 등을 정확하게 표시하는 것도 가능하게 된다.
또한, 이 실시예 1에 의하면, 화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 1 화상 또는 제 2 화상을 표시할 때, 그 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N에 대하여, 그 액정 패널(11)에 표시하는 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하 고, 그 화상 데이터가 모든 게이트 라인 1~N에 인가되고 나서 프론트 라이트(12) 또는 프론트 라이트(13)가 점등하도록 구성했기 때문에, 액정 패널(11)의 화면 전체에 걸쳐서 동시에 화상을 표시할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 이 실시예 1에 의하면, 복수의 화소를 갖는 액정 셀(21)과, 그 액정 셀(21)을 사이에 유지하는 1쌍의 투명 유리 기판(22)과, 1쌍의 투명 유리 기판(22)의 바깥쪽에 배치된 1쌍의 편광판(24)으로 액정 패널(11)이 구성되어 있기 때문에, 표시면(11a)과 표시면(11b)을 갖는 액정 패널(11)을 얻을 수 있는 효과를 나타낸다.
(실시예 2)
상기 실시예 1에서는, 프론트 라이트(12, 13)가 각각 하나의 광원을 구비하고, 하나의 광원이 점등함으로써, 액정 패널(11)의 화면 전체에 걸쳐서 동시에 점등하는 것에 대해서 나타냈지만, 프론트 라이트(12, 13)가 각각 복수의 광원을 구비하고 있는 경우, 복수의 광원이 순서대로 점등함으로써, 예컨대, 액정 패널(11)에 표시되는 화상이 화면 상부로부터 하부로 오버라이팅하는 동작에 동기하여, 화면 상부로부터 하부를 향해서 순서대로 점등하도록 해도 된다.
구체적으로는 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 표시 장치를 탑재하고 있는 정보 기기의 일부를 나타내는 구성도로서, 도면에 있어서, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내기 때문에 설명을 생략한다.
타이밍 제어기(31), 게이트 드라이버(32) 및 소스 드라이버(33)는 도 1의 화소 구동 회로(16)에 상당하는 화소 구동 회로를 구성하고 있다.
타이밍 제어기(31)는 화상 제어기(17)로부터 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 받으면, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 화상 제어 신호에 따라서 제 1 화상 또는 제 2 화상의 화상 데이터를 소스 드라이버(33)에 출력하고, 또한, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 게이트 드라이버(32)와 소스 드라이버(33)에 출력한다. 또한, 타이밍 제어기(31)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 라이트 제어 신호를 점등 제어 장치(45)에 출력한다.
게이트 드라이버(32)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여, 소스 드라이버(33)가 화상 데이터를 출력하는 게이트 라인을 순차적으로 선택한다.
소스 드라이버(33)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 게이트 드라이버(32)에 의해 선택된 게이트 라인의 각 화소에 화상 데이터를 인가한다.
광원(41~44), 점등 제어 장치(45) 및 프론트 라이트 도광판(46)은 도 1의 프론트 라이트(12, 13)에 상당하는 프론트 라이트를 구성하고 있다.
점등 제어 장치(45)는 타이밍 제어기(31)로부터 라이트 제어 신호를 받으면, 광원(41~44)을 순서대로 점등시킨다.
프론트 라이트 도광판(46)은 도 5에 도시하는 바와 같이 광원(41~44)으로부터 발광된 광을 반사시키는 반사 프리즘(46a)을 갖고, 반사 프리즘(46a)은 광 원(41~44)의 열과 평행한 방향으로 신장해 있다.
도 5(a)는 프론트 라이트 도광판(46)을 나타내는 설명도이고, 도 5(b)는 프론트 라이트 도광판(46)을 나타내는 측면도이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다.
상기 실시예 1과 마찬가지로, 예컨대, 관측자 A에게 제 1 화상을 보이고, 관측자 B에게 제 2 화상을 보일 필요가 있는 조작 내용 등이 휴대 전화기의 화상 제어기(17)에 부여되면, 그 화상 제어기(17)는 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 화소 구동 회로(16)의 타이밍 제어기(31)에 출력하고, 또한, 제 1 화상과 제 2 화상의 교대 표시를 지시하는 화상 제어 신호를 타이밍 제어기(31)에 출력한다.
또한, 화상 제어기(17)는 프론트 라이트(12, 13)의 점등ㆍ소등을 제어하는 라이트 제어 신호를 타이밍 제어기(31)에 출력한다.
화소 구동 회로(16)의 타이밍 제어기(31)는 화상 제어기(17)로부터 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 받으면, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 화상 제어 신호에 따라서 제 1 화상 또는 제 2 화상의 화상 데이터를 소스 드라이버(33)에 출력한다.
즉, 타이밍 제어기(31)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 화상 제어 신호에 따라서 제 1 화상의 화상 데이터와, 제 2 화상의 화상 데이터를 교대로 소스 드라이버(33)에 출력한다.
또한, 타이밍 제어기(31)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 게이트 드라이버(32)와 소스 드라이버(33)에 출력하고, 또한, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 라이트 제어 신호를 점등 제어 장치(45)에 출력한다.
화소 구동 회로(16)의 게이트 드라이버(32)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여, 소스 드라이버(33)가 화상 데이터를 출력하는 게이트 라인을 순차적으로 선택한다.
즉, 게이트 드라이버(32)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 소스 드라이버(33)가 화상 데이터를 출력하는 것이 가능한 게이트 라인으로서, 게이트 라인 1→게이트 라인 2→게이트 라인 3→…→게이트 라인 N-1→게이트 라인 N의 순서로 게이트 라인을 순차적으로 선택한다.
화소 구동 회로(16)의 소스 드라이버(33)는 타이밍 제어기(31)로부터 제 1 화상의 화상 데이터를 받으면, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 게이트 드라이버(32)에 의해 선택된 게이트 라인의 각 화소에 제 1 화상의 화상 데이터를 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시한다.
즉, 소스 드라이버(33)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 게이트 라인 1→게이트 라인 2→게이트 라인 3→…→게이트 라인 N-1→게이트 라인 N의 순서로, 당해 게이트 라인의 각 화소에 제 1 화상의 화상 데이터를 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시한다.
이 때, 프론트 라이트(12)의 점등 제어 장치(45)는 타이밍 제어기(31)로부터 라이트 제어 신호를 받으면, 액정 패널(11)에 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에, 광원(41~44)을 순서대로 점등시킨다.
이에 따라, 프론트 라이트(12)의 프론트 라이트 도광판(46)이 광원(41~44)으로부터 발광된 광을 액정 패널(11)을 향해서 반사시키기 때문에, 관측자 A는 투명 커버(14)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 표시되어 있는 제 1 화상을 볼 수 있다.
즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 광원(41~44)으로부터 나온 광은 프론트 라이트 도광판(46)의 안을 게이트 라인과 거의 평행한 방향으로 진행하기 때문에, 게이트 라인에 평행한 조명 영역이 발생한다. 따라서, 전체 화면에서 패널 기입부터 조명 점등까지의 지연 시간이 거의 동등한 상태에서의 조명이 가능하게 된다.
또한, 프론트 라이트(13)의 광원(41~44)은 모두 소등하고 있기 때문에, 관측자 B는 투명 커버(15)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11b)에 표시되어 있는 제 1 화상을 볼 수 없다.
여기서, 도 6은 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 타이밍을 나타내는 설명도로서, 도면에 있어서, 가로축은 시간이고, 세로축은 게이트 라인 1~N 상의 화소의 투과율을 나타내고 있다.
도 6으로부터 명백한 바와 같이, 액정 패널(11)에 제 1 화상을 표시할 때, 그 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N에 대하여 제 1 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고 있지만, 앞서 화상 데이터가 인가되어 있는 게이트 라인에 대응하는 광원으로부터 순서대로 점등, 즉, 광원(41)→광원(42)→광원(43)→광원(44)의 순서로 점등하기 때문에, 게이트 라인 1~N의 각 화소에 대한 화상 데이터의 인가부터, 프론트 라이트의 점등까지의 시간이 거의 일치하므로, 게이트 라인 1~N의 각 화소가 안정한 상태에서 프론트 라이트가 점등되고, 액정 패널(11)의 화면 전체의 휘도 얼룩을 개선할 수 있다. 따라서, 밝고 안정한 해조(諧調)를 실현할 수 있다.
화소 구동 회로(16)의 게이트 드라이버(32)는 상기한 바와 같이 하여 액정 패널(11)에 제 1 화상이 표시된 후, 프론트 라이트(12)의 점등 제어 장치(45)가 라이트 제어 신호의 지시 하에서, 광원(41)이 소등하고 나서, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여, 소스 드라이버(33)가 화상 데이터를 출력하는 게이트 라인을 순차적으로 선택한다.
즉, 게이트 드라이버(32)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 소스 드라이버(33)가 화상 데이터를 출력하는 것이 가능한 게이트 라인으로서, 게이트 라인 1→게이트 라인 2→게이트 라인 3→…→게이트 라인 N-1→게이트 라인 N의 순서로 게이트 라인을 순차적으로 선택한다.
화소 구동 회로(16)의 소스 드라이버(33)는 타이밍 제어기(31)로부터 제 2 화상의 화상 데이터를 받으면, 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 게이트 드라이버(32)에 의해 선택된 게이트 라인의 각 화소에 제 2 화상의 화상 데이터를 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 2 화상을 표시한다.
즉, 소스 드라이버(33)는 화상 제어기(17)로부터 출력되는 동기 신호를 기준으로 하여 동작함으로써, 게이트 라인 1→게이트 라인 2→게이트 라인 3→…→게이트 라인 N-1→게이트 라인 N의 순서로 당해 게이트 라인의 각 화소에 제 2 화상의 화상 데이터를 인가함으로써, 액정 패널(11)에 제 2 화상을 표시한다.
이 때, 프론트 라이트(13)의 점등 제어 장치(45)는 타이밍 제어기(31)로부터 라이트 제어 신호를 받으면, 액정 패널(11)의 겹치는 위치에 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에, 프론트 라이트(13)의 광원(41~44)을 각각 순서대로 점등시킨다.
이에 따라, 프론트 라이트(13)의 프론트 라이트 도광판(46)이 광원(41~44)으로부터 발광된 광을 액정 패널(11)을 향해서 반사시키기 때문에, 관측자 B는 투명 커버(15)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11b)에 표시되어 있는 제 2 화상을 볼 수 있다.
단, 프론트 라이트(12)의 광원(41~44)은 제 2 화상이 겹치는 위치에 표시되고 있는 동안은 점등하지 않기 때문에, 관측자 A는 투명 커버(14)를 통해서 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 표시되어 있는 제 2 화상을 볼 수 없다.
도 6으로부터 명백한 바와 같이, 액정 패널(11)에 제 2 화상을 표시할 때, 그 액정 패널(11)에 있어서의 게이트 라인 1~N에 대하여, 제 2 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고 있지만, 앞서 화상 데이터가 인가되어 있는 게이트 라인에 대응하는 광원으로부터 순서대로 점등, 즉, 광원(41)→광원(42)→광원(43)→광원(44)의 순서로 점등하기 때문에, 게이트 라인 1~N의 각 화소에 대한 화상 데이터의 인가부터, 프론트 라이트의 점등까지의 시간이 거의 일치하므로, 게이트 라인 1~N의 각 화소가 안정한 상태에서 프론트 라이트가 점등되어, 액정 패널(11)의 화면 전체의 휘도 얼룩을 개선할 수 있다. 따라서, 밝고 안정한 해조를 실현할 수 있다.
이하, 화소 구동 회로(16)가 상기와 마찬가지로 하여 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하고, 프론트 라이트(12)와 프론트 라이트(13)가 교대로 점등한다.
이 때, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 화소 구동 회로(16)에 있어서의 제 1 화상과 제 2 화상의 오버라이팅 주기와, 프론트 라이트(12, 13)의 점등 주기를 일치시키고, 각각의 주기를 6.0㎐ 이상의 주파수로 설정하면, 관측자 A가 60㎐ 이상의 주파수에서 점멸하는 제 1 화상을 보게 되고, 또한, 관측자 B가 60㎐ 이상의 주파수에서 점멸하는 제 2 화상을 보게 된다.
또한, 이 실시예 2에서는, 프론트 라이트 도광판(46)이 광원(41~44)으로부터 발광된 광을 반사시키는 반사 프리즘(46a)을 갖고 있는 것에 대해서 나타냈지만, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 프론트 라이트 도광판(46)이 톱니 형상의 프리즘(46b)을 갖거나, 혹은, 광원(41~44)에 렌즈(46c)를 부가함으로써, 그 프리즘(46b)이나 렌즈(46c)가 광원(41~44)으로부터 발광된 광을 프론트 라이트 도광판(46) 내에서 거의 평행하게 진행하도록 해도 된다.
또한, 여기서는, LCD 패널의 오버라이팅을 게이트선마다 실행하는 것에 대해서 나타냈지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 점순차 오버라이팅의 경우는, 오버라이팅하는 방향이 프론트 라이트의 점등 영역의 경계와 평행한 방향이면, 완전히 동일한 작용을 할 수 있다.
또한, 액정 패널의 화소에는, 컬러 필터의 색이 상이한 서브 화소가 형성되어 있지만, 프론트 라이트와의 무아레(moire)의 발생을 억제하기 위해서, 반사 프 리즘(46a)과 직교하는 방향으로 컬러 필터의 선이 연장하도록 배치하는 것이 바람직하다.
(실시예 3)
상기 실시예 1, 2에서는, 화소 구동 회로(16)가 액정 패널(11)에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(12)가 점등하고, 그 화소 구동 회로(16)에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 프론트 라이트(13)가 점등하는 것에 대해서 나타냈지만, 도 2의 액정 패널(11)을 이용하여 액정 표시 장치를 구성하는 경우, 응답 지연에 의해, 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 제 2 화면이 섞여서 표시되거나, 액정 패널(11)의 표시면(11b)에 제 1 화면이 섞여서 표시되거나 하는 경우가 있다.
그래서, 이 실시예 3에서는, 응답 지연을 개선하여 화면의 섞임을 해소할 수 있도록 하고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널(11)을 나타내는 단면도로서, 도면에 있어서, TFT(Thin Film Transistor) 기판(51)은 유리 기판(52)과, 금속막(예를 들면, Mo, Cr)으로 이루어지는 게이트나 소스 등의 신호 배선(53)과, 스위치의 역할을 하는 TFT부(54)와, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 재료로 이루어지는 화소 전극(55)으로 구성되어 있다.
부의 c플레이트(57)는 TFT 기판(51)의 바깥쪽에 배치되어 있다. 원편향 판(56)은 c플레이트(57)의 바깥쪽에 배치되고, λ/4판(58) 및 편광판(59)으로 구성되어 있다.
CF 기판(61)은 유리 기판(62)과, R, G, B의 각 색의 컬러 필터나 ITO 등의 투명 재료로 이루어지는 대향 전극(63)으로 구성되어 있다.
CF 기판(61)의 바깥쪽에는 a플레이트(64), c플레이트(65), λ/4판(66) 및 편광판(67)이 배치되어 있다.
TFT 기판(51)과 CF 기판(61)의 내측에는 폴리이미드 등의 배향막(68)이 형성되어 있으며, 양쪽 기판의 주변부에 도포된 밀봉재(도시하지 않음)에 의해서 양쪽 기판이 접합되어 있다.
TFT 기판(51)과 CF 기판(61) 사이에는, 벤드 배향(a bend alignment)의 액정층(69)이 주입되어 있다. 여기서, 벤드 배향이란, TFT 기판(51)과 CF 기판(61) 사이에 끼워진 액정 분자군이 액정층(69)의 중앙 부근에서 굽혀지게 되어 있는 배향 상태인 것인다.
도 9의 액정 패널(11)은 벤드 배향의 액정층(69)을 이용하여 구성되어 있기 때문에, 인가 전압의 변화에 대한 응답이 빠르다고 하는 특징을 갖고 있다.
벤드 배향의 액정층(69)을 이용하여 구성된 액정 패널에 대해서는, 예컨대, 문헌(T.Miyashita, et al., Eurodisplay'93, p.149)에 개시되고, 벤드 배향의 응답 특성에 관해서는 문헌(S.Onda, et al., Mol.Cryst.Liq.Cryst.1999, Vol.331, p.383)에 개시되어 있다.
이 실시예 3에서는, 액정 재료로서 복굴절 이방성 Δn이 0.18(589㎚, 25℃), 유전율 이방성 Δε이 +8(1㎑, 25℃)인 것을 이용하여, 액정층(69)의 두께(셀 갭)를 5.0미크론으로 하고 있다.
다음에, 액정 패널(11)의 필름 구성을 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, TFT 기판(51)의 바깥쪽에는 부의 c플레이트(57), λ/4판(58) 및 편광판(59)을 배치하고 있다.
부의 c플레이트(57)는 면내의 위상차가 약 0㎚이며, 또한, 두께 방향의 위상차가 부의 위상차 필름이다.
λ/4판(58)은 필름면 내에 위상차를 갖는 a플레이트의 일종으로서, 면내 위상차가 약 λ/4인 것이다. λ는 사람의 눈의 시감도가 높은 550㎚ 전후의 파장이다.
편광판(59)은 소정 방향의 직선편광만을 투과하여, 그와 직교하는 방향의 직선편광을 흡수하는 것이다.
한편, CF 기판(61)의 바깥쪽에는 a플레이트(64), 부의 c플레이트(65), λ/4판(66) 및 편광판(67)을 배치하고 있다.
a플레이트(64)의 면내 위상차는, 후술하는 바와 같이, 흑표시 전압이 화소에 인가된 경우에 액정층(69)의 잔류 위상차와 동일하게 설정된다.
도 10은 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내는 설명도이다.
「위상차」의 열은, a플레이트(λ/4판 포함)의 경우는 면내 위상차, c플레이트의 경우는 두께 방향의 위상차를 나타내고, 동시에 파장 550㎚에서의 위상차값이 다.
「방향」의 열은, 편광판의 경우는 투과축 방향, 위상차 필름의 경우는 면내 지상축(遲相軸) 방향, 액정층의 경우는 배향 방향을 나타내고 있다. 각 방향은 관찰자 A쪽에서 액정 패널(11)의 정면을 보아서 오른쪽 방향(3시 방향)을 기준(0°)으로 하여, 반시계 방향을 정으로 하고 있다. 또한, 이 실시예 3에서 이용되는 위상차 필름은 모두 아톤(Arton) 필름이다.
TFT 기판(51) 쪽으로부터 액정 패널(11)에 수직하게 입사된 광은 편광판(59)에 의해서 직선편광으로 되지만, λ/4판(58)에 의해서 원편광으로 된다.
편광판(59)의 흡수축과, λ/4판(58)의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 배치한 경우, 이들 2장의 광학 필름은 원편광판의 기능을 갖는다.
c플레이트(57)는 면내 위상차를 가지지 않기 때문에, 수직 입사의 경우는 편광 상태를 바꾸는 기능을 가지지 않는다.
또한, CF 기판(61) 쪽에도 편광판(67)과 λ/4판(66)이 조합되어 있지만, 액정층(69) 쪽에 a플레이트(64)를 배치하고 있기 때문에, CF 기판(61) 쪽의 광학 필름의 전체에서는 원편광판의 기능을 갖지 않는다.
도 9의 액정 패널(11)은 고전압이 인가된 경우에는 흑표시, 저전압이 인가된 경우에 백표시를 행하는 노멀리 화이트 모드(normally white mode)이다.
벤드 배향의 액정층(69)은 고전압이 인가된 경우에도, TFT 기판(51) 및 CF 기판(61)의 계면 부근의 액정 분자가 완전하게는 상승하지 않기 때문에, 면내에 위상차가 잔류한다.
이 잔류 위상차를 보상하기 위해서 동일한 위상차를 갖는 a플레이트(64)를 배치하고 있다. a플레이트(64)의 지상축 방향이 액정 배향 방향과 직교하도록 배치하고 있다.
이 실시예 3에서는, 백전압을 2.0V, 흑전압을 5.0V로 하고, a플레이트(64)의 면내 위상차를, 5.0V 인가시의 액정층(69)의 잔류 위상차와 동일한 110㎚으로 하고 있다.
도 11은 도 9의 액정 패널(11)의 전압-투과율 특성을 나타내는 설명도이다.
투과율은 광학 필름을 배치하고 있지 않은 액정 패널의 투과광 강도를 기준으로 하고 있다.
도 12는 주파수 120㎐로 구동한 경우의 액정 패널의 각 화소의 광학 응답 특성을 나타내는 설명도이다.
백과 흑을 교대로 표시하여, 흑부터 백을 표시하는 경우에도, 백부터 흑을 표시하는 경우에도, 수 밀리초 이내의 응답 시간이 실현되고 있다.
도 13은 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도로서, 도면 중, 굵은 선은 알루미늄 금속막을 증착한 유리 기판 상에, 이 실시예 3의 TFT 기판(51) 쪽의 광학 필름을 부착한 경우의 반사 스펙트럼이다.
반사율은 필름이 없는 알루미늄 부착 유리 기판의 반사율을 기준으로 하고 있다. 편광판 단체의 경우의 반사율(도면 중, 가는 선)과 비교해서, 특히 파장 560㎚ 근방에서의 반사율이 낮게 억제되어 있다.
또한, 도 9의 액정 패널의 TFT 기판(51) 쪽이 관찰자 B측으로 되도록 배치하 면, 관찰자 A를 향한 제 1 화상이 관찰자 B를 향한 제 2 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다.
또한, 관찰자 B를 향한 제 2 화상이 관찰자 A를 향한 제 1 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다. 이에 따라, 양쪽 관찰자에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
액정 패널(11)의 TFT 기판(51)의 바깥쪽에 원편광판(56)을 배치하고 있기 때문에, TFT 기판(51) 쪽에 배치된 관찰자 A를 향한 프론트 라이트로부터의 광이, TFT 기판(51) 상의 신호 배선(53)에서 반사하는 현상이 억제되어, TFT 기판(51) 쪽의 관찰자 B에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
(실시예 4)
상기 실시예 3에서는, 편광판(59)과 λ/4판(58) 사이, 및 편광판(67)과 λ/4판(66) 사이에는, λ/2판이 삽입되어 있지 않은 것에 대해서 나타냈지만, 편광판(59)과 λ/4판(58) 사이, 및 편광판(67)과 λ/4판(66) 사이에 λ/2판을 각각 삽입하도록 해도 된다.
λ/2판도 a플레이트의 일종이며, 위상차가 약 λ/2의 광학 필름이다. 편광판, λ/2판 및 λ/4판의 3장을 조합하면, 광대역의 원편광판으로 된다.
λ/2판은 편광판을 투과한 직선편광의 편광 방향을, 편광판 투과축과 λ/2판 지상축이 이루는 각의 2배 각도만큼 회전시키는 기능을 갖는다.
λ/2판을 투과한 직선편광은, 상기 실시예 3의 경우와 마찬가지로, λ/4판에 의해서 원편광으로 된다. λ/2판을 추가함으로써, 보다 넓은 파장 영역에서 원편광판의 기능을 갖게 할 수 있다.
도 14는 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름 수단의 상세를 나타내는 설명도이다.
도 15는 도 9의 액정 패널(11)에 있어서의 원편광판의 반사 스펙트럼을 나타내는 설명도로서, 도면 중, 굵은 선은 알루미늄 금속막을 증착한 유리 기판 상에, 이 실시예 3의 TFT 기판(51) 쪽의 광학 필름을 부착한 경우의 반사 스펙트럼이다.
반사율은 필름이 없는 알루미늄 부착 유리 기판의 반사율을 기준으로 하여, 편광판 단체의 경우의 반사율(도면 중, 가는 선)과 비교해서, 광대역에서 반사율이 낮게 억제되어 있다.
또한, 도 9의 액정 패널의 TFT 기판(51) 쪽이 관찰자 B측으로 되도록 배치하면, 관찰자 A를 향한 제 1 화상이 관찰자 B를 향한 제 2 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다.
또한, 관찰자 B를 향한 제 2 화상이 관찰자 A를 향한 제 1 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다. 이에 따라, 양쪽 관찰자에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
액정 패널(11)의 TFT 기판(51)의 바깥쪽에 원편광판(56)을 배치하고 있기 때문에, TFT 기판(51) 쪽에 배치된 관찰자 A를 향한 프론트 라이트로부터의 광이, TFT 기판(51) 상의 신호 배선(53)에서 반사하는 현상이 억제되어, TFT 기판(51) 쪽의 관찰자 B에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
(실시예 5)
상기 실시예 3, 4에서는, 액정 패널(11)을 구성하는 액정층(69)의 배향이 벤드 배향인 것에 대해서 나타냈지만, 액정층(69)의 배향이 벤드 배향에 유사한 배향이더라도 무방하다.
예컨대, 약 180°의 트위스트 배향에 전압을 인가하면, 트위스트 배향의 혼합한 벤드 배향을 얻을 수 있지만, 이 경우에도 고속 응답 특성을 실현할 수 있다.
액정 패널(11)에 배치하는 광학 필름의 구성은 상기 실시예 3, 4의 구성에 한정되지 않는다.
예컨대, 상기 실시예 3에 있어서의 TFT 기판(51) 쪽의 광학 필름으로서, λ/4판(58)과 c플레이트(57) 대신에, 면내 위상차와 두께 방향 위상차의 양쪽을 갖는 2축 필름을 이용해도 된다. 또한, a플레이트와 2축 필름, 2축 필름과 c플레이트, 또는, 복수의 2축 필름 등을 이용해도 된다.
마찬가지로 CF 기판(61) 쪽의 광학 필름으로서, λ/4판(66)과 c플레이트(65), 또는, c플레이트(65)와 a플레이트(64) 대신에, 2축 필름을 이용한 조합으로 해도 된다.
상기 실시예 4에서도, 상기 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 2축 필름을 이용한 조합으로 해도 된다.
편광판의 표면은 프론트 라이트로부터 조사되는 광의 반사를 억제하기 위해서, CF 기판(61) 및 TFT 기판(51)이 반사 방지 처리가 이루어져 있는 것이 바람직하다.
(실시예 6)
상기 실시예 3, 4에서는, 액정 패널(11)을 구성하는 액정층(69)의 배향이 벤드 배향인 것에 대해서 나타냈지만, 액정 패널(11)을 구성하는 액정층의 배향이 대략 평행이더라도 무방하다.
도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널(11)을 나타내는 단면도로서, 도면에 있어서, 도 9와 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내기 때문에 설명을 생략한다.
도 16의 예에서는, c플레이트(57) 대신에 λ/4판(58)을 배치하고, λ/4판(58) 대신에 λ/2판(71)을 이용하여 원편향판(56)을 구성하고 있다.
또한, CF 기판(61) 상에 λ/4판(66), λ/2판(72) 및 편향판(67)을 배치하고 있다.
단, 도 16의 예에서는, CF 기판(61)과 TFT 기판(51) 사이에 일정한 간격을 유지하도록, 배향막(68)을 사이에 두고 액정 재료를 사이에 유지하여, 액정 분자를 상하 기판간에서 평행 배향하고 있다.
CF 기판(61)과 TFT 기판(51)의 바깥쪽에는 적층 필름을 부착하고 있다(도 17을 참조).
이 실시예 6에 있어서는, 오른쪽 방향을 0°, 반시계 방향을 플러스로 정의하고, CF 기판(61) 쪽에서 보았을 때의 각도로 표기하고 있다.
편광판은 투과축, λ/2판 및 λ/4판은 지상축의 방향을 이용하여 표시하고 있다.
이 실시예 6에서는, λ/2판 및 λ/4판은 통상의 1축 연신 필름을 이용하고 있지만, 정면으로부터의 복굴절값이 소정의 값을 갖는 것이면 이용할 수 있고, 또한 두께 방향으로 광학 특성이 변화되는 하이브리드 필름(예를 들면, NR 필름)을 이용한 경우, 시야각 특성을 확대하는 것도 가능하여, 액정 표시 장치의 용도에 따라 여러 가지의 보상 필름(retardation film)을 이용할 수 있다.
이 실시예 6에서 이용하는 액정 재료의 특성은 굴절률 이방성 Δn이 0.15(589㎚, 25℃), 유전율 이방성 Δε이 7.6, 액정층의 두께(패널 갭)가 3㎛, 액정층(69)의 복굴절값이 450㎚이다.
다음에, 고속 응답을 얻음에 있어서, 도 16의 액정 패널(11)의 특유의 동작에 대해서 설명한다.
도 16의 액정 패널에 있어서의 화소 전극(55)과 대향 전극(63) 사이에 전압을 인가하면, 도 18에 나타내는 바와 같이 투과율이 변화된다.
이 상태에서, 백표시를 약 1.9V, 흑표시를 약 4.5V로 하면, 액정 분자의 전압 인가에 의한 배향 변화의 중간 상태만을 이용하여, 백 및 흑의 표시를 행하는 것이 가능하고, 액정의 응답량(액정 배향의 전압에 의해 변화되는 각도)을 작게 할 수 있으므로, 고속으로 응답시킬 수 있다.
이 실시예 6에서는, 백으로부터 흑으로의 변화는 약 1㎳, 흑으로부터 백으로의 변화는 약 8㎳이며, 통상의 TN 모드 등과 비교해서, 수배 빠르게 응답할 수 있다.
액정층(69)의 복굴절값이 350㎚~550㎚의 범위 내이면, 도 2의 액정 패널(11) 을 이용하는 경우에 얻어지는 양호한 표시 품위를 얻을 수 있다.
액정층(69)의 복굴절값이 350㎚ 미만인 경우, 액정의 응답량을 적게 하는 것에 따른 고속 응답의 표시를 얻을 수 없다.
또한, 액정층(69)의 복굴절값이 550㎚를 초과하는 경우에는, 표시가 노랗게 착색하여 표시 품위가 현저히 저하한다.
따라서, 양호한 표시 품위를 얻기 위해서는, 액정층(69)의 복굴절값이 350㎚~550㎚의 범위 내인 것이 요구된다.
또한, 동시에 액정 재료의 굴절률 이방성이 0.1~0.2의 범위 내인 것이 요구된다.
액정 재료의 굴절률 이방성이 0.1 미만인 경우, 전압 인가에 의해 표시에 필요한 액정층(69)의 복굴절 변화를 얻기 위해서는 큰 배향 변화가 필요하게 되어, 고속 응답을 얻을 수 없다.
한편, 액정 재료의 굴절률 이방성이 0.2를 초과하는 경우에는, 전압 인가 의해 액정층의 복굴절값이 지나치게 급격하게 변화되기 때문에, 액정 패널(11)의 개체차에 따른 인가 전압의 격차에 의해, 흑표시 전압 등을 인가했을 때의 액정층(69)의 복굴절값이 변화되어, 안정하고 재현성이 양호한 표시를 얻을 수 없다.
따라서, 액정 재료의 굴절률 이방성은 0.1~0.2의 범위 내인 것이 요구된다.
이 실시예 6에서는, TFT 기판(51) 쪽으로부터 입사된 광은 편광판(59) 등을 투과하여 TFT 기판(51)에 도달하여, 대부분의 광은 그대로 액정층(69)에 입사되지만, 일부의 광은 TFT 기판(51) 상에 배치된 신호 배선(53) 등의 금속막에 의해 반 사되고, 다시, 편광판(59) 등을 투과하여 액정 패널(11)의 하측으로 출사된다.
액정 패널(11)을 TFT 기판(51) 쪽에서도 관찰하는 액정 표시 장치의 경우, 이 반사광은 표시 품위를 저하시키므로 그 저감이 요구된다.
TFT 기판(51)의 바깥쪽에 편광판(59)만을 이용한 경우, 신호 배선(53) 등의 부분에서의 반사율은 약 30%이다.
이 실시예 6에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 신호 배선(53)에 의한 반사율을 약 10%까지 저감할 수 있다.
또한, 도 16의 액정 패널의 TFT 기판(51) 쪽이 관찰자 B측으로 되도록 배치하면, 관찰자 A를 향한 제 1 화상이 관찰자 B를 향한 제 2 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다.
또한, 관찰자 B를 향한 제 2 화상이 관찰자 A를 향한 제 1 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다. 이에 따라, 양쪽 관찰자에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
액정 패널(11)의 TFT 기판(51)의 바깥쪽에 원편광판(56)을 배치하고 있기 때문에, TFT 기판(51) 쪽에 배치된 관찰자 A를 향한 프론트 라이트로부터의 광이, TFT 기판(51) 상의 신호 배선(53)에서 반사하는 현상이 억제되어, TFT 기판(51) 쪽의 관찰자 B에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
또한, 액정 패널(11) 내의 액정 배향을 평행 배향으로 하고, 액정 재료의 굴절률 이방성을 0.1~0.2의 범위 내로 하며, 또한, 그 복굴절값을 350㎚~550㎚의 범위 내로 함으로써, 전압 인가에 의한 백표시 및 흑표시를 얻을 때의 액정 분자의 움직임을 적게 할 수 있어, 수 밀리초 오더의 응답 특성을 실현할 수 있다.
(실시예 7)
상기 실시예 6에서는, 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름의 수단이 도 17의 기재 내용인 것에 대해서 나타냈지만, 액정 패널(11)에 있어서의 광학 필름의 수단이 도 20의 기재 내용인 것이더라도 무방하다.
이 실시예 7에서는, λ/2판 및 λ/4판은 통상의 1축 연신 필름을 이용하지만, 정면으로부터의 복굴절값이 소정의 값을 갖는 것이면 이용할 수 있고, 또한 두께 방향으로 광학 특성이 변화되는 하이브리드 필름(예를 들면, NR 필름)을 이용하는 경우, 시야각 특성을 확대한 것도 가능하며, 액정 표시 장치의 용도에 따라 여러 가지의 보상 필름을 이용할 수 있다.
이 실시예 7에서 이용하는 액정 재료의 특성은 굴절률 이방성 Δn이 0.155(589㎚, 25℃), 유전율 이방성 Δε이 7.9, 액정층의 두께(패널 갭)가 3㎛, 액정층의 복굴절값이 465㎚이다.
이 실시예 7에서는, 백표시를 약 1.7V, 흑표시를 약 4V로 하여 표시를 행하고 있다.
이 실시예 7에서는, 백으로부터 흑으로의 변화는 약 1㎳, 흑으로부터 백으로의 변화는 약 7㎳이며, 통상의 TN 모드 등과 비교해서, 수배 빠르게 응답할 수 있다.
이 실시예 7에서는, TFT 기판(51) 쪽으로부터 입사된 광은 편광판(59) 등을 투과하여 TFT 기판(51)에 도달하여, 대부분의 광은 그대로 액정층(69)에 입사되지만, 일부의 광은 TFT 기판(51) 상에 배치된 신호 배선(53) 등의 금속막에 의해 반사되고, 다시, 편광판(59) 등을 투과하여 액정 패널(11)의 하측으로 출사된다.
액정 패널(11)을 TFT 기판(51) 쪽에서도 관찰하는 액정 표시 장치의 경우, 이 반사광은 표시 품위를 저하시키므로 그 저감이 요구된다.
TFT 기판(51)의 바깥쪽에 편광판(59)만을 이용한 경우, 신호 배선(53) 등의 부분에서의 반사율은 약 30%이다.
이 실시예 7에서는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 신호 배선(53)에 의한 반사율을 약 10%까지 저감할 수 있다.
또한, 도 16의 액정 패널의 TFT 기판(51) 쪽이 관찰자 B측으로 되도록 배치하면, 관찰자 A를 향한 제 1 화상이 관찰자 B를 향한 제 2 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다.
또한, 관찰자 B를 향한 제 2 화상이 관찰자 A를 향한 제 1 화상에 혼입하는 현상을 볼 수 없게 된다. 이에 따라, 양쪽 관찰자에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
액정 패널(11)의 TFT 기판(51)의 바깥쪽에 원편광판(56)을 배치하고 있기 때문에, TFT 기판(51) 쪽에 배치된 관찰자 A를 향한 프론트 라이트로부터의 광이, TFT 기판(51) 상의 신호 배선(53)에서 반사하는 현상이 억제되어, TFT 기판(51) 쪽의 관찰자 B에 대하여 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
(실시예 8)
상기 실시예 1~7에서는, 프론트 라이트(12, 13)로부터 방사되는 광의 방사 방향이 액정 패널(11)에 수직한 방향인 것에 대해서 나타냈지만, 도 22에 나타내는 바와 같이, 프론트 라이트(12, 13)로부터 방사되는 광의 방사 방향이 액정 패널(11)에 수직한 방향으로부터 기울어져 있으며, 또한, 프론트 라이트(12)로부터 방사되는 광의 방사 방향과 프론트 라이트(13)로부터 방사되는 광의 방사 방향이 어긋나 있도록 해도 된다.
프론트 라이트(12, 13)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 통상, 액정 패널(11)의 면에 대하여 대략 수직 방향으로 주된 광을 방사하는 것이 보통이다. 이는, 액정 패널(11)을 정면에서 본 경우에 가장 밝아지기 때문이다.
그러나, 도 22에 나타내는 바와 같이, 1장의 액정 패널(11)의 바깥과 안에 각각 투명한 프론트 라이트(12, 13)를 구비하고, 그 프론트 라이트(12, 13)를 점등하여 양쪽에 동시에 화상을 표시하는 경우, 예를 들면, 바깥쪽에서 볼 때에, 가장 밝은 정면에서 보면, 동시에, 바깥쪽용 프론트 라이트의 방사광의 일부가 액정 패널(11)의 표면이나, 프론트 라이트의 이면으로부터 반사해 오기 때문에, 도 24에 나타내는 바와 같이, 가장 밝은 수직 방향의 계조가 저하해 버리는 일이 있다.
이 실시예 8은, 이러한 반사광에 의한 계조의 저하를 개선하기 위해서 이루어진 것으로서, 프론트 라이트(12, 13)의 방사광의 주된 방사 방향이 액정 패널(11)에 수직한 방향으로부터, 프론트 라이트(12, 13)의 광원의 반대 방향으로 5° 내지 10° 기울어져 있으며, 프론트 라이트(12)의 방사광의 주된 방사 방향과, 프론트 라이트(13)의 방사광의 주된 방사 방향이 10°내지 20° 어긋나 있다.
이에 따라, 액정 패널(11)을 통과해 오는 바깥쪽용 프론트 라이트의 방사광이 가장 밝은 방향으로 입사하는 불필요한 반사광(안쪽용 프론트 라이트로부터 방사되어 액정 패널(11)의 표면에 반사된 광)의 강도가 낮아지기 때문에, 가장 밝은 시인 각도로의 반사광에 의한 계조의 저하가 억제되어, 높은 계조로 밝고 선명한 표시가 가능하게 된다.
바깥쪽의 화질에 관해서도 마찬가지로서, 안쪽용 프론트 라이트의 방사광의 가장 밝은 방향으로 입사하는 불필요한 반사광(바깥쪽용 프론트 라이트로부터 방사되어 액정 패널(11)의 표면에 반사된 광)의 강도가 낮아지기 때문에, 가장 밝은 시인 각도로의 반사광에 의한 계조의 저하가 억제되어, 높은 계조로 밝고 선명한 표시가 가능하게 된다.
여기서, 프론트 라이트(12, 13)의 도광판의 액정 패널과 반대쪽으로 되는 면에는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 광원 쪽에 0~5°의 작은 각도, 반광원 쪽에 40~50°의 각도를 가지는 삼각형 형상의 반사 프리즘을 형성하도록 해도 된다.
이 반사 프리즘의 반광원 쪽의 각도를 대략 40~43°로 설정하면, 도광판의 면(액정 패널(11)의 면의 법선)에 대하여 반광원 쪽으로 10°~4° 기운 광이 방사된다. 47~50°로 하면, 동일하게 광원 쪽으로 10°~4° 기운 광이 방사된다. 단, 도광판의 프리즘면 쪽으로의 누설광이 많아, 효율은 저하한다.
도 25의 예에서는, 2장의 프론트 라이트(12, 13)의 방사광의 주된 방사 방향이, 액정 패널(11)에 수직한 방향으로부터 프론트 라이트(12, 13)의 광원의 반대 방향으로 8° 기울어져 있으며, 또한, 프론트 라이트(12)의 방사광의 주된 방사 방향과, 프론트 라이트(13)의 방사광의 주된 방사 방향이 16° 어긋나 있다.
이 결과, 도 26에 나타내는 바와 같이, 밝은 8°에서 본 경우의 계조가, 수직 방향으로 주된 방사 방향이 있는 경우(파선을 참조)와 비교해서, 대폭 향상해 있다(실선을 참조).
액정 표시 장치를 휴대 전화에 탑재하는 경우에는, 열었을 때에 안쪽으로 되는 쪽의 주된 시인 방향은 위쪽으로 되는 경우가 많기 때문에, 접었을 때에 내측으로 되는 안쪽용 프론트 라이트는, 도광판의 반사 프리즘의 반광원 쪽의 각도를 대략 40~43°로 설정하여, 광원을 힌지 쪽에 배치하고, 또한, 접었을 때에 바깥쪽으로 되는 내측용 프론트 라이트는, 도광판의 반사 프리즘의 반광원 쪽의 각도를 대략 40~43°로 설정하여, 광원을 힌지와 반대쪽에 배치하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 2개의 표시면을 갖는 액정 패널을, 예를 들면, 휴대 전화기, 휴대 전자 수첩(PDA)이나 손목 시계 등의 정보 기기에 탑재함에 있어서, 한쪽 표시면에 표시되어 있는 화상과 상이한 화상을 다른쪽 표시면에 표시할 필요가 있는 것 등에 적합하다.

Claims (13)

  1. 2개의 표시면을 갖는 액정 패널과, 상기 액정 패널의 한쪽 표시면 측에 배치된 제 1 프론트 라이트(front light)와, 상기 액정 패널의 다른쪽 표시면 측에 배치된 제 2 프론트 라이트와, 상기 액정 패널의 화소를 구동하여, 상기 액정 패널에 화상을 표시하는 화소 구동 회로를 구비한 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는 상기 액정 패널에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 상기 화소 구동 회로에 의해 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 1 프론트 라이트가 점등하고, 상기 화소 구동 회로에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 2 프론트 라이트가 점등하며,
    상기 액정 패널을 구성하는 TFT 기판의 바깥쪽에 원편향판이 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 2개의 표시면을 갖는 액정 패널과, 상기 액정 패널의 한쪽 표시면 측에 배치된 제 1 프론트 라이트와, 상기 액정 패널의 다른쪽 표시면 측에 배치된 제 2 프론트 라이트와, 상기 액정 패널의 화소를 구동하여, 상기 액정 패널에 화상을 표시하는 화소 구동 회로를 구비한 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는 상기 액정 패널에 제 1 화상과 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 상기 화소 구동 회로에 의해 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 1 프론트 라이트가 점등하고, 상기 화소 구동 회로에 의해 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 2 프론트 라이트가 점등하며,
    상기 제 1 및 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은 상기 액정 패널에 수직한 방향으로부터 기울어져 있으며, 또한, 상기 제 1 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향과 상기 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은 어긋나 있는
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 구동 회로가 상기 액정 패널에 제 1 화상 또는 제 2 화상을 표시할 때, 그 액정 패널에 있어서의 복수의 게이트 라인에 대하여, 그 액정 패널에 표시하는 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고, 그 화상 데이터가 모든 게이트 라인에 인가되고 나서 상기 제 1 또는 제 2 프론트 라이트가 점등하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프론트 라이트가 복수의 광원을 구비하고 있는 경우, 상기 화소 구동 회로는 상기 액정 패널에 제 1 화상 또는 제 2 화상을 표시할 때, 그 액정 패널에 있어서의 복수의 게이트 라인에 대하여, 그 액정 패널에 표시하는 화상의 화상 데이터를 순서대로 인가하고, 앞서 화상 데이터가 인가되고 있는 게이트 라인에 대응하는 광원부터 순서대로 점등하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널은 복수의 화소를 갖는 액정 셀과, 상기 액정 셀을 사이에 유지하는 1쌍의 투명 유리 기판과, 상기 1쌍의 투명 유리 기판의 바깥쪽에 배치된 1쌍의 편광판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널을 구성하는 액정층의 배향은 벤드 배향(a bend alignment)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널을 구성하는 액정층의 배향은 평행한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정층의 재료의 굴절률 이방성은 0.1~0.2의 범위 내이며, 또한, 상기 액정층의 복굴절값은 350~550㎚의 범위 내인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은, 상기 액정 패널에 수직한 방향으로부터 상하 방향으로 5° 내지 10° 기울어져 있으며, 또한, 상기 제 1 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향과 상기 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은 10° 내지 20° 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은, 상기 액정 패널에 수직한 방향으로부터, 상기 제 1 및 제 2 프론트 라이트의 광원의 반대 방향으로 5° 내지 10° 기울어져 있으며, 또한, 상기 제 1 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향과 상기 제 2 프론트 라이트로부터 방사되는 광의 방사 방향은 10° 내지 20° 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 2개의 표시면을 갖는 액정 패널의 한쪽 표시면 측에 제 1 프론트 라이트가 배치되고, 또한, 상기 액정 패널의 다른쪽 표시면 측에 제 2 프론트 라이트가 배치되며, 상기 액정 패널의 화소를 구동하여, 상기 액정 패널에 화상을 표시하는 화소 구동 회로를 갖는 액정 표시 장치와, 상기 액정 패널에 표시하는 화상의 화상 데이터를 상기 화소 구동 회로에 출력하는 화상 제어기를 구비한 정보 기기에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는 상기 화상 제어기로부터 제 1 화상과 제 2 화상의 화상 데이터를 받으면, 상기 액정 패널에 상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상을 교대로 표시하는 한편, 상기 화소 구동 회로에 의해 상기 제 1 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 1 프론트 라이트가 점등하고, 상기 화소 구동 회로에 의해 상기 제 2 화상이 표시되고 있는 동안에 상기 제 2 프론트 라이트가 점등하며,
    상기 액정 패널을 구성하는 TFT 기판의 바깥쪽에 원편향판이 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 정보 기기.
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