JP4551365B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、より詳しくは、主視野角が相互に異なるデュアル映像表示が可能な液晶表示装置に関する。

一般的な液晶表示装置は、電界を形成する電極が形成された２つの基板を所定間隔離隔されるように合着して、前記両基板間に光学的異方性と分極性質を有する液晶層が介された状態で構成される。液晶は、構造が細くて長いために、液晶分子の配列に方向性を有しており、任意に液晶に電界を印加すると、液晶分子の配列方向が制御できる。

従って、液晶に印加される電界の強度を制御し、液晶分子の配列方向による光透過率を調節して、望む映像を表示する。薄膜トランジスタと薄膜トランジスタに連結された画素電極が行列方式に配列された液晶表示装置が解像度及び動映像の具現能力に優れていて、一般的に使用される。

図１は、一般的な液晶表示装置の一部を示した分解斜視図であって、ツイストネマティック方式の液晶表示装置である。
図１に示したように、ツイストネマティック方式の液晶表示装置は、多数のゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬが交差して構成され、画素領域ＰＡが定義される。各画素にスイッチング素子である薄膜トランジスタＴと画素電極１１２を備えた第１基板１１０と、薄膜トランジスタ領域及び配線領域に対応する非表示領域に構成されたブラックマトリックス１２４と、特定の波長帯の光だけを透過させるカラーフィルタ層１２６と、共通電極１２２を備えた第２基板１２０と、第１基板１１０及び第２基板１２０間に介された液晶層１３０とで構成される。

ここで、画素電極１１２及び共通電極１２２は、インジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）のように、光の透過率が比較的に優れた透明導電性金属のうちから選択された１つで構成されて、カラーフィルタ層１２６は、通常、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーフィルタ１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃで構成される。

このような液晶表示装置は、画素電極１１２と共通電極１２２間の液晶層１３０が薄膜トランジスタＴのターン−オン駆動によって画素電極１１２に印加された映像信号によって配列され、液晶層１３０の配列によって透過される光の量を調節して、望む映像を表示する。

また、前記ツイストネマティック方式の液晶表示装置は第１基板１１０及び第２基板１２０に各々構成された画素電極１１２及び共通電極１２２によって形成された垂直電界により液晶を駆動する方式であって、透過率と開口率等の特性が優れている。一方、初期に、上下９０°にツイストされた水平的配列状態の液晶に電圧を印加すると、９０°にツイストされた液晶分子は、電場の方向に再配列して、液晶分子の極値は、大体、９０°になる。従って、視野角によるコントラスト比と輝度の変化が激しくて、広視野角の実現が困難な短所がある。

このような短所を改善するために、多様な概念が提案されて、代表的な例として、平行な電場を利用して液晶を制御する横電界方式ＩＰＳと、横電界方式の開口率及び透過率を改善するために提案されたフリンジフィールドスイッチング(Fringe Field Switching：ＦＦＳ)方式と、液晶分子の長軸方向を基板面に垂直に配向する垂直配向(Vertical Alignment：ＶＡ)方式等がある。

図２Ａは、横電界方式の液晶表示装置、図２Ｂは、ＦＦＳ方式の液晶表示装置、図２Ｃは、垂直配向方式の液晶表示装置を説明するための図である。
図２Ａに示したように、横電界方式の液晶表示装置は、所定間隔離隔して向き合う第１基板２１０と第２基板２２０間に、液晶層２３０が介されており、第１基板２１０上に、画素電極２１２及び共通電極２２２を備えて、画素電極２１２及び共通電極２２２間に形成される横電界２００で液晶分子の配列方向を制御する。

このような横電界方式は、見る方向によって液晶分子の屈折率の変化が小さいので、視野角が改善される一方、開口率が減少して、輝度の特性が良くない短所がある。前記のような短所を改善するために、ＦＦＳ方式が提案された。

図２Ｂに示したように、ＦＦＳ方式の液晶表示装置は、液晶層２３０を間に、対向する第１基板２１０と第２基板２２０を備えて、第１基板２１０上に、プレート状の共通電極２２２が画素領域に対応して構成されて、多数の棒状の画素電極２１２が相互に平行に所定間隔離隔され、共通電極２２２と絶縁体２１４が介された状態で重なるように配置された構造である。このような構造によって、数オングストローム（Å）間隔を置いて横電界２００が構成されるので、横電界２００が強力であって、電極上部の液晶分子まで、横電界２００によって配列することができる。このことによって、開口率及び透過率が改善される。また、ＦＦＳ方式の液晶表示装置は、共通電極２２２をプレート状ではなく、棒状に形成することもあって、この場合、画素電極２１２と共通電極２２２の間隔を非常に近く構成する。

垂直配向方式は、初期の液晶分子を第１基板２１０及び第２基板２２０面に対して垂直な方向に配向して構成する方式である。
図２Ｃに示したように、各画素を多数のドメインに分離して、各ドメインの主視野角方向を異にして、視野角の特性を向上させるマルチドメイン垂直配向方式が一般的である。マルチドメインは、共通電極２２２に構成されたスリットまたは、突起等によって変化させられる電場を利用して形成できる。

前述した横電界方式、ＦＦＳ方式、(マルチドメイン)垂直配向方式は、広視野角を改善して、相互に異なる角度で同一な良質の映像が見られるように構成されており、これは、多様な角度に位置した多数の使用者が同一な映像を見ようとする場合に大変効果的である。

一方、異なる角度に位置した各使用者が、相互に異なる映像を見ようとする場合、例えば、車の中央に設けられた表示装置から運転者は、道案内サービスを必要として、同乗者は、映画やＴＶ放送等を必要とする場合は、別々の要求を満たすために、個別の表示装置を備えることによって解決できるが、これは、空間及び費用が増大される問題がある。

本発明は、主視野角が相互に異なるデュアル映像が同時に表示できる液晶表示装置を提案する。

前述したような目的のために、本発明による液晶表示装置は、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタが形成された第１基板と；前記薄膜トランジスタに連結される画素電極と；前記第１基板と向かい合って、ブラックマトリックス、カラーフィルタ層が形成された第２基板と；前記第１基板及び第２基板間に介された第１液晶層で構成されるメインセルと；多数の第１電極が形成された第３基板と；前記第３基板と向かい合って、第２電極が形成された第４基板と；前記第３基板及び第４基板間に介された第２液晶層で構成されて、前記メインセルの上部に配置されるスイッチングセルとを含む。

また、前記メインセルの下部に構成される第１偏光板と、前記メインセルとスイッチングセル間に構成される第２偏光板と、前記スイッチングセルの上部に構成される第３偏光板をさらに含む。

前記第１偏光板と第２偏光板の透過軸方向は、相互に直交して、前記第２偏光板と前記第３偏光板の透過軸方向は、相互に平行であって、この時、前記第２液晶層の前記第３基板及び第４基板での初期の配列方向は、相互に９０°である。

前記第２液晶層の前記第３基板での初期の配列方向は、前記第２偏光板の透過軸方向と＋４５°になって、前記第２液晶層の前記第４基板での初期の配列方向は、前記第３偏光板の透過軸方向と−４５°になる。

前記メインセルは、横電界方式、ＦＦＳ方式、垂直配向方式のいずれかの１つであって、前記第１液晶層の前記第１基板及び第２基板での初期の配列方向は、前記第１偏光板及び第２偏光板の透過軸方向のいずれかと平行であって、前記第１液晶層の前記第１基板及び第２基板での初期の配列方向は、前記第１基板及び第２基板に垂直である。

前記メインセルは、前記第１基板及び第２基板のいずれかに形成される共通電極をさらに含み、前記多数の第１電極と第２電極は、ＩＴＯとＩＺＯのいずれかで構成されて、前記第２電極は、前記第４基板の全面を覆うプレート状と前記多数の第１電極に対応する棒状のいずれかである。

一方、前記メインセルは、第１映像及び第２映像を同時に表示して、前記ゲート配線は、前記データ配線と交差してサブ画素領域を定義し、隣接した３つのサブ画素領域が１つの画素領域を構成して、前記第１映像及び第２映像は、前記サブ画素領域単位または、前記画素領域単位で交互に表示される。

前記スイッチングセルは、透過領域と遮断領域を含み、前記透過領域にある前記多数の第１電極には、電圧が選択的に印加されて、前記第１映像及び第２映像の主視野角は、前記遮断領域の幅によって調節されたり、前記第１映像及び第２映像の主視野角は、前記第２液晶層の前記遮断領域での厚さによって調節されたり、前記多数の第１電極は、前記透過領域に選択的に形成されたりする。

前記カラーフィルタ層は、順に配置される第１、第２、第３カラーフィルタを含むなどして、順に配置される第１、第２、第３カラーフィルタ組を含む。

一方、本発明による液晶表示装置の駆動方法は、メインセルを通じて第１映像及び第２映像を同時に表示する段階と；前記第１映像及び第２映像が相互に異なる主視野角を有するように前記メインセルの上部のスイッチングセルに交互に配置される透過領域と遮断領域を形成する段階を含む。

また、本発明による液晶表示装置の駆動方法は、前記透過領域の多数の第１電極に電圧を印加する段階をさらに含む。

前記メインセルは、サブ画素領域を含み、隣接した３つのサブ画素領域は、１つの画素領域を構成して、前記第１映像及び第２映像は、前記サブ画素領域単位、または、画素領域単位で交互に表示される。

前記遮断領域の幅は、前記透過領域の幅と同じか、または小さく、前記第１映像及び第２映像の主視野角は、前記遮断領域の幅によって調節されるなどして、前記スイッチングセルのセルギャップによって調節される。

以下、添付された図面を参照して、本発明による実施例を詳しく説明する。

本発明による液晶表示装置は、メインセルと視野角を制御するスイッチングセルで構成し、スイッチングセルに形成される透過領域及び遮断領域のパターンによって視野角を制御することによって、主視野角が各々第１方向と第２方向に相互に異なるデュアル映像が表示できる。

図３Ａは、本発明による液晶表示装置の概略的な断面図であって、図３Ｂは、メインセルのアレイ部を説明するための単位画素の平面図である。

図３Ａに示したように、本発明による液晶表示装置は、大きくは、第１映像及び第２映像を同時に表示するメインセル３１０と、視野角を制御する第１映像及び第２映像の主視野角を調節するスイッチングセル３５０に区分される。

メインセル３１０は、所定間隔離隔して合着された第１基板３１２及び第２基板３１４と、前記両基板間に介された第１液晶層３２０で構成されて、前記第１基板３１２には、画素を駆動するためのアレイ部３１６が構成される。

図３Ｂに示したように、交差される方向に構成されたゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬによって画素領域Ｐが定義され、ゲート配線ＧＬと一定間隔離隔するように共通配線３８０が構成されて、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差地点には、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴが構成される。また、画素領域ＰＡにデータ配線ＤＬと平行な方向に共通配線３８０から分岐された多数の共通電極３８２が構成され、薄膜トランジスタＴに連結される引出配線３７０から分岐された多数の画素電極３７２が共通電極３８０間の離隔区間に共通電極３８２と交互に構成される。この時、画素電極３７２と共通電極３８０は、曲がった形態に構成するなどして、画素電極３７２と共通電極３８０の離隔区間は、横電界が形成され液晶を駆動する領域であって、実質的に開口領域に当たる。

第２基板３１４には、非表示領域に構成され、透過される光を遮断するブラックマトリックス３２４と、第１、第２、第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃを備えて、特定の波長帯の光だけを透過させるカラーフィルタ層３１８が構成されており、第１ないし第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃは、通常、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂで構成され、各カラーフィルタは、単位画素に対応する。この時、第１ないし第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃは、順に配列されたり、第１ないし第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃが各々２ずつ順に配列されたりする。すなわち、第１、第２、第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃ順に順次的に配列されたり、第１、第１、第２、第２、第３、第３カラーフィルタ３１８ａ、３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｂ、３１８ｃ、３１８ｃ順に順次的に配列されたりする。この時、後者の配列は、第１、第２、第３カラーフィルタ組の順次的配列で説明できる。また、カラーフィルタ層３１８は、透明部(または、白色部)をさらに含みながら構成されることもある。

このようなメインセル３１０で同時に第１映像及び第２映像を表示する場合は、前記両映像のデータを一方向に交互に構成して表示する。より詳しくは、第１映像及び第２映像のデータをサブ画素ＳＰ単位で交互に構成して表示したり、画素Ｐ単位で交互に構成して両映像を同時に表示したりする。ここで、画素Ｐは、第１ないし第３サブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３グループで定義される。

一方、前述した構成は、横電界方式のメインセル３１０の場合であって、メインセル３１０の構成において、前述した横電界方式以外にＦＦＳ方式、垂直配向方式等の広視野角の特性が優れた方式のうちから選択された１つで構成できる。

スイッチングセル３５０は、所定間隔離隔して合着された第３基板３５２及び第４基板３５４と、前記両基板間に介された第２液晶層３６０で構成されて、メインセル３１０の上部に構成される。前記第３基板３５２には、多数の第１電極３５６が一定間隔離隔して構成されて、図示してはないが、多数の第１電極３５６に選択的に電圧を印加するための配線が構成されており、前記第４基板３５４には、基板全面を覆うプレート状の第２電極３５８が構成される。

この時、第１電極３５６及び第２電極３５８は、ＩＴＯとＩＺＯ等の透明導電性金属のうちから選択された１つで構成されて、第１電極３５６の数及び大きさは、使用目的及び特性によって多様に変更して構成できる。また、第２電極３５８を基板全面を覆うプレート状ではない、第１電極３５６と対応する棒状の多数の第２電極３５８として構成することもできる。

前述した構成は、ＦＦＳ方式のスイッチングセル３５０の場合であって、スイッチングセル３５０の構成において、前述したＦＦＳ方式以外に垂直電界が可能なＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)方式によっても構成できる。

一方、本発明による液晶表示装置は、第１、第２、第３偏光板３３２、３３４、３３６をさらに含み、第１偏光板３３２は、メインセル３１０の下部に構成され、第２偏光板３３２は、メインセル３１０とスイッチングセル３５０間に構成されて、第３偏光板３３６は、スイッチングセル３５０の上部に構成される。

図４Ａ及び図４Ｂは、各々メインセル及びスイッチングセルの上部及び下部に構成された偏光板と液晶の初期の配列方向を説明するための図であって、メインセルの上部偏光板とスイッチングセルの下部偏光板は、同一の偏光板である。以下の説明では、方向は、ｘ軸がゲート配線ＧＬに平行なｘｙ直交座標で陽(positive)のｘから半時計方向への角度で定義される。

図４Ａに示したように、メインセル３１０の下部に構成される第１偏光板３３２とメインセル３１０の上部に構成される第２偏光板３３４の透過軸方向は、各々０°と９０°で相互に直交して、第１液晶層３２０の第１基板３１２及び第２基板３１４での初期の配列方向は、各々９０°と２７０°である。一方、図示してはないが、メインセル３１０を垂直電界方式で構成する場合は、液晶の初期の配列方向は、垂直方向に構成する。

図４Ｂに示したように、スイッチングセル３５０の下部に構成される第２偏光板３３４とスイッチングセル３５０の上部に構成される第３偏光板３３６の透過軸方向は、９０°で相互に平行であって、第２液晶層３６０の第３基板３５２及び第４基板３５４での初期の配列方向は、各々４５°と１３５°で、第２偏光板３３４及び第４偏光板３３６の透過軸と４５°の角度を有するように構成され、前記第３基板３５２及び第４基板３５４面で、相互に９０°ツイストされた形態である。すなわち、スイッチングセル３５０は、ツイストネマティック方式のうち、ノーマリブラックモードで構成されて、透過される光を遮断してブラック画面を表示する初期の特性を有する。

本発明による液晶表示装置の動作は、メインセル３１０が同時に第１映像及び第２映像を表示して、スイッチングセル３５０に構成された多数の第１電極３５６に選択的に電圧を印加し液晶を駆動することによって、視野角を制御して第１映像及び第２映像の主視野角を調節する。

図３Ｂに示したように、第１映像及び第２映像を表示するメインセル３１０の概略的な動作を説明すると、ゲート配線ＧＬに順に薄膜トランジスタＴの駆動信号を印加して、これに同期して第１映像の１水平ライン分の映像データと、第２映像の１水平ライン分の映像データを交互に構成して、同時にデータ配線ＤＬに印加する。従って、駆動信号によって薄膜トランジスタＴがターン−オンされ、データ配線ＤＬの映像データが画素電極３７２に印加されると、画素電極３７２と共通電極３８２間に電界が生成され液晶分子の配列方向を調節し、液晶分子の配列方向によって光透過率が調節され第１映像及び第２映像を同時に表示する。

ここで、交互に構成され同時にデータ配線ＤＬに印加される第１映像及び第２映像のデータは、サブ画素ＳＰ単位で交互に構成したり、画素Ｐ単位で交互に構成したりしてデータ配線ＤＬに印加する。前述したように、画素Ｐは、第１ないし第３サブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３グループで定義され、第１ないし第３サブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーフィルタに順次対応する単位画素で定義できて、画素Ｐは、透明部をさらに含む形態Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗで構成されることもある。

従って、前記両映像のデータをサブ画素ＳＰ単位で交互に構成する場合は、奇数番目及び偶数番目の単位画素に、第１映像及び第２映像のデータが各々入力されて、画素Ｐ単位で交互に構成される場合は、第１映像及び第２映像のデータが３単位画素ずつ(または、多数の画素ずつ)交互に印加される。

スイッチングセル３５０は、多数の第１電極３５６に選択的に電圧を印加して、電圧の印加有無によって光を透過したり遮断して視野角を制御する。

図５Ａ及び図５Ｂの図面を参照して、第１電極３５６の電圧印加有無によるデュアル映像表示動作を説明する。
図５Ａ及び図５Ｂは、各々スイッチングセルの第１電極に電圧が印加されない場合と、電圧が印加される場合のスイッチングセルの動作を説明するための図である。

図５Ａに示したように、スイッチングセルの第１電極(図３Ａの３５６)に電圧が印加されない場合は、スイッチングセル３５０の下部及び上部に構成された第２偏光板３３４及び第３偏光板３３６の透過軸方向が平行であって、初期液晶の配列方向が４５°と１３５°にツイストされているために、光が透過できない。従って、メインセル３１０が表示する映像は、スイッチングセル３５０で遮断される。

図５Ｂに示したように、スイッチングセルの第１電極に電圧が印加される場合は、第２偏光板３３４及び第３偏光板３３６の透過軸方向が平行であって、第１電極に電圧が印加することによって、第１電極と第２電極(図３Ａの３５８)に電界が形成されて、液晶の配列方向が垂直に配列され、光を透過させる。従って、メインセル３１０が表示する映像は、スイッチングセル３５０を通過する。

このように、スイッチングセルの第１電極に電圧を印加すると、光を透過させて、第１電極に電圧を印加しないと、光が遮断される。従って、第１電極に選択的に電圧を印加すると、スイッチングセル３５０には、電圧が印加された第１電極領域に対応する透過領域と、これを除いた領域(電圧が印加されてない第１電極領域)に対応する遮断領域が構成される。

この時、連続されるｍ個ずつの第１電極を間に置いて、連続されるｎ個ずつの第１電極に電圧が印加されて、ｍとｎは、同じ数、または異なる。従って、透過領域と遮断領域各々は、一定な幅で交互に構成されて、遮断領域は、第１方向(または、第２方向)で第２映像(または、第１映像)を遮断するに十分な領域になるように構成する。

また、第１方向及び第２方向で、第２映像及び第１映像を遮断する領域は、セルギャップによって一定の厚さの遮断領域の対角線の幅になるので、遮断領域の幅を透過領域の幅より小さく、または同じく構成する。

図６Ａ及び図６Ｂは、第１映像及び第２映像の主視野角を説明するための図であって、図６Ａは、第１映像及び第２映像を画素領域単位で交互に構成した場合の断面図であり、図６Ｂは、第１映像及び第２映像をサブ画素領域単位で交互に構成した場合の断面図である。

図６Ａ及び図６Ｂに示したように、第１電極３５６に選択的に電圧を印加して、スイッチングセル３５０に透過領域４３０と遮断領域４４０が一定な幅で交互に構成され視野角を制御することによって、第１方向４１０では、第１映像ＩＭ１は、透過領域４３０に対応し、第２映像ＩＭ２は、遮断領域４４０に対応して、前記第１方向４１０では、第１映像ＩＭ１だけが表示される。

第２方向４２０では、第１映像ＩＭ１は、遮断領域４４０に対応し、第２映像ＩＭ２は、透過領域４３０に対応して、第２方向４２０では、第２映像ＩＭ２だけが表示される。すなわち、スイッチングセル３５０によって第１映像は、主視野角が第１方向４１０になり、第２映像は、主視野角が第２方向４２０になって、第１方向４１０及び第２方向４２０では、１つの映像だけが表示される。

第１映像ＩＭ１及び第２映像ＩＭ２の主視野角は、スイッチングセル３５０のパターンによって制御されて、詳しくは、透過領域４３０及び遮断領域４４０の幅とスイッチングセル３５０のセルギャップ等によって制御される。例えば、第１映像ＩＭ１及び第２映像ＩＭ２の主視野角は、透過領域４３０の幅が大きくなるほど、側面方向に角度が大きくなって、セルギャップが増加するほど側面から見る場合の遮断領域４４０の幅(対角線距離)が増加して正面方向に角度が小さくなる。また、第１映像ＩＭ１及び第２映像ＩＭ２に対する透過領域４３０の対応位置が一方向に偏ると、前記両映像の主視野角も一方向に多少偏る。

ここで、透過領域４３０及び遮断領域４４０の幅は、第１電極３５６の大きさと、電圧を印加する形態(ｍとｎの数)によって調節できて、第１電極３５６の大きさが小さいほど電圧を印加する方式だけで多様な主視野角の調節ができる長所がある。

一方、図示してはないが、スイッチングセルの第１電極３５６を構成するにおいて、前述したように、多数の第１電極３５６を形成して、多数の第１電極３５６に選択的に電圧を印加して、遮断領域４４０と透過領域４３０を交互に構成しないで透過領域４３０に対応する区間にだけ第１電極３５６を形成することによって、スイッチングセル３５０の構造及び駆動回路を簡略化して費用が節減される。

このように、透過領域４３０に対応する区間にだけ第１電極３５６を構成する場合は、多数の第１電極３５６に一律的に電圧を印加して第１電極３５６領域に対応する透過領域４３０と第１電極３５６領域を除いた領域に対応する遮断領域４４０が構成できて、透過領域４３０と遮断領域４４０を交互に構成することによって、第１映像ＩＭ１及び第２映像ＩＭ２の視野角を制限して、相互に異なる主視野角の第１映像ＩＭ１及び第２映像ＩＭ２を表示する。

前述したように、本発明による液晶表示装置は、第１方向及び第２方向の主視野角の第１映像及び第２映像が表示できて、スイッチングセルのパターン及びセルギャップを変更することによって、第１映像及び第２映像の主視野角が調節できる。

本発明は、前述した実施例に限られるのではなく、本発明の趣旨に反しない限度内で、多様に変更して実施できる。

一般的な液晶表示装置の一部を示した分解斜視図である。 横電界方式の液晶表示装置を説明するための図である。 ＦＦＳ方式の液晶表示装置を説明するための図である。 垂直配向方式の液晶表示装置を説明するための図である。 本発明による液晶表示装置の概略的な断面図である。 メインセルのアレイ部を説明するための単位画素の平面図である。 メインセル及びスイッチングセルの上部に構成された偏光板と液晶の初期の配列方向を説明するための図である。 メインセル及びスイッチングセルの下部に構成された偏光板と液晶の初期の配列方向を説明するための図である。 第１電極に電圧が印加されない場合を説明するための図である。 第１電極に電圧が印加される場合を説明するための図である。 第１映像及び第２映像を画素領域単位で交互に構成した場合の断面図である。 第１映像及び第２映像をサブ画素領域単位で交互に構成した場合の断面図である。

符号の説明

３１０：メインセル
３１２：第１基板
３１４：第２基板
３１６：アレイ部
３１８：カラーフィルタ層
３１８ａ：赤色のカラーフィルタ
３１８ｂ：緑色のカラーフィルタ
３１８ｃ：青色のカラーフィルタ
３２０：液晶層
３２４：ブラックマトリックス
３３２：第１偏光板
３３４：第２偏光板
３３６：第３偏光板
３５０：スイッチングセル
３５２：第３基板
３５４：第４基板
３５６：第１電極
３５８：第２電極
３６０：液晶層
ＳＰ１：第１サブ画素領域
ＳＰ２：第２サブ画素領域
ＳＰ３：第３サブ画素領域
Ｐ：画素領域

Claims (22)

1. ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、及び前記薄膜トランジスタに連結される画素電極が形成された第１基板と；
   前記第１基板と向かい合って、ブラックマトリックス、カラーフィルタ層が形成された第２基板と；
   前記第１基板及び第２基板間に介された第１液晶層で構成されるメインセルと；
   多数の第１電極が形成された第３基板と；
   前記第３基板と向かい合って、第２電極が形成された第４基板と；
   前記第３基板及び第４基板間に介された第２液晶層で構成されて、前記メインセルの上部に配置されるスイッチングセルとを含み、
   第１映像及び第２映像は前記メインセルに供給され、前記メインセルは前記第１映像及び第２映像を同時に表示し、
   前記スイッチングセルは、前記多数の第１電極に電圧を選択的に印加することによって、前記第１映像及び第２映像が相互に異なる主視野角を有するように交互に配置される透過領域と遮断領域を含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記メインセルの下部に構成される第１偏光板と、前記メインセルとスイッチングセル間に構成される第２偏光板と、前記スイッチングセルの上部に構成される第３偏光板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１偏光板と第２偏光板の透過軸方向は、相互に直交して、前記第２偏光板と前記第３偏光板の透過軸方向は、相互に平行であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２液晶層の前記第３基板及び第４基板での初期の配列方向は、相互に９０°であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２液晶層の前記第３基板での初期の配列方向は、前記第２偏光板の透過軸方向と＋４５°になって、前記第２液晶層の前記第４基板での初期の配列方向は、前記第３偏光板の透過軸方向と−４５°になることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記メインセルは、横電界方式、フリンジフィールドスイッチング方式、垂直配向方式のいずれかの１つであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１液晶層の前記第１基板及び第２基板での初期の配列方向は、前記第１偏光板及び第２偏光板の透過軸方向のいずれかと平行であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１液晶層の前記第１基板及び第２基板での初期の配列方向は、前記第１基板及び第２基板に垂直であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記メインセルは、前記第１基板及び第２基板のいずれかに形成される共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記多数の第１電極と第２電極は、インジウムスズオキサイドＩＴＯとインジウムジンクオキサイドＩＺＯのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２電極は、前記第４基板の全面を覆うプレート状と前記多数の第１電極に対応する棒状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記ゲート配線は、前記データ配線と交差してサブ画素領域を定義して、隣接した３つのサブ画素領域が１つの画素領域を構成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 前記第１映像及び第２映像は、前記サブ画素領域単位または、前記画素領域単位で交互に表示されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１映像及び第２映像の主視野角は、前記遮断領域の幅によって調節されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
15. 前記カラーフィルタ層は、順に配置される第１、第２、第３カラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
16. 前記カラーフィルタ層は、順に配置される第１、第２、第３カラーフィルタ組を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
17. 電圧が印加される前記複数の第１電極は前記透過領域に対応し、電圧が印加されない前記複数の第１電極は前記遮断領域に対応することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
18. ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、及び前記薄膜トランジスタに連結される画素電極が形成された第１基板と、前記第１基板と向かい合って、ブラックマトリックス及びカラーフィルタ層が形成された第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に介された第１液晶層で構成されるメインセルと、多数の第１電極が形成された第３基板と、前記第３基板と向かい合って、第２電極が形成された第４基板と、前記第３基板及び第４基板間に介された第２液晶層で構成されて、前記メインセルの上部に配置されるスイッチングセルとを含む液晶表示装置において、
    第１映像及び第２映像が前記メインセルに供給されて、前記メインセルを通じて前記第１映像及び第２映像を同時に表示する段階と；
    前記多数の第１電極に電圧を選択的に印加することによって、前記第１映像及び第２映像が相互に異なる主視野角を有するように前記メインセルの上部のスイッチングセルに交互に配置される透過領域と遮断領域を形成する段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
19. 前記透過領域の多数の第１電極に電圧を印加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
20. 前記メインセルは、サブ画素領域を含み、隣接した３つのサブ画素領域は、１つの画素領域を構成して、前記第１映像及び第２映像は、前記サブ画素領域単位、または、画素領域単位で交互に表示されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
21. 前記遮断領域の幅は、前記透過領域の幅と同じか、または小さいことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
22. 前記第１映像及び第２映像の主視野角は、前記遮断領域の幅によって調節されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の駆動方法。

Images