JP4670102B2 - デュアルモードディスプレー - Google Patents
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Description
ある技術は半透過型LCD(transflectiveLCD)を採用する。該半透過型LCDの該各画素(pixel)は反射部(reflective part)と透過部(transmissive part)を備え、該透過部と該反射部は同様にサブ画素(sub-pixel)を含む。該各画素はカラーフィルター(color filter)を備え、色彩を画素に与える。この他、該各サブ画素は水平或いは垂直に配置するため、LCDにおいて一色彩を表示するためには三個或いはさらに多くのサブ画素が必要である。
上記方法において、カラーフィルターは透過部と反射部の上に配置されるため、カラーフィルターを通過すると光は衰減し、反射モードはあいまいになり、しかも読み取りにくくなる。また、バックライト(backlight)は、透過モードにおいて高解析度の表示を行うためには多くの電力を必要とする。この他、水平或いは垂直配置のサブ画素を使用すると、解析度が低くなってしまう。さらにはLCD中においてすべての色彩を切り換えるには、パーツが高い周波数と高電力消費を必要とする。
上記のように目下、日光下で閲読可能な高解析度LCDを製造可能な技術が求められている。別に、低電力と低フレーム更新率(frame rate)のLCDの開発が必要である。本発明は上記要求を達成することができる。
本発明が解決しようとする次なる課題は、LCD照射に必要な電力を低下させることである。
本発明が解決しようとする次なる課題は、LCDのフレーム更新率(frame rate) を低下させることである。
本発明が解決しようとする次なる課題は、LCDを用い日光下で閲読可能なディスプレーを提供することである。
本発明は画素の透過部上だけにカラーフィルターを備えるLCD(液晶ディスプレー)を提供し、これにより周囲光線下において読み取ることができる。本発明の別種の形態はカラーフィルター製造過程において一般に用いられるブラックマトリックスマスク(black matrix mask)を省く。また、本発明は対角線画素(diagonalpixel)を提供し、LCDの色彩透過モード下でのLCDの解析度を向上させることができる。この他、本発明の別種の形態は光は二種の色彩間において切り換えることができ、第三種色彩(一般には緑色)は常に表示され、これによりLCDが混合フィールドシーケンシャル(hybrid field sequential)の方法を用いる時に必要なフレーム更新率を低下させる。本発明の別種の形態はバックライト(backlight)により色彩を発生し、これによりカラーフィルターを省く。本発明のさらに別種の形態は緑色光画素の上だけにカラーフィルターを使用し、これにより余分なマスクを使用しカラーフィルターアレーを製作する必要を省くことができる。
本発明の各種実施例はデュアルモード、単色反射モード、カラー透過モードにおいて作用可能な液晶ディスプレー(LCD)に関連する。当該技術分野の習熟者は最適実施例に行うことができる各種修正、及びここで述べる一般原則と特徴を理解可能であるはずで、よって本発明は提出する実施例に限定されるものではなく、記述する原則と特徴に基づいて最も広い範囲により定義されるものとする。
図1は、本発明実施例のLCDの画素100の横断面を示す図である。
該画素100は液晶材料104、画素電極106、共用電極108、反射部(reflectivepart)110、透過部(transmissive part)112、基板114と116、間隔物(スペーサー、spacer)118aと118b、第一偏光板(polarizer)120、及び第二偏光板122を含む。
本発明の実施例において、光源102或いは周囲光線124は該画素100を照射する。光源102は発光ダイオード(LEDs)バックライト、冷陰極灯管(Cold-Cathode FluorescentLamp, CCFL)バックライト、及びその類似のものとすることができるが、これに限定するものではない。
周囲光線124は日光或いはあらゆる外部の光源である。本発明の実施例において、液晶材料104は光学主動材料で、光源102或いは周囲光線124からの光の偏光軸を回転させることができる。
液晶材料104はTN型、電界制御複屈折型(Electrically Controlled Birefringence, ECB)、及びその類似のものである。本発明の実施例において、光の平面は画素電極106と共用電極108の間に加えられる電位差に基づき回転する。本発明の実施例において、画素電極106と共用電極108は酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide, ITO)を用いて製成する。この他、各画素は画素電極として提供され、共用電極108はLCD内のすべての画素により共用される。
画素100は光源102或いは周囲光線124により照射される。画素100を通過する光の強度は画素電極106と共用電極108の間の電位差により決定する。本発明の実施例において、画素電極106と共用電極108間に電位差が印加されない時には、液晶材料104は非指向(disoriented)状態にあり、第一偏光板120を通過する光は第二偏光板122により遮蔽される。画素電極106と共用電極108間に電位差が印加される時には、液晶材料104は指向(oriented)状態にある。液晶材料104の方向性により光は第二偏光板122を通過する。
画素100は外部光源がある状況下では単色反射モードを使用する。本発明の実施例において、周囲光線124は無色のカラーフィルター202dと液晶材料104を通過し、反射部110の上に入射する。無色のカラーフィルター202dは周囲光線124の衰減度(attenuation)及びパス差異(path difference)を、色彩透過モード下での衰減度及びパス差異と同様に維持する。画素100の反射部110は周囲光線124を基板116に反射する。本発明の実施例において、電位差(v)は反射部110及び共用電極108と電気的に結合する画素電極106に加えられる。液晶材料 104は電位差(v)に基づき指向される。このため、液晶材料 104の方向性は周囲光線124の平面を回転し。光は第二偏光板122を通過することができる。よって液晶材料 104の方向性の角度は画素100の輝度(brightness)を決定するため、画素100の発光強度に影響を及ぼす。
代わって、画素100は一般の黒色液晶を採用することもできる。この実施例においては、第一偏光板120と第二偏光板122の軸は相互に垂直である。画素電極106及び共用電極108は最大の閾値電圧を加えられ、画素100を照射する。
図4に示すように、基板116上において、カラーフィルター404a、404bと404cはそれぞれ透過部112a、112bと112cに対応し配置される。光源102は標準バックライト源である。光源102からの光402は照準導光(collimating light guide)或いはレンズを利用し照準を合わせることができる。本発明の実施例において、光源102からの光402は第一偏光板120を通過することができる。第一偏光板は光402の平面を特定平面にアラインメントする。本発明の実施例において、光402の平面は水平の方向にアラインメントされる。この他、第二偏光板122は垂直方向において偏光軸(axis of polarization)を備える。透過部112a-cは光402を伝送する。本発明の実施例において、各透過部112a-cは個別のスイッチング素子を備える。スイッチング素子は対応する透過部を通過する光402の強度を制御する。また、光402は透過部112a-cを伝送通過後、液晶材料104を透過する。透過部112a、112bと112cはそれぞれ画素電極106a-cを提供される。画素電極106a-cと共用電極108の間の電位差は液晶材料104の方向性を決定する。続いて、液晶材料104の方向性は該各カラーフィルター404a-cの上に入射する光402の強度を決定する。
この他、周囲光線があれば、カラー透過モード下でのカラー画素の発光強度(luminance)を増加させることができる。よって、各画素は発光強度と色度を兼ね備え、これはLCDの解析度を増加させることができる。よって、ある特定解析度が必要な画素数は公知のLCDに比べ低くなり、これによりLCDの電力消費を低下させることができる。別に、トランジスター-トランジスターロジック(TTL)を主とするインターフェースと公知のLCDが用いるインターフェースを比較すると、LCDの電力消費を低下させることができる。この他、タイミングコントローラーは画素数値と関連する信号を保存するため、LCDは最適化した自動更新を行うことができ、これにより電力消費を低下させることができる。本発明の異なる実施例において、より薄いカラーフィルターを採用することができ、彩度が低い色彩とさらに多くの光量を伝送することができる。よって、本発明の各種実施例は公知のLCDと比較すると、電力消費を減少させる目的を達成することができる。
上記の説明は最適実施例に過ぎず、これらは本発明を限定するものではない。本発明の精神と範疇内において、特許請求範囲の記述に基づき、当該技術分野の習熟者は本発明が各種修正、変化、改変、置換え、同等効果の方式が可能であることを理解できるはずである。
102 光源
104 液晶材料
106 画素電極
106a-c 画素電極
108 共用電極
110 反射部
112 透過部
112a-c 透過部
113a-c 透過部
114a-c 透過部
114 基板
116 基板
118a 間隔物
118b 間隔物
120 第一偏光板
122 第二偏光板
124 周囲光線
130 駆動回路
140 タイミングコントローラー
202d 無色のカラーフィルター
203 ブラックマトリックスマスク
402 光
404a カラーフィルター
404b カラーフィルター
404c カラーフィルター
502 光
504 緑色光カラーフィルター
506a 赤色光LED
506b 白色光LED
506c 青色光LED
508a 透明間隔物
508b 透明間隔物
602 光
602a 緑色光成分
602b 青色光成分
602c 赤色光成分
604 回折格子
Claims (13)
- このデュアルモードディスプレーは主に光源、第一偏光板、第二偏光板、第一基板と第
二基板、複数の画素を含み、
a. 前記光源は該デュアルモードディスプレーを照射し、
b. 前記第一偏光板は前記光源が第一平面に至る光の偏光の平面をアラインメントし、
c. 前記第二偏光板は前記光源が予め定義する第二平面に至る光の偏光の平面をアライン
メントし、
d. 前記第一基板と前記第二基板は前記第一偏光板と前記第二偏光板の間に挿入設置され
、
e. 前記複数の画素は前記第一基板に設置され、前記各画素は反射部と透過部を含み、前
記反射部は無色のカラーフィルターを備え、前記透過部の少なくとも一部分は一或いはさ
らに多くのカラーフィルターを含み、
前記反射部は前記各画素の相対角を占めることを特徴とするデュアルモードディスプレ
ー。 - 前記透過部は前記各画素の中心を占めることを特徴とする請求項1記載のデュアルモー
ドディスプレー。 - 該デュアルモードディスプレーにおいて、色彩のスペクトラムは前記光源の光により回
折或いはマイクロ光学薄膜を利用し発生することを特徴とする請求項1記載のデュアルモ
ードディスプレー。 - 前記透過部は斜め対角に配置されることを特徴とする請求項1記載のデュアルモードデ
ィスプレー。 - 前記一或いはさらに多くのカラーフィルターは異なる厚度であることを特徴とする請求
項1記載のデュアルモードディスプレー。
- 前記一或いはさらに多くのカラーフィルターは同じ厚度であることを特徴とする請求項
1記載のデュアルモードディスプレー。 - 該デュアルモードディスプレーは一或いはさらに多くの無色の間隔物を含み、該一或い
はさらに多くの無色の間隔物は前記反射部の上に設置されることを特徴とする請求項1記
載のデュアルモードディスプレー。 - 前記一或いはさらに多くの無色の間隔物は同じ厚度であることを特徴とする請求項7記
載のデュアルモードディスプレー。 - 前記一或いはさらに多くの無色の間隔物は異なる厚度であることを特徴とする請求項7
記載のデュアルモードディスプレー。 - 該デュアルモードディスプレーはさらに駆動回路を含み、画素数値を複数のスイッチン
グ素子に提供し、該各スイッチング素子は前記透過部を通過し伝送される光を決定するこ
とを特徴とする請求項1記載のデュアルモードディスプレー。 - 前記駆動回路はさらにトランジスター-トランジスターロジックインターフェースを含
むことを特徴とする請求項10記載のデュアルモードディスプレー。 - 該デュアルモードディスプレーはさらにタイミングコントローラー回路を含み、該デュ
アルモードディスプレーの各画素数値を更新することを特徴とする請求項10記載のデュ
アルモードディスプレー。 - 該デュアルモードディスプレーはノートPCに使用されることを特徴とする請求項1記
載のデュアルモードディスプレー。
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