KR100550487B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

투과 모드의 표시와 반사 모드의 표시의 양 기능을 구비한 액정 표시 장치에서 각 표시 모드에서의 표시 품질을 개선하여 어느 표시 모드에서도 고품질의 표시 화면을 얻는다. 다수의 주사 신호선 GL 및 다수의 영상 신호선 DL에 각각 주사 신호와 영상 신호를 인가하는 주사 신호선 구동 회로(51) 및 영상 신호선 구동 회로(52)와, 주사 신호선 구동 회로(51)와 영상 신호선 구동 회로(52) 및 대향 전극에 필요한 전압을 공급하는 전원 회로(53)를 포함하며, 투과 모드와 반사 모드의 각각의 표시 모드에 대한 최적의 전압을 선택하여 대향 전극에 인가하는 대향 전압 생성 회로를 구비한 전원 회로(53)를 구비한다.
화소 전극, 대향 전극, 액정층, 투과 모드, 반사 모드

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제1 실시예의 구성을 모식적으로 설명하는 평면도
도 2는 도 1의 액정 표시 장치에서의 1 화소의 회로도
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제1 실시예의 구성을 더욱 상세히 설명하는 평면도
도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제2 실시예의 구성을 모식적으로 설명하는 평면도
도 5는 부분 투과·반사형의 액정 표시 장치의 화소 구성의 일례를 설명하는 평면도
도 6a∼도 6c는 도 5의 주요부 단면도
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 외관예를 설명하는 평면도
도 8은 도 7에 도시한 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시 모듈의 구성예를 설명하는 전개 사시도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
PNL : 액정 표시 패널
1 : 제1 기판
503 : 제2 기판
GL : 게이트선
DL : 드레인선
CL1, CL2 : 액정층
VCOM : 대향 전극 전압
50 : 표시 영역
51, 52 : 드라이버
53 : 전원 회로
520 : 대향 전압 선택 회로
300 : 플렉시블 프린트 기판
본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 화소마다 투과 표시 영역과 반사 표시 영역을 갖고 투과 모드와 반사 모드의 두개의 표시 모드 기능을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 박형, 경량, 저소비 전력 등의 특징을 살려, 퍼스널 컴퓨터로 대표되는 정보 기기나 휴대형 정보 단말기, 디지털 카메라 또는 카메라 일체형 VTR 등의 영상 정보, 문자 정보의 표시 디바이스로서 널리 이용되고 있다. 최 근, 특히 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기 등의 소형 기기의 급속한 보급에 따라 저소비 전력에 대한 요구가 점점 더 강해지고 있다.
퍼스널 컴퓨터나 액정 모니터에 이용되는 액정 표시 장치에는, 액정 표시 패널의 배면에 설치되는 조명 장치, 소위 백 라이트로부터 발생되는 빛의 투과량을 액정 표시 패널로 제어하여 영상을 가시화하는 투과형 표시 모드(이하, 간단히 투과 모드라고도 칭함)가 일반적이다. 그러나, 백 라이트에서 소비되는 전력은 액정 표시 장치 전체에서 소비되는 전력의 50% 이상을 차지한다. 그 때문에, 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기 등의 배터리 구동 소형 기기에서는 동작 가능 시간이 대폭 제한된다.
그에 따라, 이들 소형 기기에는, 백 라이트를 이용하지 않고, 액정 표시 패널의 외면 또는 내면에 반사판을 마련하거나, 화소 형성 전극에 반사 기능을 부여하여 주위광을 반사시킴으로써 영상을 가시화하는 반사형 표시 모드(이하, 간단히 반사 모드라고도 칭함)의 액정 표시 장치가 많이 이용되고 있다.
이러한 반사 모드의 액정 표시 장치는, 주위광이 적은(어두운) 경우에는 영상의 시인성이 저하하는 문제가 있다. 옥내, 옥외를 막론하고 사용하는 휴대 전화기와 같은 기기에서는, 주위광량에 의존하지 않고 사용할 수 있는 것이 필요하다. 그 대책으로서, 하나의 화소 내에 투과 모드의 표시 영역과 반사 모드의 표시 영역을 각각 형성하여, 투과 모드와 반사 모드의 양 표시 기능을 갖게 한 부분 투과·반사형의 액정 표시 장치가 제안되어 있다(일본 특개2000-19563호 참조).
그러나, 투과 모드의 표시와 반사 모드의 표시에는, 액정층에 전계를 형성하기 위하여 화소 전극과 대향 전극 사이에 인가하는 전압에 서로 다른 최적의 값이 있다. 여기서 말하는 최적 전압이란, 플리커가 없이 화면 표시가 얻어질 때의 전압을 말하며, 통상은, 투과 모드에서의 최적 전압은 반사 모드에서의 최적 전압에 비하여 대체로 약간 낮다.
상기한 종래의 부분 투과·반사형 액정 표시 장치에서는, 투과 모드와 반사 모드 중 어느 표시 모드에서도 상기 화소 전극과의 사이에 전계를 형성하기 위해서 대향 전극에 인가하는 전압은 동일하게 설정되어 있다. 따라서, 투과 모드에서 양호한 표시이더라도, 반사 모드로 전환한 경우에 표시 화면에 플리커가 생겨, 표시 품질이 열화하게 된다.
본 발명의 목적은, 투과 모드의 표시와 반사 모드의 표시의 양 기능을 구비한 부분 투과·반사형 액정 표시 장치에서의 각 표시 모드에서의 표시 품질을 개선하여 어느 표시 모드에서도 고품질의 표시 화면을 얻는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 투과 모드와 반사 모드의 각각에 최적의 대향 전압을 상기 각 표시 모드의 선택에 따라 대향 전극에 인가하는 구성을 기본으로 한다. 이하에 본 발명의 대표적인 구성을 기술한다.
(1). 투과 모드와 반사 모드의 두개의 표시 모드 기능을 갖는 다수의 화소 전극과, 상기 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 대향 전극과, 상기 화소 전극과 상기 대향 전극 사이에 협지된 액정층을 갖는 액정 표시 패널과,
상기 대향 전극에 상기 투과 모드와 상기 반사 모드의 각각의 표시 모드에 최적인 전압을 인가하기 위한 대향 전압 생성 회로를 구비한다.
(2). (1)에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 배면에 배치된 조명 장치를 더 구비하며,
상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 조명 장치의 점등시와 소등시에 서로 다른 전압을 상기 대향 전극에 인가한다.
(3). 투과 모드와 반사 모드의 두 개의 표시 모드 기능을 갖는 다수의 화소 전극과, 상기 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 대향 전극과, 상기 전계가 인가되는 액정층을 갖는 액정 표시 패널과,
상기 대향 전극에 상기 투과 모드와 상기 반사 모드의 각각의 표시 모드에 서로 다른 전압을 인가하는 대향 전압 생성 회로를 구비한다.
(4). (3)에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 배면에 배치된 조명 장치를 더 구비하며,
상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 조명 장치의 점등시에는 상기 투과 모드용의 전압을, 소등시에는 상기 반사 모드용의 전압을 상기 대향 전극에 인가한다.
(5). 제1 기판의 주면과 제2 기판의 주면 사이에 협지된 액정층과, 상기 제1 기판의 주면의 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 병설된 다수의 주사 신호선 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 병설되고 상기 주사 신호선에 교차하여 배치된 다수의 영상 신호선과, 상기 주사 신호선과 상기 영상 신호선의 교차 부분에 배치되어 화소의 점등과 소등을 제어하는 능동 소자와, 상기 능동 소자로 구동되어 투과 모드와 반사 모드의 두 개의 표시 모드 기능을 갖는 화소 전극과, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 주면에 형성되어 상기 화소 전극과의 사이에 전계를 생성하는 대향 전극을 갖는 액정 표시 패널과,
상기 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 신호선 구동 회로와,
상기 영상 신호선에 영상 신호를 인가하는 영상 신호선 구동 회로와,
상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로 및 상기 대향 전극에 필요한 전압을 공급하는 전원 회로를 구비하며,
상기 전원 회로는, 상기 대향 전극에, 상기 투과 모드에 제1 대향 전압을, 상기 반사 모드에 상기 제1 대향 전압과는 다른 제2 대향 전압을 인가하는 대향 전압 생성 회로를 갖는다.
(6). (5)에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 배면에 배치된 조명 장치를 더 구비하며,
상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 조명 장치의 점등시에는 상기 제1 대향 전압을, 소등시에는 상기 제2 대향 전압을 상기 대향 전극에 인가한다.
(7). (5)에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 배면에 배치된 조명 장치를 더 구비하며,
상기 영상 신호선 구동 회로에는 상기 조명 장치의 점등과 소등을 식별하여 상기 대향 전압 생성 회로에 대향 전압 선택 신호를 공급하는 대향 전압 선택 회로가 포함되고,
상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 대향 전압 선택 신호에 의해 상기 조명 장치의 점등시에는 상기 제1 대향 전압을, 소등시에는 상기 제2 대향 전압을 상기 대향 전극에 인가한다.
(8). (7)에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 주변에는 상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로에 외부 신호원으로부터의 표시용 신호 및 전압을 입력하기 위한 단자군이 포함되며,
상기 단자군에 일단이 접속되고 타단이 상기 외부 신호원에 접속되는 플렉시블 프린트 기판을 더 구비하며,
상기 전원 회로를 상기 플렉시블 프린트 기판에 탑재한다.
(9). 다수의 제1 화소 전극과, 상기 제1 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 제1 대향 전극과, 상기 제1 화소 전극과 상기 제1 대향 전극 사이에 협지된 제1 액정층을 갖고 투과 모드로 영상을 표시하는 제1 액정 표시 패널과,
다수의 제2 화소 전극과, 상기 제2 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 제2 대향 전극과, 상기 제2 화소 전극과 상기 제2 대향 전극 사이에 협지된 제2 액정층을 갖고 반사 모드로 영상을 표시하는 제2 액정 표시 패널과,
상기 제1 액정 표시 패널의 상기 제1 대향 전극에 투과 모드의 표시에 최적인 제1 대향 전압을 인가하는 제1 대향 전압 생성 회로와, 상기 제2 액정 표시 패널의 상기 제2 대향 전극에 반사 모드의 표시에 최적인 제2 대향 전압을 인가하는 제2 대향 전압 생성 회로를 구비한다.
(10). 제1 기판의 주면과 제2 기판의 주면 사이에 협지된 제1 액정층과, 상기 제1 기판의 주면의 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 병설된 다수의 제1 주 사 신호선 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 병설되어 상기 제1 주사 신호선에 교차하여 배치된 다수의 제1 영상 신호선과, 상기 제1 주사 신호선과 상기 제1 영상 신호선의 교차 부분에 배치되어 화소의 점등과 소등을 제어하는 제1 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자로 구동되어 투과 모드의 표시를 행하는 제1 화소 전극과, 상기 제1 기판 또는 제2 기판의 주면에 형성되어 상기 제1 화소 전극과의 사이에 전계를 생성하는 제1 대향 전극을 갖는 제1 액정 표시 패널과,
제3 기판의 주면과 제4 기판의 주면 사이에 협지된 제2 액정층과, 상기 제3 기판의 주면의 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 병설된 다수의 제2 주사 신호선 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 병설되어 상기 제2 주사 신호선에 교차하여 배치된 다수의 제2 영상 신호선과, 상기 제2 주사 신호선과 상기 제2 영상 신호선의 교차 부분에 배치되어 화소의 점등과 소등을 제어하는 제2 능동 소자와, 상기 제2 능동 소자로 구동되어 반사 모드의 표시를 행하는 제2 화소 전극과, 상기 제3 기판 또는 제4 기판의 주면에 형성되어 상기 제2 화소 전극과의 사이에 전계를 생성하는 제2 대향 전극을 갖는 제2 액정 표시 패널을 갖고,
상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 주사 신호선과 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 신호선 구동 회로와,
상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 영상 신호선에 제1 영상 신호를 인가함과 함께 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 영상 신호선에 제2 영상 신호를 인가하는 영상 신호선 구동 회로와,
상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로에 필요한 전압을 공급함과 함께 상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 대향 전극에 투과 모드에 최적인 제1 대향 전압과 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 대향 전극에 반사 모드에 최적인 제2 대향 전압을 공급하는 전원 회로를 구비한다.
(11). (10)에 있어서, 상기 전원 회로에는 상기 투과 모드와 상기 반사 모드의 각각의 표시 모드에 최적인 제1 대향 전압과 제2 대향 전압을 생성하는 대향 전압 생성 회로가 포함된다.
(12). (11)에 있어서, 상기 제1 액정 표시 패널의 배면에 조명 장치를 더 구비하며,
상기 영상 신호선 구동 회로에는 상기 조명 장치의 점등과 소등을 식별하여 상기 대향 전압 생성 회로에 대향 전압 선택 신호를 공급하는 대향 전압 선택 회로가 포함되고,
상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 대향 전압 선택 신호에 의해 상기 조명 장치의 점등시에는 상기 제1 대향 전압을 상기 제1 대향 전극에 인가하고, 소등시에는 상기 제2 대향 전압을 상기 제2 대향 전극에 인가한다.
(13). (12)에 있어서, 상기 제1 액정 표시 패널의 주변에는 상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로에 외부 신호원으로부터의 표시용 신호 및 전압을 입력하기 위한 단자군이 더 포함되며,
상기 단자군에 일단이 접속되고 타단이 상기 외부 신호원에 접속되는 플렉시블 프린트 기판을 더 구비하며,
상기 전원 회로를 상기 플렉시블 프린트 기판에 탑재한다.
상기한 각 구성에 있어서의 효과에 대하여 설명한다. 본 발명의 기본적인 사상은, 상기 (1)에 기재된대로, 화소 전극에 대향하는 대향 전극에 투과 모드와 반사 모드 각각의 표시 모드에서 최적의 전압을 인가하는 대향 전압 생성 회로를 구비한 점에 있다. 상기한 바와 같이, 화소 전극과 대향 전극 사이에 전계를 형성하기 위한 전압은 투과 모드와 반사 모드에서 서로 다른 값이다.
특히 하나의 화소 내에 투과 모드의 표시 영역과 반사 모드의 표시 영역을 각각 형성하여, 투과 모드와 반사 모드의 양 표시 기능을 갖게 한 부분 투과·반사형 액정 표시 장치에서는, 그 액정 표시 패널이 갖는 화소 전극은 예를 들면 ITO로 이루어지는 투과 부분과 알루미늄(Al) 혹은 몰리브덴(Mo) 혹은 크롬(Cr) 혹은 이들의 합금 등으로 이루어지는 반사 부분으로 구성된다. 그에 따라, 액정층에 대한 전극의 일함수가 서로 다르다. 또한, 투과 부분과 반사 부분은 각각 대향 전극과의 거리가 서로 다르다.
따라서, 투과 부분과 대향 전극 사이에 인가되는 전계와 반사 부분과 대향 전극 사이에 인가되는 전계가 서로 달라, 각각의 표시 모드에서 액정층에 형성되는 전계에 차가 생긴다. 그 결과, 투과 모드에서 최적인 대향 전극 전압이더라도, 반사 모드에서는 최적 전압이 되지 않는다.
동일한 액정 표시 패널로 투과 모드와 반사 모드의 양 표시를 행하도록 한 상기 (1)∼(8)에 기재된 액정 표시 장치에서는, 대향 전극에 인가하는 대향 전극 전압을 투과 모드와 반사 모드로 전환하여, 각각의 표시 모드에서 최적인 대향 전 극 전압으로 함으로써 어느 표시 모드에서도 고품질의 영상 표시를 얻을 수 있다.
또한, 상기 (9) 이하에 기재된 액정 표시 장치에서는, 투과 모드 표시용과 반사 모드 표시용 각각의 액정 표시 패널이 갖는 대향 전극에 각각 최적의 대향 전극 전압을 인가한다. 영상 신호선은 양 액정 표시 패널에 공통으로 영상 신호선 구동 회로에 의해 구동된다. 주사 신호선은 각 액정 표시 패널마다 독립한 군으로 형성된다. 주사 신호선의 구동은 공통의 주사 신호선 구동 회로에 의해 구동된다.
상기한 제1 액정 표시 패널과 제2 액정 표시 패널은 단일 패널 상에 영역을 나누어 형성해도 되고, 각각을 별개의 패널에 형성하여 외견상 별개의 액정 표시 패널로 하는 것도 가능하다. 단일 패널 상에 투과 모드의 표시 영역과 반사 모드의 표시 영역을 형성하는 것에 있어서는, 표시 화면은 동일면 상에 있다. 한편, 투과 모드와 반사 모드를 별개의 패널로 한 것에 있어서는, 적용 기기가 서로 다른 면에 설치하는 것이 가능해진다.
대향 전극 전압의 전환(선택)은, 백 라이트의 점등과 소등에 연동시킬 수 있어, 백 라이트의 점등시에는 제1 대향 전압을 선택하여 투과 모드 표시로 하고, 백 라이트의 소등시에는 제2 대향 전압을 선택하여 반사 모드 표시로 한다. 이 대향 전극 전압의 전환을 위한 제어 신호는, 백 라이트의 점등과 소등에 따라서 컴퓨터 본체로부터 출력하거나, 혹은 특별히 설치한 전환 수단으로 메뉴얼에 따라 전환하여도 된다.
상기 구성에 의해, 투과 모드의 표시와 반사 모드의 양 기능을 구비한 부분 투과·반사형 액정 표시 장치에서 각 표시 모드에서의 표시 품질을 개선하여 어느 표시 모드에서도 고품질의 표시 화면을 얻을 수 있다.
<실시 형태>
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대하여 실시예의 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에 참조하는 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것은 동일한 참조 부호를 붙여, 중복설명은 가능한 한 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제1 실시예의 구성을 모식적으로 설명하는 평면도이다. 도면의 참조 부호 PNL은 액정 표시 패널을 나타내고, 제1 기판(1)과 제2 기판(503) 사이에 액정층이 협지되어 있다. 제1 기판(1)의 주면, 즉 제2 기판과 대향하는 내면에 제1 방향(수평 방향, 이하 x방향)으로 연장되고 제2 방향(수직 방향, 이하 y방향)으로 병설된 다수의 주사 신호선(이하 게이트선) GL을 갖는다. 또한, 상기 y방향으로 연장되고 x방향으로 병설되어 게이트선 GL에 교차하여 배치된 다수의 영상 신호선(이하 드레인선) DL을 갖는다.
게이트선 GL과 드레인선 DL의 교차 부분에 화소의 점등과 소등을 제어하는 박막 트랜지스터 TFT에 적합한 능동 소자가 배치되어 있다. 도 2는 도 1의 액정 표시 장치에서의 1화소의 회로도이고, 게이트선 GL과 드레인선 DL의 교차 부분에 박막 트랜지스터 TFT가 접속되어 있다. 이 박막 트랜지스터 TFT의 선택으로 액정층 CL1, CL2가 구동된다. 참조 부호 VCOM은 대향 전극 전압을 나타내며, 액정층 CL1은 투과 모드의 표시에 기여하는 액정층, 액정층 CL2는 반사 모드의 표시에 기여하는 액정층을 모식적으로 나타낸다. 이러한 화소 구성은 후술하는 다른 실시예에 있어 서도 마찬가지다.
다수의 게이트선 GL과 다수의 드레인선 DL의 교차부에 접속된 박막 트랜지스터 TFT의 이차원 매트릭스 어레이 영역에서 표시 영역(50)을 구성한다. 제1 기판(1)의 일변(도 1의 우측변)에는 게이트선 GL을 구동하는 주사선 구동 회로(이하, 게이트 드라이버)(51)가 탑재되어 있다. 또한, 제1 기판(1)의 다른변(도 1의 하측 변)에는 드레인선 DL을 구동하는 영상 신호선 구동 회로(이하, 드레인 드라이버)(52)가 탑재되어 있다. 드레인 드라이버(52)에는 조명 장치의 점등과 소등을 식별하여 후술하는 전원 회로(53)가 갖는 대향 전압 생성 회로에 대향 전압 선택 신호를 공급하는 대향 전압 선택 회로(520)를 구비하고 있다.
대향 전압 생성 회로는, 대향 전압 선택 신호에 의해 상기 조명 장치의 점등 시에는 제1 대향 전압을 대향 전극에 인가하고, 소등 시에는 제2 대향 전압을 대향 전극에 인가한다. 참조 부호 JT는 대향 전극에의 급전단을 나타낸다. 이 실시예는, 제2 기판(503)의 주면에 대향 전극을 형성한, 소위 TN형의 액정 표시 패널이다. 그리고, 이 액정 표시 패널 PNL의 배면에 백 라이트가 설치되어 있다.
제1 기판(1)의 상기 일변의 단부에는 도시하지 않은 전극 단자가 형성되어 있으며, 이 전극 단자에 일단이 접속되고, 타단은 도시하지 않은 외부 신호원에 접속된 플렉시블 프린트 기판(300)이 형성되어 있다. 이 플렉시블 프린트 기판(300)에는 전원 회로(53)가 탑재되어 있고, 액정 표시 패널 PNL에 대하여 표시에 필요한 전압을 공급한다. 또한, 전원 회로(53)에는 대향 전압 생성 회로를 갖는다. 표시 데이터는 도시하지 않은 인터페이스 기판으로부터 인터페이스 신호 I/F로서 공급되 고, 드레인 드라이버(52)에서 표시에 적합한 계조 신호로 변환되어 드레인선 DL에 공급된다.
전원 회로(53)로부터는 드레인 드라이버(52)에 드레인 드라이버 전원/소스 전압 Vs가 공급되고, 게이트 드라이버(51)에 게이트 드라이버 전원 VG 및 게이트 제어 신호 CG가 공급된다. 드레인 드라이버(52)로부터는 전원 회로 제어 신호 Cp가 전원 회로(53)에 공급되고, 이 전원 회로 제어 신호 Cp에 기초하여 드레인 드라이버(52)로의 전압 및 제어 신호가 생성된다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제1 실시예의 구성을 더욱 상세히 설명하는 평면도이다. 도 3에서의 전원 회로(53)는 제1 대향 전압(VCOM1) 생성 회로(531)와 제2 대향 전압(VCOM2) 생성 회로(532), 및 드레인 드라이버(52)가 갖는 대향 전압 선택 회로(520)로부터 출력되는 전원 회로 제어 신호 Cp에 기초하여 제1 대향 전압 생성 회로(531)와 제2 대향 전압 생성 회로(532)의 출력(VCOM1, VCOM2)을 선택하는 대향 전압 선택 회로(533)를 갖는다. 이 대향 전압 선택 회로(533)에서 선택된 제1 대향 전압(VCOM1)과 제2 대향 전압(VCOM2)의 어느 하나가 대향 전극 전압 Vc로서 급전단 JT에 인가된다. 앞서 설명한 대향 전압 생성 회로는, 제1 대향 전압 생성 회로(531)와, 제2 대향 전압 생성 회로(532)와, 대향 전압 선택 회로(533)를 갖는다. 다른 구성은 도 1과 마찬가지이다.
이러한 구성에 의해, 전원 회로(53)는 백 라이트의 점등과 소등에 기초하여 드레인 드라이버(52)로부터 출력되는 대향 전압 선택 신호에 기초하여 백 라이트의 점등 시에는 투과 모드에 최적인 제1 대향 전압을, 소등 시에는 반사 모드에 최적인 제2 대향 전압을 대향 전극의 급전단 JT에 인가하여, 각각의 표시 모드에 깜박임 등이 없는 고품질의 표시 화상을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제2 실시예의 구성을 모식적으로 설명하는 평면도이다. 본 실시예는 투과 모드에서의 표시용 액정 표시 패널 PNL1과 반사 모드에서의 표시용 액정 표시 패널 PNL2로 구성된다. 즉, 제1 액정 표시 패널 PNL1은, 제1 기판(1)의 주면과 제2 기판(503)의 주면 사이에 협지된 제1 액정층을 갖고, 제1 기판(1)의 주면의 x방향으로 연장되고 y방향으로 병설된 다수의 게이트선 GL-1과 y방향으로 연장되고 x방향으로 병설되어 게이트선 GL-1에 교차하여 배치된 다수의 드레인선 DL-1을 갖는다.
제2 액정 표시 패널 PNL2은, 제1 기판(1')의 주면과 제2 기판(503')의 주면 사이에 협지된 제2 액정층을 갖고, 제1 기판(1')의 주면의 x방향으로 연장되고 y방향으로 병설된 다수의 게이트선 GL-2과 y방향으로 연장되고 x방향으로 병설되어 게이트선 GL-2에 교차하여 배치된 다수의 드레인선 DL-2을 갖는다. 전원 회로(53)는 제1 액정 표시 패널 PNL1이 갖는 대향 전극에 투과 모드에 최적인 제1 대향 전압(VCOM1)과 반사 모드에 최적인 제2 대향 전압(VCOM2)의 어느 하나를 대향 전극 전압 Vc으로서 급전단 JT-1에 인가한다. 다른 구성은 도 3과 마찬가지이다.
본 실시예에 있어서의 전원 회로(53)는 제1 액정 표시 패널 PNL1이 갖는 대 향 전극의 급전단 JT-1과 제2 액정 표시 패널 PNL2이 갖는 대향 전극의 급전단 JT-2에 선택적으로 대향 전극 전압을 인가하기 위한 대향 전압 선택 회로(534)를 구비하고 있다. 대향 전압 선택 회로(534)는 드레인 드라이버(52)의 대향 전압 선택 회로(520)로부터 출력되는 전원 회로 제어 신호 Cp에 기초하여 제1 대향 전압 생성 회로(531)와 제2 대향 전압 생성 회로(532)의 출력(VCOM1, VCOM2)을 선택하여 급전단 JT-1또는 JT-2에 인가한다.
이러한 구성으로 한 액정 표시 장치는, 제1 액정 표시 패널 PNL1을 주표시 패널로 하고, 제2 액정 표시 패널 PNL2을 부표시 패널로 하여 기기에 실장할 수 있다. 예를 들면, 휴대 전화기의 통신 정보 표시 화면에 제1 액정 표시 패널 PNL1을 이용하고, 제2 액정 표시 패널 PNL2은 착신 표시창 등의 적은 정보 표시용 패널로서 이용할 수 있다.
본 실시예의 구성에 의해, 상기 실시예의 구성에 의한 작용 효과 외에, 전원 회로(53)는 제1 액정 표시 패널 PNL1을 사용하는 통신 동작 시의 백 라이트의 점등 시에 투과 모드의 표시로 하고, 대기 시간 등의 비통신 동작 시의 백 라이트 소등시에는 반사 모드로서 각각을 구분하여 사용할 수 있다.
또한, 도 4에서 설명한 제1 액정 표시 패널 PNL1과 제2 액정 표시 패널 PNL2을 동일 기판 상에 형성하여, 주표시 영역의 일부를 부표시 영역으로서 동일면에서 2 화면 표시를 행하는 독립된 형태로 사용하는 것도 가능하다.
상기한 각 실시예에 있어서의 투과 모드와 반사 모드의 선택은 상기한 백 라 이트의 점등/소등 신호에 기초하여 드레인 드라이버(52)가 갖는 대향 전압 선택 회로(520)가 자동으로 판정하지만, 적용하는 기기에 전환 스위치, 혹은 가변 저항기의 조작부를 설치하여, 메뉴얼에 따라 전환하거나, 대향 전극 전압값을 임의로 조정하도록 구성해도 된다.
다음으로, 본 발명의 액정 표시 장치인 부분 투과·반사형 액정 표시 장치를 구성하는 표시 패널의 화소 구성의 일례를 설명한다.
도 5는 부분 투과·반사형 액정 표시 장치의 화소 구성의 일례를 설명하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 주요부 단면도이다. 또한, 도 5는 4화소분의 평면 구성을 도시하며, 도 6a∼도 6c는 각각 도 5의 A-A'선, B-B'선, C-C'선을 따른 단면을 도시한다. 또한, 도 5 및 도 6a∼도 6c는 화소를 선택하는 능동 소자(예를 들면, 박막 트랜지스터)를 형성한 한쪽 기판만을 도시하며, 컬러 필터나 대향 전극을 구비한 다른쪽 기판은 도시를 생략한다.
도 5 및 도 6에 있어서, 화소 구조체는 무알카리 유리 기판(1) 상에 막 두께 50nm의 Si3N4막(200)과 막 두께 120nm의 SiO2막(2)으로 이루어지는 버퍼막의 위에 형성되어 있다. 이 버퍼막의 위에 박막 트랜지스터 TFT를 구성하는 막 두께 50nm의 다결정 Si(폴리실리콘)막(30)이 형성되어 있다. 다결정 Si막(30)의 위에는 막 두께 100nm의 SiO2의 게이트 절연막(20)을 개재하여 막 두께 200nm의 Mo로 이루어지는 게이트선(10)(도 1∼도 4에서 GL에 상당)이 형성되어 있다.
그리고, 게이트선(10)과 동일한 Mo를 이용하여 전하 축적용의 공통 전극(11) 이 형성되어 있다. 이 공통 전극(11)은 도 5에서 점선으로 나타낸다. 이 위를 덮어 막 두께 40nm의 SiO2로 이루어지는 층간 절연막(21)이 형성되어 있다. 이 층간 절연막(21)에 형성된 컨택트 관통홀 TH1, TH2을 통하여 Mo층(12a)/Al층(12b)/Mo층(12c)의 3층 금속막으로 이루어지는 드레인선(12)(도 1∼도 4에서 DL에 상당), 및 박막 트랜지스터의 소스 전극을 겸하는 반사 전극(13)이 접속되어 있다.
이 반사 전극(13)을 구성하는 Mo층(13a)/Al층(13b)/Mo층(13c)의 3층 금속막 중, Al층(13b)의 하층의 Mo층(13a)은 Si(30)과 Al층(13b) 사이의 컨택트 저항을, 또한 Mo층(13c)은 화소 전극(14)과의 사이의 저항을 저감하기 위하여 형성되어 있다. 도 6a에서, Si막(30)의 위에는 2개의 게이트 전극(10)이 형성된다. 이들 2개의 게이트 전극(10)의 한쪽은 병설된 복수의 화소 영역을 따라 연장되는 말하자면 본선이고, 다른 쪽은 이 본선으로부터 어떤 하나의 화소 영역에 돌출된 분기선이 된다(도 5 참조).
소스 전극(15)을 겸하는 반사 전극(13) 중, 상층의 Mo막(13c)은 화소 전극(14)을 구성하는 ITO막과의 컨택트 부분과 그 주변 부분에만 남고, 그 이외의 대부분에서는 상층의 Mo막이 제거되어 있다. 박막 트랜지스터 기판의 주면은 막 두께200nm의 Si3N4로 이루어지는 보호 절연막(22)과 막 두께2μm의 아크릴계 수지를 주성분으로 하는 유기 보호막(23)에 의해 피복되어 있다. 박막 트랜지스터의 소스 전극(15)(반사 전극(13))에는 보호 절연막(22) 및 유기 절연막(23)에 형성한 컨택 트홀 TH3를 통하여 ITO로 이루어지는 화소 전극(14)이 접속되어 있다. 반사 전극(13)과 전하 축적 용량의 공통 전극(11)과, 이들 사이에 위치한 층간 절연막(21)에 의해서 전하 축적 용량이 형성되어 있다.
반사 전극(13)의 상측(도시하지 않은 액정층측)에 화소 전극(14)이 형성되어 있기 때문에, 소위 반사 표시 영역에 있어서도 액정층에서의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 역할을 반사 전극(13)에 분담시킬 수 있다. 이러한 구성에 의해, 개구율이 크고, 밝은 부분 투과·반사형 액정 표시 장치를 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 외관예를 설명하는 평면도이다. 제1 기판(1)과 제2 기판(503)으로 액정 표시 패널이 형성되고, 그 액티브 매트릭스 어레이(표시 영역)(50)의 주변에 집적회로 칩으로 이루어지는 주사 신호선 구동 회로(51)와 영상 신호선 구동 회로(52)가 실장되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(300)에는 전원 회로(53)가 탑재되어 있다.
도 8은 도 7에 도시한 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시 모듈의 구성 예를 설명하는 전개 사시도이다. 제1 기판(1)에는 액티브 매트릭스 어레이(표시 영역)(50)와 주사 신호선 구동 회로(51)와 영상 신호선 구동 회로(52)를 갖고, 제2 기판(503)의 주면(내면)에는 컬러 필터 CF 및 대향 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그리고 제1 기판(1)과 제2 기판(503) 사이에 액정층이 봉입되어 있다. 또한, 제1 기판(1) 배면에는 위상차 필름(504)과 편광 필름(505)이 설치되어 있다. 또한, 제2 기판(503)의 상면에도 위상차 필름(509)과 편광 필름(501)이 설치되어 있다.
제1 기판(1)의 주변에는 상기한 주사 신호선 구동 회로(51)와 영상 신호선 구동 회로(52)가 실장되며, 영상 신호선 구동 회로(52)의 실장변에 집적 회로 칩으로 이루어지는 전원 회로(53)가 탑재된 플렉시블 프린트 기판(300)의 일단이 접속되며, 타단의 단자(301)는 도시하지 않은 외부 신호원에 접속된다. 액정 표시 패널의 배면에는 발광 다이오드(506)와 도광판(507)으로 구성된 조명 장치(백 라이트)가 배치되어 있다. 이들 구성 요소는 하 케이스(508)와 상 케이스(500)로 일체화되어 액정 표시 모듈로 되어 있다. 이 액정 표시 모듈은 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기의 표시 수단으로서 사용된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 투과 모드의 표시와 반사 모드의 양 기능을 구비한 부분 투과·반사형 액정 표시 장치에서의 각 표시 모드에서의 표시 품질을 개선하여 어느 표시 모드에서도 고품질의 영상 표시를 가능하게 한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 다수의 제1 화소 전극과, 상기 제1 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 제1 대향 전극과, 상기 제1 화소 전극과 상기 제1 대향 전극 사이에 협지된 제1 액정층을 갖고 투과 모드로 영상을 표시하는 제1 액정 표시 패널과,
    다수의 제2 화소 전극과, 상기 제2 화소 전극과의 사이에 전계를 인가하는 제2 대향 전극과, 상기 제2 화소 전극과 상기 제2 대향 전극 사이에 협지된 제2 액정층을 갖고 반사 모드로 영상을 표시하는 제2 액정 표시 패널과,
    상기 제1 액정 표시 패널의 상기 제1 대향 전극에 투과 모드의 표시에 최적인 제1 대향 전압을 인가하는 제1 대향 전압 생성 회로와, 상기 제2 액정 표시 패널의 상기 제2 대향 전극에 반사 모드의 표시에 최적인 제2 대향 전압을 인가하는 제2 대향 전압 생성 회로
    를 구비하는 액정 표시 장치.
  10. 제1 기판의 주면과 제2 기판의 주면 사이에 협지된 제1 액정층과, 상기 제1 기판의 주면의 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 병설된 다수의 제1 주사 신호선 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 병설되어 상기 제1 주사 신호선에 교차하여 배치된 다수의 제1 영상 신호선과, 상기 제1 주사 신호선과 상기 제1 영상 신호선의 교차 부분에 배치되어 화소의 점등과 소등을 제어하는 제1 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자로 구동되어 투과 모드의 표시를 행하는 제1 화소 전극과, 상기 제1 기판 또는 제2 기판의 주면에 형성되어 상기 제1 화소 전극과의 사이에 전계를 생성하는 제1 대향 전극을 갖는 제1 액정 표시 패널과,
    제3 기판의 주면과 제4 기판의 주면 사이에 협지된 제2 액정층과, 상기 제3 기판의 주면의 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 병설된 다수의 제2 주사 신호선 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 병설되어 상기 제2 주사 신호선에 교차하여 배치된 다수의 제2 영상 신호선과, 상기 제2 주사 신호선과 상기 제2 영상 신호선의 교차 부분에 배치되어 화소의 점등과 소등을 제어하는 제2 능동 소자와, 상기 제2 능동 소자로 구동되어 반사 모드의 표시를 행하는 제2 화소 전극과, 상기 제3 기판 또는 제4 기판의 주면에 형성되어 상기 제2 화소 전극과의 사이에 전계를 생성하는 제2 대향 전극을 갖는 제2 액정 표시 패널을 갖고,
    상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 주사 신호선과 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 신호선 구동 회로와,
    상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 영상 신호선에 제1 영상 신호를 인가함과 함께 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 영상 신호선에 제2 영상 신호를 인가하는 영상 신호선 구동 회로와,
    상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로에 필요한 전압을 공급함과 함께 상기 제1 액정 표시 패널이 갖는 상기 제1 대향 전극에 투과 모드에 최적인 제1 대향 전압과 상기 제2 액정 표시 패널이 갖는 상기 제2 대향 전극에 반사 모드에 최적인 제2 대향 전압을 공급하는 전원 회로
    를 구비하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전원 회로에는 상기 투과 모드와 상기 반사 모드의 각각의 표시 모드에 최적인 제1 대향 전압과 제2 대향 전압을 생성하는 대향 전압 생성 회로가 포함되는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 액정 표시 패널의 배면에 조명 장치를 더 구비하며,
    상기 영상 신호선 구동 회로에는 상기 조명 장치의 점등과 소등을 식별하여 상기 대향 전압 생성 회로에 대향 전압 선택 신호를 공급하는 대향 전압 선택 회로가 포함되고,
    상기 대향 전압 생성 회로는, 상기 대향 전압 선택 신호에 의해 상기 조명 장치의 점등시에는 상기 제1 대향 전압을 상기 제1 대향 전극에 인가하고, 소등시에는 상기 제2 대향 전압을 상기 제2 대향 전극에 인가하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 액정 표시 패널의 주변에는 상기 주사 신호선 구동 회로와 상기 영상 신호선 구동 회로에 외부 신호원으로부터의 표시용 신호 및 전압을 입력하기 위한 단자군이 더 포함되며,
    상기 단자군에 일단이 접속되고 타단이 상기 외부 신호원에 접속되는 플렉시블 프린트 기판을 더 구비하며,
    상기 전원 회로를 상기 플렉시블 프린트 기판에 탑재한 액정 표시 장치.
  14. 투과 모드로 표시를 행하게 하는 제1 화소 전극과, 상기 제1 화소 전극과의 사이에 제1 전계를 인가하는 제1 대향 전극과, 상기 제1 전계가 인가되는 제1 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 방식의 제1 액정 표시 패널과,
    반사 모드로 표시를 행하게 하는 제2 화소 전극과, 상기 제2 화소 전극과의 사이에 제2 전계를 인가하는 제2 대향 전극과, 상기 제2 전계가 인가되는 제2 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 방식의 제2 액정 표시 패널과,
    상기 제1 대향 전극에 제1 대향 전압을 인가하는 제1 대향 전압 생성 회로와,
    상기 제2 대향 전극에 상기 제1 대향 전압과는 크기가 상이한 제2 대향 전압을 인가하는 제2 대향 전압 생성 회로를 갖는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 액정 표시 패널의 배면에 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치.
  16. 투과 모드로 표시를 행하게 하는 제1 화소 전극과, 상기 제1 화소 전극과의 사이에 제1 전계를 인가하는 제1 대향 전극과, 상기 제1 전계가 인가되는 제1 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 방식의 제1 표시 영역과,
    반사 모드로 표시를 행하게 하는 제2 화소 전극과, 상기 제2 화소 전극과의 사이에 제2 전계를 인가하는 제2 대향 전극과, 상기 제2 전계가 인가되는 제2 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 방식의 제2 표시 영역과,
    상기 제1 대향 전극에 제1 대향 전압을 인가하는 제1 대향 전압 생성 회로와,
    상기 제2 대향 전극에 상기 제1 대향 전압과는 크기가 상이한 제2 대향 전압을 인가하는 제2 대향 전압 생성 회로를 갖는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 표시 영역과 상기 제2 표시 영역이 동일 기판 상에 형성되는 액정 표시 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    조명 장치를 갖는 액정 표시 장치.
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