(57)【要約】【課題】複数の液晶表示パネルを前後に重ね合わせて画像を立体的に見せる際の、当該前後の液晶表示パネルの温度差に起因する画像のボヤケを抑制した高画質の液晶表示装置を提供する。【解決手段】単体で動作させた場合のフロントパネルの応答特性をｒ１、リアパネルの応答特性をｒ２としたとき、ｒ１＜ｒ２とする。液晶の温度が上昇すると粘度が低下し、応答が早くなり、応答の遅い液晶をリアパネルに封入し、応答の速い液晶ＬＣ２をフロントパネルに封入する。リアパネルが昇温したとき、ｒ１＝ｒ２となり、ボヤケが抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に所定間隔で重ね合わせた二枚の液晶表示パネルを有し、前側の液晶表示パネルに表示される画像と後側の液晶表示パネルに表示される画像とを重ねあわせて立体的に見える画像を得る液晶表示装置であって、
同一の環境温度における前記前側の液晶表示パネルの応答時間特性と後側の液晶表示パネルの応答時間特性が異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記後側の液晶表示パネルを構成する液晶の応答時間が前記前側の液晶表示パネルを構成する液晶の応答時間より遅いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記後側の液晶表示パネルの前記前側の液晶表示パネルと反対側にバックライトを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記前側の液晶表示パネル及び前記後側の液晶表示パネルは横電界方式の液晶表示パネルであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前後に所定間隔で重ね合わせた二枚の液晶表示パネルを有し、前側の液晶表示パネルに表示される画像と後側の液晶表示パネルに表示される画像とを重ねあわせて立体的に見える画像を得る液晶表示装置であって、
前記各液晶表示パネルは、二枚の絶縁基板の間に液晶を封止して構成され、当該絶縁基板の周辺に設けた駆動回路チップを有し、
前記前側液晶表示パネルの駆動回路チップと後側液晶パネルの駆動回路チップとは、前記絶縁基板への実装形態が異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記前側液晶表示パネルの駆動回路チップは当該液晶表示パネルの絶縁基板の面にパターニングされた端子部に直接実装されており、前記後側液晶表示パネルの駆動回路チップは当該液晶表示パネルの絶縁基板の面にパターニングされた端子部に一端を接続したプリント基板を介して間接実装されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記後側の液晶表示パネルの前記前側の液晶表示パネルと反対側にバックライトを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項５において、
前記前側の液晶表示パネル及び前記後側の液晶表示パネルは横電界方式の液晶表示パネルであることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に複数の液晶表示パネルに表示される画像を前後に重ね合わせることで、立体的に見える画像を得る液晶表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
特殊な眼鏡等を使用することなく立体的に見える画像を得る表示装置を開示したものとして特許文献１、特許文献２等を挙げることができる。特許文献１では、二枚の同一特性の液晶表示パネルを観察者に対して前後に重ね合わせて設置する。そして、最背面に照明装置（バックライト）を設け、このバックライトから照明光を照射する。照明光で可視化される画像の輝度を前後の液晶表示パネルで変化させることにより、立体的に見える画像（三次元的画像）を生成する。また、特許文献２には、二枚の同一特性の液晶表示パネルを観察者に対して前後に重ね合わせて設置し、最背面から照明光を照射し、各液晶表示パネルの偏光方向を独立に変化させることにより、それぞれの液晶表示パネルの透過度の変化で立体的に見える画像（三次元的画像）を生成する。
【０００３】
図６は、二枚の液晶表示パネルを重ね合わせて構成した従来の立体的表示を可能とした液晶表示装置の説明図である。液晶表示パネルは、ガラスを好適とする二枚の絶縁基板の間に液晶を封止して構成され、当該絶縁基板の周辺に駆動回路チップを有する。二枚の液晶表示パネルは観察者側の液晶表示パネル（フロントパネル）１とバックライト２０側の液晶表示パネル（リアパネル）１１からなる。フロントパネル１の周辺の一部（短辺）にはゲート・ドライバ７がＣＯＧ（チップ・オン・グラス）実装され、周辺の他の一部（長辺）にはソース・ドライバ８が同じくＣＯＧ実装されている。同様に、リアパネル１１の短辺にはゲート・ドライバ１７がＣＯＧ実装され、長辺にソース・ドライバ（データ・ドライバ）１８がＣＯＧ実装されている。なお、ＣＯＧ実装は、液晶表示パネルの絶縁基板の面にパターニングされた端子部にドライバ（ＩＣチップ）を直接接続する実装形態である。
【特許文献１】特開２００６-３０１０８８号公報
【特許文献２】特開２００２-２１４５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示の表示装置の構成では、二枚の液晶表示パネルを重ね合わせる構成のため、観察者側に透過するバックライトからの光の透過率が小さくなり、画面の輝度が低下する。この輝度低下の対策としては、照明光の明るさを大きくする必要がある。すなわち、バックライトを構成する光源の電力の増大、あるいは光源の数を増やす必要がある。バックライトには冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）や発光ダイオードなどが用いられる。バックライトの輝度を増加するためには、冷陰極蛍光管の場合は管電流を、発光ダイオードの場合は駆動電流を増加するか、冷陰極蛍光管や発光ダイオードの設置数を増やすことになり、バックライト全体の駆動電力が増大する。
【０００５】
しかしながら、バックライトの駆動電力の増大は当該バックライトとその近傍の発熱の増加を伴う。特に、バックライト側の液晶表示パネル（リアパネル）の温度が観察者側の液晶表示パネル（フロントパネル）よりも高温になる。バックライトの発熱が増加することにより、リアパネルの温度がさらに高くなる。リアパネル側の液晶表示パネルにＣＯＧ実装されたドライバＩＣの温度もさらに高くなる。
【０００６】
図７は、図６のＡ−Ａ’線に沿った二枚重ねした液晶表示パネルの断面図である。図７に示されたように、二枚の液晶表示パネル1（フロントパネル）と１１（リアパネル）の重ね合わせ間隔３０は空気の出入りが少ないため高温になる。図示した配置では、高温となった空気が間隔３０中を上昇するため、リアパネル１１の上辺（上長辺）にＣＯＧ実装されるソース・ドライバ１８がより大きく昇温する。ソース・ドライバの温度が絶対定格を超えると、動作不安定となり、正常な表示が不可能となる。
【０００７】
図８は、図６に示した液晶表示パネルのそれぞれを単体で動作させた場合と図６のように重ね合わせてバックライトを組み込んで動作させた場合の液晶応答特性を説明する図である。横軸は時間（ｔ）、縦軸は輝度（ＢＴ）を示す。図８（ａ）は液晶表示パネルを単体で動作させた場合の液晶応答特性であり、フロントパネル１の応答特性r１とリアパネル１１の応答特性r２とは同じ特性である。一方、図８（ｂ）の二枚の晶表示パネルを重ね合わせて動作させた場合では、液晶が温度が高くなると応答が速くなるので、リアパネル１１の応答特性r２が破線で示したようになる。これに対し、フロントパネル１の応答特性ｒ１は実線で示したとおり、リアパネル１１の応答特性r２より遅い。
【０００８】
フロントパネル１の応答特性ｒ１とリアパネル１１の応答特性r２の不一致はγ変動や表示画像のボヤケを引き起こし、動画表示での品質を著しく劣化させる原因となる。
【０００９】
本発明の目的は、複数の液晶表示パネルを前後に重ね合わせて画像を立体的に見せる際の、当該前後の液晶表示パネルの温度差に起因する画像のボヤケを抑制した高画質の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、（１）前後の液晶表示パネルの周囲温度に対する応答特性を異ならせることで、表示動作での応答特性を一致させる。また、（２）多く加熱される側に位置する液晶表示パネルのドライバ実装方式を放熱が容易な方式とする。
【００１１】
本発明により、温度上昇に伴う表示不良の発生が抑制され、高品質の立体画像を表示可能とした液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明にかかる液晶表示装置の実施例１を構成する液晶表示パネルの応答特性の説明図である。横軸は時間（ｔ）、縦軸は輝度（ＢＴ）である。図１（ａ）はフロントパネルとリアパネルをそれぞれ単体で動作させた場合の応答特性を示し、図１（ｂ）は液晶表示パネルを二枚重ねて動作させた場合の応答特性を示す。単体で動作させた場合のフロントパネルの応答特性をｒ１、リアパネルの応答特性をｒ２で示す。そして、実施例１ではｒ１＜ｒ２である。
【００１４】
実施例１では、フロントパネルに封止される液晶とリアパネルに封止される液晶の物理特性は異なる。フロントパネルに封止される液晶とリアパネルに封止される液晶の一例を表１に示す。ここで使用する液晶表示パネルは、二枚共いわゆる横電界（ＩＰＳ）方式のパネルである。
【表１】
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【００１５】
液晶の応答時間（Ｔ）は一般に立ち上がり時間（Ｔｒ）、立ち下り時間（Ｔｆ）の合計で表される。すなわち、
応答時間：Ｔ＝Ｔｒ＋Ｔｆ・・・・・（１）
液晶表示パネルがＩＰＳの場合、液晶応答時間のＴｒとＴｆは、液晶の物性特性から次式で計算される。
立上り時間Ｔｒ＝γ１／（ε0×Δε×(Ｖ／Ｌ)2−π2×Ｋ２２／ｄ)
・・・・・（２）
立下り時間Ｔｆ＝（γ１×ｄ2）／（π2×Ｋ２２）
・・・・・（３）
【００１６】
単純に考えた場合、液晶の応答は、回転粘度γ１に依存する。回転粘度γ１を小さくすると液晶の応答を高速化することができる（Ｔ＝γ１／（α＋β））。一方、液晶の温度が上昇すると粘度が低下し、応答が早くなる。本実施例ではパネルの温度が「フロントパネルの温度＜リアパネルの温度」の関係にあるため、応答の遅い液晶ＬＣ１をリアパネルに封入し、応答の速い液晶ＬＣ２をフロントパネルに封入する。
【００１７】
実施例１により、フロントパネルとリアパネルの温度差に起因する画像のボヤケを抑制して高画質の液晶表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００１８】
図２は、本発明にかかる液晶表示装置の実施例２を構成する液晶表示パネルの駆動波形の説明図である。横軸は時間（ｔ）、縦軸は輝度（ＢＴ）である。図２（ａ）はフロントパネルとリアパネルをそれぞれ単体で動作させる場合の応答特性を示し、図２（ｂ）は液晶表示パネルを二枚重ねて動作させた場合の応答特性を示す。実施例２では、フロントパネルとリアパネルのそれぞれに封入する液晶は同一の物理特性を有する。そして、実施例２では、後述する表示制御回路にオーバドライブ回路を備えて、オーバドライブ駆動を行う。オーバドライブ駆動は、入力した表示信号に論理演算を施して、意図的に目標輝度より過大な、あるいは過小な電圧を映像信号に応じて液晶に印加することで、中間調の応答性能を向上させる手法である。
【００１９】
図２（ａ）に示したように、単体で動作させた場合のフロントパネルの応答特性ｒ１とリアパネルの応答特性ｒ２は、ｒ１＜ｒ２である。オーバドライブによる電圧印加設定を、フロントパネルで強くし、リアパネルで弱くして、予め、図２（ａ）に示した関係になるように調整しておく。フロントパネルとリアパネルを重ね合わせて、バックライトと組み合わせて動作させたとき、バックライトに近いリアパネルはフロントパネルよりも温度上昇が大きい。そのため、リアパネルの応答特性はフロントパネルより速くなる。その結果、リアパネルとフロントパネルの応答特性は図２（ｂ）に示したように等しくなる。
【００２０】
本実施例により、ボヤケが抑制されて高画質の液晶表示装置を提供することができる。なお、周囲温度センサを設け、周囲温度に応じてリアパネルとフロントパネルの応答特性が等しくなるようにオーバドライブの電圧をコントロールすることで周囲温度変化に追従した高精度のボヤケ抑制が可能である。
【００２１】
図３は、本発明にかかる液晶表示装置の実施例２の構成例を説明する図である。重ね合わせるフロントパネル１とリアパネル１１は説明の都合上、上下に分離して示す。フロントパネル１の１辺には複数のゲート・ドライバ・チップを配列したゲート・ドライバ部２を有し、他の１辺には複数のソース・ドライバ・チップを配列したソース・ドライバ部３を有する。同様に、リアパネル１１の１辺には複数のゲート・ドライバ・チップを配列したゲート・ドライバ部１２を有し、他の１辺には複数のソース・ドライバ・チップを配列したソース・ドライバ部１３を有する。
【００２２】
信号源であるホスト側から入力した表示のためのデータ１５は表示制御回路４で液晶表示パネル用の表示信号に変換される。この表示のためのデータ１５は表示データとタイミング信号を含む。表示制御回路４はタイミングコントロール回路（ＴＣＯＮ）を有し、ゲート・ドライバ部２および１２、ソース・ドライバ部３および１２をコントロールする各種のクロック信号を生成し、フロントパネル１とリアパネル１１の対応するドライバ部に供給される。電源回路１６は、ホストから入力する電源電圧から各ドライバ部と表示制御回路４の動作電源を生成する。なお、ここでは、表示制御回路４がフロントパネル１とリアパネル１１の両パネルに供給する信号を生成する機能を有するものとして説明するが、フロントパネル１とリアパネル１１のそれぞれに表示制御回路を備える構成としてもよい。
【００２３】
表示制御回路４はオーバドライブ回路６を有する。このオーバドライブ回路６は、ホスト側から入力した表示信号に図２で説明した駆動波形となるように論理演算を施し、各液晶表示パネルに供給するようにする。
【００２４】
本実施例では、図２で説明したオーバドライブを行うための論理演算は、液晶表示装置の安定駆動時における応答特性を予想して設定した固定値に基いて行うものとした。しかし、液晶表示装置の温度（特に、パネル温度）を検出するセンサ４０を設け、このセンサ４０の検出出力に基づいて液晶駆動電圧を調整するための前記オーバドライブ演算をリアルタイムで行うようにすることもできる。
【実施例３】
【００２５】
図４は、本発明にかかる液晶表示装置の実施例３を説明する斜視図である。本実施例の液晶表示装置では、フロントパネル１とリアパネル１１に同じ物理特性の液晶を封止してある。前記図６の従来例と同様に、フロントパネル１とリアパネル１１が共にＣＯＧ実装のドライバＩＣを搭載し、液晶材料とドライバ実装形態は同じとしたとき、例えば、室温２５℃で単体で動作させた時の液晶応答時間が３０ｍｓの液晶表示パネルを二枚重ね合わせて同条件で動作させると、フロントパネル１の応答速度は３０ｍｓのままであるが、リアパネル１１の応答速度は２０ｍｓと速くなる。リアパネル１１の応答速度が速くなるのはパネルの温度上昇に起因する。
【００２６】
実施例３では、リアパネル１１のゲート・ドライバ９とソース・ドライバ１０実装形態をプリントフィルム５０にゲート・ドライバ９とソース・ドライバ１０を搭載し、プリントフィルム５０に有する一方の端子をリアパネル１１の基板面にパターニングされた配線端子と間接的に接続する、いわゆるＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）実装した。プリントフィルム５０に有する他方の端子は、通常はバックライト２０の裏側に設けられる表示制御回路を搭載したプリント回路基板側に接続される。
【００２７】
本実施例の構成とすることで、リアパネル１１のソース・ドライバ１０の昇温が低減し、プリントフィルム５０がリアパネル１１の熱を放熱させる効果で液晶の温度上昇が抑制されてフロントパネルとのγ特性のズレが少なくなり、画質品位が向上する。さらに、フロントパネル１とリアパネル１１のうちの、少なくともリアパネル１１のソース・ドライバ１０を実装した辺を下側に配置することで、ソース・ドライバ１０の放熱効果をより向上させることができる。なお、プリントフィルムに代えて、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）でドライバチップを実装することでも同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００２８】
図５は、本発明にかかる液晶表示装置の実施例４を説明する図７と同様の断面図である。本実施例の液晶表示装置では、フロントパネル１とリアパネル１１とは同じ物理特性の液晶を封入し、各ドライバも同じＣＯＧ実装とした。そして、リアパネル１１をフロントパネル１に対して裏返して重ね合わせた。この構成により、両パネルの間隙３０を通る空気の流通が滑らかになり、リアパネルの放熱効果が向上すると共に、リアパネル１１のソース・ドライバ１０の温度上昇も低減する。また、矢印方向を上方に位置させることでソース・ドライバ１０の温度上昇をさらに低減することができ、ドライバＩＣの動作温度範囲（マージン）が広がり信頼性が向上する。
【００２９】
上記実施例では二枚の液晶表示パネルの重ね合わせた構成について説明したが、本発明はこのような構成に限るものではなく、さらに三枚以上の液晶表示パネルの重ね合わせたもの、あるいは透過型表示装置に限らず反射型の表示装置を用いて、それらの表示画像を光学的に重ね合わせて立体的に見える画像を形成するようなものにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、特に動作時に応答特性が相違する複数の表示パネルを重ね合わせ、各表示パネルに独立して表示した複数の画像を合成して一つの表示画面を構成する手段を持つディスプレイ装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかる液晶表示装置の実施例１を構成する液晶表示パネルの応答特性の説明図である。
【図２】本発明にかかる液晶表示装置の実施例２を構成する液晶表示パネルの駆動波形の説明図である。
【図３】本発明にかかる液晶表示装置の実施例２の構成例を説明する図である。
【図４】本発明にかかる液晶表示装置の実施例３を説明する斜視図である。
【図５】本発明にかかる液晶表示装置の実施例４を説明する図７と同様の断面図である。
【図６】二枚の液晶表示パネルを重ね合わせて構成した従来の立体表示を可能とした液晶表示装置の説明図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線に沿った二枚重ねした液晶表示パネルの断面図である。
【図８】図６に示した液晶表示パネルのそれぞれを単体で動作させた場合と図６のように重ね合わせてバックライトを組み込んで動作させた場合の液晶応答特性を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・液晶表示パネル（フロントパネル）、１１・・・液晶表示パネル（リアパネル）、２,１２・・・ゲート・ドライバ部、３,１３・・・ソース・ドライバ部、４・・・表示制御回路、５・・・電源回路、６・・・オーバドライブ回路、７・・・ＣＯＧ実装ゲート・ドライバ、８・・・ＣＯＧ実装ソース・ドライバ、９・・・ＣＯＦ実装ゲート・ドライバ、１０・・・ＣＯＦ実装ソース・ドライバ、１５・・・信号入力、１６・・・電源入力、２０・・・バックライト、２１・・・観察者、３０・・・間隔、４０・・・センサ、５０・・・プリントフィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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