[发明专利]多面板液晶显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及多面板液晶显示(LCD)设备及使用该设备的图像显示系统。具体的，本发明涉及包括多个LCD面板的直接观看式LCD设备，通过其能够获得更高的对比度(contrast ratio)。此外，本发明涉及其中使用LCD设备的电子装置、图像发射器、图像数据切换装置、图像数据诊断装置以及架构(building)。

背景技术

LCD设备具有以较低的功耗实现较高清晰度的优点，并且用在从小屏幕蜂窝电话到大屏幕电视监视器的范围广泛的应用中。然而，在LCD设备中存在缺陷，单独在黑色环境中的LCD面板的对比度比类似于LCD面板也用作电视监视器的CRT的对比度、等离子显示面板的对比度(3000∶1)要低，也比被称作FED/SED的场发射显示面板的对比度要低，并且至多在1000∶1的量级上。因此，需指出，存在在表现例如具有较高表现力的运动图像的图像源期间，特别是在黑暗环境中，不能充分感受到生动的表现。

为了解决上述问题，已经开发了一种根据要显示的图像控制背光光强的技术，从而改善显示屏幕上的对比度，而LCD面板其自身的对比度保持不变。然而，在具有表面发射型光源的常规背光单元中，使用具有窄动态范围的冷阴极射线管作为光源。因而，通过根据要显示的图像控制背光的光强来提高对比度被限制于大约2000至3000∶1。

需注意，背光单元的冷阴极射线管具有杆的形状。因此，如果存在同时表现在该LCD设备的相同屏幕上的高亮度区域和低亮度区域，则背光的亮度不会是每个区域都是规则的，导致通过背光的亮度控制获得的对比度的改善较差。因此，如果屏幕上表现的图像具有较高亮度区域，且希望强化较低亮度区域中的再现力，则由于较高亮度区域的存在，而降低了有效对比度。

为了解决上述问题，应有力地提高LCD面板的对比度。然而，如前所述，单独LCD面板的对比度至多在大约1000∶1。例如在专利公开JP-1989-10223A和JUM-1984-189625A中，描述了能够显著改善LCD设备对比度而不提高LCD面板自身对比度的制造LCD设备的技术。

图11示出具有多面板LCD设备结构的LCD设备的配置，其中两个LCD面板一个堆叠在另一个之上。LCD设备900包括偏振膜901、LCD面板941、偏振膜902、LCD面板942以及偏振膜903，它们以这样的次序从LCD设备900的光入射侧向光发射侧，即，从LCD设备900的后侧向前侧布置。LCD面板941包括以扭转向列(TN)模式工作的液晶(LC)层931；以及一对透明衬底911和912，在其邻近LC层931的表面上具有透明电极921和922。LCD面板942包括以TN模式工作的LC层932；以及一对透明衬底913和914，在其邻近LC层932的表面上具有透明电极923和924。LCD面板941和942的透明电极921和923是像素电极，从驱动电路951向其提供驱动信号。透明电极922和924是公共电极。由于采用包括两个堆叠的LCD面板的上述结构，当利用激光测量对比度时，可以将在使用单LCD面板的结构中为大约10至15的对比度提高到大约100∶1。另外，通过堆叠三个LCD面板，可以将对比度提高到大约1000∶1。以这样的方式，可以实现超过单独LCD面板的对比度极限的对比度。

专利公开JP-1989-10223A描述了一种驱动方案，其中通过从单个信号源提供的相同信号驱动两个堆叠的LCD面板941和942，以获得较高的对比度。然而，在LCD设备900的结构中，LC层931和932堆叠成在厚度方向上分开一段距离或间隙d1。因此，当在倾斜的观看方向上观察显示屏幕时，在LCD面板941和LCD面板942间的像素中出现不对准。由于该不对准，如果观察者在倾斜的观看方向上观察屏幕，图像会被观察为双行，这使得观察者感觉不舒适。另外，当执行色彩显示的两个LCD面板一个堆叠在另一个上，并且在倾斜的观看方向上观察它们时，光可能通过后侧LCD面板和前侧LCD面板之间的不同滤色器。由于此原因，出现降低了堆叠面板LCD设备的亮度和可视性的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种具有多个堆叠的LCD面板的LCD设备以及包括该LCD设备的图像显示系统，其能够解决常规技术的上述问题，从而防止在以倾斜的观看方向观察时LCD设备的图像质量降低。