JP2004078157A

JP2004078157A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2004078157A
Application number: JP2003145917A
Authority: JP
Inventors: Masanori Takeuchi; 武内　正典; Nobuyoshi Nagashima; 長島　伸悦; Naofumi Kondo; 近藤　直文
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: CN1469175A; US20040001167A1; US7595781B2; US7034789B2; CN1268978C; JP4248306B2; KR100552364B1; US20060097972A1; KR20040002600A; US20090021658A1

Abstract

【課題】画素分割方式の液晶表示装置において、副画素に印加される電圧の制御性を向上する。
【解決手段】画素は、第１副画素と第２副画素を有する。第１副画素の液晶容量ＣｌｃＯは、第１副画素電極１８ａと対向電極１７と、これらの間の液晶層によって構成されている。第２副画素の液晶容量ＣｌｃＥは、第２副画素電極１８ｂと対向電極１７と、これらの間の液晶層によって構成されている。第１副画および第２副画素は、それぞれ第１補助容量ＣｃｓＯおよび第２補助容量ＣｌｃＥを有する。第１補助容量ＣｃｓＯおよび第２補助容量ＣｌｃＥの補助容量電極には、第１および第２副画素電極と同じ電圧が印加され、第１補助容量ＣｃｓＯの補助容量対向電極と第２補助容量ＣｃｓＥの補助容量対向電極とは電気的に独立している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、画素分割方式の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、高精細、薄型、軽量および低消費電力等の優れた特長を有する平面表示装置であり、近年、表示性能の向上、生産能力の向上および他の表示装置に対する価格競争力の向上に伴い、市場規模が急速に拡大している。
【０００３】
従来一般的であったツイステッド・ネマティク・モード（ＴＮモード）の液晶表示装置は、正の誘電率異方性を持つ液晶分子の長軸を基板表面に対して略水平に配向させ、且つ、液晶分子の長軸が液晶層の厚さ方向に沿って上下の基板間で略９０度捻れるように配向処理が施されている。この液晶層に電圧を印加すると、液晶分子が電界に平行に立ち上がり、捻れ配向（ツイスト配向）が解消される。ＴＮモードの液晶表示装置は、電圧による液晶分子の配向に変化に伴う旋光性の変化を利用することによって、透過光量を制御するものである。
【０００４】
ＴＮモードの液晶表示装置は、生産マージンが広く生産性に優れた表示モードである。一方、表示性能とりわけ視野角特性の点で問題があった。具体的には、ＴＮモードの液晶表示装置の表示面を斜め方向から観測すると、表示のコントラスト比が著しく低下し、正面からの観測で黒から白までの複数の階調が明瞭に観測される画像を斜め方向から観測すると階調間の輝度差が著しく不明瞭となる点が問題であった。さらに、表示の階調特性が反転し、正面からの観測でより暗い部分が斜め方向からの観測ではより明るく観測される点も問題であった。
【０００５】
これらＴＮモードの液晶表示装置における視野角特性を改善する方法として、例えば、特許文献１に記載されているように、１つの画素電極を複数の副画素電極に分割し、画素電極に印加される電圧を複数の副画素電極に異なる比率で印加する方式が提案されている（「画素分割方式」と呼ぶことがある。）。特許文献１に開示されている構成では、複数の副画素電極に対して絶縁層を介して対向する制御コンデンサ電極を設け、複数の副画素電極を容量結合することによって、複数の副画素電極に異なる比率で電圧を印加する構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３３２００９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成を採用すると、それぞれの副画素電極に印加される電圧は、副画素電極と制御コンデンサ電極との間に形成される絶縁層の厚さのばらつきの影響を受けて変動するので、副画素電極に印加される電圧を所望の比率に制御することが難しいという問題がある。
【０００８】
また、上記の構成を採用すると、副画素電極間の電位差は、印加電圧が高くなるほど大きくなる。本発明者の検討によると、このような電圧条件では、ノーマリホワイトモードのＴＮ型液晶表示装置に代表されるような、比較的高い電圧を印加した場合の表示における視野角依存性が大きな表示モードの液晶表示装置の視野角特性の改善には有効であるものの、ノーマリブラックモードの液晶表示装置のγ特性の視野角特性を改善する効果が低い。
【０００９】
ノーマリブラックモードの液晶表示装置には、ＴＮモードの液晶表示装置における視野角特性を改善した液晶表示装置として、近年開発された、インプレイン・スイッチング・モード（ＩＰＳモード：特公昭６３−２１９０７号公報）、マルチドメイン・バーティカル・アラインド・モード（ＭＶＡモード：特開平１１−２４２２２５号公報）、軸対称配向モード（ＡＳＭモード：特開平１０−１８６３３０号公報）の液晶表示装置等がある。これらの新規なモード（広視野角モード）の液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置で見られる、表示面を斜め方向から観測した場合に表示コントラスト比が著しく低下したり、表示階調が反転するなどの問題は起こらない。
【００１０】
しかしながら、液晶表示装置の表示品位の改善が進む状況下において、今日では視野角特性の問題点として、正面観測時のγ特性と斜め観測時のγ特性が異なる点、すなわちγ特性の視角依存性の問題が新たに顕在化してきた。ここで、γ特性とは表示輝度の階調依存性であり、γ特性が正面方向と斜め方向で異なるということは、階調表示状態が観測方向によって異なることとなるため、写真等の画像を表示する場合や、またＴＶ放送等を表示する場合に特に問題となる。
【００１１】
γ特性の視野角依存性の問題は、ＩＰＳモードよりも、ＭＶＡモードやＡＳＭモードにおいて顕著である。一方、ＩＰＳモードは、ＭＶＡモードやＡＳＭモードに比べて正面観測時のコントラスト比の高いパネルを生産性良く製造することが難しい。これらの点から、特にＭＶＡモードやＡＳＭモードの液晶表示装置におけるγ特性の視角依存性を改善することが望まれる。
【００１２】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、画素分割方式の液晶表示装置において、副画素に印加される電圧の制御性を向上することにある。また、本発明の他の目的は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置のγ特性を改善できる、新たな画素分割方式を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、それぞれが液晶層と前記液晶層に電圧を印加する複数の電極とを有し、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を備え、前記複数の画素のそれぞれは、それぞれの前記液晶層に互いに異なる電圧を印加することができる第１副画素および前記第２副画素を有し、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれは、対向電極と、前記液晶層を介して前記対向電極に対向する副画素電極とによって形成された液晶容量と、前記副画素電極に電気的に接続された補助容量電極と、絶縁層と、前記絶縁層を介して前記補助容量電極と対向する補助容量対向電極とによって形成された補助容量とを有し、前記対向電極は、前記第１副画素および前記第２副画素に対して共通の単一の電極であり、前記補助容量対向電極は、前記第１副画素および前記第２副画素毎に対して電気的に独立であることを特徴とし、そのことによって上記目的が達成される。
【００１４】
好ましい実施形態の液晶表示装置は、行方向に延びる走査線と、列方向に延びる信号線と、前記複数の画素のそれぞれの前記第１副画素および前記第２副画素電極のそれぞれに対応して設けら、それぞれが当該画素に対応する共通の走査線および共通の信号線に接続された２つのスイッチング素子を有し、前記２つのスイッチング素子は、前記共通の走査線に供給される走査信号電圧によってオン／オフ制御され、前記２つのスイッチング素子がオン状態にあるときに、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれが有する前記副画素電極および前記補助容量電極に、共通の信号線から表示信号電圧が供給され、前記２つのスイッチング素子がオフ状態とされた後に、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれの前記補助容量対向電極の電圧が変化し、その変化の方向および変化の大きさによって規定される変化量が前記第１副画素と前記第２副画素とで異なる。ここで、前記補助容量対向電極の電圧の変化量は、絶対値だけでなく符号をも含む。例えば、前記第１副画素と前記第２副画素のそれぞれの前記補助容量対向電極の電圧の変化量は、絶対値が同じで、符号が異なってもよい。即ち、スイッチング素子がオフ状態とされた後、一方の補助容量対向電極の電圧が増大し、他方の補助容量対向電極の電圧が低下する場合、その変化量の絶対値は同じであってもよい。
【００１５】
前記補助容量対向電圧は、所定の周期ごとに極性が反転する構成とすることができる。
【００１６】
前記第１副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧と、前記第２副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧とは、位相が１８０°異なっている構成としてもよい。
【００１７】
前記第１副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧と、前記第２副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧とは、互いに等しい振幅を有している構成としてもよい。
【００１８】
前記信号線に印加される表示信号電圧は、一定本数の走査線が選択されるたびに極性が反転する構成とすることが好ましい。
【００１９】
前記信号線に印加される表示信号電圧は、互いに隣接する信号線間で極性が逆である構成とすることが好ましい。
【００２０】
前記信号線に印加される表示信号電圧は、２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期と同じであり、且つ、位相が１／２周期ずれていることが好ましい。
【００２１】
前記信号線に印加される表示信号電圧は、２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期の１／２であり、且つ、位相が一致している構成としても良い。
【００２２】
前記信号線に印加される表示信号電圧は、１本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期と同じであり、且つ、位相が一致している構成としても良い。
【００２３】
前記走査線は、前記複数の画素のそれぞれが有する前記第１副画素と前記第２副画素との間に設けられている構成とすることが好ましい。
【００２４】
前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれが有する前記補助容量対向電極に接続された補助容量配線をさらに有し、前記補助容量配線は、前記走査線に平行で、且つ、隣接する画素の間に設けられている構成とすることが好ましい。
【００２５】
好ましい実施形態の液晶表示装置は、前記複数の画素のそれぞれがある階調ｇｋ（０≦ｇｋ≦ｇｎ、ｇｋおよびｇｎは零以上の整数、ｇｋが大きい方が輝度の高い階調を表す。）の表示を行う際に、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれの液晶層に印加される実効電圧の差ΔＶｌｃ（ｇｋ）＞０（ボルト）であり、かつ、ΔＶｌｃ（ｇｋ）≧ΔＶｌｃ（ｇｋ＋１）の関係を満足し、ノーマリブラックモードで表示を行う。
【００２６】
前記液晶層は、垂直配向型液晶層であって、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含むことが好ましい。
【００２７】
前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれに含まれる前記液晶層は、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方位角方向が互いに約９０°異なる４つのドメインを含むことが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置は、それぞれの画素が、それぞれの液晶層に互いに異なる電圧を印加することができる第１副画素および第２副画素を有している。第１副画素および第２副画素のそれぞれは、液晶容量と、液晶容量に電気的に接続された補助容量とを有している。液晶容量は、対向電極と、液晶層を介して対向電極に対向する副画素電極とによって形成されており、補助容量は、副画素電極に電気的に接続された補助容量電極と、絶縁層と、絶縁層を介して補助容量電極と対向する補助容量対向電極とによって形成されている。対向電極は、第１副画素および第２副画素に対して共通の単一の電極であり、補助容量対向電極は、第１副画素および第２副画素毎に対して電気的に独立である。この補助容量対向電極に互いに独立に補助容量対向電圧を供給することによって、第１副画素の液晶層と第２副画素の液晶層とに互いに異なる電圧を印加する。
【００２９】
この構成は、上記特開平６−３３２００９号公報に開示されている構成のように、２つの副画素電極と絶縁層を介してこれらに対向するように形成された単一の制御コンデサ電極との電位差を容量の大きさによって決まる比率で分割するのではなく、それぞれの副画素電極に接続された補助容量対向電極に供給する補助容量対向電圧を制御することによって、それぞれの副画素（副画素の液晶容量）に印加される電圧を調整することができる。従って、副画素に印加される電圧を上記従来よりも正確に制御することができる。
【００３０】
本発明は液晶表示装置の表示品位を向上できるので、副画素ごとにスイッチング素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置に好適に適用される。その中でも特に、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を用いた垂直配向型液晶層を有し、ノーマリブラックモードで表示を行う広視野角型の液晶表示装置に適用することが好ましい。本発明によると、ＭＶＡモードやＡＳＭモードの液晶表示装置のγ特性の視角依存性を補償するように、副画素に電圧を印加することができる。さらに、本発明による液晶表示装置は、ライン反転駆動や、ドット反転駆動などの、高品位の表示を実現できる駆動方法に対応することが可能である。
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の液晶表示装置の液晶パネルの等価回路を模式的に示す図である。
【００３３】
この液晶パネルは、行および列を有するマトリクス状に配列された画素（ドットと呼ぶことがある。）を有するアクティブマトリクス型の液晶パネルである。図１は、ｎ行ｍ列の画素に注目している。
【００３４】
それぞれの画素は、第１副画素と第２副画素を有する。図１では、第１副画素に対応する液晶容量をＣｌｃＯと表記し、第２副画素に対応する液晶容量をＣｌｃＥと表記している。第１副画素の液晶容量ＣｌｃＯは、第１副画素電極１８ａと対向電極１７と、これらの間の液晶層によって構成されている。第２副画素の液晶容量ＣｌｃＥは、第２副画素電極１８ｂと対向電極１７と、これらの間の液晶層によって構成されている。第１副画素電極１８ａはＴＦＴ１６ａを介して信号線１４に接続されており、第２副画素電極１８ｂはＴＦＴ１６ｂを介して、同じ信号線１４に接続されている。ＴＦＴ１６ａおよびＴＦＴ１６ｂのゲート電極は、共通の走査線１２に接続されている。
【００３５】
それぞれの第１副画および第２副画素に対応して設けられている第１補助容量および第２補助容量は、図１中では、それぞれＣｌｃＯおよびＣｌｃＥと表記している。第１補助容量ＣｃｓＯの補助容量電極は、ドレイン電極の延長部１６Ｏを介してＴＦＴ１６ａのドレインに接続されており、第２補助容量ＣｃｓＥの補助容量電極は、ドレイン電極の延長部１６Ｅを介してＴＦＴ１６ｂのドレインに接続されている。なお、補助容量電極の接続形態は図示した例に限られず、それぞれ対応する副画素電極と同じ電圧が印加されるように電気的に接続されいればよい。即ち、副画素電極とそれぞれ対応する補助容量電極とが直接または間接に電気的に接続されていればよく、例えば、それぞれの副画素電極と対応する補助容量電極とを接続してもよい。
【００３６】
第１補助容量ＣｃｓＯの補助容量対向電極は、補助容量配線２４Ｏ（または２４Ｅ）に接続されており、第２補助容量ＣｃｓＥの補助容量対向電極は、補助容量配線２４Ｅ（または２４Ｏ）に接続されている。この構成によって、第１および第２補助容量のそれぞれの補助容量対向電極に異なる補助容量対向電圧を供給することが可能になっている。補助容量対向電極と補助容量配線の接続関係は、後に説明するように、駆動方法（ドット反転駆動など）に応じて、適宜選択される。
【００３７】
次に、図２を参照しながら、上記構成によって、第１副画素（ＣｌｃＯ）および第２副画素（ＣｌｃＥ）に異なる電圧を印加できる原理を説明する。
【００３８】
図２は、図１の画素（ｎ、ｍ）に入力される各種信号の電圧波形とタイミングを示している。（ａ）は２つのフレームに亘る水平走査期間（Ｈ）を示し、（ｂ）はｍ±１本目の信号線１４に供給される表示信号電圧Ｖｓ（ｍ±１）の波形（破線）を示し、（ｃ）はｍ本目の信号線１４に供給される表示信号電圧（階調信号電圧）Ｖｓ（ｍ）の波形（実線）を示している。（ｄ）はｎ本目の走査線１２に供給される走査信号電圧（Ｖｇ（ｎ））の波形を示しており、（ｅ）および（ｆ）はそれぞれ補助容量配線２４Ｏおよび２４Ｅに供給される補助容量対向電圧（ＶｃｓＯ、ＶｃｓＥ）の波形を示している。（ｇ）および（ｆ）は、それぞれ第１副画素の液晶容量ＣｌｃＯおよび第２副画素の液晶容量ＣｌｃＥに印加される電圧（ＶｌｃＯ、ＶｌｃＥ）の波形を示している。
【００３９】
図２に示した駆動方式は、２Ｈドット反転＋フレーム反転方式の液晶表示装置に本発明を適用した実施形態を示したものである。
【００４０】
信号線１４に印加される表示信号電圧Ｖｓは、２本の走査線が選択されるたび（２Ｈごと）に極性が反転し、且つ、隣接する信号線（例えばＶｍとＶ（ｍ±１）に印加される表示信号電圧の極性は逆になっている（２Ｈドット反転）。また、全ての信号線１４に表示信号電圧Ｖｓはフレーム毎に極性が反転する（フレーム反転）。
【００４１】
ここで、補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥの極性が反転する周期は、表示信号電圧の極性が反転する周期（２Ｈ）と同じであり、且つ、位相が１／２周期（１Ｈ）ずれている。補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥは、振幅が同じで、位相が１８０°異なる波形を有している。
【００４２】
図２を参照しながら、液晶容量ＣｌｃＯおよび液晶容量ＣｌｃＥに印加される電圧（ＶｌｃＯ、ＶｌｃＥ）が図２のようになる理由を説明する。
【００４３】
走査信号電圧Ｖｇがハイレベル（ＶｇＨ）のときにＴＦＴ１６ａおよび１６ｂｎが導通状態となり、信号線１４の表示信号電圧Ｖｓが副画素電極１８ａおよび１８ｂに印加される。液晶容量ＣｌｃＯおよびＣｌｃＥのそれぞれの両端に印加される電圧は、それぞれ、副画素電極１８ａおよび１８ｂの電圧と、対向電極１７の電圧（Ｖｃｏｍ）との差である。即ち、ＶｌｃＯ＝Ｖｓ−Ｖｃｏｍ（ＶｌｃＥ＝Ｖｓ−Ｖｃｏｍ）である。
【００４４】
（ｎ×ｈ−Δｔ）秒後に、走査線信号電圧ＶｇがＯＮ状態である高電圧ＶｇＨからＯＦＦ状態の低電圧ＶｇＬ（＜Ｖｓ）に切り替わると、いわゆる引込み現象の影響で、副画素電極１８ａおよび１８ｂの電圧がＶｄだけ下がる。このＶｄ低下分だけ対向電極１７の電圧Ｖｃｏｍは表示信号電圧Ｖｓのセンター電位より低い電圧に調整される。この低下分がΔＶである。
【００４５】
（ｎ×ｈ）秒後、液晶容量ＣｌｃＯの電圧ＶｌｃＯは、液晶容量ＣｌｃＯを構成する副画素電極１８ａと電気的に接続された、補助容量ＣｃｓＯの補助容量対向電極の電圧ＶｃｓＯの影響を受けて変化する。また、液晶容量ＣｌｃＥの電圧ＶｌｃＥは、液晶容量ＣｌｃＥを構成する副画素電極１８ｂと電気的に接続された、補助容量ＣｃｓＥの補助容量対向電極の電圧ＶｃｓＥの影響を受けて変化する。ここで、（ｎ×ｈ）秒において、補助容量対向電圧ＶｃｓＯがＶｃｓＯｐ＞０だけ増加し、補助容量対向電圧ＶｃｓＥがＶｃｓＥｐ＞０だけ低下したとする。即ち、補助容量対向電圧ＶｃｓＯの全振幅（Ｖｐ−ｐ）をＶｃｓＯｐとし、補助容量対向電圧ＶｃｓＥの全振幅をＶｃｓＥｐとする。
【００４６】
ＴＦＴ１６ａのドレインに接続された液晶容量ＣｌｃＯと補助容量ＣｃｓＯとの合計の容量をＣｐｉｘＯとすると、
ＶｌｃＯ＝Ｖｓ−ΔＶ＋ＶｃｓＯｐ（ＣｃｓＯ／ＣｐｉｘＯ）−Ｖｃｏｍ
となり、
ＴＦＴ１６ｂのドレインに接続された液晶容量ＣｌｃＥと補助容量ＣｃｓＥとの合計の容量をＣｐｉｘＥとすると、
ＶｌｃＥ＝Ｖｓ−ΔＶ−ＶｃｓＥｐ（ＣｃｓＥ／ＣｐｉｘＥ）−Ｖｃｏｍ
となる。
【００４７】
次に、（ｎ＋２）×ｈ秒後（（ｎ＋３）Ｈ時）には、同様に補助容量対向電極の電圧ＶｃｓＯ（またはＶｃｓＥ）の影響を受けて、ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥは、それぞれ、ｎＨ時の電圧値に戻る。
【００４８】
ＶｌｃＯ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
ＶｌｃＥ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
この電圧の変化は、次のフレームにおいてＶｇ（ｎ）がＶｇＨとなるまで繰り返される。その結果、ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥのそれぞれの実効値が異なる値となる。
【００４９】
すなわち、ＶｌｃＯの実効値をＶｌｃＯｒｍｓとし、ＶｌｃＥの実効値ＶｌｃＥｒｍｓとすると、
ＶｌｃＯｒｍｓ＝Ｖｓ−ΔＶ＋（１／２）ＶｃｓＯｐ（ＣｃｓＯ／ＣｐｉｘＯ）−Ｖｃｏｍ
ＶｌｃＥｒｍｓ＝Ｖｓ−ΔＶ−（１／２）ＶｃｓＥｐ（ＣｃｓＥ／ＣｐｉｘＥ）−Ｖｃｏｍ
（ただし、（Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ）＞＞ＶｃｓＯｐ（ＣｃｓＯ／ＣｐｉｘＯ）
（Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ）＞＞ＶｃｓＥｐ（ＣｃｓＥ／ＣｐｉｘＥ）時。）
となる。従って、これら実効値の差をΔＶｌｃ＝ＶｌｃＯｒｍｓ−ＶｌｃＥｒｍｓとすると、
ΔＶｌｃ＝（１／２）｛ＶｃｓＯｐ（ＣｃｓＯ／ＣｐｉｘＯ）＋ＶｃｓＥｐ（ＣｃｓＥ／ＣｐｉｘＥ）｝
となる。
【００５０】
２つの副画素が有する液晶容量および補助容量の大きさが等しい（ＣｌｃＯ＝ＣｌｃＥ＝Ｃｌｃ、ＣｃｓＯ＝ＣｃｓＥ＝Ｃｃｓ、ＣｐｉｘＯ＝ＣｐｉｘＥ＝Ｃｐｉｘ）とすると、
ΔＶｌｃ＝（１／２）（ＶｃｓＯｐ＋ＶｃｓＥｐ）（Ｃｃｓ／Ｃｐｉｘ）
となる。図２に示したように、ＶｃｓＯｐ＝ＶｃｓＥｐで位相が１８０°異なっている場合には、ＶｃｓＯｐ＝ＶｃｓＥｐ＝Ｖｃｓｐとすると、
ΔＶｌｃ＝Ｖｃｓｐ（Ｃｃｓ／Ｃｐｉｘ）
となり、ＶｌｃＯの実効値は大きく、ＶｌｃＥの実効値は小さくなる。
【００５１】
なお、ＶｃｓＯとＶｃｓＥの電圧を入れ替えれば、逆にＶｌｃＯの実効値を小さく、ＶｌｃＥの実効値を大きくなるように設定できる。あるいは、補助容量ＣｃｓＯおよびＣｃｓＥの補助容量対向電極に接続する補助容量配線２４Ｏおよび２４Ｅの組合せを逆にしても、ＶｌｃＯの実効値を小さく、ＶｌｃＥの実効値を大きくなるように設定できる。
【００５２】
なお、ここでは、フレーム反転駆動を行っているので、次フレームでは、Ｖｓの極性を反転し、Ｖｌｃ＜０となるが、これに同期してＶｃｓＯおよびＶｃｓＥの極性も反転させれば、同様の結果が得られる。
【００５３】
また、ここでは、ドット反転駆動を行うために、隣接する信号線１４に供給する表示信号電圧の極性を互いに逆しているので、画素（ｎ、ｍ）の次フレームの駆動状態は、画素（ｎ、ｍ）の信号線１４（ｍ）の両隣りの画素（ｎ、ｍ±１）の駆動状態と同じになる。
【００５４】
次に、図３を見ながら、図２に示した駆動方法によって得られる、あるフレームにおける各画素（液晶容量）に印加される電圧の極性の分布（ａ）および補助容量対向電圧（補助容量配線）の組合わせ（ｂ）、ならびに、画素ごとの副画素に印加される実効電圧の分布（ｃ）を説明する。
【００５５】
図３（ａ）に示したように、図２の駆動方法を採用すると、２行ごとに極性が反転し、且つ、隣接する列ごとに極性が反転した、２Ｈドット反転が実現される。図３（ａ）に示した次のフレームにおいては、全ての極性が反転する（フレーム反転）。
【００５６】
ここで、図３（ｂ）に示したように、それぞれの副画素電極に接続する補助容量の補助容量対向電極を接続する補助容量配線を組み合わせると、図３（ｃ）に示すような実効電圧の分布を形成することができる。なお、図３（ｂ）における各セルの上段は、副画素電極１８ａと組み合わせて用いられる補助容量対向電極が接続される補助容量配線（２４Ｏまたは２４Ｅ）を示し、下段は、副画素電極１８ｂと組み合わせて用いられる補助容量対向電極が接続される補助容量配線（２４Ｏまたは２４Ｅ）を示している。また、図３（ｃ）における各セルの上段は、副画素電極１８ａが構成する副画素（液晶容量）に対応し、下段は、副画素電極１８ｂが構成する副画素（液晶容量）に対応する。図３（ｃ）において「Ｏ」と表記している副画素の実効電圧が高く、「Ｅ」と表記している副画素の実効電圧が低い。
【００５７】
図３（ｃ）からわかるように、図２の駆動方法を採用すると、２Ｈドット反転駆動（図３（ａ））が実現されているとともに、副画素に印加される実効値の大小関係も、行および列方向のそれぞれにおいて、副画素ごとに逆転している。このように、副画素に印加される電圧の実効値の分布の空間周波数が高いと、高品位の表示を行うことが出来る。
【００５８】
図２に示した駆動方法が最も好ましいが、他の駆動方法を採用することも出来る。例えば、図２と同様の２Ｈドット反転＋フレーム反転方式において、図４に示すように、補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥの極性を１Ｈで反転させても良い。
【００５９】
また、上述した２Ｈドット反転＋フレーム反転に限られず、１Ｈドット反転＋フレーム反転駆動を行うこともできる。すなわち、図４における表示信号電圧Ｖｓの極性を１Ｈで反転させる駆動方法を採用することもできる。この駆動方法を採用すると、図５（ａ）に示すように、画素に印加される電圧の極性が、行および列方向の両方において画素ごとに反転するドット反転駆動が実現される。また、図５（ｂ）に示すように、副画素電極１８ａおよび１８ｂと組合わせて用いられる、補助容量対向電極が接続される補助容量配線（２４Ｏまたは２４Ｅ）を選択することによって、図５（ｃ）に示すような電圧分布が形成される。
【００６０】
なお、図５（ｃ）と図３（ｃ）との比較からわかるように、図５（ｃ）においては、例えば、画素（ｎ、ｍ）と画素（ｎ＋１、ｍ）とにおいて、列方向に隣接する副画素がいずれも実効電圧が低いほうの副画素「Ｅ」となっており、実効電圧の分布の空間周波数が図５（ｃ）よりも低くなっている。
【００６１】
本発明による液晶表示装置は、上述したドット反転駆動に限られず、ライン反転駆動＋フレーム反転駆動に適用できる。
【００６２】
ライン反転駆動における各電圧波形の例を図６に示す。図６においては、（ｂ）Ｖｓ（ｍ±１）は（ｃ）Ｖｓ（ｍ）と同極性なので省略している。走査信号電圧Ｖｇは、ＴＦＴ１６ａおよび１６ｂのオフマージンを考慮し、且つ、カップリングによる消費電流を低減するために、ローレベルＶｇＬが１Ｈごとに反転する信号を用いる。対向電極の電圧Ｖｃｏｍと補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥは同期させ、１Ｈで極性反転させる。なお、ここでは、補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥとして、互いに振幅が異なる信号を用いることによって、副画素に印加される実効電圧を異ならせている。
【００６３】
図６に示した駆動方法を適用すると、図７（ａ）に示すように、各画素に印加される電圧の極性が行ごとに反転する。また、図７（ｂ）に示すように、副画素電極１８ａおよび１８ｂと組み合わせて用いられる補助容量対向電極が接続される補助容量配線（２４Ｏまたは２４Ｅ）を選択することによって、図７（ｃ）に示すような電圧分布が形成される。
【００６４】
図７（ｃ）と図５（ｃ）との比較からわかるように、図５（ｃ）においては、行方向において隣接する副画素の実効値の大小関係は交互になっていたが、図７（ｃ）においては同じ行の副画素は実効電圧が大（「Ｏ」）または実効電圧が小（「Ｅ」）のいずれかとなっている。なお、列方向における実効電圧の分布は、図５（ｃ）と同じである。当然のことながら、ライン反転駆動は表示品位の観点からはドット反転よりも劣るが、消費電力等を考慮すると、液晶表示装置の用途に応じて採用され得る。
【００６５】
上述したように、本発明によると、それぞれの副画素に接続されている補助容量の補助容量対向電極に印加する電圧を制御することによって、副画素ＣｌｃＯおよびＣｌｃＥに印加される電圧ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥを異ならせることができる。
【００６６】
ＶｌｃＯの実効値とＶｌｃＥの実効値との差ΔＶｌｃは、図８に示すように、印加電圧（階調電圧）が高いほどΔＶｌｃは小さくなる。即ち、階調を０≦ｇｋ≦ｎで表すと、ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥの実効値の差ΔＶｌｃ（ｇｋ）＞０（ボルト）であり、かつ、ΔＶｌｃ（ｇｋ）≧ΔＶｌｃ（ｇｋ＋１）の関係が全ての階調（０≦ｇｋ≦ｎ）の範囲において成立する。
【００６７】
この副画素に印加される実効電圧の差の印加電圧依存性は、上述した特開平６−３３２００９号公報に記載されている容量結合方式における印加電圧依存性とは逆である。また、本発明の構成においては、副画素間の実効電圧の差を制御するために補助容量の容量値を絶縁膜の厚さで調整する必要がないので、補助容量を構成する絶縁層として、例えばゲート絶縁膜を共通に用いることができる。なお、副画素の実効電圧の差に、図８に示したよ印加電圧依存性が現れるのは、液晶容量ＣｌｃＯおよびＣｌｃＥの容量値が電圧に依存するためである。
【００６８】
次に、図８に示したΔＶｌｃの電圧依存性が、ノーマリブラックモードの液晶表示装置のγ特性の改善に有効である理由を説明する。
【００６９】
まず、典型的な、ＭＶＡモードの液晶表示装置の表示特性を、図９を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態の液晶表示装置１００の副画素ＣｌｃＯおよびＣｌｃＥ（すなわち、副画素電極１８ａおよび１８ｂ）に同じ電圧を印加した場合の表示特性は、従来の液晶表示装置と略同じになる。
【００７０】
図９（ａ）は、正面方向（Ｎ１）および右６０度視角（Ｌ１）、右上６０度視角（ＬＵ１）の透過率の印加電圧依存特性である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の各方向の透過率を各方向の白電圧（最高階調電圧）を印加したときの透過率を１００％として規格化した規格化透過率を示す図であり、正面方向（Ｎ２）および右６０度視角（Ｌ２）、右上６０度視角（ＬＵ２）の規格化透過率の印加電圧依存特性を示す。なお、視角６０度とは、表示面法線からの角度が６０度であることを意味する。
【００７１】
図９（ｂ）からわかるように、正面方向の表示特性と、右６０度視角および右上６０度視角の特性が異なっている。このことは、各観測方向によって表示のγ特性が異なっていることを示している。
【００７２】
図９（ｃ）は、γ特性の違いをさらに明瞭に表現するためのものであり、横軸の値を横軸の値＝（正面視角規格化透過率÷１００）＾（１／２．２）、縦軸の値をＮ３、Ｌ３、ＬＵ３それぞれに対応して正面階調特性＝（正面視角規格化透過率÷１００）＾（１／２．２）、右６０度視角階調特性＝（右６０度規格化透過率÷１００）＾（１／２．２）、右上６０度視角階調特性＝（右上６０度規格化透過率÷１００）＾（１／２．２）として、γ特性のずれを顕在化してある。「＾」はべき乗を表し、この指数がγ値に対応し、典型的な液晶表示装置では正面諧調特性のγ値は２．２に設定してある。
【００７３】
図９（ｃ）において、正面階調特性（Ｎ３）は縦軸の値＝横軸の値であり、直線となる。一方、右６０度視角階調特性（Ｌ３）および右上６０度視角の階調特性（ＬＵ３）は曲線となる。この曲線（Ｌ３、ＬＵ３）の正面特性を示す直線（Ｎ３）からのずれ量が、それぞれの視角におけるγ特性のずれ量を、即ち正面観測時と各視角（右６０度視角または右上６０度視角）での観測における階調表示状態のずれ量（違い）を定量的に示している。
【００７４】
本発明によって、即ち、それぞれの画素に第１副画素および第２副画素を設け、それぞれの副画素の液晶層に異なる実効電圧ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥを印加することによって、γ特性のずれが改善できる原理を、図９（ｂ）を参照しながら説明する。但し、ここでの説明では第１副画素と第２副画素の面積は等しいとする。
【００７５】
従来の液晶表示装置では正面透過率が点ＮＡであらわされるとき、右６０度視角の透過率は点ＮＡと同一電圧の右６０度視角の透過率を表す点ＬＡで表される。これに対して、本発明の場合、点ＮＡの正面透過率を得るためには第１副画素および第２副画素のそれぞれの正面透過率を点ＮＢ１および点ＮＢ２に選ぶことが出来る。ここで点ＮＢ２の正面透過率は略ゼロであり、また第１副画素と第２副画素の面積が等しいことから、点ＮＢ１の透過率は点ＮＡの透過率の約２倍となる。また、点ＮＢ１と点ＮＢ２における実効電圧の差はΔＶｌｃである。また、本発明の場合、右６０度視角の透過率は点ＮＢ１および点ＮＢ２と同一電圧の右６０度視角の透過率を示す点、点ＬＢ１および点ＬＢ２の透過率の平均値を示す点、点Ｐとなる。
【００７６】
本発明による液晶表示装置の、右６０度視角の透過率を示す点Ｐは従来の液晶表示装置の右６０度視角の透過率を示す点ＬＡよりも該当する正面透過率を示す点ＮＡに近接し、γ特性のずれ量が低減される。
【００７７】
上記説明から、本発明の第２副画素の、右６０度視角の透過率（点ＬＢ２参照）は略ゼロであることが本発明の効果を大きくしていることが理解できる、すなわち、本発明の効果を高めるためには黒表示状態で斜め方向から観測した場合の透過率が増加しないことが好ましい。この観点から、液晶層の両側に位相差補償素子を設け、黒表示状態で斜め方向から観測した場合の透過率が増加しないように、位相差補償素子のリタデーションを適宜設定することが好ましい。
【００７８】
上述したようなγ特性を有する液晶表示装置の表示品位を改善するためには、特に、黒表示側（階調の低い側）のγ特性を改善することが効果的である。即ち、ノーマリブラックモードの表示装置においては、低階調電圧側において、副画素間の実効電圧差ΔＶｌｃを大きくすることが好ましい。
【００７９】
例えば、図１１および図１２を参照しながら、後述する本発明による実施形態の液晶表示装置１００のγ特性を図１０に模式的に示す。図１０には比較のために副画素に同一の電圧を印加した場合（ΔＶｌｃ＝０）のγ特性も示してある。図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、右視６０度視角および右上６０度視角のいずれにおいても、γ特性の改善がなされていることがわかる。本実施形態の液晶表示装置では、例えば、典型的な値として黒表示状態における実効電圧差ΔＶｌｃ（０）＝１．５（ボルト）、白表示状態における実効電圧差ΔＶｌｃ（ｎ）＝０（ボルト）とするが、無論これ以外の値をとっても良い。但し、ΔＶ１２（ｇｋ）の値が液晶表示装置の、透過率の印加電圧依存特性の閾値電圧（すなわち、図９（ｂ）に示したＶｔｈ）よりも大きくなると黒表示時の輝度（透過率）が増加し表示のコントラストを低下させる問題があるため、ΔＶ１２（０）≦Ｖｔｈであることが好ましく、白表示時の輝度の観点からはΔＶｌｃ（ｎ）が零に近いが好ましい。
【００８０】
次に、図１１、図１２および図１３を参照しながら、具体的な画素構成について説明する。
【００８１】
図１１および図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明によるＭＶＡモードの液晶表示装置１００の画素構造を模式的に示す図であり、図１１はアクティブマトリクス基板の構造を示しており、図１２（ａ）は対向基板に設けられたリブの配置を模式的に示す図であり、図１２（ｂ）は、模式的な断面図を示している。なおこれらの図では省略しているが、液晶パネルの両側に設けられた位相差補償素子（典型的には位相差補償板）と、これらを挟むように配置された一対の偏光板と、バックライトとを有する。一対の偏光板の透過軸（偏光軸ともいう。）は、互いに直交するように配置（クロスニコル配置）されており、液晶層１１３に電圧が印加されていない状態（垂直配向状態）において黒表示を行う。位相差補償素子は液晶表示装置の視野角特性を良好にするために設けられており、公知の技術を用いて最適に設計される。具体的には、黒表示状態（ｇｋ＝０）において、全ての方位角方向における斜め観測時と正面観測時との輝度（黒輝度）の差が最小となるように最適化してある。位相差補償素子をこのように最適化することによって、本発明による効果がさらに顕著になる。
【００８２】
液晶表示装置１００のそれぞれの画素は、副画素電極１１８ａおよび１１８ｂを有している。副画素電極１１８ａおよび１１８ｂはスリット（電極層がない部分）１１８ｓを有している。
【００８３】
図１２（ｂ）に模式的に示すように、ガラス基板１１１ａ上に形成された副画素電極１１８ａおよび１１８ｂはスリット１１８ｓを有し、液晶層１１３を介して対向するように設けられている対向電極１１７とによって、斜め電界を生成する。また、対向電極１１７が設けられているガラス基板１１１ｂの表面には、液晶層１１３側に突き出たリブ１１９が設けられている。液晶層１１３は、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料で構成されており、対向電極１１７および副画素電極１１８ａおよび１１８ｂを覆うように形成されている垂直配向膜（不図示）によって、電圧無印加時に垂直配向状態をとる。リブ１１９の表面（傾斜した側面）および上記斜め電界によって、垂直配向した液晶分子を所定の方向に安定に倒すことが出来る。
【００８４】
図１２（ｂ）に示したように、リブ１１９はリブの中心に向かって山型に傾斜しており、液晶分子はその傾斜面に対して略垂直に配向している。従って、リブ１１９によって液晶分子のチルト角度（基板表面と液晶分子の長軸の成す角度）の分布が発生する。また、スリット１１８ｓは液晶層に印加される電界の方向を規則的に変化させている。その結果、このリブ１１９、スリット１１８ｓの作用によって電界印加時の液晶分子の配向方向は、図中に示した矢印の方向、すなわち、右上、左上、左下、右下の４方向に配向するため上下左右対称な特性を有する良好な視野角特性を得ることが出来る。なお、液晶表示装置１００の矩形の表示面は、典型的には、長手方向を左右方向に配置され、基板１１１ａおよび１１１ｂの両側にクロスニコル状態に配置される偏光板（不図示）の透過軸は長手方向に平行に設定される。一方、それそれの画素は、典型的には、図１１に示したように、画素の長手方向が液晶表示装置１００の表示面の長手方向に直交する方向に配置される。
【００８５】
図１１を参照しながら、液晶表示装置１００の画素構造をさらに詳細に説明する。
【００８６】
副画素電極１１８ａおよび１１８ｂは、それぞれ対応するＴＦＴ１１６ａおよび１１６ｂを介して、共通の信号線１１４から表示信号電圧が供給される。ＴＦＴ１１６ａおよび１１６ｂのゲート電極は、共通の走査線１１２と一体に形成されており、副画素電極１１８ａおよび１１８ｂの間に設けられている。副画素電極１１８ａおよび１１８ｂは、走査線１１２に関して対称な位置にあり、この例では、同じ面積を有している。
【００８７】
ＴＦＴ１１６ａおよび１１６ｂのそれぞれのドレイン電極延長部１１６Ｏおよび１１６Ｅのうち、走査線１１２と平行に設けられた補助容量配線１２４と絶縁層（不図示）と対向する部分１３２が補助容量電極として機能する。補助容量を構成する絶縁層は、例えばＴＦＴ１１６ａおよび１１６ｂのゲート絶縁層である。補助容量対向電極は、補助容量配線１２４と一体に形成されており、補助容量配線１２４は、行方向に隣接する２つの画素に共用されている。
【００８８】
このような構成を有する液晶表示装置１００は、補助容量配線１２４に上述のような補助容量対向電圧が供給され、γ特性の視角依存性が改善され、優れた表示を実現することが出来る。
【００８９】
図１３に本発明による他の実施形態の液晶表示装置２００の構造を模式的に示す。
【００９０】
液晶表示装置２００は、ＡＳＭモードの液晶表示装置であり、副画素電極２１８ａおよび２１８ｂは、略十字形状の開口部２１８ｓを有し、対向基板に設けられた凸部２１９とともに、垂直配向型液晶層の液晶分子（負の誘電異方性を有する）を軸対称状に配向を安定化させ、電圧印加時に軸対称配向を形成する。
【００９１】
副画素電極２１８ａおよび２１８ｂの構造および凸部２１９（液晶表示装置１００のリブ１１９に相当）が異なる以外の構成は、液晶表示装置１００と実質的に同じである。
【００９２】
各副画素電極２１８ａおよび２１８ｂは、ドレイン電極延長部２１６Ｏおよび２１６Ｅを介して、ＴＦＴ２１６ａおよび２１６ｂのドレインに接続されている。ドレイン電極延長部２１６Ｏおよび２１６Ｅのうち、補助容量配線２２４と絶縁層（ゲート電極）を介して対向する部分２３２が補助容量電極として機能する。すなわち、補助容量電極２３２とこれらの間に設けられた絶縁層と補助容量対向電極（補助容量配線２２４の一部）とが補助容量を形成している。走査線２１２と補助容量配線２２４は、互いに平行に設けられており、走査線２１２は副画素電極２１８ａと２１８ｂとの間に設けており、補助容量配線２２４は列方向に連続する画素に共通に用いられる。
【００９３】
上述した液晶表示装置１００および２００の構成は、２Ｈドット反転、１Ｈドット反転駆動に好適に用いられる（図３および図５参照）。但し、ライン反転駆動（図７参照）については、走査線１１２や２１２を副画素電極の間に設ける必要は必ずしもない。
【００９４】
本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置１００’の構成を模式的に図１４（ａ）および（ｂ）に示す。図１４（ａ）は液晶表示装置１００’の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）中の１４ｂ−１４ｂ’線に沿った断面図である。液晶表示装置１００’は図１１に示した液晶表示装置１００と同様にＭＶＡモードの液晶表示装置であり、共通の部材は共通の参照符号で示し、ここではその説明を省略する。
【００９５】
図１４（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置１００’は、図１１に示した液晶表示装置１００よりも開口率が大きいという利点を有している。
【００９６】
ドレイン電極延長部１１６Ｅ’および１１６Ｏ’は、それぞれ対応する副画素電極１１８ａ’および１１８ｂ’が有するスリット１１８ｓとその大部分が重なるように配置されている。スリット１１８ｓに対応する領域の液晶層は表示に利用されないので、この領域にドレイン電極延長部１１６Ｅ’および１１６Ｏ’の大部分を形成することによって、開口率の低下を抑制することができる。
【００９７】
さらに、ＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’がいわゆるＴＦＴオンゲート構造を有しているので、ＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’が占有する面積を小さくすることによって、大きな開口率を得ることができる。
【００９８】
図１４（ｂ）を参照しながら、ＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’の断面構造を説明する。
【００９９】
基板（例えばガラス基板）上に走査線１１２の一部としてゲート電極１１６Ｇが形成されており、ゲート電極１１６Ｇを覆って基板のほぼ全面にゲート絶縁膜１１６ＧＩが形成されている。ゲート絶縁膜１１６ＧＩを介してゲート電極１１６Ｇと対向するように半導体層（例えばａ−Ｓｉ層）が形成されている。この半導体層は、真性半導体層１１６ＩとＮ^＋半導体層１１６Ｎ^＋とを含み、Ｎ^＋半導体層１１６Ｎ^＋は、２つのＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’に共通のソース領域と、２つのＴＦＴのそれぞれのドレイン領域に対応する、全部で３つの領域に分断されており、それぞれの上に、ソース電極１１６Ｓ、ＴＦＴ１１６ａ’のドレイン電極１１６ＤおよびＴＦＴ１１６ｂ’のドレイン電極１１６Ｄが形成されている。
【０１００】
走査線１１２の一部を構成するゲート電極１１６Ｇが２つのＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’のゲートとして機能し、ソース電極１１６Ｄが２つのＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’のソース電極として機能する。ソース電極１１６と２つのドレイン電極１１６Ｄとの間の真性半導体層１１６Ｉがチャネル領域となる。
【０１０１】
このようなＴＦＴオンゲート構造を採用すると、図１１に示したＴＦＴ１１６ａおよび１１６ｂのように、走査線１１２から分岐して形成されたゲート電極を有する構成よりも、ＴＦＴの占有面積を大幅に低減することができる。
【０１０２】
本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置３００の構成を模式的に図１５に示す。
【０１０３】
液晶表示装置３００は、上記の液晶表示装置１００、１００’および２００が負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含む垂直配向型液晶層を備えるノーマリブラックモードの液晶表示装置であるのに対し、正の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含む平行配向型液晶層を備えるノーマリブラックモードの液晶表示装置である。
【０１０４】
液晶表示装置３００は、副画素電極３１８ａおよび３１８ｂと、対向電極３１７ａおよび３１７ｂとの間３１９に位置する液晶層に液晶層面に略平行な電界（横電界）を生成する、いわゆるＩＰＳモードの液晶表示装置である。２つの副画素に属する対向電極３１７ａおよび３１７ｂは、一体に形成された単一の電極である。
【０１０５】
副画素電極３１８ａおよび３１８ｂは、それぞれ走査線３１２に供給される走査信号によって制御される２つのＴＦＴ３１６ａおよび３１６ｂのドレイン電極に接続されている。ＴＦＴ３１６ａおよび３１６ｂは、ＴＦＴオンゲート構造を有し、信号線３１４と一体に形成されたソース電極を共有している。ＴＦＴ３１６ａおよび３１６ｂのドレイン電極延長部３１６Ｅおよび３１６Ｏのうち、絶縁層（ここではゲート絶縁膜（不図示））を介して補助容量配線３２４に対向する部分３３２が、補助容量電極として機能し、補助容量を構成する。
【０１０６】
このＩＰＳモードの液晶表示装置３００も、図１に示した等価回路で表され、γ特性の視角依存性を向上できる。なお、本発明によるγ特性の視角依存性を向上できるという効果は、液晶表示装置１００、１００’および２００として例示した垂直配向型液晶層を備えるノーマリブラックモードの液晶表示装置において最も顕著である。本発明はこれらの液晶表示装置に限られず、ノーマリブラックモードであれば他の表示モード（例えばＴＮモード等）の視野角特性を改善することもできる。
【０１０７】
次に、図１６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置に好適に適用されるＴＦＴオンゲート構造の例を説明する。
【０１０８】
図１６（ａ）に示す構成は、図１４に示した液晶表示装置１００’のＴＦＴ１１６ａ’および１１６ｂ’と同じである。走査線の一部として形成されたゲート電極Ｇ上に形成されたゲート絶縁膜（不図示）上に半導体層ＳＣが形成されている。この半導体層ＳＣ上にソース電極Ｓおよび２つのドレイン電極Ｄ１およびＤ２が形成されている。ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ１およびＤ２との間の領域に位置する半導体層ＳＣにチャネルを形成するために、これらの領域の下部にはゲート電極Ｇが配置されている。
【０１０９】
なお、ソース電極Ｓとゲート電極Ｇとの間のリーク電流を低減するために、ソース電極Ｓとゲート電極Ｇとが互いに重なる領域の全体に半導体層ＳＣが形成されている。また、ソース電極Ｓとゲート電極Ｇとの間に形成される容量を小さくするために、ソース電極Ｓがゲート電極Ｇと重なる領域の幅を狭く形成している。
【０１１０】
図１６（ｂ）に示す構成は、図１５に示した液晶表示装置３００のＴＦＴ３１６ａおよび３１６ｂと同じである。図１６（ｂ）に示した構成を採用すると、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ１およびＤ２との間にＬ字状のチャネル領域が形成されるので、チャネル領域の幅（Ｌ字に沿った長さ）を広くとることができるので、例えばＴＦＴのＯＮ電流を増大することができるという利点が得られる。
【０１１１】
なお、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ１およびＤ２との間に存在する半導体層ＳＣの一部に切り欠きＳＣａを設けている。この切り欠きＳＣａを設けないと、半導体層ＳＣが、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間に存在し、且つ、下部にゲート電極Ｇが存在しない領域を有することになるので、この領域の半導体層ＳＣにはゲートＧからの電界が及ばず、リーク電流が発生することになる。ここでは、半導体層ＳＣに切り欠きＳＣａを設けたが、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ１およびＤ２との間に位置する半導体層ＳＣがゲート電極Ｇの幅内に収まるように形成しても良い。
【０１１２】
さらに、図１６（ｃ）に示す単純な構成としてもよい。図１６（ａ）および（ｂ）では、ドレイン電極Ｄ１およびＤ２がソース電極Ｓを介して互いに対向するように配置したが、図１６（ｃ）のように、ドレイン電極Ｄ１およびＤ２をともにソース電極Ｓに対して同じ側に配置し、互いに平行なチャネルを形成してもよい。なお、図１６（ｃ）に示した構成においても、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ１およびＤ２との間のリーク電流を低減するために半導体層ＳＣに切り欠きＳＣａを設けている。
【０１１３】
ＴＦＴオンゲート構造は上記の例に限られず、公知の種々の構成を適用することができる。ＴＦＴオンゲート構造を採用することによって画素開口率を向上することができるので、液晶表示装置の表示輝度を向上することができる。
【０１１４】
なお、上記の実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴを有する液晶表示装置を例示したがこれに限られず、ＭＩＭなど他のスイッチング素子を用いた液晶表示装置に適用することも出来る。
【０１１５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によると、画素分割型の液晶表示装置における副画素に制御性よく異なる電圧を印加できる構成が提供される。
【０１１６】
また、本発明によると、ノーマリブラックモードの液晶表示装置のγ特性の視野角依存性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の液晶表示装置が備える液晶パネルの等価回路を模式的に示す図である。
【図２】本発明による実施形態の液晶表示装置を駆動するための電圧波形の例を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は、図２に示した駆動方法によって得られる、あるフレームにおける各画素（液晶容量）に印加される電圧の極性の分布を示す図であり、（ｂ）は各画素における補助容量対向電圧（補助容量配線）の組合わせを示す図であり、（ｃ）は各画素の副画素に印加される実効電圧の分布を示す図である。
【図４】本発明による実施形態の液晶表示装置を駆動するための電圧波形の他の例を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は、１Ｈドット反転＋フレーム反転駆動によって得られる、あるフレームにおける各画素（液晶容量）に印加される電圧の極性の分布を示す図であり、（ｂ）は各画素における補助容量対向電圧（補助容量配線）の組合わせを示す図であり、（ｃ）は各画素の副画素に印加される実効電圧の分布を示す図である。
【図６】本発明による実施形態の液晶表示装置を駆動するための電圧波形のさらに他の例を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は、図６に示した駆動方法によって得られる、あるフレームにおける各画素（液晶容量）に印加される電圧の極性の分布を示す図であり、（ｂ）は各画素における補助容量対向電圧（補助容量配線）の組合わせを示す図であり、（ｃ）は各画素の副画素に印加される実効電圧の分布を示す図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の副画素に印加される実効電圧の差ΔＶｌｃの印加電圧依存性を模式的に示すグラフである。
【図９】ＭＶＡモードの液晶表示装置の表示特性を説明するための模式図であり（ａ）透過率の印加電圧依存特性を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のグラフをそれぞれの白表示時の透過率で規格化したグラフであり、（ｃ）はγ特性を示すグラフである。
【図１０】本発明による実施形態の液晶表示装置のγ特性を示す図であり、（ａ）右６０度視角でのγ特性、（ｂ）は右上６０度視角のγ特性を示す。
【図１１】本発明による実施形態のＭＶＡモードの液晶表示装置１００の構造を模式的に示す図である。
【図１２】（ａ）は、液晶表示装置１００の対向基板に設けられたリブの配置を模式的に示す図であり、（ｂ）は、液晶表示装置１００の模式的な断面図である。
【図１３】本発明による実施形態のＡＳＭモードの液晶表示装置２００の構造を模式的に示す図である。
【図１４】本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置１００’の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は液晶表示装置１００’の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の１４ｂ−１４ｂ’線に沿った断面図である。
【図１５】本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置３００の構成を模式的に示す平面図である。
【図１６】（ａ）から（ｃ）は本発明による実施形態の液晶表示装置のＴＦＴに適用されるＴＦＴオンゲート構造の構成例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
ＣｌｃＯ　液晶容量（第１副画素）
ＣｌｃＥ　液晶容量（第２副画素）
ＣｃｓＯ　第１補助容量
ＣｃｓＥ　第１補助容量
１２　走査線
１４　信号線
１７　対向電極
１８ａ　第１副画素電極
１８ｂ　第２副画素電極
１６ａ、１６ｂ　ＴＦＴ
１６Ｏ、１６Ｅ　ドレイン電極延長部
２４Ｏ　第１補助容量配線
２４Ｅ　第２補助容量配線

Claims

それぞれが液晶層と前記液晶層に電圧を印加する複数の電極とを有し、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、それぞれの前記液晶層に互いに異なる電圧を印加することができる第１副画素および前記第２副画素を有し、
前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれは、
対向電極と、前記液晶層を介して前記対向電極に対向する副画素電極とによって形成された液晶容量と、
前記副画素電極に電気的に接続された補助容量電極と、絶縁層と、前記絶縁層を介して前記補助容量電極と対向する補助容量対向電極とによって形成された補助容量とを有し、
前記対向電極は、前記第１副画素および前記第２副画素に対して共通の単一の電極であり、前記補助容量対向電極は、前記第１副画素および前記第２副画素毎に対して電気的に独立である、液晶表示装置。
行方向に延びる走査線と、
列方向に延びる信号線と、
前記複数の画素のそれぞれの前記第１副画素および前記第２副画素電極のそれぞれに対応して設けら、それぞれが当該画素に対応する共通の走査線および共通の信号線に接続された２つのスイッチング素子を有し、
前記２つのスイッチング素子は、前記共通の走査線に供給される走査信号電圧によってオン／オフ制御され、前記２つのスイッチング素子がオン状態にあるときに、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれが有する前記副画素電極および前記補助容量電極に、共通の信号線から表示信号電圧が供給され、前記２つのスイッチング素子がオフ状態とされた後に、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれの前記補助容量対向電極の電圧が変化し、その変化の方向および変化の大きさによって規定される変化量が前記第１副画素と前記第２副画素とで異なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記補助容量対向電圧は、所定の周期ごとに極性が反転する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧と、前記第２副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧とは、位相が１８０°異なっている、請求項３に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧と、前記第２副画素の前記補助容量対向電極に印加される補助容量対向電圧とは、互いに等しい振幅を有している、請求項４に記載の液晶表示装置。
前記信号線に印加される表示信号電圧は、一定本数の走査線が選択されるたびに極性が反転する、請求項３から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記信号線に印加される表示信号電圧は、互いに隣接する信号線間で極性が逆である、請求項３から６に記載の液晶表示装置。
前記信号線に印加される表示信号電圧は、２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期と同じであり、且つ、位相が１／２周期ずれている、請求項７に記載の液晶表示装置。
前記信号線に印加される表示信号電圧は、２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期の１／２であり、且つ、位相が一致している、請求項７に記載の液晶表示装置。
前記信号線に印加される表示信号電圧は、１本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記補助容量対向電圧の極性が反転する周期は、前記表示信号電圧の極性が反転する周期と同じであり、且つ、位相が一致している、請求項７に記載の液晶表示装置。
前記走査線は、前記複数の画素のそれぞれが有する前記第１副画素と前記第２副画素との間に設けられている、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれが有する前記補助容量対向電極に接続された補助容量配線をさらに有し、前記補助容量配線は、前記走査線に平行で、且つ、隣接する画素の間に設けられている、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記複数の画素のそれぞれがある階調ｇｋ（０≦ｇｋ≦ｇｎ、ｇｋおよびｇｎは零以上の整数、ｇｋが大きい方が輝度の高い階調を表す。）の表示を行う際に、前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれの液晶層に印加される実効電圧の差ΔＶｌｃ（ｇｋ）＞０（ボルト）であり、かつ、ΔＶｌｃ（ｇｋ）≧ΔＶｌｃ（ｇｋ＋１）の関係を満足し、ノーマリブラックモードで表示を行う、請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記液晶層は、垂直配向型液晶層であって、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記第１副画素および前記第２副画素のそれぞれに含まれる前記液晶層は、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方位角方向が互いに約９０°異なる４つのドメインを含む、請求項１４に記載の液晶表示装置。
前記液晶層は、平行配向型液晶層であって、正の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含み、前記対向電極と前記副画素電極とは前記液晶層面に略平行な電界を生成する、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。