JP2004258139A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な広視野角表示が可能であり、かつ構造が簡単な液晶表示装置を提供できるようにする。
【解決手段】複数の走査線２２と複数の信号線２１とが交差するように設けられ、これら走査線２２と信号線２１との交差部に対応して画素２３を有するとともに、画素２３毎に液晶容量Ｃｌｃとこの液晶容量に接続された補助容量Ｃｃｓとを有する。隣り合う複数の画素２３を一つの準画素と見なし、この準画素の各液晶容量Ｃｌｃに信号線２１から同じ振幅の表示信号電圧を供給し、かつ準画素の補助容量Ｃｃｓに異なる補助容量電圧を供給する。これにより、準画素の液晶容量Ｃｌｃが保持する電圧の実効値を異ならせ、準画素内の画素において透過率を異ならせる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広視野角表示が可能な液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、表示装置として従来多用されて来たＣＲＴ表示装置と比較して小型、軽量かつ低消費電力という利点を有する反面、視野角が狭いという問題点を有する。この問題点を解決するために、液晶表示装置においては、従来種々の提案がなされている。例えば、特開平７−３１１３９０号公報（公開日平成７年１１月２８日）においては、表示画素を２つに分割して、電圧―透過率特性の異なる第１の小画素と第２の小画素とを形成することが提案されている。その構成について以下に具体的に説明する。
【０００３】
第１の小画素においては、他の電極から独立した電極を第１の表示電極に重畳配置し、独立した上記電極に共通電極と同じ電圧を与える方式の蓄積型容量を形成している。そして、この蓄積型容量を第１の表示電極と共通電極とから形成された第１の表示画素容量に並列接続している。
【０００４】
また、第２の小画素においては、隣り合うゲートバスラインの一部を延設して第２の表示電極に重畳配置し、付加型容量を形成している。そして、この付加型容量を第２の表示電極と共通電極とから形成された第２の表示画素容量に並列接続している。
【０００５】
第１の小画素と第２の小画素では、上記のように、表示画素容量に蓄積型と付加型との異なる補助容量を並列接続している。したがって、同じ印加電圧に対して、それぞれの表示画素容量が１フィールド期間保持する電圧に差が生じる。これにより、二つの表示画素容量（第１の小画素と第２の小画素）が同じ印加電圧に対して異なる透過率を示すので、視野角特性が改善される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３１１３９０号公報（公開日平成０７年１１月２８日）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、第１の小画素と第２の小画とで構造が異なる補助容量を設けることにより実効値に差を生じさせている。即ち、両表示画素同士の透過率の差が両表示画素に共通に印加される電圧の大きさに依存する構成となっている。このため、二つの表示画素の透過率の差を正確に制御し難く、良好な広視野角表示が困難である。
【０００８】
さらに、１画素に２個の表示電極および２個のＴＦＴ等を備えるなど、構造が複雑であるといった問題点を有している。
【０００９】
したがって、本発明は、良好な広視野角表示が可能であり、かつ構造が簡単な液晶表示装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線とが交差するように設けられ、これら走査線と信号線との交差部に対応して画素を有するとともに、画素毎に液晶容量とこの液晶容量に接続された補助容量とを有する液晶表示装置において、隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の各液晶容量に対して前記信号線から同じ振幅の表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の補助容量に対して異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の液晶容量に保持される電圧の実効値を異ならせることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線とが交差するように設けられ、これら走査線と信号線との交差部に対応して画素を有するとともに、画素毎に液晶容量とこの液晶容量に接続された補助容量とを有する液晶表示装置において、前記信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に前記信号線から同時に同じ表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を互いに異ならせることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と、これら走査線と交差するように設けられた信号線と、前記走査線に選択信号を出力する走査線駆動手段と、前記信号線に表示信号電圧を出力する信号線駆動手段と、前記走査線と信号線との各交差部に対応した画素毎に形成され、画素電極と共通電極とを有し、走査線への前記選択信号の出力に応じてその走査線と交差する信号線の表示信号電圧が前記画素電極に入力される液晶容量と、前記走査線と信号線との交差部に対応した画素毎に形成され、かつ前記画素電極と接続され、他の電極とは独立した補助容量対向電極を有する補助容量と、前記補助容量対向電極に補助容量電圧を印加する補助容量電圧印加手段と、前記信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素内の信号線方向に隣り合う各画素に対応する複数の走査線に同時に前記選択信号が出力され、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量対向電極に互いに異なる補助容量電圧が印加されるように、前記走査線駆動手段および補助容量電圧印加手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量には、同じ表示信号電圧が入力されるものの、それら液晶容量に保持される電圧の実効値が互いに異なる。これにより、同じ表示信号を表示する複数の画素間において光の透過率が異なり、面積階調が生じるので、解像度は低下するものの、広視野角を得ることができる。
【００１４】
この場合、準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を異ならせることは、上記の各液晶容量に接続された補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより行われる。したがって、準画素内における各画素の透過率の差を正確に制御することが容易であり、良好な広視野角表示が可能となる。
【００１５】
さらに、画素の構造は、例えば、一つの画素に２個の表示電極および２個のＴＦＴ等を備えるといった複雑な構造が不要であり、簡単な構造とすることができる。
【００１６】
上記の液晶表示装置は、一つの準画素に、信号線方向に隣り合う複数の前記画素に加えて、これら画素に対して走査線方向に隣り合い、かつ互いに信号線方向に隣り合う複数の画素が含まれ、前記準画素内の走査線方向に隣り合う複数の画素に対応する信号線に、同一の表示信号電圧が供給される構成としてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、同一の表示信号を表示する画素を広範囲に設定することができ、かつそれらにおいて透過率が変化するので、さらに視野角特性を向上することができる。
【００１８】
上記の液晶表示装置において、前記補助容量電圧は、所定の周期ごとに極性が反転する構成としてもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、信号線方向に並んでいる各液晶容量に保持される電圧の実効値の分布を１画素毎に異ならせ、空間周波数を高くできる。
【００２０】
上記の液晶表示装置において、前記準画素内の信号線方向に隣り合う画素の補助容量に印加される補助容量電圧同士は、位相が１８０°異なっている構成としてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実行値を互いに異ならせ、透過率に差をつけることができ、視野角特性を向上することができる。
【００２２】
上記の液晶表示装置において、前記準画素内の信号線方向に隣り合う画素の補助容量に印加される補助容量電圧同士は、互いに等しい振幅を有している構成としてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、表示したい階調電圧と液晶容量に保持される電圧の実効値との差の絶対値を、信号線方向に隣り合う画素で等しくでき、互いの画素の輝度を足したものが表示したい階調の輝度になる。その結果、表示したい階調をより正確に出すことができる。
【００２４】
上記の液晶表示装置において、隣り合う信号線に印加される前記表示信号電圧同士は、互いに極性が逆である構成としてもよい。
【００２５】
上記の液晶表示装置は、信号線に印加される前記表示信号電圧は２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記表示信号電圧と前記補助容量電圧とは、極性が反転する周期および位相がそれぞれ一致している構成としてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、走査線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を互いに異ならせ、透過率に差をつけることができ、視野角特性を向上することができる。
【００２７】
上記の液晶表示装置において、前記補助容量電圧を供給する補助容量配線をさらに有し、この補助容量配線は前記走査線と平行に設けられている構成としてもよい。
【００２８】
上記の液晶表示装置は、液晶層として垂直配向型液晶層を備え、この液晶層は負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含んでいる構成としてもよい。
【００２９】
上記の液晶表示装置は、各画素を一つの画素として扱う第１の駆動方式と、複数画素を一つの前記準画素として扱う第２の駆動方式とを切り換え可能であり、第２の駆動方式は第１の駆動方式に対して解像度がｎ分の１（ｎ≧２：ｎは整数）になる構成としてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、一つの液晶表示装置において、駆動を切りかえることにより、高い解像度で表示することと、解像度ｎ分の１で広視野角の表示することの両方が可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態における液晶表示装置を図面に基づいて以下に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の一形態における液晶表示装置を示す概略のブロック図である。同図に示すように、液晶表示装置は、液晶パネル１１、信号線駆動回路（信号線駆動手段）１２、走査線駆動回路（走査線駆動手段）１３および制御回路（制御手段）１４を備えている。
【００３３】
液晶パネル１１においては、列方向に伸びる複数の信号線２１が行方向に平行に並び、これら信号線２１と交差するように、行方向に伸びる複数の走査線２２が列方向に平行に並んでいる。信号線駆動回路１２は、上記の各信号線２１に表示信号電圧を供給する。走査線駆動回路１３は、上記の各走査線２２に順次選択信号を供給する。
【００３４】
図２は、上記の液晶パネル１１の等価回路を模式的に示す図である。この液晶パネル１１は、行方向および列方向に画素（ドットと呼ぶこともある）２３がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス型のものである。
【００３５】
液晶パネル１１には、画素２３毎に走査線２２と平行な補助容量配線２４およびＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２６が設けられ、さらに共通電極２５が設けられている。
【００３６】
なお、図２では、ｎ行ｍ列および（ｎ＋１）行ｍ列の画素２３Ｏおよび２３Ｅに注目し、それらのみを示している。これら両画素２３Ｏ，２３Ｅの構成はいずれも同じであるから、ここではｎ行ｍ列の画素２３Ｏについて説明する。なお、（ｎ＋１）行ｍ列の画素２３Ｅの場合は、各構成要素における符号Ｏが符号Ｅに置き換わる。
【００３７】
ＴＦＴ２６Ｏのゲートは走査線２２（ｎ）と接続され、ソースは信号線２１（ｍ）と接続されている。また、ドレインは、補助容量ＣｃｓＯを介して補助容量配線２４Ｏと接続され、かつ液晶容量ＣｌｃＯを介して共通電極２５と接続されている。
【００３８】
上記液晶容量ＣｌｃＯは、画素電極２９Ｏ、共通電極２５およびこれら両電極間の液晶層により形成されている。画素電極２９Ｏは、ＴＦＴ２６Ｏのドレインと接続され、ＴＦＴ２６Ｏを介して信号線２１（ｍ）と接続されている。
【００３９】
上記補助容量ＣｃｓＯは、補助容量電極２７Ｏ、補助容量対向電極２８Ｏおよびこれら両電極間の絶縁層により形成されている。補助容量電極２７Ｏは、ドレイン電極の延長部３０Ｏを介してＴＦＴ２６Ｏのドレインと接続され、補助容量対向電極２８Ｏは補助容量配線２４Ｏと接続されている。
【００４０】
なお、補助容量電極２７Ｏの接続形態は図示した例に限らず、各補助容量電極２７Ｏが、対応する画素電極２９Ｏと同じ電圧が印加されるように電気的に接続されていればよい。即ち、画素電極２９Ｏとこれに対応する補助容量電極２７Ｏとが電気的に直接または間接的に接続されていればよい。また、補助容量対向電極２８Ｏと補助容量配線２４Ｏとの接続関係は、例えばドット反転駆動などの駆動方法に応じて、適宜選択される。
【００４１】
図３は、ＭＶＡモードにおける、一般的な液晶パネル１１の絵素を模式的に示した平面図である。
【００４２】
ここで、本実施の形態の液晶表示装置は、駆動方式を切り換えることにより、複数の画素２３を一つの準画素として扱う駆動方式を選択可能とし、その結果、視野角の改善を図るようにしている。
【００４３】
上記のように、各画素２３は、液晶容量Ｃｌｃとこの液晶容量Ｃｌｃに電気的に接続された補助容量Ｃｃｓとを有している。液晶容量Ｃｌｃは、共通電極２５と、液晶層と、この液晶層を介して共通電極２５に対向する画素電極２９とによって形成されており、補助容量Ｃｃｓは、画素電極２９に電気的に接続された補助容量電極２７と、絶縁層と、この絶縁層を介して補助容量電極２７と対向する補助容量対向電極２８とによって形成されている。共通電極２５は、全ての画素２３に対して共通の単一の電極であり、補助容量対向電極２８は、信号線方向の画素２３毎に対して電気的に独立で、走査線方向の画素２３毎に対しては電気的に共通である。
【００４４】
本液晶表示装置では、信号線方向の上記補助容量対向電極２８に互いに独立な補助容量対向電圧（補助容量電圧）を供給することにより、上記の準画素に含まれる、同じ信号線電圧を供給された複数画素２３それぞれに異なった電圧を印加することができるようになっている。
【００４５】
この構成により、本液晶表示装置では、各画素２３を一つの画素として扱う従来の駆動方式（第１の駆動方式）と、複数の画素２３を一つの準画素として扱う駆動方式（第２の駆動方式）とを切り換えることにより、高解像度が必要な場合と広視野角が必要な場合とに容易に対応できるようになっている。即ち、高解像度が必要な場合は、第１の駆動方式を用いて、液晶表示装置が本来有する解像度で表示する。一方、広視野角が必要な場合には、複数画素２３を一つの準画素と見なして駆動する第２の駆動方式を用いて、液晶表示装置が本来有するものよりも低い解像度で表示する。
【００４６】
第２の駆動方式においては、準画素内の複数の画素２３それぞれに、信号線２１から振幅の等しい表示信号電圧Ｖｓを同じタイミングで供給する。そして、一つの準画素の各画素電極２９に接続された各補助容量対向電極２８に供給する補助容量対向電圧を制御する。これにより、一つの準画素の各画素２３（各画素２３の液晶容量Ｃｌｃ）に印加される電圧を変えることができ、一つの準画素（高解像度の場合での一画素に対応する）内において画素２３間で実効値に差をつけることができ、視野角が改善される。
【００４７】
補助容量対向電極２８に対する補助容量対向電圧の印加は、補助容量信号線回路１５により行われ、この補助容量信号線回路１５の動作は、制御回路１４により制御される。また、画素２３への表示信号電圧Ｖｓの供給動作は、走査信号線駆動回路１３に対する制御回路１４の制御により行われる。
【００４８】
本発明は、上記の構成により液晶表示装置の表示品位を向上できるので、アクティブマトリクス型液晶表示装置に好適である。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、ノーマリブッラクモードで表示を行う広視野角型の液晶表示装置に好適である。また、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。
【００４９】
次に、本発明の液晶表示装置の駆動方法について説明する。
【００５０】
図４および図５は、図２の画素２３Ｏ（画素２３（ｎ，ｍ））に入力される各種信号の電圧波形とタイミング、および画素２３Ｅ（画素２３（ｎ＋１，ｍ））に入力される各種信号の電圧波形とタイミングを示すものであり、図４は高解像度駆動方式（第１の駆動方式）の場合、図５は高視野角駆動方式（第２の駆動方式）の場合をそれぞれ示している。
【００５１】
図４および図５において、（ａ）は連続する２つのフレーム（第１フレームと第２フレーム）に亘る水平走査期間（Ｈ）を示している。（ｂ）はｍ±１本目の信号線２１に供給される表示信号電圧Ｖｓ（ｍ±１）の波形（破線）を示している。（ｃ）はｍ本目の信号線２１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。（ｄｏ）はｎ本目の走査線２２（ｎ）に供給される走査信号電圧（Ｖｇ（ｎ））の波形を示している。（ｄｅ）はｎ＋１本目の走査線２２（ｎ＋１）に供給される走査信号電圧（Ｖｇ（ｎ＋１））の波形を示している。（ｅ）および（ｆ）はそれぞれ補助容量配線２４Ｏ，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（ｈ）は、それぞれ画素２３Ｏ（２３（ｎ、ｍ））の画素電極２９Ｏおよび画素２３Ｅ（２３（ｎ＋１、ｍ））の画素電極２９Ｅに印加されるドレイン電圧（ＶｄＯ、ＶｄＥ）の波形を示している。液晶容量ＣｌｃＯおよび液晶容量ＣｌｃＥに印加される電圧（ＶｌｃＯ、ＶｌｃＥ）はそれぞれ、
ＶｌｃＯ＝ＶｄＯ−Ｖｃｏｍ
ＶｌｃＥ＝ＶｄＥ−Ｖｃｏｍ
である。
【００５２】
図４および図５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。
【００５３】
この場合、信号線２１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）に極性が反転している。また、隣り合う信号線２１、例えば２１（ｍ）と２１（ｍ±１）とに印加される表示信号電圧Ｖｓ同士は、極性が逆になっている（２Ｈドット反転）。さらに、全ての信号線２１の表示信号電圧Ｖｓは、フレーム毎に極性が反転している（フレーム反転）。
【００５４】
ここで、図５の広視野角駆動方式において、補助容量対向電圧ＶｃｓＯおよびＶｃｓＥは、表示信号電圧Ｖｓと極性の反転する周期（２Ｈ）が同じであり、かつ位相も等しい。また、補助容量対向電圧ＶｃｓＯとＶｃｓＥとは、振幅が同じで、位相が１８０°異なる波形となっている。
【００５５】
次に、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４および図５のようになる理由について説明する。
【００５６】
まず、広視野角駆動方式の場合について説明する。
図５に示すように、走査線信号電圧Ｖｇ（ｎ）とＶｇ（ｎ＋１）とは、ハイレベル（ＶｇＨ）になるタイミングは同じである。走査信号電圧Ｖｇ（ｎ）がハイレベル（ＶｇＨ（ｎ））のときには、ＴＦＴ２６Ｏが導通状態となり、信号線２１（ｍ）の表示信号電圧Ｖｓ（ｍ）が画素電極２９Ｏに印加される。液晶容量ＣｌｃＯの両端に印加される電圧ＶｌｃＯは、画素電極２９Ｏに印加されるドレイン電圧（ＶｄＯ）と共通電極２５の電圧（Ｖｃｏｍ）との差である。即ち、ＶｌｃＯ＝ＶｄＯ−Ｖｃｏｍである。
【００５７】
同様に、走査信号電圧Ｖｇ（ｎ＋１）がハイレベル（ＶｇＨ（ｎ＋１））のときには、ＴＦＴ２６Ｅが導通状態となり、信号線２１（ｍ）の表示信号電圧Ｖｓ（ｍ）が画素電極２９Ｅに印加される。液晶容量ＣｌｃＥの両端に印加される電圧ＶｌｃＥは、上記と同じく画素電極２９Ｅに印加されるドレイン電圧（ＶｄＥ）と、共通電極２５の電圧（Ｖｃｏｍ）との差である。即ち、ＶｌｃＥ＝ＶｄＥ−Ｖｃｏｍである。
【００５８】
（（ｎ＋１）×Ｈ−Δｔ）秒後に、走査線信号電圧Ｖｇ（ｎ）、Ｖｇ（ｎ＋１）がＯＮ状態である高電圧ＶｇＨ（ｎ）、ＶｇＨ（ｎ＋１）からＯＦＦ状態の低電圧ＶｇＬ（ｎ）、ＶｇＬ（ｎ＋１）（＜Ｖｓ）に切り替わると、いわゆる引込み現象の影響で、画素電極２９Ｏ、２９Ｅの電圧がΔＶｄだけ下がる。したがって、共通電極２５の電圧Ｖｃｏｍは、このΔＶｄ低下分だけ表示信号電圧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。
【００５９】
なお、上記Δｔは、図６に示すように、走査線２２に供給される電圧ＶｇがＶｇＨ（ハイレベル）からＶｇＬ（ロウレベル）に切り替わった時からソース電圧Ｖｓの極性が反転するまでの時間を示す。
【００６０】
（（ｎ＋１）×Ｈ）秒後、液晶容量ＣｌｃＯの電圧ＶｌｃＯは、液晶容量ＣｌｃＯを構成する画素電極２９Ｏと電気的に接続された、補助容量ＣｃｓＯにおける補助容量対向電極２８Ｏの電圧ＶｃｓＯの影響を受けて変化する。同様に、液晶容量ＣｌｃＥの電圧ＶｌｃＥは、液晶容量ＣｌｃＥを構成する画素電極２９Ｅと電気的に接続された、補助容量ＣｃｓＥにおける補助容量対向電極２８Ｅの電圧ＶｃｓＥの影響を受けて変化する。
【００６１】
ここで、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。
【００６２】
（（ｎ＋１）×Ｈ）秒後、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。この場合、ＴＦＴ２６Ｏ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
となる。
【００６３】
また、ＴＦＴ２６Ｅ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。
【００６４】
（（ｎ＋３）×Ｈ）秒後、補助容量対向電圧ＶｃｓＯがＶｃｓＯｐだけ低下し、補助容量対向電圧ＶｃｓＥがＶｃｓＥｐ＞０だけ増加したとすると、
ＶｌｃＯ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
ＶｌｃＥ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
となり、（ｎ＋１）×Ｈ時の電圧値に戻る。
【００６５】
この電圧の変化は、次のフレームにおいて、対応するＶｇ（ｎ）がＶｇＨとなるまで繰り返される。その結果、同じ信号線電圧が供給されたとしても、ＶｌｃＯおよびＶｌｃＥのそれぞれの値は異なるものとなる。
【００６６】
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）のとき）となる。従って、これら実効値の差をΔＶｌｃ＝ＶｌｃＯｒｍｓ−ＶｌｃＥｒｍｓとすると、

となる。
【００６７】
２つの画素２３Ｏ，２３Ｅが有する液晶容量ＣｌｃＯ，ＣｌｃＥ同士および補助容量ＣｃｓＯ，ＣｃｓＥ同士の大きさがそれぞれ等しい（ＣｌｃＯ＝ＣｌｃＥ＝Ｃｌｃ、ＣｃｓＯ＝ＣｃｓＥ＝Ｃｃｓ、ＣｐｉｘＯ＝ＣｐｉｘＥ＝Ｃｐｉｘ）
とすると、
ΔＶｌｃ＝（１／２）（ＶｃｓＯｐ＋ＶｃｓＥｐ）（Ｃｃｓ／Ｃｐｉｘ）
となる。
【００６８】
さらに、図５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）
となる。この場合、ＶｌｃＯの実効値は大きく、ＶｌｃＥの実効値は小さくなる。
【００６９】
なお、ＶｃｓＯとＶｃｓＥの電圧を入れ替えれば、逆にＶｌｃＯの実効値が小さく、ＶｌｃＥの実効値が大きくなるように設定できる。
【００７０】
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（第２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。
【００７１】
次に、高解像度駆動方式の場合について説明する。これは従来の２Ｈドット反転駆動と同じであり、広視野角駆動方式と違う点は、行方向に並ぶ走査線に１Ｈ毎に順次電圧が供給されることと、補助容量対向電圧ＶｃｓＯ，ＶｃｓＥが共に一定で等しいことである。この電圧は対向電極の電圧と等しいものであっても構わない。この場合の実効値は、
ＶｌｃＯｒｍｓ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
ＶｌｃＥｒｍｓ＝Ｖｓ−ΔＶ−Ｖｃｏｍ
である。
【００７２】
また、ここでは、広視野角駆動方式、高解像度駆動方式共に、ドット反転駆動を行うために、隣り合う信号線２１に供給する表示信号電圧の極性を互いに逆にしているので、画素２３（ｎ、ｍ）の次フレームの駆動状態は、画素２３（ｎ、ｍ）の信号線２１（ｍ）の両隣りの画素２３（ｎ、ｍ±１）の駆動状態と同じになる。
【００７３】
次に、図７（ａ）（ｂ）に基づいて、図５に示した広視野角駆動方式でのある１フレームにおける各画素２３（液晶容量Ｃｌｃ）に印加される電圧の極性の分布例（図７（ａ））と、各画素２３に印加される実効電圧の分布例（図７（ｂ））について説明する。
【００７４】
図７（ａ）（ｂ）の例では、太枠にて囲まれた各４画素が一つの準画素として設定されている。具体的には、例えば、画素（ｎ、ｍ）、画素（ｎ、ｍ＋１）、画素（ｎ＋１、ｍ）および画素（ｎ＋１、ｍ＋１）が一つの準画素を形成している。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、この広視野角駆動方式による駆動によれば、画素２３（液晶容量Ｃｌｃ）に印加される電圧の極性が、２行ごとかつ１列ごとに反転する２Ｈドット反転駆動が実現される。なお、図７（ａ）に示したフレームの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）。
【００７６】
また、図７（ｂ）においては、「Ｏ」と表記している画素２３の実効電圧が高く、「Ｅ」と表記している画素２３の実効電圧が低くなっている。
【００７７】
図７（ｂ）からわかるように、図５に示した広視野角駆動方式を採用すると、２Ｈドット反転駆動（図７（ａ））が実現されるとともに、画素２３に印加される実効値の大小関係が、行方向および列方向において、１画素２３ごとに逆転している。このように、画素２３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できる。
【００７８】
図８（ａ）（ｂ）には、広視野角駆動方式と高精細駆動方式との間で切り換えを行った場合の各方式における各画素２３（液晶容量Ｃｌｃ）に印加される電圧の極性の分布（図８（ａ））、および各画素２３に印加される実効電圧の分布（図７（ｂ））を示す。
【００７９】
なお、図８（ａ）において、広視野角駆動方式と高解像度駆動方式とでは、同じ各画素２３に印加される電圧が同じ極性となっているものの、高解像度駆動方式では、画素２３毎に異なる表示信号電圧Ｖｓを供給することができる。また、高解像度駆動方式では、補助容量Ｃｃｓに、奇数、偶数の区別がなく一定の電圧を印加しているので、図８（ｂ）に示す実効値分布は全て同じ表記になっている。
【００８０】
また、図８（ｂ）において、高解像度駆動方式から広視野角駆動方式に切り換えた場合、同一の準画素内２本の信号線２１には、全く同じ表示信号電圧Ｖｓが出力される。この場合、高解像度駆動方式において２本の信号線２１に対して出力されていた、異なる２種類の表示信号電圧Ｖｓを１種類の表示信号電圧Ｖｓに丸め込むための処理を行う。この処理は制御回路４による信号線駆動回路４の制御により行われる。具体的には、例えば、数フレームに亘る信号に基づいて出力する信号電圧を決める方法や、ただ単純に２種類の信号電圧を合成する方法などにより行われる。
【００８１】
上記のように、広視野角駆動方式においては、画素２３に印加される電圧の実効値の分布の空間周波数が高くなる結果、面積階調が行われる。次に、このように、面積階調を行うことによって液晶パネルの視野角特性が改善される原理について説明する。
【００８２】
図９は、液晶パネルの表示画面の法線に対する視軸（視線）の傾斜角度と輝度との関係を示したグラフである。横軸は液晶パネルにおける法線方向からの視軸の角度θ（正面方向はθ＝０°）を表し、縦軸は輝度Ｙを表している。上記の関係において、従来の液晶パネルでは正面から見るとき（θ＝０°）と、斜め方向から見るとき（θ≠０°）では、階調が変化する（輝度が変わる）という特性を有している。
【００８３】
そこで、本実施の形態の液晶表示装置では、面積階調の方法により、例えば、θ＝０°で輝度２０％を表示する場合に、輝度４０％の画素と輝度０％の画素との２画素を用いて表示している。即ち、
４０％÷２＋０％÷２ → ２０％
となるようにしている。これを全てのθについて計算した結果が同図に破線にて示す曲線である。
【００８４】
例えば、θ＝４５°の時、θ＝０°からの輝度のずれをΔＹ（従来の方式）、ΔＹ’（面積階調）とすると、
ΔＹ ＞ ΔＹ’
となる。即ち、面積階調を行うと、θ＝０°の場合とθ＝４５°の場合との輝度のずれが小さくなる。これはθ＝４５°の場合に限らず、全ての角度で成り立つ。
【００８５】
次に、図１０には、従来の方式、本実施の形態の方式および理想的な場合とについて、正面規格化輝度と４５度規格化輝度との関係を示す。同図において、横軸は正面（θ＝０°）での輝度Ｙｃを規格化したもの（θ＝０°における最大輝度Ｙｃｍａｘを１としたもの）を表し、縦軸はθ＝４５°での輝度Ｙｓを規格化したもの（最大輝度Ｙｓｍａｘを１としたもの）を表している。
【００８６】
同図から分かるように、従来の液晶表示装置に比べて、面積階調を実施した本形態の液晶表示装置の方が、特性が理想直線に近くなり、即ち輝度の角度依存性が小さくなり、視野角特性が改善されていることが分かる。
【００８７】
以上から、面積階調を実施した場合には、視野角特性が改善される（視野角が広くなる）と結論できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置は、隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の各液晶容量に前記信号線から同じ振幅の表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の各補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の各液晶容量に保持される電圧の実効値を互いに異ならせる構成である。
【００８９】
また、本発明の液晶表示装置は、信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に前記信号線から同時に同じ表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を互いに異ならせる構成である。
【００９０】
また、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と、これら走査線と交差するように設けられた信号線と、前記走査線に選択信号を出力する走査線駆動手段と、前記信号線に表示信号電圧を出力する信号線駆動手段と、前記走査線と信号線との各交差部に対応した画素毎に形成され、画素電極と共通電極とを有し、走査線への前記選択信号の出力に応じてその走査線と交差する信号線の表示信号電圧が前記画素電極に入力される液晶容量と、前記走査線と信号線との交差部に対応した画素毎に形成され、かつ前記画素電極と接続され、他の電極とは独立した補助容量対向電極を有する補助容量と、前記補助容量対向電極に補助容量電圧を印加する補助容量電圧印加手段と、前記信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素内の信号線方向に隣り合う各画素に対応する複数の走査線に同時に前記選択信号が出力され、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量対向電極に互いに異なる補助容量電圧が印加されるように、前記走査線駆動手段および補助容量電圧印加手段を制御する制御手段とを備えている構成である。
【００９１】
上記の構成によれば、準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を異ならせることにより広視野角を得るようにしており、それら実効値を異ならせることは、上記の各液晶容量に接続された補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより行われる。したがって、準画素内における各画素の透過率の差を正確に制御することが容易であり、良好な広視野角表示が可能となる。
【００９２】
さらに、画素の構造は、例えば、一つの画素に２個の表示電極および２個のＴＦＴ等を備えるといった複雑な構造が不要であり、簡単な構造とすることができる。
【００９３】
上記の液晶表示装置は、一つの準画素に、信号線方向に隣り合う複数の前記画素に加えて、これら画素に対して走査線方向に隣り合い、かつ互いに信号線方向に隣り合う複数の画素が含まれ、前記準画素内の走査線方向に隣り合う複数の画素に対応する信号線に、同一の表示信号電圧が供給される構成としてもよい。
【００９４】
上記の構成によれば、同一の表示信号を表示する画素を広範囲に設定することができ、かつそれらにおいて透過率が変化するので、さらに視野角特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における液晶表示装置の構成を示す概略のブロック図である。
【図２】図１に示した液晶パネルの等価回路を示す回路図である。
【図３】一般的なＭＶＡモードにおける液晶パネルの絵素（２×３）を模式的に示した平面図である。
【図４】図１に示した液晶表示装置を高解像度駆動方式によって駆動するための電圧波形例を模式的に示す波形図である。
【図５】図１に示した液晶表示装置を広視野角駆動方式によって駆動するための電圧波形例を模式的に示す波形図である。
【図６】図５において、走査線信号電圧ＶｇがＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングである（ｎ＋１）×Ｈ−ΔｔにおけるΔｔの説明図である。
【図７】図７（ａ）は、図２に示した広視野角駆動方式によって得られる、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、図７（ｂ）は各画素に印加される実効電圧の分布を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、広視野角駆動方式と高精細駆動方式との間で切り換えを行った場合の両方式における各画素（液晶容量）に印加される電圧の極性の分布を示す図、図８（ｂ）は、上記場合の両方式における各画に印加される実効電圧の分布を示す図である。
【図９】液晶パネルの表示画面の法線に対する視軸（視線）の傾斜角度と輝度との関係を示したグラフである。
【図１０】従来の方式、本実施の形態の方式および理想的な場合とについて、正面規格化輝度と４５度規格化輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 液晶パネル
１２ 信号線駆動回路（信号線駆動手段）
１３ 走査線駆動回路（走査線駆動手段）
１４ 制御回路（制御手段）
２１ 信号線
２２ 走査線
２３ 画素
２４ 補助容量配線
２５ 共通電極
２６ ＴＦＴ
２７ 補助容量電極
２８ 補助容量対向電極
２９ 画素電極
Ｃｌｃ 液晶容量
Ｃｃｓ 補助容量

Claims (12)

1. 複数の走査線と複数の信号線とが交差するように設けられ、これら走査線と信号線との交差部に対応して画素を有するとともに、画素毎に液晶容量とこの液晶容量に接続された補助容量とを有する液晶表示装置において、
   隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の各液晶容量に対して前記信号線から同じ振幅の表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の各補助容量に対して異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の液晶容量に保持される電圧の実効値を異ならせることを特徴とする液晶表示装置。
2. 複数の走査線と複数の信号線とが交差するように設けられ、これら走査線と信号線との交差部に対応して画素を有するとともに、画素毎に液晶容量とこの液晶容量に接続された補助容量とを有する液晶表示装置において、
   前記信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に前記信号線から同時に同じ表示信号電圧を供給し、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量に互いに異なる補助容量電圧を供給することにより、前記準画素の信号線方向に隣り合う各液晶容量に保持される電圧の実効値を互いに異ならせることを特徴とする液晶表示装置。
3. 複数の走査線と、
   これら走査線と交差するように設けられた信号線と、
   前記走査線に選択信号を出力する走査線駆動手段と、
   前記信号線に表示信号電圧を出力する信号線駆動手段と、
   前記走査線と信号線との各交差部に対応した画素毎に形成され、画素電極と共通電極とを有し、走査線への前記選択信号の出力に応じてその走査線と交差する信号線の表示信号電圧が前記画素電極に入力される液晶容量と、
   前記走査線と信号線との交差部に対応した画素毎に形成され、かつ前記画素電極と接続され、他の電極とは独立した補助容量対向電極を有する補助容量と、
   前記補助容量対向電極に補助容量電圧を印加する補助容量電圧印加手段と、
   前記信号線方向に隣り合う複数の画素を一つの準画素と見なし、この準画素内の信号線方向に隣り合う各画素に対応する複数の走査線に同時に前記選択信号が出力され、かつ前記準画素の信号線方向に隣り合う各補助容量対向電極に互いに異なる補助容量電圧が印加されるように、前記走査線駆動手段および補助容量電圧印加手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 一つの準画素には、信号線方向に隣り合う複数の前記画素に加えて、これら画素に対して走査線方向に隣り合い、かつ互いに信号線方向に隣り合う複数の画素が含まれ、
   前記準画素内の走査線方向に隣り合う複数の画素に対応する信号線には、同一の表示信号電圧が供給されることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 前記補助容量電圧は、所定の周期ごとに極性が反転することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記準画素内の信号線方向に隣り合う画素の補助容量に印加される補助容量電圧同士は、位相が１８０°異なっていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記準画素内の信号線方向に隣り合う画素の補助容量に印加される補助容量電圧同士は、互いに等しい振幅を有していることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 隣り合う信号線に印加される前記表示信号電圧同士は、互いに極性が逆であることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の液晶表示装置。
9. 信号線に印加される前記表示信号電圧は２本の走査線が選択されるたびに極性が反転し、前記表示信号電圧と前記補助容量電圧とは、極性が反転する周期および位相がそれぞれ一致していることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記補助容量電圧を供給する補助容量配線をさらに有し、この補助容量配線は前記走査線と平行に設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
11. 液晶層として垂直配向型液晶層を備え、この液晶層は負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含んでいることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
12. 各画素を一つの画素として扱う第１の駆動方式と、複数画素を一つの前記準画素として扱う第２の駆動方式とを切り換え可能であり、第２の駆動方式は第１の駆動方式に対して解像度がｎ分の１（ｎ≧２：ｎは整数）になることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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