JP2007139980A - 液晶表示装置、およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラストの低下を抑制できる、マルチ絵素駆動方式の表示装置を実現する。
【解決手段】１つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素ＰＩＸに分割されており、同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線８に接続されている。それぞれの副絵素の補助容量配線８には、ＣＳ駆動回路４により、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なった補助容量信号が同時に印加され、上記補助容量信号の振幅は、表示画像に応じて変化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、１絵素を複数の分割絵素に分割して駆動するマルチ絵素駆動方式の液晶表示装置に関する。

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。

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平行に配向させ、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。

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ている。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現象（いわゆる、階調反転現象）も問題であった。

近年、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した液晶表示装置として、インプレイン・スイッチング・モード（ＩＰＳモード）、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）、軸対称配向モード（ＡＳＭモード）等が開発されている。

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、いずれも視野角特性に関する上記の具体的な問題点を解決している。すなわち、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。

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（白浮き等）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。

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。

上記γ特性の視角依存性を改善する方法として、特許文献１においては、マルチ絵素駆動方式が提案されている。先ずは、このマルチ絵素駆動方式について、図８ないし図１０を参照して説明する。

マルチ絵素駆動とは、一つの表示絵素を、輝度の異なる２つ以上の副絵素で構成することによって視野角特性（γ特性の視角依存性）を改善する技術であるが、先ずは、その原理について簡単に説明する。

図８に、液晶表示パネルのγ特性（階調（電圧）−輝度比）を示す。図８における実線は、通常の駆動方式（一つの表示絵素が複数の副絵素に分割されない）において正面視におけるγ特性であり、この場合、最も正常な視認性が得られるものである。また、図８における破線は、通常の駆動方式において斜め方向からの視認（斜視）におけるγ特性であるが、この場合、正常な視認（すなわち正面視の視認）に対してズレが生じており、そのズレ量は、明輝度及び暗輝度を示す箇所で小さく、中間調を示す箇所で大きくなっていることが分かる。つまり、斜め方向からの視認においては、中間調の表示輝度が大きくなり、白浮きが生じる。

マルチ絵素駆動方式では、１つの表示絵素において目標とする輝度を得ようとする場合に、輝度の異なる複数の副絵素において、その平均輝度が目標となる輝度になるように表示制御を行う。そして、マルチ絵素駆動方式においても正面視におけるγ特性は、通常の駆動方式を行う場合と同様に、最も正常な視認性が得られるように設定される（図８実線のγ特性と同一特性）。一方、マルチ絵素駆動方式における斜め方向からの視認性は、例えば、従来では輝度ズレの大きくなる中間調の目標輝度を得ようとする場合に、副絵素においては輝度ズレの小さい明輝度付近の領域及び暗輝度付近の領域の表示を行い、絵素全体としてはそれら副絵素の輝度の平均によって中間調輝度を得るため、輝度ズレが小さくなり、図８における一点鎖線に示すようなγ特性が得られる。

次に、マルチ絵素駆動を行う液晶表示装置の構成の一例を図９に示す。図９に示すように、一つの表示絵素は副絵素９１，９２に分割されており、副絵素９１，９２はそれぞれＴＦＴ（Thin Film Transistor）を介して走査線Ｇｎおよび信号線Ｓｍに接続されている。すなわち、上記２つのＴＦＴのゲ−ト電極は共通の（同一の）走査線Ｇｎに接続され、ソース電極は共通の（同一の）信号線Ｓｍに接続されている。

また、副絵素９１，９２のそれぞれは、液晶容量ＣＬＣと補助容量ＣＣＳとを有している。副絵素９１，９２のそれぞれにおいて、液晶容量ＣＬＣおよび補助容量ＣＣＳの一方の電極は、対応するＴＦＴのドレイン電極に接続される。液晶容量ＣＬＣの他方の電極は、副絵素９１，９２ともに対向電圧ＶＣＯＭに接続される。一方、副絵素９１，９２における補助容量ＣＣＳの他方の電極は、補助容量配線９３，９４にそれぞれ接続される。これにより、副絵素９１，９２における補助容量ＣＣＳには、それぞれ補助容量配線９３，９４から互いに異なる補助容量対向電圧（ＣＳ電圧）が供給され得る。

上記液晶表示装置において、副絵素９１，９２のそれぞれに印加されるソース電圧およびＣＳ電圧の波形の例を図１０に示す。

上記構造の液晶表示装置では、分割された副絵素９１，９２に対してそれぞれ異なるＣＳ電圧を印加することにより、副絵素９１，９２のそれぞれにおいてドレイン電圧が異なり、表示される階調も異なることになる（この場合ＣＳ電圧はＡＣ駆動となる）。具体的には共通のソース電圧を同じゲートタイミングでＯＮするが、ドレインに接続されるＣＳ電極の電圧が異なるため実際に保持される電圧が異なり、副絵素９１，９２で異なる輝度（階調）が表示されることになる。

なお、ＣＳ電圧の振幅は、図１０に示すように、９３，９４共に共通であり、位相が１８０度異なったものである。また次フレームにおいてはソース電圧の反転に合わせてＣＳ電圧も反転を行い交流駆動を行なう。

副絵素９１，９２のそれぞれに印加される電圧Ｖａ，Ｖｂは、本来の印加電圧（目標輝度を与える電圧）Ｖｍに対してＶｍ＝（Ｖａ＋Ｖｂ）／２の関係を満たし、副絵素９１，９２の表示輝度の平均によって目標輝度が達成される。
特開２００４−６２１４６号（公開日平成１６年２月２６日）

しかしながら、上記従来のマルチ絵素駆動方式では、黒表示時に明るめの表示となり、白表示時に暗めの表示となって、コントラストの低下を招くといった問題がある。この問題の発生原因について説明すると以下の通りである。

上記従来のマルチ絵素駆動方式において、例えば白階調付近もしくは黒階調付近の表示を行う場合、一方の副絵素では、ソース電圧と同相のＣＳ電圧を印加されることにより、該副絵素への印加電圧は本来の印加電圧に対しさらに小さい電圧を印加されることになる。この場合、図１１に示すように、同相のＣＳ電圧を印加された副絵素では、黒表示付近では目標輝度に対して輝度が増大する方向に印加電圧が変化し、白表示付近では輝度が減少する方向に印加電圧が変化する。

また、他方の副絵素では、ソース電圧と逆相のＣＳ電圧を印加されることにより、該副絵素への印加電圧は本来の印加電圧に対しさらに大きい電圧を印加されることになる。この場合、図１１に示すように、逆相のＣＳ電圧を印加された副絵素では、黒表示付近では目標輝度に対して輝度が減少する方向に印加電圧が変化し（さらに暗くなる）、白表示付近では輝度が増大する方向に印加電圧が変化する（さらに明るくなる）。

しかしながら、白／黒表示における印加電圧は。ある飽和点を越えると印加電圧の変化に対してほとんど輝度の変化がない。したがって、逆相のＣＳ電圧を印加された副絵素では、印加電圧の変化に対して輝度の変化がほとんど無いのに対し、同相のＣＳ電圧を印加された副絵素では、印加電圧の変化に対して表示輝度が中間調寄りに変化する。その結果、両副絵素の平均輝度によって達成される表示輝度では、黒表示における輝度上昇および白表示における輝度低下が生じ、コントラストの低下が発生する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントラストの低下を抑制できる、マルチ絵素駆動方式の表示装置を実現することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、上記補助容量信号の振幅は、表示画像に応じて変化するものであることを特徴としている。

また、上記液晶表示装置では、上記補助容量信号の振幅は、表示画像に占める白黒画素の割合が小さい場合に大きくなり、表示画像に占める白黒画素の割合が大きい場合に小さくなることが好ましい。

上記の構成によれば、１つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、それぞれの副絵素に含まれる補助容量の補助容量配線に、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なった補助容量信号が印加される。このことにより、上記２つの副絵素では、一方の副絵素で目標輝度よりも明るい表示、他方の副絵素で目標輝度よりも暗い表示となり、２つの副絵素の表示輝度の平均によって目標輝度が達成される。また、このような表示により、斜め方向からの視認における白浮きを抑制できる。

但し、上記補助容量信号における振幅が一定である場合には、飽和輝度付近（白階調付近や黒階調付近）の画像においてコントラストの低下が生じる。これに対して、上記補助容量信号の振幅が表示画像に応じて変化することにより、具体的には、飽和輝度付近（白階調付近や黒階調付近）の画像において振幅を小さくすることにより、コントラストの低下を抑制できる。

また、上記液晶表示装置では、上記補助容量信号の振幅は、フレーム毎に変化するものであることが好ましい。

上記の構成によれば、上記補助容量信号の振幅をフレーム毎に制御することにより、斜め方向からの視認画像にスジが見られるといった不具合や、ＣＳ駆動回路の回路構成を簡素化できるといったメリットがある。

また、本発明に係る他の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、表示画像におけるフレームごとの画像種類を判別する画像判別部と、上記画像判別部によって判別可能な画像種別毎に対応する振幅を格納する格納部と、上記画像判別部での判別された画像種類に対応して上記格納部から読み出される振幅に基づき、上記補助容量信号を生成する補助容量信号生成部とを備えている構成である。

上記の構成によれば、斜め方向からの視認における白浮きを抑制できると共に、飽和輝度付近（白階調付近や黒階調付近）の画像において上記補助容量信号の振幅を小さくすることにより、コントラストの低下を抑制できる。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、１つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、上記補助容量信号の振幅は、表示画像に応じて変化するものである。

それゆえ、斜め方向からの視認における白浮きを抑制できると共に、飽和輝度付近（白階調付近や黒階調付近）の画像において上記補助容量信号の振幅を小さくすることにより、コントラストの低下を抑制できるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。まず、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成について、図１を参照して説明する。

この液晶表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、マトリクス状に配された絵素ＰＩＸを有する表示部１と、各絵素ＰＩＸを駆動する駆動回路と、各駆動回路に制御信号や映像信号を供給する制御回路５とを備えている。駆動回路としては、表示部１のゲート配線６を駆動するゲート駆動回路２、データ配線７を駆動するソース駆動回路３、および補助容量配線（ＣＳ配線）８を駆動するＣＳ駆動回路４が備えられている。

表示部１は液晶パネルからなっており、該表示部１における絵素ＰＩＸの構造は、図９に示した構造と同様である。すなわち、図１に示す絵素ＰＩＸは、図９に示す副絵素９１，９２を含んで形成されている。同一の絵素ＰＩＸに属する２つの副絵素は、スイッチング素子であるＴＦＴを介して同一のゲート配線６及びデータ配線７に接続される。また、同一の絵素ＰＩＸに属する２つの副絵素は、それぞれ異なるＣＳ配線８に接続される。

ゲート駆動回路２は、制御回路５から入力されるＧＳＰ（ゲートスタートパルス信号）およびＧＣＫ（ゲートクロック信号）によって制御され、ゲート配線６を介してＴＦＴのゲートに走査信号を供給する。ソース駆動回路３は、制御回路５から入力されるＳＳＰ（ソーススタートパルス信号）およびＳＣＫ（ソースクロック信号）によってタイミング制御され、制御回路５から入力されるＶＩＤＥＯ（ビデオ信号）をデータ配線７およびＴＦＴを介して絵素ＰＩＸに供給する。

そして、ＣＳ駆動回路４は、制御回路５から入力される制御信号に基づいてＣＳ配線８にＣＳ電圧を供給する。本発明に係る液晶表示装置は、マルチ絵素駆動方式におけるコントラストの低下を抑制するために、表示画像の内容に応じて上記ＣＳ電圧を制御することを特徴としている。本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法について以下に詳細に説明する。

先ず、上記液晶表示装置の駆動信号を図２に示す。ここでは、図９に示す絵素構造の部材番号を用いて駆動信号の波形を説明する。図２において、（ａ）はデータ配線Ｓｍの電圧波形Ｖｓ、（ｂ）はＣＳ配線９３の電圧波形Ｖｃｓａ、（ｃ）はＣＳ配線９４の電圧波形Ｖｃｓｂ、（ｄ）はゲート配線Ｇｎの電圧波形Ｖｇ、（ｅ）は副絵素９１の電圧波形Ｖｌｃａ、（ｆ）は副絵素９２の電圧波形Ｖｌｃｂをそれぞれ示している。

先ず、時刻Ｔ１のとき、Ｖｇの電圧がＶｇＬからＶｇＨに変化することにより、副絵素９１，９２に接続された２つのＴＦＴが同時に導通状態（オン状態）となり、副絵素９１，９２にデータ配線Ｓｍの電圧Ｖｓが伝達され、副絵素９１，９２が充電される。ここで、副絵素９１，９２が充電されるとは、液晶容量ＣＬＣと補助容量ＣＣＳとの両方が充電されることを意味する。

次に、時刻Ｔ２のとき、ゲート配線Ｇｎの電圧ＶｇがＶｇＨからＶｇＬに変化することにより、副絵素９１，９２に接続された２つのＴＦＴが同時に非導通状態（ＯＦＦ状態）となることで副絵素９１，９２への充電が終了し、副絵素９１，９２はデータ配線Ｓｍと電気的に絶縁される。なお、この直後、上記ＴＦＴの有する寄生容量等の影響による引き込み現象のために、それぞれの副絵素９１，９２の電圧Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂは概ね同一の電圧Ｖｄだけ低下し、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ
となる。また、このとき、それぞれのＣＳ配線９３，９４の電圧Ｖｃｓａ，Ｖｃｓｂは、
Ｖｃｓａ＝Ｖｃｓｃ−Ｖａｄ
Ｖｃｓｂ＝Ｖｃｓｃ＋Ｖａｄ
である。すなわち、ＶｃｓａおよびＶｃｓｂは、等しい振幅Ｖａｄを有し、位相が１８０度異なっている。

時刻Ｔ３では、ＣＳ配線９３の電圧ＶｃｓａがＶｃｓｃ−ＶａｄからＶｃｓｃ＋Ｖａｄに変化し、ＣＳ配線９４の電圧ＶｃｓｂがＶｃｓｃ＋ＶａｄからＶｃｓｃ−Ｖａｄに変化する。ＣＳ配線９３，９４のこの電圧変化に伴い、それぞれの副絵素９１，９２の電圧Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂは、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ＋２×Ｋ×Ｖａｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ−２×Ｋ×Ｖａｄ
へ変化する。但し、Ｋ＝ＣＣＳ／（ＣＬＣ（Ｖ）＋ＣＣＳ）である。ここで、ＣＬＣ（Ｖ）は、副絵素９１，９２における液晶容量の静電容量値であり、ＣＬＣ（Ｖ）の値は、副絵素９１，９２の液晶層に印加される実効電圧（Ｖ）に依存する。また、ＣＣＳは、補助容量の静電容量値である。

時刻Ｔ４では、ＶｃｓａがＶｃｓｃ＋ＶａｄからＶｃｓｃ−Ｖａｄへ、ＶｃｓｂがＶｃｓｃ−ＶａｄからＶｃｓｃ＋Ｖａｄへ変化し、Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂもまた、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ＋２×Ｋ×Ｖａｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ−２×Ｋ×Ｖａｄ
から、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ
へ変化する。

時刻Ｔ５では、ＶｃｓａがＶｃｓｃ−ＶａｄからＶｃｓｃ＋Ｖａｄへ、ＶｃｓｂがＶｃｓｃ＋ＶａｄからＶｃｓｃ−Ｖａｄへ、２倍のＶａｄだけ変化し、Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂもまた、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ
から、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ＋２×Ｋ×Ｖａｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ−２×Ｋ×Ｖａｄ
へ変化する
Ｖｃｓａ、Ｖｃｓｂ、Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂは、上記Ｔ３、Ｔ５における変化を交互に繰り返す。前期Ｔ３、Ｔ５の繰り返しの間隔、あるいは位相は、液晶表示装置の駆動方法（極性反転方法等）や表示状態（ちらつき、表示のざらつき感等）を鑑みて適宜設定すればよい（例えば、上記Ｔ３、Ｔ５の繰り返し間隔としては０．５Ｈ、１Ｈ、或いは２Ｈ、４Ｈ、６Ｈ、８Ｈ、１０Ｈ、１２Ｈ、・・・等が設定できる（１Ｈは１水平書き込み時間））。この繰り返しは、次に絵素が書き換えられるとき、すなわちＴ１に等価な時間になるまで継続される。従って、それぞれの副絵素電極の電圧Ｖｌｃａ、Ｖｌｃｂの実効的な値は、
Ｖｌｃａ＝Ｖｓ−Ｖｄ＋Ｋ×Ｖａｄ
Ｖｌｃｂ＝Ｖｓ−Ｖｄ−Ｋ×Ｖａｄ
となる。

よって、副絵素９１，９２の液晶層に印加される実効電圧Ｖ１、Ｖ２は、
Ｖ１＝Ｖｌｃａ−Ｖｃｓｃ
Ｖ２＝Ｖｌｃｂ−Ｖｃｓｃ
すなわち、
Ｖ１＝Ｖｓ−Ｖｄ＋Ｋ×Ｖａｄ−Ｖｃｓｃ
Ｖ２＝Ｖｓ−Ｖｄ−Ｋ×Ｖａｄ−Ｖｃｓｃ
となる。

従って、副絵素９１，９２のそれぞれの液晶層に印加される実効電圧の差ΔＶ１２（＝Ｖ１−Ｖ２）は、ΔＶ１２＝２×Ｋ×Ｖａｄとなり、副絵素９１，９２のそれぞれに互いに異なる電圧を印加することができる。

ここで、本実施の形態における液晶表示装置では、電圧ＶｃｓａおよびＶｃｓｂにおける振幅Ｖａｄは可変であり、表示フレームごとに振幅Ｖａｄが制御される。

すなわち、従来のマルチ絵素駆動方式では、ＣＳ電圧ＶｃｓａおよびＶｃｓｂに一定値の振幅Ｖａｄのを与え、さらに位相を異ならせることによって副絵素９１，９２のそれぞれに印加される電圧を異ならせている。しかしながら、上記ＣＳ電圧に振幅を与えて副絵素の表示輝度を異ならせることは、中間調付近の表示において視野角特性を向上させることができる一方、黒表示付近もしくは白表示付近においては表示輝度を中間調寄りに変化させる。このため、従来のマルチ絵素駆動方式では、表示画像のコントラストを低下させるといった弊害が生じることはすでに説明したとおりである。

このため、本実施の形態に係る液晶表示装置は、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄをフレーム毎に変化させることで、コントラストの低下を抑制する。具体的には、中間調表示の表示画像では振幅Ｖａｄを大きくとることで視野角特性の向上を優先し、黒表示もしくは白表示の表示画像では振幅Ｖａｄを小さくすることでコントラストの低下を抑制する。

ここで、上述のように、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄを変化させるマルチ絵素駆動では、該振幅Ｖａｄを各絵素毎に制御できれば最適な効果が得られると考えられる。しかしながら、液晶パネルにおけるＣＳ配線９３，９４は、複数の副絵素に共通して接続されているため、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄを各絵素毎に制御することはできない。このため、本実施の形態では、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄをフレーム毎に変化させるものとしている。

尚、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄを共通のゲート配線に接続されたライン毎に制御することは可能であり、この場合は正面からの視認画像におけるコントラスト抑制効果が最も大きいと考えられるので、そのような構成も本発明に含まれる。但し、この場合は、振幅Ｖａｄが異なるライン間での視野角特性が異なり、斜め方向からの視認画像にスジが見られるといった不具合が発生する。さらには、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄをライン毎に制御するためには、ＣＳ駆動回路の回路構成が複雑になるといった問題もある。このため、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄは、フレーム毎に制御することが好ましいと考えられる。

続いて、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄを変化させるための構成について図３を参照して説明する。図３は、制御回路５とＣＳ駆動回路４とにおいて、ＣＳ電圧の生成に関わる構成を示したものである。尚、以下に説明する手法は、本発明を実施するための一例であり、同一の目的を達成するに当たっての他の方法も考えられる。

制御回路５は、制御部５１、フレームメモリ５２、およびルックアップテーブル（ＬＵＴ）５３を備えている。また、ＣＳ駆動回路４は、Ｄ／Ａ変換部４１およびＣＳ電圧発生回路４２を備えている。

先ず、制御回路５においてビデオ信号が入力されると、制御部５１は、該ビデオ信号をフレームメモリ５２に一旦記憶させる。続いて、制御部５１は、フレームメモリ５２に記憶された１フレーム分のビデオ信号に基づいて、それぞれの画素の画素種類を判別する。例えば、制御部５１では、ＴＨ１＜ＴＨ２となる２つの閾値ＴＨ１およびＴＨ２と各画素の階調値とを比較し、階調値≦ＴＨ１となる画素は白付近階調画素、ＴＨ１＜階調値＜ＴＨ２となる画素は中間調画素、階調値≧ＴＨ２となる画素は黒付近階調画素と判別する。

さらに、制御部５１は、上記画素種類の判別結果に基づいて、そのフレーム画像の画像種類を判別する。例えば、制御部５１では、閾値ＴＨ３と白付近階調画素および黒付近階調画素の合計カウント数とを比較し、カウント数≧ＴＨ３となる場合は白黒階調画像、カウント数＜ＴＨ３となる場合は中間調画像と判別することができる。

制御部５１は、上記画像種類の判別結果に基づいて、ＣＳ電圧の振幅Ｖａｄを変化させるための制御信号を出力する。具体的には、画像種類に対応した振幅Ｖａｄを示すデータをルックアップテーブル５３から読み出して、これをＣＳ駆動回路４に出力する。ここで、上記ルックアップテーブル５３に格納されるデータは、白黒階調画像に対する振幅Ｖａｄが中間調画像に対する振幅Ｖａｄよりも小さくなるように設定される。

ＣＳ駆動回路４では、制御回路５から入力された振幅Ｖａｄを示すデジタルデータをＤ／Ａ変換部４１がアナログ変換し、さらにＣＳ電圧発生回路４２がそのアナログ変換された信号に基づいてＣＳ電圧を発生させる。このため、ＣＳ電圧発生回路４２は、図４に示すように、振幅生成回路４２１および出力バッファ回路４２２を備えている。具体的には、振幅生成回路４２１は、Ｄ／Ａ変換部４１から入力された振幅Ｖａｄを示す信号（アナログ信号）に基づいて振幅波形信号を生成する。そして、バッファ回路４２２は、バイアス信号に上記振幅波形信号を重畳すると共に、その重畳された信号を増幅することによってＣＳ電圧を生成する。

こうして、ＣＳ駆動回路４によって生成されるＣＳ電圧では、白黒階調画像に対する振幅Ｖａｄが中間調画像に対する振幅Ｖａｄよりも小さくなるように設定されるため、ＣＳ電圧の振幅と画像種類（画面に占める白黒階調部分の割合）との関係は図５に示すようなものとなる。

尚、図５は、上記説明のように、画像種類を白黒階調画像と中間調画像とに２種類に判別する場合に対応しているが、画像種類の判別は３種類以上であっても良い。画像種類の判別数を増やした場合、図６に示すように、ＣＳ電圧の振幅をより細かく設定することができ、より高画質な画像が得られる。さらには、ＣＳ電圧の振幅と画像種類との関係は、図７に示すように、連続的に変化するようなものとすれば、より高画質な画像が得られる
また、判別される画像種類の数を増やす場合は、画像種類の判別方法として、判別する画素種類の数を増やしたり、画像種類判別用の閾値の数を増やしたりすることが考えられるが、その判別方法を特に限定されない。

さらに、上記説明においては、判別可能な画像種類のうち、白黒画像から遠い画像（白黒階調部分の占める割合が小さい画像）ほどＣＳ電圧の振幅を大きくし、白黒画像に近い画像（白黒階調部分の占める割合が大きい画像）ほどＣＳ電圧の振幅を小さくしているが、白黒画像に最も近い画像では、ＣＳ電圧の振幅を０としても良い。すなわち、白黒画像に最も近い画像では、ＣＳ電圧としてＤＣ信号を印加しても良い。

尚、本発明に係る液晶表示装置において、副絵素の形状や分割における面積比は特に限定されるものではない。例えば、表示画面の画質においては、副絵素の形状は矩形形状でないことが好ましい場合もあり、視野角改善の効果においては、分割比は均等分割とするよりも表示輝度の高い絵素の面積を小さくする分割とするほうが好ましい場合もある。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置の駆動信号を示す波形図である。 上記液晶表示装置において、ＣＳ電圧の振幅を変化させるための制御回路およびＣＳ駆動回路の概略構成を示すブロック図である。 上記ＣＳ駆動回路におけるＣＳ電圧発生回路の概略構成を示す図である。 ＣＳ電圧の振幅と画像種類（画面に占める白黒階調部分の割合）との関係の一例を示すグラフである。 ＣＳ電圧の振幅と画像種類（画面に占める白黒階調部分の割合）との関係の他の例を示すグラフである。 ＣＳ電圧の振幅と画像種類（画面に占める白黒階調部分の割合）との関係のさらに他の例を示すグラフである。 通常駆動とマルチ絵素駆動とにおける階調−輝度特性を示すグラフである。 マルチ絵素駆動を行う液晶表示装置の絵素構造を示す図である。 マルチ絵素駆動を行う液晶表示装置において、副絵素に印加されるソース電圧とＣＳ電圧とを示す波形図である。 マルチ絵素駆動を行う液晶表示装置において、印加電圧と輝度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 表示パネル
２ ゲート駆動回路
３ ソース駆動回路
４ ＣＳ駆動回路
５ 制御回路
４１ Ｄ／Ａ変換部（補助容量信号生成部）
４２ ＣＳ電圧発生回路（補助容量信号生成部）
５１ 制御部（画像判別部）
５２ フレームメモリ（画像判別部）
５３ ルックアップテーブル（格納部）
９１，９２ 副絵素
９３，９４ 補助容量配線
Ｇｎ ゲート配線
Ｓｍ データ配線
ＣＬＣ 液晶容量
ＣＣＳ 補助容量
Ｖａｄ 補助容量信号の振幅

Claims (5)

1. １つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、
   同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、
   上記補助容量信号の振幅は、表示画像に応じて変化するものであることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記補助容量信号の振幅は、表示画像に占める白黒画素の割合が小さい場合に大きくなり、表示画像に占める白黒画素の割合が大きい場合に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 記補助容量信号の振幅は、フレーム毎に変化するものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. １つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置において、
   同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、
   表示画像におけるフレームごとの画像種類を判別する画像判別部と、
   上記画像判別部によって判別可能な画像種別毎に対応する振幅を格納する格納部と、
   上記画像判別部での判別された画像種類に対応して上記格納部から読み出される振幅に基づき、上記補助容量信号を生成する補助容量信号生成部とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
5. １つの表示絵素が、それぞれが異なる輝度にて表示可能な２つの副絵素に分割されている液晶表示装置の駆動方法において、
   同一の表示絵素内に含まれる各副絵素は、それぞれ異なる補助容量配線に接続された補助容量を含んでおり、それぞれの副絵素の補助容量配線に同時に印加される補助容量信号は、振幅が等しく、かつ、位相が１８０度異なったものであると共に、
   上記補助容量信号の振幅を、表示画像に応じて変化させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

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