JP2008070734A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】中間調の階調色を直線的に変化させることが可能な横電界方式を用いた液晶表示装置及びこれを備える電子機器を提供すること。
【解決手段】サブ画素領域による色表示の制御を行う駆動回路15を有し、駆動回路15が、外部から入力される輝度情報の階調に対してγ曲線に基づいて階調補正した画像信号を生成する階調補正回路18と、画像信号をサブ画素領域に対応する画素電極11に供給するデータ線駆動回路16とを備え、一の波長域に対応する画像信号に対するγ曲線のγ値が、一の波長域よりも長い波長域に対応する画像信号に対するγ曲線のγ値以下である。
【選択図】図1
【解決手段】サブ画素領域による色表示の制御を行う駆動回路15を有し、駆動回路15が、外部から入力される輝度情報の階調に対してγ曲線に基づいて階調補正した画像信号を生成する階調補正回路18と、画像信号をサブ画素領域に対応する画素電極11に供給するデータ線駆動回路16とを備え、一の波長域に対応する画像信号に対するγ曲線のγ値が、一の波長域よりも長い波長域に対応する画像信号に対するγ曲線のγ値以下である。
【選択図】図1
Description
本発明は、横電界駆動方式を用いた液晶表示装置及びこれを備える電子機器に関するものである。
従来から、液晶表示装置の高視野角化を図る一手段として、液晶層に対して基板方向の電界を発生させて液晶分子の配向制御を行う方式(以下、横電界方式と称する)を用いることが知られており、このような横電界方式としてIPS(In-Plane Switching)方式やFFS(Fringe-Field Switching)方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。
一般に、このような横電界方式を用いた液晶表示装置では、液晶層を挟持する一対の基板のうちの一方に液晶層を駆動するための一対の電極が設けられている。また、例えば横電界方式を用いた透過型の液晶表示装置では、一対の電極間に電圧を印加して液晶層に横電界を発生させることにより、液晶層を透過する光に対して略1/2波長分の位相差を付与している。そして、ノーマリブラックモードを採用した液晶表示装置では、液晶層で1/2波長分の位相差を付与することにより、液晶層に入射した光の偏光状態を変化させている。したがって、横電界方式を用いた液晶表示装置では、液晶層に入射した光の偏光状態がポアンカレ球における赤道またはその近傍を通るような経路に沿って変化する。
一方、縦電界方式を用いた液晶表示装置では、液晶層を挟持する一対の基板のそれぞれに液晶層を駆動するための電極が設けられている。そして、例えばノーマリホワイトモードを採用したTN(Twisted Nematic)液晶を用いた液晶表示装置では、一対の電極間に電圧を印加しないときに液晶層に入射した光の偏光方向を90°回転させることにより、液晶層に入射した光の偏光状態を変化させている。したがって、縦電界方式を用いた液晶表示装置では、液晶層に入射した光の偏光状態がポアンカレ球における極点またはその近傍を通るような経路に沿って変化する。なお、横電界方式を用いた液晶表示装置では、各サブ画素領域によって表示される中間調の階調色が直線的に変化するように構成されている。
特開2003−344837号公報
しかしながら、上記従来の液晶表示装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、横電界方式を用いた液晶表示装置と縦電界方式を用いた液晶表示装置とでは、上述したように液晶層に入射した光の偏光状態が変化する経路が大きく異なっている。このため、同じ階調の画像信号が供給されても、サブ画素領域から表示される色の階調が異なることがある。したがって、横電界方式を用いた液晶表示装置では、中間調の階調色を直線的に変化させることができないという問題がある。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、中間調の階調色を直線的に変化させることが可能な横電界方式を用いた液晶表示装置及びこれを備える電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側に一対の電極が設けられ、前記一対の電極間に生じる電界によって前記液晶層を構成する液晶分子を駆動させて平面状に配置された複数のサブ画素領域から波長域の異なる複数の色表示を行う液晶表示装置であって、前記サブ画素領域による色表示の制御を行う駆動部を有し、該駆動部が、外部から入力される輝度情報の階調に対してγ曲線に基づいて階調補正した画像信号を生成する階調補正部と、前記画像信号を前記サブ画素領域に対応する前記電極に供給する液晶駆動部とを備え、一の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ曲線のγ値が、前記一の波長域よりも長い波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ曲線のγ値以下であることを特徴とする。
この発明では、表示する色の波長域が長くなるほど階調補正するγ曲線のγ値を少なくとも小さくならないように設定することで、複数の色表示によって行われる中間調の階調色を直線的に変化させることができる。
すなわち、横電界方式と縦電界方式とでは液晶層に入射した光の偏光状態の変化の経路が異なるが、長い波長域に対応するγ値を短い波長域に対応するγ値以上となるように各γ値を設定することで、中間調の階調変化を縦電界方式における中間調の階調変化に合わせることが可能となる。これにより、横電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示を、縦電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示にそろえることができる。
したがって、縦電界方式を用いた液晶表示装置における色表示との差を低減することで、縦電界方式を用いた液晶表示装置との間の色表示の違いによる視認の違和感を緩和できる。
すなわち、横電界方式と縦電界方式とでは液晶層に入射した光の偏光状態の変化の経路が異なるが、長い波長域に対応するγ値を短い波長域に対応するγ値以上となるように各γ値を設定することで、中間調の階調変化を縦電界方式における中間調の階調変化に合わせることが可能となる。これにより、横電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示を、縦電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示にそろえることができる。
したがって、縦電界方式を用いた液晶表示装置における色表示との差を低減することで、縦電界方式を用いた液晶表示装置との間の色表示の違いによる視認の違和感を緩和できる。
また、本発明の液晶表示装置は、前記複数のサブ画素領域が、赤、緑及び青の色表示を行うこととしてもよい。
この発明では、赤の色表示を行うサブ画素領域と、緑の色表示を行うサブ画素領域と、青の色表示を行うサブ画素領域とを組み合わせることにより、カラー表示を行う。このとき、γ値は、青の色表示に対応する画像信号、緑の色表示に対応する画像信号、赤の色表示に対応する画像信号の順で少なくとも小さくならないように設定される。
この発明では、赤の色表示を行うサブ画素領域と、緑の色表示を行うサブ画素領域と、青の色表示を行うサブ画素領域とを組み合わせることにより、カラー表示を行う。このとき、γ値は、青の色表示に対応する画像信号、緑の色表示に対応する画像信号、赤の色表示に対応する画像信号の順で少なくとも小さくならないように設定される。
また、本発明の液晶表示装置は、赤の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、2.2以上2.7以下であることが好ましい。
この発明では、γ値を2.2以上2.7以下とすることで、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
ここで、赤の色表示の波長域に対応するγ値は、2.4であることがより好ましい。これにより、中間調の階調色の変化を、さらに確実に直線的にすることができる。
この発明では、γ値を2.2以上2.7以下とすることで、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
ここで、赤の色表示の波長域に対応するγ値は、2.4であることがより好ましい。これにより、中間調の階調色の変化を、さらに確実に直線的にすることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、緑の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、2.2であることが好ましい。
この発明では、γ値を2.2とすることで、上述と同様に、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
この発明では、γ値を2.2とすることで、上述と同様に、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、青の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、1.7以上2.2以下であることが好ましい。
この発明では、γ値を1.7以上2.2以下とすることで、上述と同様に、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
ここで、青の色表示の波長域に対応するγ値は、2.0であることがより好ましい。これにより、中間調の階調色の変化を、さらに確実に直線的にすることができる。
この発明では、γ値を1.7以上2.2以下とすることで、上述と同様に、中間調の階調色の変化をより確実に直線的とすることができる。
ここで、青の色表示の波長域に対応するγ値は、2.0であることがより好ましい。これにより、中間調の階調色の変化を、さらに確実に直線的にすることができる。
また、本発明の電子機器は、上記記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述したように、中間調の階調変化を直線的にすることで、中間調の色表示が縦電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示と同等になる。
この発明では、上述したように、中間調の階調変化を直線的にすることで、中間調の色表示が縦電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示と同等になる。
以下、本発明における液晶表示装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図1は液晶表示装置の等価回路図、図2は補正前の階調と補正後の階調との関係を示すグラフ、図3は液晶表示装置のサブ画素領域を示す部分拡大平面構成図、図4は図3のA−A’矢視断面図、図5は図3の光学軸配置を示す説明図である。
〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置1は、FFS方式を用いたカラー液晶表示装置であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素領域で1個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、一組(R、G、B)のサブ画素領域から構成される表示領域を「画素領域」と称する。
本実施形態における液晶表示装置1は、FFS方式を用いたカラー液晶表示装置であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素領域で1個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、一組(R、G、B)のサブ画素領域から構成される表示領域を「画素領域」と称する。
まず、液晶表示装置1の概略構成について説明する。液晶表示装置1は、図1に示すように、画素表示領域を構成する複数のサブ画素領域がマトリックス状に配置されている。
また、液晶表示装置1の画素表示領域を構成する複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極(第1電極)11と、画素電極11をスイッチング制御するためのTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子12とが形成されている。このTFT素子12は、ソースが液晶表示装置1に設けられた後述するデータ線駆動回路(液晶駆動部)16から延在するデータ線13に接続され、ゲートが液晶表示装置1に設けられた後述する走査線駆動回路17から延在する走査線14に接続され、ドレインが画素電極11に接続されている。
また、液晶表示装置1の画素表示領域を構成する複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極(第1電極)11と、画素電極11をスイッチング制御するためのTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子12とが形成されている。このTFT素子12は、ソースが液晶表示装置1に設けられた後述するデータ線駆動回路(液晶駆動部)16から延在するデータ線13に接続され、ゲートが液晶表示装置1に設けられた後述する走査線駆動回路17から延在する走査線14に接続され、ドレインが画素電極11に接続されている。
そして、液晶表示装置1は、画像信号S1、S2、…、Sn及び走査信号G1、G2、…、Gmを各サブ画素領域に供給する駆動回路(駆動部)15を備えている。この駆動回路15は、データ線13を介して各サブ画素領域に接続されたデータ線駆動回路(液晶駆動部)16と、走査線14を介して各サブ画素領域に接続された走査線駆動回路17と、データ線駆動回路16に接続された階調補正回路(階調補正部)18とを備えている。
データ線駆動回路16は、データ線13を介して画像信号S1、S2、…、Snを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、データ線駆動回路16は、画像信号S1〜Snをこの順で線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線13同士に対してグループごとに供給してもよい。
走査線駆動回路17は、走査線14を介して走査信号G1、G2、…、Gmを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、走査線駆動回路17は、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
走査線駆動回路17は、走査線14を介して走査信号G1、G2、…、Gmを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、走査線駆動回路17は、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
階調補正回路18は、外部から供給された信号中の輝度情報の階調を補正した輝度情報を有する画像信号を生成してデータ線駆動回路16に供給する構成となっている。そして、階調補正回路18は、入力される輝度情報の階調を補正するための対応表が記録されたメモリ(図示略)を有しており、この対応表に基づいた補正を行う。この対応表は、各色表示を行うサブ画素領域でそれぞれ独立して設けられており、入力される輝度情報の階調と補正後の輝度情報の階調とがγ曲線を形成する関係となっている。
ここで、入力される補正前の輝度情報の階調と補正後の輝度情報の階調との関係を、図2に示す。図2に示すように、赤の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.4となっている。また、緑の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.2となっている。そして、青の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.0となっている。すなわち、青の波長域、緑の波長域、赤の波長域の順で、対応するγ曲線のγ値が漸次大きくなっている。
ここで、入力される補正前の輝度情報の階調と補正後の輝度情報の階調との関係を、図2に示す。図2に示すように、赤の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.4となっている。また、緑の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.2となっている。そして、青の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するγ曲線は、γ値が2.0となっている。すなわち、青の波長域、緑の波長域、赤の波長域の順で、対応するγ曲線のγ値が漸次大きくなっている。
そして、液晶表示装置1は、スイッチング素子であるTFT素子12が走査信号G1〜Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線13から供給される画像信号S1〜Snが所定のタイミングで画素電極11に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極11を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1〜Snは、画素電極11と後述する共通電極41との間で一定期間保持される。
次に、液晶表示装置1の詳細な構成について、図3及び図4を参照しながら説明する。なお、図3では、対向基板の図示を省略している。また、図4では、画素電極を構成する帯状電極の図示を適宜省略している。
液晶表示装置1は、図4に示すように、素子基板(基板)21と、素子基板21と対向配置された対向基板22と、素子基板21と対向基板22との間に挟持された液晶層23と、素子基板21の外面側(液晶層23と反対側)に設けられた偏光板24と、対向基板22の外面側に設けられた偏光板25とを備えている。そして、液晶表示装置1は、素子基板21の外面側から照明光が照射される構成となっている。
また、液晶表示装置1には、素子基板21と対向基板22とが対向する領域の縁端に沿ってシール材(図示略)が設けられており、このシール材、素子基板21及び対向基板22によって液晶層23が封止されている。
液晶表示装置1は、図4に示すように、素子基板(基板)21と、素子基板21と対向配置された対向基板22と、素子基板21と対向基板22との間に挟持された液晶層23と、素子基板21の外面側(液晶層23と反対側)に設けられた偏光板24と、対向基板22の外面側に設けられた偏光板25とを備えている。そして、液晶表示装置1は、素子基板21の外面側から照明光が照射される構成となっている。
また、液晶表示装置1には、素子基板21と対向基板22とが対向する領域の縁端に沿ってシール材(図示略)が設けられており、このシール材、素子基板21及び対向基板22によって液晶層23が封止されている。
素子基板21は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料からなる基板本体31と、基板本体31の内側(液晶層23側)の表面に順に積層されたゲート絶縁膜32、層間絶縁膜33及び配向膜34とを備えている。
また、素子基板21は、基板本体31の内側の表面に配置された走査線14、各サブ画素領域に対応して設けられた共通電極41及び各共通電極41を接続する共通線20と、ゲート絶縁膜32の内側の表面に配置されたデータ線13(図3に示す)、半導体層42、ソース電極43及びドレイン電極44と、層間絶縁膜33の内側の表面に配置された画素電極11とを備えている。
ゲート絶縁膜32は、窒化シリコンや酸化シリコンなどのような絶縁性を有する透光性材料で構成されており、基板本体31上に形成された走査線14、共通線20及び共通電極41を覆うように設けられている。
また、素子基板21は、基板本体31の内側の表面に配置された走査線14、各サブ画素領域に対応して設けられた共通電極41及び各共通電極41を接続する共通線20と、ゲート絶縁膜32の内側の表面に配置されたデータ線13(図3に示す)、半導体層42、ソース電極43及びドレイン電極44と、層間絶縁膜33の内側の表面に配置された画素電極11とを備えている。
ゲート絶縁膜32は、窒化シリコンや酸化シリコンなどのような絶縁性を有する透光性材料で構成されており、基板本体31上に形成された走査線14、共通線20及び共通電極41を覆うように設けられている。
層間絶縁膜33は、ゲート絶縁膜32と同様に、窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁性を有する透光性材料で構成されており、ゲート絶縁膜32上に形成された半導体層42、ソース電極43及びドレイン電極44を覆うように設けられている。そして、層間絶縁膜33のうち平面視で画素電極11の後述する枠部11aと重なる部分には、画素電極11とTFT素子12との導通を図るための貫通孔であるコンタクトホール33aが形成されている。
配向膜34は、例えばポリイミドなどの有機材料で構成されており、層間絶縁膜33上に形成された画素電極11を覆うように設けられている。そして、配向膜34の上面には、液晶層23を構成する液晶分子を配向規制するための配向処理が施されている。この配向膜34の配向方向は、図5に示す矢印R1方向のように、X軸と同方向となっている。
配向膜34は、例えばポリイミドなどの有機材料で構成されており、層間絶縁膜33上に形成された画素電極11を覆うように設けられている。そして、配向膜34の上面には、液晶層23を構成する液晶分子を配向規制するための配向処理が施されている。この配向膜34の配向方向は、図5に示す矢印R1方向のように、X軸と同方向となっている。
データ線13は、図3に示すように、Y軸方向に延在しており、走査線14及び共通線20は、X軸方向に延在している。したがって、データ線13、走査線14及び共通線20が平面視でほぼ格子状に配線されている。
半導体層42は、走査線14と平面視で重なる領域に部分的に形成されたアモルファスシリコンなどの半導体で構成されている。また、ソース電極43は、図3に示すように、平面視でほぼ逆L字状を有する配線であって、データ線13から分岐して半導体層42と導通している。そして、ドレイン電極44は、図3に示す−Y側の端部においてサブ画素領域の端部において、画素電極11と、層間絶縁膜33を貫通するコンタクトホール33aを介して電気的に接続されている。これら半導体層42、ソース電極43及びドレイン電極44によってTFT素子12が構成される。したがって、TFT素子12は、データ線13及び走査線14の交差部近傍に設けられている。
半導体層42は、走査線14と平面視で重なる領域に部分的に形成されたアモルファスシリコンなどの半導体で構成されている。また、ソース電極43は、図3に示すように、平面視でほぼ逆L字状を有する配線であって、データ線13から分岐して半導体層42と導通している。そして、ドレイン電極44は、図3に示す−Y側の端部においてサブ画素領域の端部において、画素電極11と、層間絶縁膜33を貫通するコンタクトホール33aを介して電気的に接続されている。これら半導体層42、ソース電極43及びドレイン電極44によってTFT素子12が構成される。したがって、TFT素子12は、データ線13及び走査線14の交差部近傍に設けられている。
共通電極41は、サブ画素領域に対応して平面視でほぼ矩形状を有しており、画素電極11(複数の帯状電極11b及び該複数の帯状電極11bの間)を覆う領域に形成されている。共通線20は、各サブ画素領域に対応して配置された共通電極41の端部と平面的に重なって(積層されて)電気的接続されている。
画素電極11は、平面視でほぼ梯子形状であって、例えばITO(酸化インジウムスズ)などの透光性導電材料で構成されており、その膜厚が50nm以下となっている。そして、画素電極11は、平面視で矩形の枠状の枠部11aと、ほぼX軸方向に延在すると共にY軸方向で間隔をあけて複数(15本)配置された帯状電極11bとを備えている。ここで、帯状電極11bは、その両端がそれぞれ枠部11aのうちのY軸方向に延在する部分と接続されている。
共通電極41は、平面視で図3に示すX軸方向に延在する帯状であって、画素電極11と同様に、例えばITOなどの透光性導電材料で構成されている。そして、共通電極41は、画素電極11よりも液晶層23から離間する側に配置されている。
以上より、画素電極11と共通電極41とは、絶縁層を構成するゲート絶縁膜32及び層間絶縁膜33を介して配置されている。これにより、画素電極11と共通電極41とは、FFS方式の電極構造を構成している。
共通電極41は、平面視で図3に示すX軸方向に延在する帯状であって、画素電極11と同様に、例えばITOなどの透光性導電材料で構成されている。そして、共通電極41は、画素電極11よりも液晶層23から離間する側に配置されている。
以上より、画素電極11と共通電極41とは、絶縁層を構成するゲート絶縁膜32及び層間絶縁膜33を介して配置されている。これにより、画素電極11と共通電極41とは、FFS方式の電極構造を構成している。
対向基板22は、図4に示すように、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成され基板本体51と、基板本体51の内側(液晶層23側)の表面に順に積層されたカラーフィルタ層52及び配向膜53とを備えている。
カラーフィルタ層52は、サブ画素領域に対応して配置されており、例えばアクリルなどで構成されて各サブ画素領域で表示する色に対応する色材を含有している。
配向膜53は、例えばポリイミドなどの有機材料やシリコン酸化物などの無機材料で構成されており、その配向方向が配向膜34の配向方向と同方向となっている。
カラーフィルタ層52は、サブ画素領域に対応して配置されており、例えばアクリルなどで構成されて各サブ画素領域で表示する色に対応する色材を含有している。
配向膜53は、例えばポリイミドなどの有機材料やシリコン酸化物などの無機材料で構成されており、その配向方向が配向膜34の配向方向と同方向となっている。
偏光板24、25は、それぞれの透過軸が互いに直交するように設けられている。すなわち、偏光板24の透過軸は図5に示す矢印R2方向のようにY軸方向となっており、偏光板25の透過軸は矢印R3方向のように偏光板24の透過軸と直交するX軸方向となっている。
〔液晶表示装置の動作〕
続いて、以上のような構成の液晶表示装置1の動作について説明する。
本実施形態における液晶表示装置1は、FFS方式を用いた横電界方式の液晶表示装置であり、TFT素子12を介して画素電極11に画像信号(電圧)を供給することで、画素電極11と共通電極41との間に基板面方向の電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動する。そして、液晶表示装置1は、サブ画素領域ごとに透過率を変更させて表示を行う。
すなわち、画素電極11に電圧を印加しない状態において、液晶層23を構成する液晶分子は、図5に示す矢印R1方向に水平配向している。そして、画素電極11及び共通電極41を介して画素電極11を構成する帯状電極11bの延在方向に対して直交する方向に沿う電界を液晶層23に発生させると、この方向に沿って液晶分子が配向する。
続いて、以上のような構成の液晶表示装置1の動作について説明する。
本実施形態における液晶表示装置1は、FFS方式を用いた横電界方式の液晶表示装置であり、TFT素子12を介して画素電極11に画像信号(電圧)を供給することで、画素電極11と共通電極41との間に基板面方向の電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動する。そして、液晶表示装置1は、サブ画素領域ごとに透過率を変更させて表示を行う。
すなわち、画素電極11に電圧を印加しない状態において、液晶層23を構成する液晶分子は、図5に示す矢印R1方向に水平配向している。そして、画素電極11及び共通電極41を介して画素電極11を構成する帯状電極11bの延在方向に対して直交する方向に沿う電界を液晶層23に発生させると、この方向に沿って液晶分子が配向する。
液晶表示装置1において、照明光は、偏光板24を透過することで偏光板24の透過軸に沿う直線偏光に変換され、液晶層23に入射する。
そして、液晶層23がオフ状態(非選択状態)であれば、液晶層23に入射した直線偏光は、入射時と同一の偏光状態で液晶層23から出射する。この直線偏光は、直線偏光と直交する透過軸を有する偏光板25に吸収されて、サブ画素領域が暗表示となる。
一方、液晶層23がオン状態(選択状態)であれば、液晶層23に入射した直線偏光は、液晶層23により所定の位相差(1/2波長)が付与されて、入射時の偏光方向から90°回転した直線偏光に変換されて液晶層23から出射する。この直線偏光は、偏光板25の透過軸と平行であるため、偏光板25を透過して表示光として視認され、サブ画素領域が明表示となる。
そして、液晶層23がオフ状態(非選択状態)であれば、液晶層23に入射した直線偏光は、入射時と同一の偏光状態で液晶層23から出射する。この直線偏光は、直線偏光と直交する透過軸を有する偏光板25に吸収されて、サブ画素領域が暗表示となる。
一方、液晶層23がオン状態(選択状態)であれば、液晶層23に入射した直線偏光は、液晶層23により所定の位相差(1/2波長)が付与されて、入射時の偏光方向から90°回転した直線偏光に変換されて液晶層23から出射する。この直線偏光は、偏光板25の透過軸と平行であるため、偏光板25を透過して表示光として視認され、サブ画素領域が明表示となる。
このとき、液晶表示装置1の外部から駆動回路15に供給された信号は、その輝度情報が階調補正回路18に入力される。そして、階調補正回路18では、メモリに記録された対応表を参照して輝度情報の階調を補正することにより、新たな階調の輝度情報を有する画像信号を生成する。そして、階調補正回路18は、生成した画像信号をデータ線駆動回路16に出力する。
ここで、入力された輝度情報の階調を補正しない場合において、液晶表示装置1の各サブ画素領域での画素電極11及び共通電極41間の印加電圧と、出力光の輝度との関係を図6に示す。また、縦電界方式を用いた液晶表示装置として、VA(Virtical Alignment)式の液晶を用いた液晶表示装置の各サブ画素領域での画素電極及び共通電極間の印加電圧と出力光の輝度との関係を図7に示す。なお、図6及び図7では、緑の色表示における輝度の最大値を1としたときの相対的な輝度を示している。図6及び図7に示すように、偏光状態の変化の経路が異なることで、印加電圧と輝度との関係が異なることがわかる。
ここで、入力された輝度情報の階調を補正しない場合において、液晶表示装置1の各サブ画素領域での画素電極11及び共通電極41間の印加電圧と、出力光の輝度との関係を図6に示す。また、縦電界方式を用いた液晶表示装置として、VA(Virtical Alignment)式の液晶を用いた液晶表示装置の各サブ画素領域での画素電極及び共通電極間の印加電圧と出力光の輝度との関係を図7に示す。なお、図6及び図7では、緑の色表示における輝度の最大値を1としたときの相対的な輝度を示している。図6及び図7に示すように、偏光状態の変化の経路が異なることで、印加電圧と輝度との関係が異なることがわかる。
また、階調補正回路18によって輝度情報の階調補正を行う場合と階調補正を行わない場合とにおける各サブ画素領域による中間調の階調色の軌跡を示した色度図を図8に示す。
図8に示すように、階調補正回路18において入力される輝度情報の階調を補正することにより、中間調の階調色が直線的に変化することが確認された。
図8に示すように、階調補正回路18において入力される輝度情報の階調を補正することにより、中間調の階調色が直線的に変化することが確認された。
〔電子機器〕
次に、上述した構成の液晶表示装置1を備える電子機器について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。ここで、図9は、本発明の液晶表示装置を備える電子機器である携帯電話機を示す外観斜視図である。
本実施形態における電子機器は、図9に示すような携帯電話機100であって、本体部101と、これに開閉可能に設けられた表示体部102とを有する。表示体部102の内部には表示装置103が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面104において視認可能となっている。また、本体部101には操作ボタン105が配列されている。
そして、表示体部102の一端部には、アンテナ106が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部102の上部に設けられた受話部107の内部には、スピーカ(図示略)が内蔵されている。さらに、本体部101の下端部に設けられた送話部108の内部には、マイク(図示略)が内蔵されている。
ここで、表示装置103には、図1に示す液晶表示装置1が用いられている。
次に、上述した構成の液晶表示装置1を備える電子機器について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。ここで、図9は、本発明の液晶表示装置を備える電子機器である携帯電話機を示す外観斜視図である。
本実施形態における電子機器は、図9に示すような携帯電話機100であって、本体部101と、これに開閉可能に設けられた表示体部102とを有する。表示体部102の内部には表示装置103が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面104において視認可能となっている。また、本体部101には操作ボタン105が配列されている。
そして、表示体部102の一端部には、アンテナ106が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部102の上部に設けられた受話部107の内部には、スピーカ(図示略)が内蔵されている。さらに、本体部101の下端部に設けられた送話部108の内部には、マイク(図示略)が内蔵されている。
ここで、表示装置103には、図1に示す液晶表示装置1が用いられている。
以上のように、本実施形態における液晶表示装置1及びこれを備える携帯電話機100によれば、また、赤の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.2以上2.7以下である2.4とし、緑の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.2とし、青の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を1.7以上2.2以下である2.0として、表示する色の波長域が長くなるほどγ値を小さくすることで、各サブ画素領域によって表示される中間調の階調色を直線的に変化させることができる。これにより、液晶表示装置1における中間調の色表示を、縦電界方式を用いた液晶表示装置における中間調の色表示にそろえることができる。したがって、縦電界方式を用いた液晶表示装置における色表示と同等にすることで、縦電界方式を用いた液晶表示装置との間の色表示の違いによる視認の違和感が緩和する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、赤の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.4としているが、2.2以上2.7以下であればよく、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化を直線的にすることができれば、他の値であってもよい。同様に、緑の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.2としているが、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化が直線的にすることができれば、他の値であってもよい。そして、青の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.0としているが、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化が直線的にすることができれば、他の値であってもよい。
例えば、上記実施形態では、赤の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.4としているが、2.2以上2.7以下であればよく、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化を直線的にすることができれば、他の値であってもよい。同様に、緑の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.2としているが、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化が直線的にすることができれば、他の値であってもよい。そして、青の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を2.0としているが、他の色表示の波長域に対応する画像信号を生成するためのγ値を考慮して中間調の変化が直線的にすることができれば、他の値であってもよい。
また、画素電極を層間絶縁膜上に形成して共通電極を基板本体上に形成しているが、絶縁層を介して画素電極と共通電極とが配置されていればよく、共通電極を層間絶縁膜上に形成して画素電極を基板本体上に形成してもよい。ここで、画素電極と共通電極とのうち液晶層側に配置される一方の形状は、画素電極と共通電極との間で発生した電界が液晶層を経由できる形状であれば、平面視でほぼ櫛歯形状など、他の形状であってもよい。
また、共通電極を走査線及び容量線と共に素子基板上に形成しているが、画素電極と絶縁層を介して配置されていればよく、走査線及び容量線と異なる層上に形成してもよい。
また、共通電極を走査線及び容量線と共に素子基板上に形成しているが、画素電極と絶縁層を介して配置されていればよく、走査線及び容量線と異なる層上に形成してもよい。
また、液晶表示装置は、FFS方式に限らず、例えばIPS方式など他の横電界方式を利用した液晶表示装置であってもよい。ここで、IPS方式を利用した液晶表示装置において、画素電極及び共通電極は、互いに導通する帯状電極をそれぞれ有すると共に平面視でほぼ櫛歯形状となっている。また、画素電極及び共通電極は、それぞれの帯状電極が互いに噛み合うように配置されている。以上のようにして、画素電極と共通電極とがIPS方式の電極構造を構成する。
また、画素電極をスイッチング制御する駆動素子としてTFT素子を用いているが、TFT素子に限らず、TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)素子など、他の駆動素子を用いてもよい。
また、液晶表示装置は、ノーマリブラックモードを採用しているが、ノーマリホワイトモードを採用してもよい。
そして、液晶表示装置は、透過型の表示装置としているが、半透過反射型の液晶表示装置や反射型の液晶表示装置であってもよい。
さらに、液晶表示装置は、R、G、Bの3色の色表示を行うカラー液晶表示装置としているが、R、G、Bのいずれかまたは他の1色の色表示を行う単色の表示装置や、2色や4色以上の色表示を行う表示装置であってもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、素子基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
また、液晶表示装置は、ノーマリブラックモードを採用しているが、ノーマリホワイトモードを採用してもよい。
そして、液晶表示装置は、透過型の表示装置としているが、半透過反射型の液晶表示装置や反射型の液晶表示装置であってもよい。
さらに、液晶表示装置は、R、G、Bの3色の色表示を行うカラー液晶表示装置としているが、R、G、Bのいずれかまたは他の1色の色表示を行う単色の表示装置や、2色や4色以上の色表示を行う表示装置であってもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、素子基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
また、電子機器は、液晶表示装置を備えていれば上述した携帯電話機に限らず、電子ブックやパーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などの画像表示手段であってもよい。
1 液晶表示装置、11 画素電極(電極)、15 駆動回路(駆動部)、16 データ線駆動回路(液晶駆動部)、18 階調補正回路(階調補正部)、21 素子基板(基板)、23 液晶層、41 共通電極(電極)、100 携帯電話機(電子機器)
Claims (6)
- 液晶層を挟持する一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側に一対の電極が設けられ、前記一対の電極間に生じる電界によって前記液晶層を構成する液晶分子を駆動させて平面状に配置された複数のサブ画素領域から波長域の異なる複数の色表示を行う液晶表示装置であって、
前記サブ画素領域による色表示の制御を行う駆動部を有し、
該駆動部が、外部から入力される輝度情報の階調に対してγ曲線に基づいて階調補正した画像信号を生成する階調補正部と、前記画像信号を前記サブ画素領域に対応する前記電極に供給する液晶駆動部とを備え、
一の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ曲線のγ値が、前記一の波長域よりも長い波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ曲線のγ値以下であることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記複数のサブ画素領域が、赤、緑及び青の色表示を行うことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 赤の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、2.2以上2.7以下であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 緑の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、2.2であ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。
- 青の色表示の波長域に対応する前記画像信号を生成する前記γ値が、1.7以上2.2以下であることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006250746A JP2008070734A (ja) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | 液晶表示装置及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2006250746A Withdrawn JP2008070734A (ja) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | 液晶表示装置及び電子機器 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010198182A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Hitachi Displays Ltd | 入力機能付き液晶表示装置 |
WO2019041664A1 (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-07 | 惠科股份有限公司 | 量测显示面板的量测方法及其装置 |
-
2006
- 2006-09-15 JP JP2006250746A patent/JP2008070734A/ja not_active Withdrawn
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