JP2010237562A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭視野角モードで表示させた場合に、正面からみた画像の品位が低下することを抑制する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】複数の表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰと、表示部ＤＹＰを駆動する駆動手段ＧＤ、ＳＤと、駆動手段ＧＤ、ＳＤの動作を制御する制御手段５と、を備え、複数の表示画素ＰＸは、映像信号Ｖｓが供給される映像表示画素と、狭視野角画像信号が供給されるサブ画素とを備え、前記映像表示画素は、表示部ＤＹＰに略垂直な方向の透過率が最大となる透過率特性であって、サブ画素は、第１サブ画素ＰＸＳ１と、表示部ＤＹＰに略垂直な方向に対する角度に応じた透過率特性が第１サブ画素ＰＸＳ１と異なる第２サブ画素ＰＸＳ２と、を備え、制御手段５は、駆動手段ＧＤ、ＳＤを制御して、第１サブ画素ＰＸＳ１および第２サブ画素ＰＸＳ２に映像信号Ｖｓの輝度反転信号を前記狭視野角信号として供給させる狭視野角表示制御手段５０を備える液晶表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

近年、様々な器機のディスプレイとして液晶表示装置が搭載されている。ディスプレイは、搭載された器機を使用する目的に応じて、要求される視野角が異なる。例えば、ユーザの個人情報をディスプレイに表示させる場合には、視野角を狭くすることが要求される。また、放送信号を受信して表示させるテレビ受像機のディスプレイ等では、視野角を広くすることが要求される。

従来、公視野角モードと狭視野角モードとを切り替えて、狭視野角モードの場合には、画素間の階調差を縮小させて覗き見を抑制させる携帯情報端末が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２０７５０号公報

上記のように、狭視野角モードにおいて画素間の階調差を縮小させる場合、正面から見た場合であっても、表示される画像が見えづらくなることがあった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、狭視野角モードで表示させた場合に、正面からみた画像の品位が低下することを抑制する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、前記表示部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記複数の表示画素は、映像信号が供給される映像表示画素と、狭視野角画像信号が供給されるサブ画素とを備え、前記映像表示画素は、前記表示部に略垂直な方向の透過率が最大となる透過率特性であって、前記サブ画素は、第１サブ画素と、前記表示部に略垂直な方向に対する角度に応じた透過率特性が前記第１サブ画素と異なる第２サブ画素と、を備え、前記制御手段は、前記駆動手段を制御して、前記第１サブ画素および第２サブ画素に前記映像信号の輝度反転信号を前記狭視野角信号として供給させる狭視野角表示制御手段を備える液晶表示装置である。

本発明によれば、狭視野角モードで表示させた場合に、正面からみた画像の品位が低下することを抑制する液晶表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置の表示部の一構成例を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置の表示部の他の構成例を説明するための図である。 映像表示画素とサブ画素とを異なる透過率特性の一例について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における狭視野角モードの表示例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルＤＰ、この液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御するコントローラＣＮＴを備えている。

液晶表示パネルＤＰは一対の基板、すなわち、アレイ基板１および対向基板２と、アレイ基板１および対向基板２間に挟持された液晶層３と、を有している。また、液晶表示パネルＤＰは、略マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰを有している。アレイ基板１は、例えばガラス等の透明絶縁基板（図示せず）を有している。この透明絶縁基板上には、各表示画素ＰＸに対応する複数の画素電極ＰＥが配置されている。

対向基板２は、例えば、ガラス等の透明絶縁基板上に配置された赤、緑、青の着色層からなるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。

各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなるとともに、互いに平行な方向にラビング処理される配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。

さらに、図２に示すように、表示部ＤＹＰにおいて、アレイ基板１は、複数の画素電極ＰＥが配列する行に沿って配置された複数の走査線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…）、複数の画素電極ＰＥが配列する列に沿って配置された複数の信号線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…）、および、これら走査線Ｇおよび信号線Ｓの交差位置近傍に配置された複数の画素スイッチＳＷを有している。

各画素スイッチＳＷは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなる。画素スイッチＳＷのゲートが走査線Ｇに接続され、ソース−ドレインパスが信号線Ｓと画素電極ＰＥとの間に接続されている。各画素スイッチＳＷは、各々対応走査線Ｇを介して駆動されたときに対応信号線Ｓと対応画素電極ＰＥとの間で導通する。

複数の表示画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥ間に保持される液晶層３によって構成される液晶容量を有する。液晶容量は、液晶材料の比誘電率、画素電極面積、液晶セルギャップによって決まる。

図２に示すように、複数の表示画素ＰＸは、３種類の映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢと２種類のサブ画素ＰＸＳ１、ＰＸＳ２とを備えている。赤色のカラーフィルタが配置された赤表示画素ＰＸＲと、緑色のカラーフィルタが配置された緑表示画素ＰＸＧと、青色のカラーフィルタが配置された青表示画素ＰＸＢとは、例えば走査線Ｇが延びる方向に並んで配置される。赤表示画素ＰＸＲ、緑表示画素ＰＸＧ、および青表示画素ＰＸＢの輝度を制御することにより表示させる画像の色を表現させている。

本実施形態に係る液晶表示装置では、赤表示画素ＰＸＲ、緑表示画素ＰＸＧ、および青表示画素ＰＸＢに並んで、第１サブ画素ＰＸＳ１又は第２サブ画素ＰＸＳ２が配置されている。

なお、これらの表示画素ＰＸは図２に示すように配置される他、例えば図３に示すように配置されてもよい。図３に示す場合では、赤表示画素ＰＸＲと青表示画素ＰＸＢとが走査線Ｇが延びる方向に並んで配置されるとともに、緑表示画素ＰＸＧと第１サブ画素ＰＸＳ１あるいは第２サブ画素ＰＸＳ２とが走査線Ｇが延びる方向に並んで配置されている。

また、赤表示画素ＰＸＲと緑表示画素ＰＸＧとが信号線Ｓが延びる方向に並んで配置されるとともに、青表示画素ＰＸＢと第１サブ画素ＰＸＳ１あるいは第２サブ画素ＰＸＳ２とが信号線Ｓが延びる方向に並んで配置されている。

映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢと２種類のサブ画素ＰＸＳ１、ＰＸＳ２の第１サブ画素ＰＸＳ１とは第１画素群を構成する。映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢと２種類のサブ画素ＰＸＳ１、ＰＸＳ２の第２サブ画素ＰＸＳ２とは第２画素群を構成する。表示部ＤＹＰには複数の第１画素群と複数の第２画素群とが含まれる。本実施形態では、第１画素群と、第２画素群とは、例えば市松模様を構成するように配置されている。

映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ、第１サブ画素ＰＸＳ１、および第２サブ画素ＰＸＳ２の視野角に対する透過率特性を図４に示す。図４に示すように、映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢの透過率特性は視野角が０（ゼロ）度となるときが最大となり、視野角が大きくなるに従って小さくなっている。

第１サブ画素ＰＸＳ１および第２サブ画素ＰＸＳ２の透過率特性は、視野角が０（ゼロ）度となるときに略ゼロとなり、視野角が４５度乃至５５度のときに最大となる。全ての視野角に対して、第１サブ画素ＰＸＳ１の透過率は、第２サブ画素ＰＸＳ２の透過率よりも大きくなっている。

なお、それぞれの画素の透過率の制御は、例えば、液晶層に含まれる液晶分子の配向方位を制御するための構造をアレイ基板１や対向基板２に設けてもよく、光学フィルタにより実現しても良い。

また、視野角は、例えば、液晶表示装置の表示画面に対して垂直な方向が０度であって、左右方向に表示画面側に傾くほど大きくなる角度である。

制御回路５は、走査線Ｇに接続されたゲートドライバＧＤ、信号線Ｓに接続されたソースドライバＳＤ、バックライトＢＬを駆動するバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御する。

制御回路５には外部信号源ＳＳから電源信号と外部制御信号と映像信号とが供給されている。制御回路５は、外部信号源ＳＳから入力される外部制御信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＧをゲートドライバＧＤに出力し、外部信号源ＳＳから入力される外部制御信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＳ、および外部信号源ＳＳから入力される映像信号をソースドライバＳＤに出力する。さらに、制御回路５は、対向電極ＣＥに印加される対向電位Ｖｃｏｍを対向基板２の対向電極ＣＥに対して出力する。

ソースドライバＳＤは、制御信号ＣＴＳに基づいて、各行の画素スイッチＳＷが対応走査線Ｇの駆動によって導通する期間において、映像信号Ｖｓを対応する信号線Ｓ１〜Ｓｎにそれぞれ出力する。

ソースドライバＳＤによって信号線Ｓ１〜Ｓｎに印加された映像信号Ｖｓは、対応する画素スイッチＳＷを介して選択行の表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。画素電極ＰＥに印加された電圧信号と対向電極ＣＥに印加された対向電位Ｖｃｏｍとの電位差が液晶容量として保持される。

本実施形態に係る液晶表示装置では、制御回路５は、ゲートドライバＧＤおよびソースドライバＳＤを制御して、サブ画素ＰＸＳに映像信号Ｖｓの輝度反転信号を狭視野角信号として供給させる狭視野角表示制御手段５０を備えている。

本実施形態に係る液晶表示装置では、制御回路５は、狭視野角表示制御手段５０として、記録手段と、輝度算出部５Ａと、を備えている。記録手段は、例えばラインメモリＭである。制御回路５は、ユーザの操作により供給された制御信号に基づいて広視野角モードと狭視野角モードとを切り替える切り替え部５Ｂをさらに備えている。ラインメモリＭには、外部信号源ＳＳから供給された映像信号のうち、例えば、走査ライン一行分が記録される。

切り替え部５Ｂによって広視野角モードに切り替えられた場合、制御回路５は、第１サブ画素ＰＸＳ１および第２サブ画素ＰＸＳ２に黒表示に対応した映像信号を供給する。切り替え部５Ｂによって狭視野角モードに切り替えられた場合、輝度算出部５Ａは、ラインメモリＭに記録された映像信号から、サブ画素ＰＸＳに表示させる映像の輝度を算出する。

例えば、図２に示す赤表示画素ＰＸＲの輝度がＶＲ、緑表示画素ＰＸＧの輝度がＶＧ、青表示画素ＰＸＢの輝度がＶＢのとき、輝度算出部５Ａは、ＶＲとＶＧとＶＢから平均輝度Ｖａｖを算出して、２５５（最高輝度値）からＶａｖを減算して（２５５−Ｖａｖ）サブ画素ＰＸＳの輝度を算出する。

上記のように算出された輝度に対応する狭視野角信号が第１サブ画素ＰＸＳ１および第２サブ画素ＰＸ２の画素電極ＰＥに供給される。このように狭視野角モードにおいて映像を表示させると、図５に示すように、視野角が小さい場合であっても、狭視野角画像が視認されることなく、画像が混ざりこむことがない。

すなわち、第１サブ画素ＰＸＳ１と第２サブ画素ＰＸＳ２とは、表示部ＤＹＰに略垂直な方向に対する角度（視野角）に応じて透過率特性が異なっているため、ある視野角の方向から表示部ＤＹＰを視認した場合には、映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢに表示される画像に、第１サブ画素ＰＸＳ１に表示される画像と第２サブ画素ＰＸＳ２とに表示される画像とが異なる透過率で混在した画像が視認されることになる。

そのため、図５に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、視野角が大きい場合には、２つの異なる透過率で表示される画像により映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢに表示させた画像の視認を困難にするとともに、第１サブ画素ＰＸＳ１および第２サブ画素ＰＸＳ２に表示させた狭視野角画像が視認されることもなくなる。また、視野角が小さい場合には、狭視野角画像が視認されることがなく、映像表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢに表示させた表示画像が劣化することがない。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、狭視野角モードで表示させた場合であっても、正面からみた画像の品位が低下することを抑制する液晶表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、図１に示す液晶表示装置は、記録手段としてラインメモリＭを備えていたが、１フレーム分の映像信号を記録するフレームメモリを備えていてもよい。その場合であっても、上述の実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態に係る液晶表示装置は、カラー表示タイプの液晶表示装置であったが、白黒表示タイプの液晶表示装置にも本願発明を適用することができる。その場合には、輝度算出部５Ａは、映像表示画素の輝度の平均値を算出する必要はなく、２５５（最高輝度地）から映像表示画素の輝度を減算して、サブ画素ＰＸＳの輝度を算出する。このことにより上述の実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ＰＸ…表示画素、ＤＹＰ…表示部、ＧＤ…ゲートドライバ、ＳＤ…ソースドライバ、５…制御回路、５０…狭視野角表示制御手段、ＰＸＲ…赤表示画素、ＰＸＧ…緑表示画素、ＰＸＢ…青表示画素、ＰＸＳ１…第１サブ画素、ＰＸＳ２…第２サブ画素、Ｖｓ…映像信号

Claims (4)

1. マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、
   前記表示部を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
   前記複数の表示画素は、映像信号が供給される映像表示画素と、狭視野角画像信号が供給されるサブ画素とを備え、
   前記映像表示画素は、前記表示部に略垂直な方向の透過率が最大となる透過率特性であって、
   前記サブ画素は、第１サブ画素と、前記表示部に略垂直な方向に対する角度に応じた透過率特性が前記第１サブ画素と異なる第２サブ画素と、を備え、
   前記制御手段は、前記駆動手段を制御して、前記第１サブ画素および第２サブ画素に前記映像信号の輝度反転信号を前記狭視野角信号として供給させる狭視野角表示制御手段を備える液晶表示装置。
2. 前記表示部には前記複数の表示画素が配列する行方向に延びる走査線と、前記複数の表示画素が配列する列方向に延びる信号線と、が配置され、
   前記複数の表示画素は、前記走査線が延びる方向に延びる複数種類の映像表示画素と、前記複数種類の表示画素に並ぶ前記サブ画素とを備える請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記映像信号は複数種類の映像表示画素に供給される複数種類の信号を含み、
   前記狭視野角表示制御手段は、前記複数種類の信号を記録する記録手段と、前記複数種類の信号の平均輝度を算出し、最高輝度値から前記平均輝度を引いて輝度反転信号を算出する算出手段と、を備える請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記制御手段は、前記サブ画素に前記狭視野角信号を供給するように切り替える切り替え手段を備える請求項１記載の液晶表示装置。

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