JP2011107545A - 液晶表示装置、電子機器、及び駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置、電子機器、及び駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶表示装置における視角依存性を低下できるようにする。
【解決手段】液晶表示装置1は、走査線16と、信号線15と、小副画素電極211と、小副画素電極211に隣接して設けられた大副画素電極221と、信号線15と小副画素電極211との間の接続を開閉するスイッチ素子212と、信号線15と大副画素電極221との間の接続を開閉するスイッチ素子222と、共通電極14と、大副画素電極221に対向する補助電極線192と、走査線16を順次選択する走査ドライバ40と、階調信号を信号線15に出力するデータドライバ30と、データドライバ30による階調信号の出力に同期して反転する波形信号を生成し、その波形信号を補助電極配線192に出力する波形信号生成回路70と、を備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、液晶表示装置、電子機器、及び駆動方法に関する。
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、基板上にマトリクス状に配置された画素電極に対して対向基板の共通電極が対向して配置し、これらの基板の間に液晶が充填されることで構成される。
特開平7−028091号公報 特開平8−015723号公報
ところで、液晶表示装置は、視角依存性を有する。つまり、表示画面の見る角度によって表示画面の見え方が変化してしまう。そのため、表示状態の視角依存性を改善することが望まれている。
本発明の課題は、液晶表示装置における視角依存性を低下できるようにすることである。
以上の課題を解決するために、本発明によれば、
液晶表示装置が、
第1の方向に沿って隣接して配列された第1の走査線及び第2の走査線と、
前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って設けられた信号線と、
前記第1の走査線と前記信号線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第1の画素電極と第2の画素電極とを有し、前記第1の画素電極と前記第2の画素電極とが互いに異なる面積を有する第1の表示画素と、
前記第1の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記第2の走査線と前記信号線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第3の画素電極と第4の画素電極とを有し、前記第3の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第4の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第3の画素電極は前記第1の画素電極に前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第4の画素電極は前記第2の画素電極に前記第2の方向に沿って隣接して配設されている第2の表示画素と、
前記第1の画素電極と前記第4の画素電極、又は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられている補助電極線と、
を有することとした。
好ましくは、
前記補助電極線は、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極に平面的に重なる位置に設けられているとき、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に平面的に重ならない位置に設けられ、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に平面的に重なる位置に設けられているとき、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極に平面的に重ならない位置に設けられていることとした。
好ましくは、
前記第1の画素電極に印加される第1の実効電圧に対して前記第2の画素電極に印加される第2の実効電圧を異ならせ、前記第3の画素電極に印加される第3の実効電圧に対して前記第4の画素電極に印加される第4の実効電圧を異ならせる電圧信号を前記補助電極線に印加する電圧印加回路を備えることとした。
好ましくは、
前記第1の走査線及び前記第2の走査線を選択期間毎に順次選択する走査ドライバを有し、
前記電圧信号は、前記選択期間を半周期とした波形信号を有することとした。
好ましくは、
前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、
前記共通電極の電位を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記複数の信号線に出力するデータドライバと、
を有し、
前記第2の画素電極は前記第1の画素電極よりも大きい面積を有し、
前記補助電極線は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に対し、平面的に重なる位置に設けられ、
前記電圧信号は、前記階調信号と同相の波形信号を有することとした。
好ましくは、
前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、
前記共通電極の電圧を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記複数の信号線に出力するデータドライバと、
を有し、
前記第2の画素電極は前記第1の画素電極より小さい面積を有し、
前記補助電極線は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に対し、平面的に重なる位置に設けられ、
前記電圧信号は、前記階調信号と逆位相の波形信号を有することとした。
好ましくは、
前記第1の表示画素に対し前記第1の方向に沿って隣接して配設される第3の表示画素と、前記第3の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記第2の表示画素に前記第1の方向に沿って隣接して配設される第4の表示画素と、を有し、
前記第3の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第5の画素電極と第6の画素電極とを有し、前記第5の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第6の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、
前記第4の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第7の画素電極と第8の画素電極とを有し、前記第7の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第8の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、
前記第7の画素電極は前記第5の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第8の画素電極は前記第6の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、
前記第2の画素電極と前記第5の画素電極とは前記第1の方向に沿って隣接して配設され、
前記第4の画素電極と前記第7の画素電極は前記第1の方向に沿って隣接して配設されていることとした。
好ましくは、
前記補助電極線は、前記第5の画素電極と前記第8の画素電極、又は、前記第6の画素電極と前記第7の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられていることとした。
好ましくは、
前記第2の表示画素に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設された第5の表示画素と、前記第5の表示画素に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設された第6の表示画素と、を有し、
前記第5の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第9の画素電極と第10の画素電極とを有し、前記第9の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第10の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、
前記第6の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第11の画素電極と第12の画素電極とを有し、前記第11の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第12の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、
前記第11の画素電極は前記第9の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第12の画素電極は前記第10の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、
前記第9の画素電極は前記第3の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第10の画素電極は前記第4の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設されていることとした。
好ましくは、
前記補助電極線は、前記第9の画素電極と前記第12の画素電極、又は、前記第10の画素電極と前記第11の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられていることとした。
また、以上の課題を解決するために、本発明によれば、電子機器が、前記液晶表示装置を備えることとした。
また、以上の課題を解決するために、本発明によれば、
前記液晶ディスプレイパネルを駆動する駆動方法が、
第1の方向に沿って隣接して配列された第1の走査線及び第2の走査線と、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って設けられた信号線と、前記信号線と前記第1の走査線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第1の画素電極と第2の画素電極とを有し、前記第2の画素電極は前記第1の画素電極より大きい面積を有する第1の表示画素と、前記第1の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記信号線と前記第2の走査線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第3の画素電極と第4の画素電極とを有し、前記第3の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第4の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第3の画素電極は前記第1の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第4の画素電極は前記第2の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設されている第2の表示画素と、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極、又は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられている補助電極線と、前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、を有する液晶ディスプレイパネルを駆動する駆動方法であって、
前記第1の走査線及び前記第2の走査線を選択期間毎に順次選択する走査線駆動ステップと、
前記共通電極を一定電位に設定する共通電極駆動ステップと、
前記共通電極の電位を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記信号線に出力する信号線駆動ステップと、
前記補助電極線に、前記選択期間を半周期とした波形信号を有し、前記第2の画素電極の実効電圧を前記第1の画素電極の実効電圧と異ならせる電圧信号を印加する補助電極線駆動ステップと、
を含むこととした。
好ましくは、
前記補助電極線駆動ステップは、前記電圧信号を前記階調信号と同相の波形信号に設定する第1の電圧信号設定ステップを含むこととした。
好ましくは、
前記補助電極線駆動ステップは、前記電圧信号を前記階調信号と逆位相の波形信号に設定する第2の電圧信号設定ステップを含むこととした。
本発明によれば、液晶表示装置の視角依存性を低減することができるとともに、いわゆる階調反転の発生を抑えることができる。
本発明を適用した第一実施形態における電子機器の斜視図である。 ディスプレイシステムの分解斜視図である。 液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 液晶ディスプレイパネルに設けられる1つの表示画素の等価回路を示す図である。 液晶ディスプレイパネルに設けられる1つの表示画素の平面図である。 図5のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。 図5のVII−VII線に沿った面の矢視断面図である。 図5のVIII−VIII線に沿った面の矢視断面図である。 図5のIX−IX線に沿った面の矢視断面図である。 各信号の信号波形を示すタイミングチャート図である。 走査ドライバの構成を示すブロック図である。 保持回路の回路構成の一例を示す回路図である。 データドライバの構成を示すブロック図である。 階調基準電圧生成回路及びDAコンバータの回路構成の一例を示す回路図である。 小副画素に関する電圧のタイミングチャートである。 大副画素に関する電圧のタイミングチャートである。 従来の液晶ディスプレイパネルにおける液晶の視角依存性を示したグラフである。 本実施形態の液晶ディスプレイパネルにおける液晶の視角依存性を示したグラフである。 小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 表示画素の配列の第一例を示す平面図である。 表示画素の配列の第二例を示す平面図である。 表示画素の配列の第三例を示す平面図である。 表示画素の配列の第四例を示す平面図である。 第二の実施形態において1つの表示画素の平面図である。 同実施形態において、各信号の信号波形を示すタイミングチャートである。 小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 同実施形態において、小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 同実施形態において、小副画素電極に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。 同実施形態において、表示画素の配列の一例を示す平面図である。
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
<第一の実施の形態>
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。
図1は、電子機器100の斜視図である。図1に示すように、電子機器100には、ディスプレイシステム110が搭載されている。
図2は、ディスプレイシステム110の分解斜視図である。ディスプレイシステム110は、液晶表示装置1及びバックライト130等を備える。
液晶表示装置1は液晶ディスプレイパネル10及びICチップ81等を有する。液晶ディスプレイパネル10は、アクティブマトリクス駆動方式のものである。この液晶ディスプレイパネル10はトランジスタアレイ基板10a及び対向基板10b等を有する。対向基板10bがトランジスタアレイ基板10aに対向している。シール材が対向基板10bの縁部分に沿って枠状に設けられ、そのシール材が対向基板10bとトランジスタアレイ基板10aとの間に挟持され、そのシール材によってトランジスタアレイ基板10aと対向基板10bが接着されている。トランジスタアレイ基板10aと対向基板10bの間であってシール材の内側に液晶10g(図6〜図9等に図示)が封入されている。対向基板10bの上には、偏光板10eが貼着されている。
トランジスタアレイ基板10aのサイズは対向基板10bのサイズよりも大きく、トランジスタアレイ基板10aの一部が対向基板10bの縁からはみ出ている。トランジスタアレイ基板10aと対向基板10bが重なった部分が表示領域である。表示領域内には、複数の走査線16(図3等に図示)が設けられているとともに、複数の信号線15(図3等に図示)が設けられている。また、表示領域内には、スイッチ素子212、スイッチ素子222(図4等に図示)、小副画素電極211及び大副画素電極221(図4等に図示)が形成されている。これらスイッチ素子212、スイッチ素子222、小副画素電極211及び大副画素電極221は、表示画素ごとに設けられている。対向基板10bの両面のうちトランジスタアレイ基板10aに対向する面には、透明な共通電極14(図4等に図示)が形成されている。
トランジスタアレイ基板10aのうち対向基板10bの縁からはみ出た非表示領域10cには、ICチップ81が表面実装されている。共通電極14、走査線16及び信号線15は引き回し配線を介してICチップ81に接続されている。ICチップ81には、駆動装置90(図3に図示)が内蔵されている。
また、非表示領域10cには、可撓性回路シート(いわゆるFPC:Flexible Printed circuit)10dが接合されている。可撓性回路シート10dが、電子機器100に内蔵されたメイン回路基板に接続されている。メイン回路基板によって出力された映像信号(画像信号)が可撓性回路シート10dによってICチップ81の駆動装置90に転送される。駆動装置90が映像信号に基づき液晶ディスプレイパネル10を駆動し、液晶ディスプレイパネル10によって映像が表示される。
バックライト130は、液晶ディスプレイパネル10の表示面の反対面に、つまりトランジスタアレイ基板10aに対向している。バックライト130は、液晶ディスプレイパネル10に向けて面発光するものである。バックライト130は、例えば、LED等の点発光素子をマトリクス状に配列したもの、一列に配列されたLED等の点発光素子と導光板を組み合わせたもの、冷陰極管等の線状発光素子と導光板を組み合わせたもの、又は、エレクトロルミネッセンス素子等の面発光素子を用いたものである。バックライト130には、可撓性回路シート131が接続されている。この可撓性回路シート131が、電子機器100に内蔵されたメイン回路基板に接続されている。可撓性回路シート131によって電力がメイン回路基板からバックライト130に供給されることによって、バックライト130が発光する。
図3は、液晶表示装置1の構成を示したブロック図である。液晶表示装置1は、液晶ディスプレイパネル10と、駆動装置90とを有する。
液晶ディスプレイパネル10には、複数の走査線16が互いに平行となって横方向(水平方向)に延びるように設けられている。複数の信号線15は、複数の走査線16に対して直交するとともに、互いに平行となって縦方向(垂直方向)に延びるように設けられている。これら信号線15と走査線16の各交差部近傍に表示画素200が設けられている。これら表示画素200が、マトリクス状に配列されている。
図4は液晶ディスプレイパネル10に設けられる1つの表示画素200の等価回路図である。
信号線15と走査線16の各交差部に設けられる表示画素200は、小副画素210及び大副画素220からなる。
小副画素210には、第一液晶キャパシタ17a、第一補助キャパシタ(第1補助容量)18a及びスイッチ素子212が設けられている。スイッチ素子212は薄膜トランジスタである。スイッチ素子212のゲート電極213が走査線16に接続されている。スイッチ素子212のソース電極218が信号線15に接続されている。スイッチ素子212のドレイン電極217と共通電圧生成回路60の出力端子との間には、第一液晶キャパシタ17aと第一補助キャパシタ18aが、並列接続されている。
スイッチ素子212は、第一補助キャパシタ18a及び第一液晶キャパシタ17aと信号線15の間の接続の開閉を行う。
大副画素220には、第二液晶キャパシタ17b、第二補助キャパシタ(第2補助容量)18b、第三補助キャパシタ(第3補助容量)18c及びスイッチ素子222が設けられている。スイッチ素子222は薄膜トランジスタである。スイッチ素子222のゲート電極223が走査線16に接続されている。スイッチ素子222のソース電極228が信号線15に接続されている。スイッチ素子222のドレイン電極227と共通電圧生成回路60の出力端子との間には、第二液晶キャパシタ17bと第二補助キャパシタ18bが並列接続されている。また、スイッチ素子222のドレイン電極227は、第三補助キャパシタ18cを介して、電圧印加回路としての波形信号生成回路70の出力端子に接続されている。
スイッチ素子222は、第二補助キャパシタ18b、第三補助キャパシタ18c及び第二液晶キャパシタ17bと信号線15の間の接続の開閉を行う。
なお、電極217,227がソース電極であり、電極218,228がドレイン電極であってもよい。
本実施形態においては、スイッチ素子212が第一のスイッチ素子であり、スイッチ素子222が第二のスイッチ素子である。
共通電圧生成回路60は、共通電圧Vcomを第一液晶キャパシタ17a、第一補助キャパシタ18a、第二液晶キャパシタ17b及び第二補助キャパシタ18bに印加する。
波形信号生成回路70は、パルス波形の波形信号Vdを第三補助キャパシタ18cに出力する。
図5は、トランジスタアレイ基板10aを対向基板10b側から見て示した場合の表示画素200の平面図である。
図4に示された第一補助キャパシタ18aは、図5に示された補助容量線191と小副画素電極211とによって構成される。本実施形態においては、小副画素電極211が第一の画素電極である。
図4に示された第二補助キャパシタ18bは、補助容量線191と大副画素電極221とによって構成される。
図4に示された第三補助キャパシタ18cは、補助電極線192と大副画素電極221とによって構成される。本実施の形態では、大副画素電極221が第二の画素電極である。
図4に示された第一液晶キャパシタ17aは、図5に示された小副画素電極211と、図2に示された対向基板10bに形成された共通電極14とによって構成される。共通電極14と小副画素電極211との間には、液晶10gが挟まれている。
図4に示された第二液晶キャパシタ17bは、図5に示された大副画素電極221と、図2に示された対向基板10bに形成された共通電極14とによって構成される。共通電極14と大副画素電極211との間には、液晶10gが挟まれている。
表示画素200の平面構造について図5を参照して説明する。
補助容量線191及び補助電極線192が、走査線16に平行に設けられている。補助容量線191は、走査線16と補助電極線192との間に配置されている。
スイッチ素子212及びスイッチ素子222は、信号線15と走査線16の各交差部近傍に設けられている。スイッチ素子212が信号線15の片側に配置され、スイッチ素子222が信号線15のもう一方の片側に配置されている。スイッチ素子212とスイッチ素子222は、信号線15に関して線対称となる位置に配置されている。
スイッチ素子212が走査線16の片側に配置され、スイッチ素子222が走査線16に関してスイッチ素子212と同じ側に配置されている。
小副画素電極211が信号線15の片側に配置され、大副画素電極221が信号線15のもう一方の片側に配置されている。小副画素電極211と大副画素電極221は、信号線15に関して線対称となる位置に配置されている。
小副画素電極211は、信号線15に関してスイッチ素子212と同じ側に配置されている。大副画素電極221は、信号線15に関してスイッチ素子222と同じ側に配置されている。
信号線15に沿う方向の大副画素電極221の長さは、同方向の小副画素電極211の長さよりも長い。また、大副画素電極221の面積は、小副画素電極211の面積よりも大きい。小副画素電極211の面積は、大副画素電極221の面積の例えば約3分の1である。
補助容量線191は、小副画素電極211及び大副画素電極221に重なっている。これにより上述の通り補助容量線191は小副画素電極211との間で第一補助キャパシタ18aを形成し、大副画素電極221との間で第二補助キャパシタ18bを形成している。これに対し、補助電極線192は、大副画素電極221に重なっているが、小副画素電極211には重なっていない。これにより、補助電極線192は、大副画素電極221との間で第三補助キャパシタ18cを形成している。
なお、1つの表示画素200を構成する小副画素210及び大副画素220は同一の信号線15及び同一の走査線16に接続して設けられていればよく、図5に示す配置に限るものではない。
スイッチ素子212,222の平面構造について図5を参照して具体的に説明する。ゲート電極213,223は走査線16と一体に設けられている。ゲート電極213,223は走査線16から信号線15に沿う方向に延び出ており、ゲート電極213,223は同じ方向に延び出ている。ソース電極218,228は信号線15と一体に設けられている。ソース電極218,228は信号線15から走査線16に沿う方向に延び出ており、ソース電極218とソース電極228は反対向きに延び出ている。ソース電極218,228は、その先端部がそれぞれゲート電極213,223に重なるようにして設けられている。ソース電極218,228の先端部はゲート電極213,223に重なるように配置されている。ドレイン電極217,227はそれぞれ走査線16と平行に設けられている。ドレイン電極217の一端部がゲート電極213に重なり、ドレイン電極217の他端部が小副画素電極211に重なるように設けられている。ドレイン電極227の一端部がゲート電極223に重なり、ドレイン電極227の他端部が大副画素電極221に重なるように設けられている。
図6〜9を参照して液晶ディスプレイパネル10及び表示画素200の断面構造を説明する。図6〜図9は、液晶ディスプレイパネル10の断面図である。具体的には、図6は図5に示されたVI-VIに沿った面の矢視断面図である。図7は図5に示されたVII-VIIに沿った面の矢視断面図である。図8は図5に示されたVIII-VIIIに沿った面の矢視断面図である。図9は図5に示されたIX-IXに沿った面の矢視断面図である。
図6〜図9に示すように、透明な対向基板10bの一方の面には、透明な共通電極14が成膜されている。対向基板10bとトランジスタアレイ基板10aが対向し、それらの間に液晶10gが封入されている。なお、対向基板10bの共通電極14の上面及びトランジスタアレイ基板10aの対向基板10bと対向する側の面には配向膜が形成されている。
トランジスタアレイ基板10aにおいては、ゲート絶縁膜231が透明基板10f上に成膜され、絶縁性のオーバーコート膜232がゲート絶縁膜231上に成膜されている。ゲート絶縁膜231及びオーバーコート膜232は、窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
透明基板10fとゲート絶縁膜231の間には、スイッチ素子212,222のゲート電極213,223が形成されている。更に、補助容量線191、補助電極線192及び走査線16も、透明基板10fとゲート絶縁膜231の間に形成されている。そして、ゲート電極213,223、補助容量線191、補助電極線192及び走査線16が、ゲート絶縁膜231によって被覆されている。なお、トランジスタアレイ基板10aの製造工程において、透明基板10f上に成膜された導電性膜をフォトリソグラフィー法・エッチング法によって形状加工することによって、ゲート電極213,223、補助容量線191、補助電極線192及び走査線16が一括形成される。
また、ゲート絶縁膜231とオーバーコート膜232の間には、信号線15が形成されている。更に、スイッチ素子212,222のドレイン電極217,227、ソース電極218,228、コンタクト層216a,216b,226a,226b、チャネル保護膜215,225及び半導体薄膜214,224がゲート絶縁膜231とオーバーコート膜232の間に形成されている。そして、信号線15、ドレイン電極217,227、ソース電極218,228、コンタクト層216a,216b,226a,226b、チャネル保護膜215,225及び半導体薄膜214,224が、オーバーコート層232によって被覆されている。なお、トランジスタアレイ基板10aの製造工程において、ゲート絶縁膜231上に成膜された導電性膜をフォトリソグラフィー法・エッチング法によって形状加工することによって、信号線15、ドレイン電極217,227及びソース電極218,228が一括形成される。
図6に示すように、ゲート絶縁膜231上であってゲート電極213に対応する位置には、真性なアモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなる半導体薄膜214が設けられている。半導体薄膜214は、ゲート絶縁膜231を挟んでゲート電極213に相対している。半導体薄膜214の中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜215が設けられている。半導体薄膜214上であってチャネル保護膜215の両側には、n型又はP型のアモルファスシリコンからなるコンタクト層216a,216bがそれぞれ設けられている。一方のコンタクト層216aの上にはドレイン電極217が設けられている。他方のコンタクト層216bの上にはソース電極218が設けられている。
ゲート電極213、ゲート絶縁膜231、半導体薄膜214、チャネル保護膜215、コンタクト層216a,216b、ドレイン電極217及びソース電極218により、スイッチ素子212が構成されている。スイッチ素子222の層構造はスイッチ素子212の層構造と同様に構成されている。すなわちスイッチ素子222は、ゲート電極223、ゲート絶縁膜231、半導体薄膜224、チャネル保護膜225、コンタクト層226a,226b、ドレイン電極227及びソース電極228から構成される。
オーバーコート膜232には、ドレイン電極217の所定の箇所に対応する部分にコンタクトホール219が設けられている。同様に、ドレイン電極227に対応する部分にコンタクトホール229が設けられている。また、オーバーコート膜232上には、透明導電性材料(例えば、ITO:Indium-Tin-Oxide)からなる小副画素電極211及び大副画素電極221が設けられている。小副画素電極211がコンタクトホール219を介して第一スイッチ素子212のドレイン電極217に接続され、大副画素電極221がコンタクトホール229を介してスイッチ素子222のドレイン電極227に接続されている。これら小副画素電極211及び大副画素電極221が、共通電極14に対向している。
図7に示すように、小副画素電極211と補助容量線191が、これらの間にゲート絶縁膜231及びオーバーコート膜232を挟んで、一部対向している。これにより、第一補助キャパシタ18aが形成される。
また、小副画素電極211が共通電極14に対向し、これらの間に液晶10gが挟まれている。これにより、第一液晶キャパシタ17aが形成される。
図8に示すように、大副画素電極221と補助容量線191が、これらの間にゲート絶縁膜231及びオーバーコート膜232を挟んで、一部対向している。これにより、第二補助キャパシタ18bが形成される。
また、大副画素電極221と補助電極線192が、これらの間にゲート絶縁膜231及びオーバーコート膜232を挟んで、一部対向している。これにより、第三補助キャパシタ18cが形成される。
また、大副画素電極221が共通電極14に対向し、これらの間に液晶10gが挟まれている。これにより、第二液晶キャパシタ17bが形成される。
なお、図7、図9に示すように補助容量線191及び補助電極線192が透明基板10fとゲート絶縁膜231の間に形成されているとしたが、補助容量線191及び補助電極線192がゲート絶縁膜231とオーバーコート膜232の間に形成されていてもよい。この場合、平面視して、補助容量線191及び補助電極線192が、図5に示すように走査線16に対して平行に設けられているのではなく、信号線15に対して平行に設けられている。そして、二本の補助容量線191が信号線15の両側にそれぞれ配置され、一方の補助容量線191が小副画素電極211に重なり、他方の補助容量線191が大副画素電極221に重なっている。また、補助電極線192が信号線15の片側に配置され、この補助電極線192が大副画素電極221に重なっている。
以下、駆動装置90の構成について具体的に説明すると共に、駆動装置90による液晶ディスプレイパネル10の駆動方法について具体的に説明する。
図3に示されているように、駆動装置90は、データドライバ30と、走査ドライバ40と、共通電圧生成回路60と、波形信号生成回路70と、制御回路80と、を備える。
これらデータドライバ30、走査ドライバ40、共通電圧生成回路60、波形信号生成回路70及び制御回路80は、図2に示されたICチップ81に内蔵されている。画像メモリ50は、図1に示された電子機器100に内蔵されたメイン回路基板に設けられている。
画像メモリ50は、液晶表示装置1の外部から入力される映像信号を一時的に記憶する。そして画像メモリ50は記憶した映像信号を制御回路80に出力する。
制御回路80は、画像メモリ50から入力した映像信号に基づいて階調信号Data、水平同期信号H及び垂直同期信号Vを生成する。制御回路80は、クロック信号CLK、極性反転信号Pol及びその他の制御信号を生成する。制御回路80は、階調信号Data、水平同期信号H、垂直同期信号V、クロック信号CLK、極性反転信号Pol等の水平制御信号をデータドライバ30に出力する。制御回路80は、水平同期信号H、垂直同期信号V等の垂直制御信号を走査ドライバ40に出力する。制御回路80は、極性反転信号Polを波形信号生成回路70に出力する。
ここで、図10を参照して、制御回路80によって生成される各信号について説明する。
階調信号Dataは、n(nは1以上の自然数である。)ビットの信号である。階調信号Dataは、表示画素200ごとの階調を示す。
クロック信号CLKは、所定周期の信号であって、データドライバ30及び制御回路80の動作タイミングの同期を取るための信号である。例えば、クロック信号CLKは、階調信号Dataを各表示画素200に応じたタイミングでタイミング信号である。
水平同期信号Hは、水平方向(走査線16に沿う方向)の同期を取るための信号である。水平同期信号Hは1水平同期期間(1H、1選択期間)毎のタイミングで出力される信号であり、1水平同期期間内に1行分の描画が行われる。第1ゲートクロック信号GCK1と第2ゲートクロック信号GCK2は立ち上がり及び立ち下がりが水平同期信号Hに同期した信号であり、1/2周期が1水平同期期間となっており、第1ゲートクロック信号GCK1と第2ゲートクロック信号GCK2は互いに逆位相となっている。
垂直同期信号Vは、垂直方向の同期をとるための信号である。垂直同期信号Vは1フレーム期間毎のタイミングで出力される信号であり、1フレーム期間に1画面の描画が行われる。
極性反転信号Polは、1水平同期期間ごとに極性が反転する信号である。また、極性反転信号Polの位相が1フレーム期間ごとに180°遅れ、又は進む。つまり、1フレーム期間の最初の1水平同期期間で極性反転信号Polがハイであれば、次の1フレーム期間の最初の1水平同期期間で極性反転信号Polがローとなり、1フレーム期間の最初の1水平同期期間で極性反転信号Polがローであれば、次の1フレーム期間の最初の1水平同期期間で極性反転信号Polがハイとなる。極性反転信号Polは、ライン反転駆動及びフレーム反転駆動のために用いる。ライン反転駆動とは、共通電極14の電圧を基準とした信号線15の電圧の極性を1水平同期期間毎に反転して、液晶ディスプレイパネル10を駆動する方式である。フレーム反転駆動とは、共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした副画素電極211,221の電圧の極性が1フレーム期間毎に反転するように、液晶ディスプレイパネル10を駆動する方式である。
図3、図10に示すように、共通電圧生成回路60は、共通電圧Vcomを生成する。共通電圧生成回路60は、共通電極14及び補助容量線191に共通電圧Vcomを印加する。共通電圧Vcomは一定電圧である。共通電極14の電圧値が共通電圧Vcomで一定であるから、いわゆるコモンDC駆動が行われる。コモンDC駆動とは、共通電極14の電圧を一定電圧にして液晶ディスプレイパネル10を駆動する方式である。
図11及び図12を参照して走査ドライバ40について説明する。
図11は走査ドライバ40の構成の概略を示した図である。走査ドライバ40は、制御回路80から出力される垂直同期信号V及び水平同期信号Hに基づいて、各走査線16に信号を出力する。
走査ドライバ40は、N段の保持回路41が直列に配置されて構成される(Nは走査線16の本数を表す)。1段目〜N段目の保持回路41は、それぞれが1行目〜N行目の走査線16に信号を出力する。保持回路41は、入力端子INと、出力端子OUTと、リセット端子RSTと、クロック信号入力端子CKと、高電位電源入力端子Thと、低電位電源入力端子Tlとを有している。1段目の保持回路41の入力端子INには、1行目の走査線16に対応する垂直同期信号Vが供給される。2段目以後の保持回路41の入力端子INには、当該保持回路41の一段前の保持回路41の出力信号が供給される。また、保持回路41のリセット端子RSTには、当該保持回路の一段後の保持回路41の出力信号が供給される。なお、最終段(N段目)の保持回路(図示せず)のリセット端子RSTには、別途リセット信号ENDが供給される構成としてもよいし、1段目の保持回路41の出力信号が供給される構成としてもよい。
更に、奇数段目の保持回路41のクロック信号入力端子CKには、第1ゲートクロック信号GCK1が供給される。偶数段目の保持回路41のクロック信号入力端子CKには、第2ゲートクロック信号GCK2が供給される。また、各保持回路41の高電位電源入力端子Thには所定の高電圧Vghが供給され、各保持回路41の低電位電源入力端子Tlには、高電圧Vghよりも低い所定の低電圧Vglが供給される。
図12は保持回路41の回路構成の一例を示した図である。保持回路41は6個のMOS型電界効果トランジスタ(MOSトランジスタ)411〜416とコンデンサ417とを有している。
走査ドライバ40は、複数の走査線16を順次選択するとともに、そのような選択を繰り返す。具体的には、走査ドライバ40は、垂直同期信号Vのパルスが入力されると、第1、第2ゲートクロック信号GCK1、GCK2に同期して複数の走査線16を1行目から順次選択する。そして、走査ドライバ40は、これら走査線16の順次選択が一巡した後に垂直同期信号Vが入力され、第1、第2ゲートクロック信号GCK1、GCK2に同期して複数の走査線16を1行目から再び順次選択する。
ここで、図10中では、G(1)、G(2),…,G(N)は、走査ドライバ40によって、1行目の走査線16、2行目の走査線16、…、N行目(Nは走査線16の本数を表す。)の走査線16に出力される信号(走査信号)を表す。走査ドライバ40は、選択した走査線16に一水平同期期間だけハイレベルの高電圧Vghを印加する。これにより、選択された走査線16に接続された表示画素200については、スイッチ素子212が信号線15と小副画素電極211との間を閉じるとともに、スイッチ素子222が信号線15と大副画素電極221との間を閉じる。一方、選択されていない走査線16に接続された表示画素200については、スイッチ素子212が信号線15と小副画素電極211との間を開くとともに、スイッチ素子222が信号線15と大副画素電極221との間を開く。なお、図10では、G(1)、G(2),…,G(N)がハイレベルVghとなる期間を1水平同期期間よりやや短い期間としている。これは実際の回路動作における動作マージンを考慮したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、G(1)、G(2),…,G(N)がハイレベルVghとなる期間が1水平同期期間に一致するものであってもよい。後述の図26においても同様である。
図13及び図14を参照してデータドライバ30について説明する。
図13はデータドライバ30の構成を示した図である。データドライバ30は、シフトレジスタ回路31と、データレジスタ回路32と、データラッチ回路33と、DAコンバータ24とを有している。DAコンバータ34はDAC回路341とバッファアンプ342とからなる。データレジスタ回路32、データラッチ回路33、DAC回路341及びバッファアンプ342は、信号線15ごとに設けられて、M個(Mは信号線15の本数を表す)設けられている。
シフトレジスタ回路31は、水平同期信号Hのパルスの立ち上がりに同期して、データレジスタ回路32のアドレスを開始する。つまり、水平同期信号Hのパルスが立ち上がると、シフトレジスタ回路31が、クロック信号CLKに同期して選択信号をデータレジスタ回路32に順次出力することによって、1水平同期期間の間にデータレジスタ回路32を順次選択する。
選択されたデータレジスタ回路32は、1行分の表示画素200に対応する階調信号Dataを順次記憶する。
データラッチ回路33は、データレジスタ回路32に記憶された1行分の階調信号Dataを水平制御信号における制御信号CTLに応じて取り込み保持するとともに、その保持している階調信号DataをDAC回路341に出力する。
階調基準電圧生成回路35は、2通り(nは階調信号Dataのビット数)の階調基準電圧を生成するとともに、生成した2通りの階調基準電圧をDAC回路341に出力する。なお、図13においては、n=8として示している。
DAC回路341は、階調基準電圧生成回路35によって生成された2通りの階調基準電圧の中から、入力された階調信号Dataに対応する階調基準電圧を選択して、その選択した階調基準電圧を階調信号S(i)(i=1〜M)として信号線15に出力する。
図14は、階調基準電圧生成回路35及びDAコンバータ24の回路構成の一例を示した図である。
階調基準電圧生成回路35は、開閉スイッチSA1,SA2,SB1,SB2と、ラダー抵抗器351,352と、切替スイッチSY(1)〜SY(2)とを有する。ラダー抵抗器351は抵抗RA(1)〜RA(2+1)が直列接続されてなり、ラダー抵抗器352は抵抗RB(1)〜RB(2+1)が直列接続されてなる。第1高電位電圧源VH1の電位は第1低電位電圧源VL1の電位よりも高く、第1高電位電圧源VH1及び第1低電位電圧源VL1は、共通電圧Vcomに等しいかそれより高い電位を有する。また、第2高電位電圧源VH2の電位は第2低電位電圧源VL2の電位よりも高く、第2高電位電圧源VH2及び第2低電位電圧源VL2は、共通電圧Vcomに等しいかそれより低い電位を有する。開閉スイッチSA1が、ラダー抵抗器351の一端部と第1低電位電圧源VL1との間を開閉する。開閉スイッチSA2が、ラダー抵抗器351の他端部と第1高電位電圧源VH1との間の接続の開閉をする。開閉スイッチSB1が、ラダー抵抗器352の一端部と第2高電位電圧源VH2との間の接続を開閉する。開閉スイッチSB2が、ラダー抵抗器352の他端部と第2低電位電圧源VL2との間の接続を開閉する。
ここで、開閉スイッチSA1,SA2,SB1,SB2は、極性反転信号Polのレベルに従って切り替えられる。即ち、極性反転信号Polがハイレベルである時には、開閉スイッチSA1,SA2が閉じるとともに、開閉スイッチSB1,SB2が開き、極性反転信号Polがローレベルである時には、開閉スイッチSA1,SA2が開くとともに、開閉スイッチSB1,SB2が閉じる。従って、極性反転信号Polがハイレベルである時には、ラダー抵抗器351が選択される。そのため、第1高電位電圧源VH1と第1低電位電圧源VL1の電位差が抵抗RA(1)〜RA(2+1)によって分圧され、抵抗RA(1)〜抵抗RA(2+1)の間の接続部の電圧が2通りの階調基準電圧として生成される。一方、極性反転信号Polがローレベルである時には、ラダー抵抗器352が選択される。そのため、第2高電位電圧源VH2と第2低電位電圧源VL2の電位差が抵抗RB(1)〜RB(2+1)によって分圧され、抵抗RB(1)〜抵抗RB(2+1)の間の接続部の電圧が2通りの階調基準電圧として生成される。
電圧印加ラインV(1)〜V(2)が階調基準電圧生成回路35の出力である。抵抗RA(1)〜RA(2+1)の間の各接続部がそれぞれ切替スイッチSY(1)〜SY(2)を介して電圧印加ラインV(1)〜V(2)に接続されている。また、抵抗RB(1)〜RB(2+1)の間の各接続部がそれぞれ切替スイッチSY(1)〜SY(2)を介して電圧印加ラインV(1)〜V(2)に接続されている。切替スイッチSY(1)は、抵抗RA(1)と抵抗RA(2)の接続部と、抵抗RB(1)と抵抗RB(2)の接続部とを、択一的に電圧印加ラインV(1)に導通させる。切替スイッチSY(2)〜切替スイッチSY(2)についても同様である。
切替スイッチSY(1)〜SY(2)は極性反転信号Polのレベルに従って切り替えられる。即ち、極性反転信号Polがハイレベルである時には、抵抗RA(1)〜RA(2)の間の各接続部が、それぞれの切替スイッチSY(1)〜SY(2)によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)にそれぞれ導通する。一方、極性反転信号Polがローレベルである時には、抵抗RB(1)〜RB(2)の間の各接続部が、それぞれの切替スイッチSY(1)〜SY(2)によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)にそれぞれ導通する。
従って、極性反転信号Polがハイレベルである時には、ラダー抵抗器351によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)に出力される階調基準電圧が1段目から降順になる。ラダー抵抗器351によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)に出力される階調基準電圧は、共通電圧生成回路60によって生成される共通電圧Vcomに等しいか、それよりも高い。一方、極性反転信号Polがローレベルである時にはラダー抵抗器352によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)に出力される階調基準電圧が1段目から昇順になる。ラダー抵抗器352によって電圧印加ラインV(1)〜V(2)に出力される階調基準電圧は、共通電圧生成回路60によって生成される共通電圧Vcomに等しいか、それよりも低い。なお、上記においては2つのラダー抵抗器351,352を有する構成としたが、1つのラダー抵抗器のみを有するものであってもよい。
各DAC回路341は、デコーダ343と、開閉スイッチSW(1)〜SW(2)とを有する。開閉スイッチSW(1)〜SW(2)は電圧印加ラインV(1)〜V(2)の何れかと電圧出力ラインSLとの接続を開閉する。デコーダ343は、データラッチ回路33から出力された階調信号Dataを入力し、開閉スイッチSW(1)〜SW(2)の中から階調信号Dataに応じたものを選択する。開閉スイッチSW(1)〜SW(2)のうちデコーダ343に選択されたものが閉じた状態となり、それ以外のものが開いた状態となる。閉じた状態の開閉スイッチに対応する電圧印加ラインと電圧出力ラインSLとが導通され、当該電圧印加ラインに印加されている階調基準電圧が電圧出力ラインSLに印加される。電圧出力ラインSLに印加された階調基準電圧は、バッファアンプ342を介して信号線15に出力される。
図10において、階調信号S(i)は、データドライバ30によって或る信号線15に印加される電圧を表す。つまり、階調信号S(i)は、或る信号線15についての階調信号Dataをアナログ化したものである。極性反転信号Polがハイレベルである時には、ラダー抵抗器351によって生成される2通りの階調基準電圧が共通電圧Vcomに等しいかそれよりも高く、極性反転信号Polがローレベルである時には、ラダー抵抗器352によって生成される2通りの階調基準電圧が共通電圧Vcomに等しいかそれよりも低い。そのため、共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした階調信号S(i)の極性が、1水平同期期間ごとに反転する。そのため、ライン反転駆動が行われる。
また、フレーム反転駆動も行われる。つまり、何れの表示画素200においても、共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした副画素電極211,221の電圧の極性が1フレーム期間毎に反転する。これは、極性反転信号Polの位相が1フレーム期間ごとに180°遅れ、又は進むためである。
図3に示すように、波形信号生成回路70は、波形信号Vdを生成しX補助電極線192に印加する。図10に示すように、波形信号Vdは極性反転信号Polと同期した波形信号であり、極性反転信号Polと同位相になっている。つまり、極性反転信号PolがハイレベルVshの時には、波形信号Vdの電圧がハイレベルVdhである。一方、極性反転信号PolがローレベルVslの時には、波形信号Vdの電圧がローレベルVdlである。ハイレベルVdhは共通電圧Vcomよりも高く、ローレベルVdlは共通電圧Vcomよりも低い。ハイレベルVdhとローレベルVdlの値は、例えばその平均が共通電圧Vcomに等しくなる値に設定される。その場合、波形信号Vdは、共通電圧Vcomを中心電圧として、極性反転信号Polに同期した振動する矩形交流信号となる。波形信号Vdの周期は1水平同期期間の2倍である。また、波形信号Vdは、信号線15に出力される階調信号S(i)と同位相になっている。
以上のように構成された液晶表示装置1では、走査ドライバ40が複数の走査線16を1行目から順に水平同期信号Hに同期して選択する。一方、データドライバ30が、それぞれのDAC回路341によってAD変換された階調信号S(i)をそれぞれの信号線15に出力する。つまり、データドライバ30は、それぞれのデータラッチ回路33にラッチされた階調信号Dataに応じた階調基準電圧を増幅して、それぞれの信号線15に印加する。
選択された走査線16に対応する各表示画素200については、スイッチ素子212,222が開く。そのため、信号線15に出力されたアナログの階調信号S(i)が小副画素210及び大副画素220に書き込まれる。その後、その走査線16の選択が解除されると、スイッチ素子212,222が閉じ、アナログの階調信号S(i)が次にその走査線16が選択されるまで小副画素210及び大副画素220に保持される。なお、走査線16が選択されている水平同期期間を選択期間ともいい、その後にその走査線16の選択が解除されている期間を非選択期間という。
ここで図15及び図16を参照して小副画素電極211、大副画素電極221に印加される電圧について説明する。
図15は、小副画素210に関する電圧のタイミングチャートである。
図15に示すように、選択期間(水平同期期間)では、スイッチ素子212が開いているから、階調信号S(i)に応じた電圧Vsigが小副画素電極211に印加される。その後の非選択期間では、スイッチ素子212が閉じると、小副画素電極211の電圧が電圧VsigからΔVだけ降下し、小副画素電極211の電圧と共通電極14の共通電圧Vcomの差がVlcになる。このような挙動は、共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした階調信号S(i)の極性が正の場合でも負の場合でも同様である。
ΔVは、スイッチ素子212が閉じる時に、走査線16のゲート電極213と小副画素電極211との間の寄生容量により発生する引き込み電圧を示している。共通電圧Vcomは、ΔVを考慮して設定することが好ましい。即ち、共通電圧Vcomは、階調信号S(i)の振幅中心電圧(図14の抵抗RA(1)とRA(2)の間の接続部の電圧と、抵抗RB(1)とRB(2)の間の接続部の電圧の平均値)からΔVだけシフトした(降下した)電圧に設定することが好ましい。
図16は、大副画素220に関する電圧のタイミングチャートである。
まず、選択期間において、共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした階調信号S(i)の極性が正の場合について説明する。図16に示すように、選択期間では、スイッチ素子222が開いているから、階調信号S(i)に応じた電圧Vsigが大副画素電極221に印加される。その選択期間では、波形信号VdがハイレベルVdhであるから、そのハイレベルVdhの電圧が補助電極線192に印加される。その後の非選択期間では、スイッチ素子222が閉じるから、大副画素電極221が浮動状態となる。非選択期間でも波形信号Vdが補助電極線192に出力されているから、大副画素電極221の電圧が波形信号Vdに応じて振動する。そのため、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T2では、大副画素電極221の電圧は電圧Vsigからシフトし、そのシフト量はΔVに加えて、補助電極線192の電圧Vdlの影響を受ける。これは、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T2における補助電極線192の電圧が、選択期間における補助電極線192の電圧よりも低いためである。
一方、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T1では、大副画素電極221の電圧は電圧Vsigからシフトとし、そのシフト量はΔVだけである。これは、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T1における補助電極線192の電圧が、選択期間における補助電極線192の電圧と等しいためである。
また、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T2における大副画素電極221の電圧と共通電極14の電圧の差Vlc1は、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T1における大副画素電極221の電圧と共通電極14の電圧の差Vlcよりも低い。これは、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T2における補助電極線192の電圧が、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T1における補助電極線192の電圧よりも低いうえ、期間T2,T1の何れでも大副画素電極221によって形成されるキャパシタ(第二液晶キャパシタ17b、第二補助キャパシタ18b、第三補助キャパシタ18c)に蓄積されている電荷量は変化しないためである。
従って、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧の絶対値は、電圧差Vlc1と電圧差Vlcの二乗和平方根平均である。
更に、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T2における大副画素電極221の電圧と共通電極14の電圧の差Vlc1は、非選択期間の小副画素電極211の電圧と共通電極14の電圧の差Vlcよりも低い。また、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T1における大副画素電極221の電圧と共通電極14の電圧の差Vlcは、非選択期間の小副画素電極211の電圧と共通電極14の電圧の差Vlcにほぼ等しい。そのため、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧の絶対値は、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の小副画素電極211の実効電圧の絶対値よりも|Vlc−Vlc1|/2だけ小さくなる。
選択期間において共通電極14の共通電圧Vcomを基準とした階調信号S(i)の極性が負の場合にも、選択期間中に波形信号VdがハイレベルVdhであるから、同様の挙動を示す。つまり、非選択期間のうち波形信号VdがハイレベルVdhとなる期間T2では、大副画素電極221の電圧は電圧Vsigからシフトし、そのシフト量はΔVに加えて、補助電極線192の電圧Vdhの影響を受ける。一方、非選択期間のうち波形信号VdがローレベルVdlとなる期間T1では、大副画素電極221の電圧は電圧Vsigからシフトとし、そのシフト量はΔVだけである。そのため、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧の絶対値は、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の小副画素電極211の実効電圧の絶対値よりも|Vlc−Vlc1|/2だけ小さくなる。
以上のように、選択期間中の大副画素電極221の電圧と小副画素電極211の電圧とが等しくても、非選択期間中では大副画素電極221の電圧と小副画素電極211の電圧とが異なる。そのため、非選択期間中では、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率と、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率とが異なる。従って、表示画素200の光透過率は、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率と、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率とを合成したものと考えることができる。
図17は、従来の液晶ディスプレイパネルにおける、液晶に印加される電圧毎(すなわち階調毎)に視角と光透過率との関係を示すグラフである。図17のグラフにおいて、横軸が視角(deg)を表し、縦軸が光透過率(%)を表す。縦軸の透過率は、透過率の最大値を100%としたときの相対値である。視角は、図17中に図示したように、垂直な方向から見た場合をゼロ(deg)とし、パネルに垂直な面で垂直方向から一方向の角度を正、反対方向の角度を負として、視角が−80〜+80度の範囲での値を示した。図17における各曲線は、階調信号Dataが6ビットで0〜63階調の信号であるときの、階調信号Dataが0階調、8階調、16階調、24階調、32階調、40階調、48階調、56階調及び63階調のときの光透過率を示している。図17のグラフから明らかなように、液晶の光透過率は視角に依存することがわかる。特に、視角が−20度以下および視角が45度以上の領域において各曲線が交差していることから、ここでは階調反転が生じていることがわかる。ここで階調反転とは、液晶ディスプレイに対する視角を変化させていくと、ある箇所において階調が反転したように見えることをいう。
図18は、本実施形態の液晶ディスプレイパネル10における、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率と、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率とを合成した場合に、その合成した透過率と視角との関係を示すグラフである。図18のグラフにおいて、図17と同様に、横軸が視角(deg)を表し、縦軸が光透過率の相対値(%)を表す。図17における各曲線は、図17と同様に、階調信号Dataが6ビットで0〜63階調の信号であるときの、階調信号Dataが0階調、8階調、16階調、24階調、32階調、40階調、48階調、56階調及び63階調のときの光透過率を示している。図17の曲線に比べて、特に視角が負の領域における曲線がなだらかになり、各曲線間の交差が大きく減少していることがわかる。このように、本実施形態の液晶表示装置1では、視角による表示状態の変化を従来より小さくして、視角依存性を低下することができる。
また、図18のグラフでは、図17のグラフに比べて、曲線の交差が少なくなっていることがわかる。そのため、本実施形態の液晶表示装置1では、従来に比べて階調反転の発生を抑えて、階調反転が生じない視角範囲を従来より大きくすることができる。
図19、20は、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。図19、20において、横軸は、選択期間における信号線15の電圧(共通電極14の電圧を基準とする。)の絶対値を示す。縦軸は、非選択期間における液晶の透過率を示す。なお、縦軸の透過率はそれぞれの光透過率特性における透過率の最大値に対する相対値である。曲線VT1は、小副画素電極211に重なる液晶に関して電圧と透過率との関係を表す。曲線VT2は、大副画素電極221に重なる液晶に関して電圧と透過率との関係を表す。図19から明らかなように、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧の絶対値が、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の第一副画素電極211の実効電圧よりも小さいから、曲線VT2は曲線VT1よりも高電圧側にシフトした状態となっている。つまり、1つの表示画素200でも、曲線VT1の特性と、曲線VT2の特性を持つ。
図20は、曲線VT2を曲線VT1に近づける方向にシフトさせた場合の図である。波形信号生成回路70によって生成される波形信号Vdの振幅幅を小さくすることによって、曲線VT2を曲線VT1に近づけるようにシフトすることができる。つまり、波形信号生成回路70の調整又は制御をすることによって、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率と、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率との差を大きくしたり、小さくしたりすることができる。波形信号Vdを定電圧に設定し、又は、制御すると、曲線VT1と曲線VT2が重なる。なお、図19、図20では、液晶10gがノーマリーホワイト型である場合の曲線VT1,VT2が示されているが、液晶10gがノーマリーブラック型である場合には、曲線VT1,VT2は右肩上がりになる。
以上のように構成された液晶表示装置1では、表示画素200が小副画素210と大副画素220とに分割されているので、分割された小副画素210と大副画素220に印加される電圧を異ならせることができる。これにより、一表示画素200内において分割された副画素210,220の光透過率を異なる値にすることができる。このようにして分割された副画素210,220ごとに光透過率を調節し、一表示画素200として好適な透過率とすることができる。これにより視角依存性を抑えることができるとともに、階調反転をなくすことができる。そのため、高画質化を図ることができる。
また、補助電極線192に波形信号Vdを出力しているから、フリッカーの発生を抑えることができる。
また、1つの表示画素200が左右の副画素210,220に分割されているから、表示画素200を水平方向に大きくすることができ、視野角を大きくとることができる。
また、波形信号生成回路70は、波形電圧Vdの振幅を調整すればよいだけなので、その回路構成を簡単にすることができる。そのため、より簡単な回路構成で視角依存性を調整することができる。
しかも、共通電極14が副画素210,220ごとに分割されているのではなく、一面に成膜されたものであるから、液晶表示装置1や液晶ディスプレイパネル10の製造工程の増大を招くこともない。
また、アナログの階調信号S(i)がスイッチ素子212,222を介して副画素電極211,221に直接印加されるから、キャパシタのみを介して画素電極に電圧が印加される構成のもの(例えば、特許文献1に記載のもの)と比較して、より安定的に電圧を液晶10gに印加することができる。
なお、上記実施形態では、波形信号生成回路70が波形信号Vdを補助電極線192に出力することによって、選択期間の補助電極線192の実効電圧と非選択期間の補助電極線192の実効電圧が異なるようにしていた。選択期間の補助電極線192の実効電圧と非選択期間の補助電極線192の実効電圧が異なるような信号であれば、波形信号Vdに限るものではない。
また、上記実施形態では、液晶ディスプレイパネル10の駆動方式が、フレーム反転駆動とライン反転駆動とコモンDC駆動の組合せであったが、他の駆動方式であってもよい。例えば、ライン反転駆動の代わりにドット反転駆動としてもよい。ドット反転駆動方式の場合、例えば、図13に示された階調基準電圧生成回路35を2つ準備する。そして、一方の階調基準電圧生成回路35は、奇数列の信号線15に接続されたDAC回路341に階調基準電圧を出力し、他方の階調基準電圧生成回路35は、偶数列の信号線15に接続されたDAC回路341に出力する。そして、一方の階調基準電圧生成回路35には、極性反転信号Polが入力されるが、他方の階調基準電圧生成回路35には、極性反転信号Polが反転して入力される。こうすれば、データドライバ30から奇数列の信号線15に印加される電圧(共通電圧Vcomを基準とする。)と、データドライバ30から宮数列の信号線15に印加される電圧(共通電圧Vcomを基準とする。)が逆位相になる。
また、コモンDC駆動の代わりにコモンAC駆動であってもよい。つまり、共通電極14に印加する共通電圧Vcomが一定電圧ではなく、共通電圧Vcomの極性が1水平同期期間ごと又は1フレーム期間ごとに反転してもよい。つまり、共通電圧生成回路60は、1水平同期期間ごと又は1フレーム期間ごとに極性反転する共通電圧Vcomを共通電極14及び補助容量線191に出力する。この場合、階調基準電圧生成回路35のRA(1)〜RA(2+1)及びRB(1)〜RB(2+1)の抵抗値を適宜変更したり、高電位電圧源VH及び低電位電圧源VLの電位を適宜変更したりすることが望ましい。
また、ライン反転駆動を行わずに、フレーム反転駆動とコモンDC駆動の組合せ又はフレーム反転駆動とコモンAC駆動の組合せであってもよい。この場合、階調基準電圧生成回路35に入力される極性反転信号Polの極性が、1水平同期期間ごとに反転するのではなく、1フレーム期間ごとに反転する。こうすれば、データドライバ30から信号線15に印加される電圧(共通電圧Vcomを基準とする。)の極性が、1フレーム期間ごとに反転する。
続いて、表示画素200の配列について具体的に説明する。
〔1〕第一例
図21は、表示画素200の配列の第一例を示す平面図である。
液晶ディスプレイパネル10において複数の信号線15が上下(垂直方向)に延びている。これら信号線15は等間隔に左右に配列されている。
複数の走査線16が左右(水平方向)に延びている。これら走査線16が上下に配列されているが、各走査線16は、隣接する2本の走査線16が近接して配列されているとともに、その2本の走査線16毎に間隔を空けて配列されている。この間隔を空けて隣り合う2本の走査線16を一組として考慮する。この間隔を空けて隣り合う2本の走査線16の一方が本発明の第1の走査線、他方が本発明の第2の走査線に対応する。
複数の補助容量線191は左右に延びているとともに、走査線16に対して平行になっている。補助容量線191の本数と走査線16の本数は同数(=N本)である。これら補助容量線191が上下に配列されている。そして、2本の補助容量線191が、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
複数の補助電極線192は左右に延びているとともに、走査線16に対して平行になっている。補助電極線192の本数は走査線16の本数の半分(=N/2本)である。これら補助電極線192は上下に配列されている。そして、1本の補助容量線191が、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されているとともに、その一組の走査線16の間にある2本の補助容量線191の間に配置されている。
それぞれの信号線15に沿って表示画素200Aと表示画素200Bが交互に配列されている。ここで、表示画素200Bは、表示面に垂直な軸回りに表示画素200Aを180°回転させたものである。つまり、表示画素200Aについては、小副画素210Aが信号線15の左側に、大副画素220Aが信号線15の右側に配置され、表示画素200Bについては、小副画素210Bが信号線15の右側に、大副画素220Bが信号線15の左側に配置される。なお、表示画素200A及び表示画素200Bは、図5〜図9を用いて説明した表示画素200と同様に設けられている。
表示画素200A及び表示画素200Bは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
これら表示画素200Aは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち一方に沿って配列されているとともに、その一方の走査線16に接続されている。これら表示画素200Bは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち他方に沿って配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。したがって、表示画素200Aについては、スイッチ素子212A、スイッチ素子222Aがそれらに接続された走査線16から下方向に向けて配置され、表示画素200Bについてはスイッチ素子212B、スイッチ素子222Bがそれらに接続された走査線16から上方向に向けて配置されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間では、表示画素200Aの大副画素電極221Aと、表示画素200Bの大副画素電極221Bが、信号線15の配列方向に沿った方向において一部オーバーラップする位置に配列されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200Aの小副画素電極211A及び大副画素電極221Aに重なっている。間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200Bの小副画素電極211B及び大副画素電極221Bに重なっている。
補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200A,200Bの大副画素電極221A,221Bに重なっている。具体的には、補助電極線192は、大副画素電極221A,221Bの上記オーバーラップする部分に重なっている。また、補助電極線192は、表示画素200A,200Bの小副画素電極211A,211Bには重なっていない。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置され且つ同一の信号線15に接続された2つの表示画素200A,200Bによって一組の画素グループ241が構成される。このような画素グループ241は、液晶ディスプレイパネル10上にマトリクス状に配列されている。
〔2〕第二例
図22は、表示画素200の配列の第二例を示す平面図である。
信号線15、走査線16、補助容量線191及び補助電極線192の配置・配列は上述の第一例と同様である。
奇数列の信号線15に沿って表示画素200Aと表示画素200Bが交互に配列されている。偶数列の信号線15に沿って表示画素200Cと表示画素200Dが交互に配列されている。ここで、表示画素200Bは、表示面に垂直な軸回りに表示画素200Aを180°回転させたものである。表示画素200Cは、表示画素200Aを左右反転させたものである。表示画素200Dは、表示画素200Aを上下反転させたものである。表示画素200A、表示画素200B、表示画素200C及び表示画素200Dは、図5〜図9を用いて説明した表示画素200と同様に設けられている。
表示画素200A、表示画素200B、表示画素200C及び表示画素200Dは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
表示画素200Aと表示画素200Cが、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち一方に沿って交互に配列されているとともに、その一方の走査線16に接続されている。
表示画素200Bと表示画素200Dは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち他方に沿って交互に配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間では、表示画素200Aの大副画素電極221Aと、表示画素200Bの大副画素電極221Bと、表示画素200Cの大副画素電極221Cと、表示画素200Dの大副画素電極221Dとが、信号線15の配列方向に沿った方向において一部オーバーラップする位置に配列されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200A,200Cの小副画素電極211A,211C及び大副画素電極221A,221Cに重なっている。間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200B,200Dの小副画素電極211B,211D及び大副画素電極221B,221Dに重なっている。
補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200A,200B,200C,200Dの大副画素電極221A,221B,221C,221Dに重なっている。具体的には、補助電極線192は、大副画素電極221A,221B,221C,221Dの上記オーバーラップする部分に重なっている。また、補助電極線192は、表示画素200A,200B,200C,200Dの小副画素電極211A,211B,211C、211Dには重なっていない。
第二例においては、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置され且つ隣り合う2本の信号線15に接続された4つの表示画素200A,200B、200C,200Dによって一組の画素グループ242が構成される。このような画素グループ242は、液晶ディスプレイパネル10上にマトリクス状に配列されている。
〔3〕第三例
図23は、表示画素200の配列の第三例を示す拡大平面図である。
信号線15、走査線16、補助容量線191及び補助電極線192の配置・配列は上述の第一例と同様である。
奇数列の信号線15に沿って表示画素200A、表示画素200B、表示画素200E、表示画素200Fがこれらの順に繰り返して配列されている。偶数列の信号線15に沿って表示画素200C、表示画素200D、表示画素200G、表示画素200Hがこれらの順に繰り返して配列されている。ここで、表示画素200Bは、表示面に垂直な軸回りに表示画素200Aを180°回転させたものである。表示画素200Cは、表示画素200Aを左右反転させたものである。表示画素200Dは、表示画素200Aを上下反転させたものである。表示画素200E及び表示画素200Gは、表示画素200Aと同じ向きである。表示画素200F及び表示画素200Hは、表示画素200Bと同じ向きである。表示画素200A〜200Hは、図5〜図9を用いて説明した表示画素200と同様に設けられている。
表示画素200A〜200Dは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。表示画素200A、表示画素200B、表示画素200C及び表示画素200Dが配列された一組の走査線16の隣の一組の走査線の間には、表示画素200E〜200Hが配置されている。
表示画素200A、表示画素200B、表示画素200C及び表示画素200Dが配列された一組の走査線16においては、表示画素200Aと表示画素200Cが一方の走査線16に沿って交互に配列されているとともに、その一方の走査線16に接続され、表示画素200Bと表示画素200Dが他方の走査線16に沿って交互に配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。
表示画素200E、表示画素200F、表示画素200G及び表示画素200Hが配列された一組の走査線16においては、表示画素200Eと表示画素200Gが一方の走査線16に沿って交互に配列されているとともに、その一方の走査線16に接続され、表示画素200Fと表示画素200Hが他方の走査線16に沿って交互に配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。
表示画素200A〜200Dが配列された一組の走査線16の間では、表示画素200Aの大副画素電極221Aと、表示画素200Bの大副画素電極221Bと、表示画素200Cの大副画素電極221Cと、表示画素200Dの大副画素電極221Dとが、信号線15の配列方向に沿った方向において一部オーバーラップする位置に配列されている。
表示画素200E〜200Hが配列された一組の走査線16の間では、表示画素200Eの大副画素電極221Eと、表示画素200Fの大副画素電極221Fと、表示画素200Gの大副画素電極221Gと、表示画素200Hの大副画素電極221Hとが、信号線15の配列方向に沿った方向において一部オーバーラップする位置に配列されている。
表示画素200A〜200Dが配列された一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200A,200Cの小副画素電極211A,211C及び大副画素電極221A,221Cに重なっている。表示画素200A〜200Dが配列された一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200B,200Dの小副画素電極211B,211D及び大副画素電極221B,221Dに重なっている。
表示画素200A〜200Dが配列された一組の走査線16の間に配置された補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200A,200B,200C,200Dの大副画素電極221A,221B,221C,221Dに重なっている。具体的には、補助電極線192は、大副画素電極221A,221B,221C,221Dの上記オーバーラップする部分に重なっている。
表示画素200E〜200Hが配列された一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200E,200Gの小副画素電極211E,211G及び大副画素電極221E,221Gに重なっている。表示画素200E〜200Hが配列された一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200F,200Hの小副画素電極211F,211H及び大副画素電極221F,221Hに重なっている。
表示画素200E〜200Hが配列された一組の走査線16の間に配置された補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200E,200F,200G,200Hの大副画素電極221E,221F,221G,221Hに重なっている。具体的には、補助電極線192は、大副画素電極221E,221F,221G,221Gの上記オーバーラップする部分に重なっている。
第三例においては、図23のように近接して配列された8つの表示画素200A〜200Hによって一組の画素グループ243が構成される、このような画素グループ243が、液晶ディスプレイパネル10上にマトリクス状に配置されている。
〔4〕第四例
図24は、表示画素200の配列の第四例を示す拡大平面図である。
信号線15、走査線16、補助容量線191及び補助電極線192の配置は上述の第一例と同様である。
所定の信号線15に沿って表示画素200Aと表示画素200Bが交互に配列されている。その隣の信号線15に沿って表示画素200Cと表示画素200Dが交互に配列されている。更に隣の信号線15に沿って表示画素200Eと表示画素200Fが交互に配列されている。更に隣の信号線15に沿って表示画素200Gと表示画素200Hが交互に配列されている。そして、表示画素200Aと表示画素200Bの列と、表示画素200Cと表示画素200Dの列と、表示画素200Eと表示画素200Fの列と、表示画素200Gと表示画素200Hの列とがこれらの順に繰り返して配列されている。
ここで、表示画素200Bは、表示面に垂直な軸回りに表示画素200Aを180°回転させたものである。表示画素200C及び表示画素200Eは、表示画素200Aを左右反転させたものである。表示画素200Dは、表示画素200Aを上下反転させたものである。表示画素200Eは、表示画素200Cと同じ向きである。表示画素200Fは、表示画素200Dと同じ向きである。表示画素200Hは、表示画素200Bと同じ向きである。表示画素200A〜200Hは、図5〜図9を用いて説明した表示画素200と同様に設けられている。
表示画素200A〜200Hは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
表示画素200Aと表示画素200Cと表示画素200Eと表示画素200Gが、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち一方に沿ってこれらの順に繰り返して配列されているとともに、その一方の走査線16に接続されている。
表示画素200Bと表示画素200Dと表示画素200Fと表示画素200Hは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち他方に沿ってこれらの順に繰り返して配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間では、表示画素200A〜200Hの大副画素電極221A〜221Hが、信号線15の配列方向に沿った方向において一部オーバーラップする位置に配列されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200A,200C,200E,200Gの小副画素電極211A,211C,211E,211G及び大副画素電極221A,221C,221E,221Gに重なっている。間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200B,200D,200F,200Gの小副画素電極211B,211D,211F,211G及び大副画素電極221B,221D,221F,221Gに重なっている。
補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200A〜200Hの大副画素電極221A〜221Hに重なっている。具体的には、補助電極線192は、大副画素電極221A〜221Hの上記オーバーラップする部分に重なっている。
第四例においては、図23のように近接して配列された8つの表示画素200A〜200Hによって一組の画素グループ243が構成される、このような画素グループ243が、液晶ディスプレイパネル10上にマトリクス状に配置されている。
以上のように、第一例〜第四例の何れにおいても、水平方向の列には、小さな副画素電極211と大きな副画素電極221が混在しているから、表示画面に横筋が発生することを抑えることができる。一方、垂直方向の列にも、小さな副画素電極211と大きな副画素電極221が混在しているから、表示画面に縦筋が発生することを抑えることができる。
<第二の実施の形態>
続いて本発明の第二の実施形態について図25〜図31を参照して説明する。第一の実施形態の液晶表示装置1に対応する箇所について同一の符号を付す。以下に説明することを除いて第一の実施形態と第二の実施形態は同様に設けられている。
図25は、第二の実施形態における表示画素200の平面図である。補助電極線192は、屈曲している。補助電極線192は表示画素200のうち小副画素電極211と重なるように設けられている。一方、補助電極線192は、大副画素電極221から避けるように設けられている。つまり、大副画素電極221はその端部が切り欠くように形成されており、補助電極線192がその切欠き部で屈曲し、補助電極線192と大副画素電極221が重なっていない。したがって補助電極線192は小副画素電極211との間で第三補助キャパシタ18cを形成し、大副画素電極221とはキャパシタを形成しない。
ここで、本実施形態においては、大副画素電極221が第一の画素電極であり、小副画素電極211が第二の画素電極であり、スイッチ素子222が第一のスイッチ素子であり、スイッチ素子212が第二のスイッチ素子である。
図26は、第二の実施形態における液晶表示装置1を構成する各部において入出力される各信号を示す図である。波形信号Vdは、極性反転信号PolがハイレベルVshの時に低電圧Vdlとなる。一方、極性反転信号PolがローレベルVslの時に高電圧Vdhとなる。つまり波形信号Vdは極性反転信号Polに同期した逆位相の矩形交流信号である。また、波形信号Vdは信号線15に出力される階調信号S(i)と逆位相となっている。
第二の実施形態における液晶表示装置1における小副画素電極211及び大副画素電極221に印加される電圧について図27及び図28を参照して説明する。
図27は、大副画素220に関する電圧のタイミングチャートである。図27に示すように、選択期間では、スイッチ素子222が開いているから、階調信号S(i)に応じた電圧Vsigが大副画素電極221に印加される。その後の非選択期間では、スイッチ素子222が閉じると、大副画素電極221の電圧が電圧VsigからΔVだけ降下し、大副画素電極221の電圧と共通電極14の共通電圧Vcomの差がVlcになる。
図28は、小副画素210に関する電圧のタイミングチャートである。図28に示すように、選択期間では、スイッチ素子212が開いているから、階調信号S(i)に応じた電圧Vsigが小副画素電極211に印加される。その後の非選択期間では、スイッチ素子212が閉じるので、小副画素電極211が浮動状態になる。非選択期間においても、波形信号Vdが補助電極線192に出力されているから、小副画素電極211の電圧が振動する。そのため、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の小副画素電極211の実効電圧の絶対値は、電圧差Vlc2と電圧差Vlcの二乗和平方根平均である。
従って、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の小副画素電極211の実効電圧の絶対値は、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧の絶対値よりも|Vlc2−Vlc|/2だけ大きくなる。
図29、30は、小副画素電極211に重なる液晶の光透過率特性と、大副画素電極221に重なる液晶の光透過率特性の一例を示す図である。図29、30において、横軸は、選択期間における信号線15の電圧(共通電極14の電圧を基準とする。)の絶対値を示す。縦軸は、非選択期間における液晶の透過率を示す。なお、縦軸の透過率はそれぞれの光透過率特性における透過率の最大値に対する相対値である。曲線VT1は、小副画素電極211に重なる液晶に関して電圧と透過率との関係を表す。曲線VT2は、大副画素電極221に重なる液晶に関して電圧と透過率との関係を表す。図29から明らかなように、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の小副画素電極211の実効電圧の絶対値が、共通電極14の電圧を基準とした非選択期間の大副画素電極221の実効電圧よりも大きいから、曲線VT1は曲線VT2よりも低電圧側にシフトした状態となっている。つまり、1つの表示画素200でも、曲線VT1の特性と、曲線VT2の特性を持つ。
図30は、曲線VT1を曲線VT2に近づける方向にシフトさせた場合の図である。波形信号生成回路70によって生成される波形信号Vdの振幅幅を小さくすることによって、曲線VT1を曲線VT2に近づけるようにシフトすることができる。
図31は、第二の実施形態における表示画素200の配列を示した平面図である。
複数の信号線15が上下(垂直方向)に延びている。これら信号線15は等間隔に左右に配列されている。
複数の走査線16が左右(水平方向)に延びている。これら走査線16が上下に配列されているが、各走査線16は、隣接する2本の走査線16が近接して配列されているとともに、その2本の走査線16毎に間隔を空けて配列されている。この間隔を空けて隣り合う2本の走査線16を一組として考慮する。
複数の補助容量線191は左右に延びているとともに、走査線16に対して平行になっている。補助容量線191の本数と走査線16の本数は同数(=N本)である。これら補助容量線191が上下に配列されている。そして、2本の補助容量線191が、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
補助電極線192の本数は走査線16の本数の半分(=N/2本)である。これら補助電極線192は、葛折り状に設けられているとともに、上下に蛇行するようにして左右方向に敷設されている。そして、1本の補助容量線192が、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されているとともに、その一組の走査線16の間にある2本の補助容量線191の間に配置されている。
それぞれの信号線15に沿って表示画素200Aと表示画素200Bが交互に配列されている。ここで、表示画素200Bは、表示面に垂直な軸回りに表示画素200Aを180°回転させたものである。表示画素200A及び表示画素200Bは、図25を用いて説明した表示画素200と同様に設けられている。
表示画素200A及び表示画素200Bは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置されている。
これら表示画素200Aは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち一方に沿って配列されているとともに、その一方の走査線16に接続されている。これら表示画素200Bは、間隔を空けて隣り合う一組の走査線16のうち他方に沿って配列されているとともに、その他方の走査線16に接続されている。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち一方は、一行分の全ての表示画素200Aの小副画素電極211A及び大副画素電極221Aに重なっている。間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置された2本の補助容量線191のうち他方は、一行分の全ての表示画素200Bの小副画素電極211B及び大副画素電極221Bに重なっている。
補助電極線192は、二行分の全ての表示画素200A,200Bの小副画素電極211A,211Bに重なっている。一方、補助電極線192は、表示画素200A,200Bの大副画素電極221A,211Bを避けるようにして蛇行して、大副画素電極221A,211Bには重なっていない。
間隔を空けて隣り合う一組の走査線16の間に配置され且つ同一の信号線15に接続された2つの表示画素200A,200Bによって一組の画素グループ241が構成される。このような画素グループ241は、液晶ディスプレイパネル10上にマトリクス状に配列されている。
以上のように、第二の実施形態においても、第一実施形態と同様に、視角依存性を抑えることができるとともに、階調反転をなくすことができる。そのため、高画質化を図ることができる。
1 液晶表示装置
10 液晶ディスプレイパネル
14 共通電極
15 信号線
16 走査線
18c 第三補助キャパシタ
30 データドライバ
40 走査ドライバ
70 波形信号生成回路(電圧印加回路)
90 駆動装置
100 電子機器
191 補助容量線
192 補助電極線(補助電極)
211 大画素電極(第一の画素電極、第二の画素電極)
212 スイッチ素子(第一のスイッチ素子、第二のスイッチ素子)
222 スイッチ素子(第二のスイッチ素子、第一のスイッチ素子)
221 小画素電極(第二の画素電極、第一の画素電極)

Claims (14)

  1. 第1の方向に沿って隣接して配列された第1の走査線及び第2の走査線と、
    前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って設けられた信号線と、
    前記第1の走査線と前記信号線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第1の画素電極と第2の画素電極とを有し、前記第1の画素電極と前記第2の画素電極とが互いに異なる面積を有する第1の表示画素と、
    前記第1の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記第2の走査線と前記信号線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第3の画素電極と第4の画素電極とを有し、前記第3の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第4の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第3の画素電極は前記第1の画素電極に前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第4の画素電極は前記第2の画素電極に前記第2の方向に沿って隣接して配設されている第2の表示画素と、
    前記第1の画素電極と前記第4の画素電極、又は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられている補助電極線と、
    を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記補助電極線は、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極に平面的に重なる位置に設けられているとき、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に平面的に重ならない位置に設けられ、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に平面的に重なる位置に設けられているとき、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極に平面的に重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1の画素電極に印加される第1の実効電圧に対して前記第2の画素電極に印加される第2の実効電圧を異ならせ、前記第3の画素電極に印加される第3の実効電圧に対して前記第4の画素電極に印加される第4の実効電圧を異ならせる電圧信号を前記補助電極線に印加する電圧印加回路を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第1の走査線及び前記第2の走査線を選択期間毎に順次選択する走査ドライバを有し、
    前記電圧信号は、前記選択期間を半周期とした波形信号を有することを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、
    前記共通電極の電位を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記複数の信号線に出力するデータドライバと、
    を有し、
    前記第2の画素電極は前記第1の画素電極よりも大きい面積を有し、
    前記補助電極線は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に対し、平面的に重なる位置に設けられ、
    前記電圧信号は、前記階調信号と同相の波形信号を有することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、
    前記共通電極の電圧を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記複数の信号線に出力するデータドライバと、
    を有し、
    前記第2の画素電極は前記第1の画素電極より小さい面積を有し、
    前記補助電極線は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極に対し、平面的に重なる位置に設けられ、
    前記電圧信号は、前記階調信号と逆位相の波形信号を有することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1の表示画素に対し前記第1の方向に沿って隣接して配設される第3の表示画素と、前記第3の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記第2の表示画素に前記第1の方向に沿って隣接して配設される第4の表示画素と、を有し、
    前記第3の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第5の画素電極と第6の画素電極とを有し、前記第5の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第6の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、
    前記第4の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第7の画素電極と第8の画素電極とを有し、前記第7の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第8の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、
    前記第7の画素電極は前記第5の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第8の画素電極は前記第6の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、
    前記第2の画素電極と前記第5の画素電極とは前記第1の方向に沿って隣接して配設され、
    前記第4の画素電極と前記第7の画素電極は前記第1の方向に沿って隣接して配設されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の液晶表示装置。
  8. 前記補助電極線は、前記第5の画素電極と前記第8の画素電極、又は、前記第6の画素電極と前記第7の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第2の表示画素に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設された第5の表示画素と、前記第5の表示画素に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設された第6の表示画素と、を有し、
    前記第5の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第9の画素電極と第10の画素電極とを有し、前記第9の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第10の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、
    前記第6の表示画素は、前記第1の方向に沿って配設された第11の画素電極と第12の画素電極とを有し、前記第11の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第12の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、
    前記第11の画素電極は前記第9の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第12の画素電極は前記第10の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、
    前記第9の画素電極は前記第3の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第10の画素電極は前記第4の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の液晶表示装置。
  10. 前記補助電極線は、前記第9の画素電極と前記第12の画素電極、又は、前記第10の画素電極と前記第11の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 請求項1から10の何れか一項に記載の液晶表示装置を備える電子機器。
  12. 第1の方向に沿って隣接して配列された第1の走査線及び第2の走査線と、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って設けられた信号線と、前記信号線と前記第1の走査線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第1の画素電極と第2の画素電極とを有し、前記第2の画素電極は前記第1の画素電極より大きい面積を有する第1の表示画素と、前記第1の表示画素に対し前記第2の方向に隣接して配設され、前記信号線と前記第2の走査線に接続され、前記第1の方向に沿って配設された第3の画素電極と第4の画素電極とを有し、前記第3の画素電極は前記第2の画素電極と同じ面積を有し、前記第4の画素電極は前記第1の画素電極と同じ面積を有し、前記第3の画素電極は前記第1の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設され、前記第4の画素電極は前記第2の画素電極に対し前記第2の方向に沿って隣接して配設されている第2の表示画素と、前記第1の画素電極と前記第4の画素電極、又は、前記第2の画素電極と前記第3の画素電極、の一方に対し、平面的に重なる位置に設けられている補助電極線と、前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第3の画素電極及び前記第4の画素電極に液晶層を介して対向する共通電極と、を有する液晶ディスプレイパネルを駆動する駆動方法であって、
    前記第1の走査線及び前記第2の走査線を選択期間毎に順次選択する走査線駆動ステップと、
    前記共通電極を一定電位に設定する共通電極駆動ステップと、
    前記共通電極の電位を基準として、前記選択期間に同期して極性が反転する階調信号を前記信号線に出力する信号線駆動ステップと、
    前記補助電極線に、前記選択期間を半周期とした波形信号を有し、前記第2の画素電極の実効電圧を前記第1の画素電極の実効電圧と異ならせる電圧信号を印加する補助電極線駆動ステップと、
    を含むことを特徴とする駆動方法。
  13. 前記補助電極線駆動ステップは、前記電圧信号を前記階調信号と同相の波形信号に設定する第1の電圧信号設定ステップを含むことを特徴とする請求項12記載の駆動方法。
  14. 前記補助電極線駆動ステップは、前記電圧信号を前記階調信号と逆位相の波形信号に設定する第2の電圧信号設定ステップを含むことを特徴とする請求項12記載の駆動方法。
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