JP2011158582A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高視角特性を有する場合であっても視角制御を行うことが可能な液晶表示装置を提供することである。
【解決手段】
マトリックス状に複数の画素が配置され、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２の基板と、前記第１基板側に前記画素毎に形成される第１電極と、前記第１基板又は前記第２基板側に形成される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される液晶駆動電圧で前記液晶層を駆動する液晶表示装置であって、最低輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍｉｎ、最高輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍａｘ、前記画素に印加する最高の液晶駆動電圧をＶｍａｘとした場合、各画素に印加される液晶駆動電圧はＶＬｍｉｎ≦ＶＬｍａｘ＜Ｖｍａｘを満たす液晶表示装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、各画素に印加する液晶駆動電圧を制御することによる視角制御技術に関する。

近年の液晶表示装置の飛躍的な性能向上に伴い、様々な用途に液晶表示装置が用いられている。特に、１台で複数の機能が搭載される携帯情報端末におけるテレビ視聴時とメール作成時や、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）における広告表示と暗証番号入力時等のように、通常の広視野角での画面表示と、操作者のみが確認できる画面表示とを切り替えることが可能な液晶表示装置が開発されている。

このような液晶表示装置として、液晶表示パネルの法線方向（正面方向）からの表示輝度（正面輝度）と、法線から所定角度を有した方向（斜め方向）からの表示輝度（斜め輝度）とが異なる液晶表示パネルの視角依存性を積極的に利用する技術がある。この技術を用いた液晶表示装置では、液晶表示パネルの表示面を法線方向すなわち正面から視認した時に認識可能な画像に、表示面の斜め方向からのみ認識される画像を重畳することにより、正面の操作者のみに認識可能な画像表示を実現する構成となっている。

この表示制御技術を用いた液晶表示装置として、例えば、特許文献１に記載の液晶表示装置がある。この特許文献１に記載の技術では、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を含むＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示パネルが有する視角依存性を使用するために、各画素の階調レベルをフレーム毎に異なる階調レベルに制御する構成となっている。さらには、画素毎にその平均輝度が正面方向からの画像表示の表示輝度となるように、各画素の階調レベルを選択制御して画像表示を行う構成となっている。

特開２００８−２７５８５３号公報

ＭＶＡ方式の液晶表示パネルでは、正面方向からのγ特性と斜め方向からのγ特性とが異なる、すなわちＭＶＡ方式の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を利用することによって、正面方向と斜め方向とからで異なる画像表示を行う構成としている。すなわち、特許文献１に記載の技術では、所望の画像表示を行う際に、各画素の輝度を少なくとも連続する２フレーム分の平均値とすることにより、正面方向と斜め方向とからでは異なるγ特性による画像表示を行う構成としている。例えば、正面からの輝度が階調レベルｎとなる画素においては、まず、正面から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度と同じであり、かつ斜め方向から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベル（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと、階調レベル（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとを選択する。次に、領域Ａ（明るい領域）においては、階調レベル（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを用いた平均表示を行う。一方、領域Ｂ（暗い領域）においては、階調レベル（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせを用いた平均表示を行う。このような表示制御を行うことにより、斜め方向から視認したときにのみ、階調レベル（ｎ１，ｎ２）の組み合わせによる平均輝度が、階調レベル（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせによる平均輝度よりも高くなる表示を可能としている。

これに対して、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示パネルは、特許文献１の記載からも明らかなように、斜め方向から視認した場合のコントラスト比の低下や階調特性の反転現象が非常に少ない、すなわち正面方向からのγ特性と斜め方向からのγ特性との差が非常に小さい液晶表示パネルである。

このために、特許文献１に記載の技術を適用した場合であっても、正面方向と斜め方向とで十分な平均輝度差を確保することができないという問題がある。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高視角特性を有する場合であっても視角制御を行うことが可能な液晶表示装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、マトリックス状に複数の画素が配置され、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２の基板と、前記第１基板側に前記画素毎に形成される第１電極と、前記第１基板又は前記第２基板側に形成される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される液晶駆動電圧で前記液晶層を駆動する液晶表示装置であって、最低輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍｉｎ、最高輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍａｘ、前記画素に印加する最高の液晶駆動電圧をＶｍａｘとした場合、各画素に印加される液晶駆動電圧はＶＬｍｉｎ≦ＶＬｍａｘ＜Ｖｍａｘを満たす液晶表示装置である。

本発明によれば、ＶＡ方式の液晶表示装置や高視角特性を有するＩＰＳ方式の液晶表示装置であっても視角制御を行うことができる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における最高輝度の画素に対する映像信号と共通信号との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時の表示動作を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時での正面方向からの表示面の写真である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時での斜め方向からの表示面の写真である。 本発明の実施形態２の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態３の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態３の他の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。

〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明するための図であり、以下、図１に基づいて、実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明する。

図１に示す実施形態１の液晶表示装置は画素電極等が形成される図示しない第１基板と、カラーフィルタやブラックマトリクス（遮光膜）が形成され、第１基板に対向して配置される図示しない第２基板と、第１基板と第２基板とで挟持される図示しない液晶層とで構成される液晶表示パネルＰＮＬを有し、この液晶表示パネルＰＮＬと光源となる図示しないバックライトユニットとを組み合わせることにより、液晶表示装置が構成されている。第１基板と第２基板との固定及び液晶の封止は、第２基板の周辺部に環状に塗布された図示しないシール材で固定され、液晶も封止される構成となっている。なお、以下の説明では、液晶表示パネルＰＮＬの説明においても、液晶表示装置と記す。

第１基板及び第２基板としては、例えば周知のガラス基板に限定されることはなく、石英ガラスやプラスチック（樹脂）のような他の絶縁性基板であってもよい。たとえば、石英ガラスを用いれば、プロセス温度を高くできるため、後述する薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜を緻密化できるので、信頼性を向上することができる。一方、プラスチック（樹脂）基板を用いる場合には、軽量で、耐衝撃性に優れた液晶表示装置を提供できる。

また、実施形態１の液晶表示装置では、液晶が封入された領域の内で表示画素（以下、画素と略記する）の形成される領域が表示領域ＡＲとなる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域ＡＲとはならない。

さらには、実施形態１の液晶表示装置では第１基板の液晶側の面であって表示領域ＡＲ内には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート線ＧＬが形成されている。また、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン線ＤＬが形成されている。

ドレイン線ＤＬとゲート線ＧＬとで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は表示領域ＡＲ内においてマトリックス状に配置されるようになる。各画素は、例えば図１中丸印Ａの部分において、その拡大図Ａ’に示すように、ゲート線ＧＬからの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介してドレイン線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極（第１電極）ＰＸと、コモン線ＣＬに接続され映像信号の電位に対して基準となる電位を有する共通信号が供給される共通電極（第２電極）ＣＴとを備えている。なお、拡大図Ａ’に示す共通電極ＣＴの構成では、画素毎に独立して形成される共通電極ＣＴにコモン線ＣＬを介して共通信号を入力する構成としたが、これに限定されることはなく、ｘ軸方向に隣接配置される画素の共通電極ＣＴが直接に接続されるように共通電極ＣＴを形成し、ｘ軸方向の左右（第１基板の端部）の一端から、又は両側からコモン線ＣＬを介して共通信号を入力する構成でもよい。

各ドレイン線ＤＬは例えばその下端において図示しないシール材を越えて延在され、液晶表示パネルＰＮＬの下端に配置される映像信号駆動回路（ドレインドライバ）ＤＤＲの一つの出力端子に接続されている。同様にして、各ゲート線ＧＬは例えばその左端において図示しないシール材を越えて延在され、走査信号駆動回路（ゲートドライバ）ＧＤＲの一つの出力端子に接続されている。また、実施形態１においては、走査線駆動回路ＧＤＲがコモン線ＣＬに共通信号を供給する共通信号駆動回路（コモンドライバ）ＣＤＲを有する構成となっており、コモン線ＣＬもその左端において図示しないシール材を超えて延在され、共通信号駆動回路ＣＤＲの出力端子に接続されている。

また、実施形態１の液晶表示装置では、走査信号駆動回路ＧＤＲ及び映像信号駆動回路ＤＤＲ並びに共通信号駆動回路ＣＤＲに供給する各種制御信号を外部信号ＥＳに基づいて生成するコントローラＣＮＴを備えている。特に実施形態１においては、外部信号ＥＳとして入力される視角制御信号に応じて、映像信号駆動回路ＤＤＲの出力電圧及び共通信号駆動回路ＣＤＲの出力電圧を切り替える構成となっている。このときの映像信号駆動回路ＤＤＲと共通信号駆動回路ＣＤＲとの出力電圧は、従来と同様の出力電圧（以下、広視角電圧と記す。）と、液晶表示の視角制御を行うための出力電圧（以下、視角制御電圧と記す。）を切り替え出力する構成となっている。ただし、実施形態１においては、例えば外部信号ＥＳとして入力される表示データと出力電圧（映像信号及び共通信号）との対応を示すテーブルデータを予めコントローラＣＮＴが備える構成となっている。ここで、外部信号ＥＳとして入力される視角制御信号に応じて、コントローラＣＮＴが適宜テーブルデータを参照し対応した映像信号及び共通信号を出力することにより、広視角電圧と視角制御電圧との切り替えを行う。

また、実施形態１の液晶表示装置では、図示しないフレキシブルプリント基板が接続される構成となっており、例えばフレキシブルプリント基板にコントローラＣＮＴを搭載し映像信号駆動回路ＤＤＲ及び走査線駆動回路ＧＤＲ並びに共通信号駆動回路ＣＤＲ用の駆動信号が入力される構成となっている。ただし、この構成に限定されることはなく、フレキシブルプリント基板又は液晶表示パネルＰＮＬのいずれかに映像信号駆動回路ＤＤＲ及び走査線駆動回路ＧＤＲ並びに共通信号駆動回路ＣＤＲを搭載する構成であってもよい。

次に、図２に本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図を、図３に本発明の実施形態１の液晶表示装置における最高輝度の画素に対する映像信号と共通信号との関係を説明するための図を示し、以下、図２及び図３に基づいて実施形態１の液晶表示装置における視角制御動作について説明する。ただし、図２中に示す輝度−電圧特性ＢＶ１はＩＰＳ方式の液晶表示パネルを正面位置から観察した場合の輝度−電圧特性を示し、輝度−電圧特性ＢＶ２は斜め方向から観察した場合の輝度−電圧特性を示す。また、図２に示す輝度−電圧特性ＢＶ１、ＢＶ２は、説明のために正面視野からの表示輝度特性と斜め視野からの表示輝度特性との差を拡大した図としている。

実施形態１の液晶表示装置では、視角制御を行わない通常駆動時である広視角電圧印加時においては、コモン電極と各画素電極との間に表示データに対応した液晶駆動電圧が印加される。このときに各画素に印加される液晶駆動電圧は、矢印で示す０Ｖ（ＶＬｍｉｎ）から電圧Ｖ１（ＶＬｍａｘ）までの印加電圧範囲（第１印加電圧範囲）ＶＩＲ１の電圧となる。このとき、共通電極に対しては、図３の時刻ｔ０〜ｔ１に示すように、所定の電圧Ｖ０を中心とし、最大電圧がＶＨ１であり最小電圧がＶＬ１である共通信号ＣＳが印加される。一方、画素電極に対しては、共通電極ＣＳを基準とした時の電圧がＶ１となる映像信号ＰＳが印加される。このように、広視角動作時においては従来の液晶表示装置における動作と同様となる。

一方、時刻ｔ１に視角制御信号が入力された場合には、コントローラからの指示により共通信号駆動回路が共通信号ＣＳの振幅を拡大し、最大電圧をＶＨ２に設定すると共に最小電圧をＶＬ２に設定する。このとき、最大輝度となる画素の画素電極に印加される電圧は変化されない。その結果、最大輝度の画素には液晶駆動電圧としてＶ３（Ｖｍａｘ）が印加される。この共通信号ＣＳの振幅拡大により、各画素に印加される電圧は図２に矢印で示す電圧Ｖ２（ＶＬｍｉｎ）から電圧Ｖ３までの印加電圧範囲（第２印加電圧範囲）ＶＩＲ２にシフトする。また、実施形態１では、コントローラから出力する映像信号駆動回路への制御信号も適宜変更され、表示データに対応した各画素への印加電圧がＶ２からＶ１までの電圧範囲となるように変換される。このとき、予め設定された位置の画素に対しては表示データの輝度値が最高輝度の場合に、印加電圧がＶ３となるように、画素電極に印加される電圧は従来と同じ画素電圧（映像信号）となる。

このように、実施形態１の液晶表示装置においては、外部入力からの表示データに対応した画像を表示させる画素に対してはその印加電圧がＶ２からＶ１の電圧範囲となるドレイン電圧に変換されると共に、後に詳述するパターン（妨害パターン）を表示する画素に対しては最高輝度に対応するドレイン電圧が印加され、画素電圧はＶ３となる。

このとき実施形態１の液晶表示装置においては、各画素に印加される電圧は大きくなっているが、その電圧範囲であるＶＩＲ１とＶＩＲ２とは同じとなる。すなわち、映像信号駆動回路の出力範囲は、広視角時と視角制御時で同じ出力範囲とすることが可能となる。

前述する画素への印加制御により、従来と同様の広視角時における印加電圧範囲ＶＩＲ１では、正面方向と斜め方向とによる輝度の差は、図２から明らかなように非常に小さな差となる。すなわち、画素への印加電圧（液晶駆動電圧）に応じて、正面方向と斜め方向での表示輝度はほぼ同じ特性を示し上昇する。このとき、最高輝度値（正面方向では輝度値Ｂ１、斜め方向では輝度値Ｂ２となる。）を示す電圧Ｖ１に近づくに従い、表示輝度特性のグラフＢＶ１、ＢＶ２が交差し、印加電圧がＶ１となった時に、最高輝度値Ｂ１、Ｂ２となる。

これに対して、各画素への印加電圧を表示データに応じた印加電圧としてＶ２からＶ１の範囲の電圧を印加した場合には、正面方向から観察した場合であっても、その表示輝度は輝度値Ｂ４から輝度値Ｂ１の範囲内となり、コントラストは低下することとなる。しかしながら、正面方向と斜め方向から観察した場合の輝度値の差は、非常に小さな値となる。

一方、印加電圧として最高輝度を得るための電圧Ｖ１よりも大きな電圧Ｖ３を印加した場合には、正面方向からの表示輝度は電圧Ｖ１を印加した場合（白丸Ｐ１で示す）とほぼ同じ黒丸Ｐ３で示す輝度値Ｂ１となる。しかしながら、斜め方向からの表示輝度は電圧Ｖ１を印加した場合（白丸Ｐ２で示す）の輝度値Ｂ２よりも非常に小さい輝度値Ｂ３（黒丸Ｐ４で示す）となる。従って、前述するコモン電圧とドレイン電圧とを制御し、各画素への印加電圧を制御することにより、視角特性が非常によいＩＰＳ方式の液晶表示装置であっても、正面方向からは認識されずに、斜め方向からのみ認識されるパターン（妨害パターン）を表示することができる。

図４は本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時の表示動作を説明するための図であり、以下、図２〜図４に基づいて、実施形態１の液晶表示装置における妨害パターンの表示動作を説明する。ただし、説明を簡単にするために、文字入力や文字表示を行う場合に利用されている白色の背景部分に白色以外で文字や画像等を表示させる場合における妨害パターンの表示動作について説明する。また、このときに表示させる妨害パターンとしては、市松模様の場合について説明する。

実施形態１の液晶表示装置では、印加電圧の増加に応じて表示輝度も単調増加する印加電圧範囲ＶＩＲ１である広視角時における最高輝度電圧Ｖ１よりも大きい駆動電圧であるＶ３を画素に印加し、該電圧Ｖ３の印加に伴う表示輝度の視角依存性を用いて妨害パターンを表示する構成となっている。従って、図４に示すように、液晶表示パネルの表示領域ＡＲを２つの異なる領域に分割し、通常表示領域（第２領域）ＩＤＡには最高輝度値の画素に対して電圧Ｖ１を印加する構成とし、妨害パターン領域（第１領域）ＯＰＡには最高輝度値の画素に対して電圧Ｖ３を印加する構成とする。このとき、通常表示領域ＩＤＡと妨害パターン領域ＯＰＡとを上下左右方向に交互に隣接配置する。なお、通常表示領域ＩＤＡと妨害パターン領域ＯＰＡの分割制御は、例えば視角制御時にコントローラが参照するテーブルデータの内で、最高輝度での表示を行う際の変換値を画素の位置に応じて電圧Ｖ１と電圧Ｖ３となるようにそれぞれに格納しておくことにより実現可能である。

このような構成とすることにより、通常表示領域ＩＤＡの各画素は最高輝度での表示を行う場合には電圧Ｖ１が印加され、正面方向と斜め方向との表示輝度の差は非常に小さな値となる。これに対して、妨害パターン領域ＯＰＡの各画素は最高輝度での表示を行う場合には電圧Ｖ３が印加され、正面方向と斜め方向との表示輝度の差は非常に大きな値となる。すなわち、図２に示すように、正面方向からの表示輝度は電圧Ｖ１、Ｖ３が印加される画素ではほぼ同じ値Ｂ１となる。これに対して、斜め方向からの表示輝度は電圧Ｖ１が印加される画素では輝度値Ｂ１となり、電圧Ｖ３が印加される画素では輝度値Ｂ３となるので、斜め方向からの観察者には、電圧Ｖ１が印加される領域ＩＤＡが明るく、電圧Ｖ３が印加される領域ＯＰＡが暗く表示される市松模様が認識される。

図５は本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時での正面方向からの表示面の写真であり、図６は本発明の実施形態１の液晶表示装置における視角制御時での斜め方向からの表示面の写真である。ただし、図６は液晶表示パネルの表示面の法線方向から４５°傾いた斜め方向から表示画を撮影した写真である。

図５に示すように、印加電圧Ｖ１、Ｖ３で最高輝度Ｂ１となる白色表示の背景部分に、最高輝度よりも低い輝度値となる印加電圧で文字情報を表示させた場合であっても、正面方向からの観察時には、印加電圧がＶ１の領域ＩＤＡと印加電圧がＶ３の領域ＯＰＡとにおいて、その輝度値には大きな差が生じないことが明らかである。

これに対して、図６に示すように、斜め方向からの観察時には、印加電圧がＶ１の領域ＩＤＡは明るく表示され、印加電圧がＶ３の領域ＯＰＡは暗く表示されることとなり、妨害パターンである市松模様が表示されることとなる。

以上説明したように、実施形態１の液晶表示装置では、最低輝度値を表示させる液晶駆動電圧をＶ２、最高輝度値を表示させる液晶駆動電圧をＶ１、画素に印加する電圧の最高電圧をＶ３とした場合にＶ２＜Ｖ１＜Ｖ３であり、最高輝度値を表示させる際に液晶駆動電圧として電圧Ｖ１が印加される通常表示領域（第１領域）と電圧Ｖ３が印加される妨害パターン領域（第２領域）とからなる領域を表示領域とする構成となっているので、斜め方向から観察した場合にのみ、通常表示領域と妨害パターン領域とで異なる輝度値のパターンを妨害パターンとして表示させることが可能となる。

なお、実施形態１の液晶表示装置では、各画素に印加する電圧のみで正面方向と斜め方向とからのコントラスト比を直接変化させる構成としているので、時間分解能や空間分解能を低下させることなく画像表示を行うことができるという格別の効果を得ることができる。

また、実施形態１の液晶表示装置では、最高輝度の画素へ印加する液晶駆動電圧のみを電圧Ｖ３とする構成としたが、これに限定されることはなく、例えば最高輝度に近い輝度値の画素に印加する液晶駆動電圧を電圧Ｖ３に変換する構成であってもよい。

〈実施形態２〉
図７は本発明の実施形態２の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。以下、図７に基づいて実施形態２の液晶表示装置における広視角電圧と視角制御電圧とを画素に印加した場合の視角制御動作について説明する。なお、以下の説明においても実施形態１と同様に、最高輝度の画素に対するドレイン電圧の供給は、コントローラが備えるテーブルデータの参照によって実現可能である。

実施形態２の液晶表示装置では、共通信号を供給する共通信号駆動回路の出力電圧は、中心電圧がＶ０であり、振幅の最大電圧がＶＨ１、最小電圧がＶＬ１となる。ここで、実施形態２の液晶表示装置では、映像信号駆動回路から出力するドレイン電圧の振幅幅を大きくすることにより、各画素に印加する液晶駆動電圧範囲を印加電圧範囲ＶＩＲ３とする。この場合、共通信号の振幅幅は固定である。

実施形態２の液晶表示装置においては、外部信号として広視角表示が指示されている場合には、図７に示す印加電圧範囲ＶＩＲ１で示す液晶駆動電圧に対応するドレイン電圧が画素電極に供給される。このときの動作では、最低輝度の画素に対しては、例えば共通信号の反転駆動時の出力電圧がＶＬ１の場合には、ドレイン電圧としてもＶＬ１が出力される。これにより、コモン電極と画素電極との間に印加される液晶駆動電圧は、図７に示す最低輝度値０（ゼロ）の時の０Ｖとなる。一方、最高輝度の画素に対しては、共通信号の出力電圧がＶＬ１の場合には、ドレイン電圧としては液晶駆動電圧Ｖ１に対応する電圧が出力される。これにより、コモン電極と画素電極との間に印加される液晶駆動電圧はＶ１となる。ただし、最低輝度値０〜最高輝度値Ｂ１までの間の中間調表示には、予め設定された液晶駆動電圧（０＜中間調表示電圧＜Ｖ１）に対応する電圧がドレイン電圧として各画素電極に供給される。

一方、視角制御動作が指定された場合は、最高輝度での表示を行う画素を除く他の画素には、広視角表示時と同様に、印加電圧範囲ＶＩＲ１に対応するドレイン電圧が供給され、広視角表示時と同様の階調表示がなされる。これに対して、最高輝度での表示が指定される画素に対しては、液晶駆動電圧がＶ３となるドレイン電圧が供給される。このとき、液晶駆動電圧Ｖ３が印加される画素は、前述する実施形態１と同様に、妨害パターン領域ＯＰＡのみであり、通常表示領域ＩＤＡに対しては電圧Ｖ１が印加される。

このような電圧印加を行うことにより、実施形態２の液晶表示装置においても、白丸Ｐ１、Ｐ２及び黒丸Ｐ３、Ｐ４で示すように、正面方向からと斜め方向からの観察時における輝度値に大きさ差を生じさせることが可能となり、妨害パターンを表示させることができ、実施形態１と同様の効果を得ることが可能となる。

このとき、実施形態２の液晶表示装置では、最高輝度を表示する画素を除く他の画素には視角制御時であっても広視角時と同じ画素電圧を印加することが可能となるので、正面方向からの表示品質を低下させることなく、妨害パターンを表示できるという格別の効果を得ることができる。

〈実施形態３〉
図８は本発明の実施形態３の液晶表示装置における画素への印加電圧と表示輝度との関係を説明するための図である。以下、図８に基づいて実施形態３の液晶表示装置における広視角電圧と視角制御電圧とを画素に印加した場合の視角制御動作について説明する。

実施形態３の液晶表示装置は、液晶駆動電圧Ｖ３以上の印加電圧を用いて、中間調領域の画像表示を行う構成であり、特に、実施形態１の共通信号の振幅電圧を変化させる液晶表示装置に対応した場合である。実施形態３の液晶表示装置では、視角制御時において、正面方向からの輝度を基準として、通常表示領域ＩＤＡでは印加電圧が電圧Ｖ１以下となる画素電圧が選択される構成となっている。一方、妨害パターン領域ＯＰＡの画素に対しては、正面方向からの輝度値は同じであり、かつその印加電圧がＶ３以上となる液晶駆動電圧が選択される構成となっている。ただし、実施形態３の液晶表示装置では、各画素への液晶駆動電圧がＶ１以下とする通常表示領域ＩＤＡと、液晶駆動電圧がＶ３以上とする妨害パターン領域ＯＰＡとにおいて、正面方向からの輝度値が同じとなる液晶駆動電圧を供給する構成としている。このような構成とすることにより、液晶駆動電圧がＶ４以上Ｖ１以下となる通常表示領域ＩＤＡにおいては、図中に太線で示すように、正面方向と斜め方向で輝度値の変動の少ない表示を行う構成としている。一方、液晶駆動電圧がＶ３以上Ｖ５以下となる妨害パターン領域ＯＰＡにおいては、正面方向と斜め方向で輝度値の変動の大きい表示を行う構成としている。

すなわち、図８に示すように、例えば正面方向からの輝度が輝度値Ｂ８となる画素の場合、このときの通常表示領域ＩＤＡの画素への液晶駆動電圧はＶ６となり、該画素を斜め方向から観察した場合の輝度も輝度値Ｂ８となり、広視野表示となる。これに対して、妨害パターン領域ＯＰＡの画素では正面方向からの観察時に輝度値Ｂ８となる液晶駆動電圧Ｖ７が印加されることとなり、この画素では正面方向からの輝度は輝度値Ｂ８となるが、斜め方向からの輝度は輝度値Ｂ７となる。

このように、実施形態３の液晶表示装置では、妨害パターン領域ＯＰＡ内においても中間調での画像表示を可能としている。この構成では、表示画像に最高輝度での表示を行う画素が少ない写真画像やテレビ映像等を画面上に表示させた場合であっても、妨害パターン領域ＯＰＡの各画素では正面方向からの観察と斜め方向からの観察とで輝度値の変化が大きくなり、妨害パターンの表示が可能となる。

以上に説明した実施形態３の液晶表示装置では、共通信号の振幅幅を変化させた場合について説明したが、映像信号駆動回路から出力するドレイン電圧の振幅幅を大きくする、すなわち画素電極に供給する電圧範囲を大きくすることによって、前述する実施形態２の液晶表示装置と同様に、各画素に印加される液晶駆動電圧範囲を大きくすることが可能となる。例えば、図９に示すように、映像信号駆動回路から出力する電圧の振幅幅を大きくすることによって、各画素に印加する液晶駆動電圧範囲を大きくすることが可能となるので、通常表示領域ＩＤＡにおける液晶駆動電圧範囲（０Ｖ〜Ｖ１）と、妨害パターン領域ＯＰＡにおける液晶駆動電圧範囲（Ｖ３〜Ｖ４）を共に大きくすることができ、正面方向からのコントラストの低下を抑えつつ、斜め方向からの妨害パターンの表示を行うことが可能となる。なお、この場合も妨害パターン領域ＯＰＡにおける印加電圧を電圧Ｖ３〜Ｖ６の範囲としているので、斜め方向から観察される妨害パターンも階調表示させることが可能となる。

なお、実施形態１〜３の液晶表示装置では、コモン反転駆動方式の液晶表示装置の場合について説明したが、他の駆動方式の液晶表示装置にも適用可能である。

また、本願発明をＩＰＳ方式よりも視角依存性の大きいＶＡ方式の液晶表示装置に適用することにより、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に適用した場合よりも大きな効果を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

ＧＬ……ゲート線、ＤＬ……ドレイン線、ＣＬ……コモン線
ＡＲ……表示領域、ＰＸ……画素電極、ＣＴ……対向電極、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ
ＤＤＲ……映像信号駆動回路、ＧＤＲ……走査信号駆動回路、ＣＮＴ……コントローラ
ＣＤＲ……共通信号駆動回路、ＰＮＬ……液晶表示パネル、ＥＳ……外部信号
ＩＤＡ……通常表示領域、ＯＰＡ……妨害パターン領域

Claims (6)

1. マトリックス状に複数の画素が配置され、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２の基板と、
   前記第１基板側に前記画素毎に形成される第１電極と、前記第１基板又は前記第２基板側に形成される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される液晶駆動電圧で前記液晶層を駆動する液晶表示装置であって、
   最低輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍｉｎ、
   最高輝度を表示する際に前記画素に印加する液晶駆動電圧をＶＬｍａｘ、
   前記画素に印加する最高の液晶駆動電圧をＶｍａｘとした場合、
   各画素に印加される液晶駆動電圧はＶＬｍｉｎ≦ＶＬｍａｘ＜Ｖｍａｘを満たすことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記最高輝度を表示する画素に印加される液晶駆動電圧がＶｍａｘであることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶駆動電圧Ｖｍａｘが印加される画素が配置される第１領域と、ＶＬｍｉｎ≦ＶＬｍａｘの液晶駆動電圧のみが印加される画素が配置される第２領域とが、同一の表示領域内に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１乃至３の内の何れかに記載の表示装置において、
   前記液晶駆動電圧Ｖｍａｘの使用又は不使用を切り替える表示切替手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項４に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶駆動電圧の基準となる交流の共通信号を前記第２電極に供給する共通信号駆動回路と、
   前記共通信号に同期し、各画素の表示輝度に対応した映像信号を前記第１電極に供給する映像信号駆動回路を備え、
   前記切替手段の出力に基づいて、前記共通信号駆動回路が前記共通信号の振幅幅を変動させると共に、前記映像信号駆動回路が前記液晶駆動電圧ＶＬｍｉｎを変動させることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項４に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶駆動電圧の基準となる交流の共通信号を前記第２電極に供給する共通信号駆動回路と、
   前記共通信号に同期し、各画素の表示輝度に対応した映像信号を前記第１電極に供給する映像信号駆動回路を備え、
   前記切替手段の出力に基づいて、前記映像信号駆動回路が前記映像信号の最大振幅幅を変動させ、前記液晶駆動電圧をＶＬｍａｘからＶｍａｘに切り替えることを特徴とする液晶表示装置。