JPWO2010143348A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、斜め方向から見た場合の色ずれを抑制する液晶表示装置を提供することを目的とする。本発明による液晶表示装置(100)は、赤画素(Ra,Rb)と、緑画素(Ga,Gb)と、青画素(Ba,Bb)とを含む複数の画素を備える。複数の画素のそれぞれは、第1サブ画素(124a)および第2サブ画素(124b)を含む複数のサブ画素を有している。青画素の暗サブ画素(Bb)に対応してTFT(130u)と修正補助容量(132u)を設けることにより、赤画素、緑画素および青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合に、赤画素、緑画素および青画素のうちの1つの画素の最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合は、他の2つの画素のそれぞれの最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合よりも大きくなる。

Description

本発明は液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、大型テレビジョンだけでなく携帯電話の表示部等の小型の表示装置としても利用されている。従来しばしば用いられたTN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置の視野角は比較的狭かったが、近年、IPS(In−Plane−Switching)モードおよびVA(Vertical Alignment)モードといった広視野角の液晶表示装置が作製されている。そのような広視野角のモードの中でも、VAモードは高コントラスト比を実現できるため、多くの液晶表示装置に採用されている。
しかしながら、VAモードの液晶表示装置では、斜め方向から見た場合に階調反転が発生することがある。階調反転を抑制するために、1つの画素領域に複数の液晶ドメインを形成するMVA(Multi−domain Vertical Alignment)モードが採用されている。MVAモードの液晶表示装置には、垂直配向型液晶層を挟んで対向する一対の基板のうちの少なくとも一方の液晶層側に配向規制構造が設けられている。配向規制構造は、例えば、電極に設けられた線状のスリット(開口部)またはリブ(突起)である。配向規制構造により、液晶層の片側または両側から配向規制力が付与され、配向方向の異なる複数の液晶ドメイン(典型的には4つの液晶ドメイン)が形成され、階調反転が抑制されている。
また、VAモードの液晶表示装置では、斜め方向から見た場合の画像が正面から見た場合の画像と比べて明るく見えることがある(特許文献1参照)。このような現象は白浮きとも呼ばれている。特許文献1の液晶表示装置では、赤、緑および青画素のそれぞれが輝度の異なり得るサブ画素を有していることにより、斜め方向からの白浮きを抑制して視野角特性を改善している。
図23に、特許文献1に開示されている液晶表示装置800の模式図を示す。この液晶表示装置800では、異なるサブ画素電極824a、824bは、対応するTFT830a、830bを介して共通のソース配線Sに接続されており、対応する補助容量配線CSa、CSbと容量結合を形成している。液晶表示装置800では、補助容量配線CSa、CSbの電圧が異なることにより、サブ画素電極824a、824bの電位が変化し、その結果として、各サブ画素Spa、Spbの輝度が異なり、視野角特性の改善が図られている。
また、図24に、特許文献1に開示されている別の液晶表示装置900の模式図を示す。液晶表示装置900では、各サブ画素電極924a、924bは、異なるTFT930a、930bを介して異なるソース配線Sa、Sbに接続されている。液晶表示装置900でも、サブ画素電極924a、924bの電位を異ならせることにより、サブ画素Spa、Spbの輝度が異なり、視野角特性の改善が図られている。
また、2つのサブ画素電極に充電が行われた後、一方のサブ画素電極の電圧を低下させることにより、2つのサブ画素の輝度を異ならせることも知られている(例えば、非特許文献1参照)。非特許文献1に開示されている液晶表示装置では、画素に含まれる2つのサブ画素のうちの一方のサブ画素は他方のサブ画素と同様の液晶容量および補助容量に加えて隣接するゲート配線によって制御される別の補助容量をさらに有している。このため、非特許文献1の液晶表示装置では、ゲート配線がオンになり2つのサブ画素に対応するサブ画素電極に充電が行われた後、隣接するゲート配線が選択されると、一方のサブ画素電極の電圧は低下する。このように、非特許文献1に開示されている液晶表示装置では、視野角特性の改善が図られている。
特開2005−189804号公報
シャング スー キム(Sang Soo Kim)ら、「16.1:82" ウルトラ デフィニション エルシーディー ユージング ニュー ドライビング スキーム アンド アドバンスド スーパー ピーブイエー テクノロジー(16.1:82" Ultra Definition LCD Using New Driving Scheme and Advanced Super PVA Technology)」、SID 08 Digest、196〜199頁
上述したように、特許文献1および非特許文献1の液晶表示装置では、視野角特性の改善が行われている。しかしながら、これらの液晶表示装置を斜めから見ると、色がずれて見えることがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、斜め方向から見た場合の色のずれを抑制する液晶表示装置を提供することにある。
本発明による液晶表示装置は、赤画素と、緑画素と、青画素とを含む複数の画素を備える液晶表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、第1サブ画素および第2サブ画素を含む複数のサブ画素を有しており、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のうちの1つの画素の最高輝度に対する前記第1サブ画素の輝度と前記第2サブ画素の輝度との差の割合は、他の2つの画素のそれぞれの最高輝度に対する前記第1サブ画素の輝度と前記第2サブ画素の輝度との差の割合よりも大きい。
ある実施形態において、前記他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが第1階調レベルである場合、前記他の2つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記他の2つの画素の前記第2サブ画素の輝度とそれぞれ異なり、前記他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが前記第1階調レベルとは異なる第2階調レベルである場合、前記他の2つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記他の2つの画素の前記第2サブ画素の輝度とそれぞれほぼ等しく、前記1つの画素に対応する入力信号の階調レベルが任意の階調レベルである場合、前記1つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記1つの画素の前記第2サブ画素の輝度と異なる。
ある実施形態において、前記複数の画素は複数の行および複数の列のマトリクス状に設けられており、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第1サブ画素および前記第2サブ画素は列方向に配列されており、任意の行において各画素の第1サブ画素および第2サブ画素は、それぞれ行方向に配列されており、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの高い輝度を呈し得るサブ画素を明サブ画素、低い輝度を呈し得るサブ画素を暗サブ画素と呼ぶと、行方向および列方向の少なくとも一方の方向に沿って前記明サブ画素および前記暗サブ画素は交互に設けられている。
ある実施形態において、前記明サブ画素と前記暗サブ画素との面積比率は略1:1〜1:4である。
ある実施形態において、前記1つの画素は前記青画素である。
ある実施形態において、前記液晶表示装置は、背面基板と、前面基板と、前記背面基板と前記前面基板との間に設けられた液晶層とを備えており、前記背面基板は、第1絶縁基板と、前記複数の画素のそれぞれに対応する複数の画素電極であって、前記複数の画素電極のそれぞれは、前記複数のサブ画素に対応して互いに分離された電極を有する、複数の画素電極と、複数の薄膜トランジスタと、複数のゲート配線と、複数のソース配線と、複数の補助容量配線とを有しており、前記前面基板は、第2絶縁基板と、前記複数の画素電極と対向する対向電極とを有しており、前記複数の薄膜トランジスタは、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素にそれぞれ対応する第1薄膜トランジスタおよび第2薄膜トランジスタを含んでいる。
ある実施形態において、前記複数の薄膜トランジスタは、前記青画素の前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの一方のサブ画素に対応する第3薄膜トランジスタをさらに含む。
ある実施形態において、前記青画素の前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの前記一方のサブ画素の輝度は他方のサブ画素の輝度よりも低い。
ある実施形態において、前記第1薄膜トランジスタのそれぞれは、前記複数のゲート配線のうちの1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、前記第2薄膜トランジスタのそれぞれは、前記1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第2サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、前記第3薄膜トランジスタは、前記複数のゲート配線のうちの別のゲート配線と電気的に接続されたゲートと、ソースと、前記青画素の前記一方のサブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、前記第3薄膜トランジスタの前記ソースまたは前記ソースと電気的に接続された電極は、前記青画素に対応する前記画素電極、前記ゲート配線、前記青画素に対応するソース配線、前記補助容量配線および前記対向電極のうちの少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線と修正補助容量を形成する。
ある実施形態において、前記第3薄膜トランジスタの前記ソースまたは前記ソースと電気的に接続された電極は、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線と重なる。
ある実施形態において、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記対向電極または前記対向電極に電気的に接続された配線を含む。
ある実施形態において、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記青画素の前記第2薄膜トランジスタの前記ドレインまたは前記ドレインに電気的に接続された配線を含む。
ある実施形態において、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は前記対応するソース配線を含む。
ある実施形態において、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記1つのゲート配線または前記1つのゲート配線に電気的に接続された配線を含む。
ある実施形態において、前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうちの前記青画素に対応するゲート配線とは異なるゲート配線に電気的に接続されている。
ある実施形態において、前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうちの前記青画素に対応するゲート配線から1行、2行または3行離れたゲート配線に電気的に接続されている。
ある実施形態において、前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうち、前記青画素に対応するゲート配線が選択されてから3水平走査期間内に選択されるゲート配線に電気的に接続されている。
ある実施形態において、前記複数の補助容量配線のうち隣接する補助容量配線は、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素に対応しており、前記複数の補助容量配線のうち隣接する補助容量配線には異なる電圧が印加されており、前記隣接する補助容量配線の電圧は、2×N×水平走査期間の周期を持つ矩形波を含む(Nは1以上の整数である)。
ある実施形態において、前記Nは4以上12以下の整数である。
ある実施形態において、前記隣接する補助容量配線に印加される電圧のうちの一方の位相は、他方の位相に対して、水平走査期間の(N+1)倍の時間遅れている。
ある実施形態において、前記背面基板は、それぞれが、前記複数の補助容量配線のうちのいくつかと電気的に接続された複数の補助容量幹線をさらに備え、前記複数の補助容量配線には2×N種類の電圧が印加され、同一種類の補助容量配線は同一の補助容量幹線に接続されている。
ある実施形態において、前記補助容量配線の電圧は、非表示期間および表示期間の両方の期間において、同一周期で振動する。
ある実施形態において、前記補助容量配線の電圧の非表示期間の周期は、前記補助容量配線の電圧の表示期間の周期よりも長く、前記補助容量配線の前記非表示期間において、それぞれの電位を示す期間が略等分されている。
ある実施形態において、前記補助容量配線の電圧の位相は1垂直期間毎に反転する。
ある実施形態において、前記液晶表示装置の垂直走査期間は、前記補助容量配線の電圧の周期の略(M+0.5)倍に設定されている(Mは0以上の整数)。
ある実施形態において、前記補助容量配線の電圧が変化するタイミングは、水平走査期間の2倍から(補助容量電極の電圧の半周期−2×水平走査期間)の間に設定されている。
ある実施形態において、前記第1薄膜トランジスタおよび前記第2薄膜トランジスタが非選択になった後に前記補助容量配線の電圧が最初に変化するのは、前記第3薄膜トランジスタが選択された後である。
ある実施形態において、前記複数のソース配線は、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素に対応するソース配線を含む。
ある実施形態において、前記第1薄膜トランジスタのそれぞれは、前記複数のゲート配線のうちの1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、前記第2薄膜トランジスタのそれぞれは、前記1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第2サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有している。
ある実施形態において、前記液晶層は垂直配向型であり、前記液晶層は負の誘電異方性を有する液晶分子を含んでおり、前記複数のサブ画素のそれぞれにおいて、4または8の液晶ドメインが形成される。
ある実施形態において、前記青画素の前記第2サブ画素は、第1領域と、前記第1領域とは分離された第2領域とを有しており、前記青画素の前記第2サブ画素の前記第1領域と前記第2領域との間に、前記青画素の前記第1サブ画素が設けられている。
ある実施形態において、前記青画素の前記第2サブ画素に対応する電極は、前記第2サブ画素の前記第1領域に対応する電極と、前記第2サブ画素の前記第2領域に対応する電極とを有しており、前記第2サブ画素の前記第1領域に対応する電極は前記第2サブ画素の前記第2領域に対応する電極と、前記第1領域および前記第2領域に対応する電極よりも高い抵抗の連結部材を介して電気的に接続されている。
ある実施形態において、前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極はそれぞれ矩形状であり、前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極のそれぞれのエッジには少なくとも1つの切欠部が設けられている。
ある実施形態において、前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極には、前記第1薄膜トランジスタおよび前記第2薄膜トランジスタに対応して切欠部が設けられている。
ある実施形態において、前記第1絶縁基板および前記第2絶縁基板のうちの少なくとも一方に、負の位相差板が設けられている。
ある実施形態において、前記第1絶縁基板および前記第2絶縁基板のうちの少なくとも一方に、2軸の位相差板が設けられている。
ある実施形態において前記液晶表示装置はノーマリーブラックである。
本発明による液晶表示装置は、斜め方向から見た場合の色のずれを抑制することができる。
本発明による液晶表示装置の第1実施形態の模式図である。 図1に示した液晶表示装置における各画素の構成を示す模式図である。 図1に示した液晶表示装置の色再現範囲を示す色度図である。 比較例の液晶表示装置の等価回路図である。 比較例の液晶表示装置における画素の構成を示す模式図である。 比較例の液晶表示装置の各サブ画素の明暗および極性を示す模式図である。 比較例の液晶表示装置における入力信号階調レベルに対する各サブ画素の明および暗サブ画素の階調レベルの変化を示すグラフである。 比較例の液晶表示装置における入力信号階調レベルに対する各サブ画素の明および暗サブ画素の階調レベルの変化を示すグラフである。 比較例の液晶表示装置における正面方向からのY値に対する斜め方向からのX値、Y値およびZ値の変化を示すグラフである。 (a)は斜め方向の緑画素のX値を基準とした赤および青画素のX値の変化を示すグラフであり、(b)は斜め方向の緑画素のY値を基準とした赤および青画素のY値の変化を示すグラフである。 図1に示した液晶表示装置における各サブ画素の明暗および極性を示す模式図である。 図1に示した液晶表示装置の回路図である。 図1に示した液晶表示装置における正面方向からのY値に対する斜め方向からのX値、Y値およびZ値の変化を示すグラフである。 (a)〜(g)は、図1に示した液晶表示装置の青画素の電圧波形を示す図である。 図1に示した液晶表示装置を示すブロック図である。 液晶表示装置の第1実施形態の変形例の回路図である。 図13に示した液晶表示装置における電圧波形を示す模式図である。 図13に示した液晶表示装置における背面基板の模式的な平面図である。 液晶表示装置の第1実施形態の別の変形例の回路図である。 図16に示した液晶表示装置における電圧波形を示す模式図である。 液晶表示装置の第1実施形態のさらに別の変形例の回路図である。 図18に示した液晶表示装置における電圧波形を示す模式図である。 本発明による液晶表示装置の第2実施形態を示す模式的な平面図である。 (a)は比較例の液晶表示装置を示す模式図であり、(b)は本発明による液晶表示装置の第2実施形態の変形例を示す模式図であり、(c)は図20に示した液晶表示装置を示す模式図である。 本発明による液晶表示装置の第3実施形態における画素を示す模式図である。 従来の液晶表示装置における画素を示す模式図である。 別の従来の液晶表示装置における画素を示す模式図である。
以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
(実施形態1)
以下、本発明による液晶表示装置の第1実施形態を説明する。図1に、本実施形態の液晶表示装置100の模式図を示す。液晶表示装置100は、絶縁基板122上に設けられた画素電極124および配向膜126を有する背面基板120と、絶縁基板142上に設けられた対向電極144および配向膜146を有する前面基板140と、背面基板120と前面基板140との間に設けられた液晶層160とを備えている。
背面基板120および前面基板140のそれぞれには偏光板128、148および位相差板129、149が設けられている。2つの偏光板128、148は液晶層160を挟んで互いに対向するように配置されている。2つの偏光板128、148の透過軸(偏光軸)は互いに直交するように(クロスニコルの関係を有するように)配置されており、一方が水平方向(行方向)、他方が垂直方向(列方向)に沿うように配置されている。また、背面基板120には、図1では図示しない配線および絶縁層等が設けられており、前面基板140には図示しないカラーフィルタ層等が設けられている。液晶層160の厚さはほぼ一定である。また、ここでは、図示していないが、液晶表示装置100が透過型または透過反射両用型である場合、液晶表示装置100はバックライトをさらに備えていてもよい。
液晶表示装置100では、複数の画素が複数の行および複数の列のマトリクス状に配列されている。複数の画素は赤、緑および青画素を含んでおり、各画素は画素電極124によって規定される。なお、後述するように、液晶表示装置100では画素電極124は複数のサブ画素電極に分離されている。
液晶表示装置100はVAモードで動作する。配向膜126、146は垂直配向膜である。液晶層160は垂直配向型の液晶層である。ここで、「垂直配向型液晶層」とは、垂直配向膜126、146の表面に対して、液晶分子軸(「軸方位」ともいう。)が約85°以上の角度で配向した液晶層をいう。液晶層160は負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含んでおり、クロスニコル配置された偏光板128、148と組み合わせて、ノーマリーブラックモードで表示が行われる。
液晶層160に電圧が印加されない場合、液晶層160の液晶分子162は配向膜126、146の主面の法線方向とほぼ平行に配向する。液晶層160に所定の電圧よりも高い電圧が印加される場合、液晶層160の液晶分子162は配向膜126、146の主面とほぼ平行に配向する。また、液晶層160に比較的高い電圧が印加される場合、液晶分子162は画素内または画素の特定の領域内で対称的に配向し、これにより、視野角特性の改善が図られる。なお、ここでは、背面基板120および前面基板140は配向膜126、146をそれぞれ有していたが、背面基板120および前面基板140の少なくとも一方が対応する配向膜126、146を有していてもよい。ただし、配向の安定性の観点から、背面基板120および前面基板140の両方が配向膜126、146をそれぞれ有していることが好ましい。
液晶表示装置100には入力信号が入力される。入力信号は、例えば、ガンマ値2.2のブラウン管(Cathode Ray Tube:CRT)に対応可能な信号であり、NTSC(National Television Standards Committee)規格に準拠している。一般に、入力信号には、赤、緑および青画素の階調レベルに変換可能な値が示されており、この値は3次元で表される。入力信号は例えば、YCrCb信号である。あるいは、入力信号に赤、緑および青画素の階調レベル自体が示されていてもよい。なお、入力信号がBT.709規格に準拠している場合、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルは、それぞれ最低階調レベル(例えば、階調レベル0)から最高階調レベル(例えば、階調レベル255)までの範囲内にある。入力信号に示された階調レベルは液晶表示装置100において輝度レベルに変換され、輝度レベルに応じた電圧が液晶表示装置100の液晶層160に印加される。なお、入力信号には、正面からみた無彩色の色度を抑制するために独立ガンマ補正処理が行われてもよい。
図2に、液晶表示装置100に設けられた画素および画素に含まれるサブ画素の構成を示す。図2には、例示として、3行9列の画素を示している。液晶表示装置100では、赤画素R、緑画素G、青画素Bを含む1つのセットによって1つの色が表現される。本明細書の以下の説明において、赤画素R、緑画素G、青画素Bを含む1つのセットをカラー画素と呼ぶことがある。なお、液晶表示装置100のカラーフィルタの配列は図2に示した構成に対応している。
液晶表示装置100において、画素R、GおよびBのそれぞれは2つのサブ画素を有している。具体的には、赤画素Rは、第1サブ画素Raおよび第2サブ画素Rbを有している。同様に、緑画素Gは、第1サブ画素Gaおよび第2サブ画素Gbを有しており、青画素Bは、第1サブ画素Baおよび第2サブ画素Bbを有している。
少なくともある階調において、各画素R、G、Bの異なるサブ画素が異なる輝度を呈するように制御可能である。このため、表示画面を正面方向から観察したときのガンマ特性と斜め方向から観察したときのガンマ特性とが異なるというガンマ特性の視野角依存性を低減することができる。ガンマ特性の視野角依存性の低減については、特開2004−62146号公報や特開2004−78157号公報に開示されている。各画素R、G、Bのサブ画素の輝度が異なるように制御することにより、上記特開2004−62146号公報や特開2004−78157号公報の開示と同様に、ガンマ特性の視野角依存性を低減するという効果が得られる。このような赤、緑および青画素R、GおよびBの構造は画素分割構造とも呼ばれる。なお、本明細書の以下の説明において、第1、第2サブ画素のうち高い輝度を呈し得るサブ画素を明サブ画素と呼び、低い表示輝度を呈し得るサブ画素を暗サブ画素と呼ぶことがある。
図3に、液晶表示装置100の色度図を示す。図3において、「R」は、緑および青画素を非点灯にして赤画素のみを最高輝度にしたときの色度を示す。同様に、「G」は、赤および青画素を非点灯にして緑画素のみを最高輝度にしたときの色度を示し、「B」は、赤および緑画素を非点灯にして青画素のみを最高輝度にしたときの色度を示す。図3に示したR、GおよびBを頂点とする三角形は液晶表示装置100の色再現範囲を表している。
液晶表示装置100では、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルが最低階調レベル以外の階調レベルで互いに等しい場合、液晶表示装置100では、緑画素の輝度が最も高く、赤画素の輝度が次に高く、青画素の輝度が最も低い。例えば、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルがそれぞれ最高階調レベルである場合、緑画素の輝度が最も高く、赤画素の輝度が次に高く、青画素の輝度が最も低い。このように、入力信号の階調レベルが等しくても、赤、緑および青画素の実際の輝度は異なるが、本実施形態の液晶表示装置100では、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、赤画素、緑画素および青画素のうちの1つの画素の最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合は、他の2つの画素のそれぞれの最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合よりも大きい。
また、液晶表示装置100では、他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが第1階調レベルである場合、他の2つの画素の第1サブ画素の輝度は他の2つの画素の第2サブ画素の輝度とそれぞれ異なり、他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが第1階調レベルとは異なる第2階調レベルである場合、他の2つの画素の第1サブ画素の輝度は他の2つの画素の第2サブ画素の輝度とそれぞれほぼ等しい。一方、1つの画素に対応する入力信号の階調レベルが任意の階調レベルでも、1つの画素の第1サブ画素の輝度は第2サブ画素の輝度とは異なる。これにより、視野角特性のさらなる改善を行うことができる。
以下、比較例の液晶表示装置と比較して本実施形態の液晶表示装置100の利点を説明する。まず、図4A〜図4Cを参照して、比較例の液晶表示装置700を説明する。比較例の液晶表示装置700において各画素は異なる輝度を呈し得る複数のサブ画素から形成されている。
図4Aに、比較例の液晶表示装置700の等価回路図を示す。この液晶表示装置700において画素は複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列されている。比較例の液晶表示装置700では各画素は輝度の異なり得る2つのサブ画素Spa、Spbに分割されており、白浮きの程度が抑制されている。また、液晶表示装置700では、補助容量配線は、列方向に隣接する異なる行の画素のサブ画素に対応するように配置されている。例えば、n行の画素のサブ画素Spb、および、これに列方向に隣接するn+1行の画素のサブ画素Spaは補助容量配線CSbに対応している。
ここでは、第n行のゲート配線Gnおよび第m行のソース配線Smで規定される画素に着目する。なお、赤画素R、緑画素Gおよび青画素Bはいずれも同様の構成を有している。
サブ画素Spaは、液晶容量CLCAと、補助容量CCSAとを有しており、サブ画素Spbは、液晶容量CLCBと、補助容量CCSBとを有している。液晶容量は、サブ画素電極724a、724bと、対向電極ComLCと、これらの間に設けられた液晶層とから構成されており、補助容量は、補助容量電極と、絶縁膜と、補助容量対向電極(ComCSA、ComCSB)とから構成されている。サブ画素電極724a、724bは、それぞれ対応するTFT730aおよびTFT730bを介して共通のソース配線Smに接続されている。TFT730aおよびTFT730bは、共通のゲート配線Gnに供給されるゲート信号電圧によってオン/オフ制御され、TFT730a、730bがオン状態にあるときに、2つのサブ画素Spa、Spbのそれぞれが有するサブ画素電極724a、724bおよび補助容量電極に、共通のソース配線Smからソース信号電圧が供給される。2つのサブ画素Spa、Spbのうちのサブ画素Spaの補助容量対向電極ComCSAは補助容量配線CSaを介して補助容量幹線CSTaに接続されており、サブ画素Spbの補助容量対向電極ComCSBは補助容量配線CSbを介して補助容量幹線CSTbに接続されている。比較例の液晶表示装置700では補助容量幹線CSTaおよびCSTbにそれぞれ供給される補助容量対向電圧VCSTaおよびVCSTbにおいて、対応するゲート配線Gnの電圧がハイからローに変化した後の最初の変化に着目すると、例えば、電圧VCSTaは増加し、電圧VCSTbは減少する。
図4Bに、比較例の液晶表示装置700における1つの画素の構成を示す。上述したように、比較例の液晶表示装置700には赤画素、緑画素および青画素が設けられており、赤画素、緑画素および青画素はいずれも同様の構成を有している。以下、赤画素を対象に説明する。
赤画素Rは、2つのサブ画素RaおよびRbを有しており、サブ画素Ra、Rbに対応するサブ画素電極724a、724bには、それぞれTFT730a、730b、および補助容量732a、732bが接続されている。TFT730a、730bのゲートはゲート配線Gに接続され、ソースは共通の(同一の)ソース配線Sに接続されている。補助容量732a、732bは、それぞれ補助容量配線CSa、CSbに接続されている。補助容量732a、732bは、それぞれサブ画素電極724a、724bと電気的に接続された補助容量電極と、補助容量配線CSa、CSbと電気的に接続された補助容量対向電極と、これらの間に設けられた絶縁層(不図示)によって形成されている。補助容量732aおよび732bの補助容量対向電極は互いに独立しており、それぞれ補助容量配線CSaおよびCSbから互いに異なる補助容量対向電圧(補助容量電圧)が供給され得る。このため、TFT730a、730bがオンのときにソース配線Sを介してサブ画素電極724a、724bに電圧が供給された後、TFT730a、730bがオフになり、さらに、補助容量配線CSaおよびCSbの電位が異なるように変化する場合、サブ画素電極724aの実効電圧はサブ画素電極724bの実効電圧と異なることになり、結果として、サブ画素Raの輝度はサブ画素Rbの輝度と異なる。
図4Cに、比較例の液晶表示装置700における各サブ画素の明暗および極性を示す。図4Cにおいて、「明」は明サブ画素を表しており、「暗」は暗サブ画素を表している。また、「Ca」はサブ画素が補助容量幹線CSTaに対応することを表しており、「Cb」はサブ画素が補助容量幹線CSTbに対応することを表している。また、「+」および「−」は液晶層に印加される電界の向き(極性)を表している。例えば、「+」は対向電極の電位がサブ画素電極よりも高いことを示し、「−」はサブ画素電極の電位が対向電極よりも高いことを示す。
液晶表示装置700において、各画素のうちの一方のサブ画素は補助容量幹線CSTaに対応しており、他方のサブ画素は補助容量幹線CSTbに対応している。また、画素配列に着目すると、行方向および列方向に隣接する画素の極性は反転しており、極性の異なる画素が画素単位で市松模様に配列されている。また、ある行の画素のうち補助容量幹線CSTaに対応するサブ画素に着目すると、サブ画素の明暗および極性がサブ画素ごとに反転している。このように、明サブ画素および暗サブ画素はサブ画素単位で市松模様に配列されている。なお、図4Cでは、あるフレームにおける液晶表示装置700の状態を示したが、次のフレームでは各サブ画素の極性は反転されており、フリッカーが抑制される。例えば、第n行第m列〜第n行第m+2列のカラー画素に着目すると、赤画素の第1サブ画素、緑画素の第2サブ画素および青画素の第1サブ画素が明サブ画素となり、赤画素の第2サブ画素、緑画素の第1サブ画素および青画素の第2サブ画素が暗サブ画素となる。
比較例の液晶表示装置700では、赤、緑および青画素の階調レベルが最低階調レベルの場合にカラー画素は黒を表示し、赤、緑および青画素の階調レベルが最高階調レベルの場合にカラー画素は白を表示する。一般に、画素によって表示される色が黒から無彩色を維持したまま白に変化する場合、赤、緑および青画素の階調レベルは互いに等しいまま増加する。例えば、比較例の液晶表示装置700において黒から白に向かって無彩色の明度が変化する場合、各画素に対応する入力信号の階調レベルは等しい割合で増加する。具体的には、はじめ、画素によって表示される色は黒であり、赤、緑、青画素の階調レベルは最低階調レベルである。赤、緑、青画素に対応する入力信号の階調レベルの増加が開始すると、各画素の一方のサブ画素(このサブ画素が明サブ画素となる。)の輝度の増加が開始する。次いで、明サブ画素の輝度が所定の値まで増加すると、次に他方のサブ画素(このサブ画素が暗サブ画素となる)の輝度の増加が開始する。比較例の液晶表示装置700でも、赤、緑、青画素に対応する入力信号の階調レベルが等しい割合で増加するほど、画素によって表示される無彩色の明度が増加する。赤、緑、青画素の輝度が増加して最高階調レベルに達すると、画素によって表示される色は白となる。
比較例の液晶表示装置700において、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、赤、緑および青画素のそれぞれの最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合は互いにほぼ等しい。比較例の液晶表示装置700において、赤、緑および青画素のそれぞれに着目すると、赤、緑および青画素に対応する階調レベルのそれぞれがあるレベルで等しい場合、赤、緑および青画素のそれぞれにおいて明サブ画素の輝度は暗サブ画素の輝度とは異なる。一方、赤、緑および青画素に対応する階調レベルがそれぞれ最高階調レベルである場合、赤、緑および青画素のそれぞれの明サブ画素の輝度は暗サブ画素の輝度とほぼ等しい。
ここで、図5を参照して、比較例の液晶表示装置700において各画素の明および暗サブ画素の階調レベルの変化を説明する。ここでは、各画素において入力信号の階調レベルが最低階調レベルから最高階調レベルに増加する場合、まず、明サブ画素の階調レベルの増加を開始し、明サブ画素の階調レベルが最高階調レベルに到達した後に、暗サブ画素の階調レベルの増加を開始する。
例えば、比較例の液晶表示装置700では、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(50,50,50)である場合、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル69(=(2×(50/255)2.21/2.2×255)、0に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル0、69に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル69、0に相当する輝度を呈する。
また、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(190,190,190)である場合、比較例の液晶表示装置700では、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル255、64(=(2×(190/255)2.2−1)1/2.2×255)に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル64、255に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル255、64に相当する輝度を呈する。
また、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(255,255,255)である場合、比較例の液晶表示装置700では、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル255、255に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル255、255に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル255、255に相当する輝度を呈する。
なお、ここでは、明サブ画素の階調レベルが最高階調レベルに到達した後に、暗サブ画素の階調レベルの増加を開始したが、明および暗サブ画素の階調レベルは別の態様で変化することもある。
図6に、比較例の液晶表示装置700における明および暗サブ画素の階調レベルの別の変化を示す。ここでは、入力信号の階調レベルの増加に伴って明および暗サブ画素の階調レベルのそれぞれが連続的に増加するように設定されており、この場合、明および暗サブ画素の階調レベルは極端に広い階調領域で最高または最低階調レベルにならない。このため、液晶表示装置700の特性にある程度のばらつきがある場合でも、入力信号の階調レベルの増加に伴う輝度の増加を確実にすることができる。
このような比較例の液晶表示装置700では、斜め方向からみると色がずれて見えることがある。以下、図7および図8を参照して比較例の液晶表示装置700の色ずれを説明する。
図7に、比較例の液晶表示装置700における斜め45度の方向の測色値の変化を示す。横軸は、正面方向のY値を正規化した値であり、この正面方向のY値は正面方向の輝度レベルに対応している。また、縦軸は斜め方向からの3刺激値(X値、Y値およびZ値)を正規化した値である。なお、比較例の液晶表示装置700では、正面方向から見たX値、Y値およびZ値を正規化した値は輝度レベルに対して同様に変化するように設定されており、図7における「正面」は正面方向から見た場合のX、YおよびZ値の正規化された値の変化を示している。
斜め方向から見た場合のX値、Y値およびZ値は、正面方向から見た場合のY値とは異なる態様で変化する。比較例の液晶表示装置700では、画素分割構造が採用されており、白浮き現象は比較的抑制されているものの、特に低階調部分において、斜め方向のX値、Y値およびZ値のそれぞれは正面方向からみた値よりも高く、若干の白浮き現象が発生している。このため、白浮き現象をさらに抑制する観点からは、特に低階調部分において、斜め方向からのX値、Y値およびZ値のそれぞれを正面方向の値と略等しくなるまで低下させることが好ましい。
また、斜め方向からのX値、Y値およびZ値の変化を比較すると、X値およびY値は略同様に変化するのに対して、Z値はX値およびY値とは異なるように変化する。具体的には、Z値は、特に低階調部分においてX値およびY値よりも高い。このように、斜めからの視野角特性を刺激値別に解析した結果から、Z値の変化がX値およびY値の変化と大きく異なることが理解される。なお、液晶表示装置には、一般に、位相差板が設けられるが、位相差板により、Z値の変化とX値およびY値の変化との差がさらに大きくなる。
なお、当業者には理解されるように、色度xはX/(X+Y+Z)で表され、yはY/(X+Y+Z)で表される。入力信号において無彩色の明度が変化する場合でも正面から見た場合の色度は実質的に変化しないが、斜めから見た場合、輝度レベルに対してX値、Y値およびZ値は異なる変化を示すため、色度x、yは輝度レベルに応じて変化し、色がずれて見える。このように画素分割構造を採用した比較例の液晶表示装置700でも、斜め方向から見た場合の色ずれが発生してしまう。Z値の変化がX値およびY値の変化と異なることが、色ずれの原因といえる。
具体的には、比較例の液晶表示装置700において無彩色のまま明度を変化させる場合、斜め方向から見た色を正面方向から見た色と比較すると、斜め方向から見た色は特に低階調において正面方向から見た色と比べて青色にシフトして見える。一方、見る位置を斜め方向に固定して無彩色のまま明度を増加させると、Y値(正面)が0.2付近では、無彩色が黄みを帯びて見え、その後、明度をさらに増加させると、中間階調の無彩色が相対的に青色にシフトして見える。このように、比較例の液晶表示装置700では、斜めから見た無彩色が青と黄色の方向の色を帯びて観察されることがある。
このような色ずれを抑制する手法として、例えば、斜め方向のX値およびY値を変更することなくZ値のみを適切に制御することが考えられる。具体的には、低階調のZ値を低下させてX値およびY値と一致するように補正を行うことが考えられる。このように補正を行うと、斜め方向の色度x、yを正面方向の色度x、yと一致させることができ、斜め方向から見た色を正面方向から見た色と比較した際の青色シフトを抑制できる。
あるいは、色ずれを抑制する別の手法として、Z値の変化がX値およびY値の変化と相似関係を有するようにZ値の補正を行うことも考えられる。このように補正を行う場合、斜め方向から見た色を正面方向から見た色と比べた際の色のシフトを抑制できないが、斜め方向の色度x、yの変化を抑制することができ、無彩色の色ずれを抑制できる。いずれの手法を採用するにしても、X値およびY値を変更することなくZ値を適切に制御することが好ましい。
図8(a)に、比較例の液晶表示装置700における赤、緑および青画素のX値の相対的な変化を示す。図8(a)において、RX、GX、BXは、緑画素のX値に対する赤、緑および青画素のX値の正規化された値を示す。また、図8(b)に、比較例の液晶表示装置700における赤、緑および青画素のY値の相対的な変化を示す。図8(b)において、RY、GY、BYは、緑画素のY値に対する赤、緑および青画素のY値の正規化された値を示す。
図8(a)から理解されるように、RXおよびGXはほぼ同様に変化するのに対して、BXはRXおよびGXとは異なるように変化する。また、図8(b)から理解されるように、RYおよびGYはほぼ同様に変化するのに対して、BYはRYおよびGYとは異なるように変化する。また、BXとRXおよびGXとの違いは、BYとRYおよびGYとの違いとも異なる。以上から、青画素の視野角特性が赤および緑画素の視野角特性と異なることが斜め方向からの色ずれの原因と考えられる。
このように、比較例の液晶表示装置700において青画素の視野角特性が赤および緑画素の視野角特性と異なる理由は以下のように考えられる。一般に、液晶表示装置は、液晶層に印加する電圧の制御により、液晶層の複屈折率が変化して、液晶層の透過率の調整が行われる。最高階調レベルを表示する場合の液晶層のリタデーションΔn・d(Δnは液晶層の複屈折率、dは液晶層の厚さ)が入射光の半波長に相当することにより、入射光の利用は効率的に行われる。このため、利用効率を平均的に増大させるように、緑に対応する波長の光に対して液晶層のリタデーションが半波長になるように設計される。また、一般的な液晶表示装置には視野角を補償するための位相差板が設けられており、典型的な位相差板は緑の波長の光を最適に補償するように設計される。
なお、厳密には、液晶層の複屈折率は波長に依存して変動する。赤、緑および青のカラーフィルタを通過するピーク波長をλr、λgおよびλbとし、最高電圧を印加したときの波長λr、λgおよびλbの光のそれぞれの複屈折率をΔnr、Δng、Δnbとすると、比較例の液晶表示装置700では、Δnr・d<λr/2であり、Δng・d<λg/2である一方、Δnb・d>λb/2である。比較例の液晶表示装置700では、緑画素のリタデーションはλg/2よりわずかに小さく設定されている。
このように最高電圧が印加される場合、波長λrおよび波長λgの光には半波長よりも小さいリタデーションが付与されるのに対して、波長λbの光には、半波長よりも大きいリタデーションが付与される。このため、比較例の液晶表示装置700では、青画素の視野角特性が赤および緑画素の視野角特性と異なり、斜めから見た場合、青色−黄色の方向に色ずれが生じると考えられる。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置100では、青画素のサブ画素の輝度の設定が赤および緑画素のサブ画素の輝度の設定とは異なるように構成されている。具体的には、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、青画素の最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合は、赤画素および緑画素のそれぞれの最高輝度に対する第1サブ画素の輝度と第2サブ画素の輝度との差の割合よりも大きい。例えば、赤画素および緑画素の第1サブ画素および第2サブ画素の輝度はある階調において互いに異なり、別の階調において上記2つの画素の第1サブ画素および第2サブ画素の輝度は互いに等しい一方、青画素の第1サブ画素および第2サブ画素の輝度は任意の階調において互いに異なる。このように青画素のサブ画素の輝度の設定が赤および緑画素のサブ画素の輝度の設定とは異なることにより、青サブ画素の視野角特性が赤および緑画素の視野角特性と略等しくなり、視野角特性のさらなる改善が行われる。
以下、本実施形態の液晶表示装置100の構成を具体的に説明する。図9Aに、液晶表示装置100における画素の構成を示す。液晶表示装置100の補助容量配線CSには2つの異なる電圧が印加される。ここでは、一方の電圧が印加される補助容量配線を補助容量配線CSaと示し、他方の電圧が印加される補助容量配線を補助容量配線CSbと示す。
図9Aにおいて、「H」は明サブ画素を表しており、「L」は暗サブ画素を表している。また、「A」はサブ画素が補助容量配線CSaに対応することを表しており、「B」はサブ画素が補助容量配線CSbに対応することを表している。また、「+」および「−」は液晶層160に印加される電界の向き(極性)を示している。例えば、「+」は対向電極144の電位がサブ画素電極124a、124bよりも高いことを示し、「−」はサブ画素電極124a、124bの電位が対向電極144よりも高いことを示す。
図9Aにおいて、各画素のうちの一方のサブ画素は補助容量配線CSaに対応しており、他方のサブ画素は補助容量配線CSbに対応している。また、画素配列に着目すると、行方向および列方向に隣接する画素の極性は反転しており、極性の異なる画素が画素単位で市松模様に配列されている。また、ある行のサブ画素のうち補助容量配線CSaに対応するサブ画素に着目すると、サブ画素の明暗および極性がサブ画素ごとに反転している。このように、液晶表示装置100では、明サブ画素および暗サブ画素はサブ画素単位で市松模様に配列されている。なお、図9Aは、あるフレームにおける液晶表示装置100の状態を示したが、次のフレームでは各サブ画素の極性は反転されており、フリッカーが抑制される。
図9Bに、液晶表示装置100の背面基板120における赤画素R、緑画素Gおよび青画素Bの等価回路図を示す。カラー画素に着目すると、赤画素の第1サブ画素、緑画素の第2サブ画素および青画素の第1サブ画素が明サブ画素となり、赤画素の第2サブ画素、緑画素の第1サブ画素および青画素の第2サブ画素が暗サブ画素となる。なお、以下の説明において、赤、緑および青画素の明サブ画素をそれぞれサブ画素Rs、Gs、Bsと示し、そのサブ画素電極をサブ画素電極124s、そのTFTをTFT130sと示すことがある。また、赤、緑および青画素の暗サブ画素をそれぞれサブ画素Rt、Gt、Btと示し、そのサブ画素電極をサブ画素電極124t、そのTFTをTFT130tと示すことがある。
まず、赤画素Rの構成を説明する。赤画素Rは、2つのサブ画素RaおよびRbを有しており、サブ画素Ra、Rbに対応するサブ画素電極124a、124bには、それぞれTFT130a、TFT130b、および補助容量132a、132bが接続されている。なお、以下の説明において、第1サブ画素電極124aに対応するTFT130aを第1TFT130aと呼ぶことがあり、第2サブ画素電極124bに対応するTFT130bを第2TFT130bと呼ぶことがある。サブ画素電極124a、124bは対応するTFT130a、130bを介して共通のソース配線SRに接続されている。なお、ここでは、サブ画素電極124a、124bはいずれもほぼ矩形状であり、サブ画素電極124aの面積はサブ画素電極124bの面積と略等しい。
TFT130aおよびTFT130bのゲートは共通のゲート配線Gnに接続され、TFT130aおよびTFT130bのソースは共通の(同一の)ソース配線SRに接続されている。補助容量132a、132bは、それぞれ補助容量配線CSaおよび補助容量配線CSbに接続されている。補助容量132aおよび132bは、それぞれサブ画素電極124aおよび124bと電気的に接続された補助容量電極と、補助容量配線CSaおよびCSbと電気的に接続された補助容量対向電極と、これらの間に設けられた絶縁層(不図示)によって形成されている。補助容量132aおよび132bの補助容量対向電極は互いに独立しており、それぞれ補助容量配線CSaおよびCSbから互いに異なる補助容量対向電圧が供給され得る。このため、TFT130a、130bがオンのときにソース配線SRを介してサブ画素電極124a、124bに電圧が供給された後、TFT130a、130bがオフになり、さらに、補助容量配線CSaおよびCSbの電位が異なるように変化する場合、サブ画素電極124aの実効電圧はサブ画素電極124bの実効電圧と異なることになり、結果として、第1サブ画素Raの輝度は第2サブ画素Rbの輝度と異なる。なお、緑画素Gも赤画素Rと同様の構成を有している。
次に、青画素Bの構成を説明する。本実施形態の液晶表示装置100において、青画素BはTFT130uおよび容量132uが設けられている点を除いて赤画素Rおよび緑画素Gと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
ここでは、TFT130uは青画素の暗サブ画素Btのサブ画素電極124tに対応して設けられている。TFT130uのドレインは青画素のサブ画素電極124tに接続されている。また、TFT130uのソースは補助容量132uと接続されている。なお、以下の説明において、このTFT130uを第3TFTと呼び、補助容量132uを修正補助容量と呼ぶことがある。
また、第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられた第3TFT130uのゲートは、第n行のゲート配線Gnが選択されてから、次の垂直走査期間において再びゲート配線Gnが選択されるまでの間に選択される配線と電気的に接続している。例えば、第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられた第3TFT130uのゲートは、ゲート配線Gnとは異なるゲート配線Gと電気的に接続されていてもよい。具体的には、第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられた第3TFT130uのゲートは、第n+1行のゲート配線Gn+1と電気的に接続されていてもよい。
このような液晶表示装置100は以下のように駆動される。ゲート配線Gnの電位がローからハイに変化する。これにより、TFT130a、130bが導通状態になり、ソース配線SR、SG、SBからサブ画素電極124a、124bに電圧が供給される。その後、ゲート配線Gnの電位がハイからローに変化し、TFT130a、130bが非導通状態になる。次に、ゲート配線Gn+1の電位がローからハイに変化することにより、第3TFT130uが導通状態になり、サブ画素電極124bの電位は修正補助容量132uに充電されていた電位に合わせて変化する。
なお、一般に、サブ画素電極124bに印加される電圧の極性はフレームまたはフィールド毎に反転するため、修正補助容量132uに充電されている電圧の極性は、TFT130a、130bを介してソース配線SBからサブ画素電極124bに供給された電圧の極性とは異なる。このため、TFT130uが選択されることにより、青画素の第2サブ画素Btのサブ画素電極124bの電位が低下することになる。その後、ゲート配線Gn+1の電位がハイからローに変化する。このように、第3TFT130uが設けられていることにより、第2サブ画素Btにおいて液晶層160に印加される電圧の絶対値が低下する。
このため、本実施形態の液晶表示装置100では、比較例の液晶表示装置700と比べて、赤画素R、緑画素G、青画素Bの明サブ画素Rs、Gs、Bsおよび暗サブ画素Rt、Gtの輝度を変化させることなく、青画素Bの暗サブ画素Btの輝度を低下させることができる。したがって、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベルが互いに等しい場合でも、青画素Bの最高輝度に対する明サブ画素Bsの輝度と暗サブ画素Btの輝度との差の割合は赤画素R、緑画素Gの最高輝度に対する明サブ画素Rs、Gsの輝度と暗サブ画素Rt、Gtの輝度との差の割合よりも大きくなる。このように、青画素の明サブ画素の輝度と暗サブ画素の輝度との差を増大することができるため、青画素の視野角特性を赤および緑画素と略等しくすることができ、色ずれを抑制することができる。
ここでは、各画素において入力信号の階調レベルが最低階調レベルから最高階調レベルに増加する場合、まず、明サブ画素の階調レベルの増加を開始し、明サブ画素の階調レベルが最高階調レベルに到達した後に、暗サブ画素の階調レベルの増加を開始する。この場合、液晶表示装置100の赤および緑画素における明および暗サブ画素の階調レベルは図5に示したように変化する。それに対して、入力信号の階調レベルの増加に伴い、青画素の明サブ画素の階調レベルは赤および緑画素の明サブ画素よりも小さい傾きで増加し、また、青画素の暗サブ画素の階調レベルは、赤および緑画素の暗サブ画素よりも高い階調レベルから、赤および緑画素の暗サブ画素よりも大きい傾きで増加する。
例えば、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(50,50,50)である場合、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル69(=(2×(50/255)2.21/2.2×255)、0に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル0、69に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル69、0に相当する輝度を呈する。
また、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(190,190,190)である場合、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル255、64(=(2×(190/255)2.2−1)1/2.2×255)に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル64、255に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル255、0に相当する輝度を呈する。
また、赤、緑および青画素に対応する入力信号の階調レベル(r,g,b)が(255,255,255)である場合、本実施形態の液晶表示装置100では、赤画素のサブ画素Ra、Rbは、階調レベル255、255に相当する輝度を呈する。同様に、緑画素のサブ画素Ga、Gbは階調レベル255、255に相当する輝度を呈し、青画素のサブ画素Ba、Bbは階調レベル255、200に相当する輝度を呈する。
以上から理解されるように、入力信号の階調レベルが少なくともある階調の場合、本実施形態の液晶表示装置100における青画素の一方のサブ画素の輝度は比較例の液晶表示装置700と比べて低く、これに伴い、青画素全体の輝度は低下している。このため、液晶表示装置100では、カラーフィルタの厚さやバックライトの調整を行い、輝度および/またはホワイトバランスを補償してもよい。
なお、ここでは、明サブ画素の階調レベルが最高階調レベルに到達した後に、暗サブ画素の階調レベルの増加を開始したが、明および暗サブ画素の階調レベルは別の態様で変化してもよい。
液晶表示装置100でも、入力信号の階調レベルの増加に伴い、各画素の明および暗サブ画素の階調レベルが連続的に増加するように設定されていてもよい。この場合、明および暗サブ画素の階調レベルが極端に広い階調領域で最低階調レベルおよび最高階調レベルとならないため、液晶表示装置100の特性にある程度のばらつきが生じる場合でも、入力信号の階調レベルの増加に伴う輝度の増加を確実にすることができる。例えば、赤および緑画素の明および暗サブ画素の階調レベルが図6に示したように変化する一方、青画素の明および暗サブ画素の階調レベルは、階調レベル差が図6よりも広くなるように変化してもよい。
図10に、液晶表示装置100における斜め45度の方向の測色値の変化を示す。横軸は、正面方向のY値を正規化した値であり、この正面方向のY値は正面方向の輝度レベルに対応している。また、縦軸は斜め方向からの3刺激値(X値、Y値およびZ値)を正規化した値である。なお、液晶表示装置100では、正面方向から見たX値、Y値およびZ値を正規化した値は輝度レベルに対して同様に変化するように設定されており、図10における「正面」は正面方向から見た場合のX、YおよびZ値の正規化された値の変化を示している。液晶表示装置100でも、斜め方向から見た場合のX値、Y値およびZ値は、正面方向から見た場合のY値とは異なる態様で変化する。
液晶表示装置100でも、厳密には、斜め方向からのX値、Y値およびZ値の変化を比較すると、X値およびY値は略同様に変化するのに対して、Z値はX値およびY値とは異なるように変化する。具体的には、Z値は、特に低階調部分においてX値およびY値よりも高い。しかしながら、図7と図10との比較から理解されるように、液晶表示装置100では、Z値とX値、Y値との差が液晶表示装置700におけるZ値とX値、Y値との差と比べて低減されており、これにより、斜め方向からの色ずれを抑制できる。
図11に、液晶表示装置100における各配線の電圧を示す。以下、図9Bおよび図11を参照して青画素の実効電圧の変化を説明する。ここでは、時刻はT1、T2・・の順番に経過する。
なお、図示していないが、以下の説明において、サブ画素Ba、Bbの液晶層を液晶層160aおよび160bと示す。また、サブ画素電極124aおよび124bと、液晶層160aおよび160bと、対向電極144(サブ画素BaおよびBbに対して共通)によって形成される液晶容量を液晶容量Clca、Clcbと示す。ここで、液晶容量ClcaおよびClcbの静電容量値は同一の値CLC(V)とする。CLC(V)の値は、サブ画素Ba、Bbの液晶層に印加される実効電圧(V)に依存する。また、各サブ画素BaおよびBbの液晶容量にそれぞれ独立に接続されている補助容量を補助容量Ccsa、Ccsbと示し、この静電容量値は同一の値CCSとする。
サブ画素Baの液晶容量Clcaと補助容量Ccsaの一方の電極はサブ画素Baを駆動するために設けたTFT130aのドレインに接続されており、液晶容量Clcaの他方の電極は対向電極に接続され、補助容量Ccsaの他方の電極は補助容量配線CSaに接続されている。サブ画素Bbの液晶容量Clcbと補助容量Ccsbの一方の電極はサブ画素Bbを駆動するために設けたTFT130bのドレインに接続されており、液晶容量Clcbの他方の電極は対向電極に接続され、補助容量Ccsbの他方の電極は補助容量配線CSbに接続されている。TFT130a、130bのゲートはいずれもゲート配線Gnに接続されており、TFT130a、130bのソースはいずれもソース配線SBに接続されている。
時刻T1のときゲート配線Gnの電圧VgnがVgLからVgHに変化することにより、TFT130a、130bが同時に導通状態(オン状態)となり、サブ画素Ba、Bbのサブ画素電極124a、124bにソース配線SBの電圧Vsが伝達され、サブ画素Ba、Bbに充電される。同様にそれぞれのサブ画素の補助容量Ccsa、Ccsbにもソース配線SBからの充電が行われる。
次に、時刻T2のときゲート配線Gnの電圧VgnがVgHからVgLに変化することにより、TFT130aとTFT130bが同時に非導通状態(オフ状態)となり、サブ画素Ba、Bb、補助容量Ccsa、Ccsbはすべてソース配線SBと電気的に絶縁される。なお、この直後TFT130a、TFT130b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、それぞれのサブ画素電極124a、124b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、それぞれの補助容量配線の電圧Vcsa、Vcsbは
Vcsa=Vcom−Vad
Vcsb=Vcom+Vad
である。
その後、時刻T3において、補助容量Ccsaに接続された補助容量配線CSaの電圧VcsaがVcom−VadからVcom+Vadに変化し、補助容量Ccsbに接続された補助容量配線CSbの電圧VcsbがVcom+VadからVcom−Vadに2倍のVadだけ変化する。補助容量配線CSaおよびCSbのこの電圧変化に伴い、それぞれのサブ画素電極の電圧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。
その後、時刻T4において、次のゲート配線Gn+1のゲート電圧Vgn+1の電圧がVgLからVgHに変化することにより、サブ画素Bbのサブ画素電極124bの電圧はVcdだけ低下する。
Vlcb=Vs−Vd−Vcd−2×K×Vad
その後、時刻T5では、電圧VcsaがVcom+VadからVcom−Vadへ、電圧VcsbがVcom−VadからVcom+Vadへ、2倍のVadだけ変化し、電圧Vlca、Vlcbは、
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad
Vlcb=Vs−Vd−Vcd−2×K×Vad
から、
Vlca=Vs−Vd
Vlcb=Vs−Vd−Vcd
へ変化する。
その後、時刻T6では、VcsaがVcom−VadからVcom+Vadへ、VcsbがVcom+VadからVcom−Vadへ、2倍のVadだけ変化し、Vlca、Vlcbもまた、
Vlca=Vs−Vd
Vlcb=Vs−Vd−Vcd
から、
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad
Vlcb=Vs−Vd−Vcd−2×K×Vad
へ変化する。
その後、電圧Vcsa、Vcsb、Vlca、Vlcbは、水平書き込み時間(水平走査期間)1Hの整数倍の間隔毎に上記T5、T6における変化を交互に繰り返す。上記T5、T6の繰り返し間隔を1Hの1倍とするか、2倍とするか、3倍とするかあるいはそれ以上とするか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。この繰り返しは次に青画素B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、それぞれのサブ画素電極の電圧Vlca、Vlcbの実効的な値は、
Vlca=Vs−Vd+K×Vad
Vlcb=Vs−Vd−Vcd−K×Vad
となる。
よって、サブ画素Ba、Bbの液晶層160aおよび160bに印加される実効電圧Va、Vbは、
Va=Vlca−Vcom
Vb=Vlcb−Vcom
すなわち、
Va=Vs−Vd+K×Vad−Vcom
Vb=Vs−Vd−Vcd−K×Vad−Vcom
となる。
従って、サブ画素BaおよびBbのそれぞれの液晶層160aおよび160bに印加される実効電圧の差ΔVab(=Va−Vb)は、ΔVab=2×K×Vad+Vcd(ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS))である)となり、互いに異なる電圧を印加することができる。
なお、ここでは、詳細に説明しないが、赤画素には第3TFT130uが設けられていないため、赤画素のサブ画素RaおよびRbの実効電圧の差ΔVab(=Va−Vb)は、ΔVab=2×K×Vad(ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS))である。また、緑画素のサブ画素GaおよびGbの実効電圧の差ΔVab(=Va−Vb)も同様に、ΔVab=2×K×Vadである。
このように、本実施形態の液晶表示装置100では、青画素Bのサブ画素Ba、Bbの実効電圧の差が赤画素Rおよび緑画素Gと比べて増大している。このため、サブ画素Ba、Bbの輝度の差を増大させることができ、これにより、斜め方向からの色ずれを抑制できる。
図12に、液晶表示装置100のブロック図を示す。液晶表示装置100は、液晶表示パネル200と、画像処理回路310と、画像タイミング変調回路320と、LCDタイミングコントローラー330と、ドライバ−電源340と、CS電圧発生回路350とを備えている。ドライバー電源340はゲートドライバーおよびソースドライバーを有しており、CS電圧発生回路350は、CSタイミング生成回路352と、CS電圧変調回路354とを有している。
入力信号は、画像処理回路310において適切に処理された後、画像タイミング変調回路320において適したタイミングに変更される。タイミングの変更された画像データはLCDタイミングコントローラー330を介してゲートドライバー、ソースドライバーを介して液晶表示パネル200に供給される。また、変更されたタイミングは、CS電圧発生回路350のCS(補助容量電圧)タイミング生成回路352に供給され必要な種類のタイミングを生成し、CS電圧変調回路354を経て液晶表示パネル200に供給される。CS電圧発生回路350は特定の駆動プログラムで駆動されてもよく、駆動プログラムは情報記録媒体に記録されていてもよい。
ここで、CS電圧発生回路350をプログラムで駆動する意義を説明する。液晶表示パネル200では少なくとも2種類の補助容量電圧が必要であり、本来的には、補助容量電圧のタイミングは他の信号のタイミングおよび補助容量電圧の種類の数に応じて設定される。このため、典型的には、液晶表示パネルの種類に応じて対応する回路が設計されるが、種類の異なる液晶表示パネルに対しても補助容量電圧およびそのタイミングを包括的に規定したプログラムを利用できれば、異なる種類の液晶表示パネルであっても補助容量電圧のタイミングの変更を簡便に行うことができる。
また、補助容量電圧は、典型的には所定の2値の間で変化するが、液晶表示パネルにおける補助容量電圧に関連する状況が変化して所望の電圧が得られない場合、2値の電圧値を変更してもよく、また、オーバーシュートおよび/またはアンダーシュートを適用して容量による波形なまりを回避してもよい。以上から、CS電圧発生回路350に、補助容量電圧のタイミングおよび電圧を液晶表示パネルのパラメータから設定する機能を有するプログラムを実装し、また、対応可能なパネルパラメータのリスト、計算方法などを媒体からCS電圧発生回路350に供給することは有効である。また、PC用モニターやテレビジョン装置などのように液晶表示装置の用途が異なる場合に第3TFT130uによるサブ画素の輝度の調整が同様に行われると、充分な効果が得られないことも考えられるが、その場合、用途に応じてより適切に輝度の調整を行うために、プログラムによる制御が可能であることが好ましい。
なお、液晶表示装置の補助容量配線CSに印加される電圧は2種類であってもよい。以下、図13に、液晶表示装置100Aの等価回路図を示す。液晶表示装置100Aにおいて異なる補助容量幹線には異なる電圧が印加される。補助容量配線CSaは補助容量幹線CSTaに電気的に接続しており、補助容量配線CSbは補助容量幹線CSTbに電気的に接続している。この場合、反転回路により、一方の補助容量幹線に印加される電圧を反転して他方の補助容量幹線に印加される電圧を簡便に発生させてもよい。なお、図13において、各画素のうちの一方のサブ画素は補助容量幹線CSTaに対応しており、他方のサブ画素は補助容量幹線CSTbに対応している。
以下、図14に、図13に示した液晶表示装置100Aの電圧波形を示す。図14において、Vsm+2はm+2列のソース配線Sm+2に供給されるソース信号電圧の波形を示す。また、Vgnは、n行のゲート配線Gnに供給されるゲート信号電圧の波形を示し、同様に、Vgn+1、Vgn+2、・・は、n+1行、n+2行、・・のゲート配線Gn+1、Gn+2、・・に供給されるゲート信号電圧の波形を示す。また、VCSTaおよびVCSTbはそれぞれ補助容量幹線CSTaおよびCSTbに供給される補助容量対向電圧の波形を示す。また、Va−m+2,nおよびVb−m+2,nは、ゲート配線の電圧波形を基準としたn行m+2列の第1、第2サブ画素の液晶容量の電圧波形を示しており、同様に、Va−m+2,n+1、Vb−m+2,n+1は、ゲート配線の電圧波形を基準としたn+1行m+2列の第1、第2サブ画素の液晶容量の電圧波形を示している。なお、ここでは、n行m+2列、n+1行m+2列・・の画素は青画素であり、また、第1サブ画素は明サブ画素であり、第2サブ画素が暗サブ画素である。
また、ここでは、補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbの振動の周期はいずれも水平走査期間の1倍の時間(1H)である。また、補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbの位相に着目すると、電圧VCSTbの位相は電圧VCSTaの位相に対して反転している。また、補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbとゲート配線Gnの電圧に着目すると、各補助容量幹線CSTa、CSTbに対応するゲート配線Gnの電圧VgnがVgHからVgLに変化する時刻は、補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbの各平坦部分の中央の時刻と一致しており、TFTがオン状態からオフ状態に変化した時刻の直後から、電圧VCSTa、VCSTbが最初に変化するまでの時間をTdとすると、Tdの値は0.25Hである。なお、Tdの値は、0Hよりも大きく0.5Hよりも短い範囲であればよい。
なお、補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbは図14に示した波形に限定されない。ただし、対応する任意のゲート配線の電圧がVgHからVgLに変化した後において、電圧VCSTaの最初の変化は、電圧VCSTbの最初の変化と反対向きであることが好ましい。例えば、対応する任意のゲート配線の電圧がVgHからVgLに変化した後の電圧VCSTaの最初の変化が増加であり、かつ、対応する任意のゲート配線の電圧がVgHからVgLに変化した後の電圧VCSTbの最初の変化が減少であることが好ましい。あるいは、対応する任意のゲート配線の電圧がVgHからVgLに変化した後の電圧VCSTaの最初の変化が減少であり、対応する任意のゲート配線の電圧がVgHからVgLに変化した後の電圧VCSTaの最初の変化が増加であることが好ましい。
ここで、図15を参照して、液晶表示装置100Aの構成を具体的に説明する。図15に、液晶表示装置100Aにおける背面基板120の模式的な平面図を示す。
液晶表示装置100Aでは、ゲート配線Gおよびソース配線Sがマトリクス状に配置されており、補助容量配線CSがゲート配線Gと平行に延びている。また、各ゲート配線Gから2つの延長配線GE1、GE2が延びている。以下の説明において、延長配線GE1を第1延長配線GE1と呼び、延長配線GE2を第2延長配線GE2と呼ぶことがある。ここでは、第1延長配線GE1および第2延長配線GE2のそれぞれは補助容量配線CSの近傍に設けられている。
また、各画素の2つのサブ画素電極124a、124bはゲート配線Gに対して対称に配置されている。サブ画素電極124aに対応してTFT130aが設けられており、サブ画素電極124bに対応してTFT130bが設けられている。
まず、赤画素の構成を説明する。なお、緑画素の構成も同様である。サブ画素電極124aはサブ画素電極124aと重なる配線と容量結合を形成しており、サブ画素電極124aの電位は配線の電位に応じて変動する。例えば、サブ画素電極124aは補助容量配線CSaと容量結合を形成しており、サブ画素電極124aの電位は補助容量配線CSaの電位に応じて変動する。同様に、サブ画素電極124bはサブ画素電極124bと重なる配線と容量結合を形成しており、サブ画素電極124bの電位は配線の電位に応じて変動する。例えば、サブ画素電極124bは補助容量配線CSbと容量結合を形成している。
TFT130a、130bが導通状態の期間に、ソース配線Sを介してサブ画素電極124a、124bに供給される電圧は互いに等しいが、TFT130a、130bが非導通状態になった後、補助容量配線CSaの電位の変化は補助容量配線CSbとは異なるため、サブ画素電極124a、124bの電位が異なることになり、その結果、第1サブ画素の輝度は第2サブ画素の輝度とは異なることになる。なお、厳密には、サブ画素電極124a、124bはソース配線S、TFT、ゲート配線Gなどとも容量結合を形成しているが、ソース配線S、TFT、ゲート配線G等の電位はほぼ一定とみなすことができるため、これらの容量結合は、サブ画素電極124a、124bの電位差を変化させるのに実質的に寄与しない。
次に、青画素の構成を説明する。本実施形態の液晶表示装置100Aにおいて、青画素のサブ画素電極124tにはTFT130uが設けられている。ここでは、第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられたTFT130uのゲートは、第n+1行のゲート配線Gn+1と電気的に接続されている。なお、TFT130a、130bおよび130uは半導体層を有しており、各TFT130a、130bおよび130uの半導体層は、堆積した半導体膜をパターニングすることによって形成される。このように、TFT130uはTFT130a、130bと同様の工程で形成される。
ここで、TFT130uの構成を説明する。TFT130uのゲートは延長配線GE1またはGE2と電気的に接続されており、TFT130uのドレインはサブ画素電極124tと電気的に接続されている。また、TFT130uのソースまたはソースと電気的に接続された電極は絶縁層を介して下側の延長配線GE1、GE2および上側の画素電極124tと重なっており、TFT130uのソースまたはソースと電気的に接続された電極は延長配線GE1、GE2およびサブ画素電極124tと容量結合している。このため、サブ画素電極124tとTFT130uのソースとの間、および、サブ画素電極124tと延長配線GE1、GE2との間に容量が形成されており、この容量が図9Bに示した修正補助容量132uに対応する。
TFT130s、TFT130tのゲートがオフとなった後、TFT130uのゲートがオンになると、TFT130uのソースとサブ画素電極124tとが電気的に接続し、修正補助容量132uに対するサブ画素電極124tの電荷の吸収または放出が行われる。ここでは、1フレーム前の修正補助容量132uへの充電により、TFT130sのソースの電位は、TFT130s、TFT130tのゲートがオフになってからTFT130uのゲートがオンになるまで、サブ画素電極124tの電位と反対である。このため、第3TFT130uがオンになると、サブ画素電極124tの電荷が放出される。なお、一般に、修正補助容量132uがサブ画素の液晶容量を上回ることはない。修正補助容量132uは液晶容量の1%から10%であることが好ましく、2%から5%であることがさらに好ましい。
また、第3TFT130uがオフになると、第3TFT130uのソースとサブ画素電極124tとの間の容量が単純に付加されることになる。このため、サブ画素電極124tの電位の絶対値は低減する。なお、TFT130uのソースと容量結合を形成する導電部材は、低周波の電圧変動が1フレーム期間でほとんど生じない別の部材であってもよい。
また、図15から理解されるように、行方向に隣接する2つのカラー画素に属する2つの青画素に着目すると、一方の青画素の第1サブ画素が明サブ画素であり、第2サブ画素が暗サブ画素である。これに対して、他方の青画素の第1サブ画素が暗サブ画素であり、第2サブ画素が明サブ画素である。また、列方向に沿って青画素に着目すると、明サブ画素および暗サブ画素が交互に配列されている。なお、第1延長配線GE1は、暗サブ画素となる第2サブ画素のサブ画素電極124tと容量結合を形成しており、第2延長配線GE2は、暗サブ画素となる第1サブ画素のサブ画素電極124tと容量結合を形成している。
なお、上述した説明では、第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられた第3TFT130uのゲートは、第n+1行のゲート配線Gnと電気的に接続されていたが、本発明はこれに限定されない。第n行の青画素の暗サブ画素Btに対応して設けられた第3TFT130uのゲートは、さらに別の行のゲート配線と電気的に接続されてもよい。ただし、TFT130uのゲートとこれと電気的に接続するゲート配線との間の距離が長いほど、TFT130uのゲートとこのゲート配線とを結ぶ配線が長くなり、開口率が低下するとともに補助容量配線CSの電圧の位相を調整するためのマージンが減少してしまう。このため、TFT130uのゲートは比較的近くに位置するゲート配線と接続することが好ましい。
また、上述した説明では、ゲート配線Gnと青画素の暗サブ画素Btに対応するTFT130uのゲートとを電気的に接続する第1延長配線GE1および第2延長配線GE2が補助容量配線CSの近傍に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。第1延長配線GE1および第2延長配線GE2はゲート配線の近傍に設けられてもよい。あるいは、ゲート配線Gnと重なる別の層で第1延長配線GE1および第2延長配線GE2を形成して、開口率の低下を抑制してもよい。
また、上述した説明では、サブ画素電極124tは絶縁層を介してTFT130uのソースと重なるように設けられており、TFT130uのソースとサブ画素電極124tとの間で容量結合が形成されたが、本発明はこれに限定されない。半導体層に設けられたTFT130uのソースと電気的に接続された電極とサブ画素電極124tとの間で容量結合を形成し、容量を増大させてもよい。例えば、このような電極は透明な導電部材で形成される。
また、上述した説明では、第3TFT130uは暗サブ画素Btに対応して設けられたが、本発明はこれに限定されない。第3TFT130uは明サブ画素Bsに対応して設けられてもよい。この場合、第3TFT130uが選択されることにより、TFT130sを介してサブ画素電極124sの電位は対向電極144の電位(例えば、接地電位)に近づくため、明サブ画素の実効電圧と暗サブ画素の実効電圧との差が小さくなり、明サブ画素Bsの輝度は低下する。視野角改善効果が低減してしまう。また、一般的なV−T曲線では、電圧が高いほど曲線の傾きが大きいため、明サブ画素の輝度低下量は暗サブ画素の輝度低下量よりも大きくなる。このため、第3TFT130uは暗サブ画素Btに対応して設けられることが好ましい。
なお、図13に示した液晶表示装置100Aでは、2種類の異なる電圧に対応して補助容量幹線CST(すなわち、補助容量幹線CSTaおよびCSTb)が設けられていたが、本発明はこれに限定されない。3種類以上の異なる電圧に対応して補助容量幹線CSTが設けられてもよい。また、補助容量幹線CSTのそれぞれに印加される電圧に含まれる矩形波は等しい周期で位相の異なるものであってもよい。
補助容量幹線CSTの電圧VCSTは2×N×H(水平走査期間)の周期の矩形波を含むことが好ましい。ここで、Nは1以上の整数である。このような矩形波では、N×H期間のロー電圧とN×H期間のハイ電圧とが交互に繰り返される。なお、理論的には、補助容量配線CSの電圧VCSが変動するタイミングはゲート配線毎に設定可能であるが、多くの異なるタイミングを設定する場合、図12に示したCS電圧発生回路350が複雑になるため、好ましくない。また、一般に、各ソース配線Sの電位はフレーム毎に反転するだけでなく1H(H:水平走査期間)毎に反転する。このため、補助容量幹線CSTの電圧VCSTが水平走査期間の整数倍の周期性を有することにより、補助容量幹線CSTの電圧VCSTをソース配線Sの電位の変化のタイミングに合わせて変化させることができ、補助容量幹線CSTの種類の数の増加を抑制することができる。
なお、補助容量幹線CSTの種類がある程度多いと、補助容量幹線CSTに印加される電圧VCSTの振幅周期を長くできるため、タイミングマージンを充分に確保することができる。また、1種類の電圧が印加される補助容量幹線と電気的に接続された補助容量配線に対応するサブ画素の数が減り、1種類の電圧が印加される補助容量幹線によって変動すべき電荷量が低減する。このため、補助容量幹線が比較的細い場合や、液晶表示パネルが大きい場合など、補助容量幹線に印加される電圧波形やゲート配線に印加される電圧波形がなまりやすい状況下でも、想定したタイミングを維持することができ、高精度の駆動を安定的に行うことができる。
図16に示した液晶表示装置100Bには、4種類の異なる電圧に対応した補助容量幹線CST(すなわち、補助容量幹線CSTa、CSTb、CSTc、CSTd)が設けられている。液晶表示装置100Bでは、図17に示すように、補助容量幹線CSTa〜CSTdのそれぞれに印加される電圧VCSTa〜VCSTdは4Hの周期で振動しており、電圧VCSTa〜VCSTdでは、ロー電圧およびハイ電圧のそれぞれの期間は2Hである(N=2)。なお、補助容量幹線CSTの電圧VCSTが水平走査期間の整数倍で周期的に振動することにより、比較的少ない数の補助容量幹線CSTで液晶表示パネル全体の補助容量配線をカバーすることができる。
液晶表示装置100Bにおいて、第n行第m+2列の画素に着目すると、サブ画素Spaに対応する補助容量幹線CSTaの電圧VCSTaの位相はサブ画素Spbに対応する補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbの位相に対して反転しており、電圧VCSTaの位相は電圧VCSTbの位相と比べて半周期(すなわち、2H)時間ずれていることになる。また、第n+1行第m+2列の画素に着目すると、サブ画素Spaに対応する補助容量幹線CSTcの電圧VCSTcの位相はサブ画素Spbに対応する補助容量幹線CSTdの電圧VCSTdの位相に対して反転しており、電圧VCSTcの位相は電圧VCSTdの位相と比べて2Hずれていることになる。
また、液晶表示装置100Bでは、ゲート配線Gnの電圧がハイからローに変化したあと、TFT130a、TFT130b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、それぞれのサブ画素電極124a、124bの電圧Vlca、Vlcbは概ね同一の引き込み電圧Vdだけ低下する。その後、第3TFT130uがオンになり、青画素Bの暗サブ画素Btのサブ画素電極124tの電位が低下する。その後、補助容量配線CSa、CSbの電圧の最初の変化が起きる。このように、液晶表示装置100Bでは、TFT130a、TFT130bがオフになった後の補助容量配線CSの電圧の最初の変化は、第3TFT130uが選択されてサブ画素電極124tの電位が低下した後に起きる。
なお、ここでも、補助容量幹線CSTa、CSTbに対応するゲート配線Gnの電圧VgnがVgHからVgLに変化する時刻は、補助容量幹線CSTの電圧VCSTの平坦部分の中央の時刻と一致しており、Tdの値は1Hである。なお、Tdの値は0Hよりも大きく2Hよりも短い範囲であってもよい。
また、液晶表示装置100Bのように、1行の画素ごとに2本の補助容量配線CSを設ける場合、L(=2×N)種類の補助容量幹線CSTを設けて、補助容量幹線CSTの電圧VCSTの振動の周期を2×N×Hとすることにより、規則的に反転する電圧の付与される補助容量幹線と補助容量配線との割り当てを単純化するとともに、L本の補助容量幹線を介して補助容量配線全体にL種類のパターンの電圧を付与することができる。
なお、液晶表示装置100Bでは、1行の画素ごとに2本の補助容量配線CSが設けられていたが、本発明はこれに限定されない。補助容量配線CSは、列方向に隣接する2つの画素のうち互いに隣接する2つのサブ画素に共通に設けられてもよい。この場合、液晶表示パネルにおける補助容量配線CSの数を減少させることができる。
図18に示した液晶表示装置100Cでは、補助容量配線CSは列方向に隣接する2つの画素のうち互いに隣接する2つのサブ画素に共通に設けられている。また、液晶表示装置100Cには、6種類の補助容量幹線(すなわち、補助容量幹線CSTa〜CSTf)が設けられている。
液晶表示装置100Cでは、図19に示すように、補助容量幹線CSTa〜CSTfのそれぞれに印加される電圧は12Hの周期で振動し、電圧VCSTa〜VCSTfでは、ロー電圧およびハイ電圧のそれぞれの期間は6Hである(N=6)。
液晶表示装置100Cにおいて第n行第m+2列の画素に着目すると、サブ画素Spaに対応する補助容量幹線CSTaの電圧VCSTaの位相はサブ画素Spbに対応する補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbの位相に対して反転しており、電圧VCSTaの位相は電圧VCSTbの位相と比べて6(=N)Hずれていることになる。また、第n+1行第m+2列の画素に着目すると、サブ画素Spaに対応する補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbの位相はサブ画素Spbに対応する補助容量幹線CSTcの電圧VCSTcの位相と比べて8(=N+2)Hずれている。
また、液晶表示装置100Cでは、ゲート配線Gnの電圧がハイからローに変化したあと、TFT130a、TFT130b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、それぞれのサブ画素電極124a、124bの電圧Vlca、Vlcbは概ね同一の引き込み電圧Vdだけ低下する。その後、第3TFT130uがオンになり、青画素Bの暗サブ画素Btのサブ画素電極124tの電位が低下する。その後、補助容量配線CSの電圧の最初の変化が起きる。このように、液晶表示装置100Cでは、TFT130a、TFT130bがオフになった後の補助容量配線CSの電圧の最初の変化は、第3TFT130uが選択されてサブ画素電極124tの電位が低下した後に起きる。
また、液晶表示装置100Cのように、補助容量配線CSが列方向に隣接する2つの画素のうち互いに隣接する2つのサブ画素に共通に設けられている場合、L(=N)種類の補助容量幹線CSTを設けて、補助容量幹線CSTの電圧VCSTの振動の周期を2×N×Hとすることができる。
なお、Nが長い場合、それに伴い、補助容量幹線CSTの数Lが多くなる。補助容量幹線CSTの数が多い場合、補助容量幹線の占める面積が増大するとともに、補助容量幹線CSTに印加する電圧VCSTを個別に発生する必要がある。また、Nが長すぎると、液晶分子162の配向方向の変化に起因する輝度の変化が認識されてしまう。これらの観点からみると、Nは短いほど好ましい。
一方、Nが短い場合、それに伴い、補助容量幹線CSTの数Lも少なくなる。補助容量幹線CSTの数Lが少ない場合、液晶表示パネル全体の補助容量配線CSの電位を一度に変化させる必要が生じるため、補助容量配線CSの電位を変化させるごとに大電流が発生し、補助容量配線CSの電位の変化を確実に行うことができなくなり、液晶表示パネルの信頼性の点から好ましくない。液晶表示パネルの実現性と駆動の容易さから、Nは、例えば4から12のいずれかの整数であることが好ましく、特に制御のしやすさから、Nは4、6、8または12などであることが好ましい。
なお、図19に示した波形では、時間的に後から選択されるゲート配線に対応して配置された補助容量配線の電圧の位相は他方の位相と比べて水平走査期間のN倍またはN+2倍の時間ずれているが、本発明はこれに限定されない。時間的に後から選択されるゲート配線に対応して配置された補助容量配線の電圧の位相は他方の位相と比べて、水平走査期間の(N+1)倍の時間ずれていてもよい。
また、液晶表示装置100Cでは、例えば、ゲート配線Gnの電圧がオフになった後に、TFT130uを選択して青画素のサブ画素電極124tの電位を低下させている。ゲート配線Gnの電圧がオフになった後に補助容量幹線CSTa、CSTbの電圧VCSTa、VCSTbが最初に変化するまでの期間が異なるほど、ゲート配線Gnに対して一方の側に配置されている暗サブ画素(例えば、第1サブ画素)とゲート配線に対して他方の側に配置されている暗サブ画素(例えば、第2サブ画素)との間で輝度の差が発生する。同一ゲート配線に対応する画素の平均輝度を均一化するため、および、単調な周期性を保証するために、時間的に後から選択されるゲート配線に対応して配置された補助容量配線の電圧の位相は他方の位相と比べて(N+1)H期間遅らせることが好ましい。
なお、補助容量幹線の電圧の半周期Nが5である場合、CS電圧発生回路350(図12参照)により、時間的に後から選択されるゲート配線に対応して配置された補助容量配線の電圧の位相が他方の位相と比べて水平走査期間の(N+2)倍の時間ずれていても、駆動の問題は生じない。一方、補助容量幹線の数Nが6である場合、CS電圧発生回路350により、時間的に後から選択されるゲート配線に対応して配置された補助容量配線の電圧の位相が他方の位相と比べて水平走査期間の(N+2)倍の時間ずれていると、TFTがオフになってから最初に補助容量配線の電圧が変化するまでの期間はNが3または5の場合と同様になり、容量的な駆動が困難となることがある。
上述したように、液晶表示装置100B、100Cでは、ゲート配線Gnの電圧がハイからローに変化したあと、TFT130a、130b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、それぞれのサブ画素電極124a、124bの電圧Vlca、Vlcbは概ね同一の引き込み電圧Vdだけ低下する。その後、第3TFT130uがオンになり、青画素Bの暗サブ画素Btのサブ画素電極124tの電位が低下する。その後、補助容量配線CSの電圧の最初の変化が起きる。このように、第3TFT130uによるサブ画素電極124tの電位が低下した後に、補助容量配線CSの電圧が最初に変化することが好ましい。
ここで、液晶層160の実効電圧と補助容量配線CSの電圧変化との関係を考える。まず、上述したように、TFT130uがオンになり、サブ画素電極124tと接続している容量が急激に増大すると、液晶層160の実効電圧は低下する。なお、厳密には、TFT130uのソースと修正補助容量132uを形成する導電部材の電位の変化の影響を受けるが、ここでは、この影響を無視する。なお、ここで無視した導電部材の電位の変化の影響はタイミングによらず一定と考えられる。
TFT130uがオンになり、サブ画素電極124tと接続している容量がC1からC2に増大したとすると、Q1=C1×V1、Q2=C2×V2であり、Q1=Q2であることから、V2=Q1/C2=C1/C2×V1であり、ΔV=V1−V2=(1−C1/C2)×V1である。ここで、容量C1、C2を一定とすると、初期の電圧V1が大きいほど第3TFT130uによる電圧引き下げ効果が大きいことがわかる。補助容量配線CSの電圧変化により、第3TFT130uに対応するサブ画素の実効電圧が低減することから、補助容量配線CSの電圧変化の影響を受けた後に第3TFT130uがオンになると、第3TFT130uによる電圧低減効果は減少する。このため、補助容量配線CSの電圧が変化する前に、第3TFT130uがオンになることが好ましい。
また、上述したように、液晶表示装置100〜100Cでは、サブ画素電極の電位は補助容量配線CSの電圧の影響を受けて変化するが、このサブ画素電極の電位は表示期間だけでなく非表示期間の補助容量配線CSの電圧の影響を受ける。一般に、表示期間において補助容量配線CSの電圧がハイである期間とローである期間は互いに等しいが、非表示期間においても補助容量配線CSの電圧がハイである期間とローである期間は互いに等しいことが好ましい。このために、補助容量配線CSの電圧は非表示期間および表示期間のいずれも同じ周期で振動してもよい。あるいは、その非表示期間における補助容量配線CSの電圧がハイである期間とローである期間は互い等しくなるように非表示期間の周期が設定されていてもよく、例えば、非表示期間における補助容量配線CSの電圧の周期は表示期間における周期よりも長く設定されていてもよい。
また、一般に、画素の極性は数フレーム単位で反転するが、画素の極性の反転にかかわらず補助容量配線CSの電圧の位相が変化しない場合、フレーム反転に対応してサブ画素の明暗が反転することになり、フリッカーが見えたり、青画素の視野角改善効果が低下することがある。このため、補助容量配線CSに印加される電圧VCSの位相は画素の極性の反転周期ごとに反転することが好ましい。例えば、画素の極性の反転周期が1フレームである場合、補助容量配線CSに印加される電圧の位相は1フレーム毎に反転することが好ましい。また、画素の極性の反転周期が2フレームまたは3フレームである場合、補助容量配線CSの電圧の位相も2フレームまたは3フレームごとに反転することが好ましい。なお、特別な調整回路を設けることなく、画素の極性の反転周期ごとに補助容量配線CSに印加される電圧の位相を反転させるために、画素の極性の反転周期を1垂直走査期間(1フレーム)に設定することが好ましい。
また、液晶表示装置100〜100Cの垂直走査期間は、補助容量配線CSの電圧VCSの周期の略(M+0.5)倍に設定されていることが好ましい。ここで、Mは1以上の自然数である。このように、垂直走査期間自体を、補助容量配線CSの電圧VCSの周期の(M+0.5)倍に設定し、非表示期間を含めて同じタイミングで振幅させる場合、特別な調整回路を設けることなく、フレームごとに補助容量配線CSの電圧VCSの位相を反転させることができる。垂直走査期間がVであり、補助容量配線CSの電圧VCSの周期をPとする場合、MOD(V−0.5×P,P)=0であることが好ましい。ここで、関数MOD(被除数,除数)は被除数を除数で除算した剰余を示す。
仮に、有効画像データの全走査線数が1125本、補助容量配線CSの電圧VCSの周期が12Hである場合、MOD((1125−6),12)=3であるため、補助容量配線CSの電圧VCSの位相はフレーム毎に3Hずれることになる。この場合、2フレームごとに電圧VCSの位相は6Hずれるため、画素の極性が1フレームごとに反転する場合、視野角改善効果が低減し、フリッカーが観察されることがある。一方、上述した画像タイミング変調回路320を用いて有効画像データの全水平走査線数を1122本に設定すれば、MOD((1122−6),12)=0であるため、位相は1フレームごとに反転することになり、画素の極性の反転とともに補助容量配線CSの電圧VCSの位相を反転させることができる。ただし、フレーム周波数を元の入力信号と一致させるために、ピクセルクロック、垂直走査線数をこれに合わせて変更する必要がある。
また、上述したように、補助容量配線CSの電圧VCSの平坦部分の中間時刻にゲート配線がオフになることが好ましい。しかしながら、有効画像データの走査線数が液晶表示パネルの走査線の数に対して変動することは好ましくないが、実際には、有効画像データの走査線数が液晶表示パネルの走査線の数に対してある程度変動することがあり、このような変動が起こる場合、入力時に有効画像データの走査線数が1H増減することが最も多い。なお、フレーム周波数が決まっているので、あるフレームで走査線の数が増えた場合、次のフレームでは走査線の数が減ることが一般的である。このように、有効画像データの走査線数は、入力信号に対応して変更されることがあるが、補助容量配線CSの電位の制御に対し、想定外の信号を補正する部材を付与することはコストの点から好ましくなく、1H程度の変動があっても対応できるように前後に2Hのマージンを設けた設定を行うことが好ましい。
このため、TFT130a、130bがオフになってから対応する補助容量配線CSa、CSbの電圧が変化するまでの期間は、水平走査期間の2倍(2H)から(補助容量配線の電圧の半周期(すなわち、N)−2×水平走査期間)の間に設定されていることが好ましい。例えば、補助容量配線CSの電圧VCSの周期が12H(=6H+6H)である場合、TFT130a、130bのゲートがオフになってから補助容量配線CSの電圧が変化するまでの期間は、例えば、2H、3Hまたは4Hであることが好ましい。なお、図19に示した液晶表示装置100Cにおける第n+1行第m+2列の画素のように、対応する2つの補助容量配線CSb、CScの電圧の変化する時刻が異なる場合もある。補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbの変化時刻が補助容量幹線CSTcの電圧VCSTcの変化時刻と1H異なる場合、TFT130aのゲートがオフになってから補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbが変化するまでの期間が2Hであるとき、TFT130bのゲートがオフになってから補助容量幹線CSTcの電圧VCSTcが変化するまでの期間は3Hである。また、TFT130aのゲートがオフになってから補助容量幹CSTbの電圧VCSTbが変化するまでの期間が3Hであるとき、TFT130bのゲートがオフになってから補助容量配線CSTcの電圧VCSTcが変化するまでの期間は4Hである。なお、TFT130uはTFT130a、130bがオフになってから1H経過後選択されるため、TFT130aのゲートがオフになってから補助容量幹線CSTbの電圧VCSTbが変化するまでの期間は3Hであり、TFT130bのゲートがオフになってから補助容量幹線CSTcの電圧VCSTcが変化するまでの期間は4Hであることが好ましい。
なお、上述した説明では、TFT130uのソースはサブ画素電極124tと絶縁層を介して重なっており、TFT130uのソースはサブ画素電極124tと容量結合を形成していたが、本発明はこれに限定されない。サブ画素電極124tの電圧は、TFT130tを介してソース配線Sから供給された後で、TFT130uが選択された期間、低下するものであり、TFT130uのソースと容量結合を形成する配線はフレーム単位で変動の少ない電位を有するものであればいずれでもよい。このため、TFT130uのソースと容量結合を形成する配線は、配線設計の容易さや回路の信頼性から選択されてもよい。
例えば、TFT130uのソースはサブ画素電極124tと重ならないように設けられており、TFT130uのソースは絶縁層および液晶層を介して対向電極144と容量結合を形成してもよい。このように、開口率や配線の容易さに応じて設計されてもよい。
あるいは、第3TFT130uのソースは対向電極144または対向電極144と電気的に接続された配線と容量結合を形成していてもよい。対向電極144と電気的に接続された配線は背面基板120にも存在しており、この配線と容量結合を形成するのは比較的容易である。また、この配線は、階調安定性のために比較的安定した電位を保証するように設計されている。したがって、製造の容易性および安定動作の観点から、第3TFT130uのソースは対向電極144と電気的に接続された配線と容量結合を形成することが好ましい。なお、対向電極144は、前面基板140の主面全体にわたって形成される透明な電極であり、背面基板120には、必ずしも対向電極144と等電位の配線が設けられなくてもよい。しかしながら、液晶表示パネルの大型化に伴い、電極そのものの抵抗に起因して電圧降下が生じるため、面内の電位が不安定になることがある。これを回避するために、背面基板120に対向電極144と等電位の低抵抗配線を設け、液晶表示パネル内の各所で対向電極144と配線とを電気的に接続し、面内の電位の均一性を向上させることが好ましい。また、対向電極144と電気的に接続された配線の電位は当然ながら安定しており、背面基板120にこのような配線を密に設ける場合、対向電極144と電気的に接続された配線と第3TFT130uとの容量結合を容易に実現することができる。
また、第3TFT130uのソースはTFT130tのドレインまたはドレインと電気的に接続された配線と容量結合を形成していてもよい。TFT130tのドレインは第3TFT130uのソースの比較的近くに位置しているため、容量結合の形成を容易に行うことができる。ただし、TFT130uがオンになったときにTFT130uのソースの電位がサブ画素電極124tの電位となるため、電圧低減効果は比較的少ない。
あるいは、第3TFT130uのソースはTFT130tのソース(すなわち、ソース配線S)と容量結合を形成してもよい。一般に、ソース配線Sの電位は高周波で振動するため、第3TFT130uのソースがソース配線Sと容量結合を形成しても、問題はほとんど発生しない。ただし、厳密には、ソース配線Sの電位は隣接する画素に応じて設定されるため、わずかにクロストークが発生して、色再現性の正確さがわずかに低下することがある。
あるいは、第3TFT130uのソースはTFT130s、130tに対応するゲート配線Gと容量結合を形成してもよい。この場合、ほとんどの期間においてゲート配線Gの電位は低いため、サブ画素電極124tの電圧を低減させることができる。なお、一般的には、容量を介して影響する電圧でTFTが破壊されたり、誤作動する可能性は低いが、TFTのゲートとソースの間に空隙または異物などが存在している場合、瞬間的に上昇したゲート配線の電圧が通電してしまい、保持すべき電荷が失われたり、更に、ゲート、ドレインに流れ込んだ電流により破壊されたりするおそれがある。この場合、その画素のみならずそのゲート配線に関わる全ての画素で駆動が不安定になる。このような不安定駆動を抑制するためには、例えば、絶縁層を厚くすることが必要となるが、このように絶縁層を厚くすると、容量が小さくなり、第3TFT130uによる電圧の低減効果を抑制することになり、好ましくない。
このように、TFT130uのソースまたはTFT130uのソースと電気的に接続された電極はいずれの配線とも直接的には接続されていないが、TFT130uのソースまたはTFT130uのソースと電気的に接続された電極は、例えば、画素電極、ゲート配線G、補助容量配線CS、対向電極のうち少なくとも1つの導電部材またはこのような導電部材と電気的に接続された配線と容量結合を形成すればよい。例えば、TFT130uのソースまたはTFT130uのソースと電気的に接続された電極は、画素電極、ゲート配線G、補助容量配線CS、対向電極のうち少なくとも1つの導電部材またはこのような導電部材と電気的に接続された配線と絶縁層を介して重なることにより、容量結合を形成することができる。この絶縁層は、背面基板120に設けられた絶縁膜であってもよく、あるいは、液晶層であってもよい。
なお、第3TFT130uのゲートは、第1、第2TFT130a、130bに対応するゲート配線Gnが選択されてから比較的短時間後に選択されるゲート配線に接続されていることが好ましい。例えば、第3TFT130uのゲートは、ゲート配線Gnが選択された後、1Hから3H期間の間に選択されるゲート配線Gに接続されていることが好ましい。
第3TFT130uは、サブ画素電極124tにソース配線Sから電圧が供給された後に液晶層に印加される電圧の実効電圧が低下するように、サブ画素電極124tにソース配線Sから電圧が供給されて、サブ画素電極124tの電位が安定化した後、できるだけ短時間で第3TFT130uがオンになり、サブ画素電極124tの電位を低下させることが好ましい。例えば、第3TFT130uのゲートは、第3TFT130uに対応するゲート配線Gnから、例えば、3水平走査期間内に選択されることが好ましい。
また、第3TFT130uのゲートと電気的に接続されるゲート配線と、第3TFT130uに対応するゲート配線との間の距離が長いと、配線が複雑になり、開口率が低下することになる。このため、第3TFT130uのゲートと接続するゲート配線は、第3TFT130uに対応するゲート配線Gnから、例えば、1行、2行または3行離れて位置するゲート配線であることが好ましい。第3TFT130uのゲートと接続するゲート配線は、第3TFT130uに対応するゲート配線Gnに隣接するゲート配線Gn+1であることがさらに好ましい。ただし、液晶表示パネルの容量設計上、サブ画素電極124tへの書き込みが行われた後のサブ画素電極124tの電位が安定化するまでの期間が1H以上必要である場合、第3TFT130uのゲートと接続するゲート配線は、第3TFT130uに対応するゲート配線Gnから2ライン離れたゲート配線であることが好ましい。
また、上述した説明では、サブ画素電極はほぼ矩形状であったが、本発明はこれに限定されない。サブ画素電極は切欠部の設けられた矩形状であってもよい。図15を参照して上述したように、液晶表示装置100Aでは、第3TFT130uや第1、第2延長配線GE1、GE2等の配線が設けられるため、液晶分子がこれらの配線の影響を受けるおそれがあるが、サブ画素電極に設けられた切欠部による斜め電界を発生させることにより、このTFT130uや第1、第2延長配線GE1、GE2による液晶層への電界の影響を抑制することができる。また、サブ画素電極124tがTFT130uを完全に覆った上で、サブ画素電極124tに切欠部を設けることで、TFT130uによる液晶層160への電界効果を効率的に遮断することができる。また、この切欠部はTFT130s、130tに対応して第1、第2サブ画素電極124s、124tごとに設けられていることが好ましい。
なお、図1に示した位相差板129、149として光学異方性が負の位相差板が用いられてもよく、また、この位相差板は、光軸が2軸の位相差板であってもよい。また、図1では、液晶層160を挟むように設けられた2枚の位相差板129、149が示されているが、位相差板は一枚であってもよい。
なお、本実施形態の液晶表示装置100〜100Cおよび比較例の液晶表示装置700に等しい入力信号を入力した場合、液晶表示装置100〜100Cにおける赤および緑画素の明サブ画素および暗サブ画素の輝度は液晶表示装置700と等しい。一方、液晶表示装置100〜100Cにおける青画素の明サブ画素の輝度は液晶表示装置700と等しいが、液晶表示装置100〜100Cにおける青画素の暗サブ画素の輝度は液晶表示装置700とは異なる。具体的には、液晶表示装置100〜100Cにおける青画素の暗サブ画素の輝度は液晶表示装置700よりも低い。この場合、液晶表示装置100〜100Cにおける青のカラーフィルタおよびバックライトを調整して、液晶表示装置100〜100Cにおける青画素の輝度を液晶表示装置700と等しくしてもよい。
なお、上述した説明では、暗サブ画素の面積は明サブ画素の面積と等しかったが、本発明はこれに限定されない。暗サブ画素の面積は明サブ画素の面積よりも大きくてもよい。なお、暗サブ画素の面積は明サブ画素の面積の1倍から約4倍程度に設定され、明サブ画素と暗サブ画素の面積比率は略1:1〜1:4であることが好ましい。明サブ画素と暗サブ画素の面積比率が1:1である場合、サブ画素電極124sをサブ画素電極124tと対称に設計すればよい。この場合、配線の設計を簡便にできるとともに、無駄になる空間が少なく比較的大きな開口率を実現できる。
明サブ画素と暗サブ画素との面積比率の差が大きくなるほど、複雑な設計が必要となり、無駄になる空間が多くなり、開口率が小さくなる。一方、一般に、階調レベルが低いほど、正面からの表示特性と斜め方向からの表示特性とのずれが大きいが、明サブ画素の面積が暗サブ画素の面積よりも小さいほど、その改善効果は大きい。具体的には、液晶表示パネルのガンマ特性が2程度である場合、明サブ画素と暗サブ画素との面積比が1:1であれば、255階調表記における階調レベル0−192程度にわたって比較的緩やかに視野角特性が改善される。一方、明サブ画素と暗サブ画素との面積比が1:3の場合、255階調表記における階調レベル0−128の範囲で視野角特性が比較的強く改善される。一般的に低階調レベルにおける表示特性のずれが認識されやすいこと、および、量産性を考慮すると、明サブ画素と暗サブ画素との面積比は1:2〜1:3程度であることが好ましい。
なお、上述した説明では、液晶表示装置100〜100Cはノーマリーブラックであったが、本発明はこれに限定されない。液晶表示装置はノーマリーホワイトであってもよい。なお、液晶表示装置がノーマリーホワイトである場合、図9Bを参照して上述したように、青画素Bの第2サブ画素Bbに対応するサブ画素電極124bの電位が対向電極144の電位に近づくように低下すると、第2サブ画素Bbが明サブ画素となる。この場合、色ずれの抑制が行われるものの、コントラストが低下することがある。このため、液晶表示装置はノーマリーブラックであることが好ましい。
また、上述した説明では、入力信号における赤、緑および青画素の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、青画素の最高輝度に対する2つのサブ画素の輝度の差の割合を赤画素および緑画素の最高輝度に対する2つのサブ画素の輝度の差の割合よりも大きくなるように構成したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、液晶層に印加する電圧を低減させて消費電力の低減を図るために、あるいは、液晶容量を小さくするために、パネルギャップを通常よりも大きく設定する場合、青画素および緑画素ではΔnd>半波長、赤画素ではΔnd<半波長となり、赤画素の視野角特性は青画素および緑画素の視野角特性とは異なり、斜めから見た場合、赤−シアンの方向に色ずれが生じることがある。この場合、赤画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合が緑画素および青画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合よりも大きくなるように構成してもよい。
あるいは、緑画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合を赤画素および青画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合よりも大きくなるように構成してもよい。なお、図8を参照して上述した比較例の液晶表示装置700のように、青画素の視野角特性が赤画素および緑画素の視野角特性とは異なる場合、青画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合を赤画素および緑画素の最高輝度に対するサブ画素の輝度の差の割合よりも大きくすることが好ましい。
(実施形態2)
上述した説明では、明サブ画素および暗サブ画素が市松模様に配列されていたが、本発明はこれに限定されない。
以下、図20を参照して、本発明による液晶表示装置の第2実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置100Dは、暗サブ画素の2つの領域が明サブ画素を挟むように設けられている点を除いて上述した液晶表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
図20に、液晶表示装置100Dにおける背面基板120の模式的な平面図を示す。液晶表示装置100Dでも、ゲート配線Gおよびソース配線Sがマトリクス状に配置されており、補助容量配線CSがゲート配線Gと平行に配置されている。なお、補助容量配線CSは、列方向に隣接する2行の画素のうちの一方の明サブ画素および他方の暗サブ画素と対応するように設けられている。また、各ゲート配線Gからは延長配線GEが延びている。
なお、赤画素および緑画素はTFT130uが設けられていない点を除いて青画素と同様の構成を有している。このため、ここではその説明を省略する。
液晶表示装置100Dでも、青画素の暗サブ画素Btに対応してTFT130uが設けられており、TFT130uのソースは絶縁層を介してサブ画素電極124tと重なっており、TFT130uのソースはサブ画素電極124tと容量結合を形成している。また、液晶表示装置100Dでは、第3TFT130uに対応する暗サブ画素は一直線状に配置されおり、ゲート配線Gnと第3TFT130uとを接続する延長配線は1つである。
青画素の暗サブ画素Btは第1領域Bt1および第2領域Bt2を有しており、第1領域Bt1および第2領域Bt2は明サブ画素Bsを挟むように設けられている。青画素のサブ画素電極124tは、第1領域Bt1に対応する電極124t1と、第2領域Bt2に対応する電極124t2とを有している。TFT130tのドレインは電極124t1と電気的に接続されており、電極124t1は電極124t2と連結部材124cを介して電気的に接続されている。なお、連結部材124cの抵抗率は低く、電極124t1は電極124t2とほぼ等電位であってもよい。
あるいは、連結部材124cは、サブ画素電極の抵抗よりも高いことが好ましい。例えば、連結部材124cの材料はサブ画素電極の材料(例えば、ITO)よりも高抵抗であってもよい。あるいは、連結部材124cの幅や厚さを電極124t1、124t2と変えることにより、高い抵抗率を有していてもよい。これにより、連結部材124cにおいて電圧降下が起こるため、電極124t2の電圧は電極124t1よりも低くなり、領域Bt2の輝度は領域Bt1の輝度よりも低くなる。このように、暗サブ画素の輝度の低下を促進することでき、さらなる視野角改善効果を得ることができる。
ここで、図21を参照して入力信号において2行のカラー画素が白を表示する場合の液晶表示装置の輝度を説明する。
図21(a)に、従来の液晶表示装置の模式図を示す。従来の液晶表示装置では、2行のカラー画素に含まれる赤、緑および青画素がそれぞれ点灯している。
また、図21(b)に、上述した液晶表示装置100Aの模式図を示す。ここで、液晶表示装置100Aでは、各画素において明サブ画素および暗サブ画素の面積比は1:2であり、ここでは、低階調部分の視野角特性の改善を効率的に行うために、暗サブ画素の面積を明サブ画素の面積よりも大きくしている。液晶表示装置100Aでは、明サブ画素と暗サブ画素とが市松模様に配列されているため、入力信号においてx方向に延びた1本の直線を示す場合でも、液晶表示パネルでは、明サブ画素が分散して配置されているため、線の周りにもやが発生しているように見えたり、2本の点線のように見えてしまい、表示品位が低下することがある。
図21(c)に、本実施形態の液晶表示装置100Dの模式図を示す。液晶表示装置100Dでも各画素における明サブ画素および暗サブ画素の面積比は1:2である。液晶表示装置100Dでは、明サブ画素がそれぞれ直線上に配置されているため、一般的な直線に見える。このように、本実施形態の液晶表示装置100Dでは、表示品位の低下を抑制することができる。
ただし、液晶表示装置100Dでは、液晶表示装置100Aと比べて配線が複雑になるため、量産性が低下することがある。このため、明サブ画素および暗サブ画素を市松模様に配列するか、または、暗サブ画素の分割を行うかは、液晶表示装置の用途、解像度および輝度等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、液晶表示装置をハイビジョンのテレビジョンセットとして用いる場合、明サブ画素と暗サブ画素との面積比が1:3以上であるときサブ画素を分割して設計することが好ましく、明サブ画素の面積の比率がこれより大きいときには明サブ画素および暗サブ画素を市松模様に配列することが好ましい。あるいは、より近い場所から観察されるPCモニターとして液晶表示装置を用いる場合、明サブ画素と暗サブ画素との面積比が1:1.5倍程度であるときにはサブ画素の分割構造を採用することが好ましく、明サブ画素の面積の比率がこれより大きいときには明サブ画素および暗サブ画素を市松模様に配列することが好ましい。
(実施形態3)
上述した説明では、1つの画素に属する2つのサブ画素電極には、共通のソース配線Sから電圧が供給されたが、本発明はこれに限定されない。2つのサブ画素電極には、異なるソース配線Sから電圧が供給されてもよい。
以下、図22を参照して、本発明による液晶表示装置の第3実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置100Eは、各画素に属する2つのサブ画素電極には異なるソース配線Sから電圧が供給される点、および、第3TFTが設けられていない点を除いて、上述した液晶表示装置100Aと同様の構成を有しており、冗長を避けるために、重複する説明を省略する。
液晶表示装置100Eにおいて、青画素Bは、2つのサブ画素BaおよびBbを有しており、サブ画素Ba、Bbに対応するサブ画素電極224a、224bには、それぞれTFT230a、230bが接続されている。TFT230a、230bのゲートはゲート配線Gateに接続され、TFT230a、230bのソースは異なるソース配線S1、S2に接続されている。このため、TFT230a、230bがオンのときにソース配線Sa、Sbを介してサブ画素電極224a、224bに電圧が供給され、第3TFTを設けなくても第1サブ画素Baの輝度は第2サブ画素Bbの輝度と異なり得る。なお、赤画素Rおよび緑画素Gも同様の構成を有している。
なお、液晶表示装置100Eでは、上述した液晶表示装置100〜100Dとは異なり、サブ画素電極224a、224bの電圧を設定する自由度が高いため、サブ画素単位として輝度の調整を比較的自由に行うことができる。液晶表示装置100Eでは、赤画素、緑画素および青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合でも、青画素Bの最高輝度に対する暗サブ画素Btの輝度の割合を赤および緑画素R、Gの最高輝度に対する暗サブ画素Rt、Gtの輝度の割合よりも低くすることにより、赤画素R、緑画素G、青画素Bの明サブ画素Rs、Gs、Bsおよび暗サブ画素Rt、Gtの輝度を変化させることなく、青画素Bの暗サブ画素Btの輝度を低下させることができる。したがって、青画素の視野角特性を赤および緑画素の視野角特性と略等しくなるように、青画素のサブ画素の輝度の設定を赤および緑画素のサブ画素の輝度の設定とは異ならせることにより、視野角特性のさらなる改善が行われる。ただし、液晶表示装置100Eでは、1列のサブ画素に対して2本のソース配線を設けており、ソース駆動回路(図示せず)は1つの画素に対して2つの異なる信号処理を行う必要がある。
なお、上述した説明では、液晶表示装置100〜100Eは、VAモードであったが、本発明はこれに限定されない。液晶表示装置はIPSモードであってもよく、あるいは、OCB(Optically Compensated Bend)モードであってもよい。OCBモードである場合、高速応答を利用した時間分割方式で駆動してもよい。
なお、VAモードの液晶表示装置の視野角特性は充分ではないことがあるため、液晶表示装置100〜100EがVAモードである場合、色ずれの改善効果が大きい。VAモードの液晶表示装置100〜100Eは、負の誘電異方性を有する液晶分子が電圧無印加状態において配向膜の主面に対してほぼ垂直方向に配向しており、液晶層160に電圧を印加すると、液晶分子162は4方向または8方向に分割して傾斜配向する。このようなVAモードは、配向規制手段に応じてさらにMVAモード、PVAモードに分類される。
なお、図12を参照して上述したCS電圧発生回路350は、ハードウェアによって実現できるほか、これらの一部又は全部をソフトウェアによって実現することもできる。上記各機能ブロックをソフトウェアによって実現する場合、コンピュータを用いてCS電圧発生回路350を構成すればよい。このコンピュータは、各種プログラムを実行するためのCPU(Central Processing Unit)や、それらのプログラムを実行するためのワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)などを備えるものである。そして、上記各機能ブロックを実現するためのCS電圧プログラムを上記コンピュータにおいて実行し、上記コンピュータを上記各機能ブロックとして動作させる。
CS電圧プログラムは、そのプログラムを記録した記録媒体から上記コンピュータに供給されてもよく、通信ネットワークを介してコンピュータに供給されてもよい。CS電圧プログラムを記録する記録媒体は、上記コンピュータと分離可能に構成してもよく、上記コンピュータに組み込むようになっていてもよい。この記録媒体は、記録したプログラムコードをコンピュータが直接読み取ることができるようにコンピュータに装着されるものであっても、外部記憶装置としてコンピュータに接続されたプログラム読み取り装置を介して読み取ることができるように装着されるものであってもよい。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)/EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
通信ネットワークを介して上記CS電圧プログラムを供給する場合、上記CS電圧プログラムは、そのプログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態をとる。
なお、参考のために、本願の基礎出願である特願2009−140599号の開示内容を本明細書に援用する。
本発明による液晶表示装置は、斜め方向から見た場合の色のずれを抑制することができる。
100 液晶表示装置
120 背面基板
140 前面基板
160 液晶層

Claims (37)

  1. 赤画素と、緑画素と、青画素とを含む複数の画素を備える液晶表示装置であって、
    前記複数の画素のそれぞれは、第1サブ画素および第2サブ画素を含む複数のサブ画素を有しており、
    前記赤画素、前記緑画素および前記青画素に対応する入力信号の階調レベルがあるレベルで互いに等しい場合、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のうちの1つの画素の最高輝度に対する前記第1サブ画素の輝度と前記第2サブ画素の輝度との差の割合は、他の2つの画素のそれぞれの最高輝度に対する前記第1サブ画素の輝度と前記第2サブ画素の輝度との差の割合よりも大きい、液晶表示装置。
  2. 前記他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが第1階調レベルである場合、前記他の2つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記他の2つの画素の前記第2サブ画素の輝度とそれぞれ異なり、前記他の2つの画素に対応する入力信号の階調レベルが前記第1階調レベルとは異なる第2階調レベルである場合、前記他の2つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記他の2つの画素の前記第2サブ画素の輝度とそれぞれほぼ等しく、
    前記1つの画素に対応する入力信号の階調レベルが任意の階調レベルである場合、前記1つの画素の前記第1サブ画素の輝度は前記1つの画素の前記第2サブ画素の輝度と異なる、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記複数の画素は複数の行および複数の列のマトリクス状に設けられており、
    前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第1サブ画素および前記第2サブ画素は列方向に配列されており、
    任意の行において各画素の第1サブ画素および第2サブ画素は、それぞれ行方向に配列されており、
    前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの高い輝度を呈し得るサブ画素を明サブ画素、低い輝度を呈し得るサブ画素を暗サブ画素と呼ぶと、行方向および列方向の少なくとも一方の方向に沿って前記明サブ画素および前記暗サブ画素は交互に設けられている、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記明サブ画素と前記暗サブ画素との面積比率は略1:1〜1:4である、請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記1つの画素は前記青画素である、請求項1から4のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 前記液晶表示装置は、背面基板と、前面基板と、前記背面基板と前記前面基板との間に設けられた液晶層とを備えており、
    前記背面基板は、
    第1絶縁基板と、
    前記複数の画素のそれぞれに対応する複数の画素電極であって、前記複数の画素電極のそれぞれは、前記複数のサブ画素に対応して互いに分離された電極を有する、複数の画素電極と、
    複数の薄膜トランジスタと、
    複数のゲート配線と、
    複数のソース配線と、
    複数の補助容量配線と
    を有しており、
    前記前面基板は、第2絶縁基板と、前記複数の画素電極と対向する対向電極とを有しており、
    前記複数の薄膜トランジスタは、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素にそれぞれ対応する第1薄膜トランジスタおよび第2薄膜トランジスタを含んでいる、請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記複数の薄膜トランジスタは、前記青画素の前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの一方のサブ画素に対応する第3薄膜トランジスタをさらに含む、請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 前記青画素の前記第1サブ画素および前記第2サブ画素のうちの前記一方のサブ画素の輝度は他方のサブ画素の輝度よりも低い、請求項7に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第1薄膜トランジスタのそれぞれは、前記複数のゲート配線のうちの1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、
    前記第2薄膜トランジスタのそれぞれは、前記1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第2サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、
    前記第3薄膜トランジスタは、前記複数のゲート配線のうちの別のゲート配線と電気的に接続されたゲートと、ソースと、前記青画素の前記一方のサブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、
    前記第3薄膜トランジスタの前記ソースまたは前記ソースと電気的に接続された電極は、前記青画素に対応する前記画素電極、前記ゲート配線、前記青画素に対応するソース配線、前記補助容量配線および前記対向電極のうちの少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線と修正補助容量を形成する、請求項7または8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第3薄膜トランジスタの前記ソースまたは前記ソースと電気的に接続された電極は、前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線と重なる、請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記対向電極または前記対向電極に電気的に接続された配線を含む、請求項9または10に記載の液晶表示装置。
  12. 前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記青画素の前記第2薄膜トランジスタの前記ドレインまたは前記ドレインに電気的に接続された配線を含む、請求項9または10に記載の液晶表示装置。
  13. 前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は前記対応するソース配線を含む、請求項9または10に記載の液晶表示装置。
  14. 前記少なくとも1つの導電部材または前記少なくとも1つの導電部材と電気的に接続された配線は、前記1つのゲート配線または前記1つのゲート配線に電気的に接続された配線を含む、請求項9または10に記載の液晶表示装置。
  15. 前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうちの前記青画素に対応するゲート配線とは異なるゲート配線に電気的に接続されている、請求項9から14のいずれかに記載の液晶表示装置。
  16. 前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうちの前記青画素に対応するゲート配線から1行、2行または3行離れたゲート配線に電気的に接続されている、請求項9から15のいずれかに記載の液晶表示装置。
  17. 前記第3薄膜トランジスタの前記ゲートは、前記複数のゲート配線のうち、前記青画素に対応するゲート配線が選択されてから3水平走査期間内に選択されるゲート配線に電気的に接続されている、請求項9から16のいずれかに記載の液晶表示装置。
  18. 前記複数の補助容量配線のうち隣接する補助容量配線は、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素に対応しており、
    前記複数の補助容量配線のうち隣接する補助容量配線には異なる電圧が印加されており、
    前記隣接する補助容量配線の電圧は、2×N×水平走査期間の周期を持つ矩形波を含む(Nは1以上の整数である)、請求項9から17のいずれかに記載の液晶表示装置。
  19. 前記Nは4以上12以下の整数である、請求項18に記載の液晶表示装置。
  20. 前記隣接する補助容量配線に印加される電圧のうちの一方の位相は、他方の位相に対して、水平走査期間の(N+1)倍の時間遅れている、請求項18または19に記載の液晶表示装置。
  21. 前記背面基板は、それぞれが、前記複数の補助容量配線のうちのいくつかと電気的に接続された複数の補助容量幹線をさらに備え、
    前記複数の補助容量配線には2×N種類の電圧が印加され、同一種類の補助容量配線は同一の補助容量幹線に接続されている、請求項18から20のいずれかに記載の液晶表示装置。
  22. 前記補助容量配線の電圧は、非表示期間および表示期間の両方の期間において、同一周期で振動する、請求項9から21のいずれかに記載の液晶表示装置。
  23. 前記補助容量配線の電圧の非表示期間の周期は、前記補助容量配線の電圧の表示期間の周期よりも長く、前記補助容量配線の前記非表示期間において、それぞれの電位を示す期間が略等分されている、請求項9から21のいずれかに記載の液晶表示装置。
  24. 前記補助容量配線の電圧の位相は1垂直期間毎に反転する、請求項9から23のいずれかに記載の液晶表示装置。
  25. 前記液晶表示装置の垂直走査期間は、前記補助容量配線の電圧の周期の略(M+0.5)倍に設定されている(Mは0以上の整数)、請求項9から24のいずれかに記載の液晶表示装置。
  26. 前記補助容量配線の電圧が変化するタイミングは、水平走査期間の2倍から(補助容量電極の電圧の半周期−2×水平走査期間)の間に設定されている、請求項9から25のいずれかに記載の液晶表示装置。
  27. 前記第1薄膜トランジスタおよび前記第2薄膜トランジスタが非選択になった後に前記補助容量配線の電圧が最初に変化するのは、前記第3薄膜トランジスタが選択された後である、請求項9から26のいずれかに記載の液晶表示装置。
  28. 前記複数のソース配線は、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素および前記第2サブ画素に対応するソース配線を含む、請求項6に記載の液晶表示装置。
  29. 前記第1薄膜トランジスタのそれぞれは、前記複数のゲート配線のうちの1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第1サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有しており、
    前記第2薄膜トランジスタのそれぞれは、前記1つのゲート配線と電気的に接続されたゲートと、前記複数のソース配線のうちの前記赤画素、前記緑画素または前記青画素に対応するソース配線と電気的に接続されたソースと、前記赤画素、前記緑画素および前記青画素のそれぞれの前記第2サブ画素に対応する電極に電気的に接続されたドレインとを有している、請求項28に記載の液晶表示装置。
  30. 前記液晶層は垂直配向型であり、
    前記液晶層は負の誘電異方性を有する液晶分子を含んでおり、
    前記複数のサブ画素のそれぞれにおいて、4または8の液晶ドメインが形成される、請求項6から29のいずれかに記載の液晶表示装置。
  31. 前記青画素の前記第2サブ画素は、第1領域と、前記第1領域とは分離された第2領域とを有しており、
    前記青画素の前記第2サブ画素の前記第1領域と前記第2領域との間に、前記青画素の前記第1サブ画素が設けられている、請求項6から30のいずれかに記載の液晶表示装置。
  32. 前記青画素の前記第2サブ画素に対応する電極は、前記第2サブ画素の前記第1領域に対応する電極と、前記第2サブ画素の前記第2領域に対応する電極とを有しており、
    前記第2サブ画素の前記第1領域に対応する電極は前記第2サブ画素の前記第2領域に対応する電極と、前記第1領域および前記第2領域に対応する電極よりも高い抵抗の連結部材を介して電気的に接続されている、請求項31に記載の液晶表示装置。
  33. 前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極はそれぞれ矩形状であり、前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極のそれぞれのエッジには少なくとも1つの切欠部が設けられている、請求項6から32のいずれかに記載の液晶表示装置。
  34. 前記第1サブ画素に対応する電極および前記第2サブ画素に対応する電極には、前記第1薄膜トランジスタおよび前記第2薄膜トランジスタに対応して切欠部が設けられている、請求項6から33のいずれかに記載の液晶表示装置。
  35. 前記第1絶縁基板および前記第2絶縁基板のうちの少なくとも一方に、負の位相差板が設けられている、請求項6から34のいずれかに記載の液晶表示装置。
  36. 前記第1絶縁基板および前記第2絶縁基板のうちの少なくとも一方に、2軸の位相差板が設けられている、請求項6から35のいずれかに記載の液晶表示装置。
  37. 前記液晶表示装置はノーマリーブラックである、請求項1から36のいずれかに記載の液晶表示装置。
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