KR20040088370A - 액정 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는, 백 표시 시의 정면 투과율과 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부(LUT, 구동 전압 생성부)를 구비한다. 상기 구동 전압 설정부(LUT, 구동 전압 생성부)는, 상기 액정 패널의 시야각 특성에 따라 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어한다. 이에 의해, 간단한 구성으로, 개구율의 저하가 없으면서도 고정밀화가 가능한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 광시야각 특성과 협시야각 특성의 전환을 행할 수 있는 액정 표시 장치 및 이 액정 표시 장치를 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
액정의 시야각 특성을 이용하여 표시 화면의 시야각 특성을 필요에 따라 전환할 수 있는 액정 표시 장치가, 예를 들면 특허 문헌1(일본국 공개 특허 공보: 특개평10-153968호 공보(1998년 6월 9일 공개))에 개시되어 있다.
특허 문헌1에 개시된 액정 표시 장치에서는, 광시야각 특성과 협시야각 특성을 전환하기 위해서 하나의 화소를 2개의 화소 영역으로 분할하고, 2개의 화소 영역에 동일한 구동 전압을 공급함으로써, 경사 시야각에서의 계조를 반전시켜 협시야각 특성화를 도모하고, 또한 2개의 화소 영역에 서로 다른 구동 전압을 공급함으로써, 경사 시야각에서의 계조의 반전을 억제하여 광시야각 특성화를 도모하고 있다.
그러나, 특허 문헌1의 액정 표시 장치에서는 1 화소 내의 2개의 화소 영역에 대하여 구동 전압을 전환하여 공급해야 한다. 이 때문에, 기존의 배선을 이용하여 구동 전압을 전환하기가 매우 어려운데, 이것을 회피하기 위해서, 구동 전압의 전환용 스위치나 배선 등을 별도 마련한 경우, 화소의 일부가 스위치나 배선 등에 의해 피복될 우려가 있기 때문에, 개구율의 저하를 초래한다고 하는 문제가 발생한다.
또한, 하나의 화소가 2개의 화소 영역으로 구성되어 있기 때문에, 액정 표시장치의 고정밀화가 어렵다고 하는 문제도 발생한다.
본 발명의 목적은 간단한 구성으로, 개구율의 저하가 없고 게다가 고정밀화가 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본원 발명자 등은 상기의 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 트위스트네마틱(TN) 모드로 동작하는 액정보다도 시야각 특성이 넓은 수직 배향 모드로 동작하는 액정을 사용하고, 이 수직 배향 모드로 동작하는 액정의 단점이라고 할 수 있는 저계조측(흑 표시측)의 경사 시야각에서의 백부(白浮) 현상과 고계조측(백 표시측)의 경사 시야각에서의 계조 변형(찌그러짐, 심한 경우에는 반전) 현상을 이용하여, 액정 패널의 콘트라스트와 계조 표현 능력을 변화시킴으로써, 표시 화면상의 시야각 특성을 전환한다는 것을 발견했다. 즉, 상기 백부 현상이나 계조 변형(반전) 현상을 보다 현저히 하면, 시야각 특성을 나쁘게 할 수 있고(협시야각 특성화를 행할 수 있고), 백부 현상이나 계조 반전 현상을 약해지도록 하면, 시야각 특성을 양호하게 할 수 있다(광시야각 특성화를 행할 수 있다)는 것을 발견했다.
여기서, 상기 저계조측의 경사 시야각에서의 백부 현상 및 고계조측의 경사 시야각에서의 계조 반전 현상은, 어느 것이나 백 표시 시의 정면 투과율과 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각에서의 투과 강도가 정면에서의 투과 강도보다도 커지는 것에 의해 발생하는 현상이다.
따라서, 경사 시야각의 투과 강도를 조정할 수 있으면, 상기의 백부 현상 및 계조 반전 현상의 강약을 조정할 수 있다. 예를 들면, 경사 시야각에서의 투과 강도를 크게 해서 백부 현상이나 계조 반전 현상을 강하게 하면, 협시야각 특성화를 도모할 수 있고, 반대로, 경사 시야각에서의 투과 강도를 작게 하여 백부 현상이나 계조 반전 현상을 약하게 하면, 광시야각 특성화를 도모할 수 있다.
그래서 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 백 표시 시의 정면 투과율과 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고, 상기 구동 전압 설정부는, 상기 액정 패널의 시야각 특성에 따라 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 액정 패널에는 시야각 특성에 따른 구동 전압이 공급되게 되므로, 구동 전압에 의해 결정되는 투과 강도도 시야각 특성에 따른 것이 된다. 이에 의해, 액정 패널에 공급하는 구동 전압을 시야각 특성에 따라 설정하는 것만으로, 액정 패널에서의 시야각 특성의 전환이 가능하게 되기 때문에, 종래와 같이, 시야각 특성을 전환하기 위해서 하나의 화소를 2개의 화소 영역으로 분할할 필요가 없게 된다.
따라서, 액정 패널의 시야각 특성을 전환하기 위해서 1 화소를 2개의 화소 영역으로 분할한 경우에 발생하는 다양한 문제, 즉 개구율의 저하, 고정밀화의 곤란 등의 문제를 해소할 수 있다. 환언하면, 상기 구성에 따르면, 간단한 구성으로, 개구율의 저하가 없고 게다가 고정밀화가 가능한, 시야각 특성을 전환할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 상기 액정 표시 장치에서는, 구동 전압을 시야각 특성에 응답하여 설정하고 있기 때문에, 액정 패널의 시야각 특성을, 구동 전압을 변경하는 것만으로 용이하게 광시야각 특성 또한 협시야각 특성으로 전환하는 것이 가능해진다.
여기서, 협시야각 특성이란, 광시야각 특성 시와 비교하여 계조 변형이 있다(계조 반전이 있다)든지, 콘트라스트가 작다고 하는 조건 중 어느 하나를 만족하는 시야각 특성을 말한다. 협시야각 특성 시에는 정면에 대하여 경사 시야각에서는 표시 내용을 보기 어렵게 되므로, 타인에게 보이고 싶지 않은 정보를 표시하는 경우에 유효하다. 일반적으로, 노트 퍼스널 컴퓨터나 정보 휴대 단말기 등에서의 개인용 정보를 표시하고 있을 때에 이용된다.
한편, 광시야각 특성 시에는, 정면뿐만 아니라 경사에서도 표시 내용 화면을 적절하게 볼 수 있기 때문에, 일반적으로 텔레비전이나 프레젠테이션 등의 다수인이 동시에 하나의 표시 장치를 사용할 때에 이용된다. 이와 같이, 표시하는 내용에 맞추어 협시야각 특성과 광시야각 특성을 전환하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 개시하는 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치에 구비된 액정 패널의 상세를 도시하는 모식도.
도 3은 도 2에 도시하는 액정 패널을 구성하는 화소 전극을 도시하는 상면도.
도 4는 도 2에 도시한 액정 패널의 액정 셀을 나타내는 것으로, 액정층에 인가된 전압에 따라 액정층의 액정 분자의 배향이 변화하기 시작한 상태(온 초기 상태)를 도시하는 모식도.
도 5는 도 2에 도시한 액정 패널의 액정 셀을 나타내는 것으로, 액정층에 인가된 전압에 따라 액정층의 액정 분자의 배향이 변화한 후의 정상 상태를 도시하는 모식도.
도 6은 도 2에 도시한 액정 패널의 대향 전극 표면 부근에서의 액정 분자의 배향 상태를 도시하는 모식도.
도 7은 도 2에 도시한 액정 패널의 액정층 중앙 부근에서의 액정층 중앙 부근에서의 액정 분자의 배향 상태를 도시하는 모식도.
도 8은 도 2에 도시한 액정 패널의 표시 특성을 나타내는 그래프.
도 9는 도 8에 도시한 표시 특성의 액정 패널에 대하여 광시야각 특성화를 도모한 경우의 표시 특성을 나타내는 그래프.
도 10은 도 8에 도시한 표시 특성의 액정 패널에 대하여 협시야각 특성을 도모한 경우의 표시 특성을 나타내는 그래프.
도 11은 도 2에 도시한 액정 패널의 화소 전극을 2 분할한 상태를 나타내는 모식도.
도 12는 도 11에 도시한 구조의 화소 전극의 액정 패널에 대하여 광시야각 특성을 도모한 경우의 표시 특성을 나타내는 그래프.
도 13은 도 1에 도시한 액정 표시 장치에서, 액정 표시 패널의 표시 특성 제어를 행하기 위한 룩업 테이블의 일례를 나타내는 그래프.
도 14는 도 1에 도시한 액정 표시 장치에서, 액정 표시 패널의 표시 특성 제어를 행하기 위한 프로그램의 일례를 나타내는 그래프.
도 15는 VA 모드에 있어서의 액정 분자의 배향 상태의 변화를 나타내는 모식도.
도 16a∼도 16c는 MVA 모드로 동작하는 액정 셀의 구조를 모식적으로 도시한 도면.
도 17a∼도 17c는 도 16a∼도 16c에 도시한 액정 셀의 표시 특성을 나타내는 그래프.
도 18a∼도 18d는 도 11에 도시한 구조의 액정 셀에 대한 전압 인가 조건을나타내는 그래프.
도 19a, 도 19b는 도 18a∼도 18d에 도시한 전압 인가 조건으로 구동 전압을 도 11에 도시한 액정에 인가한 경우의 표시 특성을 나타낸 그래프.
도 20a, 도 20b는 화소 분할과 표시 특성의 관계를 나타내는 그래프.
도 21은 도 2에 도시한 액정 패널의 액정 분자에 트위스트 구조를 도입한 경우의, 대향 전극 표면 부근에서의 액정 분자의 배향 상태를 도시하는 모식도.
도 22는 도 2에 도시한 액정 패널의 액정 분자에 트위스트 구조를 도입한 경우의, 액정층 중앙 부근에서의 액정 분자의 배향 상태를 도시하는 모식도.
도 23은 RTN 모드로 동작하는 액정 셀의 개략을 도시하는 모식도.
도 24a∼24c는 도 23에 도시하는 액정 셀에서의 4 분할 도메인 구조를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
1 : 액정 표시 장치
7 : 액정 패널(표시 패널)
101, 102 : 편광판
100a : 박막 트랜지스터(TFT) 기판
100b : 대향 기판
30 : 액정층(30)
13, 23 : 수직 배향막
본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명하면 다음과 같다. 또, 본 실시 형태에서는 액정의 표시 모드로서, CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 모드를 채용한액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(1)는, 구동 신호 생성부(2), LUT(Look Up Table)(3), 구동 전압 생성부(4), 소스 구동 회로(5), 게이트 구동 회로(6), 액정 패널(표시 패널)(7)을 구비한 액티브 매트릭스형의 구성으로 되어 있다.
상기 구동 신호 생성부(2)는 화상 데이터에 기초하여 소스 구동 회로(5) 및 게이트 구동 회로(6)를 동작시키는 구동용의 신호를 생성하는 회로이다. 이 생성된 신호는 각각 소스 구동 회로(5) 및 게이트 구동 회로(6)에 출력된다.
상기 LUT(3)는 액정 패널(7)의 표시 화면의 시야각 특성을 전환하기 위해서, 입력 계조에 대하여 구동 전압을 변환하기 위한 변환 테이블(룩업 테이블)을 저장하는 수단이다. 이 룩업 테이블은 복수 종류 준비되며, 시야각 특성마다 전환하여 사용되는 것으로 한다. 또, 이 LUT(3)에는 외부로부터 전환 신호가 입력되고, 이 전환 신호에 기초하여 룩업 테이블이 전환된다. 이 룩업 테이블을 이용한 시야각 특성의 전환 제어에 대해서는 뒤 상세히 설명한다.
그리고, 상기 LUT(3)에 의해서 변환된 구동 전압 정보는 구동 전압 생성부(4)에 출력된다.
상기 구동 전압 생성부(4)는 상기 LUT(3)로부터의 구동 전압 정보에 기초하여, 액정 패널(7)에 인가할 구동용의 전압을 생성하는 회로이다. 이 구동 전압 생성부(4)에서 생성된 구동용의 전압(구동 전압)은 소스 구동 회로(5)에 보내진다.
이와 같이 LUT(3)와 구동 전압 생성부(4)로, 특허 청구의 범위에서 사용한구동 전압 설정부를 구성하고 있다.
상기 소스 구동 회로(5)는 상기 구동 신호 생성부(2)에서의 신호와 구동 전압 생성부(4)에서 생성된 구동 전압에 기초하여 액정 패널(7)을 구동하기 위해서, 액정 패널(7)에 수직으로 배치된 소스 버스 라인(도시하지 않음)에 전압을 인가하는 회로이다. 즉, 상기 소스 버스 라인에는 구동 신호 생성부(2)로부터의 신호에 기초한 전압이 인가되게 된다.
상기 게이트 구동 회로(6)는 상기 구동 신호 생성부(2)로부터의 신호에 기초하여 액정 패널(7)을 구동하기 위해서, 해당 액정 패널(7)에 수평으로 배치된 게이트 버스 라인에 액티브 매트릭스 구동용의 전압을 인가하는 회로이다. 즉, 상기 게이트 버스 라인에는 구동 신호 생성부(2)로부터의 신호에 기초하여 선택적으로 전압이 인가되게 된다.
상기 액정 패널(7)은 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 액티브 매트릭스형의 표시 패널이며, 상기 소스 구동 회로(5) 및 게이트 구동 회로(6)에 의해서, 소스 버스 라인 및 게이트 버스 라인에 전압이 인가됨으로써 동작하고, 입력된 화상 데이터에 기초한 화상을 표시하도록 되어 있다.
여기서, 액정 패널(7)에 대하여 상세히 설명한다.
상기 액정 패널(7)은 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 배향 모드의 액정 셀(100)과, 해당 액정 셀(100)의 양측에 배치된 편광판(101, 102)을 구비하고 있다.
상기 액정 셀(100)은, 액티브 매트릭스 기판(이하, 박막 트랜지스터(TFT) 기판이라고 함)(100a)과, 대향 기판(「컬러 필터 기판」이라고도 부름)(100b)과, TFT 기판(100a)과 대향 기판(100b) 사이에 마련된 액정층(30)을 갖고 있다.
상기 액정층(30)은 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료에 의해서 형성되어 있다. 이에 의해, 상기 액정층(30)의 액정 분자(30a)는, TFT 기판(100a) 및 대향 기판(100b)의 액정층(30)측 표면에 마련된 수직 배향막(13 및 23)에 의해서 액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 도 2에 도시한 액정 분자(30a)의 상태와 같이 수직 배향막(13, 23)의 표면에 대하여 수직으로 배향한다. 이 때, 액정층(30)은 수직 배향 상태에 있다고 한다.
또, 수직 배향 상태에 있는 액정층(30)의 액정 분자(30a)는, 수직 배향막(13, 23)의 종류나 액정 재료의 종류에 의해서, 수직 배향막(13, 23)의 표면(기판의 표면)의 법선에서 약간 경사되는 경우가 있지만, 일반적으로는 액정 분자(30a)가 수직 배향막(13, 23)의 표면에 대하여 대략 수직으로 배향한 상태, 즉, 액정 분자(30a)의 액정 분자축(「축 방위」라고도 함)이 약 85°∼90°의 각도로 배향한 상태를 수직 배향 상태라고 한다.
액정 셀(100)의 TFT 기판(100a)은, 투명 기판(예를 들면 유리 기판)(11)과, 그 표면에 형성된 회소 전극(제1 전극)(12)과, TFT 기판(100a)의 액정층(30)측 표면에 형성된 수직 배향막(13)을 갖고 있다. 한편, 대향 기판(100b)은, 투명 기판(예를 들면 유리 기판)(21)과, 그 표면에 형성된 대향 전극(제2 전극)(22)과, 대향 기판(100b)의 액정층(30)측 표면에 형성된 수직 배향막(23)을 갖고 있다. 회소 영역마다의 액정층(30)의 배향 상태는 액정층(30)을 개재하여 상호 대향하도록 배치된 회소 전극(12)과 대향 전극(22)에 인가되는 전압에 따라 변화한다. 액정층(30)의 배향 상태의 변화에 수반하여, 액정층(30)을 투과하는 빛의 편광 상태나 량이 변화하는 현상을 이용하여 표시가 행하여진다.
또 이하에서는, 표시의 최소 단위인 「회소」에 대응하는 액정 표시 장치의 영역을 「회소 영역」이라고 한다. 컬러 액정 표시 장치에서는 R, G, B의 「회소(繪素)」가 하나의 「화소(畵素)」에 대응한다. 회소 영역은, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는 회소 전극과 회소 전극에 대향하는 대향 전극에 의해 회소 영역이 규정된다. 또한, 후술하는 단순 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 스트라이프 형상으로 마련되는 열 전극과 열 전극에 직교하도록 마련되는 행 전극이 상호 교차하는 영역 각각에 의해서 회소 영역이 규정된다. 또, 블랙 매트릭스가 마련되는 구성에서는, 엄밀하게는 표시하여야 할 상태에 따라 전압이 인가되는 영역 중, 블랙 매트릭스의 개구부에 대응하는 영역이 회소 영역에 대응하게 된다.
이하에서는 액정 셀(100)의 적합한 구성예로서, 편측의 기판(101 a)측의 1 회소 영역 내에 복수의 구획된 전극(서브 픽셀)을 형성하는 것에 의해, 전계에 대하여 폐쇄된 영역을 형성하고, 그 전극 에지에서 발생하는 경사 전계에 의해 배향 제어를 행하는 경우에 대해, 상세히 설명한다.
즉, 상기 회소 전극(12)은 도전막(예를 들면 ITO막)으로 형성되어 있으며, 회소 전극(12)에는 예를 들면, 도전막을 제거하는 등 하여, 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 개구부(12a)가 형성되어 있다. 또, 도 3은 기판 법선 방향에서 본 상면도이고, 도 2는 도 3의 1B-1B’선을 따라 잘라 본 단면도이다. 또한, 이하에서는도전막이 존재하는 부분(개구부(12a) 이외의 부분)을 중실부(12b)라고 한다. 상기 개구부(12a)는 하나의 회소 전극(12)마다 복수 형성되어 있지만, 상기 중실부(12b)는 기본적으로는 연속된 단일 도전막으로 형성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 상기 복수의 개구부(12a)는 각각의 중심이 정방 격자를 형성하도록 배치되어 있고, 하나의 단위 격자를 형성하는 4개의 격자점 상에 중심이 위치하는 4개의 개구부(12a)에 의해서 실질적으로 둘러싸이는 중실부(「단위 중실부」라고 함)(12c)는 대략 원형의 형상을 갖고 있다. 각각의 개구부(12a)는 4개의 4분의 1원호형의 변(에지)을 갖고, 또한 그 중심에 4회 회전축을 갖는 대략 별 모양으로 형성되어 있다.
또, 회소 영역 A의 전체에 걸쳐 배향을 안정시키기 위해서, 회소 전극(12)의 단부까지 단위 격자를 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 도 3에 도시한 바와 같이, 회소 전극(12)의 단부는, 개구부(12a)의 약 2분의 1(변에 대응하는 영역) 및 개구부(12a)의 약 4분의 1(각에 대응하는 영역)에 상당하는 형상으로 패터닝되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 회소 영역 A의 중앙부에 위치하는 개구부(12a)는 실질적으로 동일한 형상이고 동일한 크기로 형성되어 있다. 한편, 개구부(12a)에 의해서 형성되는 단위 격자 내에 위치하는 단위 중실부(12c)는 대략 원형이며, 실질적으로 동일한 형상이고 동일한 크기이다. 또한, 상호 인접하는 단위 중실부(12c)는 서로 접속되어 있고, 이들 단위 중실부(12c)에 의해서, 실질적으로 단일 도전막으로서 기능하는 중실부(12b)가 구성되어 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 회소 전극(12)과 대향 전극(22)의 사이에 전압을 인가하면, 개구부(12a)의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해서, 각각이 방사형 경사 배향을 갖는 복수의 액정 도메인이 형성된다. 액정 도메인은 각각의 개구부(12a)에 대응하는 영역과 단위 중실부(12c)에 대응하는 영역에 각각 하나씩 형성된다.
상기 구성의 액정 셀(100)에 있어서, 회소 전극(12)과 대향 전극(22)이 동일 전위일 때(액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않은 상태)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는 양 기판(100a) 및 (100b)의 표면에 대하여 수직으로 배향하고 있다.
한편, 액정층(30)에 전압을 인가하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 액정층(30)에는 등전위선 EQ(전기력선과 직교함)로 표현되는 전위 구배가 형성된다. 이 등전위선 EQ는 액정층(30) 중, 회소 전극(12)의 중실부(12b)와 대향 전극(22)의 사이에 위치하는 영역에서는, 중실부(12b) 및 대향 전극(22)의 표면에 대하여 평행하다. 이에 대하여, 회소 전극(12)의 개구부(12a)에 대응하는 영역에서는 개구부(12a) 측으로 저하한다. 따라서, 액정층(30) 중, 개구부(12a)의 에지부(개구부(12a) 내의 주변부, 및 개구부(12a)와 중실부(12b)의 경계부) EG 상의 영역에는, 도면 중 경사진 등전위선 EQ로 표시되는 바와 같이 경사 전계가 형성된다.
여기서, 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는, 액정 분자(30a)의 축 방위를 등전위선 EQ에 대하여 평행하게(전기력선에 대하여 수직으로) 배향시키고자 하는 토크가 작용한다. 따라서, 에지부 EG 상의 액정 분자(30a)는 도 4에 화살표로 도시한 바와 같이, 도면 중의 우측 에지부 EG에서는 시계 회전방향으로, 도면 중의 좌측 에지부 EG에서는 반시계 회전 방향으로, 각각 경사(회전)한다. 이에 의해, 액정층(30)의 액정 분자(30a)는 도 5에 도시한 바와 같이, 단위 중실부(12c)의 중앙부와 개구부(12a)의 중앙부를 제외하고, 등전위선 EQ과 평행하게 배향한다. 또, 도 4는 액정층(30)에 인가된 전압에 따라, 액정 분자(30a)의 배향이 변화하기 시작한 상태(ON 초기 상태)를 모식적으로 도시하고 있으며, 도 5는 인가된 전압에 대응하여 변화한 액정 분자(30a)의 배향이 정상 상태에 달한 상태를 모식적으로 도시하고 있다.
상기 액정 패널(7)의 액정층(30)은 상술한 바와 같이 수직 배향 모드 중 CPA 모드로 동작하는 액정층이다. 이 CPA 모드로 동작하는 액정층이란, 액정층의 두께 방향의 중앙 부근에 위치하는 액정 분자의 배향 방향이 방사형으로 전 방위를 향하고 있는 배향 상태를, 회소 내에 적어도 하나 갖는 액정층이다.
통상, 상기 CPA 모드로 동작하는 액정층은, 액정이 트위스트 구조를 취하고 있지 않다. 즉, 이 때의 액정 배향 상태는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같다. 도 6은 대향 전극 표면 부근의 액정의 배향 상태를 나타내고, 도 7은 액정층 중앙 부근의 액정의 배향 상태를 나타내고 있다. 또, 도 6과 도 7에서는 액정이 트위스트 구조를 취하고 있지 않으므로, 트위스트 피치 P는 0이다.
이하에, CPA 모드로 동작하는 액정층(30)의 동작에 대하여 설명한다.
즉, 상기 액정층(30)에 전계를 인가하여, 도 4에 도시하는 등전위선 EQ로 표시되는 전계가 발생하면, 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는, 축 방위가 등전위선 EQ와 평행해지는 토크가 발생한다. 상술한 바와 같이, 액정분자(30a)의 분자축에 대하여 수직인 등전위선 EQ로 표시되는 전장(電場)하의 액정 분자(30a)는, 액정 분자(30a)가 경사(회전)하는 방향이 일의적으로 정해져 있지 않기 때문에, 배향의 변화(경사 또는 회전)가 용이하게 일어나지 않는 데 대하여, 액정 분자(30a)의 분자축에 대하여 경사지는 등전위선 EQ하에 놓인 액정 분자(30a)는, 경사(회전) 방향이 일의적으로 결정되기 때문에, 배향의 변화가 용이하게 일어난다.
여기서, 본 실시 형태에 따른 개구부(12a)는 회전 대칭성을 갖는 형상이다. 따라서 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는, 전압 인가 시에는, 개구부(12a)의 에지부 EG에서 개구부(12a)의 중심을 향하여 액정 분자(30a)가 경사진다. 또한, 전압 인가 시에 있어서, 에지부 EG로부터의 액정 분자(30a)의 배향 규제력은 개구부(12a)의 중심 SA 부근에서 균형이 잡힌다. 따라서, 개구부(12a)의 중심 SA 부근의 액정 분자(30a)는, 기판면에 대하여 수직으로 배향한 상태를 유지하고, 그 주위의 액정 분자(30a)는, 개구부(12a)의 중심 SA 부근의 액정 분자(30a)를 중심으로 하여 방사형으로 경사 배향한 상태가 된다. 또한 이 상태에서는, 상기 주위의 액정 분자(30a)의 배향 상태는 상호 연속적으로(원활하게) 변화하고 있다.
이 결과, 액정 셀(100)의 표시면과 수직인 방향(기판(100a) 및 (100b)의 표면과 수직인 방향)에서 보면, 액정 분자(30a)의 축 방위는 개구부(12a)의 중심에 관하여 방사형으로 배향한 상태가 된다. 또, 본원 명세서에서는, 이와 같이 액정층(30)의 액정 분자(30a)가 방사형으로 경사 배향한 상태를 「방사형 경사 배향」이라고 한다. 또한, 하나의 중심에 관하여 방사형 경사 배향을 취하는 액정층의영역을 액정 도메인이라고 칭한다.
마찬가지로, 단위 중실부(12c)에 대응하는 영역에서도 방사형 경사 배향을 취하고, 해당 영역에 있어서도 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향을 취하는 액정 도메인이 형성된다. 보다 상세하게는, 액정 분자(30a)는 개구부(12a)의 에지부 EG에 생성되는 경사 전계에서 경사진 액정 분자(30a)의 배향과 정합하도록 경사져 있으며, 전압 인가 시에 있어서, 에지부 EG로부터의 액정 분자(30a)의 배향 규제력은, 단위 중실부(12c)의 중심 SB 부근에서 균형이 잡힌다. 따라서, 전압 인가 시에 있어서, 개구부(12a)의 중심 SA 부근의 액정 분자(30a)는 기판면에 대하여 수직으로 배향한 상태를 유지하고, 그 주위의 액정 분자(30a)는 단위 중실부(12c)의 중심 SB 부근의 액정 분자(30a)를 중심으로 하여, 배향 방향의 면내 성분이 방사형이 되고, 법선 방향 성분이 경사진 상태가 된다. 또한 이 상태에서는, 상기 주위의 액정 분자(30a)의 배향 상태는 상호 연속적으로(순조롭게) 변화하고 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 회소 전극(12)은 복수의 개구부(12a)를 갖고 있고, 회소 전극(12)에 전압이 인가되면, 회소 영역 내의 액정층(30) 내에, 경사진 영역을 갖는 등전위선 EQ로 표시되는 전계를 형성한다. 액정층(30) 내의 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(30a)는, 전압 무인가 시에는 수직 배향 상태에 있지만, 회소 전극(12)에 전압이 인가되면, 상기 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)의 배향 변화를 트리거로써 변화시켜, 안정된 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인이 개구부(12a) 및 중실부(12b)에 형성된다. 여기서, 액정층(30)에 인가되는 전압에 따라 이 액정 도메인의 액정 분자의배향이 변화한다. 이 결과, 액정 표시 장치는 인가 전압에 대응하여 표시 상태를 변경할 수 있다.
또한, 단위 중실부(12c)에 형성되는 액정 도메인에서의 방사형 경사 배향과, 개구부(12a)에 형성되는 방사형 경사 배향은 연속하고 있으며, 어느 것이나 개구부(12a)의 에지부 EG의 액정 분자(30a)의 배향과 정합하도록 배향하고 있다. 따라서, 개구부(12a)에 형성된 액정 도메인 내의 액정 분자(30a)는, 상측(기판(100b) 측)이 개방된 콘 형상으로 배향하고, 단위 중실부(12c)에 형성된 액정 도메인 내의 액정 분자(30a)는 하측(기판(100a) 측)이 개방된 콘 형상으로 배향한다. 이와 같이, 개구부(12a)에 형성되는 액정 도메인 및 단위 중실부(12c)에 형성되는 액정 도메인에 형성되는 방사형 경사 배향은, 상호 연속이기 때문에, 이들의 경계에 디스클리네이션 라인(배향 결함)이 형성되는 일이 없고, 그에 의하여, 디스클리네이션 라인의 발생에 의한 표시 품위의 저하가 발생하지 않는다.
또, 본 실시 형태와 같이, 회소 영역 전체에 걸쳐서, 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향을 취하는 액정 도메인이 정방 격자 형상으로 배열되면, 각각의 축 방위의 액정 분자(30a)의 존재 확률이 회전 대칭성을 갖게 되어, 모든 시각 방향에 대하여 변동이 없는 고품위의 표시를 실현할 수 있다. 여기서, 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인의 시각 의존성을 저감하기 위해서는, 액정 도메인이 높은 회전 대칭성(2회 회전축 이상이 바람직하고, 4회 회전축 이상이 보다 바람직함)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 회소 영역 전체의 시각 의존성을 저감하기 위해서는, 회소 영역에 형성되는 복수의 액정 도메인이, 높은 회전 대칭성(2회 회전축 이상이바람직하고, 4회 회전축 이상이 보다 바람직함)을 갖는 단위(예를 들면 단위 격자)의 조합으로 표시되는 배열(예를 들면 정방 격자)을 구성하는 것이 바람직하다.
상기 액정 셀(100)을 이용한 액정 표시 장치에서는, 전압 무인가 상태에서 액정층(30)의 거의 모든 액정 분자(30a)가 수직 배향 상태를 취한다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 액정 셀(100)을 편광판(101)과 편광판(102)에 의해 협지하면, 입사광은 편광판(101)에 의해서 직선 편광이 되어 액정 셀(100)에 입사한다. 액정 셀(100) 내에서는 복굴절 효과가 발생하지 않기 때문에, 해당 입사광은 거의 그 상태로 액정 셀(100)을 통과하여 편광판(102)측에 도달한다. 여기서, 편광판(101)의 편광축과 편광판(102)의 편광축은 상호 직교하도록 배치되어 있다. 따라서, 액정 셀(100)을 통과한 빛의 대부분은 편광판(102)에 의해 흡수된다. 이 결과, 액정 표시 장치는 전압 무인가 상태에 있어서 흑 표시로 된다. 특히, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 액정 셀(100) 중의 액정 분자(30a)는 흑 표시 시에, 거의 완전한 수직 배향 상태를 얻는 것이 가능하기 때문에, 광 누설이 거의 발생하지 않아, 고 콘트라스트의 표시를 실현할 수 있다.
한편, 전압을 인가하면, 액정층(30)의 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향 상태로 되기 때문에, 액정 셀(100)을 편광판(101)과 편광판(102)에 의해 협지하면, 입사광은 편광판(101)에 의해서 직선 편광이 되고, 액정 셀(100)에 입사하면, 액정 셀(100)에서는 복굴절 효과가 발생하기 때문에, 해당 입사광은 그 편광 상태를 변화시키면서 액정 셀(100)을 통과하여 편광판(102)측으로 도달한다. 이 때, 편광판(102)의 편광축 방향으로 그 편광 상태를 변화시킨 광 성분이, 편광판(102)을 통과하여 출사되어, 백 표시를 얻는다. 또한, 인가 전압을 변화시키는 것에 의해, 방사형 경사 배향의 경사량이 변화되고, 그에 따라 발생하는 복굴절 효과의 발생량도 변화하기 때문에, 편광판(102)으로부터의 출사 광량이 변화한다. 이에 의해, 인가 전압에 따른 계조 표시가 가능해진다.
또한, 방사형으로 경사 배향하므로, 회소 영역에 있어서 각 방위로 배향한 액정 분자(30a)의 존재 확률이 회전 대칭성을 갖게 되어, 액정 분자(30a)의 배향 방향이 서로 다른 영역끼리 광학적으로 서로 보상한다. 이들 결과, 액정 표시 장치의 사용자가 어느 방향에서 액정 표시 장치를 보았다고 해도, 회소 영역 전체적으로 보면, 출사광의 강도(회소의 밝기)가 대략 동일해져, 넓은 시야각을 얻을 수 있다.
상기 액정 표시 장치의 시야각 특성 제어에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하면서 이하에 설명한다. 또, 도 8 내지 도 10에 있어서, 액정 패널(7)의 정면에 대하여 경사 60°(이하, 경사 시야각이라고 함)에서의 투과 강도의 그래프를 실선으로 나타내고, 비교 대상으로서 정면의 투과 강도의 그래프를 파선으로 나타내고 있다.
여기서, 도 8은 상기 액정 패널(7)에 대하여 시야각 제어를 행하지 않은 상태에서의 표시 특성(바탕 특성)을 나타내는 그래프이다. 이 때의 투과 강도의 측정치를 이하의 표 1에 나타낸다. 이 바탕 특성은 액정 패널(7)에 대하여 시야각 제어가 행하여지지 않은 초기 상태에 있어서, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성을 나타낸다.
즉, 상기 액정 패널(7)은 백 표시 시의 정면 투과율과 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성을 갖고 있게 된다.
도 8은 저계조(흑 표시)의 경사 시야각에서 백부 현상이 발생하고, 고계조(백 표시)의 경사 시야각에서 계조 반전 현상이 발생하는 표시 특성임을 나타내고 있다.
또한, 도 9는 도 8에 도시한 시야각 특성을 갖는 액정 패널(7)에 대하여, 광시야각 제어를 행한 상태에서의 표시 특성(광시야각 특성)을 나타내는 그래프이다. 이 때의 투과 강도의 측정치를 이하의 표 2에 나타낸다. 여기서는, 액정 패널(7)에 공급하는 구동 전압을, 경사 시야각에서의 흑 전압(저계조)을 바탕 특성 그대로, 경사 시야각에서의 백 전압(고계조)을 계조 반전하지 않은 전압으로 설정하는 것에 의해 액정 패널(7)의 시야각 특성의 제어가 행하여진다.
또한, 도 10은 도 8에 도시한 시야각 특성을 갖는 액정 패널(7)에 대하여, 협시야각 특성의 제어를 행한 상태에서의 표시 특성(협시야각 특성)을 나타내는 그래프이다. 이 때의 투과 강도의 측정치를 이하의 표 3에 나타낸다. 여기서는, 액정 패널(7)에 공급하는 구동 전압인 경사 시야각에서의 흑 전압(저계조)을, 바탕 특성의 흑 전압보다도 커지는 전압으로 설정함으로써 행해진다. 또, 경사 시야각에서의 백 전압(고계조)을 바탕 특성의 백 전압보다도 커지는 전압으로 설정하면, 고계조측에서의 계조 반전의 정도가 증가시키고, 또한 시야각을 좁게 하는 것이 가능해진다.
이상의 점에서, 상기 액정 패널(7)은 도 8에 도시하는 그래프로부터, 시야각 특성의 제어를 행하지 않는 바탕 특성의 상태에 있어서, 경사 시야각에서는, 정면 투과 강도가 0인 흑 전압측에서는 투과 강도가 0으로 되어 있지는 않으므로, 백부한 상태로 되어 있고, 정면 투과 강도가 1로 되는 백 전압측에서는 투과 강도가 1을 넘어 계조 반전한 상태로 되어 있음을 알 수 있다.
그리고, 도 8에 도시하는 그래프의 시야각 특성의 상태에서, 시야각의 표시 특성을 변경하기 위해서는, 정면 투과 강도가 0이 되는 흑 전압과, 정면 투과 강도가 1이 되는 백 전압을 변경하면 된다는 것을 알 수 있다.
따라서, 액정 패널(7)의 표시 특성을, 도 8에 도시한 표시 특성으로부터 도 9에 도시한 바와 같은 광시야각 특성으로 하기 위해서는, 흑 전압은 그대로 하고, 백 전압을 경사 시야각에서 반전하지 않는 전압이 되도록 구동 전압을 제어하면 된다. 이 경우, 도 9에 도시하는 그래프로부터, 흑 전압은 그대로 하고 있음에도 불구하고, 백 전압을 경사 시야각에서 반전하지 않는 전압이 되도록 구동 전압이 제어됨으로써, 백 전압측의 투과 강도가 내려감과 함께, 흑 전압측의 투과 강도가 내려가기 때문에, 광시야각의 표시 품위가 향상된다.
이와 같이, 백 전압을 경사 시야각에서 반전하지 않는 전압, 즉 정면 투과 강도가 1을 넘지 않는 전압으로 제어함으로써, 표시 품위가 높은 광시야각화를 실현하여, 경사 시야각으로부터의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 액정 패널(7)의 표시 특성을 도 8에 도시한 표시 특성으로부터 도 10에 도시한 바와 같은 협시야각 특성으로 하기 위해서는, 경사 시야각의 콘트라스트를 저하시키도록 흑 전압을 높이고, 백 계조 반전하도록 백 전압을 높여 구동 전압을 제어하면 된다.
이와 같이, 흑 전압과 백 전압 모두 바탕 특성에서의 흑 전압과 백 전압보다도 높게 함으로써, 협시야각화를 실현하여 경사 시야각에서의 시인성을 저하시킬 수 있다.
상기와 같이, 액정 패널(7)에 인가하는 구동 전압을 제어함으로써, 바탕 특성에서 광시야각 특성 또는 협시야각 특성으로 전환하여 표시할 수 있다.
또, 상술한 바와 같이, 액정 패널(7)의 바탕 특성으로부터 광시야각 특성과협시야각 특성의 양방으로 전환하는 것뿐만 아니라, 바탕 특성에서 광시야각 특성 또는 협시야각 특성 중 어느 한쪽으로만 전환하도록 해도 된다.
예를 들면, 도 8에 도시한 바탕 특성과 도 9에 도시하는 광시야각 특성을 전환하도록 제어해도 된다. 여기서는, 도 8에 도시한 바탕 특성을, 통상 사용하는 액정 패널(7)의 표시 특성으로 하고, 필요에 따라 도 9에 도시하는 광시야각 특성으로 전환하도록 되어 있다.
또한, 도 8에 도시한 바탕 특성과 도 10에 도시하는 협시야각 특성을 전환하도록 제어해도 된다. 여기서는, 도 8에 도시한 바탕 특성을, 통상 사용하는 액정 패널(7)의 표시 특성으로 하고, 필요에 따라 도 10에 도시하는 협시야각 특성으로 전환하게 되어 있다.
또한, 액정 패널(7)의 바탕 특성을 도 9에 도시하는 광시야각 특성으로 하고, 이 광시야각 특성으로부터 도 10에 도시하는 협시야각 특성으로 전환하도록 해도 된다. 이 경우 통상, 광시야각 특성에서 액정 패널(7)을 표시하고, 필요할 때만 협시야각 특성으로 전환하면 된다.
반대로, 액정 패널(7)의 바탕 특성을, 도 10에 도시하는 협시야각 특성으로 하고, 이 협시야각 특성으로부터 도 9에 도시하는 광시야각 특성으로 전환하도록 해도 된다. 이 경우 통상, 협시야각 특성에서 액정 패널(7)을 표시하고, 필요할 때만 광시야각 특성으로 전환하면 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(1)에서는, 시야각 특성의 제어가 행하여지고 있지 않는 초기 상태에서, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널(7)과, 상기 액정 패널(7)을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널(7)에 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부인 LUT(3) 및 구동 전압 생성부(4)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 구동 전압 설정부는 상기 액정 패널(7)의 시야각에 대응하여 구동 전압을 설정하도록 되어 있다.
이에 의해, 액정 패널(7)에는 시야각 특성에 따른 구동 전압이 공급되게 되기 때문에, 구동 전압에 의해 결정되는 투과 강도도 시야각 특성에 따른 것이 된다. 따라서, 액정 패널(7)에 공급하는 구동 전압을 시야각 특성에 따라 설정하는 것만으로 시야각 특성의 변경이 가능하게 되기 때문에, 종래와 같이, 시야각 특성을 전환하기 위해서 하나의 화소를 2개의 화소 영역으로 분할할 필요가 없어진다.
따라서, 액정 패널(7) 상의 시야각 특성을 전환하기 위해서 1 화소를 2개의 화소 영역으로 분할한 경우에 발생하는 여러 가지의 문제, 즉 개구율의 저하, 투과율의 저하, 고정밀화의 곤란 등의 문제를 해소할 수 있다. 환언하면, 상기 구성에 따르면, 간단한 구성으로, 투과율의 저하가 없고 게다가 고정밀화가 가능한 액정 표시 장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 상기의 액정 표시 장치(1)에서는, 구동 전압을 시야각에 대응하여 설정하고 있기 때문에, 액정 패널의 시야각 특성을 광시야각 특성 또 협시야각 특성으로 용이하게 전환할 수 있다.
상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에 있어서의 저계조측의 구동 전압을, 시야각 특성의 제어가 행하여지지 않은 초기 상태의 액정패널(7)에 공급하는 경사 시야각에 있어서의 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 저계조측의 구동 전압을, 시야각 특성의 제어가 행하여지지 않은 초기 상태의 액정 패널에 공급하는 경사 시야각에서의 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정함으로써, 액정 패널의 경사 시야각에서의 저계조측(흑 표시측)의 투과 강도를, 정면의 저계조측의 투과 강도보다도 크게 할 수 있다.
이에 의해, 저계조측에 있어서, 투과 강도의 증대화에 의한 백부 현상이 현저해지므로, 시야각 제어 후의 액정 패널의 시야각 특성을 초기 상태의 액정 패널의 시야각 특성보다도 좁게 할 수 있다.
또한, 상기 구동 전압 설정부는 액정 패널에 공급하는 경사 시야각에 있어서의 고계조측의 구동 전압을, 계조 반전하는 전압으로 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 고계조측의 구동 전압을, 계조 반전하는 전압으로 설정함으로써, 액정 패널(7)의 경사 시야각에서의 고계조측에 있어서 계조 변형을 발생시킬 수 있다.
이에 의해, 고계조측에서 계조 반전에 의한 계조 변형이 발생하므로, 시야각 특성 제어 후의 액정 패널(7)의 시야각 특성을, 초기 상태의 액정 패널(7)의 시야각 특성보다도 좁은 시야각 특성으로 할 수 있다.
이 때, 상기와 같이, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 저계조측의 구동 전압을, 시야각 특성의 제어가 행하여지고 있지 않은 초기 상태의 액정 패널에 공급하는 경사 시야각에서의 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정하면, 고계조측에서의 계조 반전 현상에 저계조측에서의 백부 현상이 부가되기 때문에, 액정 패널의 시야각 특성을 더욱 좁은 시야각 특성으로 할 수 있다.
또한, 상기 구동 전압 설정부는, 초기 상태의 액정 패널(7)의 고계조측에서의 경사 시야각의 투과 강도가 계조 반전을 발생시키는 크기인 경우, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 고계조측의 구동 전압을, 계조 반전하지 않는 전압으로 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 초기 상태의 액정 패널(7)의 고계조측에서의 경사 시야각의 투과 강도가 계조 반전을 발생시키는 크기이기 때문에, 이미 고계조측에서는 경사 시야각에서 계조 변형이 발생하고 있다.
따라서, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 고계조측의 구동 전압을, 계조 반전하지 않는 전압으로 설정함으로써, 고계조측에서의 경사 시야각에 있어서의 계조 변형을 없앨 수 있다. 이에 의해, 경사 시야각에서의 콘트라스트를 향상시킬 수 있으므로, 액정 패널(7)의 시야각 특성을 초기 상태의 액정 패널의 시야각 특성보다도 넓은 시야각 특성으로 할 수 있다.
또한, 상기 구동 전압 설정부에 의한 구동 전압의 설정 시에, 액정 패널(7)에 공급하는 경사 시야각에서의 저계조측의 구동 전압을 변경하지 않도록 해도 된다.
이 경우, 저계조측의 경사 시야각에서의 투과 강도는 초기 상태의 액정 패널(7)과 동일하기 때문에, 저계조측에서의 백부 현상에 변화를 볼 수 없다. 이때문에, 고계조측의 경사 시야각에서의 투과 강도를 초기 상태의 액정 패널(7)보다도 작게 함으로써, 광시야각화를 도모한 경우에, 저계조측에 있어서 시야각을 좁히는 요인이 없어지므로, 확실하게 광시야각화를 도모할 수 있다.
또한, 상기의 각 표시 특성의 전환 제어를 행할 때에, 면적 계조법을 덧붙여 제어해도 된다.
예를 들면 도 11에 도시한 바와 같이, 액정 셀(100)에 있어서, 화소(14)를 2개의 부 화소(14a, 14b)로 구성한 경우가 생각된다. 여기서는, 부 화소(14a)는 부 화소 전극(18a)과, 신호선(15a)에 접속된 스위칭 소자(16a)로 구성되고, 부 화소(14b)는 부 화소 전극(18b)과, 신호선(15b)에 접속된 스위칭 소자(16b)로 구성되어 있다. 그리고, 2개의 스위칭 소자(16a, 16b)에는 공통의 주사선(17)이 접속되어 있다.
상기 액정 셀(100)은, 하나의 화소(14)를 구성하는 2개의 부 화소(14a, 14b)는, 공통의 주사선(17)에 접속된 스위칭 소자(16a, 16b)에 의해, 동일한 타이밍으로 신호 전압이 부 화소 전극(18a, 18b)에 인가되는 소위 면적 계조법에 의해서 구동된다.
따라서, 상기와 같은 면적 계조법에 있어서, 흑 전압은 그대로 하고, 백 전압을 경사 시야각으로 반전하지 않는 전압이 되도록 구동 전압을 제어한 경우, 표시 특성은 도 12에 도시한 바와 같은 그래프가 된다. 여기서는, 경사 시야각 60°에서의 표시 특성을 실선의 그래프로 나타내고, 정면에서의 표시 특성을 파선의 그래프로 도시하고 있다. 또, 이 때의 투과 강도 데이터를 이하의 표 4에 나타낸다.
이와 같이, 광시야각 특성으로 전환하기 위한 제어에 면적 계조법을 적용하면, 경사에서의 표시 특성을 정면에서의 표시 특성에 의해 근접시킬 수 있기 때문에, 광시야각 특성으로 표시하는 경우의 액정 패널(7)의 표시 품위를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 도 8에 도시한 바탕 특성으로부터, 도 9에 도시하는 광시야각 특성, 또는 도 10에 도시하는 협시야각 특성으로의 전환은, 이하의 2 종류의 방법에 의해서 행해진다.
제1 방법으로서, 룩업 테이블을 이용하는 방법에 대하여 도 13을 참조하면서 이하에 설명한다.
이 룩업 테이블은 입력 계조에 대하여, 출력하는 구동 전압과의 관계를 나타내는 것이다. 도 13에서는 제어무(바탕 특성), 광시야각 특성, 협시야각 특성의 3 종류를 전환하기 때문에, 준비하는 룩업 테이블은 3종류가 되고, 이들 룩업 테이블을 필요에 따라 전환함으로써 시야각 특성의 제어를 행한다. 이 경우, 모든 계조의 출력이 가능하게 된다.
상기 룩업 테이블은, 예를 들면 도 1에 도시한 LUT(3)에 저장되어 있고, 외부의 전환 신호 등에 의해서 소정의 룩업 테이블로 전환된다. 그리고, 구동 전압생성부(4)는 LUT(3)에서 전환된 룩업 테이블을 참조하여, 입력 데이터의 계조에 따른 구동 전압을 소스 구동 회로(5)에 출력한다.
또, 상기 설명에서는, 액정 패널(7)의 바탕 특성, 광시야각 특성, 협시야각 특성의 3 종류의 시각 특성을 전환하는 제어에 대하여 설명했지만, 3 종류에 한정되는 것이 아니라, 적어도 2 종류의 룩업 테이블을 준비하면 된다. 예를 들면, 상술한 바탕 특성과 광시야각 특성의 전환뿐이면, 2 종류의 룩업 테이블로 끝난다.
이상과 같이, 상기 구동 전압 설정부인 LUT(3) 및 구동 전압 생성부(4)는, 미리 설정된 입력 계조와 구동 전압의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 참조하여, 구동 전압을 설정하도록 하면, 룩업 테이블을 참조하여 구동 전압이 설정되도록 되기 때문에, 복잡한 계산을 필요로 하지 않고, 간단한 구성으로 구동 전압을 설정할 수 있다.
또한, 상기 룩업 테이블은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 룩업 테이블을 선택하도록 하여도 무방하다.
이 경우, 시야각 특성에 따른 구동 전압의 설정을 간단한 구성으로 확실하게 행할 수 있다.
계속해서, 제2 방법으로서, 프로그램에 의한 전환을 행하는 방법에 대하여 도 14를 참조하면서 이하에 설명한다.
이 프로그램은 입력 계조에 대하여 출력하는 계조(출력 계조)를 전환함으로써 시야각 특성의 전환 제어를 행하는 것이다. 여기서는, 제어무와 협시야각은, 입력 계조가 0이 되는 측의 일부 영역을 제외하고 거의 동일한 출력 계조로 되어있지만, 입력 계조가 0이고 출력 계조가 32로 되어 있기 때문에, 계조 변형이 발생하고 있다. 이에 의해서, 협시야각화를 도모하고 있다.
그러나, 이 프로그램에 의한 시야각 특성의 전환 제어는, 입력 계조에 대하여 출력 계조를 변경하고 있을 뿐이기 때문에, 이 변경된 출력 계조에 따른 구동 전압을 생성할 필요가 있다.
따라서, 제1 방법은 각 시야각 특성에 따른 룩업 테이블에 의해서 입력 계조에 대한 구동 전압이 직접 설정되어 있기 때문에, 제2 방법과 같이, 구한 출력 계조로부터 구동 전압을 생성한다고 하는 수고만큼 처리 시간이 짧다고 할 수 있다.
이상과 같이, 상기 구동 전압 설정부인 LUT(3) 및 구동 전압 생성부(4)는, 미리 설정된 입력 계조에 대한 출력 계조를 결정하기 위한 프로그램에 기초하여 구동 전압을 설정하도록 함으로써, 입력 계조에 대한 출력 계조에 따른 구동 전압을 확실하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 프로그램은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 프로그램을 선택하도록 하여도 좋다.
이 경우, 시야각 특성에 따른 구동 전압의 설정을 확실하게 행할 수 있다.
본 실시 형태에서는 표시 모드로서 CPA 모드로 동작하는 액정을 사용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 상기 CPA 모드 이외의 수직 배향 모드로 동작하는 액정에도 적용할 수 있다. 즉, 경사 시야각에서는 γ 특성이 백부함과 함께, 고계조측에서는 백 반전하는 시야각 특성을 갖는 표시 모드이면, 본원 발명을 적용할 수 있다.
상기와 같은 표시 모드로서는, 상술한 CPA 모드 이외에, VA(Vertically Aligned) 모드, MVA(Multi-domain Vertically Aligned) 모드, CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 모드에 트위스트 구조를 가한 모드, RTN(Reverse Twisted Nematic) 모드 등이 있다.
계속해서, 이러한 표시 모드에 대하여 이하에 설명한다.
예를 들면, 도 15는 오프 상태에서 액정 분자가 기판에 대하여 수직으로 배향되어 흑 표시가 되고, 온 상태에서 액정 분자가 기판에 대하여 수평으로 배향되어 백 표시가 되는 VA 모드를 도시하고 있다.
또한, VA 모드에서 문제가 되고 있었던 시야각 특성을 개량한 MVA 모드이더라도 본원 발명을 유효하게 적용할 수 있다. 이하에, MVA 모드로 동작하는 액정에 대하여, 도 16a 내지 16c 및 도 17a 내지 17c를 참조하면서 이하에 설명한다.
도 16a 내지 16c는 일반적인 MVA 모드의 액정 셀의 전극 구조를 도시하고, 도 17a 내지 17c는 상기 MVA 모드의 액정 셀의 표시 특성을 나타내고 있다.
도 16a에 도시한 바와 같이, 액정 셀(100')은, 도 11에 도시한 액정 셀(100)에 있어서 화소(14)를 분할하지 않은 상태의 것이다.
상기 액정 셀(100')은, 도 16b, 16c에 도시한 바와 같이, 유리 기판으로 이루어지는 TFT 기판(100a) 상에 형성된 화소(14)의 화소 전극(18) 사이에 슬릿(18s)이 형성됨과 함께, 대향하는 유리 기판으로 이루어지는 대향 기판(100b)의 공통 전극(20)상에 리브(19)가 화소 전극(18)에 대향하여 형성되어 있다.
상기 리브(19)는 도 16c에 도시한 바와 같이, 리브의 중심을 향하여 산형으로 경사져 있고, 액정 분자는 그 경사면에 대하여 대략 수직으로 배향하도록 되어 있다. 따라서, 리브(19)에 의해서 액정 분자의 틸트 각도(기판 표면과 액정 분자의 길이축이 이루는 각도)의 분포가 발생한다. 또한, 슬릿(18s)은 액정층(30)에 인가되는 전계의 방향을 규칙적으로 변화시키고 있다. 그 결과, 이 리브(19)와 슬릿(18s)에 의해서 액정층(30)에 전계가 인가된 경우, 액정 분자의 배향 방향은 도 16b에 도시하는 화살표 방향, 즉 우상측, 좌상측, 좌하측, 우하측의 4 방향으로 배향하기 때문에, 상하 좌우 대칭의 특성을 갖는 양호한 시야각 특성을 얻을 수 있다.
여기서, 상기 구성의 전극 구조의 액정 셀(100')의 표시 특성에 대하여, 도 17a∼ 17c를 참조하면서 이하에 설명한다.
도 17a는 정면 방향(N1) 및 우측 60도 시각(L1), 우상측 60도 시각(LU1)의 투과율의 인가 전압 의존 특성을 나타내는 그래프이다. 도 17b는 도 17a의 각 방향의 투과율을 각 방향의 백 전압(최고 계조 전압)을 인가했을 때의 투과율을 100%로 하여 규격화한 규격화 투과율을 도시하는 그래프이며, 정면 방향(N2) 및 우측 60도 시각(L2), 우상측 60도 시각(LU2)의 규격화 투과율의 인가 전압 의존 특성을 나타내고 있다.
도 17b로부터, 정면 방향의 표시 특성과, 우측 60도 시각 및 우상측 60도 시각의 특성이 서로 다르다는 것을 알 수 있다. 이것은 각 관측 방향에 의해서 표시의 γ 특성이 서로 다름을 보여주고 있다.
도 17c는 γ 특성의 차이를 더욱 명료하게 표현하기 위한 것으로, 횡축의 값을 횡축의 값=(정면 시각 규격화 투과율÷100)^(1/2.2), 횡축의 값을 N3, L3, LU3 각각에 대응하여 정면 계조 특성=(정면 시각 규격화 투과율÷100)^(1/2.2), 우측 60도 시각 계조 특성=(우측 60도 규격화 투과율÷100)^(1/2.2), 우상측 60도 시각 계조 특성=(우상측 60도 규격화 투과율÷100)^(1/2.2)으로 하여, γ 특성의 어긋남을 현재화하고 있다. 「^」는 누승을 나타내고, 이 지수가 γ 값에 대응하며, 전형적인 액정 셀에서는 정면 계조 특성의 γ 값은 2.2로 설정하고 있다.
도 17c에 있어서, 정면 계조 특성(N3)은 종축의 값=횡축의 값이고, 직선이 된다. 한편, 우측 60도 시각 계조 특성(L3) 및 우상측 60도 시각 계조 특성(LU3)은 곡선이 된다. 이 곡선(L3, LU3)의 정면 특성을 나타내는 직선(N3)으로부터의 어긋남 량이, 각 시각에 있어서의 γ 특성의 어긋남 량을, 즉 정면 관측 시와 각 시각(우측 60도 시각, 우상측 60도 시각)에서의 관측에 있어서의 계조 표시 상태의 어긋남 량(차이)을 정량적으로 나타내고 있다.
여기서, 도 11에 도시한 액정 셀(100)이 MVA 모드로 구동되는 경우의, 화소(14)를 구성하는 부 화소 전극(18a, 18b)에 각각 인가하는 구동 전압(V1, V2)의 관계에 대하여, 도 18a 내지 18d를 참조하면서 이하에 설명한다.
도 18a는 2개의 부 화소(14a, 14b)의 부 화소 전극(18a, 18b)에 동일한 전압(V1= V2)을 인가하는 전압 인가 조건 A를 도시한다. 즉, 전압 인가 조건 A에서는 Δ12(gk)=0(볼트)으로 되어 있다.
도 18b는 V1>V2이고, 또한 ΔV12가 V1에 상관없이 일정한 전압 인가 조건 B를 도시한다. 즉, 전압 인가 조건 B에서는 임의의 계조 gk에 대하여ΔV12(gk)=ΔV12(gk+1)를 만족한다. 여기서, ΔV12(gk)=1.5(볼트)로 한다. 또, ΔV12(gk)의 값이 크면 백 표시 시의 휘도(투과율)가 저하하고, 해당Δ12(gk)의 값이 액정 패널의 투과율의 인가 전압 의존 특성의 임계값(Vth)보다도 커지면 흑 표시 시의 휘도(투과율)가 증가하여, 표시의 콘트라스트를 저하시킨다고 하는 문제가 있으므로, Δ12(gk)≤Vth인 것이 바람직하다.
도 18c는 V1> V2이고, 또한 ΔV12가 V1의 증대에 따라서 감소하는 전압 인가 조건 C를 도시한다. 즉, 전압 인가 조건 C에서는 임의의 계조 gk에 대하여 Δ12(gk)>Δ12(gk+1)의 관계를 만족한다.
도 18d는 V1>V2이고, 또한 Δ12가 V1의 증대와 함께 증대하는 전압 인가 조건 D를 도시한다. 즉, 전압 인가 조건 D에서는 임의의 계조 gk에 대하여 Δ12(gk)<Δ12(gk+1)의 관계를 만족한다.
도 11에 도시한 액정 셀(100)에서는 상기의 전압 인가 조건 B또는 전압 인가 조건 C를 만족하도록, 부 화소 전극(18a, 18b)에 전압이 인가된다.
여기서, 상술한 전압 인가 조건 A 내지 D를 각각 이용한 경우의 MVA 모드로 구동되는 액정 셀(100)에 있어서의 계조 특성에 대하여, 도 19a, 19b를 참조하면서 이하에 설명한다. 또, 도 19a, 19b의 횡축은 (정면 시각 규격화 투과율÷100)^(1/2.2)이고, 도 19a의 종축은 (우측 60도 시각 규격화 투과율÷100)^(1/2.2)이고, 도 19b의 종축은 (우상측 60도 시각 규격화 투과율÷100)^(1/2.2)이다. 또한, 참고를 위해, 정면 관측 시의 특성을 나타내는 직선을 병기하고 있다.
도 19a, 19b에 나타내는 그래프로부터 이하의 것을 알 수 있다.
전압 인가 조건 A는 부 화소 전극(18a, 18b)과 동일한 전압(Δ12(gk)=0)을 인가하는 조건이기 때문에, 도 19a, 19b에 도시한 바와 같이 γ 특성이 직선에서 크게 어긋나 있다.
또한, 전압 인가 조건 D는 전압 인가 조건 B, C에 비교하여 γ 특성의 시각 의존성의 개선 효과가 적다. 즉, 전압 인가 조건 D에서는, 노멀 화이트 모드의 액정 패널(7)에서는 시야각 특성을 개선하는 효과를 갖지만, 노멀 블랙 모드의 액정 패널(7)에서는 γ 특성의 시각 의존성을 저감하는 효과가 적음을 보여주고 있다.
이와 같이, 노멀 블랙 모드의 액정 패널(7)에 있어서의 γ 특성의 시각 의존성을 저감하기 위해서는, 전압 조건 B또는 C를 채용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
도 19a, 19b에서는 도 11에 도시한 바와 같이, 화소(14)가 2개의 부 화소(14a, 14b)로 이루어지는 경우의 각 전압 인가 조건에 의한 γ 특성의 시야각 의존성에 대하여 조사한 그래프이지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 부 화소 수를 3 이상으로 해도 된다.
여기서, 도 20a, 20b에, 부 화소 수가 2개 및 4개인 경우와, 화소 분할하지 않은 경우의 γ 특성을 도시한다. 도 20a에는 우측 방향의 γ 특성을, 도 20b에는 우상측 방향의 γ 특성을 도시한다. 또, 1 화소의 면적은 동일한 것으로 하고, 전압 인가 조건은 B(도 18b)로 한다.
도 20a, 20b에 도시하는 특성 그래프로부터, 부 화소의 수가 증가함 에 따라서 γ 특성의 어긋남 량을 개선하는 효과가 커짐을 알 수 있다. 특히, 화소 분할을 하지 않은 경우에 비하여 부 화소 수를 2개로 변경한 경우의 효과가 현저하다는 것을 알 수 있다.
또한, 화소 분할 수를 2개에서 4개로 늘리는 것에 의해 γ 특성의 어긋남 량에는 큰 차이는 없지만, 표시 계조의 변화에 대한 어긋남 량의 변화가 원활해져 양호한 특성이 된다.
게다가, 화소 분할 수를 4개로 하면, 해상도가 XGA(Extended Graphic Array)의 표시 데이터를, 그 1/4의 해상도가 VGA(Video Graphics Array)인 표시 데이터로 변환할 수 있기 때문에, 통상 텔레비전 방송에 사용되는 VGA 레벨에서의 광시야각화를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 다른 수직 배향 모드로서, 본 실시 형태에서 설명한 CPA 모드, 즉, 액정층의 두께 방향의 중앙 부근에 위치하는 액정 분자의 배향 방향이 방사 형상으로 전 방위를 향하고 있는 배향 상태를, 회소(화소) 내에 적어도 하나 갖도록 한 표시 모드(도 6 및 도 7 참조)로, 또한 액정층의 두께 방향에 대하여 액정 분자의 배향 방향에 트위스트 구조를 갖도록 한 표시 모드(도 21 및 도 22 참조)이어도 된다. 이 경우, 상술한 CPA 모드로 동작하는 액정층에 카이럴재를 첨가하는 것에 의해 액정 분자의 트위스트 구조를 실현하고 있다.
또한, 다른 수직 배향 모드로서, RTN(Reverse Twisted Nematic) 모드이더라도 본원 발명을 적용하는 것이 가능하다. 여기서, RTN 모드로 구동하는 액정 표시 장치에 대하여 도 23 및 도 24를 참조하면서 이하에 설명한다.
상기 액정 표시 장치는, 도 23에 도시한 바와 같이, 제1 기판(예를 들면 TFT 기판)(210)과, 제2 기판(예를 들면 컬러 필터 기판)(220)과, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 사이에 마련된 수직 배향형의 액정층(230)을 갖는 액정 셀(200)을 구비하고 있다.
상기 수직 배향형의 액정층(230)은 유전 이방성이 마이너스의 네마틱 액정 재료를, 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)의 액정층(230)측에 마련된 수직 배향막(도시하지 않음)에 의해 배향 제어함으로써 얻어진다.
상기 액정층(230)의 액정 분자(230a)는, 전압이 인가되고 있을 때에는, 수직 배향막의 표면(제1 기판(210) 및 제2 기판(220)의 표면)에 대하여 대략 수직으로 배향한다. 여기서, 액정층(230)의 층면과 수직인 방향의 전계를 발생하는 전압을 인가하면, 액정 분자(230a)를 전계의 방향과 직교하는 방향으로 기울이는 힘이 해당 액정 분자(230a)에 작용하여, 액정 분자(230a)는 쓰러진다. 또, 도 23 중에는 액정 분자(230a)를 원기둥으로 도시하고, 그 정상면 또는 저면이 그려져 있는 쪽이 바로 앞쪽에 있음을 나타내고 있다. 또한, 도 23은 액정층(230)에 중간조를 표시하기 위한 전압이 인가된 상태를 모식적으로 도시하고 있다.
상기 액정 셀(200)은 도 23에 도시한 바와 같이, 적어도 전압 인가 상태에 있어서, 액정층(230)의 두께 방향의 중앙 부근에 위치하는 액정 분자(230a)의 배향 방향이 서로 다른 제1 도메인 D1, 제2 도메인 D2, 제3 도메인 D3, 제4 도메인 D4의 어떤 방향(예를 들면 열 방향)을 따라서 이 순서로 배열된 4 분할 도메인 D를 포함한다.
여기서, 전압 인가 시에 형성되는 4 분할 도메인 D의 구성에 대하여 도 23 및 도 24a 내지 24c를 참조하면서 이하에 설명한다.
도 24a 중의 화살표는 제1 기판(210) 상의 액정 분자(230a)의 배향 방향을 나타내고, 도 24b 중의 화살표는 제2 기판(220) 상의 액정 분자(230a)의 배향 방향을 나타내며, 도 24c 중의 화살표는 액정층(230)의 두께 방향의 중앙 부근의 액정 분자(230a)의 배향 방향(이하, 기준 배향 방향이라고 함)을 나타내고 있다. 기준 배향 방향은 그 도메인의 시야각 의존성을 결정짓는다. 또, 도 24a 내지 24c의 화살표는 모두 제2 기판(220)측에서 그 법선 방향을 따라서 보았을 때의 배향 방향(방위각 방향)을 나타내고 있다.
제1 기판(210)은 액정 분자(230a)를 제1 방향 R1로 배향시키는 규제력을 갖는 2개의 제1 영역 A1과, 액정 분자(230a)를 제1 방향 R1과 반대의 제2 방향 R2로 배향시키는 규제력을 갖고 2개의 제1 영역 A1의 사이에 마련된 제2 영역 A2를 갖는다.
한편, 제2 기판(220)은 액정 분자(230a)를 제1 방향 R1과 교차하는 제3 방향 R3으로 배향시키는 규제력을 갖는 제3 영역 A3과, 액정 분자(30a)를 제3 방향 R3과 반대의 제4 방향 R4로 배향시키는 규제력을 갖는 제4 영역 A4를 갖고 있다.
이들 배향 규제력을 갖는 영역(배향 규제 영역이라고도 함) A1 내지 A4는, 예를 들면 수직 배향막을 러빙 처리함으로써 형성할 수 있다. 제1 방향 R1 및 제2 방향 R2는 행 방향으로 평행하고, 제3 방향 R3 및 제4 방향 R4는 열 방향으로 평행하다. 따라서, 제1 기판(210)에 대하여 2 방향(서로 반 평행)으로 러빙 처리를 실시하고, 제2 기판(220)에 대하여 2 방향(서로 반평행)으로 러빙 처리를 실시하는 것에 의해서, 배향 규제 영역 A1 내지 A4를 형성할 수 있다.
상기 제1 영역 A1/ 제2 영역 A2/ 제1 영역 A1이 열 방향을 따라서 이 순서로 형성된 제1 기판(210)과, 제3 영역 A3/ 제4 영역 A4가 이 순서로 열 방향을 따라서 형성된 제2 기판(220)을, 도 23 및 도 24c에 도시한 바와 같이 배치함으로써, 4 분할 도메인 D가 형성된다. 바꾸어 말하면, 제1 도메인 D1이 한쪽의 제1 영역 A1과 제3 영역 A3의 사이에 형성되고, 제2 도메인 D2가 제2 영역 A2와 제3 영역 A3의 사이에 형성되고, 제3 도메인 D3이 제2 영역 A2와 제4 영역 A4의 사이에 형성되고, 제4 도메인 D4가 다른 쪽의 제1 영역 A1과 제4 영역 A4의 사이에 형성되도록, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)을 배치한다.
이와 같이 하여 형성된 4 분할 도메인 D중 4개의 도메인 D1 내지 D4의 기준 배향 방향은, 도 23 및 도 24c에 도시한 바와 같이 서로 다르다. 즉, 상기 구성의 액정 셀(200)에서는 트위스트 방향의 우회전(D1 및 D3)과 좌회전(D2 및 D4)의 2 종류가 존재하게 된다.
또, 상기의 트위스트 방향은 제2 기판(220)에서 제1 기판(210)을 향해 보았을 때의 트위스트 방향이다. 따라서, 기준 배향 방향에 의해서 대표되는 각 도메인의 시야각 의존성은 상호 다르며, 액정 셀(200)의 시야각 의존성은 모든 방위각 방향에 대하여 평균화된다.
전술한 RTN 모드에 있어서, 회소를 몇 개의 도메인으로 분할할지는, 회소의 크기나 액정 표시 장치에 요구되는 표시 특성 등을 고려하여 적절히 설정된다.단, 회소 내에는 적어도 하나의 4 분할 도메인(D1 내지 D4로 이루어짐)을 갖는 것이 바람직하며, 또한 도메인을 갖는 경우에는, 4개의 도메인 D1 내지 D4가 D1/D2/D3/D4의 순으로 배치되어 있는 방향을 따라, 이 배열 순서(순환적으로)에 따라서 도메인이 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에서는 여러 가지의 수직 배향 모드로 동작하는 액정에 적합하게 이용된다.
본 발명의 액정 표시 장치는 이상과 같이, 백 표시 시의 정면 투과율과 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고, 상기 구동 전압 설정부는, 상기 액정 패널의 시야각 특성에 따라 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하는 구성이다.
그 때문에, 액정 패널에는 시야각 특성에 따른 구동 전압이 공급되게 되므로, 구동 전압에 의해 결정되는 투과 강도도 시야각 특성에 따른 것이 된다. 이에 의해, 액정 패널에 공급하는 구동 전압을 시야각 특성에 따라 설정하는 것만으로, 액정 패널에 있어서의 시야각 특성의 전환이 가능하게 되기 때문에, 종래와 같이, 시야각 특성을 전환하기 위해서 하나의 화소를 2개의 화소 영역으로 분할할 필요가 없게 된다.
따라서, 액정 패널의 시야각 특성을 전환하기 위해서 1 화소를 2개의 화소 영역으로 분할한 경우에 발생하는 여러 가지 문제, 즉 개구율의 저하 및 고정밀화의 곤란 등의 문제를 해소할 수 있다. 환언하면, 상기 구성에 따르면, 간단한 구성으로, 개구율의 저하가 없고 게다가 고정밀화가 가능한, 시야각 특성을 전환할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널에 공급하는 협시야각 특성 시에서의 저계조측의 구동 전압을, 광시야각 특성 시에서의 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정하도록 하여도 무방하다.
이 경우, 액정 패널에 공급하는 협시야각 특성 시에서의 저계조측의 구동 전압을, 광시야각 특성 시에서의 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정함으로써, 협시야각 특성 시의 액정 패널의 경사 시야각에 있어서의 저계조측(흑 표시측)의 투과 강도를, 정면의 저계조측의 투과 강도보다도 더욱 크게 할 수 있다.
이에 의해, 저계조측에 있어서, 투과 강도의 증대화에 따른 백부 현상이 현저해지므로 콘트라스트 특성이 악화되어, 협시야각 특성으로 제어 후의 액정 패널의 시야각 특성을, 광시야각 특성 시의 액정 패널의 시야각 특성보다도 나쁘게 할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널에 공급하는 고계조측의 구동 전압을, 경사 시야각에 있어서 계조 변형이 발생하는 전압으로 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 액정 패널에 공급하는 고계조측의 구동 전압을, 경사 시야각에서 계조 변형이 발생하는 전압으로 설정함으로써, 액정 패널의 경사 시야각에서의 고계조측에 있어서 계조 변형을 발생시킬 수 있다.
이 때, 상기한 바와 같이, 협시야각 특성 시의 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압을, 광시야각 특성 시의 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정하면, 고계조측에서의 계조 변형(반전) 현상에, 저계조측에서의 콘트라스트 저하 현상이 가해지기 때문에, 액정 패널의 시야각 특성을 더욱 악화시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 구동 전압 설정부는, 광시야각 특성 시에 고계조측에서의 경사 시야각의 투과 강도가 계조 변형(반전)을 발생하는 크기인 경우, 광시야각 특성 시에는, 액정 패널에 공급하는 경사 시야각에서의 고계조측의 구동 전압을, 계조 반전하지 않은 전압까지 낮추어 설정하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 구동 전압 설정부에 의한 구동 전압의 설정 시에, 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압을 변경하지 않도록 해도 된다.
이 경우, 저계조측의 경사 시야각에서의 투과 강도는 초기 상태의 액정 패널과 동일하기 때문에, 저계조측에서의 백부 현상에 변화가 보이지 않는다. 이 때문에, 고계조측의 경사 시야각에서의 투과 강도를 초기 상태의 액정 패널보다도 작게 함으로써, 광시야각 특성화를 도모한 경우에, 저계조측에서는 충분한 콘트라스트 특성이 얻어지기 때문에, 시야각을 좁히는 것 같은 요인이 없어지므로, 확실하게 광시야각화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
상기 구동 전압 설정부는 미리 설정된 입력 계조와 구동 전압의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 참조하여 구동 전압을 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 룩업 테이블을 참조하여 구동 전압이 설정되도록 되므로, 복잡한 계산을 필요로 하지 않고, 간단한 구성으로 구동 전압을 설정할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 룩업 테이블은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 룩업 테이블을 선택하도록 하여도 좋다.
이 경우, 시야각 특성에 따른 구동 전압의 설정을 간단한 구성으로 확실하게 행할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한 상기 구동 전압 설정부는, 미리 설정된 입력 계조에 대한 출력 계조를 결정하기 위한 프로그램에 기초하여, 구동 전압을 설정하도록 하여도 좋다.
이 경우, 입력 계조에 대한 출력 계조에 따른 구동 전압을 확실하게 설정할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 프로그램은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 프로그램을 선택하도록 하여도 된다.
이 경우, 시야각 특성에 따른 구동 전압의 설정을 확실하게 행할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
본원 발명의 액정 표시 장치는, 표시 내용에서 요구되는 시야각 특성이 서로 다른 용도에 이용되는 표시 장치에서도 적합하게 사용하는 것이 가능해지므로, 최근 증가하고 있다, DVD 비디오를 재생하는 기능이나 텔레비전을 수신하는 기능 등을 탑재한 노트 퍼스널 컴퓨터나 데스크탑 퍼스널 컴퓨터 등의 액정 표시 장치에서도 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에서는 광시야각 특성의 표시 영역 중 임의의 표시 영역을 협시야각 특성으로 하여도 좋다. 이 경우, 협시야각 특성으로 표시하여야 할 영역의 액정에 대하여, 협시야각 특성용의 전계를 인가하도록 하면 좋다.
반대로, 협시야각 특성의 표시 영역 중, 임의의 표시 영역을 광시야각 특성으로 하여도 좋다. 이 경우, 광시야각 특성으로 표시하여야 할 영역의 액정에 대하여, 광시야각 특성용의 전계를 인가하도록 하면 된다.
상기의 어느 경우에서나, 구동 전압 생성부(4)에서 생성한 구동 전압에 기초하여, 액정 패널(7)의 원하는 표시 영역만을 다른 영역의 시야각 특성과 달리하면 된다.
이러한 액정 표시 장치는 예를 들면 은행의 ATM(automated teller machine)의 조작 패널에 사용하는 것이 생각된다. 이 경우, ATM의 조작 패널은 조작자가 사용하고 있지 않을 때, 표시 화면에 광고 등을 표시하는 데 사용하기 위해서 광시야각 특성화를 도모하고, 조작자가 사용하고 있을 때, 비밀 번호 등을 입력하는 영역만을 외부로부터 보이지 않도록 협시야각 특성화를 도모하는 것이 생각된다.
또한 본 발명은, 휴대 전화, PDA(Personal Digital Assistants), 디지털 카메라, 비디오 카메라 등의 표시 디바이스를 구비하는 전자 기기와, 이 전자 기기와 접속되는 표시 디바이스에 적합하게 이용할 수 있다.
예를 들면 휴대 전화의 각종 기능 중 메일 기능을 실행한 경우, 표시 내용은 타인에게 보이고 싶지 않은 것이므로, 표시 디바이스인 액정 표시 장치는 협시야각특성화가 요망된다.
한편, 휴대 전화로서, 전화나 메일 기능 외에, 카메라에 의한 정지 화상 혹은 동화상의 촬영을 행하는 카메라 촬영 기능, TV 수상 기능, 인터넷 접속 기능 등의 다종 다양한 기능이 부가된 것이 실용화되고 있다.
상기 기능 중 카메라 촬영 기능이나 TV 수상 기능을 실행한 경우, 그 표시 내용은 여러 사람이 보는 경우가 많기 때문에, 표시 디바이스로서 이용되는 액정 표시 장치는 광시야각 특성화가 요망된다.
이러한 협시야각 특성화와 광시야각 특성화의 양 시야각 특성화를 필요로 하는 휴대 전화에서는, 본 발명과 같이 광시야각 특성 모드와 협시야각 특성 모드를 전환할 수 있는 액정 표시 장치가 적합하게 이용된다.
구체적으로는, 메일 기능, 카메라 촬영 기능, 인터넷 접속 기능, TV 수상 기능 중 적어도 2 종류의 기능이 실행 가능하고, 또한 상기 각 기능을 실행했을 때에 실행 내용을 표시하는 액정 표시 장치를 구비한 휴대 전화에 있어서, 상기 액정 표시 장치는, 백 표시 시의 정면 투과율, 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고, 상기 구동 전압 설정부는 실행되는 기능에 대응하여 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하도록 하는 것이 생각된다.
이에 의해, 실행되는 기능에 따라 시야각 특성을 제어하기 위한 구동 전압이설정되기 때문에, 휴대 전화에서 실행되는 기능에 대응하여 광시야각 특성(광시야각 특성 모드)과 협시야각 특성(협시야각 특성 모드)을 전환하는 것이 가능해진다.
또한, 휴대 전화에 있어서, 실행되는 기능에 따른 구동 전압은 미리 설정되어 있더라도 무방하다.
즉, 휴대 전화에 구비된 기능마다 우선적으로 선택하는 시야각 특성 모드를 미리 설정하고 있어도 좋다.
이 경우, 각 기능에 대응한 시야각 특성 모드를 관련시켜 놓고, 각 기능을 실행할 때에 자동적으로 대응하는 시야각 특성 모드로 표시를 행하도록 하면 된다.
또한, 상기 구동 전압 설정부는 광시야각 특성과 협시야각 특성을 전환하기 위한 전환 신호에 기초하여, 상기 실행되는 기능에 따른 구동 전압을 설정하도록 하여도 좋다.
상기 전환 신호를 사용자 스스로 입력하도록 하면, 휴대 전화에 구비된 기능마다, 선택하는 시야각 특성 모드를 해당 휴대 전화의 사용자가 정할 수 있다.
이 경우, 휴대 전화의 각종 기능의 설정 키 등을 이용하여 상기 전환 신호를 입력하여, 기능마다 시야각 특성 모드를 선택 설정하도록 하면 된다.
또한, 휴대 전화의 어떤 기능을 실행 중에 상기 전환 신호를 입력함으로써, 설정되어 있는 시야각 특성 모드를 임의로 전환하도록 해도 된다.
또한, 휴대 전화로 인터넷 접속 기능을 실행하고 있을 때에는, 협시야각 특성 모드를 우선하여 설정하도록 하여도 좋다.
이에 의해, 인터넷 접속지의 내용을 타인에게 보이는 것을 방지할 수 있다.
또한, 휴대 전화로 메일 기능을 실행하고 있을 때에는, 협시야각 특성 모드를 우선하여 설정하도록 하여도 좋다.
또한, 휴대 전화로 카메라 촬영 기능을 실행하고 있을 때에는, 광시야각 특성 모드를 우선하여 설정하도록 하여도 된다.
또한, 휴대 전화로 TV 수상 기능을 실행하고 있을 때에는, 협시야각 특성 모드를 우선하여 설정하도록 하여도 좋다.
이상의 것은 휴대 전화에 한정되지 않고, PDA 등의 다기능 휴대 단말기에도 적합하다. 즉, 상기 휴대 전화라고 하는 기재를 PDA로 치환하면, PDA에서도 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 분명히 하는 것이며, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석해야 하는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시 할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 간단한 구성으로, 개구율의 저하가 없고 게다가 고정밀화가 가능한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 백 표시 시의 정면 투과율, 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과,
    상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고,
    상기 구동 전압 설정부는, 상기 액정 패널의 시야각 특성에 따라 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널에 공급하는 협시야각 특성 시에서의 저계조측의 구동 전압을, 광시야각 특성 시에서의 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압보다도 커지도록 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널에 공급하는 고계조측의 구동 전압을, 경사 시야각에 있어서 계조 변형이 발생하는 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 액정 패널의 고계조측에서의 경사 시야각의 투과 강도가 계조 반전을 발생시키는 크기인 경우, 광시야각 특성 시에는 액정 패널에 공급하는 고계조측의 구동 전압을, 경사 시야각에서 계조 변형이 발생하지 않는 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는 액정 패널에 공급하는 저계조측의 구동 전압을 변경하지 않는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 미리 설정된 입력 계조와 구동 전압의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 참조하여 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 룩업 테이블을 선택하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 미리 설정된 입력 계조에 대한 출력 계조를 결정하기 위한 프로그램에 기초하여 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로그램은 시야각 특성마다 설정되고, 상기 구동 전압 설정부는 시야각 특성에 따른 프로그램을 선택하여 실행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액정 패널의 표시 모드가 CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액정 패널의 표시 모드가 VA(Vertically Aligned) 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 액정 패널의 표시 모드가 MVA(Multi-domain Vertically Aligned) 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 액정 패널의 표시 모드가 RTN(Reverse Twisted Nematic) 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 백 표시 시의 정면 투과율, 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고, 상기 구동 전압 설정부는, 상기 액정 패널의 시야각 특성에 따라 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하는 액정 표시 장치를 구비한 전자 기기.
  15. 메일 기능, 카메라 촬영 기능, 인터넷 접속 기능, TV 수상 기능 중 적어도 2 종류의 기능이 실행 가능하고, 또한 상기 각 기능을 실행했을 때에 실행 내용을 표시하는 액정 표시 장치를 구비한 전자 기기에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는,
    백 표시 시의 정면 투과율, 경사 시야각의 투과율을 각각 1로 한 경우에, 경사 시야각의 투과 강도가 정면의 투과 강도보다 큰 표시 특성의 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 구동 전압을 설정함과 함께, 해당 액정 패널에 대하여 설정한 구동 전압을 공급하는 구동 전압 설정부를 구비하고,
    상기 구동 전압 설정부는, 실행되는 기능에 따른 구동 전압을 설정하여 시야각 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 실행되는 기능에 따른 구동 전압은 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 광시야각 특성과 협시야각 특성을 전환하기 위한 전환 신호에 기초하여 상기 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 상기 구동 전압을 광시야각 특성용의 구동 전압으로 설정한 상태에서, 액정 패널의 임의의 영역에 인가하는 구동 전압을 협시야각 특성용의 구동 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 상기 구동 전압을 협시야각 특성용의 구동 전압으로 설정한 상태에서, 액정 패널의 임의의 영역에 인가하는 구동 전압을 광시야각 특성용의 구동 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 인터넷 접속 기능에서는 협시야각 특성이 되도록 상기 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 메일 기능에서는 협시야각 특성이 되도록 상기 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 구동 전압 설정부는, 카메라 촬영 기능에서는 광시야각 특성이 되도록 상기 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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