WO2011086749A1

WO2011086749A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2011086749A1
Application number: PCT/JP2010/069499
Authority: WO
Inventors: 昇平勝田; 豪鎌田; 井出　哲也; 誠二大橋
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-07-21
Also published as: US20120287028A1; JP5335937B2; CN102713747B; CN102713747A; JPWO2011086749A1; EP2525256A1; RU2510066C1; EP2525256A4; RU2012133564A

Abstract

　本発明の液晶表示装置（１）は、ゲートバスライン（２）と、ソースバスライン（４）と、ＣＳバスライン（６）と、ゲート電極と、ソース電極と、第１のトランジスタ（ＴＦＴ１）と、第２のトランジスタ（ＴＦＴ２）と、第１の画素電極と、第２の画素電極と、第１の副画素（８ａ）および第２の副画素（８ｂ）を備えた画素領域（８）と、第１の副画素（１０ａ）および第２の副画素（１０ｂ）を備えた画素領域（１０）と、第１の副画素（１２ａおよび第２の副画素（１２ｂ）を備えた画素領域（１２）と、ゲート電極と、ドレイン電極と、第３のトランジスタ（ＴＦＴ３）と、第１のバッファ容量電極と、第２のバッファ容量電極と、キャパシタ（Ｃｄ）とを備えている。キャパシタ（Ｃｄ）の値は、当該キャパシタ（Ｃｄ）に対応する画素領域が表示する色ごとに互いに異なることにより、斜め視角における色ずれの発生を低減する。

Description

液晶表示装置

　本発明は、視野角特性が改善された液晶表示装置に関する。

　近年、液晶表示装置は、テレビ受像機またはパーソナル・コンピュータのモニタ装置等に広く用いられている。これらの用途では、表示画面をあらゆる方向から見ることのできる高い視野角特性が求められている。この視野角特性が低下した表示画面においては、斜め方向から見た場合に実効駆動電圧範囲での輝度差が小さくなってしまう。この現象は色の変化に最も顕著に現れる。例えば、表示画面を斜め方向から見ると、正面方向から見たときと比較して表示画面が白く見える。このような現象を防止するために、広い視野角特性を得ることができる以下のような技術がある。

　特許文献１には、薄膜トランジスタと接続されている第１副画素電極に印加される電圧と、当該第１副画素電極と容量性結合されている第２副画素電極に印加される電圧との比率を互いに異ならせることによって、正面と側面との色感差がほとんどなく、高い透過率を実現する液晶表示装置が開示されている。

　特許文献２には、大画素電極に印加される電圧を、小画素電極に印加される電圧と異ならせて、さらに、結合電極線に印加する電圧の値を調整することによって、赤色、緑色、青色のガンマ値を均一化したマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイが開示されている。

　特許文献３には、青色絵素および／またはシアン色絵素における、副絵素間の印加電圧差を、他の色絵素よりも小さくすることによって、斜め視角において黄色にシフトするのを抑制する液晶表示装置が開示されている。

日本国公開特許公報「特開２００６－４８０５５号公報（公開日：２００６年２月１６日）」日本国公開特許公報「特開２００９－１９９０６７号公報（公開日：２００９年９月３日）」国際公開特許公報「国際公開ＷＯ２００５／１０１８１７号公報（公開日：２００５年１０月２７日）」

　しかしながら、特許文献１～３に記載の技術においては、以下のような問題がある。

　特許文献１の技術においては、第１副画素電極に印加される電圧と、第２副画素電極に印加される電圧との比率を互いに異ならせることによって、正面と側面との色感差を無くしている。しかしながら、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、正面と側面との色感差を無くすことについては開示されていない。

　特許文献２の技術においては、大画素電極に印加される電圧を、小画素電極に印加される電圧と異ならせることによって、赤色、緑色、青色のガンマ値を均一化している。しかしながら、特許文献１の方法と同様に、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、正面と側面との色感差を無くすことについては開示されていない。

　特許文献３の技術では、ＭＰＤ方式に液晶表示装置において、斜め視角における色ずれを改善し、その結果として正面と側面との色感差を無くす工夫が開示されている。しかし、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、正面と側面との色感差を無くすことについては開示されていない。

　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、コストアップすることなく視野角特性等の表示特性を改善することにある。

　本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、
　基板上に互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
　上記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のソースバスラインと、
　上記ゲートバスラインに並列して形成された複数の蓄積容量バスラインと、
　ｌ（ｌは正の整数）本目の上記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、上記ソースバスラインに電気的に接続されたソース電極とをそれぞれ備えた第１および第２のトランジスタと、
　上記第１のトランジスタのドレイン電極に電気的に接続された第１の画素電極と、
　上記第２のトランジスタのドレイン電極に電気的に接続され、上記第１の画素電極から分離された第２の画素電極と、
　上記第１の画素電極が形成された第１の副画素と、上記第２の画素電極が形成された第２の副画素とを備えた画素領域と、
　（ｌ＋１）本目の上記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、上記第２の画素電極に電気的に接続されたドレイン電極とを備えた第３のトランジスタと、
　上記第３のトランジスタのソース電極に電気的に接続された第１のバッファ容量電極と、絶縁膜を介して上記第１のバッファ容量電極に対向して配置され、上記蓄積容量バスラインに電気的に接続された第２のバッファ容量電極とを備えたキャパシタとを備えている液晶表示装置用基板を備えた液晶表示装置であって、
　上記キャパシタの容量の値が、当該キャパシタに対応する上記画素領域が表示する色ごとに互いに異なることを特徴としている。

　上記の構成によれば、液晶表示装置は、ある階調において各副画素が呈する輝度を互いに異ならせる。すなわち、第１の副画素を明画素とし、第２の副画素を暗画素とする。これにより、斜め視角における表示特性を改善する。このような輝度差を、ｌ本目のゲートバスライン２と時間差で（ｌ＋１）本目のゲートバスライン２を選択して、第３のトランジスタをオン状態にすることによって、電荷の再配分を生じさせ、副画素間の電圧に一定の差をつけることによって実現する。すなわち、液晶表示装置は、３ＴＦＴ駆動方式によって駆動する。

　液晶表示装置では、キャパシタの容量の値が、当該キャパシタに対応する画素領域のが表示する色ごとに互いに異なっている。これにより、例えば、ある階調において、表示する色が異なる画素領域ごとに、副画素間における電圧差を異ならせることができる。その結果、斜め視角における色ずれの発生を低減できる。すなわち、キャパシタの容量の値を異ならせるという簡単な設計、換言すればコストアップすることなく、斜め視角における色ずれの発生を低減できる。

　以上のように、本発明では、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、コストアップすることなく視野角特性等の表示特性を改善できるという効果を奏する。

　本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

　本発明は、３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置において、コストアップすることなく視野角特性等の表示特性を改善するという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置における、マルチ画素構造を有する画素の等価回路を示す図である。正面視角における、階調－三刺激値（Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値）との関係（特性）を示す図である。比較例に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ＸＹＺ値特性を示す図である。比較例に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ｘｙ値特性を示す図である。比較例に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ｌｏｃａｌγ特性を示す図である。各画素の液晶層に印加する電圧（横軸）と、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値（縦軸）との関係を示す図である。本発明に係る液晶表示装置における、最低階調から最高階調をカバーする階調領域における、明画素のみが光る階調領域と、明画素および暗画素の両方が光る階調領域とを、原色ごとに示す図である。本発明に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ＸＹＺ値特性を示す図である。本発明に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ｘｙ値特性を示す図である。本発明に係る液晶表示装置の、極角６０度における階調―ｌｏｃａｌγ特性を示す図である。マクベスチャート２４色のうちのグレースケール６色（Ｎｏ．１９～２４）の、各画素（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の階調を示す図である。図１１に示す６色を表示した時の正面方向と極角６０度とにおける、ｕ’ｖ’色度の座標間距離（Δｕ’ｖ’）を示す図である。本発明に係る液晶表示装置の概観を示す図である。

　本発明に係る一実施形態について、図１～図１３を参照して以下に説明する。以下の説明では、本発明の効果が顕著に現れる、誘電異方性が負の液晶材料を用いた垂直配向型液晶表示装置（ＶＡモードの液晶表示装置）を例示するが、本発明はこれに限定されず、例えばＴＮモードの液晶表示装置にも適用できる。

　（液晶表示装置１の構成）
　図１は、本実施形態に係る３ＴＦＴ駆動方式において駆動する液晶表示装置１における、マルチ画素構造を有する画素の等価回路を示す図である。図１に示すように、液晶表示装置１は、複数のゲートバスライン２、複数のソースバスライン４、複数のＣＳバスライン６（補助容量配線）、複数のスイッチング素子ＴＦＴ１、複数のスイッチング素子ＴＦＴ２、複数のスイッチング素子ＴＦＴ３、複数の補助容量Ｃｓ１、複数の補助容量Ｃｓ２、複数の液晶容量Ｃｌｃ１、複数の液晶容量Ｃｌｃ２、および複数のキャパシタ（電荷再配分用容量）Ｃｄを備えている。液晶表示装置１には複数の画素が形成されており、各画素をマルチ画素駆動方式によって駆動する。各画素はいずれも液晶層と、当該液晶層に電圧を印加する電極とを有し、行および列を有するマトリックス状に配列されている。

　図１において、ゲートバスライン２ｌは、ｌ（ただしｌは正の整数）本目のゲートバスライン２を示す。また、ソースバスライン４ｍは、ｍ（ただしｍは正の整数）本目のソースバスライン４を示す。また、ＣＳバスライン６ｎは、ｎ（ただしｎは正の整数）本目のＣＳバスライン６を示す。

　（ドライバ）
　特に図示はしないが、液晶表示装置１には、各ゲートバスライン２に走査信号を供給するゲートドライバと、各ソースバスライン４にデータ信号を供給するソースドライバと、各ＣＳバスライン６に補助容量駆動信号を供給するＣＳドライバとが、それぞれ接続されている。これらのドライバはいずれも、図示しない制御回路から出力された制御信号に基づいて動作する。

　（画素構造）
　複数のゲートバスライン２および複数のソースバスライン４は、図示しない絶縁膜を介して、互いに交差して形成されている。液晶表示装置１では、１つのゲートバスライン２と１つのソースバスライン４とによって画定される領域ごとに、１つの画素が形成される。当該画素は、複数の互いに異なる種類の原色のうちいずれかを個別に表示する。本実施形態では原色は赤色、緑色、および青色を含む。したがって液晶表示装置１内には、赤色を表示するＲ画素８、緑色を表示するＧ画素１０、および青色を表示するＢ画素１２がそれぞれ形成されている。これらの画素を組み合わせて用いることによって、所望のカラー画像を表示する。

　（明画素および暗画素）
　Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２は、いずれも、それぞれ液晶層に互いに異なる電圧を印加することができる２つ副画素（明画素および暗画素）を有している。Ｒ画素８は明画素８ａおよび暗画素８ｂを有し、Ｇ画素１０は明画素１０ａおよび暗画素１０ｂを有し、Ｂ画素１２は明画素１２ａおよび暗画素１２ｂを有している。

　（液晶容量および補助容量）
　各副画素は、いずれも、対向電極と、液晶層を介して当該対向電極に対向する副画素電極とによって形成される液晶容量Ｃｌｃを有している。さらに、副画素電極に電気的に接続された補助容量電極と、絶縁層と、当該絶縁層を介して補助容量電極と対向する補助容量対向電極とによって形成された、少なくとも１つの補助容量Ｃｓも有している。

　すなわち、各画素は液晶容量Ｃｌｃ１およびＣｌｃ２を有しており、各液晶容量Ｃｌｃ１およびＣｌｃ２には、それぞれ電気的に並列に第１の補助容量Ｃｓ１および第２の補助容量Ｃｓ２が接続されている。

　図１に示すように、Ｒ画素８の明画素８ａには補助容量Ｃｓ１Ｒおよび液晶容量Ｃｌｃ１Ｒが形成され、暗画素８ｂには補助容量Ｃｓ２Ｒおよび液晶容量Ｃｌｃ２Ｒが形成される。また、Ｇ画素１０の明画素１０ａには補助容量Ｃｓ１Ｇおよび液晶容量Ｃｌｃ１Ｇが形成され、暗画素１０ｂには補助容量Ｃｓ２Ｇおよび液晶容量Ｃｌｃ２Ｇが形成される。また、Ｂ画素１２の明画素１２ａには補助容量Ｃｓ１Ｂおよび液晶容量Ｃｌｃ１Ｂが形成され、暗画素１２ｂには補助容量Ｃｓ２Ｂおよび液晶容量Ｃｌｃ２Ｂが形成される。

　以下では、補助容量Ｃｓ１Ｒと補助容量Ｃｓ２Ｒとを併せて補助容量ＣｓＲとも称する。また、補助容量Ｃｓ１Ｇと補助容量Ｃｓ２Ｇとを併せて補助容量ＣｓＧとも称する。また、補助容量Ｃｓ１Ｂと補助容量Ｃｓ２Ｂとを併せて補助容量ＣｓＢとも称する。

　（スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２）
　Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２には、いずれも、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１、およびＴＦＴ２がそれぞれ形成されている。各補助容量Ｃｓの補助容量電極は、それぞれ対応するＴＦＴ１またはＴＦＴ２のドレイン電極に接続されている。ＴＦＴ１およびＴＦＴ２のゲート電極は共通のゲートバスライン２ｌに接続されており、ＴＦＴ１およびＴＦＴ２のソース電極は共通のソースバスライン４に接続されている。すなわち、図１に示すように、Ｒ画素８のＴＦＴ１ＲおよびＴＦＴ２Ｒのソース電極は、ソースバスライン４ｍに接続されている。同様に、Ｇ画素１０のＴＦＴ１ＧおよびＴＦＴ２Ｇのソース電極は、ソースバスライン４（ｍ＋１）に接続されており、Ｂ画素１２のＴＦＴ１ＢおよびＴＦＴ２Ｂのソース電極は、ソースバスライン４（ｍ＋２）に接続されている。

　（スイッチング素子ＴＦＴ３）
　また、Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２には、いずれも、対応するＴＦＴ３がそれぞれ形成されている。ＴＦＴ３のゲート電極は、当該画素の次段のゲートバスライン、すなわちゲートバスライン２（ｌ＋１）に電気的に接続されている。各ＴＦＴ３のドレイン電極は、コンタクトホールを介して各暗画素８ｂ、１０ｂ、および１２ｂの画素電極に電気的に接続されている。３ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置１においては、ゲートバスライン２ｌが選択されて各明画素８ａ、１０ａ、および１２ａの液晶容量Ｃｌｃ１に電荷が蓄えられた後に、時間差で次のゲートバスライン２（ｌ＋１）が選択されＴＦＴ３がオン状態となることによって、電荷の再配分が生じ、各明画素の液晶容量Ｃｌｃ１と各暗画素の液晶容量Ｃｌｃ２との間に電圧差を生じさせている。これにより、各画素内に明画素８ａ、１０ａ、１２ａおよび暗画素８ｂ、１０ｂ、１２ｂを形成させている。

　（ＣＳバスライン６）
　ゲートバスライン２およびソースバスライン４により画定された画素領域を横切るように、ＣＳバスライン６がゲートバスライン２に並列して延びている。各ＣＳバスライン６は、液晶表示装置１における同一行に形成されたＲ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２に共通して設けられる。ＣＳバスライン６ｎは、各補助容量Ｃｓ１Ｒ、Ｃｓ２Ｒ、Ｃｓ１Ｇ、Ｃｓ２Ｇ、Ｃｓ１Ｂ、およびＣｓ２Ｂに接続される。ＣＳドライバは、Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２にそれぞれ形成される各補助容量に対して、ＣＳバスライン６ｎを通じて互いに同一振幅の電圧を印加する。

　詳しくは後述するが、従来の液晶表示装置では、表示画面を正面から観察した場合に比べて、斜めから観察したときでは表示画像に色ずれが発生する問題がある。以下に、このような問題が生じる理由を説明する。

　（ＸＹＺ表色系）
　まず、色を定量的に表す体系である表色系について説明する。代表的な表色系として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の三原色を用いたＲＧＢ表色系がある。しかし、ＲＧＢ表色系では知覚可能な色の全てを必ずしも完全に表色できるわけではなく、例えばレーザー光などに見られる単一波長の色はＲＧＢ表色系の外側にある。ＲＧＢ値の係数に負の値を許可すれば、ＲＧＢ表色系においても任意の色を表色できるようになるが、取り扱いに不便さが生じる。そこで一般には、ＲＧＢ表色系を改善したＸＹＺ表色系が用いられる。

　ＸＹＺ表色系においては、三刺激値（Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値）の組み合わせによって、所望の色を表色する。新たな刺激値であるＸ値、Ｙ値、Ｚ値は、元のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を相互に足し合わせることによって得られる。これらの三刺激値を組み合わせれば、特定のスペクトルの色も、スペクトルの光の混合光も、さらに物体の色もすべて表色することが可能になる。

　Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値のうち、Ｙ値は明るさの刺激に対応している。すなわち、Ｙ値は明度の代表値として用いることが可能である。また、Ｘ値は主に赤色を代表する刺激値であるが、青色の波長領域の色刺激も一定量含んでいる。Ｚ値は、主として青色を代表する色刺激である。

　（正面での見え方）
　通常、液晶表示装置においては、正面視角（０度方向）において表示画面の色度が一定になるように調整されている。図２は、正面視角における、階調－三刺激値（Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値）との関係（特性）を示す図である。この図に示すように、正面視角においては、階調とＸ値、Ｙ値、Ｚ値との関係は、いずれも約２．２のγ（ガンマ）値を有する曲線となっている。したがって、液晶表示装置の表示画面を正面から観察した場合は、色ずれの問題は特に発生しない。

　（斜め方向からの観察）
　しかし、ＶＡモードの液晶表示装置は、液晶層複屈折率効果を利用しており、液晶層のリタデーションが波長分散を持つため、光の波長によって透過率が変わる。また、液晶層のリタデーションは正面視角よりも斜め視角において見かけ上大きくなるので、斜め視角では透過率変動の光波長依存性が正面視角よりも増加する。この結果、斜め方向から画面を観察すると、色ずれの問題が発生する。

　ここで、液晶表示装置１の表示画面を斜め方向から観察する場合の角度について、図１３を参照して説明する。図１３に本実施形態に係る液晶表示装置１の概観を示す図である。図１３の（ａ）は、液晶表示装置１の概観を示し、図１３の（ｂ）は、液晶表示装置１の表示画面に対する極角θ、及び、方位角φを示している。図１３の（ｂ）に示すように、極角θは、表示画面の中心を通る法線方向と視線方向とのなす角であり、方位角は、表示画面の中心を通る画面横方向（通常の設置状態において水平方向に一致）と視線の表示画面への正射影とのなす角である。

　（ＸＹＺ値特性）
　図３は、比較例に係る液晶表示装置１の、斜め視角すなわち極角６０度における階調―ＸＹＺ値特性を示す図である。ここでいう比較例に係る液晶表示装置１では、各明画素８ａ、１０ａ、１２ａと各暗画素８ｂ、１０ｂ、１２ｂとの面積比が２：３、および各キャパシタＣｄの容量が各画素の液晶容量の０．１５３倍の条件を満たしている。

　図３に示すように、極角６０度においては、階調－Ｘ値のグラフと、階調－Ｙ値のグラフとは、互いに類似する曲線となっている。しかし、階調－Ｚ値のグラフは、特に階調１００付近の中間階調においてＺ値がＸ値およびＹ値よりも小さくなるような曲線となっている。上述したように、Ｚ値は主に青色を代表とする色刺激であるため、中間階調で特定の色を表示しようとした場合、極角６０度においては本来の階調に相当する青色ではなくより薄い青色を表示してしまうことになる。すなわち、表示画像の青色成分が低減してしまうので、画像に黄色味がかかって見えてしまう。この結果、色味についての視野角特性が低下してしまう。

　（色度特性）
　図４は、比較例に係る液晶表示装置１の、極角６０度における階調―ｘｙ値特性を示す図である。ここでいうｘ値およびｙ値は、ＸＹＺ表色系に基づく新たな表色系であるｘｙＹ表色系において用いられる色度座標である。ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）であり、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）の関係を満たす。図４に示すように、ｘ値およびｙ値とも、８０階調～１３０階調にかけての中間階調において、階調の変化に対する色度の変化の度合いが、他の階調範囲に比べてずれている。すなわち、図４を参照しても、色ずれが起こっていることがわかる。

　（ｌｏｃａｌγ特性）
　図５は、比較例に係る液晶表示装置１の、極角６０度における階調―ｌｏｃａｌγ特性を示す図である。ここでいうｌｏｃａｌγは、輝度の局所的な傾きを示す値である。表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をＴとし、当該所定の角度と同方向からの、階調値ａに基づく輝度をＴａ、階調値ｂ（ａとｂとは異なる値）に基づく輝度をＴｂとすると、ｌｏｃａｌγ値は下記の数式１のように算出される。

　２つの階調値ａ、ｂにそれぞれ対応する輝度Ｔａ、Ｔｂの差が大きいほど、γ値は大きくなる。従って、斜め方向のγ値を相対的に大きくできれば、当該輝度の差が小さくなることにより生じる表示画面の色の変化は低減される。液晶表示装置１の視野角特性は、全階調（０～２５５階調）に亘ってγ値が正面と同じ例えば２．２となるのが理想である。

　図５の例では、Ｘ値のｌｏｃａｌγのピークと、Ｙ値のｌｏｃａｌγのピークとは、互いに重なりあっている。具体的には、９０階調近辺にピークがある。一方、Ｚ値のｌｏｃａｌγのピークは、これら２つのピークからずれている。具体的には、１２５階調近辺にピークがある。このように、Ｚ値のｌｏｃａｌγのピークが、Ｘ値およびＹ値のそれからずれてしまう結果、表示画面を斜めから観察した場合、中間調付近の表示画像が黄色に着色してしまう。

　（低下の原因）
　図３～図５を参照して説明したように、比較例に係る液晶表示装置１では、斜め視角すなわち極角６０度における視野角特性が低下してしまう。この原因について図６を参照して以下に詳しく説明する。

　上述したように、Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２は、いずれも明画素および暗画素を備えている。通常、液晶表示装置１においては、上述した電荷の再配分により、各明画素の液晶容量Ｃｌｃ１と各暗画素の液晶容量Ｃｌｃ２との間に電圧差を生じさせることによって、斜め視角における視野角特性を改善している。換言すれば、上述したように、低階調では実質的に明画素８ａ、１０ａ、１２ａのみを点灯させ、中間調のある階調から暗画素８ｂ、１０ｂ、１２ｂが立ち上がり始めるように各画素の液晶層に電圧を印加することによって視野角特性を改善している。

　図６は、各画素の液晶層に印加する電圧（横軸）と、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値（縦軸）との関係を示す図である。この図に示すように、印加電圧がある値、この図においては約６Ｖを超えて大きくなると、一般的に、青色を表すＺ値だけが小さくなる。

　液晶表示装置１においては、一定範囲の階調（例えば０～２５５階調）に対して、階調ごとに画素に印加する電圧の値が予め設計されている。その際、全階調範囲に対して、印加時に画素の透過率を上昇させるか、させないかの分かれ目になる最小の電圧値を下限とし、一方、印加時に画素の透過率を最大値（飽和値）まで上昇させる電圧値を上限とする電圧範囲が、通常は設定される。また、このような電圧範囲は、画素の色（本実施形態では赤色、緑色、青色）ごとに設定される。

　図６の例では、Ｘ値およびＹ値は、約２Ｖから約８Ｖの間において、ガンマ特性が２．２になるような徐々に大きくなる曲線を描く。これにより、赤色および緑色については、約２Ｖが０階調に割り当てられ、一方、約８Ｖが２５５階調に割り当てられる。その他の階調に対する電圧は、約２Ｖ～約８Ｖの範囲内で、階調の大きさに応じて割り当てられる。

　一方、Ｚ値は、約６Ｖの時点で最大値に到達する曲線を描く。これにより、青色については、約２Ｖが０階調に割り当てられ、一方、約６Ｖが２５５階調に割り当てられる。その他の階調に対する電圧は、約２Ｖ～約６Ｖの範囲内で、階調の大きさに応じて割り当てられる。

　したがって、赤色および緑色の階調を設定する電圧範囲（矢印Ａ）と、青色の階調を設定する電圧範囲（矢印Ｂ）とは、互いに異なっている。ここで、明画素のみに対して設定される電圧範囲は、画素の表示色によらず一定である。換言すれば、明画素８ａ、１０ａ、１２ａのみが立ち上がっている電圧範囲に相違はないが、明画素８ａ、１０ａ、１２ａと暗画素８ｂ、１０ｂ、１２ｂとの両方が立ち上がっている（光っている）電圧範囲は画素ごとに差が生じる。すなわち、Ｂ画素１２の暗画素１２ｂが立ち上がっている電圧範囲のみが狭くなる。この結果、Ｚ値のｌｏｃａｌγのピークが、Ｘ値およびＹ値のそれからずれてしまう。したがって、図３～図５に示す特性となってしまい、斜め視角における色ずれが起こってしまう。

　斜め視角における色ずれの問題を解決するために、本実施の形態では、Ｂ画素１２のキャパシタＣｄＢの容量を、Ｒ画素８のキャパシタＣｄＲの容量およびＧ画素１０のキャパシタＣｄＧの容量よりも小さくするように、液晶表示装置１を設計する。この設計によって、色ずれの問題を解決できる理由を以下に説明する。

　（階調領域の調整）
　図７は、本実施形態に係る液晶表示装置１における、最低階調から最高階調をカバーする全電圧範囲における、明画素のみが光る電圧範囲と、明画素および暗画素の両方が光る電圧範囲とを、原色ごとに示す図である。

　図７に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置１においては、Ｂ画素１２の明画素１２ａが光る全電圧範囲そのものは一定に保ちつつ、明画素１２ａのみが光る電圧範囲を、Ｒ画素８の明画素８ａのみが光る電圧範囲、および、Ｇ画素１０の明画素１０ａのみが光る電圧範囲に比べて、いずれも狭くする。より詳細には、最低階調から最高階調をカバーする全電圧範囲において、明画素のみが光る電圧範囲と、明画素および暗画素の両方が光る電圧範囲との割合を、Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２のいずれも互いに同一にする。この結果、明画素のみが光る階調領域と、明画素および暗画素の両方が光る階調領域との割合が、Ｒ画素８、Ｇ画素１０、およびＢ画素１２のいずれにおいても互いに同一になるように、各階調に対応する印加電圧が設計される。したがって、Ｚ値のｌｏｃａｌγのピークを、Ｘ値およびＹ値のそれに一致させることができる。結果、斜め方向から画面を観察した場合にも、色ずれが発生しなくなる。

　（ΔＶαの調整）
　図７に示す電圧割り当てを実現するために、液晶表示装置１においては、ある階調において、明画素の液晶層に印加される電圧と暗画素の液晶層に印加される電圧との差（「ΔＶα」という）を、画素の表示色に応じて互いに異ならせる。その際、各画素に対応するキャパシタＣｄの値を、当該画素が表示する色に応じて異ならせることによって、ΔＶαの値を画素の表示色に応じて異ならせることができる。必ずしも全てのＣｄの値が異なっている必要は無く、ある特定の原色を表示する画素に対応するＣｄの値だけを、他の任意の原色を表示する画素に対応するＣｄの値と異ならせても良い。

　本実施形態では、Ｂ画素１２におけるΔＶαを最も小さくする。Ｂ画素１２のキャパシタＣｄＢの容量を、Ｒ画素８のキャパシタＣｄＲおよびＧ画素１０のキャパシタＣｄＧの容量よりも小さくすることによって、Ｂ画素１２におけるΔＶαの値を、Ｒ画素８およびＧ画素１０におけるΔＶαの値よりも小さくする。すなわち、キャパシタの容量の値をＣｄＢ＜ＣｄＧ≦ＣｄＲとする。この結果、Ｂ画素１２のΔＶαを、Ｒ画素８およびＧ画素１０のΔＶαよりも小さくできる。なお、ＣｄＧ＝ＣｄＲとなる構成を採用すれば、構造を単純にできる。

　（斜め方向からの観察）
　図８は、本実施形態に係る液晶表示装置１の、極角６０度における階調―ＸＹＺ値特性を示す図である。ここでいう液晶表示装置１では、Ｂ画素１２のキャパシタＣｄＢの容量が、Ｇ画素１０のキャパシタＣｄＧの容量の０．４倍よりも大きく１．０倍よりも小さい。これにより、Ｂ画素１２のΔＶαを、Ｒ画素８およびＧ画素１０のΔＶαよりも小さくする。

　（ＸＹＺ値特性）
　図８に示すように、極角６０度においては、階調－ＸＹＺ値特性は、いずれも互いに類似した曲線となっている。すなわち、図３に示す例とは異なり、階調－Ｚ値特性の曲線において、特に階調１００付近の中間階調のＺ値がＸ値およびＹ値に比べて低下していない。

　（色度特性）
　図９は、本実施形態に係る液晶表示装置１の、極角６０度における階調―ｘｙ値特性を示す図である。この図に示す例では、図４の例と異なり、８０階調～１３０階調にかけての中間階調におけるｘ値およびｙ値のずれがなくなっている。

　（ｌｏｃａｌγ特性）
　図１０は、本実施形態に係る液晶表示装置１の、極角６０度における階調―ｌｏｃａｌγ特性を示す図である。この図の例では、Ｘ値のｌｏｃａｌγのピークと、Ｙ値のｌｏｃａｌγのピークと、Ｚ値のｌｏｃａｌγのピークとが、互いに重なりあっている。

　図８～図１０に示すように、本実施形態の係る液晶表示装置１では、斜め視角における色ずれの問題が起こらない。すなわち、視野角特性が改善している。

　（キャパシタＣｄＢの好適範囲）
　図１１は、マクベスチャート２４色のうちのグレースケール６色（Ｎｏ．１９～２４）の、各画素（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の階調を示す図である。この図に示す値は、Ｃ光源が２度視野の場合の設計値である。図１２は、図１１に示す６色を表示した時の正面方向と斜め方向（６０度方向）とにおける、ｕ’ｖ’色度の座標間距離（Δｕ’ｖ’）を示す図である。縦軸はΔｕ’ｖ’を示し、横軸は、Ｂ画素１２のキャパシタＣｄＢの容量Ｃ_ＢとＧ画素１０のキャパシタＣｄＧの容量Ｃ_Ｇとの比率を示す。すなわち、Ｃ_Ｇを固定の値とした場合、横軸の値が大きくなるほどＣ_Ｂの値が大きくなる。

　図１２に示すように、０．４＜（Ｃ_Ｂ／Ｃ_Ｇ）＜１．０の範囲において、Δｕ’ｖ’の値はＣ_Ｂ／Ｃ_Ｇ＝１の場合と比べて小さくなる。したがって、この範囲において色ずれが改善できるので、視野角特性を改善できることが分かる。

　（その他の構成）
　液晶表示装置１においては、Ｒ画素８のキャパシタＣｄＲの容量Ｃ_Ｒ、またはＧ画素１０のキャパシタＣｄＧの容量Ｃ_Ｇの値が、Ｒ画素８の液晶容量またはＧ画素１０の液晶容量の実質的に０．１５３倍であり、Ｂ画素１２のキャパシタＣｄＢの容量Ｃ_Ｂの値が、Ｂ画素１２の液晶容量の実質的に０．０８６倍であってもよい。この最適な数値により、視野角特性をより改善できる。

　液晶表示装置１においては、０．５８＜ΔＶ１２Ｂ÷ΔＶ１０Ｇ＜１．００であることが好ましい。ここで、ΔＶ１２Ｂは、Ｂ画素１２の明画素１２ａの液晶層に印加される実効電圧と暗画素１２ｂの液晶層に印加される実効電圧との差である。一方、ΔＶ１０Ｇは、Ｇ画素１０の明画素１０ａの液晶層に印加される実効電圧と、Ｇ画素１０の暗画素１０ｂの液晶層に印加される実効電圧との差である。また、ΔＶ１２Ｂ÷ΔＶ１０Ｇは０．６９であることが最も好ましい。これらの最適な数値により、視野角特性をより改善できる。

　また、液晶表示装置１において視野角特性を改善するために、セルギャップすなわち液晶の厚みをＲ、Ｇ、Ｂ各画素によって異ならせる技術を応用してもよい。すなわち、一般的に公知の技術となっているセルギャップを異ならせる技術を本発明に適用することによって、視野角特性を改善してもよい。

　（付記事項）
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　本発明は、例えば、以下のように表現することもできる。

　１．３ＴＦＴ方式の駆動方法において、Ｒ、Ｇ、ＢのＣｄ容量が異なることを特徴とする液晶表示装置。

　２．特にＢのＣｄ容量がＲ、Ｇに比べて小さいことを特徴とする液晶表示装置（ＢのＣｄ容量はＲ、ＧのＣｄ容量の０．５６倍）。

　３．Ｒ、ＧのＣｄ容量が液晶容量（Ｖｏｎ時）の０．１５３倍に対し、Ｂのみ０．０８６倍であることを特徴とする液晶表示装置。

　４．Ｖｏｎ時のサブ画素間の電圧差がＲ、Ｇに対してＢが０．６９倍であることを特徴とする液晶表示装置（１．６Ｖに対して１．１Ｖ）。

　５．Ｒ、Ｇ、Ｂでセルギャップが異なっていてもかまわない（ただし、上記のＣｄ容量、電圧差の割合は異なる）液晶表示装置。

　本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
　上記画素領域は、赤色、緑色、および青色のいずれかを個別に表示し、
　上記青色を表示する画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値よりも小さいことが好ましい。

　上記の構成によれば、画素領域は、赤色、緑色、青色のいずれかを個別に表示し、青色を表示する画素領域に対応するキャパシタの容量の値は、赤色または緑色を表示する画素領域に対応するキャパシタの容量の値よりも小さい。したがって、青色を表示する画素領域内の副画素間における電圧差を、赤色または緑色を表示する画素領域内の副画素間における電圧差よりも小さくできる。

　その結果、最低階調から最高階調までが設定されている電圧領域において、青色を表示する画素領域内の副画素である明画素のみが立ち上がっていて、副画素である暗画素がまだ立ち上がっていない電圧領域を、赤色または緑色を表示する画素領域内の副画素である明画素のみが立ち上がっている電圧領域に比べて狭くできる。したがって、全階調領域において、明画素のみが立ち上がっている階調領域と、明画素と暗画素とが両方立ち上がっている階調領域との割合を、画素の原色に関わらず互いに近づけることが可能になる。これにより、一般的な液晶表示装置において、斜め方向から画面を観察した場合での色ずれの発生を低減できる。

　本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
　上記青色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差の０．５８倍よりも大きくかつ１．００倍よりも小さいことが好ましい。

　上記の構成によれば、斜め視角における色ずれを好適に低減できる。

　本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
　上記青色を表示する画素領域に対応するキャパシタの容量の値は、上記赤色または上記緑色を表示する画素領域に対応するキャパシタの値の０．４０倍よりも大きくかつ１．００倍よりも小さいことが好ましい。

　本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
　上記青色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差の実質的に０．６９倍であることが好ましい。

　上記の構成によれば、斜め視角における色ずれを最大限好適に低減できる。

　本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
　上記赤色または緑色を表示する画素領域に対応するキャパシタの容量の値は、当該画素領域内の上記第１の副画素の液晶容量の実質的に０．１５３倍であり、
　上記青色を表示する画素領域に対応するキャパシタの容量の値は、当該画素領域内の上記第１の副画素の液晶容量の実質的に０．０８６倍であることが好ましい。

　発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

　本発明の液晶表示装置は、ＶＡモード等の各種の液晶表示装置として広く利用できる。

　１　　　　液晶表示装置
　２　　　　ゲートバスライン
　４　　　　ソースバスライン
　６　　　　ＣＳバスライン（蓄積容量バスライン）
　８　　　　Ｒ画素（画素領域）
　８ａ　　　Ｒ画素の明画素（第１の副画素）
　８ｂ　　　Ｒ画素の暗画素（第２の副画素）
　１０　　　Ｇ画素（画素領域）
　１０ａ　　Ｇ画素の明画素（第１の副画素）
　１０ｂ　　Ｇ画素の暗画素（第２の副画素）
　１２　　　Ｂ画素（画素領域）
　１２ａ　　Ｂ画素の明画素（第１の副画素）
　１２ｂ　　Ｂ画素の暗画素（第２の副画素）
　ＴＦＴ１　スイッチング素子（第１のトランジスタ）
　ＴＦＴ２　スイッチング素子（第２のトランジスタ）
　ＴＦＴ３　スイッチング素子（第３のトランジスタ）
　Ｃｓ　　　補助容量
　Ｃｌｃ　　液晶容量
　ＣｄＲ　　Ｒ画素のキャパシタ（赤色を表示する画素領域に対応するキャパシタ）
　ＣｄＧ　　Ｇ画素のキャパシタ（緑色を表示する画素領域に対応するキャパシタ）
　ＣｄＢ　　Ｂ画素のキャパシタ（青色を表示する画素領域に対応するキャパシタ）

Claims

　基板上に互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
　上記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のソースバスラインと、
　上記ゲートバスラインに並列して形成された複数の蓄積容量バスラインと、
　ｌ（ｌは正の整数）本目の上記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、上記ソースバスラインに電気的に接続されたソース電極とをそれぞれ備えた第１および第２のトランジスタと、
　上記第１のトランジスタのドレイン電極に電気的に接続された第１の画素電極と、
　上記第２のトランジスタのドレイン電極に電気的に接続され、上記第１の画素電極から分離された第２の画素電極と、
　上記第１の画素電極が形成された第１の副画素と、上記第２の画素電極が形成された第２の副画素とを備えた画素領域と、
　（ｌ＋１）本目の上記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、上記第２の画素電極に電気的に接続されたドレイン電極とを備えた第３のトランジスタと、
　上記第３のトランジスタのソース電極に電気的に接続された第１のバッファ容量電極と、絶縁膜を介して上記第１のバッファ容量電極に対向して配置され、上記蓄積容量バスラインに電気的に接続された第２のバッファ容量電極とを備えたキャパシタとを備えている液晶表示装置であって、
　上記キャパシタの容量の値が、当該キャパシタに対応する上記画素領域が表示する色ごとに互いに異なることを特徴とする液晶表示装置。
　上記画素領域は、赤色、緑色、および青色のいずれかを個別に表示し、
　上記青色を表示する画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
　上記青色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差の０．５８倍よりも大きくかつ１．００倍よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
　上記青色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値は、上記赤色または上記緑色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの値の０．４０倍よりも大きくかつ１．００倍よりも小さいことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
　上記青色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差は、上記赤色または緑色を表示する上記画素領域内の上記第１の副画素に印加される電圧と上記第２の副画素に印加される電圧との差の実質的に０．６９倍であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
　上記赤色または緑色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値は、当該画素領域内の上記第１の副画素の液晶容量の実質的に０．１５３倍であり、
　上記青色を表示する上記画素領域に対応する上記キャパシタの容量の値は、当該画素領域内の上記第１の副画素の液晶容量の実質的に０．０８６倍であることを特徴とする請求項２または４に記載の液晶表示装置。