WO2011155337A1 - 液晶装置 - Google Patents

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WO2011155337A1
WO2011155337A1 PCT/JP2011/062084 JP2011062084W WO2011155337A1 WO 2011155337 A1 WO2011155337 A1 WO 2011155337A1 JP 2011062084 W JP2011062084 W JP 2011062084W WO 2011155337 A1 WO2011155337 A1 WO 2011155337A1
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WO
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pixel
liquid crystal
switching element
sub
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/062084
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English (en)
French (fr)
Inventor
豪 鎌田
哲也 井出
誠二 大橋
昇平 勝田
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal device.
  • This application claims priority on June 11, 2010 based on Japanese Patent Application No. 2010-134276 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • a TN (Twisted Nematic) mode In a liquid crystal panel used in a liquid crystal device, a TN (Twisted Nematic) mode, a STN (Super Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane Switching) mode, a VA (Vertical Alignment) mode, and an OCB (OpticalBlend) mode are used. Modes are used.
  • the VA mode is a mode in which liquid crystal molecules are aligned so as to stand perpendicular to the substrate even when the electric field applied to the liquid crystal capacitance is off.
  • FIG. 18 shows an example of the viewing angle characteristic of the ⁇ characteristic when viewed from the front (when the viewing angle is 0 degree) and the viewing angle characteristic of the ⁇ characteristic when viewed from an oblique angle of 45 degrees (when the viewing angle is 45 degrees).
  • the ⁇ characteristic when the liquid crystal device is viewed from an oblique angle is an average of the ⁇ characteristic when the gradation is bright and the ⁇ characteristic when the gradation is dark. Therefore, it is expected that the ⁇ characteristic can be improved.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of gradation characteristics when one pixel is divided into two sub-pixels and viewed obliquely.
  • FIG. 20 is a configuration diagram in which one pixel in the prior art is driven by being divided into three sub-pixels.
  • one pixel includes pixel electrodes 531 to 533 of three subpixels.
  • Switching elements 501 to 503 are connected to the pixel electrodes 531 to 533 of each subpixel.
  • the gate electrodes of the switching elements 501 to 503 are connected to a common scanning line 521.
  • the drain electrodes of the switching elements 501 to 503 are connected to the pixel electrodes 531 to 533 of the sub-pixels, respectively.
  • the source electrodes of the switching elements 501 to 503 are connected to a common data line 511.
  • a drain electrode of the switching element 504 is connected to the pixel electrode 531.
  • a source electrode of the switching element 504 is connected to the coupling electrode 541.
  • a coupling capacitor 551 is formed between the junction electrode 541 and the pixel electrode 511.
  • the potential of the subpixel A is reduced by moving the charge of the subpixel A to the coupling capacitor 541 via the switching element 504.
  • the potential of the subpixel B becomes higher than the potential at the time of writing the data line 511 due to the movement of electric charge from the subpixel A.
  • the potential of the subpixel C is maintained at the time of writing the data line 511 because there is no movement of charges. As a result, a potential difference is generated between the subpixel A to the subpixel C (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 has the problem that the subpixel B has the lowest gradation among the three subpixels, but luminance variation occurs when the coupling capacitance 541 is changed.
  • the coupling capacitor 541 is formed by overlapping electrodes via an insulating film, there is a problem that the coupling capacitance is likely to vary depending on the process and the luminance is likely to be uneven.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a liquid crystal device that improves viewing angle characteristics while improving luminance unevenness.
  • a liquid crystal device includes a plurality of pixels each including a plurality of subpixels corresponding to a plurality of luminance regions, the plurality of pixels being arranged in a matrix.
  • a first switching element having a drain electrode connected to a pixel electrode of a first subpixel of the plurality of subpixels, and a drain electrode connected to a pixel electrode of the first subpixel;
  • Two switching elements, a plurality of scanning lines, and a control capacitor wherein the gate electrode of the first switching element and the gate electrode of the second switching element are connected to the different scanning lines, respectively, and the second switching element
  • the control capacitor is formed between the source electrode and the common wiring, and the pixel electrode of the first subpixel and the pixel electrode of the second subpixel among the plurality of subpixels are connected to each other. It is coupled in a total capacity.
  • the plurality of scanning lines are arranged in the row direction of the matrix, and further include a plurality of display signal lines for supplying display signals and a third switching element.
  • the first switching element has a gate electrode connected to the n-th scanning line (n is a natural number of 1 or more) and a source electrode connected to the m-th display signal line (m is a natural number of 1 or more).
  • a gate electrode is connected to the (n + 1) th and subsequent scanning lines, and the control capacitor is formed between a source electrode and a common wiring, and a pixel electrode of the second sub-pixel is A drain electrode of a third switching element is connected, and the third switching element has a gate electrode connected to the nth scanning line and a source electrode connected to the mth display signal line. It may be there.
  • the operation of the second switching element may have a certain time difference after the operation of the first switching element, and may be, for example, several lines ahead.
  • the liquid crystal device further includes a control unit, wherein the control unit includes the first switching element and the second switching element for the nth scanning line and the n + 1th scanning line. May be supplied with a signal for turning on at different timings.
  • the liquid crystal device further includes a fourth switching element, and the pixel electrode of the second subpixel and the pixel electrode of the third subpixel among the plurality of subpixels are coupled to each other. And the pixel electrode of the third sub-pixel is connected to the drain electrode of the fourth switching element, and the fourth switching element has a gate electrode connected to the nth scanning line and a source electrode The m-th display signal line may be connected.
  • a pixel electrode of one subpixel of the plurality of subpixels is not electrically connected to a pixel electrode of another plurality of subpixels. It may be.
  • luminance unevenness and viewing angle characteristics are obtained. Can be achieved stably.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a liquid crystal device according to one embodiment of the present invention.
  • 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal device according to one embodiment of the present invention. It is a figure explaining the matrix structure of the liquid crystal capacity concerning a 1st embodiment. It is a figure explaining the operation
  • FIG. 5 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG. 4 according to the embodiment. It is a figure explaining the operation
  • FIG. 4 is a timing chart of a liquid crystal device including three subpixels according to the embodiment. It is an example of the equivalent circuit of the liquid crystal device which divided
  • FIG. 10 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG. 9 according to the embodiment. 4 is a timing chart of a liquid crystal device including four sub-pixels according to the embodiment. It is an example of the equivalent circuit of the liquid crystal device which divided
  • FIG. 13 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG. 12 according to the embodiment. It is an example of the equivalent circuit of the liquid crystal device which divided
  • FIG. 15 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG. 14 according to the embodiment. 4 is a timing chart of a liquid crystal device including four sub-pixels according to the embodiment. It is a figure which shows an example of the gradation characteristic at the time of dividing
  • FIG. It is a figure which shows an example of the gradation characteristic at the time of dividing one pixel which concerns on a prior art into two sub-pixels, and seeing from diagonally. It is a block diagram which divides and drives 1 pixel which concerns on a prior art into three sub pixels.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a liquid crystal device to which an embodiment of the present invention is applied.
  • m display signal lines (data bus lines) 3, n scanning lines (gate bus lines) 5, and n ⁇ m pixels (p (1, 1) to p (1, m), p (2,1) to p (2, m)... P (n, 1) to p (n, m)).
  • the pixel p is included in the pixel unit 31.
  • the control unit 12 controls the luminance (gradation expression) by controlling the light transmittance of each sub-pixel.
  • the control unit 12 controls the luminance (gradation expression) by controlling the light reflectance of each sub-pixel.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment.
  • the liquid crystal device includes a backlight 11, a polarizing plate 12, a first glass substrate 13, a TFT (thin film transistor) array 14, a liquid crystal 15, a common electrode (counter electrode) 16, and a color filter. 17, a second glass substrate 18, and a polarizing plate 19.
  • the backlight 11 irradiates light from below the first glass substrate 13.
  • the polarizing plate 12 controls light input / output to / from the first glass substrate 13 by polarization.
  • a TFT array 14 in which switching elements, pixel electrodes, and the like are formed is disposed on the first glass substrate 13.
  • Liquid crystal 15 is sealed between the pixel electrode of the TFT array 14 and the common electrode 16.
  • the color filter 17 is disposed on the common electrode 16.
  • the color filter 17 applies the respective filters for RGB and displays light based on the light reflectance or light transmittance of the liquid crystal corresponding to each controlled pixel on the liquid crystal device as RGB colors.
  • the second glass substrate 18 is disposed on the color filter 17.
  • the polarizing plate 19 arrange
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a matrix configuration of liquid crystal capacitors in the present embodiment.
  • a plurality of pixels are arranged in a matrix.
  • Each pixel includes three sub-pixels (sometimes referred to as “sub pix”).
  • the pixel p (1, 1) includes sub-pixels sp (1, 1, 1) to sub-pixels sp (3, 1, 1).
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram when the nth pixel is selected in a liquid crystal device including three subpixels in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG.
  • FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining the operation at the time of selecting the (n + 1) th pixel following the operation of the nth pixel in the liquid crystal device including three subpixels in the present embodiment. 4 to 7 show the configuration of one pixel pn.
  • the pixel pn includes three sub-pixels sp1-n to sp3-n.
  • the sub-pixels sp1-n to sp3-n are arranged adjacent to each other in the column direction.
  • Each subpixel includes a liquid crystal capacitor, a switching element on the pixel electrode, and a common electrode portion facing the pixel electrode.
  • the liquid crystal capacitor is composed of a liquid crystal material sandwiched between one pixel electrode and a common electrode facing the pixel electrode, and is expressed as an electric capacity as an electric equivalent circuit.
  • the sub-pixel sp1-n includes a liquid crystal capacitor cl1-n and a switching element T1-n.
  • the subpixel sp2-n includes a liquid crystal capacitor cl2-n and a switching element T2-n.
  • the sub-pixel sp3-n includes a liquid crystal capacitor cl3-n, a switching element T3-n, a switching element T4-n, and a second control capacitor C2-n, and further includes a liquid crystal capacitor cl2-n of the sub-pixel sp2-n.
  • a first control capacitor C1-n is provided between the liquid crystal capacitor cl3-n of the sub-pixel sp3-n.
  • the switching element is, for example, a TFT (Thin Film Transistor).
  • pixel electrodes 101 to 103 are pixel electrodes of the sub-pixels sp1-n to sp3-n. As shown in FIG. 5, only the drain electrode of the switching element T1-n is connected to the pixel electrode 101 of the sub-pixel A (sp1-n). The drain electrode of the switching element T2-n and one of the first control capacitors C1-n are connected to the pixel electrode 102 of the sub-pixel B (sp2-n). The pixel electrode 103 of the sub-pixel C (sp3-n) is connected to the drain electrode of the switching element T3-n, the other terminal of the first control capacitor C1-n, and the source electrode of the switching element T4-n. Yes.
  • the drain electrode of the switching element T4-n is connected to one terminal of the second control capacitor C2-n. That is, the pixel electrode 101 of the sub-pixel A (sp1-n) is not electrically connected to the pixel electrode 102 of the sub-pixel B (sp2-n) and the pixel electrode 103 of the sub-pixel C (sp3-n).
  • the gate electrode of the switching element T1-n is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T1-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T1-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl1-n having a capacitive component via the pixel electrode 101.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl1-n is grounded (sometimes referred to as “com”) through a common electrode. In other words, the liquid crystal capacitor cl1-n is sandwiched between the common electrode and the pixel electrode 101.
  • the configuration of the sub pixel sp2-n (second sub pixel) will be described.
  • the gate electrode of the switching element T2-n (third switching element) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T2-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T2-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl2-n having a capacitive component via the pixel electrode 102 and to one terminal of the first control capacitor C1-n (coupling capacitor).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl2-n is grounded through a common electrode.
  • the source electrode of the switching element T3-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T3-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl3-n having a capacitive component via the pixel electrode 103 and is connected to the other terminal of the first control capacitor C1-n and the switching element T4. It is connected to the drain electrode of ⁇ n (second switching element).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl3-n is grounded through a common electrode.
  • the source electrode of the switching element T4-n is connected to one terminal of the second control capacitor C2-n.
  • the other terminal of the second control capacitor C2-n is connected to the common wiring Cs- (n + 1).
  • the gate electrode of the switching element T4-n is connected to the scanning line G- (n + 1).
  • the wiring is connected to the common wiring Cs- (n + 1) for ease of layout, the wiring may be any wiring having a fixed potential, and may be connected to the common wiring Cs-n.
  • all the common wirings may be electrically connected to the same potential, or may be independent.
  • FIG. 8 is a timing chart of a liquid crystal device including three subpixels according to this embodiment.
  • the control unit 12 controls the signal of the display signal line Sm-n to Vdata, and displays the display signal line Sm ⁇ on each source electrode of each switching element T1 to n to T3-n of each subpixel sp1-n to sp3-n.
  • Vdata is supplied from n. (FIG. 8, time t0a).
  • the control unit 12 controls the scanning line GN to the period from time t0a to t1a (rewriting period for one pixel), H level (high potential level, sometimes referred to as “Vhigh”).
  • the switching elements T1-n to T3-n are turned on, and the potential Vdata is supplied from the display signal line Sm-n to the pixel electrodes 101 to 103 constituting the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n. Therefore, the potential Vdata is generated in the pixel electrodes 101 to 103 as shown in FIG.
  • the period during which the output of the scanning line Gn is H is set according to the total number of scanning lines used in the liquid crystal device. For example, the period during which the output of the scanning line Gn is H corresponds to 1 / (60 ⁇ 1080) (seconds) in a Full-HD compatible liquid crystal device.
  • the signal range of the display signal line Sm-n when the maximum gradation is displayed from the zero gradation is + Vdata to -Vdata.
  • the signal range of the signal line Sm-n is a positive potential +5 V to +1 V and a negative potential -5 V to ⁇ 1 V. This signal level may be adjusted to the characteristics of the liquid crystal capacitance used.
  • the control unit 12 controls the scanning line G- (n + 1) to L level (low potential level, sometimes referred to as “Vlow”), and turns off the switching element T4-n. To do. Therefore, the second control capacitor C2-n holds the potential Vx when the switching element T4-n is in the on state in the immediately preceding frame (L-1). *
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the L level, turns off the switching elements T1-n to T3-n, controls the scanning line G- (n + 1) to the H level, and switches the switching element T4-n. Turn on the.
  • the liquid crystal capacitance cl1-n of the subpixel sp1-n holds the potential Vdata written during the period from t0a to t1a.
  • the switching element T4-n connected to the liquid crystal capacitor cl3-n of the sub-pixel sp3-n is in the on state, the charge held in the liquid crystal capacitor cl3-n is connected to the source electrode of the switching element T4-n.
  • the second control capacitor C2-n is moved.
  • the potential of the pixel 103 constituting the liquid crystal capacitor cl3-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the second control capacitor C2-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the pixel 102 constituting the liquid crystal capacitance cl2-n of the sub-pixel sp2-n has a capacitance as shown in FIGS.
  • the potential varies due to the binding.
  • the potential of the pixel 102 constituting the liquid crystal capacitor cl2-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the first control capacitor C1-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the liquid crystal capacitor cl2-n, the liquid crystal capacitor cl3-n, the first control capacitor C1-n, and the second control capacitor C2-n are set so that the potential of ⁇ is greater than the potential of ⁇ .
  • the control unit 12 controls the switching elements T1-n to T4-n to be turned off, and the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n of the sub-pixels sp1-n to sp3-n
  • the voltage at time t2a is held until the next frame.
  • the voltage applied to the liquid crystal capacitance of each sub-pixel after t2a is as follows.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl1-n of the sub-pixel sp1-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl2-n of the sub-pixel sp2-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl2-n of the sub-pixel sp2-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl3-n of the sub-pixel sp3-n.
  • the operation for the L + 1 frame is after time t0b in FIG. 8, and the control unit 12 supplies the display signal line Sm-n with a potential having a polarity opposite to that for the L frame, that is, -Vdata. Therefore, a potential opposite to that in the L frame is generated in each of the subpixels sp1-n to sp3-n.
  • the control unit 12 controls the switching elements T1-n to T3-n to be in the on state during the period from the time t0b to t1b, and the pixel electrodes constituting the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n.
  • the potential -Vdata is supplied to the display signal lines Sm-n to 101-103.
  • the control unit 12 turns off the switching elements T1-n to T3-n, and turns on the switching element T4-n during the time t1b to t2b, so that Similarly, a potential difference is generated between the sub-pixels to realize gradation expression.
  • one frame is 1/60 second in a liquid crystal device driven at 60 Hz, for example.
  • the areas of the pixel electrodes 101 to 103 of the sub-pixels sp1-n to sp3-n may all be the same, for example.
  • the area of the pixel electrode 101: the area of the pixel electrode 102: the area of the pixel electrode 103 may be 1: 1.5: 2.
  • the reason is as follows.
  • the potential of the pixel electrode 102-n constituting the liquid crystal capacitor cl2-n is lowered from Vdata to Vdata- ⁇ by capacitive coupling. Accordingly, the larger the pixel electrode of the liquid crystal capacitor cl3-n to which the switching element T4-n is connected, the easier it is to lower the voltage of the liquid crystal capacitor cl2-n. Further, in view angle characteristics, it is desirable that the area of a pixel that functions at a high gradation is large.
  • the control unit 12 writes potentials to the pixel electrodes 101 to 103 constituting the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n of each sub-pixel, and then is connected to the second control capacitor C2-n.
  • the switching element T4-n By controlling the switching element T4-n, the voltage of the liquid crystal capacitor cl3-n is changed, and further, the first control capacitor C1-n connected between the liquid crystal capacitor cl2-n and the liquid crystal capacitor cl3-n. Is used to vary the voltage of the liquid crystal capacitor cl2-n.
  • the liquid crystal capacitance cl1-n of the sub-pixel sp1-n is not boosted for gradation expression after writing, and thus has an effect of being less likely to be uneven at a low gradation.
  • the first control capacitor C1-n between the liquid crystal capacitor cl2-n of the sub-pixel sp2-n and the liquid crystal capacitor cl3-n of the sub-pixel sp3-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc., there is an effect that the aperture ratio does not decrease, and since the potential is less likely to fluctuate, luminance unevenness can be improved.
  • the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n of all the sub-pixels sp1-n to sp3-n are connected to the display signal line Sm-n via the switching elements T1-n to T3-n. Connected. Therefore, as compared with the method in which the coupling capacitors are connected to each of the plurality of sub-pixels and controlled by one switching element, each of the liquid crystal capacitors cl1-n to cl3-n is not floating, so that there is an effect that no burn-in occurs. .
  • the sub-pixel sp2-n is also compared with the sub-pixel sp2-n as compared with the method in which the sub-pixel sp2-n includes a switching element and a control capacitor for changing the potential in the same manner as the sub-pixel sp3-n. Since the first control capacitor is only formed between the pixel electrode 102 and the pixel electrode 103 of the sub-pixel sp3-n, the structure can be simplified and the aperture ratio can be suppressed. Further, a coupling capacitor is formed for each of the subpixel sp2-n and the subpixel sp3-n, and each coupling capacitor is controlled by each switching element connected to the scanning line of the previous pixel to generate a potential difference. Compared with the method, the structure can be simplified, so that there is an effect of suppressing a decrease in the aperture ratio.
  • the second embodiment relates to a liquid crystal device in which one pixel is divided into four subpixels.
  • the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 9 is an example of an equivalent circuit of a liquid crystal device in which one pixel in this embodiment is divided into four sub-pixels.
  • FIG. 10 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG.
  • pixel electrodes 201 to 204 are pixel electrodes of the sub-pixels sp11-n to sp14-n.
  • the gate electrode of the switching element T11-n of the sub-pixel sp11-n is connected to the scanning line Gn.
  • the source electrode of the switching element T11-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T11-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl11-n via the pixel electrode 201.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl11-n is grounded through a common electrode.
  • the pixel electrode 201 is not electrically connected to the pixel electrodes 202 to 204.
  • the gate electrode of the switching element T12-n of the subpixel sp12-n (third subpixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T12-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T12-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl12-n through the pixel electrode 202 and to one terminal of the first control capacitor C11-n (coupling capacitor).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl12-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T13-n (third switching element) of the sub-pixel sp13-n (second sub-pixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T13-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T13-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl13-n via the pixel electrode 203 and connected to the other terminal of the first control capacitor C11-n and the second control capacitor C12-n. It is connected to one terminal of n (coupling capacitance). The other terminal of the liquid crystal capacitor cl13-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T14-n (first switching element) of the sub-pixel sp14-n (first sub-pixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T14-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T14-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl14-n via the pixel electrode 204 and to the other terminal of the second control capacitor C12-n, and the switching element T15-n (first element) 2 switching element).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl14-n is grounded through the common electrode.
  • the source electrode of the switching element T15-n is connected to one terminal of the third control capacitor C13-n.
  • the other terminal of the third control capacitor C13-n is connected to the common wiring Cs- (n + 1).
  • the gate electrode of the switching element T15-n is connected to the scanning line G- (n + 1).
  • FIG. 11 is a timing chart of a liquid crystal device including four subpixels according to this embodiment.
  • the control unit 12 controls the signal of the display signal line Sm-n to Vdata (FIG. 11, time t0a).
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the H level (Vhigh) during the period from time t0a to t1a (rewrite period for one pixel), and the switching elements T11-n to T14-n are turned on.
  • the potential Vdata is supplied from the display signal line Sm-n to the pixel electrodes 201 to 204 constituting the sub-pixels sp11-n to sp14-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line G- (n + 1) to the L level and turns off the switching element T15-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the L level, turns off the switching elements T11-n to T14-n, controls the scanning line G- (n + 1) to the H level, and switches the switching element T15-n. Turn on the.
  • the liquid crystal capacitor cl11-n of the subpixel sp11-n holds the magnitude Vdata of the potential written during the period from t0a to t1a.
  • the switching element T15-n connected to the liquid crystal capacitor cl14-n of the sub-pixel sp14-n is in the on state, the charge held in the liquid crystal capacitor cl14-n is connected to the source electrode of the switching element T15-n.
  • the third control capacitor C13-n is moved.
  • the potential of the pixel 204 constituting the liquid crystal capacitor cl14-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the third control capacitor C13-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the pixel 203 constituting the liquid crystal capacitor cl13-n of the sub pixel sp13-n is capacitively coupled as shown in FIG.
  • the potential of the pixel 203 constituting the liquid crystal capacitor cl13-n decreases by ⁇ based on the period t1a to t2a and the second control capacitor C12-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacitance of each liquid crystal capacitor, the second control capacitor C12-n, and the third control capacitor C13-n is set so that the potential of ⁇ is larger than the potential of ⁇ .
  • the pixel 202 constituting the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n is capacitively coupled as shown in FIG.
  • the potential of the pixel 201 constituting the liquid crystal capacitor cl11-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the second control capacitor C12-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • each liquid crystal capacitor, the first control capacitor C11-n, and the second control capacitor C12-n is set so that the potential of ⁇ is greater than the potential of ⁇ .
  • the values of ⁇ , ⁇ , and ⁇ vary greatly depending on the characteristics of the liquid crystal material, the area ratio of each electrode, the output voltage of the driver, and the like. For example, in the case of a liquid crystal driven at about 5V to 7V, In general, each potential difference is designed to be 0.25V to 1V.
  • the voltage applied to the liquid crystal capacitance of each sub-pixel after time t2a is as follows.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl11-n of the subpixel sp11-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl13-n of the subpixel sp13-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl13-n of the sub-pixel sp13-n is higher than the voltage of the liquid crystal capacitor cl14-n of the sub-pixel sp14-n.
  • the areas of the pixel electrodes 201 to 204 of the sub-pixels sp11-n to sp14-n may all be the same, for example.
  • the area of the pixel electrode 204 may be larger than the other pixel electrodes 201 to 203.
  • the control unit 12 writes potentials to the pixel electrodes 201 to 204 constituting the liquid crystal capacitors cl11-n to cl14-n of each sub-pixel, and then is connected to the third control capacitor C13-n.
  • the switching element T15-n By controlling the switching element T15-n, the voltage of the liquid crystal capacitor cl14-n is changed, and further, the second control capacitor C12-n connected between the liquid crystal capacitor cl14-n and the liquid crystal capacitor c13-n. Is used to vary the voltage, and the voltage is varied using the first control capacitor C11-n connected between the liquid crystal capacitor cl13-n and the liquid crystal capacitor c12-n.
  • one pixel is divided into four sub-pixels to express four gradations, so that viewing angle characteristics can be improved.
  • the liquid crystal capacitor cl11-n of the sub-pixel sp11-n is not boosted for gradation expression after writing, and thus has an effect of being less likely to be uneven at a low gradation.
  • the first control capacitor C11-n between the liquid crystal capacitor cl12-n of the sub-pixel sp12-n and the liquid crystal capacitor cl13-n of the sub-pixel sp13-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed.
  • the second control capacitor C12-n between the liquid crystal capacitor cl13-n of the sub-pixel sp13-n and the liquid crystal capacitor cl14-n of the sub-pixel sp14-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed. Therefore, there is an effect that the aperture ratio does not decrease, and since the potential is not easily changed, uneven luminance can be improved.
  • the liquid crystal capacitors cl11-n to cl14-n of all the sub-pixels sp11-n to sp14-n are connected via the switching elements T11-n to T14-n. Since the liquid crystal capacitors cl11-n to cl14-n are not floated, there is an effect that no burn-in occurs.
  • the third embodiment is another embodiment of the liquid crystal device in which one pixel is divided into four subpixels.
  • the third embodiment will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 12 is an equivalent circuit of a liquid crystal device in which one pixel according to this embodiment is divided into four sub-pixels.
  • FIG. 13 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG.
  • the pixel electrodes 301 to 304 are the pixel electrodes of the subpixels sp21-n to sp24-n. As shown in FIGS. 12 and 13, the difference from the second embodiment is the configuration of the sub-pixel sp22-n to sub-pixel sp24-n.
  • the gate electrode of the switching element T12-n of the sub-pixel sp22-n is connected to the scanning line Gn.
  • the source electrode of the switching element T12-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T12-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl12-n through the pixel electrode 302 and to one terminal of the first control capacitor C21-n.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl12-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T24-n (first switching element) of the subpixel sp24-n (first subpixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T24-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T24-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl24-n through the pixel electrode 304 and connected to the other terminal of the first control capacitor C21-n and the second control capacitor C22- It is connected to one terminal of n (coupling capacitance) and connected to the drain electrode of the switching element T25-n.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl24-n is grounded through a common electrode.
  • the source electrode of the switching element T25-n is connected to one terminal of the third control capacitor C23-n.
  • the other terminal of the third control capacitor C23-n is connected to the common wiring Cs- (n + 1).
  • the gate electrode of the switching element T25-n is connected to the scanning line G- (n + 1).
  • the gate electrode of the switching element T23-n of the subpixel sp23-n is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T23-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T23-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl23-n through the pixel electrode 303 and to the other terminal of the second control capacitor C22-n.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl23-n is grounded through a common electrode.
  • the first control capacitor C21 ⁇ is provided between the pixel electrode 304 of the subpixel sp24-n corresponding to the first subpixel and the pixel electrode 202 of the subpixel sp22-n.
  • n (coupling capacity) is formed.
  • a second control capacitor C22-n (coupling capacitor) is formed between the pixel electrode 304 of the subpixel sp24-n corresponding to the first subpixel and the pixel electrode 303 of the subpixel sp23-n. . Therefore, the sub pixel sp22-n or the sub pixel sp23-n corresponds to the second sub pixel, and the switching element T12-n or the switching element T23-n corresponds to the second switching element.
  • the control unit 12 controls the signal of the display signal line Sm-n to Vdata (FIG. 11, time t0a).
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the H level (Vhigh) during the period from time t0a to t1a (rewrite period for one pixel), and switching elements T11-n to T12-n, T23- n to T24-n are turned on, and the potential Vdata is written to each of the subpixels sp21-n to sp24-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line G- (n + 1) to the L level and turns off the switching element T25-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the L level, turns off the switching elements T11-n to T12-n, T23-n to T24-n, and sets the scanning line G- (n + 1) to the H level. And the switching element T25-n is turned on.
  • the liquid crystal capacitor cl11-n of the subpixel sp21-n holds the magnitude Vdata of the potential written during the period from t0a to t1a.
  • the switching element T25-n connected to the liquid crystal capacitor cl24-n of the sub-pixel sp24-n is in the on state, the charge held in the liquid crystal capacitor cl24-n is connected to the source electrode of the switching element T25-n.
  • the third control capacitor C23-n is moved.
  • the potential of the pixel 304 constituting the liquid crystal capacitor cl24-n decreases by ⁇ based on the period t1a to t2a and the third control capacitor C23-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the potential of the pixel 303 constituting the liquid crystal capacitor cl23-n of the subpixel sp23-n varies due to capacitive coupling. . Therefore, the potential of the pixel 303 constituting the liquid crystal capacitor cl23-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the second control capacitor C22-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacitances of the second control capacitor C22-n and the third control capacitor C23-n are set so that the potential of ⁇ is larger than the potential of ⁇ .
  • the potential of the pixel 302 constituting the liquid crystal capacitor cl12-n of the sub-pixel sp12-n varies due to capacitive coupling. . Therefore, the potential of the pixel 302 constituting the liquid crystal capacitor cl12-n decreases by ⁇ based on the period t1a to t2a and the first control capacitor C21-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacitances of the first control capacitor C21-n and the second control capacitor C22-n are set so that the potential of ⁇ is larger than the potential of ⁇ .
  • the voltage applied to the liquid crystal capacitance of each sub-pixel after time t2a is as follows.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl11-n of the subpixel sp11-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n is larger than the potential of the liquid crystal capacitor cl23-n of the subpixel sp23-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl23-n of the subpixel sp23-n is higher than the voltage of the liquid crystal capacitor cl24-n of the subpixel sp24-n.
  • the areas of the pixel electrodes 301 to 204 of the sub-pixels sp21-n to sp24-n may all be the same, for example.
  • the area of the pixel electrode 304 may be made larger than the other pixel electrodes 301 to 303.
  • the control unit 12 writes the potential to the pixel electrodes 301 to 304 constituting the liquid crystal capacitors cl11-n to cl12-n and cl23-n to cl24-n of each sub-pixel, and then performs the third operation.
  • the switching element T25-n connected to the control capacitor C23-n By controlling the switching element T25-n connected to the control capacitor C23-n, the voltage of the liquid crystal capacitor cl24-n is changed, and further, connected between the liquid crystal capacitor cl24-n and the liquid crystal capacitor c23-n.
  • the voltage is varied using the second control capacitor C22-n, and the voltage is varied using the first control capacitor C21-n connected between the liquid crystal capacitor cl23-n and the liquid crystal capacitor c12-n.
  • one pixel is divided into four sub-pixels to express four gradations, so that viewing angle characteristics can be improved.
  • the liquid crystal capacitor cl11-n of the sub-pixel sp11-n is not boosted for gradation expression after writing, and thus has an effect of being less likely to be uneven at a low gradation.
  • the first control capacitor C21-n between the liquid crystal capacitor cl12-n of the subpixel sp12-n and the liquid crystal capacitor cl24-n of the subpixel sp24-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed.
  • the second control capacitor C22-n between the liquid crystal capacitor cl23-n of the sub-pixel sp23-n and the liquid crystal capacitor cl24-n of the sub-pixel sp24-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed. Therefore, there is an effect that the aperture ratio does not decrease, and since the potential is not easily changed, luminance unevenness can be improved.
  • the fourth embodiment relates to a liquid crystal device in which one pixel is divided into five subpixels.
  • the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 14 is an example of an equivalent circuit of a liquid crystal device in which one pixel in this embodiment is divided into five subpixels.
  • FIG. 15 is a simplified representation of the equivalent circuit of FIG.
  • the pixel electrodes 401 to 405 are pixel electrodes of the sub-pixels sp41-n to sp45-n.
  • the gate electrode of the switching element T41-n of the sub-pixel sp41-n is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T41-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T41-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl41-n via the pixel electrode 401.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl41-n is grounded through a common electrode.
  • the pixel electrode 401 is not electrically connected to the pixel electrodes 402 to 405.
  • the gate electrode of the switching element T42-n of the subpixel sp42-n is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T42-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T42-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl42-n via the pixel electrode 402 and to one terminal of the first control capacitor C41-n.
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl42-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T43-n of the subpixel sp43-n (third subpixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T43-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T43-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl43-n via the pixel electrode 403 and connected to the other terminal of the first control capacitor C41-n and the second control capacitor C42- It is connected to one terminal of n (coupling capacitance).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl43-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T44-n (third switching element) of the sub-pixel sp44-n (first sub-pixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T44-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T44-n is connected to one of the liquid crystal capacitors cl44-n via the pixel electrode 404 and connected to the other terminal of the second control capacitor C42-n and the third control capacitor C43- It is connected to one terminal of n (coupling capacitance).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl44-n is grounded through a common electrode.
  • the gate electrode of the switching element T45-n (first switching element) of the sub-pixel sp45-n (first sub-pixel) is connected to the scanning line GN.
  • the source electrode of the switching element T45-n is connected to the display signal line Sm-n.
  • the drain electrode of the switching element T45-n is connected to one end of the liquid crystal capacitor cl45-n via the pixel electrode 405 and connected to the other terminal of the third control capacitor C43-n and the switching element T46-n 2 switching element).
  • the other terminal of the liquid crystal capacitor cl46-n is grounded through the common electrode.
  • the source electrode of the switching element T46-n is connected to one terminal of the fourth control capacitor C44-n.
  • the other terminal of the fourth control capacitor C44-n is connected to the common wiring Cs- (n + 1).
  • the gate electrode of the switching element T46-n is connected to the scanning line G- (n + 1).
  • FIG. 16 is a timing chart of a liquid crystal device including five subpixels in the present embodiment.
  • the control unit 12 controls the signal of the display signal line Sm-n to Vdata (FIG. 16, time t0a).
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the H level (Vhigh) during the period from time t0a to t1a (rewriting period for one pixel), and the switching elements T41-n to T45-n are turned on.
  • the potential Vdata is supplied from the display signal line Sm-n to the pixel electrodes 401 to 405 constituting the subpixels sp41-n to sp45-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line G- (n + 1) to the L level and turns off the switching element T46-n.
  • the control unit 12 controls the scanning line Gn to the L level, turns off the switching elements T41-n to T45-n, controls the scanning line G- (n + 1) to the H level, and switches the switching element T46-n. Turn on the.
  • the liquid crystal capacitor cl41-n of the sub pixel sp41-n holds the magnitude Vdata of the potential written during the period from t0a to t1a.
  • the switching element T46-n connected to the liquid crystal capacitor cl45-n of the sub-pixel sp45-n is in the on state, the charge held in the liquid crystal capacitor cl45-n is connected to the source electrode of the switching element T46-n. It moves to the fourth control capacitor C44-n.
  • the potential of the pixel 405 constituting the liquid crystal capacitor cl45-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the fourth control capacitor C44-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the pixel 404 constituting the liquid crystal capacitor cl44-n of the subpixel sp44-n has a potential due to capacitive coupling. Fluctuates. For this reason, the potential of the pixel 404 constituting the liquid crystal capacitor cl44-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the third control capacitor C43-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacitances of the third control capacitor C43-n and the fourth control capacitor C44-n are set so that the potential of ⁇ is larger than the potential of ⁇ .
  • the pixel 403 constituting the liquid crystal capacitor cl43-n of the subpixel sp43-n is capacitively coupled as shown in FIG.
  • the potential of the pixel 403 constituting the liquid crystal capacitor cl43-n decreases by ⁇ based on the period from t1a to t2a and the second control capacitor C42-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacitances of the second control capacitor C42-n and the third control capacitor C43-n are set so that the potential of ⁇ is greater than the potential of ⁇ .
  • the pixel 402 constituting the liquid crystal capacitor cl42-n of the sub pixel sp42-n is capacitively coupled as shown in FIG.
  • the potential of the pixel 402 constituting the liquid crystal capacitor cl42-n decreases by ⁇ based on the period t1a to t2a and the first control capacitor C41-n, and changes from Vdata to Vdata- ⁇ .
  • the capacities of the first control capacitor C41-n and the second control capacitor C42-n are set so that the potential of ⁇ is larger than the potential of ⁇ .
  • the voltage applied to the liquid crystal capacitance of each sub-pixel during the period from t1a to t2a is as follows.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl41-n of the subpixel sp41-n is higher than the voltage of the liquid crystal capacitor cl42-n of the subpixel sp42-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl42-n of the subpixel sp42-n is higher than the voltage of the liquid crystal capacitor cl43-n of the subpixel sp43-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl43-n of the subpixel sp43-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl44-n of the subpixel sp44-n.
  • the voltage of the liquid crystal capacitor cl44-n of the subpixel sp44-n is larger than the voltage of the liquid crystal capacitor cl45-n of the subpixel sp45-n.
  • the areas of the pixel electrodes 401 to 405 of the sub-pixels sp42-n to sp45-n may all be the same, for example.
  • the area of the pixel electrode 405 may be larger than the other pixel electrodes 401 to 404.
  • control unit 12 writes a potential to the pixel electrodes 401 to 405 constituting the liquid crystal capacitors cl41-n to cl45-n of each sub-pixel, and then is connected to the fourth control capacitor C44-n.
  • the switching element T46-n By controlling the switching element T46-n, the voltage of the liquid crystal capacitor cl45-n is changed, and further, a third control capacitor C43-n connected between the liquid crystal capacitor cl45-n and the liquid crystal capacitor c44-n.
  • the second control capacitor C42-n connected between the liquid crystal capacitor cl44-n and the liquid crystal capacitor cl43-n is used to vary the voltage, so that the liquid crystal capacitor cl43-n and the liquid crystal capacitor cl42
  • the voltage is varied using the first control capacitor C41-n connected between ⁇ n.
  • the liquid crystal capacitance cl41-n of the sub-pixel sp41-n is not boosted for gradation expression after writing, and thus has an effect of being less likely to be uneven at a low gradation.
  • the first control capacitor C41-n between the liquid crystal capacitor cl42-n of the sub-pixel sp42-n and the liquid crystal capacitor cl43-n of the sub-pixel sp43-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed.
  • the second control capacitor C42-n between the liquid crystal capacitor cl43-n of the subpixel sp43-n and the liquid crystal capacitor cl44-n of the subpixel sp44-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed.
  • the third control capacitor C43-n between the liquid crystal capacitor cl44-n of the sub-pixel sp44-n and the liquid crystal capacitor cl45-n of the sub-pixel sp45-n is a switching element for control because of simple capacitive coupling. Etc. need not be formed. Therefore, there is an effect that the aperture ratio does not decrease, and since the potential is not easily changed, luminance unevenness can be improved.
  • the liquid crystal capacitors cl41-n to cl45-n of all the sub-pixels sp41-n to sp45-n are connected via the switching elements T41-n to T45-n. Since the liquid crystal capacitors cl41-n to cl45-n are not floating, there is an effect that no burn-in occurs.
  • the sub-pixel sp45-n corresponds to the sixth sub-pixel (sub pix F).
  • a pixel (sub pix E) is formed.
  • a first control capacitor is formed between the liquid crystal capacitors of the second subpixel and the third subpixel.
  • a second control capacitor is formed between the liquid crystal capacitors of the third subpixel and the fourth subpixel.
  • a third control capacitor is formed between the liquid crystal capacitors of the fourth subpixel and the fifth subpixel.
  • a fourth control capacitor is formed between the liquid crystal capacitors of the fifth subpixel and the sixth subpixel.
  • a fifth control capacitor is formed on the source electrode of the switching element connected to the liquid crystal capacitor of the sixth sub-pixel.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of gradation characteristics when one pixel is divided into a plurality of sub-pixels and viewed obliquely.
  • “Local ⁇ ” is an index that takes a logarithm of the normalized transmittance with respect to gradation and further represents a local ⁇ value, and is defined as the following equation (1).
  • T GS1 is a normalized transmittance corresponding to the gradation GS1
  • T GS2 is a normalized transmittance corresponding to the gradation GS2.
  • the ⁇ value changes abruptly around the gradation 150, for example, as indicated by a broken line L1.
  • the variation of the ⁇ value with respect to the gradation decreases as indicated by the solid line L2.
  • the variation of the ⁇ value with respect to the gradation is further reduced as indicated by the dotted line L3.
  • one pixel is divided into three or more subpixels, and a potential difference is generated in the divided subpixels to perform gradation expression, which is viewed obliquely. In this case, it is possible to suppress a phenomenon in which the luminance rapidly changes.
  • a program for realizing the function of the control unit 12 in FIG. 1 of the embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the process of each part.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system.
  • the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
  • a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
  • it also includes those that hold a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or client in that case.
  • the program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
  • the present invention when one pixel is divided into three or more sub-pixels and a gradation is expressed by generating a potential difference in the divided sub-pixels, luminance unevenness and viewing angle characteristics are stabilized. Can be achieved.

Abstract

 この液晶装置は、複数の輝度領域に対応した複数のサブ画素から各々が構成される複数の画素であって、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数のサブ画素のうち第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第1スイッチング素子と、前記第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第2スイッチング素子と、複数の走査線と、制御容量とを備え、前記第1スイッチング素子のゲート電極と前記第2スイッチング素子のゲート電極とが各々異なる前記走査線に接続され、前記第2スイッチング素子は、ソース電極とコモン配線との間に前記制御容量が形成され、前記第1のサブ画素の画素電極と前記複数のサブ画素のうち第2のサブ画素の画素電極とが結合容量で結合されている。

Description

液晶装置
 本発明は、液晶装置に関する。
 本願は、2010年6月11日に、日本に出願された特願2010-134276号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 液晶装置に用いられる液晶パネルにおいて、液晶分子配列としてTN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード等が用いられている。VAモードは、液晶容量にかかる電界がオフの場合にも液晶分子が基板に対して垂直に立つように配向させるモードである。
 図18は、正面から見た場合(視野角0度の場合)のγ特性の視野角特性と斜め45度から見た場合(視野角45度の場合)のγ特性の視野角特性の一例を示す図である。図18において、横軸は階調の値であり、縦軸はγの値である。これらのモードを用いた液晶装置では、図18の実線で示すように正面から見た場合と比較して、図18の点線で示すよう斜め、例えば45度から液晶装置を見た場合のγ特性が下がる。これは特に低~中間調において、正面よりも斜めからの輝度が増す現象であり、結果として画像全体が白っぽくなり、色が薄くなってしまう。
 この視野角改善のため、1画素を複数の画素に分割するマルチ画素技術が導入されている。現在用いられているのは2分割のマルチ画素である。このため、視野角改善の効果が十分ではない。例えば、1画素を2分割した場合、電位差により片方のサブ画素が明るく表示され、他方のサブ画素が暗く表示される。このように2つのサブ画素間で輝度差を生じさせているため、液晶装置を斜めから見たときのγ特性は、階調が明るい場合のγ特性と階調が暗い場合のγ特性を平均したものとなるので、γ特性を改善できることが期待される。
 1画素を2つのサブ画素に分割した場合、上記した輝度が増す現象が二つのサブ画素により二つの階調域に分配される。よって、それぞれのサブ画素における上記現象が抑えられ、結果として斜め方向から見た場合の視野角が改善される。しかし、画素を2分割した場合では、二つ目のサブ画素の輝度が上昇する階調領域での斜めからの輝度変化が大きすぎるため、図19のように斜めから見た場合のγ特性は、全階調において一様ではない。図19は、1画素を2つのサブ画素に分割し斜めから見た場合の階調特性の一例を示す図である。
 このような1画素を2つのサブ画素に分割した場合よりさらに視野角特性の改善を行うため、1画素を3個以上のサブ画素にする手法が提案されている。図20は、従来技術における1画素を3つのサブ画素に分割して駆動する構成図である。図20のように、1画素は、3つのサブ画素の画素電極531~533を備えている。各サブ画素の画素電極531~533にはスイッチング素子501~503が接続されている。また、各スイッチング素子501~503の各ゲート電極は共通の走査線521に接続されている。各スイッチング素子501~503の各ドレイン電極はそれぞれ各サブ画素の画素電極531~533に接続されている。各スイッチング素子501~503の各ソース電極は共通のデータ線511に接続されている。画素電極531にはスイッチング素子504のドレイン電極が接続されている。スイッチング素子504のソース電極が結合電極541に接続されている。また、接合電極541と画素電極511の間には結合容量551が形成されている。
 図20の構成においては、スイッチング素子504経由でサブ画素Aの電荷を、結合容量541に移動させることでサブ画素Aの電位の大きさが小さくなる。一方、サブ画素Bの電位は、サブ画素Aからの電荷の移動によりデータ線511の書き込み時の電位より大きくなる。また、サブ画素Cの電位については、電荷の移動がないためデータ線511の書き込み時の電位が保たれる。この結果、サブ画素A~サブ画素Cの間に電位差を生じさせる(例えば、特許文献1参照)。
特開2005-62882号公報
 しかしながら、特許文献1の従来技術では、サブ画素Bが3つのサブ画素の中で最も低い階調であるが、結合容量541の変動を受けると輝度のムラが生じるという問題点があった。また、結合容量541は、絶縁膜を介した電極の重なりで形成されるため、結合容量がプロセスにより変動しやすく輝度がムラになりやすい問題点があった。
 本発明の一態様は、輝度ムラを改善しつつ、視野角特性を改善する液晶装置を提供することを目的としている。
 上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る液晶装置は、複数の輝度領域に対応した複数のサブ画素から各々が構成される複数の画素であって、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数のサブ画素のうち第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第1スイッチング素子と、前記第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第2スイッチング素子と、複数の走査線と、制御容量とを備え、前記第1スイッチング素子のゲート電極と前記第2スイッチング素子のゲート電極とが各々異なる前記走査線に接続され、前記第2スイッチング素子は、ソース電極とコモン配線との間に前記制御容量が形成され、前記第1のサブ画素の画素電極と前記複数のサブ画素のうち第2のサブ画素の画素電極とが結合容量で結合されている。
 また、本発明の一態様に係る液晶装置において、前記複数の走査線は、マトリクスの行方向に配置されており、表示信号を供給する複数の表示信号線と、第3スイッチング素子とを更に備え、前記第1スイッチング素子は、ゲート電極がn本目(nは1以上の自然数)の前記走査線に接続され且つソース電極が前記m本目(mは1以上の自然数)の表示信号線に接続され、前記第2スイッチング素子は、ゲート電極がn+1本目以降の前記走査線に接続され且つソース電極とコモン配線との間に前記制御容量が形成され、前記第2のサブ画素の画素電極は、前記第3スイッチング素子のドレイン電極が接続され、前記第3スイッチング素子は、ゲート電極が前記n本目の走査線に接続され且つソース電極が前記m本目の表示信号線接続されているようにしてもよい。なお、第2スイッチング素子の動作は、第1スイッチング素子の動作の後で、有る程度の時間差があってもよく、例えば数ライン先であってもよい。
 また、本発明の一態様に係る液晶装置において、制御部を更に備え、前記制御部は、前記n番目の走査線と前記n+1番目の走査線とに前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを異なるタイミングでオン状態にする信号を供給するようにしてもよい。
 また、本発明の一態様に係る液晶装置において、第4スイッチング素子を更に備え、前記第2のサブ画素の画素電極と前記複数のサブ画素のうち第3のサブ画素の画素電極とが結合容量で結合され、前記第3のサブ画素の画素電極は、前記第4スイッチング素子のドレイン電極に接続され、前記第4スイッチング素子は、ゲート電極が前記n本目の走査線に接続され且つソース電極が前記m本目の表示信号線接続されているようにしてもよい。
 また、本発明の一態様に係る液晶装置において、前記複数のサブ画素の中で1個のサブ画素の画素電極は、他の前記複数のサブ画素の画素電極と電気的に接続されていないようにしてもよい。
 本発明の一態様によれば、1つの画素を3またはそれ以上のサブ画素に分割し、分割されたサブ画素に電位差を生じさせて階調表現を行った場合に、輝度ムラと視野角特性を安定して達成することができる。
本発明の一態様に係る液晶装置の一例の構成図である。 本発明の一態様に係る液晶装置の概略構成を示す斜視図である。 第1実施形態に係る液晶容量のマトリックス構成を説明する図である。 同実施形態に係る3つのサブ画素を備える液晶装置におけるn番目の画素選択時の動作を説明する図である。 同実施形態に係る図4の等価回路を簡略化して表現した図である。 同実施形態に係る3つのサブ画素を備える液晶装置におけるn番目の画素の動作に続くn+1番目の画素選択時の動作を説明する図である。 同実施形態に係る3つのサブ画素を備える液晶装置におけるn番目の画素の動作に続くn+1番目の画素選択時の動作を説明する図である。 同実施形態に係る3つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。 第2実施形態に係る1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路の一例である。 同実施形態に係る図9の等価回路を簡略化して表現した図である。 同実施形態に係る4つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。 第3実施形態に係る1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路の一例である。 同実施形態に係る図12の等価回路を簡略化して表現した図である。 第4実施形態に係る1画素を5つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路の一例である。 同実施形態に係る図14の等価回路を簡略化して表現した図である。 同実施形態に係る4つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。 1画素を複数のサブ画素に分割し斜めから見た場合の階調特性の一例を示す図である。 従来技術に係る正面から見た場合(視野角0度の場合)のγ特性の視野角特性と斜め45度から見た場合(視野角45度の場合)のγ特性の視野角特性の一例を示す図である。 従来技術に係る1画素を2つのサブ画素に分割し斜めから見た場合の階調特性の一例を示す図である。 従来技術に係る1画素を3つのサブ画素に分割して駆動する構成図である。
 以下、図1~図17を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は斯かる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
 図1は、本発明の実施形態を適用した液晶装置の一例の構成図である。図1のように、液晶装置では、表示信号線(データバスライン)3をm本、走査線(ゲートバスライン)5をn本、画素をn×m個(p(1,1)~p(1,m),p(2,1)~p(2,m)・・・p(n,1)~p(n,m))を備えている。画素pは画素部31に含まれる。例えば、Full-HDの解像度の液晶装置の場合、データバスライン3は、m=1920×3(3はRGB分)=5760本、ゲートバスライン5は、n=1080本である。なお、一例として、バックライトが配置された透過型の液晶装置の場合、制御部12により、各サブ画素の光透過率を制御することで輝度(階調表現)が制御される。または、反射型の液晶装置の場合、制御部12により、各サブ画素の光反射率を制御することで輝度(階調表現)が制御される。
 図2は、本実施形態における液晶装置の概略構成を示す斜視図である。図2のように、液晶装置は、バックライト11と、偏光板12と、第1ガラス基板13と、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ14と、液晶15と、共通電極(対向電極)16と、カラーフィルタ17と、第2ガラス基板18と、偏光板19とを備えている。
 バックライト11は、第1ガラス基板13の下から光を照射する。偏光板12は、第1ガラス基板13に入出力される光を偏光によりコントロールする。第1ガラス基板13の上には、スイッチング素子や画素電極等が形成されているTFTアレイ14が配置されている。TFTアレイ14の画素電極と共通電極16との間には、液晶15が封入されている。カラーフィルタ17は、共通電極16の上に配置されている。カラーフィルタ17は、RGBについてそれぞれのフィルターをかけて、制御された各画素に相当する液晶の光反射率または光透過率に基づく光をRGB各色として液晶装置上で表示する。第2ガラス基板18は、カラーフィルタ17の上に配置されている。第2ガラス基板18の上には、偏光板12とクロスニコル(直交ニコル)に配置された偏光板19が配置されている。
[第1実施形態]
 図3は、本実施形態における液晶容量のマトリックス構成を説明する図である。図3のように、複数の画素がマトリクス状に配置される。各画素は3つのサブ画素(「sub pix」と言うことがある。)を備える。例えば画素p(1,1)は、サブ画素sp(1,1,1)~サブ画素sp(3,1,1)を備えている。
 図4は、本実施形態における3つのサブ画素を備える液晶装置におけるn番目の画素選択時の等価回路図である。図5は、図4の等価回路を簡略化して表現した図である。また、図6と図7は、本実施形態における3つのサブ画素を備える液晶装置におけるn番目の画素の動作に続くn+1番目の画素選択時の動作を説明する図である。なお、図4~図7は、1つの画素p-nの構成を表している。
 図4のように、本実施形態における液晶装置は、画素p-nは、3つのサブ画素sp1-n~sp3-nを備える。そして、サブ画素sp1-n~sp3-nは、列方向に隣接して配置されている。
 各サブ画素は、液晶容量と、画素電極上のスイッチング素子と、画素電極に対向する共通電極の部分とにより構成されている。液晶容量は、1つの画素電極と対向する共通電極との間に挟まれた液晶材料により構成され、電気的等価回路としては電気容量として表現される。図4のように、サブ画素sp1-nは、液晶容量cl1-nとスイッチング素子T1-nとを備える。サブ画素sp2-nは、液晶容量cl2-nとスイッチング素子T2-nとを備える。サブ画素sp3-nは、液晶容量cl3-nとスイッチング素子T3-nとスイッチング素子T4-nと第2の制御容量C2-nを備え、さらに、サブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nとサブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nとの間に第1の制御容量C1-nを備えている。なお、スイッチング素子は、例えば、TFT(thin film transistor;薄膜トランジスタ)である。
 図5において、画素電極101~103は、各サブ画素sp1-n~sp3-nの各画素電極である。図5のように、サブ画素A(sp1-n)の画素電極101は、スイッチング素子T1-nのドレイン電極のみが接続されている。サブ画素B(sp2-n)の画素電極102は、スイッチング素子T2-nのドレイン電極と第1の制御容量C1-nの一方が接続されている。サブ画素C(sp3-n)の画素電極103は、スイッチング素子T3-nのドレイン電極と、第1の制御容量C1-nの他方の端子と、スイッチング素子T4-nのソース電極に接続されている。スイッチング素子T4-nのドレイン電極は、第2の制御容量C2-nの一方の端子に接続されている。すなわち、サブ画素A(sp1-n)の画素電極101は、サブ画素B(sp2-n)の画素電極102及びサブ画素C(sp3-n)の画素電極103と電気的に接続されていない。
 まず、サブ画素sp1-nの構成を説明する。スイッチング素子T1-nのゲート電極は、走査線G-nに接続される。スイッチング素子T1-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続される。スイッチング素子T1-nのドレイン電極は、画素電極101を介して容量成分を有する液晶容量cl1-nの一方に接続される。液晶容量cl1-nの他方の端子は、共通電極を介して接地(「com」と言うことがある。)されている。すなわち、液晶容量cl1-nは、共通電極と画素電極101との間に挟持されている。
 次に、サブ画素sp2-n(第2のサブ画素)の構成を説明する。スイッチング素子T2-n(第3スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続される。スイッチング素子T2-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続される。スイッチング素子T2-nのドレイン電極は、画素電極102を介して容量成分を有する液晶容量cl2-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C1-n(結合容量)の一方の端子に接続される。液晶容量cl2-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 次に、サブ画素sp3-n(第1のサブ画素)の構成を説明する。スイッチング素子T3-n(第1スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続される。スイッチング素子T3-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続される。スイッチング素子T3-nのドレイン電極は、画素電極103を介して容量成分を有する液晶容量cl3-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C1-nの他方の端子に接続され且つスイッチング素子T4-n(第2スイッチング素子)のドレイン電極に接続されている。液晶容量cl3-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 また、スイッチング素子T4-nのソース電極は、第2の制御容量C2-nの一方の端子に接続される。第2の制御容量C2-nの他方の端子は、コモン配線Cs-(n+1)に接続される。スイッチング素子T4-nのゲート電極は、走査線G-(n+1)に接続されている。なお、レイアウトの容易さからコモン配線Cs-(n+1)に接続しているが、固定された電位を持つ配線であれば良く、コモン配線Cs-nへ接続しても構わない。もちろん一般的な液晶表示装置のようにコモン配線は全て電気的に接続された同電位であっても構わないし、独立していても構わない。
 次に、Lフレーム時のn画素選択時の動作を、図4と図8を用いて説明する。図8は、本実施形態における3つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。
 制御部12は、表示信号線Sm-nの信号をVdataに制御し、各サブ画素sp1-n~sp3-nの各スイッチング素子T1~n~T3-nの各ソース電極に表示信号線Sm-nからVdataを供給する。(図8、時刻t0a)。
 次に、制御部12は、走査線G-nを時刻t0a~t1aの期間(1画素分の書き換え期間)、Hレベル(高電位レベル。「Vhigh」と言うことがある。)に制御し、スイッチング素子T1-n~T3-nをオン状態にし、液晶容量cl1-n~cl3-nを構成する画素電極101~103に表示信号線Sm-nから電位Vdataを供給する。このため、画素電極101~103には、図4のように、電位Vdataが発生する。なお、走査線G-nの出力がHになる期間は、液晶装置で用いる走査線の総数に応じて設定される。例えば、走査線G-nの出力がHになる期間は、Full-HD対応の液晶装置においては、1/(60×1080)(秒)に相当する。なお、ゼロ階調から最大階調を表示した場合の表示信号線Sm-nの信号レンジは、+Vdata~-Vdataである。例えば、信号線Sm-nの信号レンジは、正極性側の電位+5V~+1V、負極性側の電位-5V~-1Vである。この信号レベルは、用いる液晶容量の特性に合わせるようにしてもよい。 
 時刻t0a~t1aの期間、制御部12は、走査線G-(n+1)をLレベル(低電位レベル。「Vlow」と言うことがある。)に制御し、スイッチング素子T4-nをオフ状態にする。このため、第2の制御容量C2-nには、直前のフレーム(L-1)でスイッチング素子T4-nがオン状態の時の電位Vxが保持されている。 
 次に、t1a~t2aの期間について、すなわち、Lフレーム時のn+1画素選択時の動作を、図6~図8を用いて説明する。
 制御部12は、走査線G-nをLレベルに制御し、スイッチング素子T1-n~T3-nをオフ状態にし、走査線G-(n+1)をHレベルに制御し、スイッチング素子T4-nをオン状態にする。サブ画素sp1-nの液晶容量cl1-nは、t0a~t1aの期間に書き込まれた電位Vdataを保持する。サブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nに接続されているスイッチング素子T4-nがオン状態のため、液晶容量cl3-nに保持されている電荷が、スイッチング素子T4-nのソース電極に接続されている第2の制御容量C2-nに移動する。この結果、液晶容量cl3-nを構成する画素103の電位は、t1a~t2aの期間と第2の制御容量C2-nに基づきαだけ下がり、VdataからVdata-αに変化する。
 サブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nを構成する画素103の電位が下がった結果、図7と図8のように、サブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nを構成する画素102は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl2-nを構成する画素102の電位は、t1a~t2aの期間と第1の制御容量C1-nに基づきβだけ下がり、VdataからVdata-βに変化する。なお、例えば、αの電位の方がβの電位より大きい関係になるように、液晶容量cl2-n、液晶容量cl3-n、第1の制御容量C1-nと第2の制御容量C2-nの容量を設定する。
 時刻t2a以降、制御部12は、スイッチング素子T1-n~スイッチング素子T4-nをオフ状態に制御し、各サブ画素sp1-n~sp3-nの各液晶容量cl1-n~cl3-nには、時刻t2a時点の電圧が次のフレームまで保持される。
 この結果、図8のように、t2a以降、各サブ画素の液晶容量にかかる電圧は以下のようになる。サブ画素sp1-nの液晶容量cl1-nの電圧がサブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nの電圧より大きい。サブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nの電圧がサブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nの電圧より大きい。
 このため、各サブ画素の各液晶容量の電圧差に応じて、各サブ画素の各液晶容量の光透過率または光反射率が異なるため、3つの階調表現を実現することができる。
 なお、サブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nとサブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nの動作を図6と図7に分けて説明した。しかしながら、実際には、図8のように液晶容量cl2-nと液晶容量cl3-nの画素電極電位の変化は同時に発生している。
 また、L+1フレーム時の動作は、図8において時刻t0b以降であり、制御部12は、表示信号線Sm-nにLフレーム時とは逆極性の電位、すなわち-Vdataを供給する。このため、各サブ画素sp1-n~sp3-nには、Lフレーム時とは逆の電位が発生する。また、L+1フレーム時においても、制御部12は、時刻t0b~t1bの期間、スイッチング素子T1-n~T3-nがオン状態に制御し、液晶容量cl1-n~cl3-nを構成する画素電極101~103に表示信号線Sm-nから電位-Vdataを供給する。次に、制御部12は、時刻t1b以降、スイッチング素子T1-n~T3-nをオフ状態にし、時刻t1b~t2bの期間、スイッチング素子T4―nをオン状態にすることで、Lフレーム時と同様に各サブ画素間に電位差を生じさせ階調表現を実現する。
なお、1フレームは、例えば、60Hz駆動の液晶装置であれば、1/60秒である。
 また、図5において、各サブ画素sp1-n~sp3-nの画素電極101~103の面積は、例えば、全て同じでもよい。あるいは、画素電極101の面積:画素電極102の面積:画素電極103の面積=1:1.5:2でもよい。この理由は以下の通りである。走査線G-(n+1)に接続されているスイッチング素子T4-nをオン状態に制御することで、サブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nを構成する画素電極103に書き込んだ電位をVdataからVdata-αに下げる。さらに、容量結合により液晶容量cl2-nを構成する画素電極102-nの電位をVdataからVdata-βに下げている。従って、スイッチング素子T4-nが接続されている液晶容量cl3-nの画素電極が大きいほど液晶容量cl2-nの電圧を下げることが容易である。また、視角特性上、高階調で機能する画素の面積が大きい方が望ましい。
 以上のように、制御部12は、各サブ画素の各液晶容量cl1-n~cl3-nを構成する画素電極101~103に電位を書き込んだ後、第2の制御容量C2-nに接続されたスイッチング素子T4-nを制御することで、液晶容量cl3-nの電圧を変動させ、さらに、液晶容量cl2-nと液晶容量cl3-nの間に接続された第1の制御容量C1-nを用いて液晶容量cl2-nの電圧を変動させる。これにより、1画素を3つのサブ画素に分割して3階調表現を行うため、2つのサブ画素の構成の液晶装置より視野角特性を改善できる。
 また、サブ画素sp1-nの液晶容量cl1-nは、書き込み後に階調表現のために昇圧が行われないため、低階調でムラになりにくい効果がある。さらに、サブ画素sp2-nの液晶容量cl2-nとサブ画素sp3-nの液晶容量cl3-nとの間の第1の制御容量C1-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がないので、開口率が低下しない効果があり、電位が変動しにくいので輝度ムラを改善できる。
 また、本実施形態では、全てのサブ画素sp1-n~sp3-nの液晶容量cl1-n~cl3-nが、各スイッチング素子T1-n~T3-nを介して表示信号線Sm-nに接続される。従って、複数のサブ画素ごとに結合容量を接続して1つのスイッチング素子で制御する手法と比べて、各液晶容量cl1-n~cl3-nがフローティングされていないため、焼き付きが発生しない効果がある。
 また、本実施形態によれば、サブ画素sp2-nもサブ画素sp3-nと同じように電位を変化させるためのスイッチング素子と制御容量を備える構成とする手法と比べて、サブ画素sp2-nの画素電極102とサブ画素sp3-nの画素電極103との間に第1の制御容量を形成するだけなので、構造を簡単にでき開口率の低下を抑える効果もある。
 また、サブ画素sp2-nおよびサブ画素sp3-nごとに結合容量を形成し、この各結合容量を1つ前の画素の走査線に接続された各々のスイッチング素子で制御して電位差を生じさせる手法と比較して、構造を簡単にできるため開口率の低下を抑える効果もある。
[第2実施形態]
 第2の実施形態は、1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置に関する。第2の実施形態は、図9~図11を用いて説明する。図9は、本実施形態における1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路の一例である。図10は、図9の等価回路を簡略化して表現した図である。図10において、画素電極201~204は、各サブ画素sp11-n~sp14-nの各画素電極である。
 図9と図10のように、サブ画素sp11-nのスイッチング素子T11-nのゲート電極は、走査線G-nに接続される。スイッチング素子T11-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続される。スイッチング素子T11-nのドレイン電極は、画素電極201を介して液晶容量cl11-nの一方に接続される。液晶容量cl11-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。画素電極201は、画素電極202~204と電気的に接続していない。
 サブ画素sp12-n(第3のサブ画素)のスイッチング素子T12-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T12-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T12-nのドレイン電極は、画素電極202を介して液晶容量cl12-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C11-n(結合容量)の一方の端子に接続されている。液晶容量cl12-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp13-n(第2のサブ画素)のスイッチング素子T13-n(第3スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T13-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T13-nのドレイン電極は、画素電極203を介して液晶容量cl13-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C11-nの他方の端子に接続され且つ第2の制御容量C12-n(結合容量)の一方の端子に接続されている。液晶容量cl13-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp14-n(第1のサブ画素)のスイッチング素子T14-n(第1スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T14-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T14-nのドレイン電極は、画素電極204を介して液晶容量cl14-nの一方に接続され且つ第2の制御容量C12-nの他方の端子に接続され且つスイッチング素子T15-n(第2スイッチング素子)のドレイン電極に接続されている。液晶容量cl14-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 スイッチング素子T15-nのソース電極は、第3の制御容量C13-nの一方の端子に接続されている。第3の制御容量C13-nの他方の端子は、コモン配線Cs-(n+1)に接続されている。スイッチング素子T15-nのゲート電極は、走査線G-(n+1)に接続されている。
 次に、Lフレーム時のn画素選択時の動作を、図11を用いて説明する。図11は、本実施形態における4つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。
 制御部12は、表示信号線Sm-nの信号をVdataに制御する(図11、時刻t0a)。次に、制御部12は、走査線G-nを時刻t0a~t1aの期間(1画素分の書き換え期間)、Hレベル(Vhigh)に制御し、スイッチング素子T11-n~T14-nをオン状態にし、各サブ画素sp11-n~sp14-nを構成する画素電極201~204に表示信号線Sm-nから電位Vdataを供給する。また、時刻t0a~t1aの期間、制御部12は、走査線G-(n+1)をLレベルに制御し、スイッチング素子T15-nをオフ状態にする。
 次に、t1a~t2aの期間について、すなわち、Lフレーム時のn+1画素選択時の動作を、図9~図11を用いて説明する。
 制御部12は、走査線G-nをLレベルに制御し、スイッチング素子T11-n~T14-nをオフ状態にし、走査線G-(n+1)をHレベルに制御し、スイッチング素子T15-nをオン状態にする。サブ画素sp11-nの液晶容量cl11-nは、t0a~t1aの期間に書き込まれた電位の大きさVdataを保持する。サブ画素sp14-nの液晶容量cl14-nに接続されているスイッチング素子T15-nがオン状態のため、液晶容量cl14-nに保持されている電荷が、スイッチング素子T15-nのソース電極に接続されている第3の制御容量C13-nに移動する。この結果、液晶容量cl14-nを構成する画素204の電位は、t1a~t2aの期間と第3の制御容量C13-nに基づきαだけ下がり、VdataからVdata-αに変化する。
 そして、サブ画素sp14-nの液晶容量cl14-nを構成する画素204の電位が下がった結果、図11のように、サブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nを構成する画素203は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl13-nを構成する画素203の電位は、t1a~t2aの期間と第2の制御容量C12-nに基づきβだけ下がり、VdataからVdata-βに変化する。なお、例えば、αの電位の方がβの電位より大きい関係になるように、各液晶容量と第2の制御容量C12-nと第3の制御容量C13-nの容量を設定する。
 そして、サブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nを構成する画素203の電位が下がった結果、図11のように、サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nを構成する画素202は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl11-nを構成する画素201の電位は、t1a~t2aの期間と第2の制御容量C12-nに基づきγだけ下がり、VdataからVdata-γに変化する。なお、例えば、βの電位の方がγの電位より大きい関係になるように、各液晶容量と第1の制御容量C11-nと第2の制御容量C12-nの容量を設定する。
 なお、α、β、γの各値は、液晶材料の特性や各電極の面積比、ドライバの出力電圧などによっても大きく異なるが、一例として、5V~7V程度で駆動している液晶の場合、概ねそれぞれの電位差が、0.25Vから1Vになるように設計する。
 この結果、図11のように、時刻t2a以降、各サブ画素の液晶容量にかかる電圧は、以下のようになる。サブ画素sp11-nの液晶容量cl11-nの電圧がサブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nの電圧より大きい。サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nの電圧がサブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nの電圧より大きい。サブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nの電圧がサブ画素sp14-nの液晶容量cl14-nの電圧より大きい。
 このため、各サブ画素の電圧差に応じて各サブ画素の各液晶容量の光透過率または光反射率が異なるため、4つの階調表現を実現することができる。
 また、図10において、各サブ画素sp11-n~sp14-nの画素電極201~204の面積は、例えば、全て同じでもよい。あるいは、第1実施形態と同様に、画素電極204の面積を他の画素電極201~203より大きくするようにしてもよい。
 以上のように、制御部12は、各サブ画素の各液晶容量cl11-n~cl14-nを構成する画素電極201~204に電位を書き込んだ後、第3の制御容量C13-nに接続されたスイッチング素子T15-nを制御することで、液晶容量cl14-nの電圧を変動させ、さらに、液晶容量cl14-nと液晶容量c13-nの間に接続された第2の制御容量C12-nを用いて電圧を変動させ、液晶容量cl13-nと液晶容量c12-nの間に接続された第1の制御容量C11-nを用いて電圧を変動させる。これにより、1画素を4つのサブ画素に分割して4階調表現を行うため、視野角特性を改善できる。
 また、第1実施形態と同様に、サブ画素sp11-nの液晶容量cl11-nは、書き込み後に階調表現のために昇圧が行われないため、低階調でムラになりにくい効果がある。さらに、サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nとサブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nとの間の第1の制御容量C11-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。また、サブ画素sp13-nの液晶容量cl13-nとサブ画素sp14-nの液晶容量cl14-nとの間の第2の制御容量C12-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。従って、開口率が低下しない効果があり、電位が変動しにくいので輝度ムラを改善できる。
 また、本実施形態では、第1実施形態と同様に、全てのサブ画素sp11-n~sp14-nの液晶容量cl11-n~cl14-nが、各スイッチング素子T11-n~T14-nを介して表示信号線Sm-nに接続する構成としたので、各液晶容量cl11-n~cl14-nがフローティングされていないため焼き付きが発生しない効果がある。
[第3実施形態]
 第3の実施形態は、1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置の他の実施形態である。第3の実施形態は、図11~図13を用いて説明する。図12は、本実施形態における1画素を4つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路である。図13は、図12の等価回路を簡略化して表現した図である。画素電極301~304は、各サブ画素sp21-n~sp24-nの各画素電極である。図12と図13のように、第2実施形態との違いは、サブ画素sp22-n~サブ画素sp24-nの構成である。
 図12と図13のように、サブ画素sp22-nのスイッチング素子T12-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T12-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T12-nのドレイン電極は、画素電極302を介して液晶容量cl12-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C21-nの一方の端子に接続されている。液晶容量cl12-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp24-n(第1サブ画素)のスイッチング素子T24-n(第1スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T24-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T24-nのドレイン電極は、画素電極304を介して液晶容量cl24-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C21-nの他方の端子に接続され且つ第2の制御容量C22-n(結合容量)の一方の端子に接続され且つスイッチング素子T25-nのドレイン電極に接続されている。液晶容量cl24-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。スイッチング素子T25-nのソース電極は、第3の制御容量C23-nの一方の端子に接続されている。第3の制御容量C23-nの他方の端子は、コモン配線Cs-(n+1)に接続されている。スイッチング素子T25-nのゲート電極は、走査線G-(n+1)に接続されている。
 サブ画素sp23-nのスイッチング素子T23-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T23-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T23-nのドレイン電極は、画素電極303を介して液晶容量cl23-nの一方に接続され且つ第2の制御容量C22-nの他方の端子に接続されている。液晶容量cl23-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 このように、第3実施形態における構成では、第1のサブ画素に相当するサブ画素sp24-nの画素電極304とサブ画素sp22-nの画素電極202との間に第1の制御容量C21-n(結合容量)が形成されている。さらに、第1のサブ画素に相当するサブ画素sp24-nの画素電極304とサブ画素sp23-nの画素電極303との間に第2の制御容量C22-n(結合容量)が形成されている。このため、サブ画素sp22-nまたはサブ画素sp23-nが第2のサブ画素に相当し、スイッチング素子T12-nまたはスイッチング素子T23-nが第2スイッチング素子に相当する。
 次に、Lフレーム時のn画素選択時の動作を、図11と図12を用いて説明する。制御部12は、表示信号線Sm-nの信号をVdataに制御する(図11、時刻t0a)。
次に、制御部12は、走査線G-nを時刻t0a~t1aの期間(1画素分の書き換え期間)、Hレベル(Vhigh)に制御し、スイッチング素子T11-n~T12-n、T23-n~T24-nをオン状態にし、各サブ画素sp21-n~sp24-nに電位Vdataを書き込む。また、時刻t0a~t1aの期間、制御部12は、走査線G-(n+1)をLレベルに制御し、スイッチング素子T25-nをオフ状態にする。
 次に、t1a~t2aの期間について、すなわち、Lフレーム時のn+1画素選択時の動作を、図11と図12を用いて説明する。
 制御部12は、走査線G-nをLレベルに制御し、スイッチング素子T11-n~T12-n、T23-n~T24-nをオフ状態にし、走査線G-(n+1)をHレベルに制御し、スイッチング素子T25-nをオン状態にする。サブ画素sp21-nの液晶容量cl11-nは、t0a~t1aの期間に書き込まれた電位の大きさVdataを保持する。サブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nに接続されているスイッチング素子T25-nがオン状態のため、液晶容量cl24-nに保持されている電荷が、スイッチング素子T25-nのソース電極に接続されている第3の制御容量C23-nに移動する。
この結果、液晶容量cl24-nを構成する画素304の電位は、t1a~t2aの期間と第3の制御容量C23-nに基づきαだけ下がり、VdataからVdata-αに変化する。
 そして、サブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nの電位が下がった結果、図12のように、サブ画素sp23-nの液晶容量cl23-nを構成する画素303は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl23-nを構成する画素303の電位は、t1a~t2aの期間と第2の制御容量C22-nに基づきβだけ下がり、VdataからVdata-βに変化する。なお、例えば、αの電位の方がβの電位より大きい関係になるように、第2の制御容量C22-nと第3の制御容量C23-nの容量を設定する。
 また、サブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nの電位が下がった結果、図12のように、サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nを構成する画素302は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl12-nを構成する画素302の電位は、t1a~t2aの期間と第1の制御容量C21-nに基づきγだけ下がり、VdataからVdata-γに変化する。なお、例えば、βの電位の方がγの電位より大きい関係になるように、第1の制御容量C21-nと第2の制御容量C22-nの容量を設定する。
 この結果、図12のように、時刻t2a以降、各サブ画素の液晶容量にかかる電圧は以下の通りとなる。サブ画素sp11-nの液晶容量cl11-nの電圧がサブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nの電圧より大きい。サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nの電圧がサブ画素sp23-nの液晶容量cl23-nの電位より大きい。サブ画素sp23-nの液晶容量cl23-nの電圧がサブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nの電圧より大きい。
 このため、各サブ画素の電位差に応じて各サブ画素の各液晶容量の光透過率または光反射率が異なるため、4つの階調表現を実現することができる。
 また、図13において、各サブ画素sp21-n~sp24-nの画素電極301~204の面積は、例えば、全て同じでもよい。あるいは、第1実施形態と同様に、画素電極304の面積を他の画素電極301~303より大きくするようにしてもよい。
 以上のように、制御部12は、各サブ画素の各液晶容量cl11-n~cl12-n、cl23-n~cl24-nを構成する画素電極301~304に電位を書き込んだ後、第3の制御容量C23-nに接続されたスイッチング素子T25-nを制御することで、液晶容量cl24-nの電圧を変動させ、さらに、液晶容量cl24-nと液晶容量c23-nの間に接続された第2の制御容量C22-nを用いて電圧を変動させ、液晶容量cl23-nと液晶容量c12-nの間に接続された第1の制御容量C21-nを用いて電圧を変動させる。これにより、1画素を4つのサブ画素に分割して4階調表現を行うため、視野角特性を改善できる。
 また、第2実施形態と同様に、サブ画素sp11-nの液晶容量cl11-nは、書き込み後に階調表現のために昇圧が行われないため、低階調でムラになりにくい効果がある。さらに、サブ画素sp12-nの液晶容量cl12-nとサブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nとの間の第1の制御容量C21-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。また、サブ画素sp23-nの液晶容量cl23-nとサブ画素sp24-nの液晶容量cl24-nとの間の第2の制御容量C22-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。従って、開口率が低下しない効果があり、電位が変動しにくいので輝度ムラを改善できる。
 また、本実施形態では、第2実施形態と同様に、全てのサブ画素sp11-n~sp12-n、sp23-n~sp24-nの液晶容量cl11-n~cl12-n、cl23-n~sp24-nが、各スイッチング素子T11-n~T12-n、T23-n~T24-nを介して表示信号線Sm-nに接続する構成としたので、各液晶容量cl11-n~cl12-n、cl23-n~cl24ーnがフローティングされていないため焼き付きが発生しない効果がある。
[第4実施形態]
 第4の実施形態は、1画素を5つのサブ画素に分割した液晶装置に関する。第4の実施形態は、図14~図16を用いて説明する。図14は、本実施形態における1画素を5つのサブ画素に分割した液晶装置の等価回路の一例である。図15は、図14の等価回路を簡略化して表現した図である。画素電極401~405は、各サブ画素sp41-n~sp45-nの各画素電極である。
 図14と図15のように、サブ画素sp41-nのスイッチング素子T41-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T41-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T41-nのドレイン電極は、画素電極401を介して液晶容量cl41-nの一方に接続されている。液晶容量cl41-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。画素電極401は、画素電極402~405と電気的に接続していない。
 サブ画素sp42-nのスイッチング素子T42-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T42-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T42-nのドレイン電極は、画素電極402を介して液晶容量cl42-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C41-nの一方の端子に接続されている。液晶容量cl42-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp43-n(第3のサブ画素)のスイッチング素子T43-nのゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T43-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T43-nのドレイン電極は、画素電極403を介して液晶容量cl43-nの一方に接続され且つ第1の制御容量C41-nの他方の端子に接続され且つ第2の制御容量C42-n(結合容量)の一方の端子に接続されている。液晶容量cl43-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp44-n(第1のサブ画素)のスイッチング素子T44-n(第3スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T44-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T44-nのドレイン電極は、画素電極404を介して液晶容量cl44-nの一方に接続され且つ第2の制御容量C42-nの他方の端子に接続され且つ第3の制御容量C43-n(結合容量)の一方の端子に接続されている。液晶容量cl44-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 サブ画素sp45-n(第1のサブ画素)のスイッチング素子T45-n(第1スイッチング素子)のゲート電極は、走査線G-nに接続されている。スイッチング素子T45-nのソース電極は、表示信号線Sm-nに接続されている。スイッチング素子T45-nのドレイン電極は、画素電極405を介して液晶容量cl45-nの一方に接続され且つ第3の制御容量C43-nの他方の端子に接続され且つスイッチング素子T46-n(第2スイッチング素子)のドレイン電極に接続されている。液晶容量cl46-nの他方の端子は、共通電極を介して接地されている。
 スイッチング素子T46-nのソース電極は、第4の制御容量C44-nの一方の端子に接続されている。第4の制御容量C44-nの他方の端子は、コモン配線Cs-(n+1)に接続されている。スイッチング素子T46-nのゲート電極は、走査線G-(n+1)に接続されている。
 次に、Lフレーム時のn画素選択時の動作を、図14と図16を用いて説明する。図16は、本実施形態における5つのサブ画素を備える液晶装置のタイミングチャートである。
 制御部12は、表示信号線Sm-nの信号をVdataに制御する(図16、時刻t0a)。次に、制御部12は、走査線G-nを時刻t0a~t1aの期間(1画素分の書き換え期間)、Hレベル(Vhigh)に制御し、スイッチング素子T41-n~T45-nをオン状態にし、各サブ画素sp41-n~sp45-nを構成する画素電極401~405に表示信号線Sm-nから電位Vdataを供給する。また、時刻t0a~t1aの期間、制御部12は、走査線G-(n+1)をLレベルに制御し、スイッチング素子T46-nをオフ状態にする。
 次に、t1a~t2aの期間について、すなわち、Lフレーム時のn+1画素選択時の動作を、図14~図16を用いて説明する。
 制御部12は、走査線G-nをLレベルに制御し、スイッチング素子T41-n~T45-nをオフ状態にし、走査線G-(n+1)をHレベルに制御し、スイッチング素子T46-nをオン状態にする。サブ画素sp41-nの液晶容量cl41-nは、t0a~t1aの期間に書き込まれた電位の大きさVdataを保持する。サブ画素sp45-nの液晶容量cl45-nに接続されているスイッチング素子T46-nがオン状態のため、液晶容量cl45-nに保持されている電荷が、スイッチング素子T46-nのソース電極に接続されている第4の制御容量C44-nに移動する。この結果、液晶容量cl45-nを構成する画素405の電位は、t1a~t2aの期間と第4の制御容量C44-nに基づきαだけ下がり、VdataからVdata-αに変化する。
 サブ画素sp45-nの液晶容量cl45-nを構成する画素405の電位が下がった結果、図14のように、サブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nを構成する画素404は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl44-nを構成する画素404の電位は、t1a~t2aの期間と第3の制御容量C43-nに基づきβだけ下がり、VdataからVdata-βに変化する。なお、例えば、αの電位の方がβの電位より大きい関係になるように、第3の制御容量C43-nと第4の制御容量C44-nの容量を設定する。
 そして、サブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nを構成する画素404の電位が下がった結果、図14のように、サブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nを構成する画素403は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl43-nを構成する画素403の電位は、t1a~t2aの期間と第2の制御容量C42-nに基づきγだけ下がり、VdataからVdata-γに変化する。なお、例えば、βの電位の方がγの電位より大きい関係になるように、第2の制御容量C42-nと第3の制御容量C43-nの容量を設定する。
 そして、サブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nを構成する画素403の電位が下がった結果、図14のように、サブ画素sp42-nの液晶容量cl42-nを構成する画素402は容量結合により電位が変動する。このため、液晶容量cl42-nを構成する画素402の電位は、t1a~t2aの期間と第1の制御容量C41-nに基づきγだけ下がり、VdataからVdata-δに変化する。なお、例えば、γの電位の方がδの電位より大きい関係になるように、第1の制御容量C41-nと第2の制御容量C42-nの容量を設定する。
 この結果、図14のように、t1a~t2aの期間、各サブ画素の液晶容量にかかる電圧は、以下のようになる。サブ画素sp41-nの液晶容量cl41-nの電圧がサブ画素sp42-nの液晶容量cl42-nの電圧より大きい。サブ画素sp42-nの液晶容量cl42-nの電圧がサブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nの電圧より大きい。サブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nの電圧がサブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nの電圧より大きい。サブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nの電圧がサブ画素sp45-nの液晶容量cl45-nの電圧より大きい。
 このため、各サブ画素の電位差に応じて各サブ画素の各液晶容量の光透過率または光反射率が異なるため、5つの階調表現を実現することができる。
 また、図15において、各サブ画素sp42-n~sp45-nの画素電極401~405の面積は、例えば、全て同じでもよい。あるいは、第1実施形態と同様に、画素電極405の面積を他の画素電極401~404より大きくするようにしてもよい。
 以上のように、制御部12は、各サブ画素の各液晶容量cl41-n~cl45-nを構成する画素電極401~405に電位を書き込んだ後、第4の制御容量C44-nに接続されたスイッチング素子T46-nを制御することで、液晶容量cl45-nの電圧を変動させ、さらに、液晶容量cl45-nと液晶容量c44-nの間に接続された第3の制御容量C43-nを用いて電圧を変動させ、液晶容量cl44-nと液晶容量cl43-nの間に接続された第2の制御容量C42-nを用いて電圧を変動させ、液晶容量cl43-nと液晶容量cl42-nの間に接続された第1の制御容量C41-nを用いて電圧を変動させる。これにより、1画素を5つのサブ画素に分割して5階調表現を行うため、視視野角特性を改善できる。
 また、第1実施形態と同様に、サブ画素sp41-nの液晶容量cl41-nは、書き込み後に階調表現のために昇圧が行われないため、低階調でムラになりにくい効果がある。さらに、サブ画素sp42-nの液晶容量cl42-nとサブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nとの間の第1の制御容量C41-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。また、サブ画素sp43-nの液晶容量cl43-nとサブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nとの間の第2の制御容量C42-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。また、サブ画素sp44-nの液晶容量cl44-nとサブ画素sp45-nの液晶容量cl45-nとの間の第3の制御容量C43-nは、単純な容量結合のため制御用のスイッチング素子等を形成する必要がない。従って、開口率が低下しない効果があり、電位が変動しにくいので輝度ムラを改善できる。
 また、本実施形態では、第1実施形態と同様に、全てのサブ画素sp41-n~sp45-nの液晶容量cl41-n~cl45-nが、各スイッチング素子T41-n~T45-nを介して表示信号線Sm-nに接続する構成としたので、各液晶容量cl41-n~cl45-nがフローティングされていないため焼き付きが発生しない効果がある。
 また、本実施形態では、1画素を2つのサブ画素に分割する例から5つのサブ画素に分割する例を説明したが、6つのサブ画素以上に分割する場合にも同様の方法を用いることが可能である。例えば、6つのサブ画素に分割する場合、図14において、サブ画素sp45-nが6番目のサブ画素(sub pix F)に相当する。そして、4番目のサブ画素(sub pix D)sp44-nと6番目のサブ画素(sub pix F)の間に4番目のサブ画素(sub pix D)sp44-nと同じ構成の5番目のサブ画素(sub pix E)を形成する。そして、2番目のサブ画素と3番目のサブ画素の各液晶容量の間に第1の制御容量を形成する。3番目のサブ画素と4番目のサブ画素の各液晶容量の間に第2の制御容量を形成する。4番目のサブ画素と5番目のサブ画素の各液晶容量の間に第3の制御容量を形成する。5番目のサブ画素と6番目のサブ画素の各液晶容量の間に第4の制御容量を形成する。6番目のサブ画素の液晶容量に接続されているスイッチング素子のソース電極に第5番目の制御容量を形成する。
 図17は、1画素を複数のサブ画素に分割し、斜めから見た場合の階調特性の一例を示す図である。図17において、Local γとは、階調に対する正規化した透過率について両対数をとり、さらに局所的なγ値を表す指標であり、次式(1)のように定義する。
Local γ=(logTGS2-logTGS1)/(logGS2-logGS1)・・・(1)
 式(1)において、TGS1は、階調GS1に対応する正規化された透過率であり、TGS2は、階調GS2に対応する正規化された透過率である。図17のように、1画素を2のサブ画素に分割した場合、破線L1のようにγ値が、例えば階調150あたりで急激に変化する。また、1画素を3つのサブ画素に分割した場合、実線L2のように、階調に対するγ値の変動が減少する。さらに、1画素を3つのサブ画素に分割した場合、点線L3のように、階調に対するγ値の変動がさらに減少する。すなわち、1画素の分割数を増やすことで、ガンマ値がより平坦になり、斜めから見た場合に急激に輝度が変動する現象が抑えることができる。このため、本実施形態の方法を用いて、1つの画素を3またはそれ以上のサブ画素に分割し、分割されたサブ画素に電位差を生じさせて階調表現を行うことで、斜めから見た場合に急激に輝度が変動する現象が抑えることができる。
 なお、実施形態の図1の制御部12の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
  また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
  また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
 本発明によれば、1つの画素を3またはそれ以上のサブ画素に分割し、分割されたサブ画素に電位差を生じさせて階調表現を行った場合に、輝度ムラと視野角特性を安定して達成することができる。
3-1~3-m、Sm-n・・・表示信号線
5-1~5-n、G-(n-1)~G-(n+1)・・・走査線
Cs-n~Cs-(n+1)・・・コモン配線
C1-n~C2-n・・・制御容量
cl1-n~cl3-n・・・液晶容量
T1-n~T4-n・・・スイッチング素子
12・・・制御部
p(1,1)~p(n、m)・・・画素部
sp(1,1,1)~sp(3,2,5)・・・サブ画素

Claims (5)

  1.  複数の輝度領域に対応した複数のサブ画素から各々が構成される複数の画素であって、マトリクス状に配置された複数の画素と、
     前記複数のサブ画素のうち第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第1スイッチング素子と、
     前記第1のサブ画素の画素電極にドレイン電極が接続されている第2スイッチング素子と、
     複数の走査線と、
     制御容量と、
     を備え、
     前記第1スイッチング素子のゲート電極と前記第2スイッチング素子のゲート電極とが各々異なる前記走査線に接続され、
     前記第2スイッチング素子は、ソース電極とコモン配線との間に前記制御容量が形成され、
     前記第1のサブ画素の画素電極と前記複数のサブ画素のうち第2のサブ画素の画素電極とが結合容量で結合されている液晶装置。
  2.  前記複数の走査線は、マトリクスの行方向に配置されており、
     表示信号を供給する複数の表示信号線と、
     第3スイッチング素子と、
     を更に備え、
     前記第1スイッチング素子は、ゲート電極がn本目(nは1以上の自然数)の前記走査線に接続され且つソース電極が前記m本目(mは1以上の自然数)の表示信号線に接続され、
     前記第2スイッチング素子は、ゲート電極がn+1本目以降の前記走査線に接続され且つソース電極とコモン配線との間に前記制御容量が形成され、
     前記第2のサブ画素の画素電極は、前記第3スイッチング素子のドレイン電極が接続され、
     前記第3スイッチング素子は、ゲート電極が前記n本目の走査線に接続され且つソース電極が前記m本目の表示信号線接続されている請求項1に記載の液晶装置。
  3.  制御部、
     を更に備え、
     前記制御部は、前記n番目の走査線と前記n+1番目の走査線とに、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを異なるタイミングでオン状態にする信号を供給する請求項2に記載の液晶装置。
  4.  第4スイッチング素子、
     を更に備え、
     前記第2のサブ画素の画素電極と前記複数のサブ画素のうち第3のサブ画素の画素電極とが結合容量で結合され、
     前記第3のサブ画素の画素電極は、前記第4スイッチング素子のドレイン電極に接続され、
     前記第4スイッチング素子は、ゲート電極が前記n本目の走査線に接続され且つソース電極が前記m本目の表示信号線接続されている請求項2に記載の液晶装置。
  5.  前記複数のサブ画素の中で1個のサブ画素の画素電極は、他の前記複数のサブ画素の画素電極と電気的に接続されていない請求項1に記載の液晶装置。
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