CN101299123B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种使用在电视机与电子设备的显示部的液晶显示装置，其目的在于提供视野角度宽广且视角特性优异的液晶显示装置。本发明利用电容耦合HT法改善低灰度侧的视角特性(▲记号)。利用驱动HT法改善从中灰度到高灰度侧的视角特性(■记号)。将电容耦合HT法与驱动HT法加以组合以驱动液晶，以此使两种HT法的改善效果相加，液晶显示装置的视角特性在从低灰度到高灰度的广大范围得到提高(○记号)。

Description

液晶显示装置
本申请是申请日为2005年12月26日、申请号为200510107382.9、发明名称为“液晶显示装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及使用在电视机及电子设备的显示部的液晶显示装置。
背景技术
图22A与图22B表示MVA(Mult-domain Vertical Alignment；多领域垂直排列)方式的垂直取向型液晶显示面板的结构的一个例子。图22A示意性表示液晶显示面板101的剖面结构。图22B表示在法线方向上看见显示画面的MVA方式的液晶显示面板101的像素的结构。如图22A及图22B所示，液晶显示面板101具有形成薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)110等的TFT基板102、以及形成共用电极与滤色片(CF)层(未图示)的对向基板103。两块基板102、103用周边密封材料105贴合。又，在两块基板102、103间密封液晶层104。TFT基板102与对向基板103之间的空隙(单元间隙)以衬垫106维持规定的间隔。该单元间隙有时利用突起状衬垫取代衬垫106，维持规定的间隙。在TFT基板102和与对向基板103的对向侧的相反侧的面上，分别将偏振板107配置于例如交叉尼科耳棱镜上。又，在TFT基板102上形成安装液晶驱动用IC(未图示)的安装用端子108。
如图22B所示，TFT基板102具有在图中的左右方向上延伸形成的栅极总线112、以及在栅极总线112上隔着绝缘膜交叉，在图中上下方向上延伸形成的漏极总线111。在两总线111、112的交叉位置近旁形成像素驱动用的TFT110。栅极总线112的一部分作为TFT110的栅极电极发挥作用。TFT110的漏极电极(D)电气连接在漏极总线111。TFT110的源极电极(S)电气连接在两总线111、112划定的像素区域上形成的像素电极109。形成横过像素区域，与栅极总线112并列延伸的贮存电容总线117。贮存电容总线117上隔着绝缘膜在每个像素上形成贮存电容电极(中间电极)116。利用贮存电容总线117、贮存电容电极116以及在夹在其间的绝缘膜形成贮存电容Cs。
在像素电极109上形成穿出电极材料的缝隙114。在对向基板103侧形成线状突起115。缝隙114及线状突起115作为限制在施加电压时液晶层104的液晶分子(未图示)倾倒下的方向的取向限制用构件起作用。像素区域内利用缝隙114及线状突起115划分区域，使液晶分子倒向四个方向。由于液晶103倒向四个方向，与只倾倒向一个方向的液晶显示装置相比，使视角的偏向平均化。借助于此，视角特性大幅度改善。这样的技术被称为取向分割技术。
图23A～图23C示意性表示使用取向分割技术的MVA方式的液晶显示装置的剖面结构。图23A表示液晶层104不施加电压的状态。在图23和23C表示液晶层104上施加电压的状态。在图23A及23B中，作为取向限制用构件的线状突起115形成在按次序形成共用电极118及垂直配向膜119的对向基板103与形成像素电极109的TFT基板102的两块基板上。图23C中，作为取向限制用构件的缝隙114仅设于TFT基板102侧。但也有仅在一方的基板上设线状突起115的情况(未图示)。
如图23A所示，在不施加电压时，液晶分子120在TFT基板102的基板面上实质上垂直取向。当在两块基板102、103间施加电压时，如图23B所示，按照线状突起115的形状决定液晶分子120倾倒的方向。又如图23C所示，在形成缝隙114的结构中，当在两块基板102、103间施加电压时，也由在液晶层104上产生的电场的效应，决定了液晶分子120倾倒的方向。又已经知道有在两块基板102、103的一方上形成线状突起115(未图示)，在另一方基板上形成缝隙114的液晶显示面板，该结构在当前的MVA方式的液晶显示装置中使用得最多。
专利文献1：日本特开平2-12号公报
专利文献2：美国专利第4840460号说明书
专利文献3：日本特许第3076938号公报
专利文献4：日本特开2002-333870号公报
图24表示VA(Vertically Aligned)方式的液晶显示装置的透射率特性与施加电压关系(T-V特性)的曲线图。横轴表示对液晶层施加的电压V，纵轴表示光的透射率。连结图中●记号的曲线A表示与显示画面垂直的方向(以下称为“正面方向”)上的T-V特性，连结图中*记号的曲线B表示相对于显示画面在方位角90°、极角60°的方向(以下称为“斜方向”)的T-V特性。在这里，方位角采用以显示画面的右方向作为基准在逆时针旋转方向上计算的角度。又，极角是与显示画面中心竖立的垂线形成的角。
如图24所示，在圆C围绕的区域近旁，在透射率(辉度)变化曲线上发生变形。例如，在施加电压约2.5V的比较低的灰度中形成斜方向的透射率比正面方向的透射率更高的情况，但在施加电压约4.5V的比较高的灰度中形成斜方向的透射率比正面方向的透射率更低的情况。其结果是，在从斜方向看的情况下有效驱动电压范围中的辉度差变得小。该现象在颜色的变化上表现得最显著。
图25A及图25B表示显示画面上显示的图像的能看见的变化。图25表示从正面方向看的图像、图25B表示从斜方向看的图像。如图25A及图25B所示，从斜方向看显示画面时，与从正面方向看时相比图像的颜色偏白。
图26A～图26C表示偏红色的图像的红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的灰度直方图。图26A表示R的灰度直方图，图26B表示G的灰度直方图，图26C表示B的灰度直方图。图26A～C的横轴表示灰度(0～255的256个灰度)，纵轴表示丰度比(％)。如图26A～C所示，在该图像中，比较高的灰度R与比较低的灰度G及B以高丰度比存在。将这样的图像在VA方式的液晶显示装置的显示画面上显示，从斜方向看时，高灰度的R相对变暗，低灰度的G及B相对变亮。因此三原色的辉度差变得小，所以作为画面整体颜色变得偏白。
这样，MVA方式或VA方式的液晶显示装置在正面方向的视野角特性优异。但是，液晶显示装置在从斜方向看时画面整体颜色变得偏白，具有视野特性不够的问题。又，上述现象在作为已有型号的驱动方式的TN(Twisted Nematic)方式的液晶显示装置中也同样发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视野宽广且视角特性优异的液晶显示装置。
为达到上述目的，本发明的液晶显示装置，具有封存于对向配置的一对基板间的液晶；在所述对向基板的一方矩阵状配置的多个像素；在所述每个像素中形成的薄膜晶体管；将以比对应于输入图像数据的灰度值的规定辉度更高的辉度驱动所述像素的高灰度帧与以比所述规定的辉度低的辉度驱动所述像素的低辉度帧加以组合，决定所述高辉度帧中的所述像素的辉度(明辉度)和所述低辉度帧中的所述像素的辉度(暗辉度)，以及所述高辉度帧与所述低辉度帧的存在比例，以便得到与所述规定辉度实质上相等的辉度的图像处理部；所述像素内形成的第1副像素；以及从和所述第1副像素分开形成在所述像素内的所述第1副像素得到的每单位面积的低辉度的辉度的第2副像素。
采用本发明，则能够实现具有视角宽广且视角特性优异的液晶显示装置。
附图说明
图1表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的结构的图。
图2表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置，在电容耦合HT法中使用的基本的1个像素的结构的图。
图3表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置，在电容耦合HT法中使用的基本的1个像素的剖面结构的图。
图4表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置，在电容耦合HT法中使用的基本的1个像素的等效电路的图。
图5表示作为本发明的第1实施形态的液晶显示装置，使用电容耦合HT法的VA型液晶显示装置的视角特性的图。
图6A与图6B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置，驱动HT法的原理说明图。
图7A与图7B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置，驱动HT法的原理说明图。
图8表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的，驱动HT法的驱动条件与闪烁发生之间的关系图。
图9A与图9B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的、在驱动HT法中表示固定1组T的频率时的高辉度帧T1及低辉度帧T2的驱动频率的设定例的图。
图10A与图10B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的、表示驱动HT法的显示状态的目视结果的图。
图11A与图11B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的、说明能够改善闪烁的驱动HT法的说明图。
图12A与图12B表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的、驱动HT法中的麻点的影响的目视评价结果。
图13表示作为本发明第1实施形态的液晶显示装置的、使用驱动HT法时的视角特性图。
图14表示使用在本发明第1实施形态的液晶显示装置的灰度变换表。
图15A与图15B表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的1个像素的结构。
图16表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的实施例1的视角特性。
图17表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的实施例2的视角特性。
图18表示本发明第2实施形态的液晶显示装置的像素群PGin的结构的图。
图19表示本发明第2实施形态的液晶显示装置的视角特性。
图20表示本发明第3实施形态的液晶显示装置的像素群39的等效电路图。
图21表示本发明第3实施形态的液晶显示装置的视角特性。
图22A与图22B表示已有的垂直取向型液晶显示装置的结构。
图23A～图23C示意性表示使用已有的取向分割技术的垂直取向型液晶显示装置的剖面结构。
图24表示已有的垂直取向型液晶显示装置的T-V特性的图。
图25A与图25B表示显示画面所显示的图像的观察情况的变化。
图26A～图26C表示偏红色的图像的R、G、B的灰度直方图。
标号说明
2、102   TFT基板
4、103   对向基板
6、104   液晶层
10、11   玻璃基板
12、112  栅极总线
14、111  漏极总线
16、17、109  像素电极
18、117  贮存电容总线
19、116  贮存电容电极(中间电极)
20、110  TFT
24       接触孔
25       控制电极
30       绝缘膜
32       保护膜
36、37   取向膜
39       像素群
40       CF树脂层
42、118  公用电极
44a、44b、44c、115  线状突起
46、114  缝隙
80       栅极总线驱动电路
81       图像处理部
82       漏极总线驱动电路
83       存储电路
84       控制电路
86、87、107  偏振板
88       背光单元
101      液晶显示面板
105      周边密封材料
106      衬垫
108      安装用端子
109      垂直取向膜
120      液晶分子
具体实施方式
第1实施形态
下面，用图1～图17说明本发明第1实施形态的液晶显示装置。首先，用图1对本实施形态的液晶显示装置的概略结构进行说明。图1表示本实施形态的液晶显示装置的概略结构。如图1所示，液晶显示装置具有TFT基板2，该TFT基板2具备隔着绝缘膜相互交叉形成的栅极总线和漏极总线以及在每个像素上形成的TFT。该像素具有相互分割的第1及第2副像素。因此，液晶显示装置可以使用由后面所说明的利用电容耦合的半调色灰度色标(half-tonegray scale)法(电容耦合HT法)进行驱动。又，液晶显示装置具备形成CF与共用电极的对向基板4、以及具有封存于两块基板2、4间的有例如负介电常数各向异性的液晶层6(未图示)。
在TFT基板2上，连接安装有驱动多条栅极总线的驱动器IC的栅极总线驱动电路80、以及驱动多条漏极驱动总线的驱动器IC的漏极总线驱动电路82。这些驱动电路80、82，形成能够根据从控制电路84输出的规定的信号将扫描信号与数据信号输出到规定的栅极总线或漏极总线的结构。
控制电路84中，内装实现下述说明的驱动半调色灰度色标法(驱动HT法)的图像处理部81。图像处理部81不必是在控制电路84内组装的电路，也可以是与控制电路84分开的另一个部件。还有，图像处理部81不必是具体的电路，也可以是控制电路84内执行的软件。驱动电路84上，连接存储使用在驱动HT法的灰度变换表的存储电路83。存储电路83内装在控制电路84内亦可。
与TFT基板2的TFT元件形成面相反一侧的面上，配置偏振板87，在对向基板4的共用电极形成面的相反侧的面上，配置偏振板87和在交叉尼科耳棱镜(日文：クロスニコル)上配置的偏振板86。在与偏振板87的TFT基板2反对一侧的面上配置背光单元88。
接着，用图2～图5对电容耦合HT法进行说明。电容耦合HT法是改善上述视角特性的技术。在专利文献1～3中，公示了在TF方式的液晶显示装置中的电容耦合HT法。图2表示根据这些公知技术的基本的液晶显示装置的1个像素的结构，图3表示在图2的X-X线切断的液晶显示装置的剖面结构，图4表示该液晶显示装置的1个像素的等效电路。如图2～图4所示，液晶显示装置具有薄膜晶体管(TFT)基板2与对向基板4、以及密封在两块基板2、4间的液晶层6。
TFT基板2具有玻璃基板10上形成的多条栅极总线12、以及隔着绝缘膜30在栅极总线12上交叉形成的多条漏极总线14。在栅极总线12及漏极总线14的交叉位置近旁，配置作为开关元件在每个像素上形成的TFT20。栅极总线12的一部分作为TFT20的栅极电极起作用，TFT20的漏极电极(D)电气连接在漏极总线14。又，横切由栅极总线12及漏极总线14划定的像素区域，形成与栅极总线12并列延长的贮存电容总线18。贮存容量总线18上隔着绝缘膜30在每个像素上形成贮存电容电极(中间电极)19。贮存电容电极19通过控制电极25电气连接在TFT20的源极电极(S)。利用贮存电容总线18、贮存电容电极19以及夹在他们之间的绝缘膜30形成贮存电容Cs。
利用栅极总线12及漏极总线14划定的像素区域，被分割为副像素(第1副像素)A与副像素(第2副像素)B。在副像素A中形成像素电极(第1像素电极)16，在副像素B中形成与像素电极16分离的像素电极(第2像素电极)17。像素电极16通过接触孔24电气连接在贮存电容电极19以及TFT20的源极电极(S)。像素电极17具有隔着保护膜32在控制电极25上重叠的区域。在该区域中，利用像素电极17、控制电极25以及在夹在两电极17、25中的保护膜32，形成控制电容Cc。像素电极17利用通过控制电容Cc的电容耦合，间接连接在源极电极(S)。像素电极17形成电气浮动的状态。
对向基板4具有在玻璃基板11上形成的滤色片(CF)树脂层40、以及在CF树脂层40上形成的共用电极42。在副像素A的像素电极16与共用电极42间形成液晶电容Clc1，在副像素B的像素电极17与共用电极42间形成液晶电容Clc2。液晶电容Clc2与控制电容Cc在两块基板2、4间串联连接。在TFT基板2与对向基板4的液晶层6的界面上分别形成取向膜36、37。
TFT20在导通状态时，施加在漏极总线14的灰度电压(对应于输入图像数据的灰度值的电压)通过TFT20施加在像素电极16，在副像素A的液晶层6上施加电压Vpx1。这时，按照液晶电容Clc2与控制电容Cc的电容比分割电压Vpx1，因此在副像素B的像素电极17上施加了与像素电极16不同的电压。在副像素电极B的液晶层6上施加的电压Vpx2如下所示：
Vpx2＝(Cc/(Clc2+Cc))×Vpx1                          …(1)
实际电压比(Vpx2/Vpx1(＝Cc/(Clc2+Cc)))，为基于液晶显示装置的显示特性的设计事项，但如果采用0.6～0.8是理想的。
这样，对施加在漏极总线14的灰度电压，如果液晶层6的液晶分子开始倾斜的电压(阈值电压)相互不同的副像素A、B在每1个像素中存在，则如图24所示的T-V特性畸变被副像素A、B分散。因此，采用电容耦合HT法，能够抑制在从斜方向看时图像变得过白的现象，能够改善视角特性。电容耦合HT法只要在1个像素内存在阈值电压相互不同的副像素即可，使阈值电压不同的方法不限于电容耦合。例如，也可以在像素电极上形成电介质，或改变液晶分子的取向和使其伸直(uncurling)，使阈值电压不同。
图5表示使用电容耦合HT法的VA型液晶显示装置的视角特性的曲线图。横轴显示图像数据的灰度，纵轴表示γ值。在这里，以从与显示画面的法线方向成规定的角度的方向测定的光学特性中的最大辉度为T，来自与该规定的角度同方向的基于灰度值a的辉度为ta、基于灰度值b(a和b为不同的值)的辉度为tb，辉度ta及辉度b与最大辉度T之比分别为Ta及Tb时，γ值如下所述计算。
γ＝{log(Ta)-log(Tb)}/{log(a)-log(b)}                …(2)
连结图中●记号的曲线表示使用电容耦合HT法的液晶显示装置的正面方向上的特性，连结图中□记号的曲线表示使副像素A与副像素B的面积比为1∶9，设计为中间灰度(127/255灰度)中的电压比Vpx2/Vpx1为0.72的液晶显示装置的斜方向的特性。连结图中△记号的曲线表示使副像素A与副像素B的面积比为2∶8，设计为中间灰度(127/255灰度)中的电压比Vpx2/Vpx1为0.67的液晶显示装置的斜方向的特性，连结图中×记号的曲线表示使副像素A与副像素B的面积比为4∶6，设计为中间灰度(127/255灰度)中的电压比Vpx2/Vpx1为0.67的液晶显示装置的斜方向的特性。图中所示的虚线表示已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。
图5中，在斜方向的视角特性为将正面方向的γ值设定为2.4的条件下进行测定，各灰度的局部γ值。如式(2)所示，分别对应于2个灰度值的辉度ta、tb的差越大，则γ值越变大。从而，如果能够使斜方向的γ值变得相对较大，则通过使该辉度的差变小产生的显示画面的颜色的变化就减少。液晶显示装置的视角特性在全部灰度(0～255灰度)中γ值与正面相同为2.4，是理想的。如图中的虚线所示，在不使用电容耦合HT法的已有的液晶显示装置中，在0～192灰度的比较宽的范围内γ值降到1以下，斜方向的视角特性不充分。
另一方面，如图中分别连结□记号、△记号以及×记号的曲线所示，使用电容耦合HT法的液晶显示装置大大改善了视角特性，在0～224灰度的范围内，γ值的最大值形成为1.5以上。但是为改善视角特性，使γ值更接近于2.4是比较理想的。在γ＝2.4的图像与γ＝1.5的图像比较的情况下，两图像的显示状态没有大的差异。因此，本申请中将视角特性改善的目标值设定为γ≥1.5。
如图5所示，电容耦合HT法中，改善视角特性的灰度范围因副像素A与副像素B的面积比而不同。当利用电容耦合驱动的副像素B的面积变小时，改善视角特性的灰度值变大。因此，例如在多显示黑发和肉等相对低灰度的图像时，通过使副像素B的面积变小到最合适，能够谋求改善液晶显示装置的视角特性。又，例如，在显示人的肌肉和白色的衣服那样相对高灰度的图像时，通过使副像素B的面积比变大到最合适，能够谋求改善液晶显示装置的视角特性。
改善视角特性的灰度范围为30～40灰度左右的比较狭窄的范围。因此，即使是使用电容耦合HT法，谋求在比较宽的灰度范围稳定改善视角特性也是困难的。
作为改善视角特性的其他的方法，已知有驱动HT法。下面以图6A～图13对驱动HT法进行说明。驱动HT法为将以比对应于输入图像数据的灰度值的规定辉度更高辉度驱动像素的高灰度帧与以比所述规定的辉度更低的辉度驱动像素的低辉度帧加以组合，决定所述高辉度帧中的像素的辉度(以下称为“明辉度”)和所述低辉度帧中的像素的辉度(以下称为“暗辉度”)、以及所述高辉度帧与所述低辉度帧的存在比例，以得到与规定辉度实质上相等的辉度的图像处理方法。在这里，所谓规定灰度是指不使用驱动HT法时得到的辉度。
图6A～图7B是驱动HT法的原理说明图。图6A以及图7A表示高辉度帧与低辉度帧的存在比例。图中横轴表示时间，纵轴表示各帧中的辉度。图6B示意性表示使用驱动HT法驱动的显示画面。在某一个像素中，设有使其比与输入图像数据的灰度值相对应的规定辉度A辉度更亮的高辉度帧T1与使其比其更暗的低辉度帧T2。在高辉度帧T1中为明辉度B(明辉度B＞辉度A)，在低辉度帧T2中为暗辉度C(暗辉度C＜辉度A)。明辉度B与暗辉度C设定得使高辉度帧T1与低辉度帧T2的组合得到的平均辉度与规定的辉度A相同。
在图6A与图6B表示使高辉度帧T1与低辉度帧T2的存在比例以1∶3的比例在时间上实现的例子。如图6A所示，对1个高辉度帧T1，接着连续有3次低辉度帧T2。将该1个高辉度帧T1与3个低辉度帧T2作为1组T，作为时间序列重复该组T。例如，在以该条件驱动整个显示画面时，如图6B所示，以高辉度帧T1驱动的显示画面t1与以低辉度帧T2驱动的显示画面t2在时间轴方向上混合，平均化，形成看来与规定辉度A实质上一致的辉度的显示画面t。
在图7A与图7B表示使高辉度帧T1与低辉度帧T2的存在比例以1∶1的比例在时间上实现的例子。在本例子中，将1个高辉度帧T1与1个低辉度帧T2作为1组T，作为时间序列重复该组T。例如，在以该条件驱动显示整个画面时，如图7B所示，以高辉度帧T1驱动的显示画面t1与以低辉度帧T2驱动的显示画面t2在时间轴方向上混合、平均化，形成看来与规定辉度A实质上一致的辉度的显示画面t。
如果采用驱动HT法，则最能减小视角特性差的中间灰度的显示频度，改善整体上的视角特性。在这种情况下，如图6B及图7B所示，在使整个画面即全部像素同时为明辉度或暗辉度(明暗)的状态时，在整个画面中看到闪烁。
图8表示变更高辉度帧T1与低辉度帧T2的帧比(T1∶T2)以及1组T的驱动频率的情况下的闪烁是否发生。图中的○和×分别表示未识别出闪烁和识别出闪烁。如上所述，反复使整个画面成明辉度的帧与使其成暗辉度的帧显示，使其有明暗辉度差时，人的眼睛中感受到闪烁。该闪烁可通过提高频率缓和。特别是，已知使闪烁成分为大于等于60Hz就识别不出。
因而，如图8所示，使帧比(T1∶T2)为1∶1，提高1组T的驱动频率，使其为通常的液晶显示装置的1个帧的驱动频率(60Hz)的2倍的120Hz。这样一来，显示高辉度帧T1的频率为60Hz(＝120Hz/2)。因此难以看出闪烁。但是，当帧比(T1∶T2)为1∶2时，例如，在1组T的驱动频率为120Hz时，显示高辉度帧T1的频率为40Hz(＝120Hz/3)，由于实质上频率降低，因此不能够充分地抑制闪烁。
同样，当帧比(T1∶T2)为1∶3时，例如，在1组T的驱动频率为120Hz时，显示高辉度帧T1的频率为30Hz(＝120Hz/4)，不能够充分抑制闪烁。越是在高辉度帧T1与低辉度帧T2的显示期间设有差，就必须以越高的频率驱动。虽然也关系到显示画面的解析度，但如果将1组T的驱动频率定为液晶显示装置的1个帧的驱动频率的3倍以上，则周边驱动电路(控制电路84、栅极驱动器IC以及源极驱动器IC)的负担变大，其实现极为困难。
作为这个问题的对策，有固定1组T的驱动频率，分别改变各帧T1、T2的驱动频率的方法。图9A与图9B表示将1组T的驱动频率固定为120Hz时的各帧T1、T2的各驱动频率的设定例。图9A表示帧比(T1∶T2)为1∶1的设定例，图9B表示帧比(T1∶T2)为1∶3的设定例。图中的横轴表示时间，纵轴表示辉度。
如图9A及图9B所示，将1组T的驱动频率固定为120Hz时，即使是改变各帧T1、T2的各驱动频率，显示高辉度帧T1或低辉度帧T2的频率也是60Hz不变。因此能够抑制显示画面上发生的闪烁。
如图10A与图10B表示该驱动HT法的显示状态的目视结果。图10A表示有无闪烁发生的目视结果。图10B表示视角特性的改善效果的目视结果。图10A的○或×表示分别表示未见到闪烁(○)和见到闪烁(×)。图10B的○、△或×分别表示改善了视角特性(○)、有改善、实用上没有问题(△)、没有改善(×)。如图10所示，通过将1组T的驱动频率固定在120Hz以上，高辉度帧T1或低辉度帧T2的显示频率变为60Hz以上。因此，在帧比(T1∶T2)为1∶1、1∶2或1∶3中的任何一个，闪烁都不恶化。
而且，当1组T的驱动频率变高(帧的期间变短)时，液晶的响应速度不追随该驱动频率变化，如图10B所示，视角特性的改善效果逐步丧失。如果将来使液晶的响应速度高速化，即使使驱动频率变高也能够改善灰度辉度特性。但是，即使要使液晶的响应速度高速化，帧比(T1∶T2)接近于1∶1也一定能够防止闪烁发生而且容易改善视角特性。
在现在的液晶响应速度的情况下，能够防止闪烁的发生，而且为取得视角特性改善效果的最合适的条件是图10A及B中任何一个都为○，帧比(T1∶T2)为1∶1，1组T的频率为120Hz这样的条件。
图11A及图11B为了说明能够抑制闪烁的驱动HT法，示意性表示液晶显示装置的显示区域的规定像素群，具体地说，将4×4的矩阵状的16个像素作为一个单位对待，表示设定各像素的明暗的例子。图11A中，将各帧中的16个像素的明暗，高辉度像素之间端边不相邻地以1∶3的比例分割，在图11B中将各帧中的16个像素的明暗，高辉度像素之间端边不相邻地以1∶1的比例分割。还有，对每规定的帧数使每个像素的明暗改变。例如，在图11A中每帧的明暗设定为对于各像素以1∶3的周期变化。例如，当目视像素P时，像素P从第1帧到第4帧以明—暗—暗—明变化。
在图11B中，每帧的明暗设定为对各像素以1∶1的周期变化。例如当目视像素P时，像素P从第1帧到第4帧以明—暗—明—暗变化。这样，根据规定的图案，通过分散显示区域内的明暗，能够实现看不出闪烁的显示。
图12A及图12B表示在使用图11A及图12B所示的驱动HT法时，目视评价显示画面上发生的麻点的影响的评价结果。图12A表示具有像素间距配置为0.03mm的像素的液晶显示装置的目视结果。图12B表示具有像素间距配置为0.45mm的像素的液晶显示装置的目视结果。图12A及图12B所示的“HT分割明暗比例”表示明辉度及暗辉度在显示画面内的存在比例。又，1组T的驱动频率为60Hz。图12A及图12B的◎、○或×分别表示完全未感觉到麻点(◎)、感觉到若干麻点但实用上没有问题(○)、感觉到麻点，有不快的感觉(×)。
如静止画面显示那样，在一定时间显示相同的视频的情况下，由于使辉度平均化而使麻点不成为问题。但是，驱动HT法中，由于瞬间明亮的像素和暗的像素混合，因此在动画显示那样绘画运动的情况下和视点运动的情况下，使用者感到了麻点。如图12A及图12B所示，当显示区域内的暗辉度的像素比例变大时，容易感觉到麻点。还有，使用者与显示画面的距离越近越容易感觉到麻点。在明暗周期(1组T的周期)为60Hz的情况下使用者接近液晶显示装置时，1个画面内的明辉度与暗辉度的存在比例为1∶1以外时，不愉快地感觉到麻点的可能性变高。在驱动HT法中，也有可能使1个画面内的明辉度与暗辉度的存在比例在1∶1以外，但为了得到良好的显示质量，最好是将明暗的存在比例设定为1∶1。
如上所述，能够使视角特性得到改善，确保没有闪烁和麻点的良好的显示品质，不对周边驱动电路添加负荷的最适合的驱动HT法的条件如下所述。
高辉度帧与低辉度帧的帧比(T1∶T2)为1∶1，在1个像素内的明辉度与暗辉度的存在比例为1∶1，驱动频率为60Hz。在下面将该条件称为驱动HT的最佳条件。
图13表示驱动HT最佳条件下的VA型液晶显示装置的视角特性的曲线。横轴表示显示图像数据的灰度，总之表示γ值。图中连结◆记号的曲线表示使用驱动HT法的液晶显示装置的正面方向上的特性，图中连结△记号的曲线表示使用驱动HT法的液晶显示装置的斜方向的特性，图中虚线所示的曲线表示已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。在图13中，斜方向的视角特性在将正面方向的γ值设定为2.4的基础上测定，是各灰度中的局部性的γ值。
如图13所示，使用驱动HT最佳条件时，从中到高灰度(从约130灰度到255灰度)能够改善视角特性。但是，驱动HT最佳条件中，在低灰度侧(约100灰度以下)的图像中，几乎得不到视角特性的改善效果。当帧比(T1∶T2)为1∶1以外时，发生能够改善低灰度侧的视角特性，但是有闪烁和麻点。这样，在仅用驱动HT法的情况下，在大灰度范围内，视角特性的改善效果与良好的显示品质两者难以同时实现。
因此，本实施形态的液晶显示装置中，通过将电容耦合HT法与驱动HT法加以结合以驱动液晶显示装置，谋求视角特性的改善效果与良好的显示品质两者同时实现。由于液晶响应速度与周边驱动电路的制约，限制了驱动HT法的驱动条件。因此，在本实施形态中决定驱动HT法的驱动条件，与其组合实现电容耦合HT法的最佳化。
以下，使用实施例进行具体说明。
实施例1
本实施例的液晶显示装置在驱动HT法的驱动条件中适用驱动HT最佳条件。图14表示具备得到高灰度帧中的明辉度用的高辉度侧灰度值和得到低辉度帧中的暗辉度用的低灰度侧灰度值的灰度变换表。横轴表示输入灰度。左侧的纵轴表示输出灰度(变换后的灰度)，右侧的纵轴以最大辉度归一化的辉度。图中连结◆记号的曲线A表示低辉度侧灰度，连结■记号的曲线B表示高辉度侧灰度值。图中连结×记号的曲线C表示通常辉度(规定辉度)，图中连结○记号的曲线D表示由驱动HT法进行图像处理后的辉度(HT处理后辉度)。
如图14所示，例如，在输入灰度为128/255灰度的情况下，低辉度帧从曲线A变换为10/255灰度，高辉度帧从曲线B变换为245/255灰度。各个帧期间的比例为1∶1，实际上液晶显示装置中显示的变换后的辉度为该两帧的合成辉度，得到最大辉度的约38％的辉度(曲线D)。通常辉度(曲线C)与HT处理后辉度(曲线D)几乎显示出相同的特性，由此明白即使进行该变换，正面的辉度也维持不使用驱动HT法的图像的辉度。该灰度变换表不过是一个例子。灰度变换的限制事项只是在灰度变换前后正面辉度不变，如果满足该限制事项，也可以是该灰度变换表以外的灰度变换表。
形成灰度变换表存储于存储电路83(参照图1)中，在例如液晶显示装置接通电源时，能够读入到图像处理部81内的RAM(未图示)那样的结构。
图15A及图15B表示本实施例的液晶显示装置的1个像素的结构。图15A表示在法线方向看玻璃基板10的，形成矩阵状的多个像素中的1个像素的结构。图15B表示以图15A所示的X-X线切断的剖面。如图15A及图15B所示，在玻璃基板10上形成多条栅极总线12、隔着绝缘膜30交叉于栅极总线12上形成的多条漏极总线14。在栅极总线12与漏极总线14的交叉位置的近旁，配置每个像素上形成的TFT20。栅极总线12的一部分作为TFT20的栅极电极(G)起作用。在栅极总线12上，隔着绝缘膜形成TFT20的工作半导体层以及信道保护膜(都不图示)。在栅极电极(G)、即TFT20的信道保护膜上，隔着规定间隙对向形成漏极电极(D)及其下层的n型杂质半导体层(不图示)和源极电极(S)及其下层的n型杂质半导体层(不图示)。
又，横切由栅极总线12与漏极总线14划定的像素区域，形成与栅极总线12并列延伸的贮存电容总线18。在贮存容量总线18上隔着绝缘膜在每个像素上形成贮存电容电极(中间电极)19。贮存电容电极19通过控制电极25电气连接在TFT20的源极电极(S)。利用贮存电容总线18、贮存电容电极19以及在他们之间夹着的绝缘膜30形成贮存电容Cs。
由栅极总线12及漏极总线14划定的像素区域分割为副像素(第1副像素)A与副像素(第2副像素)B。副像素A与副像素B的面积比(A∶B)为3∶7。例如，梯形的副像素A配置于像素区域的中央部靠左侧，副像素B配置于除像素区域中的副像素A的区域外的上部、下部以及中央部右侧端部。像素区域内的副像素A、B的配置相对于贮存电容总线18几乎成轴对称。在副像素A上形成像素电极(第1像素电极)16。在副像素B上形成与像素电极16隔开缝隙46分离的像素电极(第2像素电极)17。像素电极16、17与都用ITO等透明导电膜形成。像素电极16通过使保护膜32开口的接触孔24电气连接在贮存电容电极19及TFT20的源极电极(S)上。像素电极17具有隔着保护膜32与控制电极25重叠的区域。在该区域中，利用控制电极25、像素电极17及在两电极17、25间夹着的保护膜32形成控制电容(规定电容)Cc。像素电极17形成电气浮动状态。
在玻璃基板10上对向配置的对向玻璃基板11上按顺序形成CF树脂层40以及共用电极42。在从对向玻璃基板11突出，与图15A中斜向延伸的控制电极25对向的位置上，形成作为限制液晶层6的液晶分子的取向方位的取向限制用构件的线状突起44a。又，在相对于贮存电容总线18实质上成轴对称的位置上，从对向玻璃基板11突出形成线状突起44b。还有，像素区域的中央部靠左侧形成配置于像素电极16上的V字状的线状突起44c。线状突起44c相对于贮存电容总线18实质上形成轴对称。
在副像素A上利用像素电极16、共用电极42以及在两电极16、42间夹着的液晶层6形成液晶电容Clc1。在副像素B上利用像素电极17、共用电极42以及在两电极间夹着的液晶层6形成液晶电容Clc2。在玻璃基板10与对向玻璃基板11间，液晶电容Clc2与控制电容Cc串联连接。
在TFT20成导通状态的情况下的副像素B的液晶电容Clc2上施加的电压Vpx2利用上述式(1)求得。在本实施例中，副像素A的液晶电容Clc1上施加的电压Vpx1与副像素B的液晶电容Clc2上施加的电压Vpx2的电压比设计为Vpx2/Vpx1在中间灰度(127灰度)为0.27。
在副像素A的液晶电容Clc1上施加在漏极总线14上施加的灰度电压(对应输入图像数据的灰度值或灰度变换后的灰度值的电压)。因此，在副像素A中，得到与高辉度帧中的明辉度或低辉度帧中的暗辉度几乎相等的辉度。又，在副像素B的液晶电容Clc2上施加比如式(1)所示施加在漏极总线14的灰度电压低的低电压。因此，在副像素B中，得到比高辉度帧中的明辉度或低辉度帧中的暗辉度更低辉度的辉度。
图16表示VA型液晶显示装置的视角特性的曲线图。横轴标示图像数据的灰度，纵轴标示γ值。图中连结◆记号的曲线表示本实施例的液晶显示装置的正面方向上的特性。图中连结▲记号的曲线表示不使用驱动HT法仅以电容耦合HT法驱动液晶显示装置时的斜方向的特性，图中连结■记号的曲线表示以最佳HT驱动条件驱动已有的VA液晶显示装置时的斜方向的特性，图中连结○记号的曲线表示本实施例的液晶显示装置的斜方向的特性，图中虚线所示的曲线表示不使用电容耦合HT法与驱动HT法的已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。图16中，斜方向的各个视角特性为将96灰度以上的正面方向的γ值设定2.4然后进行测定，各灰度的局部的γ值。
如图16所示，在虚线所示的已有的VA型液晶显示装置中，大部分灰度区域(约200灰度以下)中γ值为1.0以下。因此，图像的鲜艳度就丧失了。对此，仅用电容耦合HT法的液晶显示装置的斜方向的特性(▲记号)其特性改善的峰值在110/255灰度附近，100～120灰度左右的局部范围内γ值为1.5以上。还有，即使是在这些以外的灰度范围中γ值也为1.0左右，视角特性得以改善。
以最佳HT驱动条件驱动已有的VA型液晶显示装置时的斜方向的特性(■记号)在140/255灰度以上有1.5左右的γ值，在从中灰度到高灰度一侧特性得到改善。但是，在128/255灰度以下的低灰度侧，γ值为1.0左右。将电容耦合HT法与驱动HT法组合进行驱动时的液晶显示装置的特性(○记号)在64/255～192/255的极宽的灰度范围内能够确认γ值超过1.5。这样改善特性，是因为电容耦合HT法主要改善低灰度区域，HT法主要改善从中灰度到高灰度区域，其结果是使两种HT法的改善效果相加。这样，液晶显示装置在广泛的灰度区域内得到视角特性改善的效果。一旦在广泛的灰度区域得到高γ特性，对于任何图像都能够改善视角特性，因此能够得到具有极其优良的显示特性的液晶显示装置。
通过将形成副像素A、B在1个像素内改变阈值电压的电容耦合HT法与在高辉度及低辉度帧驱动像素的驱动HT法加以组合，使视角特性得到很好的改善效果。通过将原理上不同的HT技术加以组合使两者的改善效果相加。如上所述，由于驱动HT法在驱动条件上有制约，在从中灰度到高灰度中得到良好的改善效果，但在低灰度侧改善比较困难。而使阈值电压不同的电容耦合HT技术能够以副像素A、B的面积之比与施加在两副像素A、B上形成的液晶电容Clc1、Clc2的电压比Vpx2/Vpx1的设定顺序改善任意灰度。但是，在电容耦合HT法中，在宽广灰度区域内一样地改善特性是困难的。
因此采用利用驱动HT法改善从中灰度到高灰度一侧，利用电容耦合HT法那样的在1个像素内使阈值电压不同的HT技术改善从低灰度到高灰度一侧的设计。这样，其结果是能够在从低灰度到高灰度的宽广区域内改善视角特性。不重复两种HT法的改善效果地，在例如220灰度以下的范围内(灰度值的规定的范围内)，使仅以电容耦合HT法驱动像素时，γ值为最大的110/255灰度(灰度值α)与以驱动HT法驱动仅由副像素A形成的像素(已有的MVA型液晶显示装置的像素)时，γ值为最大的200/255灰度(灰度值β)不一致(灰度值α＜灰度值β)。
如上所述，通过将在电容耦合法那样的1个像素内设有阈值电压差的HT技术与驱动HT技术最合适地加以组合，能够得到仅用各HT技术得不到的，在广阔的灰度范围内具有良好视角特性的液晶显示装置。又，通过将驱动HT法的驱动条件最佳化，能够得到在显示画面上没有闪烁和麻点的有优异的显示质量的液晶显示装置。
实施例2
本实施例的液晶显示装置的结构，除了副像素A及副像素B的面积比为4∶6这一点外，其他与上述实施例的液晶显示装置相同。
图17表示VA型液晶显示装置的视角特性的曲线图。横轴表示图像数据的灰度，纵轴表示γ值。图中连结◆记号的曲线表示本实施例的液晶显示装置的正面方向上的特性。图中连结▲记号的曲线表示不使用驱动HT法仅以电容耦合HT法驱动液晶显示装置时的斜方向的特性，图中连结■记号的曲线表示以最适合的HT驱动条件驱动已有的VA液晶显示装置时的斜方向的特性。图中连结○记号的曲线表示本实施例的液晶显示装置的斜方向的特性，图中虚线所示的曲线表示未使用电容耦合HT法与驱动HT法的已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。图17中，斜方向的各个视角特性为将96灰度以上的正面方向的γ值设定2.4再进行测定，各灰度的局部的γ值。
在本实施例中，副像素A、B的面积比不同于上述实施例1。因此，如图17所示，仅使用电容耦合HT法的液晶显示装置的斜方向的特性(▲记号)，其特性改善的峰值为140/255灰度附近，在128～150灰度左右的局部范围内γ为1.5以上。还有，在此外的灰度范围中γ值也在1.0左右，视角特性得以改善。又，在本实施例中，由于变更了驱动HT法的驱动条件，因此仅使用驱动HT法的已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性(■记号)与上述实施例1相同。
可以确认将电容耦合HT法与驱动HT法加以组合进行驱动时的液晶显示装置的特性(○记号)在96/255灰度～192/255灰度的极宽的灰度范围内γ值超过1.5。但与上述实施例1的视角特性不同，在低灰度侧(96灰度以下)的改善效果有些减少，另一方面，128/255灰度附近的γ值为1.8，改善效果更高。这是因为，利用电容耦合HT法改善中灰度区域，利用驱动HT法改善从中灰度到高灰度的区域，利用两种HT法的改善效果的相加，在特别是以中灰度为中心的广大区域内得到改善视角特性的效果。
这样，如果采用本实施形态，与上述实施例1相比，对于低灰度侧的暗图像显示特性稍差，但是中等灰度侧的图像得到合适的显示。作为中等程度的灰度较多的图像，如果与人的肌肉等的实际颜色不同则使人感到很不舒服的图像很多，有时本实施例的视角特性比上述实施例1的该特性更理想。
如上所述，如果使用本实施例的液晶显示装置，通过合适地将电容耦合HT法与驱动HT法加以组合，可以得到仅用各HT法得不到的，在广大灰度范围内的良好的视角特性。特别是采用本实施例的液晶显示装置，能够利用电容偶合HT法改善中灰度区域，利用驱动HT法改善从中灰度到高灰度的区域，借助于此，能够在如果与人的肌肉等的实际颜色不同则使人感到很不舒服的图像使用得很多的中等程度的灰度得到大的视角特性改善效果。
如上述实施例1及实施例2所示，不仅将电容偶合HT法与驱动HT法单纯组合，还要像适当组合两HT法的改善区域那样，设定副像素A、B的面积比与施加在副像素A、B的液晶电容Clc1、Clc2的电压比Vpx1、Vpx2，这也是重要的。特别是利用驱动HT法改善从低灰度到中灰度，在与液晶响应速度等的关系上目前是困难的。因此，另行组合的电容偶合HT法，能够对从低灰度到中灰度的改善进行插补的条件是合适的。例如作为电容偶合HT法的条件，当副像素A、B的面积比超过A∶B＝5∶5时低灰度侧的改善效果变小，因此是不适合的。
但是，使用驱动HT法从低灰度到中灰度得到改善效果不是不可能的。如公共场所的显示那样，在从显示画面到使用者的距离远的用途中使用液晶显示装置的情况下，如图12A与图12B所示，目的不成问题。又，如果将帧频率从当前的一般频率60Hz高速化时，如图8所示，闪烁逐渐变得难以识别。特别是，使1组T的驱动频率为120Hz时，闪烁就不能被识别出了。因此，如果改善周边驱动电路、TFT20以及液晶等的响应特性，就可以不必在意闪烁，使帧频率为120Hz以上，将驱动HT法的改善中心设定于低灰度侧。在这种情况下，考虑与为能够在高灰度侧得到改善中心设定1个像素内的阈值电压差的电容偶合HT法那样的HT法的组合。
例如，作为电容偶合HT法的条件，副像素B上形成的像素电极17形成为占像素总面积50％以上的面积。作为驱动HT法的条件，高灰度帧与低灰度帧的存在比例(帧比)为n∶1(n≥1)那样地进行驱动。由于显示画面内的高阈值电压的副像素B的比例增加，因此利用电容偶合HT法将视角特性的改善中心设定于低灰度侧。又，利用驱动HT法使明辉度的高辉度帧期间比暗辉度的低辉度的帧期间更长，因此高灰度侧得以改善。将在这样的条件下的电容偶合HT法与驱动HT法加以组合的结果是，在广泛的区域内改善了视角特性。高辉度帧与低辉度帧的帧比(T1∶T2)当然也可以在T1∶T2＝1∶1之后不离散性调整为T1∶T2＝1∶2，而调整为T1∶T2＝1∶1.1。
又，作为电容偶合HT法的其他条件，副像素B上形成的像素电极17形成为占像素总面积50％以下的面积。作为驱动HT法的条件，高灰度帧与低灰度帧的存在比例(帧比)为1∶n(n≥1)地进行驱动。由于电容耦合HT法，显示画面内的低阈值电压的副像素A的比例增加，因此视角特性的改善中心设定于高灰度侧。又，由于驱动HT法，明辉度的高辉度帧期间比暗辉度的低辉度帧期间短，因此低灰度得到改善。将在这样的条件下的电容偶合HT法与驱动HT法加以组合的结果是，在广泛的灰度区域内改善了视角特性。高辉度帧与低辉度帧的帧比(T1∶T2)当然也可以在T1∶T2＝1∶1之后不离散性调整为T1∶T2＝1∶2，而调整为T1∶T2＝1∶1.1。又，由于显示画面内的低阈值电压的副像素A的比例增加，对于同一灰度电压的像素的透射率得到提高，能够得到比上述实施例1和实施例2的液晶显示装置高辉度的液晶显示装置。
实施形态2
下面用图18及图19对本发明的第2实施形态的液晶显示装置进行说明。本实施形态的液晶显示装置，具备像素电极(第1像素电极)16与像素电极(第2像素电极)17的面积比不同的多个像素构成的像素群PGin。图18表示本实施形态的液晶显示装置的矩阵状配置的多个像素中的27个像素。如图18所示，图中在左右方向上延伸的多条栅极总线Gm相互并列形成在玻璃基板10上。在栅极总线Gm上隔着绝缘膜(不图示)交叉，在图中上下方向延伸的多条漏极总线Drn、Dgn、Dbn相互并列形成。
在栅极总线Gm与漏极总线Drn、Dgn、Dbn的各交叉位置近旁分别配置TFT20。各TFT20的栅极电极(G)分别电气连接在栅极总线Gm，漏极电极(D)分别电气连接在漏极总线Drn、Dgn、Dbn。源极电极(S)隔着控制电极25电气连接在在各像素Prmn、Pgmn、Pbmn上分开形成的像素电极16、17中的像素电极16上。
如下所述形成各漏极总线，即漏极总线Dr1驱动红色(R)像素Pr11、Pr21、Pr31，漏极总线Dg1驱动绿色(G)像素Pg11、Pg21、Pg31，漏极总线Db1驱动蓝色(B)像素Pb11、Pb21、Pb31。以下相同，漏极总线Drn驱动R像素Prmn，漏极总线Dgn驱动G像素Pgmn，漏极总线Dbn驱动B像素Prmn地形成。像素Prmn、Pgmn、Pbmn具有形成像素电极16的副像素(第1副像素)A与形成像素电极17的副像素(第2像素)B。像素电极17以在与控制电极25之间夹着绝缘膜形成控制电容(规定的电容)Cc。
像素群PG11具有矩阵状配置的9个像素Pr11～Pr31、Pg11～Pg31、Pb11～Pb31。同样，像素群PGin具有9个像素。
像素群PG11具有像素电极16、17的面积比形成成1∶9的像素Pr21、Pg11、Pb31(第1像素)、面积比成2∶8的像素Pr11、Pg31、Pb21(第2像素)、以及面积比成4∶6的像素Pr31、Pg21、Pb11(第3像素)。以下相同，像素群Pgin分别具有第1～第3像素这3个像素。在漏极总线Dr1、Dg1、Db1上分别连接第1～第3像素电极。借助于此，R像素Pr11、Pr21、Pr31的像素电极16、17各自的总面积、G像素Pg11、Pg21、Pg31的像素电极16、17的各自的总面积以及B像素Pb11、Pb21、Pb31的像素电极16、17的各自的总面积在像素群PG11内相等。以下相同，在像素群PGin中，R像素、G像素以及B像素中分别形成的像素电极16、17的各总面积相等。
在与玻璃基板10对向配置的对向玻璃基板(未图示)上的几乎整个面上，按照顺序形成CF树脂层与共用电极(均未图示)。利用共用电极、像素电极16、17以及其中夹着的液晶层在每个像素Prmn、Pgmn、Pbmn上形成液晶电容Clc1、Clc2。玻璃基板10与对向玻璃基板间的液晶电容Clc2与控制电容Cc串联连结。借助于此，在像素Prmn、Pgmn、Pbmn上形成阈值电压不同的副像素A、B。
图19表示VA型液晶显示装置的视角特性的曲线图。横轴表示图像数据的灰度，纵轴表示γ值。图中连结◆记号的曲线表示本实施形态的液晶显示装置的正面方向上的特性。图中连结□记号的曲线表示只有以像素电极16、17的面积比为1∶9形成的第1像素的液晶显示装置的斜方向的特性，图中连结△记号的曲线表示只有以像素电极16、17的面积比为2∶8形成的第2像素的液晶显示装置的斜方向的特性。图中连结×记号的曲线表示只有以像素电极16、17的面积比为4∶6形成的第3像素的液晶显示装置的斜方向的特性，图中连结●记号的曲线表示本实施形态的液晶显示装置的斜方向的特性。图中虚线所示的曲线表示不使用电容耦合HT法的已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。图19中，斜方向的各个视角特性为将96灰度以上的正面方向的γ值设定为2.4再进行测定，各灰度的局部的γ值。
如图19所示，当像素电极16、17的面积比不同时，能够改善视角特性的灰度区域不同(参照□记号、△记号、×记号)。具有被电容耦合的像素电极17的副像素B的面积越小，改善的灰度区越向高灰度侧移动。像素电极16、17的面积比不同的多个像素Prmn、Pgmn、Pbmn在显示区域内分散存在，能够改善的灰度范围相加法。因此视角特性在宏观上平均化，在宽广的灰度范围内特性得到改善(参照●记号)。液晶显示装置的γ值在从低灰度侧(32灰度)到高灰度侧(255灰度)的宽的范围内一直为1以上。由于不是将不同的HT技术(驱动HT法和电容耦合HT法)加以组合，因此无法谋求像上述实施形态1的液晶显示装置那样程度地提高视角特性。但是，本实施形态的液晶显示装置能够改善可改善的灰度区域狭小的，电容耦合HT法的存在问题。
如上所述，提高将像素电极16、17的面积比不同的多个像素Prmn、Pgmn、Pbmn在显示区域内分散配置，在宏观上各像素Prmn、Pgmn、Pbmn的视角特性被合成。因此，液晶显示装置的视角特性在广大的灰度区域中得到提高。视角特性被平均改善，因此在观看TV图像等动画显示时，能够得到良好的显示质量。
实施形态3
下面，用图20及图21对本发明的第3实施形态的液晶显示装置进行说明。本实施形态的液晶显示装置其特征在于具备由控制电容(规定电容)的电容值不同的多个像素构成的像素群。图20表示本实施形态的液晶显示装置的矩阵状配置的多个像素中的4个像素的等效电路。如图20所示，图中左右方向上延伸的多条栅极总线12相互并列形成在玻璃基板上。在栅极总线12上隔着绝缘膜30交叉，在图中上下方向上延伸的多条漏极总线14相互并列形成。
在栅极总线12与漏极总线14的各交叉位置近旁分别配置TFT20。各TFT20的栅极电极(G)分别电气连接在栅极总线12。漏极电极(D)分别电气连接在漏极总线14。又，横切由栅极总线12及漏极总线14划定的像素区域，形成与栅极总线12并列延伸的贮存电容总线18。在贮存电容总线18上隔着绝缘膜30在每个像素上形成贮存电容电极(中间电极)19。贮存电容电极19通过控制电极25电气连接在TFT20的源极电极(S)。利用贮存电容电极18、贮存电容电极19以及在他们之间夹着的绝缘膜30形成贮存电容Cs。
由栅极总线12及漏极总线14划定的像素区域被分割为副像素(第1副像素)A与副像素(第2副像素)B。在副像素A上形成像素电极(第1像素电极)16，在副像素B上形成与像素电极16分开的像素电极(第2像素电极)17。像素电极16、17的面积比形成为3∶7。像素电极16电气连接在贮存电容电极19以及TFT20的源极电极(S)。利用像素电极17、控制电极25及在两电极17、15间夹着的保护膜32形成控制电容。像素电极17利用控制电容的电容耦合间接地连接在源极电极(S)。像素电极17成为电气浮动状态。
在图20中，配置于左上及右下的像素与配置于右上及左下的像素上形成的控制电容的电容值不同。在配置于左上及右下的像素上形成控制电容Cc1，在配置于右上及左下的像素上形成控制电容Cc2。通过例如在形成控制电容Cc1的像素及形成控制电容Cc2的像素中改变控制电极25的面积，能够改变电容值。这样，像素群39就具有具备不同电容值的控制电容Cc1、Cc2的多个(图20中为4个)像素。
在与玻璃基板对向配置的对置玻璃基板上，按顺序形成CF树脂层(未图示)与共用电极42。利用副像素A的像素电极16、共用电极42以及在两电极16、42间夹着的液晶层6形成液晶电容Clc1。利用具有控制电容Cc1的副像素B的像素电极17、共用电极42以及两电极17、42间夹着的液晶层6形成液晶电容Clc2，利用具有控制电容Cc2的副像素B的像素电极17、共用电极42以及两电极17、42间夹着的液晶层6形成液晶电容Clc2。控制电容Cc1与液晶电容Clc2在玻璃基板10与对置玻璃基板间串联连接。同样，控制电容Cc2与液晶电容Clc2在玻璃基板10与对置玻璃基板间串联连接。
TFT20为导通状态时，施加在漏极总线14的灰度电压通过TFT20施加在像素电极16，在副像素A的液晶层6上施加电压Vpx1。这时，按照液晶电容Clc2与控制电容Cc1的电容比分割电压Vpx1，因此在具有控制电容Cc1的副像素B的像素电极17上施加与像素电极16不同的电压。在副像素B的液晶层6上施加的电压Vpx21可如下所述表示，即
Vpx21＝(Cc1/(Clc2+Cc1))×Vpx1                    …(3)
同样，在具有控制电容Cc2的副像素B的液晶层6上施加的电压Vpx22可如下所述表示，即
Vpx22＝(Cc2/(Clc2+Cc2))×Vpx1                    …(4)
设定电容值，使具有控制电容Cc1的像素的电压比Vpx21/Vpx1在中间灰度(127灰度)为0.8。又，设定电容值，使具有控制电容Cc1的像素的电压比Vpx22/Vpx1在中间灰度(127灰度)为0.59。这样，液晶显示装置的显示区域形成存在由具备阈值电压差不同的副像素的像素构成的像素群39的结构。
图21表示VA型液晶显示装置的视角特性的曲线图。横轴表示显示图像数据的灰度，纵轴表示γ值。图中连结◆记号的曲线表示本实施形态的液晶显示装置的正面方向上的特性。图中连结□记号的曲线表示形成为使全部像素的控制电容为控制电容Cc1的液晶显示装置的斜方向的特性，图中连结△记号的曲线表示形成为全部像素的控制电容为控制电容Cc2的液晶显示装置的斜方向的特性。图中连结■记号的曲线表示本实施形态的液晶显示装置的斜方向的特性，图中虚线所示的曲线表示未使用电容耦合HT法的已有的VA型液晶显示装置的斜方向的特性。图21中，斜方向的各视角特性，是在将96灰度以上的正面方向的γ值设定为2.4之后进行测定的，各灰度的局部的γ值。
如图21所示，改变控制电容Cc1、Cc2的电容值，使电压比Vpx21/Vpx1、Vpx22/Vpx1不同，因此能够改善视角特性的灰度区域不同(参照□记号、△记号)。该电压比变越小，改善的灰度区域越移向高灰度侧。电压比Vpx21/Vpx1、Vpx22/Vpx1不同的多个像素在显示区域内分散存在，因此能够改善的灰度范围相加。以此使视角特性在宏观上平均化，在广大的灰度范围内特性得到改善(参照■记号)。液晶显示装置的γ值在从低灰度侧(32灰度)到高灰度侧(255灰度)的广大范围内保持在1以上。与上述第2实施形态相同，由于不是将不同的HT技术(驱动HT法和电容耦合HT法)加以组合，因此不能够谋求像上述第1实施形态的液晶显示装置那样提高视角特性。但是，本实施形态的液晶显示装置，能够改善可改善的灰度区域狭小的电容耦合HT法的存在问题。
如上所述，提高改变控制电容Cc1、Cc2的电容值，使电压比Vpx21/Vpx1、Vpx22/Vpx1不同的多个像素在显示区域内分散配置，在宏观上将各像素的视角特性合成。借助于此，液晶显示装置的视角特性在广大的灰度区域中得到提高，因此能够得到良好的显示质量。
本发明是不限于上述实施形态，能够具有各种变形。
上述实施形态2的液晶显示装置是形成在各像素的控制电容Cc的电容值全部相同的装置，但本发明不限于此。例如，像素群PGin的任何一个像素Prmn、Pgmn、Pbmn的控制电容的Cc的电容值也可以与其余的像素Prmn、Pgmn、Pbmn的该电容值不同。或像素Prmn、Pgmn、Pbmn中形成的控制电容的Cc电容值也可以各不相同。在这种情况下，能够取得与上述第2及第3实施形态相同的效果。
上述第3实施形态的液晶显示装置形成在全部的像素上像素电极16、17的面积比相同，但本发明不限于此。例如，像素群39中的任何一个像素也可以是像素电极16、17的面积比与其余的像素不同。或也可以是像素群39的各像素的像素电极16、17的面积比各不相同。在这种情况下，能够取得与上述第2及第3实施形态相同的效果。
在上述第2及第3实施形态的液晶显示装置中，仅使用电容耦合HT法，但本发明不限于此。例如上述第2及第3实施形态的液晶显示装置中当然也可以使用驱动HT法。也可以在第1及第2像素电极的面积比或控制电容Cc的电容值不同的每一像素上分配高辉度帧与低辉度帧，使输入图像数据的灰度值与各像素上施加的电压的关系不同。在这种情况下，也能够取得与上述第1实施形态相同的效果。
上述第1～第3实施形态的液晶显示装置以VA型(MVA型)液晶显示装置为例进行说明，但是本发明不限于此。即使是TN方式的液晶显示装置，也能够取得与上述实施形态相同的效果。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，具有
封存于对向配置的一对基板间的液晶；
在所述一对基板的一方上相互并列形成的多条栅极总线；
在所述多条栅极总线上隔着绝缘膜交叉形成的多条漏极总线；
具备栅极电极、漏极电极和源极电极的薄膜晶体管，所述栅极电极设在所述两总线的每一交叉部且电气连接在所述栅极总线，所述漏极电极电气连接在所述漏极总线，所述源极电极在所述栅极电极上与漏极电极保持规定的间隙相对配置；以及
具备第1像素电极与第2像素电极的面积比不同的多个像素的像素群，所述第1像素电极通过控制电极电气连接在所述源极电极，所述第2像素电极与所述第1像素电极分离并在与所述控制电极之间夹着绝缘膜形成规定的电容。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述像素群具有形成所述第1像素电极与所述第2像素电极的所述面积比为1∶9的第1像素、形成所述面积比为2∶8的第2像素、以及形成所述面积比为4∶6的第3像素。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述像素群的任何一个所述像素其所述规定的电容的电容量与其余的所述像素不同。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，具有
封存于对向配置的一对基板间的液晶；
在所述一对基板的一方上相互并列形成的多条栅极总线；
在所述多条栅极总线上隔着绝缘膜交叉形成的多条漏极总线；
具备栅极电极、漏极电极和源极电极的薄膜晶体管，所述栅极电极设在所述两总线的每一交叉部且电气连接在所述栅极总线，所述漏极电极电气连接在所述漏极总线，所述源极电极在所述栅极电极上与所述漏极电极保持规定的间隙相对配置；以及
具备由第2像素电极与控制电极间夹着的绝缘膜形成的规定的电容的电容量不同的多个像素的像素群，所述第2像素电极与通过所述控制电极电气连接在所述源极电极的第1像素电极分离，并且在所述像素群中，所述第1像素电极与所述第2像素电极的面积比相同。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
对于所述第1像素电极与所述第2像素电极的面积比不同的所述像素的每一个，关于与施加在所述漏极总线的灰度电压相对应的输入图像数据的灰度值和施加在所述第1像素电极的电压之间的关系、以及与施加在所述漏极总线的灰度电压相对应的输入图像数据的灰度值和施加在所述第2像素电极的电压之间的关系，上述两种关系是不同的。
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