WO2007108436A1

WO2007108436A1 - 液晶表示装置

Info

Publication number: WO2007108436A1
Application number: PCT/JP2007/055502
Authority: WO
Inventors: Akihiro Yamamoto; Masumi Kubo; Yohichi Naruse; Takashi Ochi
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-09-27

Abstract

　液晶表示装置は複数の画素を有し、各画素Ｐは、それぞれの液晶層に印加される電圧は互いに独立に制御され得る複数の副画素を有する。各副画素は、第１副画素ＳＰ１と、第１副画素よりも面積が大きいか等しい第２副画素ＳＰ２を有し、予め決められた第１階調までは、表示すべき階調に応じた電圧を第１副画素の液晶層にのみ印加し、第１階調よりも高い予め決められた第２階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも第２副画素の液晶層に印加する。

Description

明細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示装置に関し、特に視野角特性に優れた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置は、高精細、薄型、軽量および低消費電力等の優れた特長を有する平面表示装置であり、近年、表示性能の向上、生産能力の向上および他の表示装置に対する価格競争力の向上に伴、、市場規模が急速に拡大して、る。

[0003] 従来一般的であったッイステッド'ネマテイク'モード (TNモード)の液晶表示装置は、表示性能とりわけ視角特性の点で問題があった。具体的には、 TNモードの液晶表示装置の表示面を斜め方向から観測すると、表示のコントラスト比が著しく低下し、正面からの観測で黒力白までの複数の階調が明瞭に観測される画像を斜め方向から観測すると階調間の輝度差が著しく不明瞭となる点が問題であった。さらに、表示の階調特性が反転し、正面からの観測でより暗い部分が斜め方向力の観測ではより明るく観測される現象 (いわゆる、階調反転現象)も問題であった。

[0004] 近年、これら TNモードの液晶表示装置における視野角特性を改善した液晶表示装置として、特許文献 1に記載のインプレイン 'スイッチング 'モード (IPSモード）、特許文献 2に記載のマルチドメイン 'バーティカル'ァラインド'モード (MVAモード）、特許文献 3に記載の軸対称配向モード (ASMモード)および、特許文献 4などに記載の液晶表示装置等が開発された。

[0005] これらの新規なモード (広視野角モード)の液晶表示装置は、いずれも視野角特性に関する上記の具体的な問題点を解決している。すなわち、表示面を斜め方向から観測した場合に表示コントラスト比が著しく低下したり、表示階調が反転するなどの問題は起こらない。

[0006] 液晶表示装置の表示品位の改善が進む状況下にお!/、て、今日では視野角特性の問題点として、正面観測時の γ特性と斜め観測時の γ特性が異なる点、すなわち γ 特性の視角依存性の問題が新たに顕在化してきた。ここで、 γ特性とは表示輝度の階調依存性であり、 γ特性が正面方向と斜め方向で異なるということは、階調表示状態が観測方向によって異なることとなるため、写真等の画像を表示する場合や、また TV放送等を表示する場合に特に問題となる。

[0007] γ特性の視野角依存性の問題は、 IPSモードよりも、 MVAモードや ASMモードにおいて顕著である。一方、 IPSモードは、 MVAモードや ASMモードに比べて正面観測時のコントラスト比の高いパネルを生産性良く製造することが難しい。これらの点から、特に MVAモードや ASMモードの液晶表示装置における γ特性の視角依存性を改善することが望まれる。

[0008] そこで本出願人は、特許文献 5に、 1つの画素を明るさの異なる複数の副画素に分割することにより γ特性の視角依存性、とりわけ白浮特性を改善することができる液晶表示装置および駆動方法を開示して、る。本明細書にぉ、てこのような表示あるいは駆動を面積階調表示、面積階調駆動、マルチ画素表示またはマルチ画素駆動などと呼ぶことがある。

[0009] 特許文献 5には、 1つの画素内の複数の副画素ごとに補助容量を設け、補助容量を構成する補助容量対向電極 (CSバスラインに接続されている）を副画素ごとに電気的に独立とし、補助容量対向電極に供給する電圧 (補助容量対向電圧という。）を変化させることによって、容量分割を利用して、複数の副画素の液晶層に印加される実効電圧を異ならせる液晶表示装置が開示されている。

特許文献 1：特公昭 63— 21907号公報

特許文献 2：特開平 11― 242225号公報

特許文献 3 :特開平 10— 186330号公報

特許文献 4：特開 2002— 55343号公報

特許文献 5 :特開 2004— 62146号公報 (米国特許第 6958791号明細書）発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、上記特許文献 5に記載されている従来のマルチ画素駆動技術による γ特性の視角依存性の改善効果には限界があった。これは、各画素が有する副画素は、表示すべき階調に対応する輝度よりも高い輝度を呈する副画素（明副画素）と表示すべき階調に対応する輝度よりも低い輝度を呈する副画素（暗副画素）とを有する力明副画素の液晶層に印加される電圧と暗副画素の液晶層に印加される電圧は、互いに独立ではなぐ容量結合による制約が課せられているためである。

[0011] 本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、 γ特性の視角依存性を改善した液晶表示装置を提供することにあり、上記の従来のマルチ画素駆動と独立に、あるいは、組み合わせて用いることが可能な新規なマルチ画素駆動技術を提供する。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明の液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、それぞれの液晶層に印加される電圧は互いに独立に制御され得る複数の副画素を有し、前記複数の副画素は、第 1副画素と、前記第 1副画素よりも面積が大きいか等しい第 2副画素を有し、予め決められた第 1階調までは、表示すべき階調に応じた電圧を前記第 1副画素の液晶層にのみ印加し、前記第 1階調よりも高い予め決められた第 2階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも前記第 2副画素の液晶層に印加することを特徴とする。

[0013] ある実施形態において、前記第 1副画素の面積は前記第 2副画素の面積よりも小さい。

[0014] ある実施形態において、前記複数の副画素は、前記第 2副画素よりも面積が大きいか等しい第 3副画素をさらに有し、前記第 2階調よりも高い予め決められた第 3階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも前記第 3 副画素の液晶層に印加する。

[0015] ある実施形態において、前記第 1副画素の面積は前記第 3副画素の面積よりも小さい。

発明の効果

[0016] 本発明によると、 y特性の視角依存性を改善することができる。また、容量分割を利用した従来のマルチ画素駆動技術と組み合わせることによって、 y特性の視角依存性をさらに改善することができる。図面の簡単な説明

[0017] [図 l] (a)は、垂直配向モードの液晶表示装置の電圧一輝度 (透過率）曲線 (V— T力ーブ）を示すグラフであり、 (b)は（a)に示した V—Tカーブをそれぞれの最高輝度を 100として規格ィ匕したグラフである。

[図 2]本発明による実施形態の液晶表示装置の 1つの画素 Pの構造を模式的に示す図である。

[図 3] (a)および (b)は、本発明による実施形態の液晶表示装置の階調表示特性を模式的に示すグラフである。

[図 4] (a)〜 (c)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の例を説明する図である。

[図 5] (a)〜 (d)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の他の例を説明する図である。

[図 6] (a)〜 (d)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の他の例を説明する図である。

[図 7] (a)〜 (g)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の他の例を説明する図である。

[図 8] (a)〜 (e)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の他の例を説明する図である。

[図 9] (a)〜 (i)は、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の他の例を説明する図である。

符号の説明

[0018] P 画素

SP1、 SP2 畐幌素 1

発明を実施するための最良の形態

[0019] まず、液晶表示装置の γ特性の視野角依存性につ!、て説明する。ここでは、本発明の効果が顕著に得られる垂直配向モードの液晶表示装置を例示するが、適用できる表示モードに特に制限はない。

[0020] 図 1 (a)に、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料力なる液晶層を備える液晶表示装置、いわゆる垂直配向モードの液晶表示装置の電圧一輝度 (透過率）曲線（ V—Tカーブ)を示す。図中に正面と付した曲線は、表示面法線方向から観察したときの V— Tカーブである。図中に左右方向 ·極角 60° と付した曲線は、方位角方向力クロスニコルに配置された偏光板の偏光軸 (透過軸）内で水平方向に配置されて偏光軸方向で、極角（表示面法線力の角）が 60° から観察したときの V—Tカーブを示している。このカーブは斜め視角における V—Tカーブの代表として説明する。図 1 (a)に示した V—Tカーブの縦軸は、絶対輝度 (任意単位)である。

[0021] 図 1 (a)からわ力るように、斜め視角においては、得られる最高輝度が正面視角に比べて小さい。一方、輝度が立ち上がりはじめる電圧は、斜め視角の方が正面視角よりち低い。

[0022] 図 1 (a)に示した V—Tカーブをそれぞれの最高輝度を 100として規格ィ匕し、縦軸の規格化輝度をとつたカーブ (以下、「規格化 V—Tカーブ」という。）を図 1 (b)に示す。図 1 (b)から分力るように、ある電圧 (約 4. 2V)よりも高電圧側（高階調側）においては、正面視角の V—Tカーブと斜め視角の V—Tカーブがほぼ一致しているのに対し、当該電圧 (約 4. 2V)よりも低電圧側では、斜め視角における規格化輝度が大きい。斜め視角における規格化輝度が正面視角における規格化輝度よりも高くなることが、斜め視角における表示が白っぽく見える現象 (いわゆる「白浮き」）の原因である。

[0023] 本発明者は、図 1 (b)に示した規格化 V—Tカーブは、規格化輝度が約 70の領域においては、正面視角のカーブと斜め視角のカーブとがー致することに着目した。すなわち、この例では、印加電圧が 4. 2V以上または規格化輝度が約 70以上の範囲だけを利用して階調表示を行えば、「白浮き」が発生しない。但し、通常の画素 (液晶層に印加される電圧が 1種類)で表示を行うと、規格化輝度が約 70から 100の範囲で表示を行うことになるので、コントラスト比が得られない。

[0024] 本発明による実施形態の液晶表示装置にお!、ては、各画素がそれぞれの液晶層に印加される電圧は互いに独立に制御され得る複数の副画素を有する。各副画素の液晶層に印加する電圧を当該画素で表示すべき階調に応じて、各副画素の規格ィ匕 V—Tカーブにおける上記「白浮き」が発生しな、範囲を利用するように、各副画素の液晶層に印加する電圧を設定する。容量分割を利用した従来のマルチ画素構造を有する液晶表示装置では、副画素の液晶層に印加する電圧を互いに独立に制御することができないので、ある関係を有する V— Tカーブを足し合わせ、それによつて視野角特性を平均化するに過ぎないのに対し、本発明による実施形態の液晶表示装置においては、各副画素の規格化 V— Tカーブが、斜め視角と正面視角とで一致する範囲を最大限に利用することが可能となる。

[0025] 例えば、各画素が第 1副画素 SP1と第 2副画素 SP2とを有する場合、第 1副画素 S P1の面積を S 、第 2副画素 SP2の面積を S とすると、 S ≤S とし、予め決め

(SP1) (SP2) (SP1) (SP2)

られた第 1階調までは、表示すべき階調に応じた電圧を第 1副画素 SP1の液晶層にのみ印加し、第 1階調よりも高い予め決められた第 2階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも第 2副画素 SP2の液晶層に印加する。すなわち、最低階調 (黒)から第 1階調までの階調範囲は、第 1副画素だけで階調表示を行い、第 2階調以上の階調範囲においては、第 2副画素 SP2の液晶層に表示すべき階調に応じた電圧を印加する。最高階調を表示する際には、第 1副画素 SP1および第 2副画素 SP2の両方に最高階調に応じた電圧を印加する。なお、「表示すべき階調に応じた電圧」は、第 1副画素 SP1に対するものと、第 2副画素 SP2〖こ対するものとは独立である。第 2階調以上のある階調を表示するために第 1副画素 S P1と第 2副画素 SP2との両方の液晶層に電圧を印加する場合、第 1副画素 SP1の液晶層に印加される電圧 VSP1と第 2副画素 SP2の液晶層に印加される電圧 VSP2 とは、同じであるとは限らないが、ある 1つの組合せが設定される。

[0026] 本発明による実施形態の液晶表示装置は、各副画素の構成を従来の画素と同様の構成とすること〖こよって得られる。例えば、 TFT型の液晶表示装置の場合には、副画素毎に 1つの TFTが設けられ、それぞれ 1本のゲートバスラインおよび 1本のソースバスラインが設けられる。このとき、各副画素に従来の容量分割を利用した画素分割構造 (例えば特許文献 5に記載の画素分割構造)を適用することができる。

[0027] 図 2に本発明による実施形態の液晶表示装置の 1つの画素 Pの構造を模式的に示す。画素 Pは、 3つの副画素、すなわち第 1副画素 SP1、第 2副画素 SP2および第 3 副画素 SP3から構成されている。ここでは、第 1副画素 SP1、第 2副画素 SP2および第 3副画素 SP3の面積をそれぞれ S 、S および S とすると、 S < S < S の

3) 関係を満足している。

[0028] このような画素分割構造を採用すると、例えば、図 3に模式的に示すような階調表示特性を得ることができる。図 3は、横軸に正面視角における表示階調 (正面階調)をとり、縦軸に斜め視角（左右方向'極角 60° )における階調表示特性を示している。ここでは、 OZ255階調（黒)〜255Z255階調（白）の 256階調表示を例示して、る。図 3に示すように、ある階調以上の表示階調では、斜め視角と正面視角とで表示階調が一致しており、すなわち、「白浮き」が発生しない。一方、ある階調未満の範囲では斜め視角の表示階調が正面視角の表示階調よりも大きくなつている。この斜め視角の表示階調が相対的に大きい範囲は、 1つの副画素だけを用いて表示を行っている範囲の内で、規格化輝度が約 70以下の範囲（図 1 (b)参照）に対応する範囲である。このことから分力るように、「白浮き」の発生をできるだけ広い階調範囲で防止するためには、 1つの副画素だけで階調表示を行う第 1副画素 SP1の面積 S を小さく

(SP1) することが好ましい。同様の理由から、第 3副画素 SP3を設ける場合には、第 3副画素 SP3の面積 S は、第 2副画素 SP2の面積 S よりも大きくすることが好ましい。

(SP3) (SP2)

[0029] 各画素を構成する副画素の数 (以下、「分割数」とも!、う。）と、副画素の面積比 (最小の副画素の面積（S )に対する他の副画素の面積の比、 S /S 、S /S

(SPl) (SP2) (SP1) (SP3) (S など、「分割比」ともいう。）を設定することによって、図 3 (a)に示したような階調表示

P1)

特性を得ることができる。ここで、分割数または分割比が最適値からずれると、図 3 (b )に示すように、中間階調においても斜め視角の表示階調が相対的に高くなる。

[0030] 次に、分割数および分割比の決め方を説明する。

[0031] ここで、規格化輝度 0〜： LOOの内の A以上の規格化輝度範囲において、斜め視角における規格化 V— Tカーブと正面視角の規格化 V— Tカーブとが互いに一致する副画素を組み合わせる最適の条件を検討する。図 1 (a)に示した例では規格化輝度が約 70以上で斜め視角と正面視角にお、て規格化 V—Tカーブが一致して、るので、 Aは約 70ということになる。

[0032] なお、規格化輝度と階調との関係は表示装置の γ値、典型的には γ = 2. 2によつて関係付けられる。 AZ100を aで表し、画素の分割数を Nとし、各副画素の面積を S 、S 、 ' " S とし、 S ≤S ≤- - -≤S の関係を満足するものとすると、分

SPl) (SP2) (SPN) (SPl) (SP2) (SPN) 割数 Nおよび S は以下のようにして求めることができる。なお、 nは 1以上 N以下の

(SPn)

整数である。

[0033] (I) 0<A≤50に設定する場合、分割数 N = 2で中間階調における白浮き（図 3 (b) 参照）を発生し無いようにできる。従って、 N = 2が最低の分割数である。また、このときの n分割目以上の副画素面積の最小値は、 S であり、例えば 2分割の場合、 S

(SPn-1) (S

=S が S の最小値 S minということになる。また、 S の最大値 S maxは次

P2) (SP1) (SP2) (SP2) (SPn) (SPn) 式（1)で与えられる。

[数 1]

n-1

' » (SPn) max―- /j S (SPk) I

[0034] (II) 50< A< 100に設定する場合、

{S /a^(N_1)} - (l -a)≥ S -a

(SP1) (SP1)

を満足する Nが必要であり、すなわち、

を満足する Nが必要である。

[0035] このとき、 n分割目（nは 1 <η≤Νの整数）の副画素の面積 S は S

(SPn) (SP1) Za⁽ⁿ— ^ϋであり

、言!/ヽ換免ると、 S /aと！/ヽうことになる。

(SPn-l)

[0036] また、このときの m分割目（mは m〉Nの整数）の副画素面積の最小値 S は S

(SPm)min (SP であり、 S の最大値 S は次式（2)で与えられる。

m-1) (SPm) (SPm)max

[数 2]

[0037] 次に、図 4〜図 9を参照しながら、本発明による実施形態のマルチ画素構造および各副画素の液晶層への電圧の印加の仕方の例を説明する。図 4〜図 9のそれぞれは、副画素の面積（第 1副画素の面積を 1とする）および各副画素の液晶層に印加される電圧 Vxの範囲を示しており、副画素の液晶層への電圧の印加の仕方 (分配方法)毎に図示している。 [0038] 電圧 Vxは画素全体で表示すべき階調に対応する電圧を意味し、最低階調 (黒)を表示する電圧を 0とし、最高階調（白）を表示する電圧を 1としている。但し、実際の表示装置においては、最低階調 (黒)を表示する際にしきい値電圧以下の電圧を印加する場合がある（例えば、図 1 (a)に示した V—Tカーブは約 0. 5Vの黒電圧力もスタートしている)。図中の四角形は、副画素の大きさを示しており、ハッチング部の面積は印加電圧の大きさを模式的に表しており、副画素を示す四角形の下辺を基準にハツチング部分が上に広がるほど印加電圧は大き、ことを意味する。印加電圧の大きさは、副画素ごとに相対的であり、副画素の全体がハッチングされている場合は、当該副画素の液晶層には最高階調を表示するための電圧が印加されて、ることを示す。副画素を示す四角形中に示した破線は、規格化 V— Tカーブに視角依存性が発生する最高の電圧のレベルを示して、る。

[0039] まず、図 4〜図 7を参照して、 A= 50の場合、すなわち、規格化輝度が 50以上で規格化 V—Tカーブに視角依存性がない場合について説明する。

[0040] 図 4 (a)〜 (c)に 2分割構造 (分割数 N = 2)の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）と第 2副画素 SP2 (図中の右側）との面積比は 1： 1である。

[0041] 図 4 (a)に示すように、黒表示 (Vx=0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0042] 次に、図 4 (b)に示すように、 0Z2<Vx≤lZ2の電圧範囲、（第 1副画素 SP1の規格化輝度が 100となるまで）、第 1副画素 SP1の液晶層にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 50未満の領域（図中の矢印で示す範囲）は、規格化 V—T曲線に視角依存性があるので、画素全体の規格化輝度が 25 (136Z2 55階調)までは白浮きが発生することになる。

[0043] 次に、図 4 (c)に示すように、 lZ2<Vx≤2Z2の電圧範囲（すなわち画素全体の規格化輝度が 50を超える範囲)では、第 1副画素 SP1および第 2副画素 SP2にそれぞれ規格化輝度が 50を超える、同じ電圧を印加する。

[0044] 図 5 (a)〜(d)に、 2分割構造 (分割数 N= 2)の他の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）と第 2副画素 SP2 (図中の右側）との面積比は 1： 2である。

[0045] 図 5 (a)に示すように、黒表示 (Vx = 0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0046] 次に、図 5 (b)に示すように、 OZ3<Vx≤lZ3の電圧範囲では (第 1副画素 SP1 の規格化輝度が 100となるまで）、第 1副画素 SP1の液晶層にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 50未満の領域（図中の矢印で示す範囲）は、規格化 V—T曲線に視角依存性があるので、画素全体の規格化輝度が 16. 7 (1 13Z255階調)までは白浮きが発生する。

[0047] 次に、図 5 (c)に示すように、 lZ3<Vx≤2Z3の電圧範囲では（第 2副画素 SP2 の規格化輝度が 100となるまで）、第 2副画素 SP2の液晶層にのみ電圧を印加する。

[0048] 次に、図 5 (d)に示すように、 Vxが 2Z3を超える電圧範囲（画素全体の規格化輝度が 67を超える範囲）では、第 1副画素 SP1および第 2副画素 SP2を利用する。このとき、第 1副画素 SP1の液晶層には最高階調電圧が印加されており、第 1副画素 SP 1の規格化輝度は 100であり、面積が全体の 1Z3である第 1副画素 SP1に最高階調電圧を印加することによって、画素全体として最高階調の 3分の 1の階調を表示している。第 2副画素 SP2の液晶層にはこれを超える階調を表示するための電圧が印加される。

[0049] 図 6 (a)〜(d)に、 3分割構造 (分割数 N= 3)の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）、第 2副画素 SP2 (図中の中央)、第 3副画素 SP3 (図中の右側）との面積比は 1 : 1 : 1である。

[0050] 図 6 (a)に示すように、黒表示 (Vx = 0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0051] 次に、図 6 (b)に示すように、 OZ3く Vx≤lZ3の電圧範囲では (第 1副画素 SP1 の規格化輝度が 100となるまで）、第 1副画素 SP1の液晶層にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 50未満の領域（図中の矢印で示す範囲）は、規格化 V—T曲線に視角依存性があるので、画素全体の規格化輝度が 16. 7 (1 13Z255階調)までは白浮きが発生する。

[0052] 次に、図 6 (c)に示すように、 l/3<Vx≤l . 5Z3の電圧範囲（画素全体の規格化輝度が 50以下の範囲）では、第 1副画素 SP1および第 2副画素 SP2の液晶層にそれぞれ規格化輝度が 50となる電圧を印加した状態から、第 1副画素 SP1に規格ィ匕輝度が 50を超える電圧が印加される。

[0053] 次に、図 6 (d)に示すように、 Vxが 1. 5Z3を超える電圧範囲では、第 1副画素 SP

1、第 2副画素 SP2および第 3副画素 SP3を均等に利用する。すなわち、各副画素に規格化輝度が 50を超える電圧を均等に印加する。

[0054] 図 7 (a)〜(g)に、 3分割構造 (分割数 N = 3)の他の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）、第 2副画素 SP2 (図中の中央)、第 3副画素 SP3 (図中の右側）との面積比は 1 : 2 : 6である。

[0055] 図 7 (a)に示すように、黒表示 (Vx = 0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0056] 次に、図 7 (b)に示すように、 OZ9<Vx≤lZ9の電圧範囲では、第 1副画素 SP1 の液晶層にのみ電圧を印加する。すなわち、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 100となるまでは、第 1副画素 SP1にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 50未満の領域 (図中の矢印で示す範囲）は、規格化 V— T曲線に視角依存性があるので、 5. 6 (69Z255階調)までは白浮きが発生する。

[0057] 次に、図 7 (c)に示すように、 l/9<Vx≤l . 5Z9の電圧範囲では、第 2副画素 S P2の液晶層のみに規格化輝度が 50を超える電圧を規格化輝度が 100まで印加する。

[0058] 次に、図 7 (d)に示すように、 1. 5Z9<Vx≤3Z9の電圧範囲では、第 1副画素 S P1および第 2副画素 SP2の液晶層にそれぞれに、規格化輝度が 50を超える電圧が印加される。

[0059] 次に、図 7 (e)に示すように、 3Z9<Vx≤4Z9の電圧範囲では、第 3副画素 SP3 の液晶層にのみ、規格化輝度が 50を超える電圧が印加される。

[0060] 次に、図 7 (f)に示すように、 4Z9<Vx≤6Z9の電圧範囲では、第 1副画素 SP1 の液晶層に規格化輝度が 100となる電圧を印加した状態で、第 3副画素 SP3の液晶層に規格化輝度が 50を超える電圧が印加される。

[0061] 次に、図 7 (g)に示すように、 6Z9<Vx≤9Z9の電圧範囲では、第 1副画素 SP1 および第 2副画素 SP2のそれぞれの液晶層に規格化輝度が 100となる電圧を印加した状態で、第 3副画素 SP3の液晶層に規格化輝度が 50を超える電圧が印加される。 [0062] 次に、図 8および図 9を参照しながら、 A=67の場合、すなわち、規格化輝度が 67 以上で規格化 V—Tカーブに視角依存性がない場合について説明する。

[0063] 図 8 (a)〜(e)に、 2分割構造 (分割数 N = 2)の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）と第 2副画素 SP2 (図中の右側）との面積比は 2 : 3である。

[0064] 図 8 (a)に示すように、黒表示 (Vx=0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0065] 次に、図 8 (b)に示すように、 OZ5<Vx≤2Z5の電圧範囲では (第 1副画素 SP1 の規格化輝度が 100となるまで）、第 1副画素 SP1の液晶層にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 67未満の領域（図中の矢印で示す範囲）は、規格化 V—T曲線に視角依存性があるので、画素全体の規格化輝度が 26. 7 (1 40Z255階調)までは白浮きが発生する。

[0066] 次に、図 8 (c)〖こ示すように、 2Z5<Vx≤3Z5の電圧範囲では（第 2副画素 SP2 の規格化輝度が 100となるまで）、第 2副画素 SP2の液晶層にのみ電圧を印加する。この電圧範囲では白浮きは発生しない。

[0067] 次に、図 8 (d)〖こ示すように、 3Z5<Vx≤4Z5の電圧範囲では、第 2副画素 SP2 に規格化輝度 67に対応する電圧を印加した状態で、第 1副画素 SP1の液晶層に規格化輝度が 100になるまで電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の液晶層に印加される電圧範囲が規格化輝度 67未満の範囲において白浮きが発生するので、画素全体の規格化輝度が 60以上 66. 7未満（202Z255階調〜 212Z255階調）の範囲で白浮きが発生する。

[0068] 次に、図 8 (e)に示すように、 4Z5<Vx≤5Z5の電圧範囲では、第 1副画素 SP1 の液晶層に規格化輝度が 100となる電圧を印加した状態で、第 2副画素 SP2の液晶層に、第 2副画素 SP2の規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。この電圧範囲においても白浮きは発生しな、。

[0069] 図 9 (a)〜(i)に、 3分割構造 (分割数 N= 3)の例を示す。第 1副画素 SP1 (図中の左側）、第 2副画素 SP2 (図中の中央)、第 3副画素 SP3 (図中の右側）との面積比は 4 : 6 : 9である。

[0070] 図 9 (a)に示すように、黒表示 (Vx = 0)の場合は、いずれの副画素にも電圧が印加されない。

[0071] 次に、図 9 (b)に示すように、 OZ19く Vx≤4Zl9の電圧範囲では (第 1副画素 SP 1の規格化輝度が 100となるまで）、第 1副画素 SP1の液晶層にのみ電圧を印加する。このとき、第 1副画素 SP1の規格化輝度が 67未満の領域（図中の矢印で示す範囲 )は、規格化 V—T曲線に視角依存性があるので、画素全体の規格化輝度が 14 (10 5Z255階調)までは白浮きが発生する。

[0072] 次に、図 9 (c)に示すように、 4Z19く Vx≤6Zl9の電圧範囲では、（第 2副画素 S P2の規格化輝度が 100となるまで）、第 2副画素 SP2の液晶層にのみ、規格化輝度力 S67超となる電圧を印加する。

[0073] 次に、図 9 (d)に示すように、 6Z19く Vx≤9Zl9の電圧範囲では、（第 3副画素 S P3の規格化輝度が 100となるまで）、第 3副画素 SP3の液晶層にのみ、規格化輝度力 S67超となる電圧を印加する。

[0074] 次に、図 9 (e)に示すように、 9Z19く Vx≤10Zl9の電圧範囲では、第 1副画素 S P1および第 3副画素 SP3のそれぞれの液晶層に各副画素の規格化輝度が 67となる電圧を印加した状態で、第 1副画素 SP1の液晶層に規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。

[0075] 次に、図 9 (f)に示すように、 10Z19く Vx≤12Zl9の電圧範囲では、第 2副画素 SP2および第 3副画素 SP3のそれぞれの液晶層に各副画素の規格化輝度が 67となる電圧を印加した状態で、第 2副画素 SP2の液晶層に規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。

[0076] 次に、図 9 (g)に示すように、 12719<¥ ≤15 19の電圧範囲では、第 2副画素 SP2の液晶層に第 2副画素 SP2の規格化輝度が 100となる電圧を印加した状態で、第 3副画素 SP3の液晶層に規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。

[0077] 次に、図 9 (h)に示すように、 15Z19く Vx≤16Zl9の電圧範囲では、第 2副画素 SP2の液晶層に第 2副画素 SP2の規格化輝度が 100となる電圧を印加し、かつ、第 3副画素 SP3の液晶層に各副画素の規格化輝度が 67となる電圧を印加した状態で、第 1副画素 SP1の液晶層に規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。

[0078] 次に、図 9 (i)に示すように、 16Z19く Vx≤19Zl9の電圧範囲では、第 1副画素 SP1および第 2副画素 SP2のそれぞれの液晶層に各副画素の規格ィ匕輝度が 100となる電圧を印加した状態で、第 3副画素 SP3の液晶層に規格化輝度が 67を超える電圧を印加する。

[0079] 規格化 V—Tカーブに視角依存性が発生しない輝度 Aが異なる場合について、上述した設計指針に基づ、て、分割数、分割比 (各副画素の面積を S で示す。 )を

(SPn)

求めた結果を表 1に示す。表 1は分割数 2〜5についてそれぞれ成立する。表 1には、各画素分割構造を有する画素において白浮きが発生する階調を示している。また、各分割構造について、「min」および「max」は、第 2副画素以降の副画素の面積が最小の構成および最大の構成をそれぞれ示して!/ヽる。表 1中の *を付した数値で特定される分割構造は、図 3 (b)に示したような中間調領域に白浮きが発生する領域があることを示している。

[0080] [表 1]

*この分割数では中間調にコブが発生

また表 2に、 MVAモードの液晶表示装置の V— Tカーブの視角依存性（図 1参照) について、量産性を考慮して、分割数 N = 3または 4について、好ましい分割比を求めた結果をまとめて示す。 V—T特性に記載の数値範囲は、上述の Aに対応する相対透過率である。 [0082] [表 2]

但し、低階調の白浮きは各パラメータにより差有り

[0083] 上述したように、画素分割構造の分割数および分割比を設定し、各副画素に印加する電圧を、各副画素の規格化 V— Tカーブに視角依存性がない範囲を最大限に利用するように供給することによって、画素全体の白浮きを効果的に抑制し、 γ特性の視角依存性を低減することが出来る。

[0084] なお、上記説明では、斜め視角特性として、左右方向 ·極角 60° における V— Τ力ーブを用いたが、本発明を適用する液晶表示装置に求められる視野角特性に応じて適宜変更できる。例えば、左右方向'極角 45° の V— Τカーブが正面視角の V— Τカーブと一致すれば、十分な用途もある。この場合、上記 Αの値は 50程度であり得る。

[0085] また、各副画素について、特許文献 4等に記載されている従来の画素分割構造を適用することによって、さらに γ特性の視角依存性を低減することができる。

産業上の利用可能性

[0086] 本発明によると、視野角特性に優れた液晶表示装置が提供される。本発明は特に液晶テレビなどの大型の液晶表示装置に好適に適用される。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の画素を有する液晶表示装置であって、

前記複数の画素のそれぞれは、それぞれの液晶層に印加される電圧は互いに独立に制御され得る複数の副画素を有し、

前記複数の副画素は、第 1副画素と、前記第 1副画素よりも面積が大きいか等しい第 2副画素を有し、

予め決められた第 1階調までは、表示すべき階調に応じた電圧を前記第 1副画素の液晶層にのみ印加し、

前記第 1階調よりも高い予め決められた第 2階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも前記第 2副画素の液晶層に印加する、液晶表示装置。

[2] 前記第 1副画素の面積は前記第 2副画素の面積よりも小さい、請求項 1に記載の液晶表示装置。

[3] 前記複数の副画素は、前記第 2副画素よりも面積が大きいか等しい第 3副画素をさらに有し、

前記第 2階調よりも高い予め決められた第 3階調以上の階調を表示すべきときに、表示すべき階調に応じた電圧を少なくとも前記第 3副画素の液晶層に印加する、請求項 1または 2に記載の液晶表示装置。

[4] 前記第 1副画素の面積は前記第 3副画素の面積よりも小さい、請求項 3に記載の液晶表示装置。