專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及可以改善液晶顯示裝置的γ特性的視場角依賴性的結構和/或驅動方法。
背景技術：
液晶顯示裝置是具有高分辨率、形狀薄、重量輕以及消費電力低等優(yōu)點的平面顯示裝置，近年來，伴隨著顯示性能的提高、生產能力的提高以及對其它顯示裝置的價格競爭力的提高，市場規(guī)模迅速擴大。
現有技術一般的扭轉向列方式(TN方式)的液晶顯示裝置可以使具有正的介電率各向異性的液晶分子的長軸對于基板表面近似平行取向，而且，進行取向處理，使液晶分子的長軸沿液晶層的厚度方向在上下基板間近似90度扭轉。在液晶層上外加電壓的話，液晶分子平行電場地恢復，解除扭曲取向(扭轉取向)。TN方式的液晶顯示裝置通過利用伴隨液晶分子根據電壓的取向變化的旋光性的變化，控制透光量。
TN方式的液晶顯示裝置的生產余量廣闊生產率十分出色。一方面，有顯示性能特別是視場角特性的問題。具體說，TN方式的液晶顯示裝置的顯示面從斜方向觀察的話，顯示的對比度顯著降低，，從斜方向觀察在正面觀察可以明顯觀察到從黑到白的多個灰度等級的圖像的話，有灰度等級間的亮度差變得顯著不明顯的問題。此外，顯示的灰度等級特性反轉，也會出現從正面觀察更暗的部分從斜方向觀察更亮的現象(所謂的灰度等級反轉現象)。
近年來，作為改善這些TN方式的液晶顯示裝置視場角特性的液晶顯示裝置，開發(fā)出專利文獻1記載的共面切換方式(IPS方式)、專利文獻2記載的多域垂直對準方)、專利文獻3記載的軸對稱取向方式(ASM方式)以及專利文獻4記載的液晶顯示裝置等。
這些新型方式(廣視場角方式)的液晶顯示裝置中都解決了關于視場角特性的上述具體問題。亦即，不產生在從斜方向觀察顯示面的場合顯示對比度顯著降低、顯示灰度等級反轉等問題。
專利文獻1特公昭63-21907號公報專利文獻2特開平11-242225號公報專利文獻3特開平10-186330號公報專利文獻4特開2002-55343號公報在液晶顯示裝置的顯示質量的改善有進展的狀況下，當今作為視場角特性的問題，正面觀察時的γ特性和斜方向觀察時的γ特性不同這一點，亦即γ特性的視場角依賴性的問題重新顯現出來。這里，所謂γ特性是表示亮度的灰度等級依賴性，γ特性在正面方向和斜方向不同，因為灰度等級顯示狀態(tài)根據觀察方向而不同，所以在表示照片等圖像的場合，或者在顯示電視播放等的場合，特別會出現問題。
γ特性的視場角依賴性的問題在MVA方式和ASM方式下比IPS方式更顯著。一方面，IPS方式和MVA方式或ASM方式相比，很難以高的生產率生產正面觀察時對比度高的面板。從這點出發(fā)，特別期望改善MVA方式和或ASM方式的液晶顯示裝置中的γ特性的視場角依賴性。

發(fā)明內容
本發(fā)明是借鑒這樣的問題開發(fā)的，其主要目的是提供γ特性的視場角依賴性優(yōu)良的液晶顯示裝置。
根據本發(fā)明的第一方面的液晶顯示裝置是具有多個液晶層和有在上述液晶層上外加電壓的多個電極的多個像素、執(zhí)行常黑方式顯示的液晶顯示裝置，其特征在于上述多個像素的每一個具有可以在上述各液晶層上外加相互不同的電壓的第一副像素和第二副像素，上述多個像素的每一個在執(zhí)行某灰度等級gk(0≤gk≤gn，gk和gn是0以上的整數，gk大的一方表示亮度高的灰度等級)的顯示時，使外加在上述第一副像素和第二副像素的各液晶層上的有效電壓為V1(gk)和V2(gk)，ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)的話，則至少在0＜gk≤n-1的范圍內，ΔV12(gk)＞0(伏)，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系，以此實現上述目的。
上述多個像素的每一個另外具有可以在液晶層上外加和上述第一副像素和上述第二副像素不同的電壓的第三副像素，上述多個像素的每一個在執(zhí)行某灰度等級gk的顯示時使外加在上述第三副像素的上述液晶層上的有效電壓為V3(gk)、ΔV13(kg)＝V1(kg)-V3(gk)的話，也可以滿足0(伏)＜ΔV13(gk)＜ΔV12(gk)的關系。
另外，在副像素的液晶層上外加的有效電壓至少在0＜gk≤n-1的范圍內，最好滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。
各像素在有第三副像素的場合，至少在0＜gk≤n-1的范圍內，最好滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)且ΔV13(gk)＞ΔV13(gk+1)的關系。
在某個合適的實施例中，上述第一副像素和上述第二副像素的每一個具有由對置電極和通過上述液晶層與上述對置電極對置的副像素電極形成的液晶電容，和由與上述副像素電極電氣連接的輔助電容電極、絕緣層、通過上述絕緣層與上述輔助電容電極對置的輔助電容對置電極形成的輔助電容，上述對置電極是對上述第一副像素和上述第二副像素共同的單一電極，上述輔助電容對置電極與上述第一副像素和上述第二副像素的每一個電氣獨立。對置電極典型地在對置基板上設置(有時也稱“共同電極”)，但是在IPS方式中，在和副像素電極相同的基板上形成。此外，“通過液晶層和副像素電極對置的對置電極”不一定需要在液晶層的厚度方向與副像素電極對置，在IPS方式液晶顯示裝置中，在液晶層的層面內通過液晶層與副像素電極對置那樣配置。
在某個合適的實施例中，具有對應上述第一副像素和上述第二副像素的每一個設置的2個開關元件，上述兩個開關元件由供給共同的掃描線的掃描信號電壓進行接通/斷開控制，在上述2個開關元件在接通狀態(tài)時，在上述第一副像素和上述第二副像素的每一個所具有的上述副像素電極和上述輔助電容電極上從共同的信號線供給顯示信號電壓，在上述2個開關元件變成斷開狀態(tài)后，上述第一副像素和上述第二副像素的每一個的上述輔助電容對置電極的電壓變化，由其變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在上述第一副像素和上述第二副像素中是不同的。這里，上述輔助電容對置電極的電壓的變化量不僅包含大小(絕對值)而且包含變化的方向(符號)。例如，上述第一副像素和上述第二副像素的每一個的上述輔助電容對置電極的電壓的變化量也可以絕對值相同，符號相反。亦即，在開關元件成為斷開狀態(tài)后，在一方的輔助電容對置電極的電壓增大，另一方的輔助電容對置電極的電壓降低的場合，其變化量的絕對值也可以相同。
上述液晶層最好是垂直取向型液晶層，包含具有負電介質各向異性的向列液晶材料。
上述第一副像素和上述第二副像素的每一個中包含的上述液晶層最好包含在外加電壓時液晶分子傾斜的方位角方向互相相差90°的4個域。
上述第一副像素和上述第二副像素中間通過上述共同的掃描線配置，上述第一副像素和上述第二副像素的每一個在上述對置電極側有向上述液晶層側突出的多個肋，上述多個肋包含在第一方向上延伸的第一肋、和在與上述第一方向近似正交的第二方向上延伸的第二肋，上述第一肋和上述第二肋在上述第一副像素和上述第二副像素的每一個內相對平行于上述共同的掃描線的中心線對稱配置，而且，上述第一副像素和上述第二副像素中的一方的副像素的上述第一肋和上述第二肋的配置和另一方的副像素內的配置最好對于與上述共同的掃描線正交的中心線對稱。
平行于上述第一副像素和上述第二副像素的每一個中的上述共同的掃描線的中心線的間隔最好等于上述掃描線的排列間距的約二分之一。
上述第一副像素的面積最好和上述第二副像素的面積相同或比其小。在多個像素的每一個具有3個以上的副像素的場合，外加最高有效電壓的副像素的面積最好不比其它的副像素的面積大。
根據本發(fā)明的另一方面的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述多個像素的上述液晶層上外加的上述電場的方向在每一垂直掃描周期反轉，在處于某一中間灰度等級顯示狀態(tài)下，上述電場方向在任意行的像素中，行方向上以規(guī)定的周期反轉，而且，在任意列的像素中，在列方向上每像素反轉。
在某個實施例中，上述電場方向在任意行的像素中，在行方向上每像素反轉。
在某個實施例中，上述電場方向在任意行的像素中，在行方向上每兩個像素反轉。
某個實施例的液晶顯示裝置是以常黑方式執(zhí)行顯示的液晶顯示裝置，上述至少兩個副像素包含兩個副像素(SPa(p，q)和SPb(p，q))，上述多個像素的每一個在執(zhí)行某灰度等級gk(0≤gk≤gn，gk和gn是0以上的整數，gk大的一方表示亮度高的灰度等級)的顯示時，使外加在上述兩個副像素中的一方的上述液晶層上的有效電壓為V1(gk)，外加在另一方的上述液晶層上的有效電壓為V2(gk)，ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)的話，則至少在0＜gk≤n-1的范圍內，ΔV12(gk)＞0(伏)，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系。
在某個實施例中，至少在0＜gk≤n-1的范圍內，滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個具有由對置電極和通過上述液晶層與上述對置電極對置的副像素電極形成的液晶電容，和由與上述副像素電極電氣連接的輔助電容電極、絕緣層、通過上述絕緣層與上述輔助電容電極對置的輔助電容對置電極形成的輔助電容，上述對置電極是對SPa(p，q)和SPb(p，q)共同的單一電極，上述輔助電容對置電極與SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個電氣獨立。
在一個實施例中，具有對應SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個設置的2個開關元件，上述兩個開關元件由供給共同的掃描線的掃描信號電壓進行接通/斷開控制，在上述2個開關元件在接通狀態(tài)時，在SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個所具有的上述副像素電極和上述輔助電容電極上從共同的信號線供給顯示信號電壓，在上述2個開關元件變成斷開狀態(tài)后，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的電壓變化，由其變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在SPa(p，q)和SPb(p，q)不同。也就是說，上述兩個開關元件在接通狀態(tài)時的SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的電位例如是VSpa(on)和VSpb(on)，在上述兩個開關元件在成為斷開狀態(tài)后，從VSpa(on)和VSpb(on)分別變化為VSpa(off)和VSpb(off)，而且，以作為此時各個的變化量VSpa(off)-VSpa(on)和VSpb(off)-VSpb(on)不同那樣在上述輔助電容對置電極上外加電壓。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的上述輔助電容對置電極的電壓的變化量大小相等、變化的方向相反。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的電壓是振蕩電壓、相位彼此相反。上述振蕩電壓可以是矩形波，也可以是正弦波或三角波等。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的上述振蕩電壓的周期和一個水平掃描周期近似相等。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的上述振蕩電壓的周期比一個水平掃描周期短。
在某個實施例中，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個的上述輔助電容對置電極的上述振蕩電壓的水平掃描周期的時間平均值在任意水平掃描周期近似相等。
在某個實施例中，上述振動周期是一個水平掃描周期的二分之一。
在某個實施例中，上述振動是負荷(duty)比是1∶1的矩形波。
在某個實施例中，SPa(p，q)的面積和SPb(p，q)的面積相互不同，而且在SPa(p，q)和SPb(p，q)中的上述液晶層上外加的有效電壓大的一方的面積比另一方的面積小。
在某個實施例中，SPa(p，q)的面積和SPb(p，q)的面積實質相等。


圖1概念表示根據本發(fā)明的第一方面的實施例的液晶顯示裝置100中的像素結構的例子。
圖2(a)～(c)是表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的結構的概念圖。
圖3(a)～(c)概念表示現有技術的液晶顯示裝置100‘的結構。
圖4是為說明MVA方式的液晶顯示裝置的顯示特性的概念圖，(a)是表示透射率的外加電壓依賴關系的曲線圖，(b)是分別把(a)的曲線圖以白顯示時的透射率標準化的曲線圖，(c)是表示γ特性的曲線圖。
圖5(a)～(d)分別表示在像素分割后的副像素的液晶層上外加的電壓條件A～D。
圖6是表示使用圖5所示電壓條件A～D的場合的γ特性的曲線圖，(a)表示右60度視場角的γ特性，(b)表示右上60度視場角的γ特性。
圖7是表示使用圖5所示電壓條件A～D的場合的白顯示時透射率(正面)的曲線圖。
圖8是為說明副像素的面積比對在根據本發(fā)明的實施例中使用電壓條件C的場合的γ特性的影響的曲線圖，(a)表示右60度視場角的γ特性，(b)表示右上60度視場角的γ特性。
圖9是表示在本發(fā)明的實施例中使用電壓條件C的場合白顯示時透射率(正面)與副像素的面積比的關系的圖。
圖10是為說明副像素的數目對在本發(fā)明的實施例中使用電壓條件B的場合的γ特性的影響的曲線圖，(a)表示右60度視場角γ特性，(b)表示右上60度視場角γ特性。
圖11是表示在本發(fā)明的實施例中使用電壓條件B的場合白顯示時透射率(正面)與副像素的數目的關系的圖。
圖12是概念表示本發(fā)明的另外一個實施例的液晶顯示裝置200的像素結構的一個例子的圖。
圖13是表示對應液晶顯示裝置200的像素結構的電氣等效電路的圖。
圖14(a)～(f)是表示在液晶顯示裝置200的驅動中使用的各種電壓波形的圖。
圖15是表示液晶顯示裝置200中向副像素間液晶層的外加電壓關系的圖。
圖16是表示液晶顯示裝置200的γ特性的圖，(a)表示右60度視場角的γ特性，(b)表示右上60度視場角的γ特性。
圖17是概念表示本發(fā)明的第二方面的液晶顯示裝置的像素排列的圖。
圖18(a)～(j)是表示為驅動具有圖17所示結構的液晶顯示裝置的各種電壓(信號)的波形的圖。
圖19是概念表示本發(fā)明的另一個實施例的液晶顯示裝置的像素排列的圖。
圖20(a)～(j)是表示為驅動具有圖19所示結構的液晶顯示裝置的各種電壓(信號)的波形的圖。
圖21(a)是概念表示根據本發(fā)明的另一個實施例的液晶顯示裝置的像素排列的圖，(b)是概念表示其輔助電容配線和輔助電容電極的配置的圖。
具體實施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明第一方面的實施例的液晶顯示裝置的結構和操作進行說明。
首先參考圖1和圖2(a)、(b)以及(c)。圖1概念表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置100的1個像素的電極配置。圖2(a)概念表示液晶顯示裝置100的整體結構，圖2(b)概念表示1個像素的電極構造，圖2(c)表示沿圖2(b)的2C-2C‘線的剖面圖。另外為參考起見，在圖3(a)、3(b)和3(c)中分別概念表示現有技術的液晶顯示裝置100’的1個像素的電極配置、電極構造和沿3C-3C‘線的剖面構造。
本實施例的液晶顯示裝置100配備多個具有液晶層和給液晶層外加電壓的多個電極的多個像素，是執(zhí)行普通黑方式顯示的液晶顯示裝置。這里，以TFT型液晶顯示裝置舉例表示，但是也可以使用其它開關元件(例如MIM元件)。
液晶顯示裝置100具有以矩陣形式排列的多個像素10。多個像素10的每一個有液晶層13和為給液晶層13外加電壓的像素電極18和對置電極17。對置電極17是對全部像素10共同的一個電極。
本實施例的液晶顯示裝置100，如圖1所示，多個像素10的每一個具有可以外加相互不同的電壓的第一副像素10a和第二副像素10b。
多個像素10的每一個在執(zhí)行某一灰度等級gk(0≤gk≤gn，gk和gn是零以上的整數，gk大的一方表示亮度高的灰度等級)的顯示時這樣驅動，使在第一副像素10a和第二幅度像素10b的每一個的液晶層上外加的有效電壓分別為V1(gk)和V2(gk)，在第一副像素10a和第二幅度像素10b的每一個的液晶層上外加的有效電壓的差為ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)的話，至少在0＜gk≤n-1的范圍內ΔV12(gk)＞0(伏)，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系。
各像素10具有的副像素的數目(有時稱為像素的分割數)不限于2，另外也可以具有可以外加與第一副像素10a和第二副像素10b不同電壓的第三副像素(圖中未示出)。此時，給第三副像素的液晶層外加的有效電壓作為V3(gk)、給第一副像素和第三副像素各自的液晶層外加的有效電壓的差作為ΔV13(gk)＝V1(gk)-V3(gk)的話，則滿足0(伏)＜ΔV13(gk)＜ΔV12(gk)的關系。不用說，各像素10具有的副像素的數目也可以在4個以上。
此外，在副像素的液晶層上外加的有效電壓至少在0＜gk≤n-1的范圍內最好滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。也就是說，亮度越高的灰度等級，在第一副像素10a和第二副像素10b上外加的有效電壓的差越小，或者最好相等。換言之，亮度越低的灰度等級(接近黑顯示的程度)，最好在第一副像素10a和第二副像素10b上外加的有效電壓的差大，或者相等。各像素在具有第三副像素的場合，最好至少在0＜gk≤n-1的范圍內滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)而且ΔV13(gk)＞ΔV13(gk+1)的關系。
第一副像素10a的面積和第二副像素10b的面積最好相同或者更小。在多個像素每一個有3個以上的副像素的場合，外加最高有效電壓的副像素(這里是第一副像素)的面積最好不大于外加最低有效電壓的副像素(這里是第二副像素)的面積。也就是說，各像素10有多個副像素SP1、SP2、…SPn，給各液晶層外加的有效電壓為V1(gk)、V2(gk)…的話，最好滿足V1(gk)＞V2(gk)…＞Vn(gk)的關系，各副像素的面積為SSP1、SSP2、…SSPn的話，最好滿足SSP1≤SSP2…≤SSPn的關系。
此外，若V1(gk)＞V2(gk)…＞Vn(gk)的關系至少在除最低灰度等級和最高灰度等級以外全部灰度等級(亦即0＜gk≤n-1的范圍)下成立，則得到本發(fā)明的效果，但是也可以作為在全部灰度等級(亦即0≤gk≤n-1的范圍)下成立的構成。
這樣，分割各像素為多個副像素，在各副像素的液晶層上外加不同的電壓時，在不同的γ特性混合的狀態(tài)下觀察，可以改善γ特性的視場角依賴性。進而，因為設定在低灰度等級時副像素之間的有效電壓差大，所以改善在常黑方式下黑側(亮度低的一側)的γ特性的效果大，顯示質量改善的效果高。
在副像素10a和10b的液晶層上外加滿足上述關系的有效電壓的結構可以是各種結構。
例如，可以有如圖1所示的液晶顯示裝置100那樣的結構。也就是說，對于在圖3所示的現有技術的液晶顯示裝置100‘中，1個像素10具有通過TFT16連接信號線14的唯一的像素電極18，在液晶顯示裝置100中，有通過各個對應的TFT16a和16b連接相互不同的信號線14a和14b的副像素電極18a和18b。
因為副像素10a和10b構成一個像素10，因此TFT16a和16b的門連接共同的掃描線(門總線)12，通過相同的掃描信號進行接通/斷開控制。在信號線(源總線)14a和14b上供給滿足上述關系那樣的信號電壓(灰度等級電壓)。此外，TFT16a和TFT16b的門最好公用。
或者，后面將會詳細說明，第一副像素和第二副像素的每一個，在具有由和副像素電極電氣連接的輔助電容電極、絕緣層、通過絕緣層和輔助電容電極對置的輔助電容對置電極形成的輔助電容的結構中，使輔助電容對置電極與每個第一副像素和第二副像素電氣獨立，使供給輔助電容對置電極的電壓(稱為輔助電容對置電壓。)變化，由此把電容分割，最好使外加在第一副像素的液晶層和第二副像素的液晶層上的有效電壓不同。通過調節(jié)輔助電容的電容值的大小和供給輔助電容對置電極的電壓的大小，可以控制外加在各副像素的液晶層上的有效電壓的大小。
采用這樣的結構時，因為不需要對副像素電極18a和18b的每一個外加不同的信號電壓，可以把TFT16a和TFT16b連接到共同的信號線上，供給同樣的信號電壓。因此，信號線的根數和圖3所示現有技術的液晶顯示裝置100‘相同，信號線驅動電路的結構也可以采用和在現有技術的液晶顯示裝置100’使用的相同的結構。不用說，因為TFT16a和TFT16b連接到相同的掃描線上，也可以采用共用這樣的門的結構，和上面的例子相同。
本發(fā)明的液晶顯示裝置可以適用于利用包含具有負電介質各向異性的向列液晶材料的垂直取向型液晶層的液晶顯示裝置。特別，在各副像素中包含的液晶層可以包含在外加電壓時液晶分子傾斜的方位角方向相互差約90°的4個域(domain)(MVA方式)?；蛘撸诟鞲毕袼刂邪囊壕右部梢允侵辽僭谕饧与妷簳r取軸對稱取向的液晶層。
下面關于各副像素的液晶層包含在外加電壓時液晶分子傾斜的方位角方向相互差約90°的4個域(domain)(MVA方式)的MVA方式的液晶顯示裝置100更詳細地說明本發(fā)明的實施例。
此外，MVA方式的液晶顯示裝置100如圖2(a)中概念表示那樣，具有液晶面板10A和在液晶面板10A的兩側設置的相位差補償元件(典型的是相位差補償板)20a和20b、夾著這些配置的偏光板30a和30b和背燈光40。偏光板30a和30b的穿透軸(也稱為偏光軸)相互正交配置(交叉偏光鏡配置)，在液晶面板10A的液晶層(未示出)上不外加電壓的狀態(tài)(垂直取向狀態(tài))下執(zhí)行黑顯示。為使液晶顯示裝置的視場角特性良好而設置相位差補償元件20a和20b，可使用公知的技術最適當地設計。具體說，黑顯示狀態(tài)下(gk＝0)進行最合適化，使所有方位角方向的斜方向觀察時和正面觀察時的亮度(黑亮度)的差最小。通過這樣使相位差補償元件20a和20b最合適化，本發(fā)明的效果更顯著。
還有，當然，為在副像素電極18a和18b上以各規(guī)定的定時外加規(guī)定的信號電壓，在基板11a上根據需要形成掃描線12、信號線14a、14b和TFT16a、TFT16b(參考圖1)，進而形成為驅動這些的電路等。另外，在另一個基板11b上，根據需要設置顏色過濾器。
邊參考圖2(b)和(c)，邊說明MVA方式的液晶顯示裝置100的1個像素的結構。關于MVA方式的液晶顯示裝置的基本的結構和操作，例如在特開平11-222425號公報中公開。
如參考圖1所說明的，液晶顯示裝置100的像素10有兩個副像素10a和10b，副像素10a有副像素電極18a，副像素10b有副像素電極18b。如圖2(c)概念表示，在玻璃基板11a上形成的副像素電極18a(和18b(圖中未示出))有狹縫18s，使用通過液晶層13對置那樣設置的對置電極17產生斜的電場。另外，在設置對置電極17的玻璃基板11b的表面上設置在液晶層側突出的肋19。液晶層13由具有負電介質各向異性的向列液晶材料構成，使用像要覆蓋對置電極17、肋19以及副像素電極18a和18b那樣形成的垂直取向膜(圖中未示出)在不外加電壓時取近似垂直取向狀態(tài)。通過肋19的表面(傾斜的側面)和上述斜的電場，可以把垂直取向的液晶分子在規(guī)定的方向上穩(wěn)定地放倒。
如圖2(c)所示，肋19向肋的中心以山型傾斜，液晶分子對其傾斜面近似垂直取向。因此，由于肋19產生液晶分子的傾斜角度(基板表面和液晶分子的長軸形成的角度)的分布。另外，狹縫18s使給液晶層外加的電場的方向規(guī)律地變化。其結果，由于肋19、狹縫18s的作用，外加電場時的液晶分子的取向方向可以得到圖中所示的箭頭的方向，也就是說，具有在右上、左上、左下、右下4個方向上取向用的上下左右對稱的特性的良好的視場角特性。進而，液晶面板10A的矩形顯示面，典型的是使縱向在左右方向上配置，偏光板30a的透光軸平行于縱向設置。一方面，像素10典型地如圖2(b)所示，在使像素10的縱向和液晶面板10A的縱向正交的方向配置。
如圖2(b)所示，第一副像素10a和第二副像素10b的面積相同，在各副像素中，包含在第一方向延伸的第一肋和在與第一方向近似正交方向的第二方向上延伸的第二肋，第一肋和第二肋在各副像素內對于平行于掃描線12的中心線對稱配置，而且，一個副像素內的肋的配置和另一個副像素內的肋的配置可以對于與掃描線正交的中心線對稱配置。通過這樣的配置，各副像素內的液晶分子在右上、左上、左下、右下4個方向上取向，而且，關與包含第一副像素和第二副像素的像素整體，由于各液晶區(qū)域的面積實質上相同，所以可以得到具有上下左右對稱的特性的良好的視場角特性。這一效果在像素的面積小時十分顯著。進一步，可以采用與各副像素中的掃描線平行的中心線的間隔等于掃描線的排列間隔的約二分之一的結構。
下面說明本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置100的操作和顯示特性。
首先，參考圖4說明具有和圖3所示液晶顯示裝置100‘同樣的電極結構的現有技術的MVA方式的液晶顯示裝置的顯示特性。另外，在本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置100的副像素10a和10b(亦即副像素電極18a和18b)的液晶層上外加同樣的有效電壓的場合的顯示特性和現有技術的液晶顯示裝置大略相同。
圖4(a)是正面方向(N1)和右60度視角(L1)、右上60度視角(LU1)的透射率的外加電壓的依賴特性。圖4(b)是表示以外加各方向的白電壓(最高灰度等級電壓)時的透射率為100％標準化圖4(a)的各方向的透射率后的標準化透射率的圖，表示正面方向(N2)和右60度視角(L2)、右上60度視角(LU2)的標準化透射率的外加電壓的依賴特性。此外，視角60度意味著從顯示面法線出發(fā)的角度為60度。
從圖4(b)可以看出，正面方向的顯示特性和右60度視角和右上60度視角的特性不同。這一事實表示根據各觀察方向顯示的γ特性不同。
圖4(c)是為進一步明確表現γ特性不同的圖，取橫軸的值為橫軸值＝(正面視角標準化透射率÷100)＾(1/2.2)、縱軸的值為分別對應N3、L3、LU3的正面灰度等級特性＝(正面視角標準化透射率÷100)＾(1/2.2)、右60度視角灰度等級特性＝(右60度標準化透射率÷100)＾(1/2.2)、右上60度視角灰度等級特性＝(右上60度標準化透射率÷100)＾(1/2.2)，γ特性的偏移明顯化?！埃蕖北硎緝纾撝笖祵弥?，在典型的液晶顯示裝置中正面灰度等級特性的γ值設定為2.2。
在圖4(c)中，正面灰度等級特性(N3)為縱軸值＝橫軸值，成直線。一方面，右60度視角灰度等級特性(L3)和右上60度視角的灰度等級特性(LU3)成曲線。從表示該曲線(L3，LU3)的正面特性的直線(N3)的偏移量定量表示各視角中的γ特性的偏移量、亦即在正面觀察時和各視角(右60度視角和右上60度視角)下的觀察的灰度等級顯示狀態(tài)的偏移量(不同)。
本發(fā)明的目的是降低在常黑方式液晶顯示裝置中的這一偏移量。理想的是希望表示右60度視角和右上60度視角的灰度等級特性的各曲線(L3，LU3)成為和正面的灰度等級特性(N3)一致的直線。下面，和圖4(c)同樣，通過表示γ特性的偏移量的圖來評價γ特性的改善效果的程度。
參考圖4(b)，說明根據本發(fā)明亦即通過在各像素中設置第一副像素和第二副像素、給各副像素的液晶層外加不同的有效電壓V1和V2可以改善γ特性的偏移的原理。但是，在這里的說明中使第一副像素和第二副像素的面積相等。
現有技術的液晶顯示裝置100‘中以點NA表示正面透射率時，右60度視角的透射率用表示和點NA同一電壓的右60度視角的透射率的點LA表示。對此，在本發(fā)明的場合，為得到點NA的正面透射率，可以在點NB1和點NB2選擇第一副像素和第二副像素各自的正面透射率。這里，點NB2的正面透射率近似零，同時第一副像素和第二副像素的面積相等，因此點NB1的正面透射率是點NA的正面透射率的大約兩倍。另外，點NB1和點NB2上的有效電壓的差是ΔV12。另外，在本發(fā)明的場合，右60度視角的透射率成為表示和點NB1和點NB2同一電壓的右60度視角的透射率的點，表示點LB1和點LB2的透射率的平均值的點、點P。
表示根據本發(fā)明的液晶顯示裝置的右60度視角的透射率的點P比表示現有技術的的液晶顯示裝置100‘的右60度視角的透射率的點LA更接近表示適當正面透射率的點NA，降低了γ特性的偏移量。
從上述說明，可以理解本發(fā)明的第二副像素的右60度視角的透射率(參考點LB2)近似零這一事實而使本發(fā)明的效果增大，亦即為提高本發(fā)明的效果，可以在黑顯示狀態(tài)下不增加從斜方向觀察場合的透射率。從這一觀點出發(fā)，可以適當設定圖2(a)表示的相位差補償元件20a、20b，使在黑顯示狀態(tài)下不增加從斜方向觀察場合的透射率。
根據本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置100，通過給各像素10具有的兩個副像素10a和10b各自的液晶層外加相互不同的電壓改善γ特性。此時，設定副像素10a和副像素10b各自的液晶層上外加的有效電壓的差ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)，使?jié)M足ΔV12(gk)＞0(伏)，而且Δ12V(gk)≥Δ12V(gk+1)的關系。下面說明在0≤gk≤n的全體范圍滿足上述關系的場合(圖5(b)和(c))。
圖5(a)、(b)、(c)和(d)表示在圖1所示像素10的副像素10a的液晶層上外加的有效電壓V1和副像素10b的液晶層上外加的有效電壓V2的各種關系。
圖5(a)所示的電壓外加條件A是在兩個副像素10a和10b的液晶層上外加同樣的電壓(V1＝V2)。亦即ΔV12(gk)＝0(伏)。
圖5(b)所示的電壓條件B為V1＞V2，且ΔV12不隨V1變化保持一定。亦即電壓條件B關于任意灰度等級，gk滿足ΔV12(gk)＝ΔV12(gk+1)的關系。在本實施例中作為典型的值取ΔV12(gk)＝1.5(伏)，但是不用說也可以取這以外的值。ΔV12(gk)的值大的話，本發(fā)明的效果增大，但是有白顯示時的亮度(透射率)降低的問題。進一步，ΔV12(gk)的值比液晶顯示裝置的透射率的外加的電壓依賴特性的閾值電壓(亦即圖4(b)所示Vth)大的話，因為會出現黑顯示時的亮度(透射率)增加，顯示的對比度降低的問題，可以使ΔV12(gk)≤Vth。
圖5(c)所示的電壓條件C為V1＞V2，且ΔV12隨V1增大而減小。亦即電壓條件C關于任意灰度等級，gk滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。
在本實施例中作為典型的值取ΔV12(0)＝1.5(伏)、ΔV12(n)＝0(伏)，但是不用說也可以取這以外的值。但是，從上述那樣斜觀察時的顯示對比度的觀點出發(fā)可以使ΔV12(gk)≤Vth，從白顯示時的亮度的觀點出發(fā)，可以使ΔV12(gk)＝0(伏)。
圖5(d)所示的電壓條件D為V1＞V2，且ΔV12隨V1增大而增大。亦即電壓條件D關于任意灰度等級，gk成為ΔV12(gk)＜ΔV12(gk+1)。
在本實施例中作為典型的值取ΔV12(0)＝0(伏)、ΔV12(n)＝1.5(伏)。
在根據本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置100中，在副像素10a和10b的液晶層上外加電壓，滿足電壓條件B或者電壓條件C。此外，在圖5(b)和(c)中，在全部灰度等級上滿足ΔV12＞0的條件，但是在最合適的灰度等級和最高灰度等級下，也可以使ΔV12＝0。
邊參考圖6，邊說明分別使用電壓條件A到D的場合的MVA方式的液晶顯示裝置的 灰度等級特性。圖6(a)和(b)的橫軸為(正面視場角標準化透射率÷100)＾(1/2.2)，(a)的縱軸為(右60度視角標準化透射率÷100)＾(1/2.2)，(b)的縱軸為(右上60度視角標準化透射率÷100)＾(1/2.2)。另外為參考起見，一并繪出表示正面觀察時的特性的直線。
電壓條件A為在副像素10a和10b的液晶層上外加同樣的電壓(亦即ΔV12(gk)＝0)的場合，和圖4中表示的現有技術的液晶顯示裝置同樣，γ特性如圖6(a)和(b)所示有大的偏移。
另外，電壓條件D比電壓條件B和C的γ特性的視角依賴性的改善效果小。電壓條件D是對應例如在特開平6-332009號公報等中記載的、使用現有技術的電容分割的像素分割下的電壓條件的，具有改善常白方式的液晶顯示裝置中的視角特性的效果，在常黑方式的液晶顯示裝置中即使采用電壓條件D，降低γ特性的視角依賴性的效果很小。
如上所述，為降低常黑方式的液晶顯示裝置中的γ特性的視角依賴性，可以采用電壓條件B或C。
下面，邊參考圖7邊說明白顯示時亦即通過外加最高灰度等級電壓時因透射率的電壓條件引起的不同。
在電壓條件B或D的任何一個的場合，白顯示時的透射率當然比采用電壓條件A低。電壓條件C的白顯示時的透射率和采用電壓條件A的場合相同，在這一點，電壓條件C比電壓條件B和D好。因此，考慮γ特性的視場角依賴性和白顯示時的透射率兩者，可以說電壓條件C優(yōu)。
下面說明滿足副像素的面積比的條件。
在本發(fā)明中，在副像素SP1、SP2、…、SPn的液晶層上外加的有效電壓為V1、V2、…、Vn，各副像素的面積為SSP1、SSP2、…、SSPn，且有V1＞V2＞…＞Vn的關系時，最好有SSP1≤SSPn。下面說明這一點。
圖8表示圖1所示像素10中的副像素10a、10b的面積取SSP1、SSP2、其面積比率為(SSP1∶SSP2)＝(1∶3)、(1∶2)、(1∶1)、(2∶1)、(3∶1)的場合γ特性的比較。此外，關于電壓條件使用上述的電壓條件C。圖8(a)表示右方向的γ特性，圖8(b)表示右上方向的γ特性。另外，圖9中表示在各分割比下的正面透射率。
從圖8可以看出，使外加電壓高的副像素(10a)的面積比越小，改善γ特性的視角依賴性的效果越高。
從白顯示時的透射率的觀點看，面積比率(SSP1∶SSP2)＝(1∶1)時取最大值，隨面積比不均等而降低。其理由是隨面積比的不均等，第一副像素或者第二副像素的任何一方的副像素的面積變小，因此不能得到良好的MVA取向。另外，這一事實在像素面積小的高分辨率液晶顯示裝置中十分顯著。亦即，面積比率可以是(1∶1)，但是考慮γ特性的視角依賴性的改善效果和白顯示時的透射率，根據液晶顯示裝置的用途等也可以適當調整。
下面說明像素的分割數。
在圖1表示的液晶顯示裝置100中，構成1個像素10的副像素(10a，10b)的數目是2，但是本發(fā)明不限于此，副像素數目也可以在3以上。
圖10表示副像素的數目在2個和4個的場合和不分割像素的場合的γ特性。圖10(a)表示右方向的γ特性，圖10(b)表示右上方向的γ特性。另外，圖11表示分別對應的液晶顯示裝置的白顯示時的透射率。此外，每個像素的面積相同，電壓條件取B。
從圖10可以看出，隨著副像素數目的增加，改善γ特性的偏移量的效果變大。特別和不分割像素的場合相比，可以理解將副像素數目改變成兩個的場合的效果顯著。進一步，通過使像素分割數從2個增加到4個，變成γ特性的偏移量沒有大差異的，對于顯示灰度等級的變化的偏移量的變化變成平滑的良好的特性。但是，如從圖11看出，分割數越多白顯示時的透射率(正面)越降低。特別在分割數從2個增加到4個的場合，白顯示時的透射率的降低顯著。這種顯著降低的主要的理由像前面敘述的那樣，是1個副像素的面積顯著降低的緣故。無分割的場合和分割數是2個的場合下的透射率降低的主要理由是因為采用電壓條件B。亦即考慮γ特性的視角依賴性的改善效果和白顯示時的透射率，根據液晶顯示裝置的用途等，可以適當調整分割數。
從以上的結果可以理解，伴隨分割數的增加，γ特性的偏移量和偏移形狀的失真降低，可改善γ特性的視角依賴性。此外，最顯著見到改善效果的是無像素分割的場合和像素分割成2個的場合(副像素數目是2個的場合)的差，考慮伴隨副像素數目的增加白顯示時的透射率降低和生產率降低，副像素的數目最好是2。
在圖1所示液晶顯示裝置100中，各副像素10a和10b上分別連接獨立的TFT16a和TFT16b，TFT16a、TFT16b的源極分別連接對應的信號線14a和14b。因此，在液晶顯示裝置100中，與可以在多個副像素的液晶層上外加任意有效電壓相反，信號線(14a，14b)的數目成為圖3所示現有技術的液晶顯示裝置100‘中的信號線14的數目的2倍，信號線驅動電路的數目也必需是2倍。
對此，以下要說明的根據本發(fā)明另一個合適的實施例的液晶顯示裝置有和現有技術的液晶顯示裝置100‘相同的信號線數目，可以在類似上述電壓條件C的條件下在副像素10a和10b的液晶層上外加相互不同的有效電壓。
圖12概念表示根據本發(fā)明的另一個實施例的液晶顯示裝置200的電氣結構。用共同的參考符號表示具有和圖1所示的液晶顯示裝置100的構成要素實質上相同的功能的構成要素，在這里省略其說明。
像素10分割為副像素10a、10b，副像素10a、10b分別連接TFT16a、TFT16b、以及輔助電容(CS)22a、22b。TFT16a和TFT16b的柵極連接掃描線12，源極連接共同的(同一的)信號線14。輔助電容22a、22b分別連接輔助電容配線(CS總線)24a和輔助電容配線24b。輔助電容22a和22b由分別電氣連接到副像素電極18a和18b的輔助電容電極、電氣連接到輔助電容配線24a和24b的輔助電容對置電極、和在期間設置的絕緣層(圖中未示出)形成。輔助電容22a和22b的輔助電容對置電極互相獨立，具有可以從各輔助電容配線24a和24b供給相互不同的輔助電容對置電壓的結構。
下面用圖說明可以給液晶顯示裝置200的兩個副像素10a和10b的液晶層外加相互不同的有效電壓的原理。
圖13概念表示液晶顯示裝置200的1個像素的等效電路。在電氣等效電路中，各副像素10a和10b的液晶層以液晶層13a和13b表示。另外，由副像素電極18a和18b、液晶層13a和13b、和對置電極17(對于副像素10a和10b共同的)形成的液晶電容作為C1ca、C1cb。
使液晶電容C1ca和C1cb的靜電電容值為同一值CLC(V)。CLC(V)的值依賴于在副像素10a和10b的液晶層上外加的有效電壓(V)。另外，在各副像素10a和10b的液晶電容上分別獨立連接的輔助電容22a和22b作為Ccsa、Ccsb，它們的靜電電容值取統(tǒng)一值CCS。
副像素10a的液晶電容C1ca和輔助電容Ccsa的一個電極連接到為驅動副像素10a設置的TTF16a的漏極，液晶電容C1ca的另一電極連接對置電極，輔助電容Ccsa的另一電極連接輔助電容配線24a。副像素10b的液晶電容C1cb和輔助電容Ccsb的一個電極連接到為驅動副像素10b設置的TFF16b的漏極，液晶電容C1cb的另一電極連接對置電極，輔助電容Ccsb的另一電極連接輔助電容配線24b。TFT16a和TFT16b的柵極都連接到掃描線12，源極連接到任一信號線14。
圖14(a)～(f)概念表示驅動本發(fā)明的液晶顯示裝置200時的各電壓的定時。
圖14(a)表示信號線14的電壓波形Vs，圖14(b)表示輔助電容配線24a的電壓波形Vcsa，圖14(c)表示輔助電容配線24b的電壓波形Vcsb，圖14(d)表示掃描線12的電壓波形Vg，圖14(e)表示副像素10a的像素電極18a的電壓波形V1ca，圖14(f)表示副像素10b的像素電極18b的電壓波形V1cb。另外，圖中的虛線表示對置電極17的電壓波形COMMON(Vcom)。
下面使用圖14(a)～(f)說明圖13的等效電路的操作。
通過在時刻T1的Vg的電壓從VgL變化到VgH，TFT16a和TFT16b同時導通(接通伏態(tài))，信號線14的電壓Vs傳輸到副像素10a、10b的副像素電極18a、18b，對副像素10a、10b充電。同樣，各副像素的輔助電容Csa、Csb也從信號線充電。
接著，隨著在時刻T2時掃描線12的電壓Vg從VgH變化到VgL，TFT16a和TFT16b同時成為非導通狀態(tài)(斷開狀態(tài))，副像素10a、10b、輔助電容Csa、Csb都與信號線14電絕緣。進而，這之后不久，因為TFT16a、TFT16b具有的寄生電容等影響引起的引入現象，各副像素電極的電壓V1ca、V1cb大約降低同一電壓Vd，為V1ca＝Vs-VdV1cb＝Vs-Vd。
另外，此時各輔助電容配線的電壓Vcsa、Vcsb是Vcsa＝Vcom-VadVcsb＝Vcom+Vad。
在時刻T3，連接輔助電容Csa的輔助電容配線24a的電壓Vcsa從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，連接輔助電容Csb的輔助電容配線24b的電壓Vcsb從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，變化2倍的Vad。伴隨輔助電容配線24a和24b的電壓，各副像素電極的電壓V1ca、V1cb變化為V1ca＝Vs-Vd+2×K×VadV1cb＝Vs-Vd-2×K×Vad。
但是，K＝CCS/(CLC(V)+CCS)。
在時刻T4，Vcsa從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，Vcsb從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，變化2倍的Vad，V1ca、V1cb從V1ca＝Vs-Vd+2×K×VadV1cb＝Vs-Vd-2×K×Vad變化到V1ca＝Vs-VdV1cb＝Vs-Vd。
在時刻T5，Vcsa從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，Vcsb從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，變化2倍的Vad，V1ca、V1cb也從V1ca＝Vs-Vd
V1cb＝Vs-Vd變化到V1ca＝Vs-Vd+2×K×VadV1cb＝Vs-Vd-2×K×Vad。
Vcsa、Vcsb、V1ca、V1cb在每個水平寫入時間1H的整數倍的間隔，交替反復上述T4、T5的變化。上述T4、T5反復間隔是1H的1倍、2倍、3倍或以上，可以根據液晶顯示裝置的驅動方法(極性反轉方法等)和顯示狀態(tài)(閃爍，顯示的粗糙感等)適當設定。這一反復在改寫下一個像素10時，亦即到和T1等價的時間繼續(xù)。因此，各副像素電極的電壓V1ca、V1cb的有效值成為V1ca＝Vs-Vd+K×VadV1cb＝Vs-Vd-K×Vad。
因此，在副像素10a、10b的液晶層13a和13b上外加的有效電壓V1、V2為V1＝V1ca-VcomV2＝V1cb-Vcom。
亦即為V1＝Vs-Vd+K×Vad-VcomV2＝Vs-Vd-K×Vad-Vcom。
因此，在副像素10a和10b的各液晶層13a和13b上外加的有效電壓的差ΔV12(＝V1-V2)為ΔV12＝2×K×Vad(但是，K＝CCS/(CLC(V)+CCS))，可以外加相互不同的電壓。
圖15概念表示本實施例的從圖12到圖14的V1和V2的關系。
從圖15可以理解，在本實施例的液晶顯示裝置200中，V1的值越小而ΔV12值越大，類似先前說明的電壓條件C。此外，ΔV12的值依賴V1或者V2變化，這是因為液晶電容的靜電電容值CLC(V)具有電壓依賴性的緣故。
圖16表示本實施例的液晶顯示裝置200的γ特性。圖16中為比較起見，也表示在副像素10a和10b上外加同一電壓的場合的γ特性。從圖16可以了解本實施例的液晶顯示裝置也改善了γ特性。
這里，根據本發(fā)明的實施例，表示可以改善常黑方式的液晶顯示裝置特別是MVA方式的液晶顯示裝置的γ特性，但是本發(fā)明不限于此，也可以適用于IPS方式的液晶顯示裝置。
下面說明根據本發(fā)明的第二方面的實施例的液晶顯示裝置。
下面說明可能抑制各個像素在某中間灰度等級顯示狀態(tài)下呈現相互不同的亮度的、具有至少2個副像素的液晶顯示裝置在顯示中的“閃爍”的像素排列(副像素排列)或者驅動方法的合適的例子，所述。這里，以具有上述根據本發(fā)明的第一方面的實施例的像素分割結構的液晶顯示裝置為例說明本實施例的液晶顯示裝置的結構和操作，但是根據像素排列得到的效果不限于像素分割的方法，也可以適用具有另外像素分割結構的液晶顯示裝置。
首先說明液晶顯示裝置中的“閃爍”的問題。
在典型的液晶顯示裝置中，從可靠性問題的觀點出發(fā)，在像素的液晶層上外加的電壓設定為交流電壓(有時稱“交流驅動法”)。也就是說，設定像素電極和對置電極的電位的大小關系在每一一定時間反轉，在液晶層上外加的電場的方向(電力線的方向)在每一定時間反轉。在將對置電極和像素電極設置在不同的基板上的典型的液晶顯示裝置中，液晶層上外加的電場的方向從光源側向觀察者側、和從觀察者側向光源側反轉。
液晶層上外加的電場的方向反轉的周期典型的是幀期間(例如16.667ms)的2倍(例如33.333ms)。也就是說，在液晶顯示裝置中每顯示1幅圖像(幀圖像)時外加在液晶層上的電場的方向反轉。因此，在顯示靜止圖像的場合，各電場的方向與電場強度(外加電壓)不能正確地一致的話，亦即電場方向每次變化時電場強度變化的話，伴隨電場強度變化像素亮度變化，發(fā)生顯示閃爍的問題。
為防止這種閃爍，必須使各電場的方向的電場強度(外加電壓)正確地一致。但是，在工業(yè)生產的液晶顯示裝置中，因為關于各電場方向使電場強度正確地一致很困難，因此通過使在顯示區(qū)域內具有相互不同電場方向的像素鄰接配置，通過利用像素亮度在空間上平均的效果，降低閃爍。這種方法，一般稱為“點反轉”或“線反轉”。此外，在這種“反轉驅動”中，反轉的像素周期不僅有在1像素單位內的高低相間的方格圖案狀的反轉(每一行和每一列的極性反轉)的(1點反轉)、或者1行狀的反轉(每一行的反轉)的(1線反轉)，而且有每兩行和每一列的極性反轉(2行1列點反轉)等各種形式，可以根據需要適當設定。
如上所述，為要實現高質量顯示，最好要滿足下面三個條件①在液晶層上外加的電壓的方向每一定時間、例如每幀期間進行反轉的交流驅動，②使在各電場的方向中在液晶層上外加的電壓(或者液晶電容充電的電荷量)、以及充電到輔助電容的電荷量盡可能一致，③把在垂直掃描周期(例如幀期間)，在液晶層上外加的電場的方向(有時也稱為“電壓的極性”)不同的像素鄰接配置。此外，所謂“垂直掃描周期”定義為選擇某個掃描線到下次選擇該掃描線的期間。1個垂直掃描周期，是無隔行驅動下的1個幀期間，對應隔行驅動下1個濾波期間。另外，在各垂直掃描周期內，選擇某一掃描線的時刻和選擇下一掃描線的時刻的差(期間)稱為1個水平掃描周期。
根據上述本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置把1個像素分割成至少兩個副像素，并且積極使這些副像素的亮度(透射率)不同，實現視場角特性良好的顯示。本發(fā)明人研究的結果，在把1個像素分割成呈現不同亮度的多個副像素的場合，最好在上述三個條件上加上滿足關于副像素的配置的第四條件。具體說，最好積極使亮度不同的副像素的亮度順序(亮度大小關系的順序)盡可能隨機配置。顯示最好的是把亮度順序相等的副像素在列方向和行方向上不相互鄰接配置。換言之，顯示最好的是最好把亮度順序相等的副像素以高低相間的方格圖案形狀配置。
下面說明根據上述本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置適合的驅動方法和像素配置以及副像素的排列。
下面參考圖17和圖18說明本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的驅動方法的一個例子。
在以下的說明中，如圖17所示，說明以具有多行(1～rp)和多列(1～cq)的矩陣形狀排列的、各像素P(p，q)(但是1≤p≤rp，1≤q≤cq)具有兩個副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)的例子。圖17是概念表示本實施例的液晶顯示裝置的信號線S-C1、S-C2、S-C3、S-C4…S-Ccq，掃描線G-L1、G-L2、G-L3…G-Lrp以及輔助電容配線CS-A和CS-B、各像素P(p，q)和構成各像素的副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)相對配置的一部分(8行6列)的概念圖。
如圖17所示，1個像素P(p，q)在水平貫通像素中央附近的掃描線G-Lp的上下有副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)。也就是說，副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)在各像素以列方向排列。各副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)的輔助電容電極的一方(圖中未示出)連接鄰接的輔助電容配線CS-A或者CS-B。另外，在各像素P(p，q)上供給對應顯示圖像的信號電壓的信號線S-Cq如在畫面上與各像素間垂直(列方向)延伸那樣設置，成為在各信號線右鄰的副像素(像素)各自具有的TFT元件(未示出)上供給信號電壓的構成。在圖17所示的結構是一根輔助電容配線或者一根掃描線由兩個副像素共有構成，具有可以提高像素張開率的優(yōu)點。
圖18(a)～(j)表示為驅動具有圖17所示結構的液晶顯示裝置的各種電壓(信號)的波形。通過使用具有圖18(a)～(j)的電壓波形的電壓驅動具有圖17的結構的液晶顯示裝置，可以滿足上述4個條件。
下面在本實施例的液晶顯示裝置中說明滿足上述4個條件這一事實。在以下的說明中，為說明簡單起見，表示全部像素顯示某一中間灰度等級的狀態(tài)。
圖18(a)表示供給信號線S-C1、S-C3、S-C5…(奇數序號的信號線組有時也稱為S-O)的顯示信號電壓波形(源信號電壓波形)，圖18(b)表示供給信號線S-C2、S-C4、S-C6…(偶數序號的信號線組有時也稱為S-E)的顯示信號電壓波形，圖18(c)表示供給輔助電容配線CS-A的輔助電容對置電壓波形，圖18(d)表示供給輔助電容配線CS-B的輔助電容對置電壓波形，圖18(e)表示供給掃描線G-L1的掃描電壓波形，圖18(f)表示供給掃描線G-L2的掃描電壓波形，圖18(g)表示供給掃描線G-L3的掃描電壓波形，圖18(h)表示供給掃描線G-L4的掃描電壓波形，圖18(i)表示供給掃描線G-L5的掃描電壓波形，圖18(j)表示供給掃描線G-L6的掃描電壓波形。某一掃描線的電壓在從零電平(VgL)切換到高電平(VgH)時刻起到下一次掃描線電壓從VgL切換到VgH時刻的期間為1個水平掃描周期(1H)。另外，各掃描線的電壓成為高電平的期間也稱為選擇期間。
因為在這里表示全部像素顯示某中間灰度等級的場合，因此圖18(a)和(b)表示的顯示信號電壓成為全部是固定振幅的振動波形。另外，顯示信號電壓的振動周期取2個水平掃描周期(2H)。顯示信號電壓振動，并且信號線S-O(S-C1、S-C3…)的電壓波形和信號線S-E(S-C2、S-C4…)的電壓波形的相位相互差180度，是由于滿足上述3個條件。一般，在TFT驅動中，信號線的電壓通過TFT元件向像素電極傳輸時會發(fā)生受掃描電壓波形的變化的影響而變化的現象(有時也稱為引入現象)。在這里，對置電壓的設定要考慮這一引入現象，以信號線的電壓波形在傳輸到像素電極后的電壓波形近似中心值那樣設定，圖18(a)、(b)中與像素電極的電壓波形比對置電壓高的電壓對應的信號電壓附加記號+，與像素電極的電壓波形比對置電壓低的電壓對應的信號電壓附加記號-。這一+、-記號對應外加在液晶層上的電場的方向，以+和-反轉在各液晶層上外加的電場的方向。
如前面參考圖12～圖15說明的那樣，某掃描線的掃描電壓是VgH時與該掃描線連接的TFF為接通狀態(tài)、在連接該TFT的副像素供給對應的顯示信號電壓。隨后，因為在掃描線的電壓變成VgL后輔助電容對置電壓變化，而且該輔助電容對置電壓的變化值(含變化方向，變化量的符號)對兩個副像素相互不同，所以外加在副像素上的有效電壓變化。
如圖18(c)和(d)所示，這里，輔助電容配線CS-A和CS-B的輔助電容對置電壓的振動的振幅和周期同時為同一值例如Vad的2倍(參考圖14)和1H，而且CS-A、CS-B的任何一方的振動波形的相位錯開180度時與另一方的振動波形一致。也就是說，相位只偏移0.5H。各副像素電極的平均電壓，在對應的掃描線的電壓從VgH變化到VgL后，在對應的輔助電容配線的電壓變化增加的場合，對應的掃描線的電壓比在VgH時的對應的信號線的顯示信號電壓增加，在對應的輔助電容配線的最初的電壓變化降低的場合，對應的掃描線的電壓比在VgH時的對應的信號線的顯示信號電壓降低。
結果，在對圖18(a)和(b)中的顯示信號電壓附加的記號是+時，在輔助電容配線的上述電壓變化是增加方向的場合，外加在液晶層上的有效電壓比在上述電壓變化是減少方向的場合高。另一方面，在對圖18(a)和(b)中的顯示信號電壓附加的記號是-時，在輔助電容配線的上述電壓變化是增加方向的場合，外加在液晶層上的有效電壓比在上述電壓變化是減少方向的場合低。
在圖17中，表示出在某一垂直掃描周期(在這里是幀期間)各像素P(p，q)和副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)的狀態(tài)。根據對稱記載各副像素對應的掃描線的下面3個記號，表示各副像素的狀態(tài)。
第一個記號H或者L表示副像素的有效外加電壓的大小關系，記號H表示有效外加電壓高，記號L表示有效外加電壓低。第二個記號+或-表示對置電極和副像素電極的大小關系，亦即外加在各副像素電極的液晶層上的電場的方向，記號+表示副像素電極的電壓比對置電極的電壓高，記號-表示副像素電極的電壓比對置電極的電壓低。第三個記號A或者B表示各對應的輔助電容配線是CS-A或者CS-B。
例如，請看像素P(1，1)的副像素Spa(1，1)和Spb(1，1)的狀態(tài)。從圖18(a)和(e)可以了解，在選擇GL-1期間(VgH期間PS)的顯示信號電壓為“+”。另外，GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL時的對應各副像素的輔助電容配線的電壓處于以18(c)和(d)中箭頭(從左面起第一個箭頭)表示的位置的狀態(tài)。因此，在GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL后的Spa(1，1)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(c)可明白那樣增加(將其作為“U”表示)。一方面，在GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL后的、Spb(1，1)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(c)可明白那樣減少(將其作為D1”表示)，如從圖18(d)。因此，Spa(1，1)的有效電壓增加，Spb(1，1)的有效電壓減小。所以，Spa(1，1)的有效外加電壓比Spb(1，1)的變大，在Spa(1，1)上附記記號H，在Spb(1，1)上附記記號L。
根據圖18(b)，在P(1，2)的SPa(1，2)和SPb(1，2)中，選擇GL-1期間的顯示信號電壓是“-”。另外，在GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL時的、對應各副像素的輔助電容配線的電壓處于18(c)和(d)中箭頭(從左起第一個箭頭)所示位置的狀態(tài)。因此，在GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL后的、SPa(1，2)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(c)可明白那樣增加(“U”)。一方面，在GL-1的掃描電壓從VgH變化到VgL后的、Spb(1，2)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(d)可明白那樣減少(“D”)，所示。因此，Spa(1，2)的有效電壓減小，Spb(1，2)的有效電壓增加。所以，Spa(1，2)的有效外加電壓比Spb(1，2)的變小，在Spa(1，2)上附記記號L，在Spb(1，2)上附記記號H。
進一步，根據圖18(a)，在P(2，1)的SPa(2，1)和SPb(2，1)中，選擇GL-2期間的顯示信號電壓是“-”。另外，在GL-2的掃描電壓從VgH變化到VgL時的、對應各副像素的輔助電容配線的電壓處于18(c)和(d)中箭頭(從左起第二個箭頭)所示位置的狀態(tài)。因此，在GL-2的掃描電壓從VgH變化到VgL后的、SPa(2，1)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(d)可明白那樣減小(“D”)。一方面，在GL-2的掃描電壓從VgH變化到VgL后的、Spb(2，1)的輔助電容對置電壓的最初的電壓變化，如從圖18(c)可明白那樣增加(“U”)。因此，Spa(2，1)的有效電壓增加，Spb((2，1)的有效電壓減小。所以，Spa(2，1)的有效外加電壓比Spb(2，1)的大，在Spa(2，1)上附記記號H，在Spb(2，1)上附記記號L。這樣，可以明白可以得到圖17所示各副像素的狀態(tài)。
本實施例的液晶顯示裝置可以滿足第一條件驅動。
因為圖17和圖18表示某一幀期間內的狀態(tài)，因此不能從這些圖評價是否滿足第一條件，但是，例如通過把在圖18所示幀的下一幀中各信號線(S-O(圖18(a))或者S-E(圖18(b)))的電壓波形的相位分別錯位180度，則可以執(zhí)行使外加在液晶層上的電場的方向在每一幀期間反轉的交流驅動。
進一步，在本實施例的液晶顯示裝置中，為使各像素中的各副像素的有效外加電壓大小的關系，換言之，副像素的亮度大小的順序的顯示畫面內的配置(圖17中記號“H”和“L”的位置關系)不在每幀內變化，伴隨信號線的電壓波形的相位的錯位，輔助電容配線CS-A和CS-B的電壓波形的相位也錯位180度。這樣，圖17所示的下一幀中實現圖17的替換記號“+”和記號“-”的狀態(tài)(例如，(+，H)(-，H)，(+，L)(-，L))。這樣，可以滿足上述第一條件。
下面討論是否滿足第二條件，亦即各電場的方向中給各副像素的液晶層(和對應各副像素的輔助電容)充電的電荷量是否一致。這里，在本實施例的液晶顯示裝置中，各像素具有向液晶層的有效外加電壓不同的副像素，但是由于在所謂顯示閃爍給顯示質量給與支配性影響的是亮度順序高的副像素，亦即圖17中附記記號“H”的副像素，因此特別對于附記記號“H”的副像素外加第二條件。
關于第二條件，參考圖18所示各電壓波形說明。
給副像素的液晶電容和輔助電容充電的，是對應的掃描線的電壓為VgH期間(選擇期間PS)。另外，給液晶電容充電的電荷量依賴在選擇期間的信號線的顯示信號電壓和對置電壓(圖18中未示出)的電壓差，給輔助電容充電的電荷量依賴在選擇期間信號線的顯示信號電壓和輔助電容配線的電壓(輔助電容對置電壓)的電壓差。
如圖18(a)和(b)所示，各選擇期間的信號線的顯示信號電壓，存在圖中附記+或-記號的兩種電壓，但是無論在哪種場合，在選擇期間內沒有電壓變化。此外，圖中未表示對置電壓，但是在這里，對所有副像素是同一的電壓，而且是在時間上電壓不變化的直流電壓。
輔助電容配線存在CS-A和CS-B兩種。CS-A的電壓波形在任何一個掃描線的選擇期間也是同一波形。同樣地，CS-B的電壓波形在任何一個掃描線的選擇期間也也是同一波形。亦即在任一掃描線的選擇期間輔助電容配線的電壓的直流成分(直流電平)值也是同一值。
因此，通過適當設定各信號線的顯示信號電壓、對置電極的電壓、以及各輔助電容配線的電壓的直流成分(直流電平)，可以滿足第二條件。
下面討論是否滿足第三條件，亦即在各幀期間極性不同的像素是否鄰接配置。但是，在本實施例的液晶顯示裝置中，因為各像素具有向液晶層的有效外加電壓不同的副像素，因此關于像素除了要求第三條件外，對有效外加電壓相同的副像素也要求第三條件。特別，和上述第二條件的場合相同，對于亮度順序高的副像素，亦即圖17中附記記號“H”的副像素，滿足第三條件是重要的。
如圖17所示，表示各像素極性(電場的方向)的記號“+”和“-”，在行方向(水平方向)例如以(+，-)、(+，-)、(+，-)和2個像素(2列)周期反轉，在列方向(垂直方向)上例如也以(+，-)、(+，-)、(+，-)、(+，-)和2個像素(2列)周期反轉。也就是說，以像素單位看的話，呈現稱為點反轉的狀態(tài)，滿足第三條件。
下面確認亮度順序高的副像素，亦即圖17中附記記號“H”的副像素。
如圖17所示，在行方向上，例如看第一行的Spa時，看不到+H、+H、+H的極性反轉，但是在列方向上，例如看第一列時，以(+H，-H)、(+H，-H)、(+H，-H)、(+H，-H)和2像素(2行)周期極性反轉。也就是說，以特別重要的亮度順序高的副像素單位看的話，呈現稱為線反轉的狀態(tài)，滿足第三條件。記號L的副像素按照同樣的規(guī)則配置，滿足第三條件。
下面討論第四條件，第四條件是在積極使亮度不同的副像素內使亮度順序相同的副像素盡可能不相互鄰接配置。
在本實施例中的積極使亮度不同的副像素，亦即在液晶層上外加的有效外加電壓明顯不同的副像素，在圖17中用記號H或L表示。
在圖17中，若看行方向2個、列方向2個合計4個副像素單位(例如Spa(1，1)、Spb(1，1)、Spa(1，2)、Spb(1，2))，把以行方向H、L，換一行配置成L、H的副像素群形成全部鋪滿的配置。也就是說，在圖17所示配置中，形成H和L的記號以副像素單位高低相間方格圖案配置的結構。可以明白滿足第四條件。
若研究像素單位的這種配置，各像素中的副像素的亮度大小的順序和副像素列方向的排列中的位置的對應關系，在任意行的像素中在行方向上以規(guī)定周期變化(在這里每一像素反轉)，在任意列的像素中是一定。也就是說，任意行的像素P(p，q)中呈現最高亮度的副像素(這里是用“H”表示的副像素)，q是奇數的像素的話是Spa(p，q)，而且q是偶數的像素的話是Spb(p，q)。當然，反過來，q在奇數的像素是Spb(p，q)，而且q在偶數的像素也可以是Spa(p，q)。一方面，在任意列的像素P(p，q)中呈現最高亮度的副像素，與p是奇數還是偶數無關，同一列中是同一副像素Spa(p，q)或者Spb(p，q)。這里，取Spa(p，q)或者Spb(p，q)，是因為例如奇數列中p的值不管是偶數還是奇數，是Spa(p，q)，在偶數列中p的值不管是偶數還是奇數，是Spb(p，q)。
這樣，參考圖17和圖18說明的本實施例的液晶顯示裝置，因為全部滿足上述4個條件，所以可以實現高質量的顯示。
下面參考圖19和20說明像素和副像素的驅動方法不同的另一個實施例的液晶顯示裝置。圖19和圖20從(a)到(j)分別和圖17和圖18從(a)到(j)對應。
如從圖20(a)到(d)所示，在該實施例的液晶顯示裝置中，顯示信號電壓、輔助電容對置電壓每2H振動，也就是說振動周期是4H小時。另外，奇數序號的信號線S-O(S-C1，S-C3，S-C5…)和偶數序號的信號線S-E(S-C2，S-C4，S-C6…)的信號電壓的振動相位相差180度(2H時間)，輔助電容配線CS-A和CS-B的電壓的振動相位也相差180度(2H時間)。進一步，信號線S-O的電壓的振動的相位對于輔助電容配線CS-A的電壓的振動滯后45度(1/8周期，亦即H/2)。但是，該45度的相位差是為使掃描線的電壓從VgH變化到VgL時刻與輔助電容線的電壓變化的時刻不重合設定的，所以可以不限于此值適當設定即使在本實施例的液晶顯示裝置中，全部像素也是由積極使亮度不同的2個副像素、用記號H或者L標記的副像素構成。再者，如圖19所示，標記記號H或者L的副像素以高低相間方格圖案那樣配置，可知和上述實施例同樣可以滿足第四條件。另外，關于第一條件，通過采用和圖17、圖18中說明的上述實施例同樣的反轉方法，可以滿足。
但是，在圖19和圖20中表示的實施例不能滿足上述第二條件。
考慮圖19的第一列的1～4行的像素P(1，1)、P(2，1)、P(3，1)、P(4，1)的亮度順序高的副像素Pa(1，1)、Pa(2，1)、Pa(3，1)、Pa(4，1)。Pa(1，1)充電時，亦即G-L1在選擇狀態(tài)時對應的信號線的極性記號是+，Pa(3，1)充電時，亦即G-L3在選擇狀態(tài)時對應的信號線的極性記號是-。另外，Pa(1，1)充電時，亦即G-L1在選擇狀態(tài)時對應的輔助電容線CS-A的電壓波形是使選擇期間的近似中央的時刻在分界處階躍減小的波形，Pa(3，1)充電時，亦即G-L3在選擇狀態(tài)時對應的輔助電容線CS-A的電壓波形是使選擇期間的近似中央的時刻在分界處階躍增加波形。因此，通過精密控制輔助電容線CS-B和掃描線的信號電壓波形的相位，可使Pa(1，1)充電時和Pa(3，1)充電時的輔助電容對置電極的DC電平一致，通過將該DC電平設定為Pa(1，1)充電時的輔助電容電極的電壓(和副像素電極的電壓相同)和Pa(3，1)充電時的輔助電容電極的電壓(和副像素電極的電壓相同)的平均電壓，可以使向Pa(1，1)和Pa(3，1)的輔助電容充電的電荷的充電量一致。接著，注意Pa(2，1)的話，在對應期間，亦即G-L2處于選擇狀態(tài)時，對應的信號線的極性記號是-(和上述Pa(3，1)相同)，對應的輔助電容的電壓不隨時間變化是固定值(不是上述那樣的振動波形)。因此，通過使對應Pa(2，1)的輔助電容線的電壓值(上述固定值)和上述Pa(1，1)、Pa(3，1)的說明中表示的DC電平一致，除Pa(1，1)和Pa(3，1)以外，可以使向Pa(2，1)的輔助電容的電荷的充電量一致。但是，可以明白，此時使向Pa(4，1)的輔助電容的電荷的充電量與Pa(1，1)、Pa(2，1)和Pa(3，1)一致，由于下面的理由是不可能的。對應Pa(4，1)的信號線的極性記號和Pa(1，1)相同，對應的輔助電容線的電壓不隨時間變化是固定值(不是上述那樣的振動波形)。因此，對應Pa(4，1)的輔助電容的電壓值(上述固定值)也和Pa(2，1)相同，使和上述Pa(1，1)、Pa(3，1)的說明中表示的DC電平一致，亦即，需要和對應Pa(4，1)和Pa(2，1)的輔助電容線的電壓值(上述固定值)一致，但是這是不可能的。因為，看圖19和圖20就可以明白，對應Pa(2，1)和Pa(4，1)的輔助電容配線都是CS-B，CS-B的電壓波形是矩形狀的振動波形，在對應Pa(2，1)的選擇期間選擇振動波形的最大值，在對應Pa(4，1)的選擇期間選擇振動波形的最小值，因此兩者電壓必然不同。
此外，關于盡可能把極性相同的副像素不鄰接配置的第三個條件，也要比圖17和圖18所示的前一個實施例差。
在圖19中，考察構成像素的副像素中在液晶層上外加的電壓明顯大的副像素、亦即附加記號H的副像素的極性反轉的情況。如圖19所示，在行方向上，例如看第一行的Spa行，以+H、+H、+H配置，極性不反轉(這和圖17相同)。在列方向上，例如看第一列，以(+H、-H、-H、+H)、(+H、-H、-H、+H)配置，極性以4個像素周期反轉。圖17和圖18中表示的前一個實施例中極性反轉的周期是2個像素周期，以本實施例的極性反轉周期的1/2周期極性反轉。也就是說，圖17和圖18中表示的前一個實施例比圖19和圖20中表示的本實施例以2倍的密度極性反轉。在這一點，本實施例(圖19和圖20表示的實施例)比圖17和圖18中表示的前一個實施例要差。
實際上，用實現圖17所示像素排列的前一實施例的驅動方法和圖19所示本實施例的驅動方法比較顯示的結果，可以觀察到顯示質量上的差異。具體說，亮度明顯不同的副像素間的亮度差比較大的顯示灰度等級，例如表示64/255灰度等級的場合，在視線固定的狀態(tài)下觀察顯示的場合，這兩種驅動方法看不出在顯示上有顯著差異。但是，在移動視線觀察的場合，在本實施例(圖19)的驅動方法的場合，有時會觀察到橫紋狀的條紋模樣，而在前一實施例(圖17)的驅動方法中未發(fā)生觀察到橫紋狀的條紋模樣的問題。這一不同可以認為是因為上述極性反轉周期不同。因為在各像素中包含的2個副像素內亮度高的副像素容易觀察，因此亮度高的副像素的極性反轉周期最好盡可能小。這里表示出把各像素分割成2個副像素的例子，但是在分割成3個以上的場合，最高亮度的副像素的極性反轉周期最好盡可能小地配置。當然，不用說，不僅最高亮度的副像素，把全部副像素以和最高亮度的副像素同樣的反轉周期配置更好。
下面，邊參考圖21(a)和(b)，邊通過使極性反轉周期比圖17所示實施例更小、說明即使在移動視線觀察時更難觀察到發(fā)生上述橫紋不穩(wěn)的實施例。
在圖17所示實施例中，構成像素的副像素中亮度高的副像素(附記記號“H”的副像素)的記號“+”、“-”配置，在列方向上以(+，-)、(+，-)、(+，-)、(+，-)反轉，在行方向上為+、+、+、+、+、+或者-、-、-、-、-、-不反轉，亦即取線反轉的形態(tài)。對此，圖21所示實施例中附記記號“H”的副像素的記號+、-的配置不僅列方向上以(+，-)、(+，-)、(+，-)、(+，-)反轉，在行方向上也以(+，-)、(+，-)反轉，亦即，圖21所示實施例比圖17所示實施例極性反轉周期小。在這一點上，圖21所示的實施例比圖17所不實施例好。
此外，圖21的實施例中構成像素的副像素中附記記號“H”的亮度高的副像素的配置也成為高低相間的方格圖案狀，滿足第四條件。
圖21(a)所示像素排列，例如可以如下實現。
如圖21(b)概念表示的那樣，各行的副像素的輔助電容對置電極(未示出)這樣構成，使每兩列交替連接輔助電容配線CS-A或者CS-B中的一個。這一結構上的變更，通過比較本實施例的圖21和先前說明的實施例的圖17或者圖18可以明確確認。具體說，可以在行方向上看副像素單位對應的輔助電容線的選擇狀況。例如，關于副像素從Spa(1，1)到Spa(1，6)的行，看用記號“A”或“B”表示的輔助電容對置電極的輔助電容線的選擇狀況的話，本實施例的圖21中以在Spa(1，1)為“A”、在Spa(1，2)和Spa(1，3)為“B”、在Spa(1，4)和Spa(1，5)為“A”、在Spa(1，6)為“B”交替選擇，與此相反，而先前說明的實施例的圖17或者圖18中從Spa(1，1)到Spa(1，6)全部副像素選擇“A”。
包含圖21中所示實施例的輔助電容配線CS-A或者CS-B的各配線上供給的電壓波形可以使用從圖18(a)到(j)表示的電壓波形。但是，在本實施例中，因為顯示信號電壓每2列極性反轉，所以把圖18(a)表示的顯示信號電壓供給圖21(a)的S-C1、S-C2、S-C5、S-C6…，把圖20(b)表示的顯示信號電壓供給圖21(a)的S-C3、S-C4、S-C7(未示出)、S-C8(未示出)…。
在上述實施例中，以供給輔助電容配線的輔助電容對置電壓作為振蕩電壓，進一步，使用負荷比為1∶1的矩形波，但不限于此，負荷比為1∶1以外的矩形波，甚至正弦波和三角波等的振蕩電壓也可以。在使連接多個副像素的TFT成為斷開狀態(tài)后，供給多個副像素的各輔助電容對置電極的電壓變化，可以使該變化量隨副像素不同。但是，使用矩形波的話，如上所述，具有容易使給各副像素(液晶電容和輔助電容)充電的電荷量一致、而且容易使各副像素的有效電壓一致這樣的優(yōu)點。
另外，在上述圖17和圖21的實施例中，如圖18(c)(d)所示，取供給輔助電容線的振蕩電壓的振動周期為1H期間，但是不限于此，也可以是1H的自然數分之一，亦即(1/1)H、(1/2)H、(1/3)H、(1/4)H、…。但是，隨振蕩電壓的振動周期變短，驅動電路的制作變得困難，或者有驅動電路消耗的電力增加的問題。
如上所述，根據本發(fā)明的第一方面，可以改善常黑方式的液晶顯示裝置的γ特性的視場角依賴性。特別，通過改善具有MVA方式或ASV方式等的廣視場角特性的液晶顯示裝置的γ特性，可以實現顯示質量極高的顯示。
此外，根據本發(fā)明的第二方面，可以抑制在交流驅動液晶顯示裝置時發(fā)生閃爍。通過和根據本發(fā)明的第一方面的液晶顯示裝置組合，在改善γ特性的視場角特性的同時，提供抑制閃爍發(fā)生、能夠高質量顯示的常黑方式的液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有各自有多個液晶層和在所述液晶層上外加電壓的多個電極的多個像素，以常黑方式進行顯示，其特征在于，所述多個像素的每一象素具有可以在各象素的所述液晶層上外加相互不同的電壓的第一副像素和第二副像素；所述多個像素的每一象素在執(zhí)行某灰度等級gk的顯示時，設外加在所述第一副像素和第二副像素的各象素的所述液晶層上的有效電壓為V1(gk)和V2(gk)，如果ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)，其中，0≤gk≤gn，gk和gn是0以上的整數，gk大的一方顯示亮度較高的灰度等級，則至少在0＜gk≤n-1的范圍內，ΔV12(gk)＞0伏，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述多個像素的每一個還具有可以在液晶層上外加與所述第一副像素及所述第二副像素不同的電壓的第三副像素；所述多個像素的每一個在執(zhí)行某灰度等級gk的顯示時，設外加在所述第三副像素的所述液晶層上的有效電壓為V3(gk)，ΔV13(gk)＝V1(gk)-V3(gk)，則滿足0(伏)＜ΔV13(gk)＜ΔV12(gk)的關系。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，至少在0＜gk≤n-1的范圍內，滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。
4.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，至少在0＜gk≤n-1的范圍內，滿足ΔV13(gk)＞ΔV13(gk+1)的關系。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一副像素和所述第二副像素的每一個具有由對置電極和通過所述液晶層與所述對置電極對置的副像素電極形成的液晶電容，以及由與所述副像素電極電氣連接的輔助電容電極、絕緣層、通過所述絕緣層與所述輔助電容電極對置的輔助電容對置電極形成的輔助電容，所述對置電極是對于所述第一副像素和所述第二副像素共同的單一電極，所述輔助電容對置電極在電氣上獨立于每一所述第一副像素和每一所述第二副像素。
6.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，具有對應所述第一副像素和所述第二副像素的每一個設置的2個開關元件，所述兩個開關元件由提供給共同的掃描線的掃描信號電壓進行接通/斷開控制，在所述2個開關元件處于接通狀態(tài)時，對所述第一副像素和所述第二副像素的每一個所具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極，從共同的信號線供給顯示信號電壓，在所述2個開關元件變成斷開狀態(tài)后，所述第一副像素和所述第二副像素的每一個的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，在所述第一副像素和所述第二副像素中，由其變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量是不同的。
7.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是垂直取向型液晶層，包含具有負的電介質各向異性的向列液晶材料。
8.根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一副像素和所述第二副像素的每一個的所述液晶層包含在外加電壓時液晶分子傾斜的方位角方向互相相差90°的4個域(domain)。
9.根據權利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一副像素和所述第二副像素將所述共同的掃描線介于其間配置，所述第一副像素和所述第二副像素的每一個在所述對置電極側有向所述液晶層側突出的多個肋，所述多個肋包含在第一方向上延伸的第一肋和在與所述第一方向大致正交的第二方向上延伸的第二肋，所述第一肋和所述第二肋在所述第一副像素和所述第二副像素的每一個內相對于與所述共同的掃描線平行的中心線對稱配置，而且，所述第一副像素和所述第二副像素中的一方的副像素內的所述第一肋和所述第二肋的配置和另一方的副像素內的配置相對于與所述共同的掃描線正交的中心線對稱。
10.根據權利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一副像素和所述第二副像素的面積實質上相等，且平行于所述第一副像素和所述第二副像素的每一個的所述共同的掃描線的中心線的間隔等于所述掃描線的排列間距約2分之一。
11.根據權利要求1到10中任何一個所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一副像素的面積和所述第二副像素的面積相同或比其小。
12.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備多個各有液晶層和在所述液晶層上外加電場的多個電極的像素，所述多個像素成具有多行(1～rp)和多列(1～cq)的矩陣形狀(rp，cq)排列，各像素用P(p，q)表示，其中，1≤p≤rp，1≤q≤cq，所述多個像素的每一個有在列方向排列的至少兩個副像素(SPa(p，q)，SPb(p，q)…)，所述至少兩個副像素在某一中間灰度等級顯示狀態(tài)呈現相互不同的亮度，而且，所述至少兩個副像素中呈現最高亮度的副像素的所述列方向的排列位置，在任意行的像素中在行方向上以規(guī)定周期變化，而且在任意列的像素中是一定的。
13.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述多個像素的每一個的所述至少兩個副像素的亮度大小的順序和所述至少兩個副像素的列方向的排列位置的對應關系，在任意行的像素中在行方向上以規(guī)定周期變化，在任意列的像素中是一定的。
14.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述多個像素的每一個具有的所述至少兩個副像素配置為在某一中間灰度等級顯示狀態(tài)下亮度順序相等的副像素相互不鄰接。
15.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述至少兩個副像素是SPa(p，q)和SPb(p，q)，在某一中間灰度等級顯示狀態(tài)中，任意行的像素P(p，q)中呈現最高亮度的副像素，在q為奇數的像素中是SPa(p，q)，而且在q為偶數的像素中是SPb(p，q)，或者在q為奇數的像素中是SPb(p，q)而且在q為偶數的像素中是SPa(p，q)中的任何一個，任意列的像素P(p，q)中呈現最高亮度的副像素，與p是奇數還是偶數無關，是SPa(p，q)和SPb(p，q)中的任何一個。
16.根據權利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述多個像素的每一個具有的所述至少兩個副像素在某一中間灰度等級顯示狀態(tài)中，具有最高亮度的副像素以形成高低相間的方格圖案那樣配置。
17.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述多個像素的所述液晶層上外加的所述電場的方向在每一垂直掃描周期反轉，在某一中間灰度等級顯示狀態(tài)下，所述電場的方向在任意行的像素中在行方向上以規(guī)定周期反轉，而且，在任意列的像素中在列方向上每像素反轉。
18.根據權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電場方向在任意行的像素中在行方向上每像素反轉。
19.根據權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電場方向在任意行的像素中在行方向上每兩個像素反轉。
20.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，是以常黑方式進行顯示的液晶顯示裝置，其特征在于，所述至少兩個副像素包含兩個副像素SPa(p，q)和SPb(p，q)，所述多個像素的每一個在執(zhí)行某灰度等級gk的顯示時，設外加在所述兩個副像素中的一個的所述液晶層上的有效電壓為V1(gk)，外加在另一副像素的所述液晶層上的有效電壓為V2(gk)，ΔV12(gk)＝V1(gk)-V2(gk)；其中，0≤gk≤gn，gk和gn是0以上的整數，gk大的一方表示亮度高的灰度等級，則至少在0＜gk≤n-1的范圍內，ΔV12(gk)＞0(伏)，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系。
21.根據權利要求20所述的液晶顯示裝置，其特征在于，至少在0＜gk≤n-1的范圍內，滿足ΔV12(gk)＞ΔV12(gk+1)的關系。
22.根據權利要求20所述的液晶顯示裝置，其特征在于，SPa(p，q)和SPb(p，q)的每一個具有由對置電極和通過所述液晶層與所述對置電極對置的副像素電極形成的液晶電容，以及由與所述副像素電極電氣連接的輔助電容電極、絕緣層、通過所述絕緣層與所述輔助電容電極對置的輔助電容對置電極形成的輔助電容，所述對置電極是對于SPa(p，q)和SPb(p，q)共同的單一電極，所述輔助電容對置電極對于每一個SPa(p，q)和SPb(p，q)電氣獨立。
23.根據權利要求22所述的液晶顯示裝置，其特征在于，具有對應于各SPa(p，q)和SPb(p，q)設置的兩個開關元件，所述兩個開關元件利用提供給共同的掃描線的掃描信號電壓進行接通/斷開控制，在所述兩個開關元件處于接通狀態(tài)時，從共同的信號線向各SPa(p，q)和SPb(p，q)所具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極提供顯示信號電壓，所述兩個開關元件變成斷開狀態(tài)后，各SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，由其變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在SPa(p，q)和SPb(p，q)中不同。
24.根據權利要求23所述的液晶顯示裝置，其特征在于，SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的電壓的變化量大小相等，變化的方向相反。
25.根據權利要求23所述的液晶顯示裝置，其特征在于，各SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的電壓是振蕩電壓，相位彼此相反。
26.根據權利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，各SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的所述振蕩電壓的周期和一個水平掃描周期近似相等。
27.根據權利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，各SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的所述振蕩電壓的周期比一個水平掃描周期短。
28.根據權利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，各SPa(p，q)和SPb(p，q)的所述輔助電容對置電極的所述振蕩電壓的水平掃描周期內的時間平均值在任意水平掃描周期近似相等。
29.根據權利要求27所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述振動周期是一個水平掃描周期的二分之一。
30.根據權利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述振蕩電壓是負荷(duty)比為1∶1的矩形波。
31.根據權利要求12到30中任何一個所述的液晶顯示裝置，其特征在于，SPa(p，q)的面積和SPb(p，q)的面積互不相同，而且在SPa(p，q)和SPb(p，q)中的所述液晶層上外加的有效電壓大的一方的面積比另一方的面積小。
32.根據權利要求12到30中任何一個所述的液晶顯示裝置，其特征在于，SPa(p，q)的面積和SPb(p，q)的面積實質上相等。
全文摘要
一種改善常黑方式顯示的γ特性的視場角依賴性的液晶顯示裝置。像素(10)的每一個具有可以在各液晶層上外加相互不同的電壓的第一副像素(10a)和第二副像素(10b)。在第一副像素(10a)和第二副像素(10b)的每一個的液晶層上外加的有效電壓為V1和V2，有效電壓差為ΔV12＝V1－V2的話，則至少在0＜gk≤n－1的范圍內，ΔV12(gk)＞0(伏)，而且滿足ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)的關系。
文檔編號G09G3/36GK1482593SQ0314
公開日2004年3月17日 申請日期2003年6月4日 優(yōu)先權日2002年6月6日
發(fā)明者下敷領文一 申請人:夏普株式會社