(57)【要約】【課題】向上した視野角特性を有する用いた表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、独立してアドレス可能な複数の画素を備え、画素は、第１基板に配置された第１および第２電極（１２ａ、１２ｂ）を備えるとともに、互いに離れた位置に配置される。対向電極（２２）は、第２基板に備えられ、第１基板と第２基板との間に提供された電気光学材料を有する。コントローラは、使用中において、第１領域（１８ａ）、第２領域（１８ｃ）、第３領域（１８ｂ）のうち少なくとも１つを画素において規定するために、画素の第１電極に第１電圧を印加し、画素の第２電極に第１電圧とは異なる第２電圧を印加し、画素の対向電極に第３電圧を印加する。第１、第２および第３電圧は、画素にて規定された第１、第２および第３領域のエリア、または第１、第２および第３領域それぞれが、画素に対して所望のグレースケールレベルを生成するように選択される。【選択図】図７
2014119757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
上記第１基板から間隔をあけて配置された第２基板と、
上記第１基板と上記第２基板との間に配置されるとともに、強誘電性の電気光学材料とは異なる電気光学材料を含む画像表示層と、
コントローラと、を備える表示装置であって、
上記表示装置は、独立してアドレス可能な複数の画素を含み、上記複数の画素における画素は、
上記第１基板に配置された第１電極と、
上記第１基板に配置された第２電極と、
上記第１基板に配置された抵抗層と、
上記第２基板に配置された他の電極と、を含み、
上記第１電極は、上記第１基板の平面に対して平行方向において、上記第２電極から間隔をあけて配置され、
上記抵抗層は、上記第１電極および上記第２電極と電気的に接続され、
上記コントローラは、第１モードにおいて、上記表示装置における画素に対して、上記電気光学材料が非スイッチ状態にある第１領域、上記電気光学材料が完全スイッチ状態にある第２領域、および上記電気光学材料が部分的スイッチ状態にある第３領域のうちの少なくとも１つを上記画素において規定するために、上記画素における上記第１電極に第１電圧を印加し、上記画素における上記第２電極に上記第１電圧とは異なる第２電圧を印加し、上記画素における上記他の電極に第３電圧を印加し、
上記第１電圧、上記第２電圧および上記第３電圧は、上記画素にて規定された上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域のエリア、または上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域それぞれが、上記画素に対して所望のグレースケールレベルを生成するように選択されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記画素の上記第１領域における上記電気光学材料に亘って印加される電圧が、上記電気光学材料の閾値スイッチング電圧よりも低く、上記画素の上記第２領域における上記電気光学材料に亘って印加される電圧が、飽和スイッチング電圧と等しいか、または飽和スイッチング電圧よりも高くなるように、上記第１電圧、上記第２電圧および上記第３電圧が選択されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記画素における上記第１領域は最大の光透過状態であり、上記画素における上記第２領域は最大の光吸収状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記画素における上記第１領域は最大の光吸収状態であり、上記画素における上記第２領域は最大の光透過状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記電気光学材料は、平面外スイッチングモードに設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記電気光学材料は、単安定の電気光学材料であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記コントローラは、上記表示装置における画素に対して、当該画素における上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域のうち、少なくとも２つを規定するために、上記第１電圧、上記第２電圧および上記第３電圧を印加することにより、最大透過状態のグレースケールレベルと最小透過状態のグレースケールレベルとの中間にある、上記画素に対するグレースケールレベルを得ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
上記電気光学材料は、液晶材料であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
上記液晶材料は、平面外スイッチングモードに設定されているとともに、上記液晶材料は、ツイストネマティック液晶モード、スーパーツイストネマティック液晶モード、電界制御型複屈折液晶モード、光学補償ベンド配向液晶モードおよび垂直配向ネマティック液晶モードのうちの１つに設定されていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記抵抗層の抵抗率は、上記抵抗層に亘って一様でないことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記抵抗層の抵抗率は、上記第１電極から上記第２電極への方向に沿って変化することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記表示装置における少なくとも１つの画素は、異なる液晶配列の２つ以上のドメインを含むマルチドメイン画素であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
上記マルチドメイン画素における上記ドメインは、上記画素における上記第１電極と上記画素における上記第２電極との間において、互いに平行に、または概ね平行に延伸していることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
上記表示装置における少なくとも１つの画素は、反射領域を含んでいることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
上記反射領域は、上記第１電極または上記第２電極に対して平行に、または概ね平行に延伸し、かつ上記第１電極または上記第２電極に隣接していることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
上記画素は、行および列に配置され、上記第１電極および上記第２電極は、画素における上記行に対して平行に、または概ね平行に延伸していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１７】
上記画素は、行および列に配置され、上記第１電極および上記第２電極は、画素における上記列に対して平行に、または概ね平行に延伸していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１８】
上記コントローラは、第２モードにおいて、少なくとも１つの画素に対して、上記画素における上記第１電極へ第１電圧を印加し、上記画素における上記第２電極へ、上記第１電圧と等しい第２電圧を印加することを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイの視野角特性を向上させるための、電極配置および液晶ディスプレイ駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸外位置から見られる画像が、軸上位置から見られるときの上記画像と同一であるように表示されるように、広視野角を有するＬＣＤが望まれている。ＬＣＤにおける広い視野角性能を向上させるために、いくつかの技術が開発されている。ツイストネマティック（ＴＮ）ディスプレイにおける広視野斜角ディスコチックフィルム、垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）におけるマルチドメイン画素、および改良された電極の構造のような、角度補償フィルムを用いて、表示装置は生成される。これらの発展により、広視野角においてコントラスト反転問題のない表示装置が可能になった。すなわち、画素の絶対的輝度は視野角に応じて変化するけれども、他の画素よりも高い軸上輝度を有するようにスイッチされる（切り替えられる）画素は、全ての視野角において他の画素よりも明るく維持され、逆もまた同じである。しかしながら、視野角における画素輝度の変化量は、多くのタイプのＬＣＤにおいて、未だ軸上画素輝度に関する非線形関数である。これにより、例えば、ＲＧＢストライプディスプレイでの赤、緑および青のサブ画素のような、複数のカラーサブ画素から構成される画素の配列を有するカラーディスプレイにおいて、当該画素が、３色成分の異なった輝度値から成る色度を表示している場合、当該異なった輝度値は、視野角に応じた異なった量だけ変化することができ、結果として、知覚される色度が変化する。本質的には、軸外輝度応答は、軸上輝度応答に応じた非線形関係を有し、それにより視野角に応じて変化する画像を生じさせる。角度依存性のある色度変化を最小とするために、様々な技術によって、軸外輝度応答と軸上輝度応答との間の非線形の程度を減少させることが提案されている。
【０００３】
ＵＳ４８４０４６０、ＵＳ２００５０２１９１８６Ａ１、ＵＳ６０６７０６６３およびＵＳ７０７９２１４には、２つ（またはそれ以上）のサブ領域（分割されたサブ画素構造（split sub-pixel architecture））内にあるＬＣＤカラーサブ画素の各々をさらに分割する、付加的な電子装置の使用について、記載されている。ブラックレベルは別として、第１サブ領域は、比較的高い第１の高輝度値を有し、第２サブ領域は、比較的低い第２の低輝度値を有する。サブ画素における第１および第２サブ領域の平均輝度により、上記サブ画素における所望の輝度が生じる。このような方法で画像を表示することにより、サブ画素において軸外輝度応答と軸上輝度応答との間の非線形の程度を減少させ、それにより角度依存性のある色度変化を最小とすることができる。これらの技術における不利な点は、最大輝度が減少することである。第２サブ領域が、想定される最大輝度に達することは決してないという事実により、最大輝度は制限される。また、各サブ画素をさらに分割することを必要とする付加的な電子装置が、当該サブ画素における開口比を減らすという事実により、最大輝度は制限される。
【０００４】
ＵＳ６８０１２２０およびＵＳ５８４７６８８には、少なくとも離れた２つのサブ領域において、各ＬＣＤサブ画素を分割することが要求される付加的な電子装置の必要性を打ち消すような画像処理アルゴリズム（ソフトウェアまたはＬＣＤ制御電子装置の動作）によって、分割されたサブ画素構造における光学的効果をどのようにして効果的に近づけることができるのかについて、記載されている。当該アルゴリズムは、全カラーサブ画素の上下における輝度を交互に調整することにより、現在のカラーディスプレイに適用され、空間的または時間的なドメインにおいて、分割されたサブ画素構造と同様の光学的効果を生じさせる。全体的に輝度変化を示さない画素付近の色成分の間で、輝度は効果的に変化する。当該技術の不利な点は、当該アルゴリズムが、アルゴリズムによって処理されていない画像に関係する画像の知覚解像度を、低下させることである。
【０００５】
ＧＢ２４２８１５２およびＵＳ２０１０２１４３２４には、プライバシー機能を生成するために、ＬＣＤにおける軸外輝度応答と軸上輝度応答との間の非線形的な関係を利用する画像処理アルゴリズム（ソフトウェアまたはＬＣＤ制御電子装置における動作）について記載されている。プライバシー機能が動作するとき、軸上で見られる画像は軸外で見られる画像と異なる。
【０００６】
第３の抵抗電極を介して第２の伝導性電極と電気的に接続された第１の伝導性電極により、電圧勾配を、第３の抵抗電極に沿って形成することが可能となる。上記文献には、液晶（ＬＣ）分子をスイッチするように電圧勾配を形成させることを目的とした当該電極の配置を使用することについて、開示されている。ＷＯ２００５／０１５３００Ａ１には、ＬＣ層における回位ラインの生成を避けるために、ＬＣのスイッチング中、電界の方向を制御する瞬間的な電圧勾配の使用について、記載されている。ＥＰ１４８４６３４Ａ１およびＵＳ２０１１／０１７００３０Ａ１には、ウィンドウに対する、電子的に制御可能なカーテンを可能にするように、液晶を含むウィンドウの透過関数を、空間的に変化させる電圧勾配の使用について、記載されている。ＵＳ３６７５９８８、ＵＳ３７４１６２９Ａ、ＵＳ４１３９２７８、ＵＳ４１０６８５８Ａ、ＵＳ４１１２３６１Ａ、ＵＳ４３９２７１８Ａの全てには、アナログ電圧勾配の使用を介して情報を伝達する、画素化されていない液晶ディスプレイデバイスについて開示されている。ＵＳ４８１５８２３には、強誘電性液晶ディスプレイデバイスにおける各画素内の電圧勾配の使用について、記載されている。強誘電性液晶ディスプレイデバイスは双安定であり、そのため、本質的には、２つのグレーレベルのみを有する。しかしながら、ＵＳ４８１５８２３にて記載されたような電圧勾配の使用は、各画素を通る光の透過を、連続して制御可能にする。このようにして、１画素あたりの２つ以上のグレーレベルを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、向上した視野角特性を有する表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面は、以下の表示装置を提供する。すなわち、当該表示装置は、
第１基板と、
上記第１基板から間隔をあけて配置された第２基板と、
上記第１基板と上記第２基板との間に配置されるとともに、強誘電性の電気光学材料とは異なる電気光学材料を含む画像表示層と、
コントローラと、を備える表示装置であって、
上記表示装置は、独立してアドレス可能な複数の画素を含み、上記複数の画素における画素は、
上記第１基板に配置された第１電極と、
上記第１基板に配置された第２電極と、
上記第１基板に配置された抵抗層と、
上記第２基板に配置された他の電極と、を含み、
上記第１電極は、上記第１基板の平面に対して平行方向において、上記第２電極から間隔をあけて配置され、
上記抵抗層は、上記第１電極および上記第２電極と電気的に接続され、
上記コントローラは、第１モードにおいて、上記表示装置における画素に対して、上記電気光学材料が非スイッチ状態にある第１領域、上記電気光学材料が完全スイッチ状態にある第２領域、および上記電気光学材料が部分的スイッチ状態にある第３領域のうちの少なくとも１つを上記画素において規定するために、上記画素における上記第１電極に第１電圧を印加し、上記画素における上記第２電極に上記第１電圧とは異なる第２電圧を印加し、上記画素における上記他の電極に第３電圧を印加し、
上記第１電圧、上記第２電圧および上記第３電圧は、上記画素にて規定された上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域のエリア、または上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域それぞれが、上記画素に対して所望のグレースケールレベルを生成するように選択される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、画像表示層が、平面外スイッチングＬＣモードを有する液晶材料層によって形成されている、あらゆる表示装置の視野角性能を向上させるために使用され得る。
【００１０】
さらに、本発明は、従来の電極配置を有し、かつ視野角性能を高めるための（ＵＳ６８０１２２０およびＵＳ５８４７６８８に開示されたような）画像処理アルゴリズムに従って駆動される平面外スイッチングＬＣＤからなる表示システムよりも、よい良い視野角性能およびより高い解像度を提供する。上述したように、そのような画像処理アルゴリズムは、（当該アルゴリズムによって処理されていない画像と関連して）画像の知覚解像度を低下させ、そして、画像処理アルゴリズムを用いることのない本発明において、向上した視野角性能が得られるため、本発明によって当該解像度の損失が避けられる。
【００１１】
提供された電極配置は、アナログマルチ画素駆動および通常駆動の両方に互換性がある。このようにして、表示装置は、アナログマルチ画素駆動を用いて視野角性能を最適化するように駆動され、または必要に応じて、（低下した視野角性能にも関わらず）通常駆動を用いて駆動され得る。通常駆動は、視野角性能をさらに修正し、かつプライバシー機能を生成するための（ＧＢ２４２８１５２およびＵＳ２０１０２１４３２４に開示されているような）画像処理アルゴリズムと互換性がある。高品質な広視野角モードと狭視野角（プライベート）モードとの間のスイッチングは、モバイルディスプレイにおいて有効である。
【００１２】
アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおける電圧−輝度曲線は、通常駆動よりも著しく線形である。アナログマルチ画素駆動における、比較的、線形な電圧−輝度曲線は、通常駆動よりも２つの利点を有する。第１に、電気的雑音や電荷漏れなどによって引き起こされる、画素信号電圧におけるフレームからフレームへのあらゆる変化による、アナログマルチ画素駆動を用いて表示された画像に対する影響は、通常駆動より少ない。第２に、アナログマルチ画素駆動を用いて画像データを正確に再生することは、通常駆動より簡単である。その結果、アナログマルチ画素駆動は、１画素につき１０ビット（および１０ビットより高い）データレベルを使用する表示装置のスキームとより互換性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１基板および電極配置を示す図である。
【図２】第１基板および電極配置を示す図である。
【図３】第２基板および電極配置を示す図である。
【図４】液晶ディスプレイを示す図である。
【図５】電極電圧レベルを定義するための図である。
【図６】通常駆動を用いたノーマリーホワイトＬＣＤ画素に関する平面図である。
【図７】アナログマルチ画素駆動を用いたノーマリーホワイトＬＣＤ画素に関する平面図である。
【図８】通常駆動を用いたノーマリーブラックＬＣＤ画素に関する平面図である。
【図９】アナログマルチ画素駆動を用いたノーマリーブラックＬＣＤ画素に関する平面図である。
【図１０】アナログマルチ画素駆動におけるＬＣ画素分子の中央平面の勾配（mid-plane tilt）を示す図である。
【図１１】アナログマルチ画素駆動におけるＬＣ画素分子の中央平面の勾配を示す図である。
【図１２】通常駆動を用いた第１の最小ＴＮにおける視野角応答を示す図である。
【図１３】アナログマルチ画素駆動を用いた第１の最小ＴＮにおける視野角応答を示す図である。
【図１４】ノーマリーホワイトの第１の最小ＴＮに関する電圧−透過プロットを示す図である。
【図１５】ＣＰＡ  ＶＡＮに関する視野角応答を示す図である。
【図１６】飽和電圧でのＣＰＡ  ＶＡＮモードにおけるＬＣ分子の平面図である。
【図１７】飽和電圧での４ドメインＶＡＮモードにおけるＬＣ分子の平面図である。
【図１８】４ドメインＶＡＮにおける視野角応答を示す図である。
【図１９】４ドメインＶＡＮにおける視野角応答を示す図である。
【図２０】４ドメインノーマリーブラックＶＡＮに関する電圧−透過プロットを示す図である。
【図２１】サブ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２２】サブ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２３】サブ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２４】サブ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２５ａ】４ドメインＶＡＮ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２５ｂ】４ドメインＶＡＮ画素、および電圧勾配を印加するための電極に関する構成を示す図である。
【図２６】飽和電圧での４ドメインＶＡＮモードにおけるＬＣ分子の平面図である。
【図２７】アナログマルチ画素駆動を用いた画素におけるＤＣバランスを示す図である。
【図２８ａ】アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおけるＤＣバランスを示す図である。
【図２８ｂ】アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおけるＤＣバランスを示す図である。
【図２８ｃ】アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおけるＤＣバランスを示す図である。
【図２８ｄ】アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおけるＤＣバランスを示す図である。
【図２９ａ】アナログマルチ画素駆動に関する電圧図である。
【図２９ｂ】アナログマルチ画素駆動に関する電圧図である。
【図３０】関連する駆動電子装置を有する液晶ディスプレイを示す図である。
【図３１】関連する駆動電子装置を有する液晶ディスプレイを示す図である。
【図３２】図３１における制御ＡＳＩＣに関する出力回路８０を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０    第１基板および電極層
１１    第１基板
１２ａ  第１電極
１２ｂ  第２電極
１３    第３電極
１５    第１電極と第２電極との間の領域
１６    第１電極端
１７    第２電極端
１８ａ  高輝度を有する画素領域
１８ｂ  中間輝度（graduation of luminance）を有する画素領域
１８ｃ  低輝度を有する画素領域
１９    サブ画素
１９ａ  サブ画素の反射領域
１９ｂ  サブ画素の透過領域
２０    第２基板および電極層
２１    第２基板
２２    第４電極
３０    液晶材料（画像表示層）
３１    液晶分子
３２    ＣＰＡ  ＶＡＮ画素
３３    ＣＰＡリベット
３４    ４ドメインＶＡＮ画素
３４ａ  ４ドメインＶＡＮ画素の第１ＬＣドメイン
３４ｂ  ４ドメインＶＡＮ画素の第２ＬＣドメイン
３４ｃ  ４ドメインＶＡＮ画素の第３ＬＣドメイン
３４ｄ  ４ドメインＶＡＮ画素の第４ＬＣドメイン
３４−１  第１の４ドメインＶＡＮ画素
３４−２  第２の４ドメインＶＡＮ画素
３４−３  第３の４ドメインＶＡＮ画素
３４−４  第４の４ドメインＶＡＮ画素
４０      偏光子
５０      偏光子
６０      液晶セル
８０      出力回路
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ツイストネマティック（ＴＮ）、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）、電界制御型複屈折（ＥＣＢ）、光学補償ベンド配向（ＯＣＢまたは“ｐｉセル”）および垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）のような多くの液晶ディスプレイでは、基板の平面に垂直な平面において、所定の量だけＬＣ分子を傾けること（すなわち、平面外のスイッチングＬＣモード（平面外スイッチングモード））により、光変調が可変となる。平面外スイッチングＬＣＤに適した、電極配置および関連する駆動方法（“アナログマルチ画素駆動”と呼ぶ）は、従来の電極配置および従来の駆動方法（“通常駆動”と呼ぶ）を用いた平面外スイッチングＬＣＤと比較して、上記ＬＣＤの視野角性能を向上させる。本質的には、提供された電極配置およびアナログマルチ画素駆動は、任意の平面外のスイッチングＬＣモード（平面外スイッチングモード）における視野角性能を向上させるために、使用され得る。
【００１６】
従来の電極配置における平面外スイッチングＬＣＤは、視野角性能をはるかに向上させる目的で、（ＵＳ６８０１２２０およびＵＳ５８４７６８８に開示されているような）画像処理アルゴリズムと互換性がある。提供された電極配置およびアナログマルチ画素駆動は、視野角性能を高めることについて、従来の電極配置を用いた平面外スイッチングＬＣＤを備え、かつ（ＵＳ６８０１２２０およびＵＳ５８４７６８８に開示されているような）画像処理アルゴリズムによって駆動される表示システムよりも、すぐれた視野角性能と高い解像度とを有する。上述したように、このような画像処理アルゴリズムは、（上記アルゴリズムにより処理されていない画像に関連する）画像の知覚解像度を低下させる。そして、視野角性能の向上は、画像処理アルゴリズムを使用することなく本発明において得られるため、当該解像度の損失は、本発明によって回避される。
【００１７】
提供された電極配置は、アナログマルチ画素駆動および通常駆動と互換性がある。ＬＣＤは、視野角性能を最適化するためのアナログマルチ画素駆動、または視野角性能を低減するための通常駆動を用いて駆動され得る。通常駆動は、視野角性能をさらに修正するとともにプライベート機能を生成するための（ＧＢ２４２８１５２およびＵＳ２０１０２１４３２４に開示されているような）画像処理アルゴリズムと互換性がある。高品質な広視野角モードと狭視野角（プライベート）モードとの間のスイッチングは、モバイルディスプレイにおいて有効である。
【００１８】
アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤの電圧−輝度曲線は、通常駆動よりも著しく線形である。アナログマルチ画素駆動における、比較的、線形な電圧−輝度曲線は、通常駆動よりも２つの利点を有する。第１に、電気的雑音や電荷漏れなどにより引き起こされる、画素信号電圧におけるフレームからフレームへのあらゆる変化による、アナログマルチ画素駆動を用いて表示された画像に対する影響は、通常駆動より少ない。第２に、アナログマルチ画素駆動を用いて画像データを正確に再生することは、通常駆動より容易である。その結果、アナログマルチ画素駆動は、１画素につき１０ビット（および１０ビットより高い）のデータレベルを使用する表示装置のスキームとより互換性がある。
【００１９】
用語“非スイッチ状態”とは、電気光学材料に亘って印加される電圧によって、液晶配向に何の変化も引き起こされないときに、表示装置における電気光学材料が選択する状態を指す。（すなわち、液晶電気光学材料の場合には、印加される電圧が液晶閾値電圧未満のときである。単安定ＬＣモードにおけるＬＣスイッチング閾値電圧は、当該ＬＣモードに依存して、約（〜）０．５Ｖと約２．５Ｖとの間にあってもよい。いくつかの双安定ＬＣモードにおけるスイッチング閾値は、単安定ＬＣモードにおけるＬＣスイッチング閾値電圧よりはるかに高くてもよい。ＴＮ  ＬＣモードに対する典型的なスイッチング閾値電圧は、約１Ｖである。）電圧が電気光学材料に亘って印加されるとき、電気光学材料は、最終的に選択するまでの間中、異なる配向を選択し得る、すなわち、印加電圧の大きさがさらに増加したことによって、電気光学材料の配向に実質上さらなる変化が生じなかった後の最終的な配向となる傾向にある。一般に、電気光学材料に渡った電圧が、電気光学材料における“飽和電圧”と同一か、または“飽和電圧”よりも大きいときに、最終的な配向が得られているものとみなされる。例えば、液晶の電気光学材料において、ＬＣ飽和電圧は、約２Ｖと約１０Ｖとの間にあってもよいし、透過率が、仮に無限の電圧がＬＣ材料に印加されるとした場合に（ノーマリーブラックディスプレイに）生じる透過率の約９５％となる値（point）であるものとして定義されることが多い。電気光学材料に亘って印加された電圧が当該飽和電圧と同一か、または当該飽和電圧よりも大きい状態を、“完全スイッチ状態”とする。用語“部分的スイッチ状態”とは、電気光学材料が非スイッチ状態にはないように、電気光学材料に印加される電圧の大きさが、電気光学材料の配向にいくらかの変化を生じさせるのに十分な程度に大きい状態である一方、電気光学材料に亘って印加される電圧の大きさが、電気光学材料が完全スイッチ状態を選択するほど大きくない状態を指す。
【００２０】
ヒステリシススイッチング特性を表さないあらゆるＬＣモードにおいて、“完全スイッチ状態”に達するために必要な電圧（すなわち、飽和電圧）は、閾値電圧よりも大きい。ヒステリシススイッチング特性を表さないあらゆるＬＣモードにおいて、“部分的スイッチ状態”に達するために必要な電圧は、閾値電圧と飽和電圧との間にある。
【００２１】
一般に、画素における第１領域（電気光学材料が非スイッチ状態にある領域）、画素における第２領域（電気光学材料が完全スイッチ状態にある領域）、および画素における第３領域（電気光学材料が部分的スイッチ状態にある領域）は、各々他の領域とは異なる透過率を有する。（例えば、ノーマリーホワイトディスプレイにおいて、一般的に第１領域は最大の透過率を有し、第２領域は最大限に細くかつ最小の透過率を有し、そして第３領域は中間の透過率を有し得る。）それゆえ、画素における空間的な平均透過率によって所望のグレースケールレベルがもたらされるように、画素における第１、第２および第３領域のエリアが選択されることにより、最も明るいグレースケールレベル（通常“白”呼ばれるレベル）と最も暗いグレースケールレベル（通常“黒”と呼ばれるレベル）との間にある、あらゆる所望のグレースケールレベルを、画素が有することが可能となる。
【００２２】
平面外スイッチングディスプレイにおいて、中間のグレースケールレベルは、部分的スイッチ液晶状態により得られる。その結果、中間のグレースケールレベルでは、液晶分子は、画素に亘って概ね一様である中央平面の勾配値を有するとともに、液晶が非スイッチ状態にあるときに選択された勾配角度と、液晶が完全スイッチ状態にあるときに選択された勾配角度との間にある中間の勾配角度である中央平面の勾配値を有する。対照的に、中間のグレースケールレベルに関して本発明では、他の画素エリアにおける液晶が非スイッチ状態および／または完全スイッチ状態にあることにより、画素エリアの一部分のみが部分的スイッチ液晶状態となる。このように、中間の中央平面の勾配角度が、部分的スイッチ液晶状態が存在する画素部分のみに現れ、中間のグレースケールレベルにおける中央平面の勾配角度は、画素エリアに亘って変化する。中間の中央平面の勾配角度を、画素の一部分のみに存在させることにより、中間の中央平面の勾配角度が概ね全ての画素に亘って存在するような従来の表示装置と比較して、中間のグレースケールレベルにおける視野角性能を向上させることが実現される。（既知の通り、液晶ディスプレイのような表示装置における視野特性は、視野角に左右される。一般に、視野角がディスプレイにおける垂直軸から離れるほど、観察者によって観察される画像の特性は低下する。例えば、画像におけるコントラストは減少し（そして最終的には反転し）、および／または画像の色度が変化し得る。表示装置は、表示画像の品質が観察者にとって満足される程度の視野角の範囲である“視野角範囲”を有する。“視野角性能”とは、視野角範囲の広がり、および／または視野角範囲内における画像特性を指す。）
文脈が、明らかに他の状態を必要としていない限り、ここで使用される“画素”は、合成画素の一部分、例えば、２つ以上の色度を有する（サブ）画素が合成画素を形成するようなカラーディスプレイの場合におけるカラー（サブ）画素を含むことを意図する。
【００２３】
疑念を避けるために、本発明は、任意の画素における第１電極および第２電極は、隣り合う画素における第１電極および第２電極から離れていることを必要とせず、かつ、１つの電極は、複数の画素の第１電極または第２電極として動作する。例えば、１つの電極は、画素における行もしくは列の第１電極または第２電極として動作し、または２つの隣接した行もしくは２つの隣接した列の第１電極または第２電極としてさえも動作する。
【００２４】
図１および図２を参照すると、第１基板および関連した電極配置１０（第１基板および電極層１０）は、第１基板１１と、第１基板に配列された第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂと、第１基板に配列された抵抗層（例えば、第３電極１３によって構成される）とを備える。第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、第３電極１３を介して、互いに電気的に接触している。図１を参照すると、第３電極１３は第１基板１１に堆積され、第３電極１３の表面に第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂが堆積されてもよい。また、図２を参照すると、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、第１基板１１に堆積され、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂの表面に第３電極１３が堆積されてもよい。液晶配列層（不図示）は、電極の表面に堆積されるものとする。第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、独立してアドレスされてもよい。例えば、適切なコントローラ（不図示）によって、第１電圧ＶＲ１が第１電極１２ａに印加され、第２電圧ＶＲ２が第２電極１２ｂに印加されてもよい。第１電圧と第２電圧とが同一である場合（すなわち、ＶＲ１＝ＶＲ２）、当該電圧は、第３電極１３の横方向に沿った横方向の全位置１５（第１電極と第２電極との間の領域１５）における第３電極１３上にも生じる。また、第１電圧ＶＲ１と第２電圧ＶＲ２とが異なる場合（すなわち、ＶＲ１≠ＶＲ２）、第３電極１３は、位置１６（第１電極端１６）に第１電圧ＶＲ１を有し、かつ位置１７（第２電極端１７）に第２電圧をするように、第３電極１３における横方向の領域１５に沿って、電圧勾配が生じる。領域１５は、第３電極に生じる電圧勾配の空間的範囲を示す。第３電極１３が、位置１６と位置１７との間において同一の抵抗を有する場合には、第３電極１３における位置１６と位置１７との間に、線形関数の形状で示される電極勾配が存在するであろう。領域１５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）内にある、画素の開口またはサブ画素の開口における空間的範囲とほぼ一致してもよい。
【００２５】
図３を参照すると、第２基板および関連した電極配置２０（第２基板および電極層２０）は、第２基板２１と、第２基板に堆積された少なくとも別の電極（例えば、第４電極２２）とを備える。液晶配列層（不図示）は、当該電極の表面に配置される。第４電極２２は、電圧ＶＳＩＧが印加される信号電極である。（第１電極１２ａへ第１電圧ＶＲ１を、第２電極へ第２電圧ＶＲ２を、および、離れた位置にある電極２２へ電圧ＶＳＩＧを印加するのに適したコントローラの一例について、図３０から図３２を参照して後述する。）多数の画素から構成されるＬＣＤにおいて、ＶＳＩＧは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の標準的な配列を介して、所定の画素または所定のサブ画素から成る第４電極に印加されてもよく、および図３０に示されるような駆動電子装置に関連してもよい。
【００２６】
図４を参照すると、第１基板および電極配置１０と、第２基板および電極配置２０とは、液晶配列層（不図示）と互いに向き合う状態で、予め定められた間隔だけ離れて配置される。ＬＣＤ６０（液晶セル６０）を実現化するために、液晶材料３０のような電気光学材料によって構成された画像表示層は、第１基板および電極配列１０と、第２基板および電極配置２０との間に含まれている（本発明では、主に、画像表示層が液晶材料の層であるの場合の具体例に関して説明する。）。当該ＬＣＤは、第１基板１１および第２基板２２における最も外側の表面に各々取り付けられた偏光子４０，５０を備える。偏光子は、直線偏光子であってもよいし、円偏光子であってもよい。直線偏光子が利用される場合、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）ＬＣＤでは、直線偏光子は、互いに平行に配列されてもよいし、互い直交に配列されてもよいし、または互いに予め定められた角度で配列されてもよい。円偏光子が利用される場合、２つの偏光子は同じ掌性を有していてもよいし、または反対の掌性を有していてもよい。例えば、ネガティブＣプレートおよび／またはポジティブＡプレートなどで構成された光学補償フィルム（不図示）は、偏光子４０と偏光子５０との間の光学的な堆積層に配置されていてもよい。バックライトユニット（不図示）は、ＬＣＤを照射する。バックライトユニットは、偏光子４０または偏光子５０のうち何れか一方の近傍に配置されていてもよい。ＬＣＤは、第１電極、第２電極および第４電極を介してＬＣＤ上に結像させるような電気信号を、ＬＣＤの画素に供給する駆動電子装置（不図示）を備える。駆動電子装置および駆動スキームの詳細については、後述する。
【００２７】
図５を参照すると、電圧レベルＶＲ１（第１電極１２ａに印加される電圧）、ＶＲ２（第２電極１２ｂに印加される電圧）およびＶＳＩＧ（第４電極２２に印加される電圧）が示されている。第３電極１３に印加される電圧値ＶＲ（Ｘ）は、位置１６から位置１７までのｘ方向において、横方向に変化してもよい。ＶＲ（Ｘ）は、ＶＲ１、ＶＲ２および電極１３を構成する材料の関数である。例えば、ＶＲ１＝−ＶＲ２であり、かつ第３電極１３がｘ方向において同一の抵抗を有する場合、位置１６と位置１７との間にある中央の点においてＶＲ＝０である。ＬＣ層に渡った電圧ＶＬＣ（Ｘ）は、ＶＳＩＧＮ−ＶＲ（Ｘ）により定められる。ＶＲ１＝ＶＲ２である場合、ＶＲは位置に依存する関数ではないため、ＶＬＣもまた、領域１５の範囲内において、概ね空間的に依存しない。
【００２８】
図４における液晶ディスプレイは、少なくとも、“アナログマルチ画素駆動”モードである第１モードにおいて操作されることが可能であり、かつ、選択肢として“通常駆動”モードである第２モードにおいても操作されることが可能である。コントローラは、第１モードにおいて、表示装置における画素に対して、電気光学材料が非スイッチ状態にある第１領域、電気光学材料が完全スイッチ状態にある第２領域、および電気光学材料が部分的スイッチ状態にある第３領域のうちの少なくとも１つを画素において規定するために、第１電圧（ＶＲ１）を当該画素における第１電極１２ａに印加し、第１電圧とは異なる第２電圧（ＶＲ２）を当該画素における第２電極１２ｂに印加し、そして第３電圧（ＶＳＩＧ）を当該画素における別の電極（すなわち、第４電極２２）に印加する。当該画素において規定された第１領域、第２領域、および第３領域のエリア、または、当該画素において規定された第１領域、第２領域、および第３領域それぞれが、（当該画素への入力データによって規定されるような）画素に対して所望のグレースケールレベルを生成するように、第１電圧、第２電圧および第３電圧が選択される。第２モードにおいて、電圧が供給される場合、コントローラは、少なくとも１つの画素において、第１電圧（ＶＲ１）を当該画素における第１電極に印加し、第１電圧と等しい第２電圧（ＶＲ２）を当該画素における第２電極に印加するように構成される。
【００２９】
図６は、通常の（すなわち、従来の）駆動を用いたノーマリーホワイトＬＣ画素を表す。図６を参照すると、ＶＲ１＝ＶＲ２＝０であり、ＶＴＨは、画像表示層における閾値スイッチング電圧（すなわち、この例では、液晶層における閾値スイッチング電圧）であり、そしてＶＳＡＴは、液晶飽和電圧である。レベルＧ０、Ｇ６４、Ｇ１２８、Ｇ１９２およびＧ２５５は、８ビット駆動スキームにおける近傍データレベル（グレーレベル）値を示す。別の方法で規定されない限り、ここに含まれるアドレッシングスキームにおけるすべての例は、１画素または１サブ画素につき、２５６データレベル（Ｇ０からＧ２５５）を有する（すなわち、１画素または１サブ画素につき８ビットデータレベル）。ＶＳＩＧは、ＶＴＨよりも低い値かまたはＶＴＨと等しい値から、ＶＳＡＴと実質的に等しい値に向かって増加するにつれて、８ビットアドレッシングスキームと仮定すると、画素輝度は、最大の光透過状態（Ｇ２５５）から、グレー（Ｇ１９２、Ｇ１２８、Ｇ６４）を経由して、最大の光吸収状態（Ｇ０）に変化する。便宜上、用語“白”および“黒”とは、“最大の光透過状態”および“最大の光吸収状態”の代わりに使用されるものとする。
【００３０】
モノドメイン型ＬＣモードでは、画素輝度は、通常（従来の）駆動においては領域１５に亘って実質的に変化しない。モノドメイン型ＬＣモードおよびマルチドメイン型ＬＣモードでは、中央平面の勾配は、通常（従来の）駆動においては領域１５に亘って実質的に変化しない。中央平面は、ＬＣ層３０の厚みをｄとすると、ｄ／２にある平面として定義される。図６に示される画素は、標準的なカラーフィルタと関連して使用され、ＬＣＤにおけるサブ画素を彩色させてもよい。
【００３１】
図７は、アナログマルチ画素（すなわち、従来ではない）駆動を用いたノーマリーホワイトＬＣ画素を表す。図７および図７の要約は、ただの説明の目的にすぎず、原寸に比例した縮尺で描かれたものではない。図７を参照すると、ＶＳＩＧ＝０ＶのときにＶＲ１≦ＶＴＨ、ＶＲ２≦ＶＴＨかつＶＲ１＝−ＶＲ２であるため、液晶３０の層に沿った電圧ＶＬＣ（Ｘ）は、当該画素に渡った全ての空間的位置においてＶＴＨ以下となる。ゆえに、当該画素は、実質的に、領域１５の至る所において、データレベルＧ２５５に対応する白を表す。ＶＳＩＧが増加するとき、画素輝度は、領域１５に亘って一様ではなくなる。｜ＶＳＩＧ−ＶＲ１｜＜ＶＴＨとなる画素の範囲内の第１の空間的領域１８ａにおいて、液晶材料は非スイッチ状態にあり、（ノーマリーホワイトディスプレイにおいて、非スイッチ状態の液晶材料における領域は、白を表すため）当該画素は実質的に白である。｜ＶＳＩＧ｜≧ＶＳＡＴとなる画素の範囲内の第２の空間的領域１８ｃにおいて、液晶材料は完全スイッチ状態にあり、当該画素は実質的に黒である。ＶＴＨ＜｜ＶＳＩＧ｜＜ＶＳＡＴとなる画素の範囲内の第３の空間的領域１８ｂにおいて、液晶材料は部分的スイッチ状態にあり、画素は段階的に変化する輝度を有する。図６における従来の駆動スキームを参照すると、Ｇ１からＧ２５４までの全てのデータレベルにおいて（すなわち、“白”および“黒”レベルから離れた全てのデータレベルにおいて）、画素またはサブ画素の液晶層は、実質的に均一の中間液晶状態（図７において段階的に輝度が変化する領域１８ｂに対応する状態）を、全領域に亘って構成する。対照的に、図７における駆動スキームでは、画素は、全体として、領域１８ａ（すなわち、Ｇ２５５）から構成されていてもよい。図７を参照すると、画素は、全体として、領域１８ａと、領域１８ｂ（Ｇ２５５直下のグレーレベルとして、例えばＧ２５４およびＧ２５３）とから構成されていてもよい。図７を参照すると、画素は、全体として、領域１８ａと、領域１８ｂと、領域１８ｃ（中間のグレーレベルとして、例えばＧ１２８）とから構成されていてもよい。あるいは、図７には示していないが、画素は、全体として、領域１８ｂ（中間のグレーレベルとして、例えばＧ１２８）から構成されていてもよい。全体として領域１８ｂから構成される、Ｇ１２８を例とする中間のグレーレベルを表す画素は、図６に示されるような中間のグレーレベル（Ｇ１２８）を表す従来の画素よりも、よりよい視野角性能を有する。視野角性能が向上する理由は、画素全体が、全体として、部分的スイッチ状態にある領域１８ｂから構成されているとしても、第１電極と第２電極との間の電圧勾配によって、液晶の状態が当該画素に亘って一様でないためである。約４５°近傍の中央平面の勾配（図６におけるＧ１２８レベルを得るために用いられるような勾配）は、最も不良の視野角性能を有する。中央平面の勾配が約４５°を超えて増加、または約４５°未満に減少するにつれて、視野角性能は向上する。中間グレーレベルにおける視野角が最も良質となるのは、全体として、画素がまさしく完全スイッチ状態および完全非スイッチ状態から構成される場合（すなわち、部分的スイッチ状態でない場合）であるという制限がある。しかしながら、本発明に従って、全体として領域１８ｂから構成される、Ｇ１２８を例とする中間のグレーレベルを表す画素は、よりよい視野角性能を有する。なぜなら、視野角性能として最も有害な中央平面の勾配角（すなわち、約４５°）を有する画素の領域が、同様の中間のグレーレベル（Ｇ１２８）を表す従来の画素の領域よりも狭いためである。換言すれば、例えば、約２５°の中央平面の勾配を有する第１エリア、および約７５°の中央平面の勾配を有する第２エリアの２つのエリアから構成された、中間のグレーレベルにおける画素は、約４５°の単一の中央平面の勾配を有する単一のエリアから構成された同様のグレーレベルにおける画素よりも、良質な視野角性能を有する。領域１８ｂにおいては中央平面の勾配角が連続して分散しているが、約４５°近傍において中央平面の勾配に充てられたエリア（最も不良な視野角性能を有するエリア）は、最小化されている。図７を参照すると、画素は、全体として、領域１８ｂと、領域１８ｃ（Ｇ０より直上、例えばＧ１およびＧ２のグレーレベル）とから構成されていてもよい。図７を参照すると、画素は、全体として、領域１８ｃ（すなわち、Ｇ０）から構成されていてもよい。それゆえ、領域１８ａ、領域１８ｂおよび領域１８ｃは、黒から白までの全てのグレーレベルを生じさせるために、画素またはサブ画素内において使用される。所望のグレーレベルを得るためには、画素またはサブ画素は、領域１８ａ、１８ｂおよび１８ｃのうち、１つ、２つまたは３つの領域から構成されてもよい。モノドメイン型およびマルチドメイン型ＬＣモードにおいて、アナログマルチ画素駆動（例えば、Ｇ１９２、Ｇ１２８およびＧ６４を参照）の下で、中央平面の勾配は、実質的に、領域１５に亘って変化してもよい。図７に示された画素は、標準的なカラーフィルタに関連して使用され、ＬＣＤにおけるサブ画素は彩色される。
【００３２】
図８は、図６を用いた説明と類似する通常（従来の）方法で駆動される、ノーマリーブラックＬＣ画素を表す。図９は、図７を用いた説明と類似するアナログマルチ画素駆動（従来ではない）方法で駆動される、ノーマリーブラックＬＣ画素を表す。図９および図９の要約は、ただの説明の目的にすぎず、原寸に比例した縮尺で描かれたものではない。図９を参照すると、ＶＲ１≦ＶＴＨ、ＶＲ２≦ＶＴＨかつＶＲ１＝−ＶＲ２である。ＶＳＩＧ＝０Ｖのとき、液晶３０の層に沿った電圧ＶＬＣ（Ｘ）は、当該画素に渡った全ての空間的位置においてＶＴＨ以下となる。ゆえに、当該画素は、実質的に、領域１５の至る所において、データレベルＧ０に対応する黒を表す。ＶＳＩＧが増加するとき、画素輝度は、領域１５に亘って一様ではなくなる。｜ＶＳＩＧ−ＶＲ１｜＜ＶＴＨとなる画素の範囲内の第１の空間的領域１８ｃにおいて、液晶材料は非スイッチ状態にあり、（ノーマリーブラックディスプレイにおいて、非スイッチ状態の液晶材料における領域は、黒を表すため）当該画素は実質的に黒である。｜ＶＳＩＧ｜≧ＶＳＡＴとなる画素の範囲内の第２の空間的領域１８ａにおいて、液晶材料は完全スイッチ状態にあり、当該画素は実質的に白である。ＶＴＨ＜｜ＶＳＩＧ｜＜ＶＳＡＴとなる画素の範囲内の第３の空間的領域１８ｂにおいて、液晶材料は部分的スイッチ状態にあり、画素は段階的に変化する輝度を有する。
【００３３】
図８における従来の駆動スキームでは、Ｇ１からＧ２５４までの全てのデータレベルにおいて（すなわち、“白”および“黒”レベルから離れた全てのデータレベルにおいて）、画素またはサブ画素の液晶層は、実質的な中間液晶状態（図７または図９において段階的に輝度が変化する領域１８ｂに対応する状態）を、全領域に亘って構成する。対照的に、図９における駆動スキームでは、画素は、全体として、領域１８ａ（すなわち、Ｇ２５５）から構成されていてもよい。図９を参照すると、画素は、全体として、領域１８ａと、領域１８ｂ（Ｇ２５５直下のグレーレベルとして、例えばＧ２５４およびＧ２５３）とから構成されていてもよい。図９を参照すると、画素は、全体として、領域１８ａと、領域１８ｂと、領域１８ｃ（中間のグレーレベルとして、例えばＧ１２８）とから構成されていてもよい。あるいは、図９には示していないが、画素は、全体として、領域１８ｂ（中間のグレーレベルとして、例えばＧ１２８）から構成されていてもよい。図９を参照すると、全体として、領域１８ｂと、領域１８ｃ（Ｇ０より直上のグレーレベルとして、例えばＧ１およびＧ２）とから構成されていてもよい。図９を参照すると、画素は、全体として、領域１８ｃ（すなわち、Ｇ０）から構成されていてもよい。モノドメイン型およびマルチドメイン型ＬＣモードにおいて、アナログマルチ画素駆動（例えば、Ｇ１９２、Ｇ１２８およびＧ６４を参照）の下で、中央平面の勾配は、実質的に、領域１５に亘って変化してもよい。図９に示された画素は、標準的なカラーフィルタに関連して使用され、ＬＣＤにおけるサブ画素は彩色される。それゆえ、領域１８ａ、領域１８ｂおよび領域１８ｃは、黒から白までの全てのグレーレベルを生じさせるために、画素またはサブ画素内において使用される。所望のグレーレベルは、領域１８ａ、１８ｂおよび１８ｃのうち、１つ、２つまたは３つの領域から構成されてもよい。モノドメイン型およびマルチドメイン型ＬＣモードにおいて、アナログマルチ画素駆動（例えば、Ｇ１９２、Ｇ１２８およびＧ６４参照）の下で、中央平面の勾配は、実質的に、領域１５に亘って変化してもよい。図９に示された画素は、標準的なカラーフィルタに関連して使用され、ＬＣＤにおけるサブ画素は彩色される。
【００３４】
図１０および図１１は、ＬＣ分子３１における中央平面の勾配が、画素の開口またはサブ画素の開口とほぼ一致する領域１５に亘って、どのように変化し得るかという例を示す。図１０を参照すると、領域１８ａにおけるＬＣ分子は、低い中央平面の勾配を有し、領域１８ｃにおけるＬＣ分子は、高い中央平面の勾配を有し、領域１８ｂにおけるＬＣ分子は、段階的に変化する中間勾配を有する。領域１８ａにおける分子の中央平面の勾配は、ＬＣ表面配列層によって引き起こされる事前勾配（pre-tilt）に一致してもよい。領域１８ｃにおける分子の中央平面の勾配は、ＬＣ表面配列層によって引き起こされる事前勾配に一致してもよい。図１１は、ＬＣ中央平面の勾配において、図１０と異なる空間的配置を示す一方で、図１０および図１１はともに、段階的に変化する中間勾配を表す領域１８ｂを含む。
【００３５】
ノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルは、図５に示されるような設計に従って、製作されていた。使用される液晶材料は、ＭＬＣ−２１０１（Merck、Δｎ＝０．０９４３、Δε＝＋１８．１）であり、セルの厚みは約５μｍであった。液晶配列層は、約１°という低い表面事前勾配を与えるＰｌ２５５５（DuPont MicroSystems）であった。キラルドーパントＲ８１１（Merck）は、ＬＣセルに注入する前に、液晶材料に加えられ、結果として生じる混合物は、約１００μｍ程度のピッチを有していた。キラル液晶混合物の掌性は、配列層の垂直な摩擦表面によって誘導された掌性と強調していた。インジウムガリウム亜鉛酸化物の層は、第３電極１３に使用されており、第１電極１１に配置されていた。インジウムガリウム亜鉛酸化物のシート抵抗は、約１０６Ω／□であった。適切なシート抵抗を有する任意の透過性材料は、第３電極１３に使用され得る。第３電極１３のシート抵抗は、約１０５Ω／□から約１０１３Ω／□までの範囲にあり得る。より高いシート抵抗は、第３電極１３に流れる電流をより低くする原因となり、ゆえに電力消費はより低くなる。電力消費を低くすることは、特にモバイルＬＣＤアプリケーションにおいては、望ましいことである。しかしながら、より高いシート抵抗は、第４電極との容量結合に起因して、ＬＣスイッチング速度を遅くさせ得る。一次近似において、容量結合の効果は、画素におけるＲＣ定数がＬＣモードにおける固有のスイッチング速度と比較できるときに、有効になる。それゆえ、第３電極１３におけるシート抵抗のより高い値は、スイッチング速度が著しく遅くならないように選択される必要がある。実用的には、約１０７Ω／□から約１０１１Ω／□までの範囲にあるシート抵抗が望ましい。アルミニウムは、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂに使用されていた。第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、透過性材料または非透過性材料で製作され得る。第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂに印加される電圧を異ならせる（すなわち、ＶＲ１≠ＶＲ２）ことで、得られたＬＣＤ上の全ての位置において、第３電極に亘って同様な電圧降下が、実質的に生じる（すなわち、位置１６と位置１７との間に電圧降下が生じる）ように、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂに使用される材料の抵抗は、十分に低いことが望ましい。言い換えると、第１電極１２ａ、第２電極１２ｂおよび第３電極１３におけるシート抵抗は、第１電極１２ａのトラックまたは第２電極１２ｂのトラックに沿って実質的な電圧降下がないように、選択される。ＬＣＤ生成物に使用される標準的なインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層は、第２基板２１上にある第４電極２２に形成された。偏光フィルム（補償フィルムではない）は、第１基板１１および第２基板２１に接着されていた。
【００３６】
上述したノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルにおける視野角応答を、測定する。輝度は、黒から白までの異なるいくつかのグレーレベル（データレベル）において、軸上（θ＝０°）および軸外（θ＝２５°）で測定される。軸外（θ＝２５°）での測定は、異なる３つの方位角（φ＝０°、φ＝９０°、φ＝２７０°）で実行された。
【００３７】
図１２は、ＶＲ１＝ＶＲ２＝０Ｖと、０ＶからＶＳＡＴまで増加するＶＳＩＧとを用いる通常駆動の下で測定される、上述したノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルにおける視野角応答を示す。図１２を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（円形）は、まさしく線形の関係を示す。このまさしく線形の関係は、優れた視野角応答につながる。このようなＬＣＤは、当該軸外方向から見られるときに、すなわち軸上画像および軸外画像（φ＝０°、θ＝２５°）の間に顕著な相違がないときに、色度変化の損害を受けないであろう。図１２を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝９０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（三角形）は、まさしく非線形の関係を示す。当該非線形の関係は、粗悪な視野角応答につながる。このようなＬＣＤは、当該軸外方向から見られるときに、すなわち軸上画像および軸外画像（φ＝９０°、θ＝２５°）の間に顕著な相違があるときに、色度変化の損害を受けるであろう。特に、中間グレーデータレベルは、φ＝９０°、θ＝２５°（三角形）の視野方向において、過度に明るい。図１２を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝２７０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（四角形）もまた、まさしく非線形の関係を示す。当該非線形の関係は、粗悪な視野角応答につながる。このようなＬＣＤは、当該軸外方向から見られるとき、色度変化の損害を受けるであろう。特に、中間グレーデータレベルは、φ＝２７０°、θ＝２５°（四角形）の視野方向において、過度に暗い。
【００３８】
図１３は、ＶＲ１＝＋ＶＴＨ、ＶＲ２＝−ＶＴＨ、および０ＶからＶＲ１＋ＶＳＡＴまで増加するＶＳＩＧを用いるアナログマルチ画素駆動の下で測定される、上述したノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルにおける視野角応答を示す。図１３を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（円形）は、まさしく線形の関係を示す。このまさしく線形の関係は、優れた視野角応答につながる。このようなＬＣＤは、当該軸外方向から見られるときに、色度変化の損害を受けないであろう。通常駆動（図１２）およびアナログマルチ画素駆動（図１３）におけるφ＝０°、θ＝２５°（円形）の視野角応答は、ほとんど同一である。図１３を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝９０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（三角形）は、通常駆動（図１２）における同等の視野方向と比較して、非線形の程度が減少している。ゆえに、アナログマルチ画素駆動（図１３）は、φ＝９０°、θ＝２５°（三角形）の視野方向において、通常駆動（図１２）の場合よりも色度変化が少ない。図１３を参照すると、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた、φ＝２７０°、θ＝２５°における正規化軸外輝度応答（四角形）は、通常駆動（図１２）における同等の視野方向と比較して、非線形の程度が減少している。ゆえに、アナログマルチ画素駆動（図１３）は、φ＝２７０°、θ＝２５°（三角形）の視野方向において、通常駆動（図１２）の場合よりも色度変化が少ない。明らかに、ノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルは、通常駆動（図１２）と比較して、アナログマルチ画素駆動（図１３）を用いることにより、よりよい視野角応答を有する。
【００３９】
図６を参照すると、上述した第１の最小ＴＮのようなモノドメイン型ノーマリーホワイトＬＣモードは、通常駆動において、領域１５に亘ってほとんど変化しない画素輝度を有する。図１０を参照すると、通常駆動を用いることにより、所定の中間グレーデータレベル（ここでいうＧ１２８）は、領域１５に亘ってほとんど変化しない、単一の中央平面の勾配値を有する。当該単一の中央平面の勾配値は、名目上、基板１１、２１の平面に対して、約２０°から約７０°までの範囲にある。言い換えると、通常駆動において、中間グレーデータレベルは、ＶＴＨより低い値で選択された勾配角と、約ＶＳＡＴで選択された勾配角の間の中間にある、均一のＬＣ勾配角とほぼ等しい。図１０を参照すると、アナログマルチ画素駆動を用いることにより、中間グレーデータレベル（Ｇ１２８）での中央平面の勾配は、領域１５に亘って変化する。図１２および図１３に図示されるように、アナログマルチ画素駆動は、通常駆動よりもよい視野角性能を有する。一般に、ＬＣＤにおけるよりよい視野角性能（すなわち、ほとんど角度依存性のない色度変化）は、中央平面の勾配における中間値を避けることにより達成される。言い換えると、アナログマルチ画素駆動は、中間の中央平面の勾配値を有する領域１５において、通常駆動よりも小さい空間的範囲を有する。それゆえ、アナログマルチ画素駆動は、通常駆動よりもよりよい視野角応答を有する。
【００４０】
図１４は、上述したようなノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルにおける軸上電圧−透過（Ｖ−Ｔ）曲線を示す。通常駆動（四角形）におけるＶ‐Ｔ曲線は、非常に非線形である。アナログマルチ画素駆動におけるＶ−Ｔ曲線は、ほとんどのグレーレベル（データレベル）において線形である。非常に非線形なＶ−Ｔ曲線にまさる、主として線形なＶ‐Ｔ曲線の第１の長所は、１０ビット（または１０ビットより高い）のデータレベル（１０ビット＝１０２４グレーレベル）を達成しやすい点である。非常に非線形なＶ‐Ｔ曲線にまさる、主として線形なＶ‐Ｔ曲線の第２の長所は、フレーム時間内におけるＶＳＩＧの変化が、ほとんど時間依存性のない色度変化となる点である。図１４は、ノーマリーホワイトの第１の最小ツイストネマティック液晶スイッチセルでは、アナログマルチ画素駆動におけるＶＳＡＴ（すなわち、最大のＶＳＩＧ値）が、通常駆動におけるＶＳＡＴよりも約０．５Ｖ高いことを実証している。このＶＳＡＴのわずかな増加により、より高い電力消費が必要となり得る。アナログマルチ画素駆動におけるＶＳＡＴは、ＬＣ材料、ＬＣセルの厚み、ネガティブＣプレートの量などのような、パラメータの更なる最適化によって減少され得る。
【００４１】
図１５を参照すると、通常駆動（四角形）およびアナログマルチ画素駆動（三角形）における、垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）型ＬＣＤの視野角特性が示されている。図１５はまた、所望の（完全な）線形応答を表すために、自身に対してプロットされた軸上応答を示す（すなわち、所定の軸外角度における正規化輝度応答が、全てのグレー（データ）レベルにおける正規化軸上輝度応答と同様にわずかな変化である場合には、完全な視野角性能が得られる）。ＶＡＮ型ＬＣＤは、高い信号電圧における連続ピンホイール配向（ＣＰＡ）を誘発するリベット（突出部）を、各画素の中心に有する（すなわち、ＬＣ分子が完全スイッチ状態にあるとき、分子の大半はほとんど、リベットから対称に放射するように、基板１１、２１の平面に配列される）。ＣＰＡ  ＶＡＮ画素３２、リベット３３およびＬＣ分子３１における平面図は、飽和電圧（ＶＳＡＴ）における図１６にて、概要的に示される。軸上および軸外（極角：θ＝５０°）輝度応答の測定は、通常駆動にて行われた。液晶スイッチの対称性は、一次近似において、視野角性能が方位視野角方向において変化しないことを意味する。通常駆動（四角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、まさしく非線形の関係を示す。通常駆動（四角形）において、軸上輝度が半分の輝度まで落ちるとき、軸外輝度はほとんど落ちない。言い換えると、中間または高いデータレベルでは、ＣＰＡ  ＶＡＮが、非常に多くの軸外光を透過する。アナログマルチ画素駆動（三角形）の応答は、通常駆動（四角形）データから算出される。当該算出は、ＶＲ１＝＋ＶＴＨ、ＶＲ２＝−ＶＴＨ、および、ＶＳＡＴが０ＶからＶＲ１＋ＶＳＡＴまで増加するものと仮定する。アナログマルチ画素駆動（三角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、通常駆動（四角形）における正規化軸外輝度応答よりも大幅に非線形でない関係を示す。アナログマルチ画素駆動（三角形）の応答は、通常駆動（四角形）よりも線形（完全）軸上応答にはるかに近似している。明らかに、アナログマルチ画素駆動（三角形）は、ＣＰＡ  ＶＡＮ型ＬＣＤの場合、通常駆動（四角形）よりもよい視野角応答を有する。
【００４２】
飽和電圧（ＶＳＡＴ）におけるマルチドメインＶＡＮ画素の概要平面図は、例えば４ドメインＶＡＮ画素について、図１７にて示される。ＵＶ配列型のような配列技術は、実質的に直交する４方向（すなわち、４ドメイン）においてＬＣ分子を配列するために使用される。方位視野方向０°および４５°が示される。図１８および図１９を参照すると、通常駆動（四角形）およびアナログマルチ画素駆動（三角形）における４ドメインＶＡＮ画素の視野角性能が示されている。図１８および図１９はまた、所望の（完全な）線形応答を表すために、自身に対してプロットされた軸上応答を示す（すなわち、所定の軸外角度における正規化輝度応答が、全てのグレー（データ）レベルにおける正規化軸上輝度応答と同様にわずかな変化である場合には、完全な視野角性能が得られる）。通常駆動（四角形）輝度応答データは、液晶シミュレーションから得られた。そして、アナログマルチ画素駆動（三角形）輝度応答は、通常駆動（四角形）データから算出された。当該算出は、ＶＲ１＝＋ＶＴＨ、ＶＲ２＝−ＶＴＨ、および、ＶＳＡＴが０ＶからＶＲ１＋ＶＳＡＴまで増加するものと仮定する。図１８がφ＝０°である軸外方位視野角を示し、図１９がφ＝４５°である軸外方位視野角を示す一方で、図１８および図１９における軸外極視野角は、５０°（すなわち、θ＝５０°）である。図１８を参照すると、通常駆動（四角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、非線形関係にあることを示す。図１８を参照すると、アナログマルチ画素駆動（三角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、通常駆動（四角形）よりもはるかに非線形でない関係にあることを示す。明らかに、アナログマルチ画素駆動（三角形）は、φ＝０°、θ＝５０°の視野方向において、通常駆動（四角形）よりもよい視野角応答を有する。図１９を参照すると、通常駆動（四角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、まさしく非線形の関係にあることを示す。図１９を参照すると、アナログマルチ画素駆動（三角形）において、正規化軸上輝度応答に対してプロットされた正規化軸外輝度応答は、通常駆動（四角形）よりもはるかに非線形でない関係にあることを示す。明らかに、アナログマルチ画素駆動（三角形）は、φ＝４５°、θ＝５０°の視野方向において、通常駆動（四角形）よりもよい視野角応答を有する。４ドメインＶＡＮの対照的な性質を考慮すると、アナログマルチ画素駆動（三角形）が、４ドメインＶＡＮにおいて通常駆動（四角形）よりもよい視野角応答を有することは、図１８および図１９から明らかである。一般に、画素に対するドメイン数に関わらず、マルチドメインＶＡＮ画素に用いることが推測される。
【００４３】
図２０は、上述したような４ドメインＶＡＮにおける軸上電圧−透過（Ｖ−Ｔ）曲線を示す。通常駆動（四角形）におけるＶ−Ｔ曲線は、非常に非線形である。アナログマルチ画素駆動におけるＶ−Ｔ曲線は、ほとんどのグレーレベル（データレベル）において線形である。非常に非線形なＶ−Ｔ曲線にまさる、主として線形なＶ−Ｔ曲線の第１の長所は、１０ビット（または１０ビットより高い）のデータレベル（１０ビット＝１０２４グレーレベル）を達成しやすい点である。非常に非線形なＶ−Ｔ曲線にまさる、主として線形なＶ−Ｔ曲線の第２の長所は、フレーム時間内におけるＶＳＩＧの変化が、ほとんど時間依存性のない色度変化となる点である。図２０は、４ドメインＶＡＮでは、アナログマルチ画素駆動におけるＶＳＡＴ（すなわち、最大のＶＳＩＧ値）は、通常駆動におけるＶＳＡＴよりも約０．５Ｖ高いことを実証している。ＶＳＡＴのわずかな増加により、より高い電力消費が必要となり得る。アナログマルチ画素駆動におけるＶＳＡＴは、ＬＣ材料、ＬＣセルの厚み、ネガティブＣプレートの量などのような、パラメータの更なる最適化によって減少され得る。
【００４４】
図２１、図２２、図２３および図２４を参照すると、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、“Ｒ”と示される赤画素、“Ｇ”と示される緑画素、および“Ｂ”と示される青画素を有するカラーフィルタ基板の上に置かれる。一般に、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂは、ＶＳＩＧが印加される基板に対向する基板の上に置かれる。ＶＳＩＧは、従来の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して、彩色されたサブ画素１９に印加され得る。領域１８ｃ（図１０、図１１参照）は、所定の中間グレーデータレベルにおける第１電極１２ａに隣接してもよいし、または、領域１８ｃは、所定の中間グレーデータレベルにおける第２電極１２ｂに隣接してもよい。
【００４５】
図２１および図２２は、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂが、彩色されたサブ画素１９の間にある行に、どのように置かれるかを説明している。図２１における電極設計は、図２１が、１つのサブ画素１９に対してより少ない電極１２ａおよび１２ｂを使用するため、図２２における電極設計よりも明るい画像を与えることができる。このようにして、図２１における電極設計は、より高い開口比を有することができる。図２３は、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂが、カラー画素の間にある列に、どのように置かれるかを説明している。
【００４６】
図２４を参照すると、各画素が、反射領域１９ａおよび透過領域１９ｂを有している。周辺光の状態が低い場合（例えば、屋内）、任意の所定の中間グレーデータレベル（例えば、Ｇ１２８）において、領域１８ｃ（図１０、図１１参照）が、第１電極１２ａに隣接することが優先されてもよい。このことは、第１、第２および第４電極への電圧の適切な印加を介する、ノーマリーホワイトモードまたはノーマリーブラックモードの場合に達成される。例えば、電極１２ａが約＋ＶＴＨの電圧を有し、電極１２ｂが約−ＶＴＨの電圧を有すると仮定する。ノーマリーホワイトＬＣモードの場合、電極４（不図示）に負の信号電圧（−ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第１電極１２ａに隣接することができる。ノーマリーブラックＬＣモードの場合、電極４（不図示）に正の信号電圧（＋ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第１電極１２ａに隣接することができる。あるいは、電極１２ａが約−ＶＴＨの電圧を有し、電極１２ｂが約＋ＶＴＨの電圧を有すると仮定する。ノーマリーホワイトＬＣモードの場合、電極４（不図示）に正の信号電圧（＋ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第１電極１２ａに隣接することができる。ノーマリーブラックＬＣモードの場合、電極４（不図示）に負の信号電圧（−ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第１電極１２ａに隣接することができる。
【００４７】
周辺光の状態が高い場合（例えば、屋外）、任意の所定の中間グレーデータレベル（例えば、Ｇ１２８）において、領域１８ｃ（図１０、図１１参照）は、第２電極１２ｂに隣接することが優先されてもよい。このことは、第１、第２および第４電極への電圧の適切な印加を介する、ノーマリーホワイトモードまたはノーマリーブラックモードの場合に達成される。例えば、電極１２ａが約＋ＶＴＨの電圧を有し、電極１２ｂが約−ＶＴＨの電圧を有すると仮定する。ノーマリーホワイトＬＣモードの場合、電極４（不図示）に正の信号電圧（＋ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第２電極１２ｂに隣接することができる。ノーマリーブラックＬＣモードの場合、電極４（不図示）に負の信号電圧（−ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第２電極１２ｂに隣接することができる。あるいは、電極１２ａが約−ＶＴＨの電圧を有し、電極１２ｂが約＋ＶＴＨの電圧を有すると仮定する。ノーマリーホワイトＬＣモードの場合、電極４（不図示）に負の信号電圧（−ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第２電極１２ａに隣接することができる。ノーマリーブラックＬＣモードの場合、電極４（不図示）に正の信号電圧（＋ＶＳＩＧ）を使用することで、領域１８ｃは第２電極１２ａに隣接することができる。
【００４８】
図２５ａおよび図２５ｂは、３４−１、３４−２、３４−３および３４−４と符号を付された４つのサブ画素を有する表示装置における領域を示している。各サブ画素は、図１７において、ＬＣドメインパターニングによって示されるように、４ドメインＶＡＮ３４の配列を有する。図２５ａは、最大の輝度（想定される最も高いデータレベル）における各サブ画素を示している。図２５ｂは、同一の輝度（例えばＧ２００）にあるサブ画素３４−１および３４−２と、３４−１よりも高い輝度（例えばＧ２５５）にあるサブ画素３４−３と、３４−１よりも低い輝度（例えばＧ８５）にあるサブ画素３４−４とを示している。図２５ｂは、中間グレーレベルにおいて、各サブ画素における黒い領域１８ｃは、上述したサブ画素における４ＬＣドメインの各々を一様に覆わないことを明確に示している（領域１８ａおよび１８ｂについての説明は、明らかなため省略する）。ノーマリーブラックＬＣモードを仮定した場合、図１７を参照すると、ＬＣドメイン３１ａおよび３１ｄは、ＬＣドメイン３１ｂおよび３１ｃがスイッチされる前にスイッチされる（すなわち、電極１２ａに隣接するＬＣドメイン３１ａおよび３１ｄは、電極１２ｂに隣接するＬＣドメイン３１ｂおよび３１ｃより前にスイッチされる）。所定のサブ画素における全てのＬＣドメインがほぼ同一の割合でスイッチされる場合、最適の視野角性能が達成され得る。図２６を参照すると、画素１９、３４において、電極１２ａおよび電極１２ｂと関係のある４つのＬＣドメインの空間的分布を変えることにより、所定のサブ画素１９における全てのＬＣドメインは、所定のデータレベル（グレーレベル）において、同時に、かつほぼ同一の空間的割合でスイッチされる。それゆえ、図２６に示されるように、電極１２ａおよび１２ｂに関係のあるＬＣドメインパターニングは、アナログマルチ画素駆動スキームを用いるとき、図２５ａ、図２５ｂおよび図１７に示されるＬＣドメインパターニングに亘って、視野角性能を向上させることができる。一般に、アナログマルチ画素駆動スキームを用いて、所定のデータレベルにおいて、サブ画素１９にある全てのＬＣドメインにおいて同一の割合で、同時にスイッチングすることは、視野角性能にとって有益であり得る。図２５ｂを参照すると、図１７にて叙述されたようなＬＣ配列と、図２６にて叙述されたようなＬＣ配列と、の両方のＬＣ配列の場合において、全てのＬＣドメインは同一の割合でスイッチされるため、図１７にて叙述されたようなＬＣ配列を有するサブ画素３４−１および３４−２を、同一のデータレベルにスイッチングすることは、実質的に、図２６にて叙述されたようなＬＣ配列を用いた上記サブ画素をスイッチングすることと、光学的に同等である必要はない。
【００４９】
ＬＣＤ駆動における重要な面は、時間平均された画素駆動電圧が、焼き付きのような画像アーティファクトを防止するために、ＤＣバランスとなることである。本質的には、長期間において平均化されたときに、正味の電荷の蓄積がＬＣＤのどの基板上にも発生しないように、（反転駆動としても周知の）ＤＣバランシングは、最初のフレームに正の電圧を用いて画素を駆動し、そして、次のフレームに負の電圧を用いて画素を駆動することを伴う。図２７および図２８は、アナログマルチ画素駆動におけるＤＣバランシング駆動スキームを示している。図２７を参照すると、ある中間のデータレベル（例えば、Ｇ１２８）にあるノーマリーホワイト単一画素１９（サブ画素であってもよい）が示されている。中間データレベルおよびノーマリーホワイトＬＣモード画素は、任意に選択される。ここで上述したＤＣバランシングスキームは、全てのデータレベルおよびノーマリーブラックＬＣモードに関連するということに留意すべきである。図２７におけるフレーム１は、電圧ＶＲ１を有する電極１２ａ、および電圧ＶＲ２を有する電極１２ｂを示す。例えば、ＶＲ１＝−ＶＲ２となるように、ＶＲ１＝＋ＶかつＶＲ２＝−Ｖとする。信号電圧−ＶＳＩＧは、第４電極２２（不図示）に印加される。一般に、フレーム１は、ＤＣバランスにはならない。図２７におけるフレーム２は、電圧ＶＲ２＝−Ｖを有する電極１２ａ、および電圧ＶＲ１＝＋Ｖを有する電極１２ｂを示す。そして、第４電極２２（不図示）には＋ＶＳＩＧが印加される。一般に、フレーム２は、ＤＣバランスにはならない。しかしながら、画素に渡った（ＬＣ層に渡った）時間平均された電圧が、正味のＤＣ成分を有さない点で、フレーム１＋フレーム２の平均は、ＤＣバランスになる。当該反転スキームは、フレーム１からフレーム２への変化において生じるＬＣスイッチングを必要としない。図２７は、単一画素またはサブ画素におけるＤＣバランシングを（ＬＣＤにおけるアドレス可能な領域がどんなに小さいかを）示している。
【００５０】
図２８は、アナログマルチ画素駆動を用いたＬＣＤにおける３つの白画素への、図２７に示す反転スキームの実施を示す。図２８における各白画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂによって表示される３つのカラーサブ画素からなる。しかしながら、白画素１つにつき、３つのカラーサブ画素を有するＬＣＤに限定されない。図２８は、Ｃ１と符号を付された白画素における単一の列と、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３と各々符号を付された白画素における３つの行とを示す。
【００５１】
各サブ画素は、各サブ画素における第４電極（不図示）へ信号電圧ＶＳＩＧをアドレス可能にする、関連する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図２８にて不図示だが、図３０にて図示）を有する。本発明に係る表示装置を駆動するのに適したコントローラの一例として、図３０、３１および３２を参照して説明する。当該例として、コントローラは、画素における第１および第２電極１２ａ、１２ｂを駆動するための制御電子装置に関する第１の構成、および画素における第４電極を駆動するための制御電子装置に関する第２の構成を有する。
【００５２】
サブ画素１９、ＴＦＴ、および関連する制御電子装置に関する標準的な構成は、図３０に示されており、各サブ画素における第４電極にＶＳＩＧを印加するために使用され得る。第１電極１２ａへの第１電圧ＶＲ１、および第２電極１２ｂへの第２電圧ＶＲ２を印加するために使用され得る制御電子装置の構成は、図３１にて示される。上記の記述から理解されるように、例えば、図２７および図２８ａ〜ｄのように、ＶＲ１およびＶＲ２として特定の値のみが使用される。一実施形態では、制御電子装置は、ＶＲ１がＶＣＯＭ、＋Ｖまたは−Ｖの値となり、かつＶＲ２がＶＣＯＭ、＋Ｖまたは−Ｖの値となるように、ＶＲ１およびＶＲ２を供給するように構成される。
【００５３】
図３０および３１における例では、制御電子装置の各構成は、各々制御ＡＳＩＣを含む。基板２１用の制御ＡＳＩＣ（図３０）、および基板１１用の制御ＡＳＩＣ（図３１）は、同一の行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等）にある画素に属する、第１電極１２ａ、第２電極１２ｂおよび第４電極２１の電圧が、アナログマルチ画素駆動の同期方法で変化するような方法で、連結されている必要がある。一般に、タイミング行トリガ信号（クロック）は、基板１１用の制御ＡＳＩＣと、基板２１用の制御ＡＳＩＣとを同期させるために、使用される。例えば、サブ画素の所定の行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等）に属する第１電極１２ａ、第２電極１２ｂおよび第４電極２１の電圧が、同期して変化することを確実とするために、基板２１用の制御ＡＳＩＣは、タイミング行トリガ信号を、基板１１用の制御ＡＳＩＣに送信する。当該同期の詳細な例は、図２８を参照しながら説明する。
【００５４】
基板２１用の制御ＡＳＩＣ（図３０）は、モード選択入力およびデータ信号（データレベル）を有する。モード選択（ユーザまたは予め定められた自動化処理によって作動され得る）は、通常駆動またはアナログマルチ画素駆動のどちらか一方を選択して使用される。通常駆動では、第１のルックアップテーブルは、入力データ信号を、各画素１９における第４電極２１に対する所望の出力電圧に変換するために使用される。アナログマルチ画素駆動では、第１のルックアップテーブルと異なる、第２のルックアップテーブルは、入力データ信号を、各画素１９における第４電極２１に対する所望の電圧に変換するために使用される。
【００５５】
基板１１用の制御ＡＳＩＣ（図３１）は、モード選択入力およびタイミング行トリガ信号（クロック）入力を有する。モード選択入力（ユーザまたは予め定められた自動化処理によって作動され得る）は、通常駆動またはアナログマルチ画素駆動のどちらか一方を選択して使用される。通常駆動では、ＶＲ１＝ＶＲ２であり、全ての行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等）における各行電極（１２ａ、１２ｂ等）は、同一の電圧に、例えばＶＣＯＭに、全体的にスイッチされる（用語“ＶＣＯＭ”は、通常駆動において各行電極に印加される電圧を示すために使用される。ＶＣＯＭはゼロであってもよいが、本発明では、ＶＣＯＭはゼロである必要はない）。アナログマルチ画素駆動では、各行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等）に対する各行画素（１２ａ、１２ｂ）は、＋Ｖまたは−Ｖのどちらか一方にスイッチされる。基板２１用の制御ＡＳＩＣが行１（Ｒ１）の画素１９をアドレスするとき、行１（Ｒ１）の画素１９に属する行電極（１２ａ、１２ｂ）が、基板２１上にあるＲ１のアドレッシングに同期して、適切な電圧（＋Ｖまたは−Ｖ）にスイッチされるように、タイミング行トリガ信号は、基板１１用の制御ＡＳＩＣに通知される。本質的には、所定の行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等）における全ての画素１９は、同期して、適切な電圧でアドレスされる。
【００５６】
例えば、基板１１用の制御ＡＳＩＣの出力回路８０は、図３２にて示されたように３つの出力（ＶＣＯＭ、＋Ｖまたは−Ｖ）を有する。基板１１用の制御ＡＳＩＣ（図３１）に対するタイミング行トリガ信号は、基板２１用の制御ＡＳＩＣ（図３０）から出力され得る。
【００５７】
基板２１用の制御ＡＳＩＣ（図３０）が、モード選択によって通常駆動に設定される場合、基板１１用の制御ＡＳＩＣ（図３１）もまた、モード選択によって通常駆動に設定される。基板２１用の制御ＡＳＩＣ（図３０）が、モード選択によってアナログマルチ画素駆動に設定される場合、基板１１用の制御ＡＳＩＣ（図３１）もまた、モード選択によってアナログマルチ画素駆動に設定される。
【００５８】
図２８ａは、電極１２ａ＝＋Ｖ、電極１２ｂ＝−Ｖを用いて、フレーム１の終端部にある全てのサブ画素に印加される電圧を表す。説明を簡単にするため、図２８ａでは、同一の信号電圧−ＶＳＩＧが、全てのサブ画素における第４電極２２（不図示）に印加されているものと仮定する（すなわち、全てのサブ画素１９は、同一のデータレベルを用いてアドレスされる）。正味のＤＣ成分を実現しないためには、画素は、フレーム２において、図２８ｄにて示されるように駆動されるべきである。すなわち、当該画素は、電極１２ａ＝−Ｖ、電極１２ｂ＝＋Ｖおよび信号電圧＝＋ＶＳＩＧであるように、符号が反転した、各行電極に印加される電圧と、符号が反転した信号電圧とを用いて駆動される。しかしながら、制御電子装置における制限は、図２８ａに示される状態から図２８ｄに示される状態に直接的にスイッチすることが、通常は可能ではないことを意味する。図２８ｂおよび図２８ｃは、従来の制御電子装置と互換性を有する形で、図２８ａに示された状態から図２８ｄに示された状態に変化させることができる、中間電圧の印加状態の一例を示す。
【００５９】
図２８ｂは、フレーム２の開始端部と、Ｒ１における全てのサブ画素のアドレッシングとを表す。フレーム２の開始端部では、Ｒ１における全てのサブ画素に属する電極１２ａに印加される電圧は、＋Ｖから−Ｖに変更される。Ｒ１における全てのサブ画素に属し、かつＲ２におけるサブ画素と共有される電極１２ｂに印加される電圧は、−Ｖから＋Ｖに変更される。ＴＦＴ（不図示）配列は標準的な方法で使用され、また、Ｒ１における全てのサブ画素が新たな信号電圧＋ＶＳＩＧを用いてアドレスされるように、第４電極２２に印加される電圧が−ＶＳＩＧから＋ＶＳＩＧに変更される。そして、ＴＦＴ（不図示）配列は、Ｒ１における全てのサブ画素が、続いてＲ２、Ｒ３等に印加される信号電圧から、電気的に分離されるように、アドレスされる。図２８ｃは、Ｒ２におけるサブ画素のアドレッシング処理を示している。Ｒ２における全てのサブ画素に属し、かつＲ３におけるサブ画素と共有される電極１２ａは、＋Ｖから−Ｖに変更される。ＴＦＴ（不図示）配列は標準的な方法で使用され、そして、Ｒ２における全てのサブ画素が新たな信号電圧−ＶＳＩＧを用いてアドレスされるように、第４電極２２に印加される電圧が−ＶＳＩＧから＋ＶＳＩＧに変更される。また、ＴＦＴ（不図示）配列は、Ｒ２における全てのサブ画素が、続いて画素における行Ｒ３に印加される信号電圧から、電気的に分離される（かつ、Ｒ１におけるサブ画素が、当該信号電圧から電気的に分離されたままである）ように、アドレスされる。図２８ｄは、Ｒ３におけるサブ画素のアドレッシング処理を示している。Ｒ３における全てのサブ画素に属し、かつＲ４におけるサブ画素（不図示）と共有される電極１２ｂは、−Ｖから＋Ｖに変更される。ＴＦＴ（不図示）配列は標準的な方法で使用され、そして、Ｒ３における全てのサブ画素が新たな信号電圧＋ＶＳＩＧを用いてアドレスされるように、第４電極２２に印加される電圧が＋ＶＳＩＧから−ＶＳＩＧに変更される。所定の行において、第１電極１２ａに印加される電圧を反転し、第２電極１２ｂに印加される電圧を反転し、そして上述した行にある各サブ画素への信号電圧を反転する処理は、ＬＣＤにおける各行において繰り返される（“書込み”時間）。図２８ｄにおける電圧は、フレーム２における残りの期間中、維持される（“空白”時間）。図２８ａと図２８ｄとを比較することにより、アドレスされたデータが、フレーム２においてフレーム１と同様の画像をもたらすこと、および、全てのサブ画素におけるＬＣに渡った平均電圧が、フレーム１およびフレーム２における期間全体に亘ってＤＣバランスとなることは、明白である。
【００６０】
サブ画素と電極１２ａおよび１２ｂとにおけるこの特別な構成にとって、所定の行（例えばＲｎ）がアドレスされている時間の間、その後に続く行Ｒｎ＋１の画素に亘って、不適当な電圧勾配が印加される必要はない。図２８ｂを参照すると、Ｒ１がアドレスされている間中、Ｒ２に属する電極１２ｂ、およびＲ２に属する電極１２ａは、両方とも、同一の電圧（＋Ｖ）が印加される。その結果、Ｒ１がアドレスされている間中、Ｒ２におけるサブ画素に渡った電圧勾配は、所望のデータレベルとして不適当な０である。しかしながら、Ｒ２（または、一般にＲｎ＋１）におけるサブ画素に渡った電圧勾配が不適当である時間が、ＬＣ分子の応答時間よりも著しく短い場合には、結果として、Ｒ１（またはＲｎ）におけるサブ画素がアドレスされている間中、Ｒ２（または、Ｒｎ＋１）におけるＬＣスイッチングが生じない。ここで、後述する例を用いてさらに詳しく説明する。
【００６１】
フレームには、データが画素に書きこまれる“書込み”時間と、次のフレームの書込み時間より前の“空白”時間とがある。フレーム期間全体は、書込み時間および空白時間の合計、すなわち書込み時間＋空白時間＝フレームの時間全体、である。これによると、書込み時間は、フレーム時間全体の５％と同じ程度に小さくなり得るか、または、フレーム時間全体の５０％（および、おそらくそれ以上）と同じ程度に大きくなり得る。図２８ｂおよび図２８ｃにおける電圧スイッチングステップにおいて重要なことは、単一の行にデータを書き込むための期間が、ＬＣにおけるスイッチング時間と比較して、十分に短いということである。なぜならば、当該データが所定の行（行Ｒｎ）に書き込まれるとき、行Ｒｎへのデータの書込み期間のみを除いて、次の行（行Ｒｎ＋１）が、その全ての画素に亘って印加された不適当な電圧勾配を有し得るためである。不適当な電圧勾配は、ＬＣ材料におけるスイッチング時間に近づいている時間分、持続する限り、行Ｒｎ＋１における画素のデータレベルを変化させる。表示が１２０Ｈｚで更新する例を考えると、約８ｍｓのフレーム時間を生じさせる。書込み時間がフレーム時間の５０％（やや遅い書込み時間）である場合、情報は、約４ｍｓ内に全ての表示に書き換えられる。表示装置が５００行を有する（今日では特に高い数値ではない）場合、各行に書き込むために必要となる時間は約４／５００ｍｓ、すなわち、約０．００８ｍｓである。０．００８ｍｓは、今日の液晶ディスプレイのほとんど全て（９９．９９％）に使用されるＬＣにおける応答時間よりも、約２桁の大きさ分だけ短い。このように、たとえ、図２８ｂおよび図２８ｃにおける電圧スイッチングステップが、フレーム毎の書込み時に、画素の行に印加される誤電圧を引き起こしたとしても、不適当な電圧が画素の行に印加される期間は、液晶材料における応答時間よりもはるかに短く、そのため、不適当な電圧の印加によって、液晶材料はスイッチされない。
【００６２】
図２９ａは、第３電極１３が電極１２ａと電極１２ｂとの間に一様な抵抗を有するときの、アナログマルチ画素駆動に関する電圧図を表す。電極１３が電極１２ａと電極１２ｂとの間にある一様な抵抗は、電圧ＶＲ１にある位置１６と、電圧ＶＲ２にある位置１７との間に、一様な電圧勾配を生じさせる（すなわち、電圧勾配は、位置１６と位置１７との間にある全ての箇所において同一である）。図２９ｂは、第３電極１３が電極１２ａと電極１２ｂとの間に一様でない抵抗を有するときの、アナログマルチ画素駆動における電圧図を表す。図２９ｂに示された電圧図における関数の形を生じさせるためには、第３電極１３の抵抗は、位置１６における第１の値と、位置１７における第２の値を有し、そして、当該抵抗は、画素の長さ１５に沿って、第１の値から第２の値に変化する。電極１２ａと電極１２ｂとの間にある一様でない抵抗は、（電圧ＶＲ１にある）位置１６と（電圧ＶＲ２にある）位置１７との間に、一様でない電圧勾配を生じさせる。第３電極の厚みが、位置１６と位置１７との間に作られる場合、第３電極は一様でない抵抗を有する。パターンドーピング処理が、位置１６と位置１７との間に適用される場合、第３電極は一様でない抵抗を有する。電極の幅が位置１６と位置１７との間で変化している場合、第３電極は一様でない抵抗を有する。第３電極は、一様でない抵抗を得るための上述した方法のうち、２つまたはそれ以上を併用することにより、位置１６と位置１７との間に、一様でない抵抗を有する。図２９ａおよび図２９ｂを参照すると、ＶＴＨ＜｜ＶＳＩＧ｜＜ＶＳＡＴとなる画素の範囲内にある空間的領域１８ｂは、段階的に変化する輝度を有する。上述した通り、領域１８ｂの空間的広がりを最小化することは、視野角性能を向上させ得る。図２９ａと図２９ｂとの比較によると、領域１８ｂの空間的広がりは、図２９ｂよりも図２９ａにおいて小さい。それゆえ、領域１８ｂが、データ値（グレーレベル）における第１の範囲に圧縮されるため、一様でない抵抗における第３電極１３は、少なくともデータ値（グレーレベル）における第１の範囲において、視野角性能を向上させ得る。
【００６３】
図５に示されるような画素電極構造を用いたＬＣＤは、（図６および図８に示されるような）通常駆動、および（図７および図９に示されるような）アナログマルチ画素駆動を用いて駆動することができる。上述した画素電極構造を用いたＬＣＤにおける光変調は、通常駆動を用いることにより、上記表示装置におけるエリア全体に亘って実行されてもよい。上述した電極構造を用いたＬＣＤにおける光変調は、アナログマルチ画素駆動を用いることにより、上記表示装置におけるエリア全体に亘って実行されてもよい。ＬＣＤは、光変調が通常駆動を介して実行される、少なくとも１つの第１の空間的領域と、光変調がアナログマルチ画素駆動を介して実行される、少なくとも１つの第２の空間的領域と、を有し得る。
【００６４】
図５に示されるような画素電極構造を用いたＬＣＤは、（図６および図８に示されるような）通常駆動、および（図７および図９に示されるような）アナログマルチ画素駆動を用いて駆動することができる。通常駆動とアナログマルチ画素駆動とのスイッチングは、ＬＣＤの視野角性能を修正するために使用され得る。（ＧＢ２４２８１５２およびＵＳ２０１０２１４３２４に記載されているような）画像処理アルゴリズムは、視野角性能をさらに修正し、かつプライバシー機能を生成するために使用され得る。プライバシーのための画像処理アルゴリズムは、通常駆動とともに使用されるときに、よりよいプライバシーを可能にし得る。
【００６５】
図５に示されるような画素電極構造を用いたＬＣＤは、視差バリア、マイクロレンズ等のようなビーム指向光学系と互換性を有しており、３Ｄディスプレイのように指向性ディスプレイを可能にする。ビーム指向光学系において、２Ｄモードと３Ｄモードとのスイッチングが可能な場合、（図７および図９に示されるような）アナログマルチ画素駆動は、２Ｄモード（アクティブでないビーム指向光学系）を実現するために使用され、（図６および図８に示されるような）通常駆動は、３Ｄモード（アクティブなビーム指向光学系）を実現するために使用される。
【００６６】
アナログマルチ画素駆動は、視野角性能を向上させるために、非ネマティックＬＣフェーズとともに使用されてもよい。
【００６７】
アナログマルチ画素駆動は、ＬＣＤにおける視野角性能を更に向上させるために、ネガティブＣプレートまたはポジティブＡプレートのような光学補償フィルムとともに使用されてもよい。
【００６８】
アナログマルチ画素駆動は、ＬＣＤにおける視野角性能を更に向上させるために、（ＵＳ６８０１２２０およびＵＳ５８４７６８８に記載されているような）画像処理アルゴリズムとともに使用されてもよい（しかし、上述したように、そのような画像処理アルゴリズムの使用は、解像度の損失につながる）。
【００６９】
一般に、基板１１、２１の平面と垂直な平面において所定の量だけ液晶分子を傾けることにより可変の光変調をもたらす、あらゆるＬＣモード（すなわち、平面外スイッチングＬＣモード（平面外スイッチングモード））は、通常駆動と比較して、上述されたアナログマルチ画素駆動を使用することにより、向上した視野角性能を有する。アナログマルチ画素駆動は、ツイストネマティック（ＴＮ）、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）、電界制御型複屈折（ＥＣＢ）、光学補償ベンド配向（ＯＣＢまたは“piセル”）、および垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）を含む平面外スイッチングＬＣモード（平面外スイッチングモード）の視野角性能を向上させるために使用されてもよい。なお、平面外スイッチングＬＣモードは、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、およびＶＡＮに限定されない。
【００７０】
上述した実施形態は、平面外スイッチング液晶モード（平面外スイッチングモード）を使用するディスプレイデバイスに関するものである。当該液晶モードは、基板の平面と垂直な平面において所定の量だけ液晶分子を傾けることにより可変の光変調をもたらす。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、一般に、基板１１、２１の平面と垂直な平面において所定の量だけ液晶分子をツイストさせることにより可変の光変調をもたらすＬＣモード（すなわち、平面内スイッチングＬＣモード）が、通常駆動と比較して、上述されたアナログマルチ画素駆動を使用することにより、向上した視野角性能を有していてもよい。
【００７１】
上述した実施形態は、単安定液晶モードを使用するディスプレイデバイスに関するものである。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、一般に、あらゆる強誘電性の平面外双安定液晶モードにおいて、通常駆動と比較して、上述したアナログマルチ画素駆動を使用することにより、グレースケール制御を向上させてもよい。例えば、固有の単安定ＬＣ材料から双安定ＬＣモードを生成するために、双安定の格子面を使用する天頂双安定ディスプレイ（ＺＢＤ；Zenithal Bistable Display）において、通常駆動と比較して、上述されたアナログマルチ画素駆動を使用することにより、グレースケール制御を向上させてもよい。天頂双安定ディスプレイ（ＺＢＤ）は、双安定の強誘電性ディスプレイよりも、機械的な衝撃に著しく頑強である。
【００７２】
上述した実施形態は、液晶材料である電気光学材料を使用するデバイスに関するものである。しかしながら、本発明は、原則として、これに限定されるものではなく、任意の適切な電気光学材料が使用されてもよい。
【００７３】
本発明は、特定の実施形態または複数の実施形態に関して示されるとともに記載されているが、当該明細書および添付した図を読解することで、同等の変更および修正が当業者によって理解されてもよい。特に、上述した構成要素（コンポーネント、組み立て部品、デバイス、構成物、等）によって実行される様々な機能に関して、上述したような構成要素を記載するために使用された表現（“手段”に関連するものを含む）は、たとえ、本発明の例示的な実施形態に開示された機能を実行する上述の構造に、構造的に等しくないとしても、別な方法で表示されない限り、上述の構成要素における特定の機能を実行する任意の構成要素（すなわち、機能的に等しい構成要素）に相当することを意図されたものである。さらに、本発明に関する特有の特徴は、ただ１つの実施形態、またはいくつかの実施形態に関して上述された一方で、そのような特徴は、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わされてもよく、ある所定の、または特定の適用に対して望ましく、かつ有利となり得る。
【００７４】
上記画素の上記第１領域における上記電気光学材料に亘って印加される電圧が、上記電気光学材料の閾値スイッチング電圧よりも低く、上記画素の上記第２領域における上記電気光学材料に亘って印加される電圧が、飽和スイッチング電圧よりも高くなるように、上記第１電極、上記第２電極および上記第３電極が選択されてもよい。一般に、電気光学材料は、その非スイッチ状態からその完全スイッチ状態に急激に変化しない。多くの場合、電気光学材料に亘って印加される電圧の大きさが第１閾値に達するときに、電気光学材料はその非スイッチ状態からスイッチし始めるが、電気光学材料に亘って印加される電圧の大きさが、（閾値電圧よりも大きい）飽和電圧に達するまでの間、完全スイッチ状態にはスイッチされないだろう。電気光学材料に亘って印加される電圧の大きさが、閾値電圧よりも大きい一方で、飽和電圧よりも小さいとき、電気光学材料は部分的スイッチ状態にある。
【００７５】
上記画素における上記第１領域は最大の光透過状態であり、上記画素における第２領域は最大の光吸収状態であってもよい。これは、“ノーマリーホワイト”ディスプレイ（画素に亘って印加される電圧がないときに、画素が最大の透過率を有するディスプレイ）の場合に相当する。また、画素に亘って電圧が印加されることにより、結果として、画素における透過率が減少する。
【００７６】
あるいは、上記画素における上記第１領域は最大の光吸収状態であり、上記画素における上記第２領域は最大の光透過状態であってもよい。“ノーマリーブラック”ディスプレイ（画素に亘って印加される電圧がないときに、画素が最小の透過率を有するディスプレイ）の場合に相当する。また画素に亘って電圧が印加されることにより、画素における透過率が増加する。
【００７７】
便宜上、用語“白”および“黒”は、“最大の光透過状態”および“最大の光吸収状態”の代わりに使用されるものとする。
【００７８】
上記電気光学材料は、平面外スイッチングモードに設定されていてもよい。
【００７９】
上記電気光学材料は、単安定の電気光学材料であってもよい。周知の通り、“単安定”の電気光学的表示モードは、電気光学材料を完全スイッチ状態にスイッチするために十分な電圧が印加される場合に、電気光学材料に渡った電圧が閾値電圧よりも減少するときに非スイッチ状態に戻るモードである。とはいえ、原則として、本発明は、双安定の電気光学材料および双安定ディスプレイデバイスにも適用され得る。液晶材料は、固有の単安定である一方、表面配列技術のような他の技術を介して、双安定のように動作する。その結果、双安定ディスプレイデバイスは、固有の単安定の電気光学材料、または固有の双安定の電気光学材料を用いて実行され得る。
【００８０】
上記コントローラは、上記表示装置における画素に対して、当該画素における上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域のうち、少なくとも２つを規定するために、上記第１電圧、第２電圧および第３電圧を印加することにより、最大透過状態のグレースケールレベルと最小透過状態のグレースケールレベルとの中間にある、上記画素に対するグレースケールレベルを得てもよい。全てのグレースケール値は、画素が第１領域、第２領域および第３領域を含むことを必要とするとは限らないと理解されるべきである。例えば、最も明るい（“白”）グレースケールレベルにおいて、画素は、（表示装置がノーマリーホワイトディスプレイであるか、またはノーマリーブラックディスプレイであるかどうか次第で）第１領域または第３領域のみを含み得る。すなわち、画素は、画素のアクティブエリア全体に広がる、ただ１つの領域を含み得る。最も暗い（“黒”）グレースケールレベルにおいて、画素は、（表示装置がノーマリーホワイトディスプレイであるか、またはノーマリーブラックディスプレイであるかどうか次第で）第１領域または第３領域のみを含み得る。すなわち、画素は、画素のアクティブエリア全体に広がる、ただ１つの領域を含み得る。中間のグレースケールレベル（すなわち、最も明るいグレースケールレベルでもなく、最も暗いグレースケールレベルでもないグレースケールレベル）において、一般に、画素は、第１、第２および第３領域のうち少なくとも２つの領域を含み得る。例えば、画素が第１領域および第３領域を含む場合、画素が第２領域および第３領域を含む場合、または画素が第１、第２および第３領域を含む場合に、中間のグレースケールレベルが得られ得る。あるいは、第３領域（部分的スイッチ領域）が画素エリア全体を占める場合に、中間のグレースケールレベルが得られ得る。
【００８１】
さらには、上記コントローラは、上記表示装置における画素に対して、上記画素における上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域のうち、少なくとも２つを規定するように、上記第１電圧、第２電圧および第３電圧を印加することにより、最大透過状態のグレースケールレベルと最小透過状態のグレースケールレベルとの中間にある、上記画素に対するグレースケールレベルを得るように適用されてもよい。概して、上記コントローラは、最も明るいグレースケールレベルよりも著しく暗く、最も暗いグレースケールレベルよりも著しく明るい、中間のグレースケール値を生成するだろう。特定のディスプレイデバイスにおいて、３つの異なる（非スイッチ状態、完全スイッチ状態および部分的スイッチ状態の）領域全てを含むグレースケールレベルは、最大の透過率％に関して、相対的に狭い範囲を占める傾向にあるが、当該狭い範囲は、様々なディスプレイデバイスとは異なるとともに、最大透過率の１５％から８５％の範囲内にあるどの場所においても生じ得る。
【００８２】
上記電気光学材料は、液晶材料であってもよい。
【００８３】
上記液晶材料は、ツイストネマティック液晶モード、スーパーツイストネマティック液晶モード、電界制御型複屈折液晶モード、光学補償ベンド配向液晶モードおよび垂直配向ネマティック液晶モードに設定されていてもよい。
【００８４】
上記抵抗層の抵抗率は、上記抵抗層に亘って一様でなくともよい。実際には、電気光学材料が部分的スイッチ状態にある領域は、第１領域（電気光学材料が非スイッチ状態にあり、ゼロ電圧状態のままである領域）と、第２領域（電気光学材料が完全スイッチ状態にある領域）との間に存在する傾向にある。一様でない抵抗率を有する抵抗層を使用することは、電気光学材料が部分的スイッチ状態にある領域の広がりを減少させ得る。
【００８５】
上記抵抗層の抵抗率は、上記第１電極から上記第２電極への方向に沿って変化してもよい。
【００８６】
上記表示装置における少なくとも１つの画素は、異なる液晶配列の２つ以上のドメインを含むマルチドメイン画素であってもよい。
【００８７】
上記マルチドメイン画素における上記ドメインは、上記画素における上記第１電極と上記画素における上記第２電極との間において、互いに平行に、または概ね平行に延伸していてもよい。これにより、確実に、液晶がゼロ電圧状態からスイッチされるドメインの割合が、画素における全てのドメインに対してほぼ同一となる。
【００８８】
上記表示装置における少なくとも１つの画素は、反射領域を含んでいてもよい。これにより、周辺光を使用する半透過型画素を提供でき、バックライトからの光を供給する必要性を減少または削減できる。
【００８９】
上記反射領域は、上記第１電極または上記第２電極に対して平行に、または概ね平行に延伸し、かつ上記第１電極または上記第２電極に隣接していてもよい。これにより、画素における第１、第２および対向電極に印加される電圧が、画素に亘って印加される電圧を増加させるように制御されるため、リフレクタを覆っている液晶の一部分が、確実に、スイッチされるべき画素における液晶の最初の部分、またはスイッチされるべき画素における液晶の最後の部分となる。スイッチされるべき画素における液晶の最後の部分となるように、リフレクタを覆っている液晶の一部分を配置することは、例えば、周辺の輝度が高い状態におけるノーマリーホワイトディスプレイの場合に有利であろう。なぜなら、多数のグレースケール値（すなわち、最も暗いグレースケール値を除いたグレースケール値）において、画素は、周辺の輝度を利用できるようになるためである。対照的に、周辺の輝度が低い状態におけるノーマリーホワイトディスプレイの場合には、リフレクタを覆っている液晶の一部分が、スイッチされるべき画素における液晶の最初の部分であることが有利であろう。なぜなら、当該液晶の一部分は、（リフレクタが提供されていない画素部分を通して、主にバックライトからの光によって規定される）全体的な画素輝度に、著しい影響を与えないためである。
【００９０】
上記画素は、行および列に配置されてもよい。上記第１電極および上記第２電極は、画素における上記行に対して平行に、または概ね平行に延伸していてもよく、または代わりに、上記第１電極および上記第２電極は、画素における上記列に対して平行に、または概ね平行に延伸していてもよい。
【００９１】
上記コントローラは、第２モードにおいて、少なくとも１つの画素に対して、上記画素における上記第１電極へ第１電圧を印加し、上記画素における上記第２電極へ、第１電圧と等しい第２電圧を印加してもよい。第１群の画素が、本発明におけるアナログマルチ画素駆動を用いて駆動される表示装置における領域を提供するとともに、第２群の画素が従来の通常駆動を用いて駆動される表示装置における領域を提供する。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
携帯電話、携帯型ゲーム機、タブレット、ポータブルパソコン、ＴＶなどに適した視野角性能を向上させる液晶ディスプレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８ａ】
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【図２８ｂ】
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【図２８ｃ】
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【図２８ｄ】
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【図２９ａ】
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【図２９ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【外国語明細書】
2014119757000001.pdf