(57)【要約】【課題】表示品位に優れ、製造歩留まりの低下を抑制できる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。【解決手段】  一対の基板間に液晶層を保持して構成され複数の色画素を備えた液晶パネルと、液晶パネルの各色画素に対して表示画像に対応した電圧を印加するパネル駆動部と、を備え、各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、    第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色の関係であるときに、  パネル駆動部は、最大階調で得られる輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、    第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色の関係を満たすように各色画素に印加する電圧を設定することを特徴とする。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を保持して構成され、複数の色画素を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネルの各色画素に対して表示画像に対応した電圧を印加する駆動手段と、
を備え、
各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、
第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色
の関係であるときに、
前記駆動手段は、最大階調で得られる輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、
第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色
の関係を満たすように各色画素に印加する電圧を設定することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記暗表示領域は、規格化輝度が最大輝度の５％以下となる階調領域であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、暗表示領域の同一階調において、第１色画素の規格化輝度をＣ１（ａ．ｕ．）、第３色画素の規格化輝度をＣ３（ａ．ｕ．）としたとき、
Ｃ３（ａ．ｕ．）×３≧Ｃ１（ａ．ｕ．）≧Ｃ３（ａ．ｕ．）×１．５
の関係を満たすように第１色画素及び第３色画素に印加する電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、暗表示領域の同一階調において、第２色画素の規格化輝度をＣ２（ａ．ｕ．）、第３色画素の規格化輝度をＣ３（ａ．ｕ．）としたとき、
Ｃ３（ａ．ｕ．）×２≧Ｃ２（ａ．ｕ．）≧Ｃ３（ａ．ｕ．）×１
の関係を満たすように第１色画素及び第３色画素に印加する電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
さらに、前記液晶層に電圧を印加した所定の表示状態において、ベンド配列した液晶分子を含む前記液晶層のリタデーションを光学的に補償する光学補償素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
一対の基板間に液晶層を保持して構成され、複数の色画素を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネルの各色画素に対して表示画像に対応した電圧を印加する駆動手段と、を備え、
各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、
第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色
の関係である液晶表示装置の駆動方法であって、
前記駆動手段は、各色画素に対して、最大階調で得られる輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、
第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色
の関係を満たすように設定した電圧を印加することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特に、画面内の表示ムラを改善可能な構成の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、カラー表示装置は、赤色を表示する赤色画素、緑色を表示する緑色画素、及び、青色を表示する青色画素を備えている。このような表示装置では、これらの各色画素の電圧−透過率特性が略等しくなるように設定し、明表示領域から暗表示領域にわたって色ズレの少ない自然なカラー画像を表示するように調整されている。
【０００３】
液晶表示装置においても、同様に、各色画素に対して印加する電圧を各々独立に設定し、明表示領域から暗表示領域にわたって色ズレの少ないカラー画像を表示する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２５５９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶表示装置においては、その製造過程において、各種原因によって面内の均一性が悪化するといった問題が発生し得る。このような面内の不均一性は、画像を表示した際に表示ムラとなって視認されやすく、製造工程における歩留まりの悪化や、表示装置としての表示品位の劣化を招くおそれがある。また、画面の対角サイズが数十ｃｍを超えるような大型の液晶表示装置においては、面内の均一性がさらに悪化するおそれもある。
【０００５】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示品位に優れ、製造歩留まりの低下を抑制できる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の様態による液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を保持して構成され、複数の色画素を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネルの各色画素に対して表示画像に対応した電圧を印加する駆動手段と、
を備え、
各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、
第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色
の関係であるときに、
前記駆動手段は、最大階調で得られる輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、
第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色
の関係を満たすように各色画素に印加する電圧を設定することを特徴とする。
【０００７】
この発明の第２の様態による液晶表示装置の駆動方法は、
一対の基板間に液晶層を保持して構成され、複数の色画素を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネルの各色画素に対して表示画像に対応した電圧を印加する駆動手段と、を備え、
各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、
第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色
の関係である液晶表示装置の駆動方法であって、
前記駆動手段は、各色画素に対して、最大階調で得られる輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、
第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色
の関係を満たすように設定した電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、表示品位に優れ、製造歩留まりの低下を抑制できる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びその駆動方法について図面を参照して説明する。この実施の形態では、液晶表示装置として、特に、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード方式による液晶表示装置を例に説明するが、この発明は他の表示モードの液晶表示装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００１０】
図１に示すように、ＯＣＢ型液晶表示装置は、一対の基板すなわちアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層３０を挟持して構成された液晶パネル１、及び、液晶パネル１を背面から照明するバックライト５０を備えている。この液晶パネル１は、例えば透過型であり、アレイ基板１０側に配置されたバックライト５０からのバックライト光を対向基板２０側に透過可能に構成されている。また、この液晶パネル１は、実質的に画像を表示する有効表示部２を備えている。この有効表示部２は、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１１】
アレイ基板１０は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板１１を用いて形成されている。このアレイ基板１０は、絶縁基板１１の一方の主面にスイッチ素子１２、画素電極１３、配向膜１４などを備えている。スイッチ素子１２は、各表示画素ＰＸに配置され、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｍｅｔａｌ）などで構成されている。画素電極１３は、各表示画素ＰＸに配置され、スイッチ素子１２に電気的に接続されている。この画素電極１３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。配向膜１４は、絶縁基板１１の主面全体を覆うように配置され、光透過性を有する材料によって形成されている。
【００１２】
対向基板２０は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１を用いて形成されている。この対向基板２０は、絶縁基板２１の一方の主面に対向電極２２、配向膜２３などを備えている。対向電極２２は、有効表示部２内において全表示画素ＰＸに共通に配置され、例えばＩＴＯなどの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。配向膜２３は、絶縁基板２１の主面全体を覆うように配置され、光透過性を有する材料によって形成されている。
【００１３】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶パネル１は、複数種類の表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタＣＦＲを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタＣＦＧを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタＣＦＢを備えている。これらカラーフィルタＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、アレイ基板１０または対向基板２０の主面に配置されるが、図１に示した例では、アレイ基板１０に配置されている。
【００１４】
上述したような構成のアレイ基板１０と対向基板２０とは、図示しないスペーサを介して互いに所定のギャップを維持した状態で配置され、シール材によって貼り合わせられている。液晶層３０は、これらアレイ基板１０と対向基板２０との間のギャップに封入されている。液晶層３０に含まれる液晶分子３１は、正の誘電率異方性を有するとともに光学的に正の一軸性を有する材料を選択可能である。
【００１５】
このようなＯＣＢ型液晶表示装置は、液晶層３０に電圧を印加した所定の表示状態において、図１に示したようにベンド配列した液晶分子３１を含む液晶層３０のリタデーションを光学的に補償する光学補償素子４０を備えている。この光学補償素子４０は、図２に示すように、液晶パネル１の一方の主面すなわちアレイ基板１０側外面に配置された第１補償素子４０Ａと、液晶パネル１の他方の主面すなわち対向基板２０側外面に配置された第２補償素子４０Ｂと、で構成されている。
【００１６】
例えば、第１補償素子４０Ａは、偏光板４１Ａ、及び、位相差板としての機能を有する複数の光学素子４２Ａ及び４３Ａを有している。同様に、第２補償素子４０Ｂは、偏光板４１Ｂ、及び、位相差板としての機能を有する複数の光学素子４２Ｂ及び４３Ｂを有している。光学素子４２Ａ及び４２Ｂは、主にその厚み方向にリタデーション（位相差）を有する位相差板として機能する。また、光学素子４３Ａ及び４３Ｂは、主にその面内方向にリタデーション（位相差）を有する位相差板として機能する。
【００１７】
図３に示すように、配向膜１４及び２３は、パラレル配向処理されている（すなわち図中の矢印Ａで示す方向にラビング処理されている）。これにより、液晶分子３１の光軸の正射影（液晶配向方向）は、図中矢印Ａと平行となる。画像を表示可能な状態、すなわち所定のバイアスを印加した状態では、液晶分子３１は、矢印Ａで規定される液晶層３０の断面内において、図１に示したように、アレイ基板１０と対向基板２０との間においてベンド配列する。
【００１８】
このとき、偏光板４１Ａは、その透過軸が図中の矢印Ｂで示す方向を向くように配置されている。また、偏光板４１Ｂは、その透過軸が図中の矢印Ｃで示す方向を向くように配置されている。つまり、偏光板４１Ａ及び４１Ｂのそれぞれの透過軸は、液晶配向方向Ａに対して４５°の角度をなし、しかも、互いに直交する。このように、偏光板の透過軸が互いに直交する配置はクロスニコルと呼ばれ、これら一対の偏光板の間にある物体の複屈折量（リタデーション量）が実効的に０もしくは波長の整数倍であれば光は透過せず、黒画像が表示される。逆に、一対の偏光板の間にある物体の複屈折量（リタデーション量）が波長λの入射光に対して実効的にλ／２であれば光は透過し、白画像（もしくはカラー画像）が表示される。
【００１９】
光学素子４３Ａ及び４３Ｂは、ある特定の電圧印加状態（例えば高電圧を印加して黒画像を表示する状態）で、画面を正面方向から観察した時に液晶層３０に残留するリタデーションの影響を補償する。また、光学素子４２Ａ及び４２Ｂは、ある特定の電圧印加状態（例えば高電圧を印加して黒画像を表示する状態）で、画面を斜め方向から観察した時に液晶層３０のリタデーションの影響を補償する。これにより、ＯＣＢ型液晶表示装置において、視野角特性及び表示品位を向上することが可能となる。
【００２０】
液晶表示装置は、図４に示すように、上述したような構成の液晶パネル１の各表示画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対して表示画像に対応した電圧を印加する（映像信号を供給する）駆動手段として機能するパネル駆動部６０を備えている。
【００２１】
すなわち、パネル駆動部６０は、フレキシブルプリント基板などを介して液晶パネル１に電気的に接続されている。このパネル駆動部６０は、入力された映像データに基づいて、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢのそれぞれに対して、表示画像の階調毎に最適な輝度での表示を可能とするように最適化した電圧を印加する。
【００２２】
より具体的には、対向電極２２への印加電圧は各表示画素に共通であるため、パネル駆動部６０は、画素電極１３への印加電圧を最適化することになる。そして、パネル駆動部６０は、赤色画素ＰＸＲのスイッチ素子１２がオンしたタイミングで赤色画素用に設定した電圧ＶＲを出力し、また、緑色画素ＰＸＧのスイッチ素子１２がオンしたタイミングで緑色画素用に設定した電圧ＶＧを出力し、さらに、青色画素ＰＸＢのスイッチ素子１２がオンしたタイミングで青色画素用に設定した電圧ＶＢを出力する。パネル駆動部６０から出力された各電圧Ｖ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、それぞれ対応する信号線Ｘからスイッチ素子１２を介して画素電極１３に書き込まれる。
【００２３】
ところで、液晶表示装置の製造過程において、発生した面内の不均一性に起因して表示ムラを生ずることがある。この表示ムラは、面内均一性を悪化させる原因の程度が大きいほど悪化する。また、表示ムラは、それが見えやすい条件ほど、劣化の程度が悪化して見える。すなわち、表示ムラを発生させる原因の程度と、表示ムラの見えやすさとの相互作用により、表示品位の劣化の程度が決まる。
【００２４】
表示ムラが見えやすい条件を種々検討したところ、表示ムラが見えやすい明るさ領域が存在することが判明した。すなわち、液晶表示装置においては、比較的暗い暗表示領域において表示ムラが見えやすいことがわかった。したがって、この暗表示領域での表示ムラを見えにくくすることにより、面内の不均一性に起因した表示品位の劣化を改善することができ、製造過程におけるマージンを確保することができる。
【００２５】
（実施例１）  
この実施例１に係る液晶表示装置では、各色画素が表示する色の主波長における比視感度が、
第１色画素の表示色＞第２色画素の表示色＞第３色画素の表示色
の関係であるときに、パネル駆動部６０は、最大輝度で規格化した各色画素の規格化輝度が暗表示領域の同一階調において、
第３色画素の表示色≧第２色画素の表示色＞第１色画素の表示色
の関係を満たすように各色画素に印加する電圧を設定する。
【００２６】
なお、暗表示領域とは、その規格化輝度が最大輝度の５％以下となる階調領域であるものとする。例えば、液晶表示装置の最大輝度が５００ｃｄ／ｍ２である場合、暗表示領域は、２５ｃｄ／ｍ２以下となる階調領域に相当する（暗表示領域の下限の階調は、特に設定しないが、例えば規格化輝度が最大輝度の０．３％程度となる階調に設定可能である）。
【００２７】
すなわち、液晶表示パネル１は、表示画素として、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢを備えている。これらの色画素が表示する色の主波長における比視感度の関係は、以下の通りである。
【００２８】
緑色画素の表示色＞赤色画素の表示色＞青色画素の表示色
そこで、各色画素について、図５に示すように、階調に対して得られる輝度の特性を測定する。そして、得られた特性について、最大階調で得られる輝度で規格化する。通常は、明表示領域及び暗表示領域の全体について、同一階調での各色画素の規格化輝度が一致するように設定する。この場合、上述したように、暗表示領域においては、面内不均一性に起因した表示ムラが視認されやすくなる。
【００２９】
このため、この実施例１では、暗表示領域においては、同一階調での各色画素の規格化輝度が異なるように設定する。すなわち、上述したような比視感度の関係に基づき、比視感度の高い色ほど輝度を低く設定する。つまり、図６に示すように、暗表示領域の同一階調においては、
青色画素の規格化輝度≧赤色画素の規格化輝度＞緑色画素の規格化輝度
の関係を満たすように設定する。
【００３０】
パネル駆動部６０は、上述したような設定に基づき、入力した映像データを補正し、青色画素用に設定した電圧ＶＢ、赤色画素用に設定した電圧ＶＲ、及び、緑色画素用に設定した電圧ＶＧを生成する。そして、パネル駆動部６０は、対応した色画素のスイッチ素子がオンしたタイミングで、対応した色画素用に設定した電圧を出力する。
【００３１】
これにより、図６に示したような階調−規格化輝度の関係を設定することができ、例え製造過程において面内不均一性に起因した表示ムラが生じたとしても、それを視認しにくくすることが可能となる。すなわち、表示ムラが目立ちやすい暗表示領域において、意図的に色ズレを生じさせ、表示ムラを見えにくくしている。
【００３２】
これは、以下のような知見による。例えば、暗表示領域の所定階調において、赤色画素の規格化輝度を１％とし、緑色画素の規格化輝度を１％とし、青色画素の規格化輝度を１％とした場合、これらのトータルの輝度は３％となる。ここで、比視感度の関係に着目し、トータルの輝度を同一（３％）としながらも、比視感度の高い色ほど規格化輝度の配分を低くする。例えば、赤色画素の規格化輝度を１％とし、緑色画素の規格化輝度を０．８％とし、青色画素の規格化輝度を１．２％とする。これにより、これらのトータルの輝度は前例と同一の３％であっても、比視感度の高い色の規格化輝度が低く抑えられているため、前例と比較して表示ムラの視認性を低減することができる。
【００３３】
（実施例２）  
上述した実施例１においては、同一階調における赤色画素、緑色画素、及び、青色画素のそれぞれの規格化輝度をアンバランスにすることにより、表示ムラの視認性を低減できることが確認できた。また、表示ムラは、各色画素の規格化輝度がアンバランスになるほど目立ちにくいことが確認できた。
【００３４】
その一方で、実施例１の構成は、各色画素を同一階調で表示したモノクロ表示の場合に、色付き（青が強く、緑が弱いため、ややマゼンタ色に色付く）が発生する。また、明表示ほど色付きは大きく感じる一方で表示ムラの視認性は低下しやすく、過度に暗い表示の場合にも同様であった。したがって、暗表示領域に限定して、色付きが少なく、且つ、表示村の視認性が十分に低い、バランスの取れた階調−規格化輝度の関係を設定することが望ましい。
【００３５】
このような設定は、
（１）暗表示領域の同一階調において、青色画素の規格化輝度をＣ１（ａ．ｕ．）、緑色画素の規格化輝度をＣ３（ａ．ｕ．）としたとき、
Ｃ３（ａ．ｕ．）×３≧Ｃ１（ａ．ｕ．）≧Ｃ３（ａ．ｕ．）×１．５
の関係、
（２）暗表示領域の同一階調において、赤色画素の規格化輝度をＣ２（ａ．ｕ．）、緑色画素の規格化輝度をＣ３（ａ．ｕ．）としたとき、
Ｃ３（ａ．ｕ．）×２≧Ｃ２（ａ．ｕ．）≧Ｃ３（ａ．ｕ．）×１
の関係、
の少なくとも一方を満たすことで実現可能である。
【００３６】
パネル駆動部６０は、上述したような設定に基づき、入力した映像データを補正し、青色画素用に設定した電圧ＶＢ、赤色画素用に設定した電圧ＶＲ、及び、緑色画素用に設定した電圧ＶＧを生成する。そして、パネル駆動部６０は、対応した色画素のスイッチ素子がオンしたタイミングで、対応した色画素用に設定した電圧を出力する。
【００３７】
これにより、例え製造過程において面内不均一性に起因した表示ムラが生じたとしても、暗表示領域において、それを視認しにくくすることが可能となるとともに、色付きの程度も軽減することが可能となる。
【００３８】
以上説明したように、この実施の形態によれば、液晶表示装置を暗表示領域の階調で表示した際、意図的に色ズレを生じさせ、しかも、比視感度の高い色ほど輝度の配分を小さく抑えるように設定されている。これにより、たとえ液晶表示装置の製造過程で面内の不均一性を生じたとしても、これに起因した表示ムラの視認性を低減することができ、表示品位を改善することが可能となる。
【００３９】
また、画面の対角サイズが数十ｃｍを超えるような大型の液晶表示装置の場合、製造マージンの制約から、面内不均一性を生じやすいが、このような大型画面であっても、上述したような構成により、表示ムラの視認性を低減することができ、製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
【００４０】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態としてのＯＣＢ型液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、ＯＣＢ型液晶表示装置に適用される光学補償素子の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した光学補償素子を構成する各光学部材の光軸方向と液晶配向方向との関係を示す図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示パネルを駆動するための構成を概略的に示す図である。
【図５】図５は、各色画素において測定して得られる階調に対する輝度の関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、各色画素間における階調に対する規格化輝度の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…液晶パネル
２…有効表示部
１０…アレイ基板
２０…対向基板
３０…液晶層
３１…液晶分子
４０…光学補償素子
５０…バックライト
６０…パネル駆動部
【図１】
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【図２】
2006119204.tif 000004
【図３】
2006119204.tif 000005
【図４】
2006119204.tif 000006
【図５】
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【図６】
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