(57)【要約】【課題】本発明は、テレビ受像機や電子機器の表示部に用いられる液晶表示装置に関し、視野角が広く視角特性に優れる液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】容量結合ＨＴ法により低階調側の視角特性が改善される（▲印）。駆動ＨＴ法により中階調から高階調側の視角特性が改善される（■印）。容量結合ＨＴ法と、駆動ＨＴ法とを組み合わせて液晶を駆動することにより、両ＨＴ法の改善効果が加算され、液晶表示装置の視角特性は低階調から高階調の広い範囲で向上する（○印）。【選択図】図１６
2006184516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方にマトリクス状に配置された複数の画素と、
前記画素毎に形成された薄膜トランジスタと、
入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で前記画素を駆動する高輝度フレームと、前記所定輝度より低輝度で前記画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、前記所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、前記高輝度フレームでの前記画素の輝度（明輝度）及び前記低輝度フレームでの前記画素の輝度（暗輝度）と、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理部と、
前記画素内に形成された、第１の副画素と、
前記第１の副画素と分割されて前記画素内に形成された、前記第１の副画素より単位面積あたり低輝度の輝度が得られる第２の副画素と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記画素は、制御電極を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続されて前記第１の副画素に形成された第１の画素電極と、前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成し、前記第１の画素電極と分離されて前記第２の副画素に形成された第２の画素電極とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をＴとし、前記所定の角度と同方向からの、階調値ａに基づく輝度をｔａ、階調値ｂ（ａとｂとは異なる値）に基づく輝度をｔｂとし、前記最大輝度Ｔに対する前記輝度ｔａ及び前記輝度ｔｂのそれぞれの輝度比をＴａ及びＴｂとし、γ＝｛ｌｏｇ（Ｔａ）−ｌｏｇ（Ｔｂ）｝／｛ｌｏｇ（ａ）−ｌｏｇ（ｂ）｝とすると、
前記画像処理部で前記入力画像データを処理せずに前記画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値αと、前記画像処理部で前記画像データを処理して前記第１の副画素のみからなる画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値βとが、前記階調値の所定範囲内において、一致していないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置において、
前記階調値βは、前記階調値αより大きい値であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第２の画素電極は、前記画素の総面積の５０％以上の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、ｎ：１（ｎ≧１）となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第２の画素電極は、前記画素の総面積の５０％以下の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、１：ｎ（ｎ≧１）となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第１の画素電極と、前記第１の画素電極と分離されて前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成する第２の画素電極との面積比が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の液晶表示装置において、
前記画素群は、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との前記面積比が１：９に形成された第１の画素と、前記面積比が２：８に形成された第２の画素と、前記面積比が４：６に形成された第３の画素とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第１の画素電極と分離された第２の画素電極と、前記制御電極との間に挟まれた絶縁膜により形成された所定の電気容量の容量値が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向していることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビ受像機や電子機器の表示部に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２２は、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の垂直配向型液晶表示パネルの構成の一例を示している。図２２（ａ）は、液晶表示パネル１０１の断面構造を模式的に示している。図２２（ｂ）は、表示画面を法線方向に見たＭＶＡ方式の液晶表示パネル１０１の１画素の構造を示している。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）１１０等が形成されたＴＦＴ基板１０２と、共通電極やカラーフィルタ（ＣＦ）層（共に不図示）が形成された対向基板１０３とを有している。両基板１０２、１０３は、周辺シール材１０５で貼り合わされている。また、両基板１０２、１０３間には、液晶層１０４が封止されている。ＴＦＴ基板１０２と対向基板１０３との間の空隙（セルギャップ）はスペーサ１０６で所定の間隔が維持されている。当該セルギャップは、スペーサ１０６に代えて、突起状スペーサにより所定の間隙に維持されている場合もある。ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０３の対向側と逆側の面にはそれぞれ偏光板１０７が例えばクロスニコルに配置されている。また、ＴＦＴ基板１０２には液晶駆動用ＩＣ（不図示）を実装する実装用端子１０８が形成されている。
【０００３】
図２２（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板１０２は、図中左右方向に延伸して形成されたゲートバスライン１１２と、ゲートバスライン１１２に絶縁膜を介して交差し、図中上下方向に延伸して形成されたドレインバスライン１１１とを有している。両バスライン１１１、１１２の交差位置近傍には、画素駆動用のＴＦＴ１１０が形成されている。ゲートバスライン１１２の一部はＴＦＴ１１０のゲート電極として機能する。ＴＦＴ１１０のドレイン電極（Ｄ）はドレインバスライン１１１に電気的に接続されている。ＴＦＴ１１０のソース電極（Ｓ）は、両バスライン１１１、１１２で画定される画素領域に形成された画素電極１０９に電気的に接続されている。画素領域を横切って、ゲートバスライン１１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１１７が形成されている。蓄積容量バスライン１１７上には、絶縁膜を介して蓄積容量電極（中間電極）１１６が画素毎に形成されている。蓄積容量バスライン１１７、蓄積容量電極１１６及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により蓄積容量Ｃｓが形成される。
【０００４】
画素電極１０９には電極材を抜いたスリット１１４が形成されている。対向基板１０３側には線状突起１１５が形成されている。スリット１１４及び線状突起１１５は液晶層１０４の液晶分子（不図示）が電圧印加時に倒れる方向を規制する配向規制用構造物として機能する。画素領域内は、スリット１１４及び線状突起１１５により、液晶分子が４方向に倒れるように領域が分割されている。液晶１０３が４方向に倒れることにより、一方向にしか倒れない液晶表示装置に比べて視野角の偏りが平均化される。これにより視野角特性が大幅に改善される。このような技術は配向分割技術と呼ばれている。
【０００５】
図２３は、配向分割技術を用いたＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構造を模式的に示している。図２３（ａ）は、液晶層１０４に電圧が印加されていない状態を示している。図２３（ｂ）及び図２３（ｃ）は、液晶層１０４に電圧が印加された状態を示している。図２３（ａ）及び図２３（ｂ）では、配向規制用構造物としての線状突起１１５は、共通電極１１８及び垂直配向膜１１９がこの順に形成された対向基板１０３と、画素電極１０９が形成されたＴＦＴ基板１０２の両方に形成されている。図２３（ｃ）では、配向規制用構造物としてのスリット１１４はＴＦＴ基板１０２側のみに設けられている。なお、図示しないが、一方の基板のみに線状突起１１５が設けられる場合もある。
【０００６】
図２３（ａ）に示すように、電圧無印加時では、液晶分子１２０はＴＦＴ基板１０２の基板面にほぼ垂直に配向している。両基板１０２、１０３間に電圧が印加されると、図２３（ｂ）に示すように、線状突起１１５の形状に従って液晶分子１２０の倒れる方向が定まる。また、図２３（ｃ）に示すように、スリット１１４が形成された構造においても、両基板１０２、１０３間に電圧が印加されると、液晶層１０４に生じる電界の効果により、液晶分子１２０の倒れる方向が定まる。なお、図示は省略するが、両基板１０２、１０３の一方に線状突起１１５を形成し、他方にスリット１１４を形成した構造の液晶表示パネルも知られており、当該構造は、現在のＭＶＡ方式の液晶表示装置で最も一般的に用いられている。
【特許文献１】特開平２−１２号公報
【特許文献２】米国特許第４８４０４６０号明細書
【特許文献３】特許第３０７６９３８号公報
【特許文献４】特開２００２−３３３８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２４は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）方式の液晶表示装置の印加電圧に対する透過率特性（Ｔ−Ｖ特性）を示すグラフである。横軸は液晶層に対する印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は光の透過率を表している。図中●印を結ぶ曲線Ａは表示画面に対し垂直な方向（以下、「正面方向」という）でのＴ−Ｖ特性を示し、図中＊印を結ぶ曲線Ｂは表示画面に対して方位角９０°、極角６０°の方向（以下、「斜め方向」という）でのＴ−Ｖ特性を示している。ここで、方位角は、表示画面の右方向を基準として反時計回りに計った角度とする。また極角は、表示画面の中心に立てた垂線となす角とする。
【０００８】
図２４に示すように、円Ｃで囲んだ領域近傍において、透過率（輝度）変化に歪みが生じている。例えば、印加電圧が約２．５Ｖの比較的低階調においては斜め方向の透過率が正面方向の透過率より高くなっているが、印加電圧が約４．５Ｖの比較的高階調においては斜め方向の透過率が正面方向の透過率より低くなっている。この結果、斜め方向から見た場合には実効駆動電圧範囲での輝度差が小さくなってしまう。この現象は色の変化に最も顕著に現れる。
【０００９】
図２５は表示画面に表示した画像の見え方の変化を示している。図２５（ａ）は正面方向から見た画像を示し、図２５（ｂ）は斜め方向から見た画像を示している。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示すように、表示画面を斜め方向から見ると、正面方向から見たときと比較して画像の色が白っぽく変化してしまう。
【００１０】
図２６は、赤みがかった画像における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３原色の階調ヒストグラムを示している。図２６（ａ）はＲの階調ヒストグラムを示し、図２６（ｂ）はＧの階調ヒストグラムを示し、図２６（ｃ）はＢの階調ヒストグラムを示している。図２６（ａ）〜図２６（ｃ）の横軸は階調（０〜２５５の２５６階調）を表し、縦軸は存在率（％）を表している。図２６（ａ）〜図２６（ｃ）に示すように、この画像では比較的高階調のＲと比較的低階調のＧ及びＢとが高い存在率で存在している。このような画像をＶＡ方式の液晶表示装置の表示画面に表示させて斜め方向から見ると、高階調のＲが相対的に暗めに変化し、低階調のＧ及びＢが相対的に明るめに変化する。これにより３原色の輝度差が小さくなるため、画面全体として色が白っぽくなる。
【００１１】
このように、ＭＶＡ方式又はＶＡ方式の液晶表示装置は、正面方向の視野角特性に優れている。しかし、液晶表示装置は、斜め方向から表示画面を見ると画面全体として色が白っぽくなり、視角特性が十分でないという問題を有している。なお、上記の現象は、従来型の駆動方式であるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の液晶表示装置でも同様に生じる。
【００１２】
本発明の目的は、視野角が広く視角特性に優れる液晶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】
【００１３】
上記目的は、対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、前記一対の基板の一方にマトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素毎に形成された薄膜トランジスタと、入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で前記画素を駆動する高輝度フレームと、前記所定輝度より低輝度で前記画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、前記所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、前記高輝度フレームでの前記画素の輝度（明輝度）及び前記低輝度フレームでの前記画素の輝度（暗輝度）と、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理部と、前記画素内に形成された、第１の副画素と、前記第１の副画素と分割されて前記画素内に形成された、前記第１の副画素より単位面積あたり低輝度の輝度が得られる第２の副画素とを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、視野角が広く視角特性に優れる液晶表示装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置について図１乃至図１７を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置の概略の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示している。図１に示すように、液晶表示装置は、絶縁膜を介して互いに交差して形成されたゲートバスライン及びドレインバスラインと、画素毎に形成されたＴＦＴとを備えたＴＦＴ基板２を有している。当該画素は互いに分割された第１及び第２の副画素を有している。このため、液晶表示装置は、後程説明する容量結合によるハーフトーン・グレースケール法（容量結合ＨＴ法）を用いて駆動できるようになっている。また、液晶表示装置は、ＣＦや共通電極が形成された対向基板４と、両基板２、４間に封止された例えば負の誘電率異方性を有する液晶層６（図１では図示せず）とを備えている。
【００１６】
ＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたゲートバスライン駆動回路８０と、複数のドレインバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたドレインバスライン駆動回路８２とが接続されている。これらの駆動回路８０、８２は、制御回路８４から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスラインあるいはドレインバスラインに出力するようになっている。
【００１７】
制御回路８４には、後程説明する駆動ハーフトーン・グレースケール法（駆動ＨＴ法）を実現する画像処理部８１が内蔵されている。画像処理部８１は、制御回路８４内に組み込まれた回路である必要はなく、制御回路８４と別個の部品であっても構わない。さらに、画像処理部８１は物理的な回路である必要はなく、制御回路８４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。駆動回路８４には、駆動ＨＴ法に用いる階調変換テーブルが記憶された記憶回路８３が接続されている。記憶回路８３は制御回路８４に内蔵されていても構わない。
【００１８】
ＴＦＴ基板２のＴＦＴ素子形成面と反対側の面には偏光板８７が配置され、対向基板４の共通電極形成面と反対側の面には、偏光板８７とクロスニコルに配置された偏光板８６が配置されている。偏光板８７のＴＦＴ基板２と反対側の面にはバックライトユニット８８が配置されている。
【００１９】
次に、容量結合ＨＴ法について図２乃至図５を用いて説明する。容量結合ＨＴ法は上記の視角特性を改善する技術である。特許文献１乃至３には、ＴＮ方式の液晶表示装置における容量結合ＨＴ法が開示されている。図２はこれらの公知技術に基づく基本的な液晶表示装置の１画素の構成を示し、図３は図２のＸ−Ｘ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示し、図４はこの液晶表示装置の１画素の等価回路を示している。図２乃至図４に示すように、液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板２と対向基板４と両基板２、４間に封止された液晶層６とを有している。
【００２０】
ＴＦＴ基板２は、ガラス基板１０上に形成された複数のゲートバスライン１２と、絶縁膜３０を介してゲートバスライン１２に交差して形成された複数のドレインバスライン１４とを有している。ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の交差位置近傍には、スイッチング素子として画素毎に形成されたＴＦＴ２０が配置されている。ゲートバスライン１２の一部はＴＦＴ２０のゲート電極として機能し、ＴＦＴ２０のドレイン電極（Ｄ）はドレインバスライン１４に電気的に接続されている。また、ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域を横切って、ゲートバスライン１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１８が形成されている。蓄積容量バスライン１８上には、絶縁膜３０を介して蓄積容量電極（中間電極）１９が画素毎に形成されている。蓄積容量電極１９は、制御電極２５を介してＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。蓄積容量バスライン１８、蓄積容量電極１９及びそれらの間に挟まれた絶縁膜３０により、蓄積容量Ｃｓが形成される。
【００２１】
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域は、副画素（第１の副画素）Ａと副画素（第２の副画素）Ｂとに分割されている。副画素Ａには画素電極（第１の画素電極）１６が形成され、副画素Ｂには画素電極１６と分離された画素電極（第２の画素電極）１７が形成されている。画素電極１６は、コンタクトホール２４を介して蓄積容量電極１９及びＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。画素電極１７は、保護膜３２を介して制御電極２５に重なる領域を有している。当該領域において、画素電極１７、制御電極２５及び両電極１７、２５に挟まれた保護膜３２により制御容量Ｃｃが形成される。画素電極１７は制御容量Ｃｃを介した容量結合によりソース電極（Ｓ）に間接的に接続されている。画素電極１７は、電気的にフローティング状態になっている。
【００２２】
対向基板４は、ガラス基板１１上に形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）樹脂層４０と、ＣＦ樹脂層４０上に形成された共通電極４２とを有している。副画素Ａの画素電極１６と共通電極４２との間には液晶容量Ｃｌｃ１が形成され、副画素Ｂの画素電極１７と共通電極４２との間には液晶容量Ｃｌｃ２が形成される。液晶容量Ｃｌｃ２と制御容量Ｃｃとは、両基板２、４間で直列に接続されている。ＴＦＴ基板２及び対向基板４の液晶層６との界面には、配向膜３６、３７がそれぞれ形成されている。
【００２３】
ＴＦＴ２０がオン状態になると、ドレインバスライン１４に印加された階調電圧（入力画像データの階調値に対応する電圧）はＴＦＴ２０を介して画素電極１６に印加され、副画素Ａの液晶層６に電圧Ｖｐｘ１が印加されるとする。このとき、液晶容量Ｃｌｃ２と制御容量Ｃｃとの容量比に従って電圧Ｖｐｘ１が分割されるため、副画素Ｂの画素電極１７には画素電極１６とは異なる電圧が印加される。副画素Ｂの液晶層６に印加される電圧Ｖｐｘ２は、
Ｖｐｘ２＝（Ｃｃ／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ））×Ｖｐｘ１・・・（１）
となる。実際の電圧比（Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１（＝Ｃｃ／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ）））は液晶表示装置の表示特性に基づく設計事項であるが、およそ０．６〜０．８とするのが理想的である。
【００２４】
このように、ドレインバスライン１４に印加された階調電圧に対して、液晶層６の液晶分子が傾き始める電圧（閾値電圧）の互いに異なる副画素Ａ、Ｂが１画素内に存在すると、図２４に示したようなＴ−Ｖ特性の歪みが副画素Ａ、Ｂで分散される。このため、容量結合ＨＴ法によれば、斜め方向から見たときに画像が白っぽくなる現象が抑制され、視角特性を改善することができる。容量結合ＨＴ法は１画素内に閾値電圧の互いに異なる副画素が存在すればよく、閾値電圧を異ならせる方法は容量結合に限られない。例えば、画素電極上に誘電体を形成したり、液晶分子の配向やアンカリングを変えたりして閾値電圧を異ならせてもよい。
【００２５】
図５は、容量結合ＨＴ法を適用したＶＡ型液晶表示装置の視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。ここで、表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をＴとし、当該所定の角度と同方向からの、階調値ａに基づく輝度をｔａ、階調値ｂ（ａとｂとは異なる値）に基づく輝度をｔｂとし、最大輝度Ｔに対する輝度ｔａ及び輝度ｔｂのそれぞれの輝度比をＴａ及びＴｂとすると、γ値は以下のように算出される。
γ＝｛ｌｏｇ（Ｔａ）−ｌｏｇ（Ｔｂ）｝／｛ｌｏｇ（ａ）−ｌｏｇ（ｂ）｝  ・・・（２）
【００２６】
図中●印を結ぶ曲線は、容量結合ＨＴ法を用いた液晶表示装置の正面方向での特性を示し、図中□印を結ぶ曲線は、副画素Ａと副画素Ｂとの面積比を１：９とし、中間調（１２７／２５５階調）での電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１が０．７２となるように設計された、液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図中△印を結ぶ曲線は、副画素Ａと副画素Ｂとの面積比を２：８とし、中間調（１２７／２５５階調）での電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１が０．６７となるように設計された、液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中×印を結ぶ曲線は、副画素Ａと副画素Ｂとの面積比を４：６とし、中間調（１２７／２５５階調）での電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１が０．６７となるように設計された、液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図中破線で示す曲線は、従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。
【００２７】
図５において、斜め方向の視角特性は正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。ところで、式（２）に示すように、２つの階調値ａ、ｂにそれぞれ対応する輝度ｔａ、ｔｂの差が大きいほど、γ値は大きくなる。従って、斜め方向のγ値を相対的に大きくできれば、当該輝度の差が小さくなることにより生じる表示画面の色の変化は低減される。液晶表示装置の視角特性は、全階調（０乃至２５５階調）に亘ってγ値が正面と同じ２．４となるのが理想である。図中に破線で示すように、容量結合ＨＴ法を適用していない従来の液晶表示装置では、０乃至約１９２階調の比較的広範囲に亘ってγ値が１以下に低下しており、斜め方向の視角特性は十分でない。
【００２８】
一方、図中に□印、△印及び×印をそれぞれ結ぶ曲線で示すように、容量結合ＨＴ法を適用した液晶表示装置は視角特性が大きく改善されて、０乃至２２４階調の範囲内において、γ値の最大値が１．５以上になっている。ところで、視角特性改善のためには、γ値を２．４により近づけることが理想的である。ところが、γ＝２．４の画像とγ＝１．５の画像とを見比べた場合、両画像の表示状態に大差はない。そこで、本願では、視角特性改善の目標値をγ≧１．５とする。
【００２９】
図５に示すように、容量結合ＨＴ法では、視角特性の改善される階調範囲は、副画素Ａと副画素Ｂとの面積比によって異なる。容量結合により駆動される副画素Ｂの面積を小さくすると、視角特性の改善される階調値は大きくなる。このため、例えば、黒髪や肉等のように相対的に低階調の画像が多く表示される場合には、副画素Ｂの面積比を小さくして最適化することにより、液晶表示装置の視角特性の改善を図ることができる。また、例えば、人肌や白い服等のように相対的に高階調の画像が多く表示される場合には、副画素Ｂの面積比を大きくして最適化することにより、液晶表示装置の視角特性の改善を図ることができる。
【００３０】
ところが、視角特性の改善される階調範囲は３０乃至４０階調程度であって比較的狭い。このため、容量結合ＨＴ法を用いても、比較的広い階調範囲で安定して視角特性の改善を図ることは困難である。
【００３１】
視角特性を改善する別の方法として駆動ＨＴ法が知られている。次に、駆動ＨＴ法について図６乃至図１３を用いて説明する。駆動ＨＴ法は、入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で画素を駆動する高輝度フレームと、所定輝度より低輝度で画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、高輝度フレームでの画素の輝度（以下、明輝度という）及び低輝度フレームでの画素の輝度（以下、暗輝度という）と、高輝度フレームと低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理方法である。ここで、所定輝度とは、駆動ＨＴ法を適用しない場合に得られる輝度をいう。
【００３２】
図６及び図７は、駆動ＨＴ法の原理説明図を示している。図６（ａ）及び図７（ａ）は、高輝度フレームと低輝度フレームとの存在割合を示している。図中横軸は、時間を表し、縦軸は各フレームでの輝度を表わしている。図６（ｂ）及び図７（ｂ）は駆動ＨＴ法を用いて駆動された表示画面を模式的に示している。ある１つの画素において、入力画像データの階調値に対応した所定輝度Ａより輝度を明るくする高輝度フレームＴ１と暗くする低輝度フレームＴ２とを設ける。高輝度フレームＴ１では明輝度Ｂ（明輝度Ｂ＞輝度Ａ）とし、低輝度フレームＴ２では暗輝度Ｃ（暗輝度Ｃ＜輝度Ａ）とする。明輝度Ｂ及び暗輝度Ｃは、高輝度フレームＴ１と低輝度フレームＴ２との組み合わせによる平均的な輝度が所定輝度Ａと同じになるように設定する。
【００３３】
図６では、高輝度フレームＴ１と低輝度フレームＴ２との存在割合を１：３の比率で時間的に行う例を示している。図６（ａ）に示すように、１つの高輝度フレームＴ１に対して連続して３回の低輝度フレームＴ２が続くようにする。この１つの高輝度フレームＴ１と３つの低輝度フレームＴ２とを１組Ｔとして当該組Ｔを時系列に繰り返す。例えば、表示画面全体を当該条件で駆動すると、図６（ｂ）に示すように、高輝度フレームＴ１で駆動された表示画面ｔ１と、低輝度フレームＴ２で駆動された表示画面ｔ２とが時間軸方向に混在されて平均化され、所定輝度Ａにほぼ一致した輝度の表示画面ｔとして視認されるようになる。
【００３４】
図７では、高輝度フレームＴ１と低輝度フレームＴ２との存在割合を１：１の比率で時間的に行う例を示している。本例では、１つの高輝度フレームＴ１と１つの低輝度フレームＴ２とを１組Ｔとして当該組Ｔを時系列に繰り返す。例えば、表示画面全体を当該条件で駆動すると、図７（ｂ）に示すように、高輝度フレームＴ１で駆動された表示画面ｔ１と、低輝度フレームＴ２で駆動された表示画面ｔ２とが時間軸方向に混在されて平均化され、所定輝度Ａにほぼ一致した輝度の表示画面ｔとして視認されるようになる。
【００３５】
駆動ＨＴ法によれば、最も視角特性に弱い中間の階調を表示する頻度が減り、全体的な視角特性が改善される。この場合、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、全画面即ち全ての画素を同時に明輝度又は暗輝度（明暗）の状態にすると画面全体にフリッカ（ちらつき）が視認される。
【００３６】
図８は、高輝度フレームＴ１と低輝度フレームＴ２とのフレーム比（Ｔ１：Ｔ２）と、１組Ｔの駆動周波数とを変更した場合のフリッカの発生の有無を示している。図中の○又は×は、フリッカが視認されない（○）、視認される（×）を表している。上述したように、画面全体を明輝度にしたフレームと、暗輝度にしたフレームとを繰り返し表示して明暗の輝度差をつけると、人間の目にはフリッカとして感じられる。当該フリッカは周波数を上げることにより緩和できる。特に、フリッカ成分を６０Ｈｚ以上にすると視認できなくなることが知られている。
【００３７】
従って、図８に示すように、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）を１：１にして、通常の液晶表示装置の１フレームの駆動周波数（６０Ｈｚ）の２倍である１２０Ｈｚまで、１組Ｔの駆動周波数を上げる。こうすると、高輝度フレームＴ１が表示される周波数は６０Ｈｚ（＝１２０Ｈｚ／２）となる。同様に、低輝度フレームＴ２が表示される周波数は６０Ｈｚ（＝１２０Ｈｚ／２）となる。このため、フリッカは視認され難くなる。しかしながら、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）を１：２にすると、例えば、１組Ｔの駆動周波数が１２０Ｈｚの場合、高輝度フレームＴ１が表示される周波数は４０Ｈｚ（＝１２０Ｈｚ／３）となり、実質的に周波数が落ちるため、フリッカを十分に抑制することができない。
【００３８】
同様に、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）を１：３にすると、例えば、１組Ｔの駆動周波数が１２０Ｈｚの場合、高輝度フレームＴ１が表示される周波数は３０Ｈｚ（＝１２０Ｈｚ／４）となり、フリッカを十分に抑制することができない。高輝度フレームＴ１と低輝度フレームＴ２との表示期間に差を設けるほど、高い周波数で駆動しなければならない。表示画面の解像度にも関係するが、１組Ｔの駆動周波数を液晶表示装置の１フレームの駆動周波数の３倍以上にすると、周辺駆動回路（制御回路８４、ゲートドライバＩＣ及びソースドライバＩＣ）への負担が大きくなり、これを実現するのは極めて困難である。
【００３９】
この問題の対策として、１組Ｔの駆動周波数を固定し、各フレームＴ１、Ｔ２のそれぞれの駆動周波数を変える手法がある。図９は、１組Ｔの駆動周波数を１２０Ｈｚに固定した際の各フレームＴ１、Ｔ２のそれぞれの駆動周波数の設定例を示している。図９（ａ）は、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）が１：１の設定例を示し、図９（ｂ）は、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）が１：３の設定例を示している。図中の横軸は、時間を表し、縦軸は、輝度を表わしている。
【００４０】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、１組Ｔの駆動周波数を１２０Ｈｚに固定すると、各フレームＴ１、Ｔ２のそれぞれの駆動周波数を変更しても、高輝度フレームＴ１又は低輝度フレームＴ２が表示される周波数は６０Ｈｚと変わらない。このため、表示画面に発生するフリッカを抑制できる。
【００４１】
図１０は、当該駆動ＨＴ法における、表示状態の目視結果を示している。図１０（ａ）は、フリッカ発生の有無の目視結果を示している。図１０（ｂ）は、視角特性の改善効果の目視結果を示している。図１０（ａ）の○又は×は、フリッカが視認されない（○）、視認される（×）を表している。図１０（ｂ）の○、△又は×は、視角特性が改善されている（○）、実用上問題ない程度に改善されている（△）、改善されていない（×）を表している。図１０（ａ）に示すように、１組Ｔの駆動周波数を１２０Ｈｚ以上に固定することにより、高輝度フレームＴ１又は低輝度フレームＴ２の表示される周波数は６０Ｈｚ以上になる。このため、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）が１：１、１：２又は１：３のいずれにおいても、フリッカは悪化しない。
【００４２】
しかし、１組Ｔの駆動周波数が高くなる（フレーム期間が短くなる）と、液晶の応答速度が当該駆動周波数に追いつかなくなるため、図１０（ｂ）に示すように、視角特性の改善効果が徐々に失われてしまう。将来的に液晶の応答速度が高速化されれば、駆動周波数を高くしても階調輝度特性は改善される可能性がある。但し、液晶の応答速度が高速化されようとも、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）が１：１に近い方が、フリッカ発生の防止及び視角特性の改善を容易に実現できるのは間違いない。
【００４３】
現状の液晶の応答速度では、フリッカの発生を防止でき、且つ視角特性の改善効果を得るために最適な条件は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）においていずれも○となる、フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）が１：１となり、１組Ｔの周波数が１２０Ｈｚとなる条件である。
【００４４】
図１１は、フリッカを抑制できる駆動ＨＴ法を説明するために、液晶表示装置の表示領域の所定画素群を模式的に示しており、具体的には、４×４のマトリクス状の１６個の画素を１つの単位として捉え、各画素の明暗を設定した例を示している。図１１（ａ）では、各フレームでの１６画素の明暗を、高輝度画素同士が端辺で隣り合わないようにしつつ１：３の比率に分割しており、図１１（ｂ）では各フレームでの１６画素の明暗を、高輝度画素同士が端辺で隣り合わないようにしつつ１：１の比率に分割している。さらに、画素毎の明暗を所定のフレーム数毎に変化させるようにする。例えば、図１１（ａ）ではフレーム毎の明暗が各画素について１：３の周期で変化するように設定されている。例えば、画素Ｐに着目すると、画素Ｐは第１フレームから第４フレームに亘って明−暗−暗−暗と変化する。
【００４５】
図１１（ｂ）では、フレーム毎の明暗が各画素について１：１の周期で変化するように設定されている。例えば画素Ｐに着目すると、画素Ｐは第１フレームから第４フレームに亘って明−暗−明−暗と変化する。このように、所定のパターンに基づいて、表示領域内の明暗を分散させることにより、フリッカの視認されない表示を実現することができる。
【００４６】
図１２は、図１１に示す駆動ＨＴ法を適用した際の、表示画面に生じるざらつきの影響を目視評価した結果を示している。図１２（ａ）は、画素ピッチが０．３ｍｍに配置された画素を有する液晶表示装置の目視結果を示している。図１２（ｂ）は、画素ピッチが０．４５ｍｍに配置された画素を有する液晶表示装置の目視結果を示している。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す「ＨＴ分割明暗比率」は、明輝度及び暗輝度の表示画面内での存在比率を表わしている。また、１組Ｔの駆動周波数は６０Ｈｚである。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の◎、○又は×は、ざらつきを全く感じない（◎）、ざらつきを若干感じるが実用上問題にならない（○）、ざらつきを不快に感じる（×）を表している。
【００４７】
静止画表示のように、同じ映像が一定時間表示されている場合には、輝度が平均化されるためにざらつきは問題にならない。しかし、駆動ＨＴ法では、瞬間的に明るい画素と暗い画素とが混在するため、動画表示のように絵が動いた場合や、視点が動いた場合に、利用者がざらつきを感じてしまう。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、表示領域内での暗輝度の画素の比率を大きくしていくと、ざらつきを感じ易くなる。さらに、利用者と表示画面との距離が近いほどざらつきを感じ易くなる。明暗の周期（１組Ｔの周期）が６０Ｈｚの場合に利用者が液晶表示装置に接近すると、１画面内での明輝度と暗輝度との存在比率が１：１以外では、ざらつきを不快に感じる可能性が高くなる。駆動ＨＴ法では、１画面内での明輝度と暗輝度との存在比率を１：１以外にすることも可能であるが、良好な表示品質を得るためには、明暗の存在比率を１：１に設定するのが望ましい。
【００４８】
以上説明したように、視角特性の改善効果が得られ、フリッカやざらつきのない良好な表示品質が確保でき、さらに周辺駆動回路に負荷を与えないようにするための最適な駆動ＨＴ法の条件は以下の通りである。
【００４９】
高輝度フレームと低輝度フレームとのフレーム比（Ｔ１：Ｔ２）は１：１であり、１画面内での明輝度と暗輝度との存在比率は１：１であり、駆動周波数は６０Ｈｚである。この条件を以下では、駆動ＨＴ最適条件と呼ぶ。
【００５０】
図１３は、駆動ＨＴ最適条件でのＶＡ型液晶表示装置の視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、駆動ＨＴ法を用いた液晶表示装置の正面方向での特性を示し、図中△印を結ぶ曲線は、駆動ＨＴ法を用いた液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中破線で示す曲線は、従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図１３において、斜め方向の視角特性は正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。
【００５１】
図１３に示すように、駆動ＨＴ最適条件を適用すると、中から高階調（約１３０階調から２５５階調）にかけて視角特性を改善できる。ところが、駆動ＨＴ最適条件では、低階調側（約１００階調以下）の画像には、視角特性の改善効果がほとんど得られない。フレーム比（Ｔ１：Ｔ２）を１：１以外にすると、低階調側の視角特性を改善できるがフリッカやざらつきが発生してしまう。このように、駆動ＨＴ法のみでは、広い階調範囲での視角特性の改善効果と、良好な表示品質との両立は困難である。
【００５２】
そこで、本実施の形態による液晶表示装置では、容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを組み合わせて液晶を駆動することにより、視角特性の改善効果及び良好な表示品質の両立を図る。液晶の応答速度や周辺駆動回路の制約から、駆動ＨＴ法の駆動条件は限られてしまう。そこで、本実施の形態では、駆動ＨＴ法の駆動条件を決定し、これに合わせて容量結合ＨＴ法の最適化が行われる。
以下、実施例を用いて具体的に説明する。
【００５３】
（実施例１）
本実施例による液晶表示装置は、駆動ＨＴ法の駆動条件には駆動ＨＴ最適条件が適用される。図１４は、高輝度フレームでの明輝度を得るための高輝度側階調値と、低輝度フレームでの暗輝度を得るための低輝度側階調値とを備えた階調変換テーブルを示している。横軸は入力階調を表している。左側の縦軸は出力階調（変換後の階調）を表し、右側の縦軸は最大輝度で規格化された輝度を表わしている。図中◆印を結ぶ曲線Ａは、低輝度側階調を示し、■印を結ぶ曲線Ｂは、高輝度側階調値を示している。図中×印を結ぶ曲線Ｃは、通常輝度（所定輝度）を示し、図中○印を結ぶ曲線Ｄは、駆動ＨＴ法による画像処理後の輝度（ＨＴ処理後輝度）を示している。
【００５４】
図１４に示すように、例えば、入力階調が１２８／２５５階調である場合、低輝度フレームは曲線Ａより１０／２５５階調に変換され、高輝度フレームは曲線Ｂより２４５／２５５階調に変換される。それぞれのフレーム期間の比率は１：１であり、実際に液晶表示装置に表示する変換後の輝度は当該両フレームの合成輝度であり、最大輝度の約３８％の輝度が得られる（曲線Ｄ）。通常輝度（曲線Ｃ）とＨＴ処理後輝度（曲線Ｄ）とが殆ど同じ特性を示していることから明らかなように、当該変換を行っても正面の輝度は駆動ＨＴ法を用いていない画像の輝度を維持している。当該階調変換テーブルは一例に過ぎない。階調変換における制限事項は階調変換の前後で正面輝度が変わらないということだけであり、当該制限事項を満たしていれば当該階調変換テーブル以外の階調変換テーブルであってもよい。
【００５５】
階調変換テーブルは記憶回路８３（図１参照）に記憶されており、例えば、液晶表示装置に電源投入がなされると、画像処理部８１内のＲＡＭ（不図示）に読み込まれるようになっている。
【００５６】
図１５は、本実施例による液晶表示装置の１画素の構成を示している。図１５（ａ）は、ガラス基板１０を法線方向に見た、マトリクス状に形成された複数の画素のうちの１画素の構成を示している。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示すＸ−Ｘ線で切断した断面を示している。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、複数のゲートバスライン１２と、絶縁膜３０を介してゲートバスライン１２に交差して形成された複数のドレインバスライン１４とがガラス基板１０上に形成されている。ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の交差位置近傍には、画素毎に形成されたＴＦＴ２０が配置されている。ゲートバスライン１２の一部はＴＦＴ２０のゲート電極（Ｇ）として機能する。ゲートバスライン１２上には、絶縁膜を介してＴＦＴ２０の動作半導体層、及びチャネル保護膜（共に不図示）が形成されている。ゲート電極（Ｇ）上であってＴＦＴ２０のチャネル保護膜上には、ドレイン電極（Ｄ）及びその下層のｎ型不純物半導体層（不図示）と、ソース電極（Ｓ）及びその下層のｎ型不純物半導体層（不図示）とが所定の間隙を介して対向して形成されている。
【００５７】
また、ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域を横切って、ゲートバスライン１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１８が形成されている。蓄積容量バスライン１８上には、絶縁膜を介して蓄積容量電極（中間電極）１９が画素毎に形成されている。蓄積容量電極１９は、制御電極２５を介してＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。蓄積容量バスライン１８、蓄積容量電極１９及びそれらの間に挟まれた絶縁膜３０により蓄積容量Ｃｓが形成される。
【００５８】
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域は、副画素（第１の副画素）Ａと副画素（第２の副画素）Ｂとに分割されている。副画素Ａと副画素Ｂとの面積比（Ａ：Ｂ）は３：７である。例えば、台形状の副画素Ａは画素領域の中央部左寄りに配置され、副画素Ｂは画素領域のうち副画素Ａの領域を除いた上部、下部及び中央部右側端部に配置されている。画素領域内の副画素Ａ、Ｂの配置は、例えば、蓄積容量バスライン１８に対しほぼ線対称になっている。副画素Ａには画素電極（第１の画素電極）１６が形成されている。副画素Ｂには画素電極１６からスリット４６により分離された画素電極（第２の画素電極）１７が形成されている。画素電極１６、１７は、共にＩＴＯ等の透明導電膜により形成されている。画素電極１６は、保護膜３２が開口されたコンタクトホール２４を介して、蓄積容量電極１９及びＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。画素電極１７は保護膜３２を介して制御電極２５に重なる領域を有している。当該領域において、制御電極２５、画素電極１７及び両電極１７、２５間に挟まれた保護膜３２により制御容量（所定の電気容量）Ｃｃが形成されている。画素電極１７は、電気的にフローティング状態になっている。
【００５９】
ガラス基板１０に対向配置された対向ガラス基板１１上には、ＣＦ樹脂層４０と、共通電極４２とがこの順に形成されている。対向ガラス基板１１から突出し、図１５（ａ）において斜めに延伸する制御電極２５と対向する位置に、液晶層６の液晶分子の配向方位を規制する配向規制用構造物としての線状突起４４ａが形成されている。また、蓄積容量バスライン１８に対しほぼ線対称となる位置に、対向ガラス基板１１から突出して形成された線状突起４４ｂが形成されている。さらに、画素領域の中央部左寄りで画素電極１６上に配置されたＶ字状の線状突起４４ｃが形成されている。線状突起４４ｃは蓄積容量バスライン１８に対しほぼ線対称になっている。
【００６０】
副画素Ａには、画素電極１６、共通電極４２及び両電極１６、４４間に挟まれた液晶層６によって液晶容量Ｃｌｃ１が形成されている。副画素Ｂには、画素電極１７、共通電極４２及び両電極１７、４２間に挟まれた液晶層６によって液晶容量Ｃｌｃ２が形成されている。ガラス基板１０と対向ガラス基板１１との間で、液晶容量Ｃｌｃ２は制御容量Ｃｃと直列に接続されている。
【００６１】
ＴＦＴ２０がオン状態になった場合の副画素Ｂの液晶容量Ｃｌｃ２に印加される電圧Ｖｐｘ２は、上記の式（１）により求められる。本実施例では、副画素Ａの液晶容量Ｃｌｃ１に印加される電圧Ｖｐｘ１と、副画素Ｂの液晶容量Ｃｌｃ２に印加される電圧Ｖｐｘ２との電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１は、中間調（１２７階調）において０．７２となるように設計されている。
【００６２】
副画素Ａの液晶容量Ｃｌｃ１には、ドレインバスライン１４に印加された階調電圧（入力画像データの階調値又は階調変換後の階調値に対応する電圧）が印加される。このため、副画素Ａでは、高輝度フレームでの明輝度又は低輝度フレームでの暗輝度とほぼ等しい輝度が得られる。また、副画素Ｂの液晶容量Ｃｌｃ２には、式（１）に示すようにドレインバスライン１４に印加された階調電圧より低い電圧が印加される。このため、副画素Ｂでは、高輝度フレームでの明輝度又は低輝度フレームでの暗輝度より低輝度の輝度が得られる。
【００６３】
図１６は、ＶＡ型液晶表示装置の視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、本実施例による液晶表示装置の正面方向での特性を示している。図中▲印を結ぶ曲線は、駆動ＨＴ法を用いずに容量結合ＨＴ法のみで液晶表示装置を駆動した際の斜め方向の特性を示し、図中■印を結ぶ曲線は、従来のＶＡ型液晶表示装置を最適ＨＴ駆動条件で駆動した際の斜め方向の特性を示している。図中○印を結ぶ曲線は、本実施例による液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中破線で示す曲線は、容量結合ＨＴ法及び駆動ＨＴ法を適用していない従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図１６において、斜め方向のそれぞれの視角特性は９６階調以上の正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。
【００６４】
図１６に示すように、破線で示す従来のＶＡ型液晶表示装置では、殆どの階調域（約２００階調以下）においてγ値が１．０以下になっている。このため、画像の鮮やかさが失われる。これに対して、容量結合ＨＴ法のみを適用した液晶表示装置の斜め方向の特性（▲印）は、特性改善のピークが１１０／２５５階調付近にあり、１００乃至１２０階調程度の局所的な範囲でγ値が１．５以上となっている。さらに、これ以外の階調範囲でもγ値は１．０前後であり、視角特性が改善されている。
【００６５】
最適ＨＴ駆動条件で従来のＶＡ型液晶表示装置を駆動した際の斜め方向の特性（■印）は、１４０／２５５階調以上で１．５前後のγ値を有し、中階調から高階調側で特性が改善されている。しかし、１２８／２５５階調以下の低階調側では、γ値は１．０程度である。容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを組み合わせて駆動した際の液晶表示装置の特性（○印）は、６４／２５５〜１９２／２５５の極めて広い階調域でγ値が１．５を超えていることが確認できる。このように特性が改善されるのは、容量結合ＨＴ法により低階調領域が主に改善され、駆動ＨＴ法により中階調から高階調領域が主に改善され、結果的に両ＨＴ法の改善効果が加算されるためである。このように、液晶表示装置は広い階調領域で視角特性の改善効果が得られる。広い階調域で高いγ値が得られると、どのような画像に対しても視角特性が改善されるので、極めて優れた表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【００６６】
副画素Ａ、Ｂを形成して１画素内で閾値電圧を変える容量結合ＨＴ法と、高輝度フレーム及び低輝度フレームで画素を駆動する駆動ＨＴ法とを組み合わせることにより、視角特性において高い改善効果が得られる。原理的に異なるＨＴ技術を組み合わせることにより、双方の改善効果が加算される。前述したように、駆動ＨＴ法は駆動条件に制約があるため、中階調から高階調において高い改善効果が得られるが、低階調側の改善は比較的困難である。これに対し、閾値電圧を異ならせる容量結合ＨＴ技術は、副画素Ａ、Ｂの面積比と、両副画素Ａ、Ｂに形成される液晶容量Ｃｌｃ１、Ｃｌｃ２に印加される電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１の設定次第で任意の階調を改善することができる。しかし、容量結合ＨＴ法では、広い階調領域に亘って一様に特性を改善することは難しい。
【００６７】
そこで、駆動ＨＴ法により中階調から高階調側を改善し、容量結合ＨＴ法のような１画素内で閾値電圧を異ならせるＨＴ技術により低階調から中階調側を改善する設計とする。これにより、結果的に低階調から高階調の広い領域で視角特性を改善することができる。両ＨＴ法の改善効果が重複しないように、例えば２２０階調以下の範囲内（階調値の所定範囲内）において、容量結合ＨＴ法のみで画素を駆動した際に、γ値が最大となる１１０／２５５階調（階調値α）と、駆動ＨＴ法で副画素Ａのみからなる画素（従来のＭＶＡ型液晶表示装置の画素）を駆動した際に、γ値が最大となる２００／２５５階調（階調値β）とを一致させない（階調値α＜階調値β）ようにする。
【００６８】
以上説明したように、容量結合ＨＴ法のような１画素内に閾値電圧差を設けるＨＴ技術と、駆動ＨＴ技術とを最適に組み合わせることにより、各ＨＴ技術のみでは得られなかった、広い階調範囲で良好な視角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。また、駆動ＨＴ法の駆動条件を最適化することにより、表示画面にフリッカやざらつきのない優れた表示品質の液晶表示装置が得られる。
【００６９】
（実施例２）
本実施例による液晶表示装置の構成は、副画素Ａ及び副画素Ｂの面積比Ａ：Ｂが４：６である点を除いては、上記実施例１による液晶表示装置と同様である。
【００７０】
図１７は、ＶＡ型液晶表示装置の視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、本実施例による液晶表示装置の正面方向での特性を示している。図中▲印を結ぶ曲線は、駆動ＨＴ法を用いずに容量結合ＨＴ法のみで液晶表示装置を駆動した際の斜め方向の特性を示し、図中■印を結ぶ曲線は、従来のＶＡ型液晶表示装置を最適ＨＴ駆動条件で駆動した際の斜め方向の特性を示している。図中○印を結ぶ曲線は、本実施例による液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中破線で示す曲線は、容量結合ＨＴ法及び駆動ＨＴ法を適用していない従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図１７において、斜め方向のそれぞれの視角特性は９６階調以上の正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。
【００７１】
本実施例では、上記実施例１に対して副画素Ａ、Ｂの面積比が変更されている。このため、図１７に示すように、容量結合ＨＴ法のみを適用した液晶表示装置の斜め方向の特性（▲印）は、特性改善のピークが１４０／２５５階調付近にあり、１２８乃至１５０階調程度の局所的な範囲でγ値が１．５以上となっている。さらに、これ以外の階調範囲でもγ値が１．０前後まで改善されている。また、本実施例では、駆動ＨＴ法の駆動条件を変更していないので、駆動ＨＴ法のみを適用した従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性（■印）は、上記実施例１の特性と同様である。
【００７２】
容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを組み合わせて駆動した際の液晶表示装置の特性（○印）は、９６／２５５階調から１９２／２５５階調の極めて広い階調域でγ値が１．５を超えていることが確認できる。ところで、上記実施例１の視角特性と異なり、低階調側（９６階調以下）の改善効果が若干減少している一方で、１２８／２５５階調付近でのγ値が約１．８となり、改善効果がより高まっている。これは、容量結合ＨＴ法により中階調領域が改善され、駆動ＨＴ法により中階調から高階調領域が改善され、両ＨＴ法の改善効果が加算されることにより、特に中程度の階調を中心にして広い領域で、視角特性の改善効果が得られるためである。
【００７３】
このように、本実施例によれば、上記実施例１より低階調側の暗めの画像については若干見劣りするものの、中階調側の画像については適切な表示が得られる。中程度の階調の多い画像としては、特に人肌等の実際の色と異なると大きな違和感を覚える画像が多く、本実施例の視角特性の方が、上記実施例１の当該特性より好まれる場合がある。
【００７４】
以上説明したように、本実施例による液晶表示装置によれば、容量結合ＨＴ法と、駆動ＨＴ法とを最適に組み合わせることにより、各ＨＴ法のみでは得られなかった、広い階調範囲で良好な視角特性が得られる。特に、本実施例による液晶表示装置によれば、容量結合ＨＴ法により中階調領域を改善し、駆動ＨＴ法により中階調から高階調領域を改善することにより、人肌等の実際の色と異なると大きな違和感を覚える画像に多用される中程度の階調で大きな視角特性の改善効果を得ることができる。
【００７５】
上記実施例１及び実施例２に示したように、容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを単純に組み合わせるのではなく、両ＨＴ法の改善領域が適切に組み合わされるように、副画素Ａ、Ｂの面積比や、副画素Ａ、Ｂの液晶容量Ｃｌｃ１、Ｃｌｃ２に印加される電圧比Ｖｐｘ１、Ｖｐｘ２を設定することが重要である。特に、駆動ＨＴ法により低階調から中階調を改善することは、液晶の応答速度等との関係で現状では困難である。このため、別途組み合わされる容量結合ＨＴ法は低階調から中階調の改善を補間できる条件が適切である。例えば、容量結合ＨＴ法の条件として、副画素Ａ、Ｂの面積比Ａ：Ｂ＝５：５を超えると低階調側の改善効果が小さくなるため適切でない。
【００７６】
但し、駆動ＨＴ法を用いて低階調から中階調で改善効果を得ることは不可能ではない。公衆表示等のように、表示画面から利用者までの距離が遠い用途に液晶表示装置を用いる場合には、図１２に示すように、ざらつきは問題にならない。また、フレーム周波数を現在の一般的な６０Ｈｚから高速化すれば、図８に示すように、徐々にフリッカ（ちらつき）は視認され難くなる。特に、１組Ｔの駆動周波数を１２０Ｈｚにすると、ちらつきは視認できなくなる。従って、周辺駆動回路、ＴＦＴ２０及び液晶等の応答特性が改善されればちらつきを気にすることなくフレーム周波数を１２０Ｈｚ以上にすることも可能になり、駆動ＨＴ法による改善中心を低階調側に設定することが可能となる。この場合には、高階調側で改善中心が得られるように１画素内の閾値電圧差が設定された、容量結合ＨＴ法のようなＨＴ法との組合せが考えられる。
【００７７】
例えば、容量結合ＨＴ法の条件として、副画素Ｂに形成された画素電極１７は画素の総面積の５０％以上の面積を占めるように形成される。駆動ＨＴ法の条件として、高輝度フレームと低輝度フレームとの存在割合（フレーム比）がｎ：１（ｎ≧１）となるように駆動する。表示画面内の高閾値電圧の副画素Ｂの割合が増加するので、容量結合ＨＴ法により視角特性の改善中心が低階調側に設定される。また、駆動ＨＴ法により明輝度の高輝度フレーム期間が暗輝度の低輝度フレーム期間より長くなるので、高階調側が改善される。これら条件での容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを組み合わせると、結果的に広い階調域で視角特性が改善される。高輝度フレームと低輝度フレームとのフレーム比（Ｔ１：Ｔ２）は、Ｔ１：Ｔ２＝１：１の次がＴ１：Ｔ２＝１：２となるように離散的ではなく、Ｔ１：Ｔ２＝１：１．１のように調整することももちろん可能である。
【００７８】
また、容量結合ＨＴ法の他の条件として、副画素Ｂに形成された画素電極１７は画素の総面積の５０％以下の面積を占めるように形成される。駆動ＨＴ法の他の条件として、高輝度フレームと低輝度フレームとの存在割合（フレーム比）が１：ｎ（ｎ≧１）となるように駆動する。容量結合ＨＴ法により表示画面内の低閾値電圧の副画素Ａの割合が増加するので、視角特性の改善中心が高階調側に設定される。また、駆動ＨＴ法により明輝度の高輝度フレーム期間が暗輝度の低輝度フレーム期間より短くなるので、低階調側が改善される。これら条件での容量結合ＨＴ法と駆動ＨＴ法とを組み合わせると、結果的に広い階調域で視角特性が改善される。高輝度フレームと低輝度フレームとのフレーム比（Ｔ１：Ｔ２）は、Ｔ１：Ｔ２＝１：１の次がＴ１：Ｔ２＝１：２となるように離散的ではなく、Ｔ１：Ｔ２＝１：１．１のように調整することももちろん可能である。また、表示画面内の低閾値電圧の副画素Ａの割合が増加するので、同一の階調電圧に対する画素の透過率が向上し、上記実施例１及び実施例２による液晶表示装置より高輝度の液晶表示装置が得られる。
【００７９】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置について図１８及び図１９を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、画素電極（第１の画素電極）１６と画素電極（第２の画素電極）１７との面積比が異なる複数の画素からなる画素群ＰＧｉｎを備えた点に特徴を有している。図１８は、本実施の形態による液晶表示装置のマトリクス状に配置された複数の画素のうちの２７個の画素を示している。図１８に示すように、図中左右方向に延びる複数のゲートバスラインＧｍが互いに並列してガラス基板１０上に形成されている。ゲートバスラインＧｍに絶縁膜（不図示）を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスラインＤｒｎ、Ｄｇｎ、Ｄｂｎが互いに並列して形成されている。
【００８０】
ゲートバスラインＧｍ及びドレインバスラインＤｒｎ、Ｄｇｎ、Ｄｂｎの各交差位置近傍には、ＴＦＴ２０がそれぞれ配置されている。各ＴＦＴ２０のゲート電極（Ｇ）はゲートバスラインＧｍにそれぞれ電気的に接続され、ドレイン電極（Ｄ）はドレインバスラインＤｒｎ、Ｄｇｎ、Ｄｂｎにそれぞれ電気的に接続されている。ソース電極（Ｓ）は画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎ毎に分離されて形成された、画素電極１６、１７のうちの画素電極１６に制御電極２５を介して電気的に接続されている。
【００８１】
ドレインバスラインＤｒ１は、赤（Ｒ）画素Ｐｒ１１、Ｐｒ２１、Ｐｒ３１を駆動し、ドレインバスラインＤｇ１は、緑（Ｇ）画素Ｐｇ１１、Ｐｇ２１、Ｐｇ３１を駆動し、ドレインバスラインＤｂ１は、青（Ｂ）画素Ｐｂ１１、Ｐｂ２１、Ｐｂ３１を駆動するようになっている。以下同様に、ドレインバスラインＤｒｎはＲ画素Ｐｒｍｎを駆動し、ドレインバスラインＤｇｎはＧ画素Ｐｇｍｎを駆動し、ドレインバスラインＤｂｎはＢ画素Ｐｒｍｎを駆動するようになっている。画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎは、画素電極１６が形成された副画素（第１の副画素）Ａと、画素電極１７が形成された副画素（第２の副画素）Ｂとを有している。画素電極１７は、制御電極２５との間に絶縁膜を挟んで制御容量（所定の電気容量）Ｃｃを形成している。
【００８２】
画素群ＰＧ１１はマトリクス状に配置された９個の画素Ｐｒ１１〜Ｐｒ３１、Ｐｇ１１〜Ｐｇ３１、Ｐｂ１１〜Ｐｂ３１を有している。同様に、画素群ＰＧｉｎは、９個の画素を有している。
【００８３】
画素群ＰＧ１１は、画素電極１６、１７の面積比が１：９に形成された画素Ｐｒ２１、Ｐｇ１１、Ｐｂ３１（第１の画素）と、面積比が２：８に形成された画素Ｐｒ１１、Ｐｇ３１、Ｐｂ２１（第２の画素）と、面積比が４：６に形成された画素Ｐｒ３１、Ｐｇ２１、Ｐｂ１１（第３の画素）とを有している。以下同様に、画素群ＰＧｉｎは第１乃至第３の画素をそれぞれ３個有している。ドレインバスラインＤｒ１、Ｄｇ１、Ｄｂ１には、第１乃至第３の画素がそれぞれ接続されている。これにより、Ｒ画素Ｐｒ１１、Ｐｒ２１、Ｐｒ３１の画素電極１６、１７のそれぞれの総面積、Ｇ画素Ｐｇ１１、Ｐｇ２１、Ｐｇ３１の画素電極１６、１７のそれぞれの総面積及びＢ画素Ｐｂ１１、Ｐｂ２１、Ｐｂ３１の画素電極１６、１７のそれぞれの総面積は、画素群ＰＧ１１内において等しくなる。以下同様に、画素群ＰＧｉｎにおいて、Ｒ画素、Ｇ画素及びＢ画素にそれぞれ形成された画素電極１６、１７のそれぞれの総面積は等しくなる。
【００８４】
ガラス基板１０に対向配置された対向ガラス基板（不図示）上のほぼ全面には、ＣＦ樹脂層と共通電極（共に不図示）とがこの順に形成されている。共通電極、画素電極１６、１７及びそれらに挟まれた液晶層により液晶容量Ｃｌｃ１、Ｃｌｃ２が画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎ毎に形成されている。ガラス基板１０及び対向ガラス基板との間で液晶容量Ｃｌｃ２は、制御容量Ｃｃと直列に接続されている。これにより、画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎには、閾値電圧の異なる副画素Ａ、Ｂが形成される。
【００８５】
図１９は、ＶＡ型液晶表示装置での視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、本実施の形態による液晶表示装置の正面方向での特性を示している。図中□印を結ぶ曲線は、画素電極１６、１７の面積比が１：９となるように形成された第１の画素のみを有する液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中△印を結ぶ曲線は、画素電極１６、１７の面積比が２：８となるように形成された第２の画素のみを有する液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図中×印を結ぶ曲線は、画素電極１６、１７の面積比が４：６となるように形成された第３の画素のみを有する液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中●印を結ぶ曲線は、本実施の形態による液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図中破線で示す曲線は、容量結合ＨＴ法を適用していない従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図１９において、斜め方向のそれぞれの視角特性は９６階調以上の正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。
【００８６】
図１９に示すように、画素電極１６、１７の面積比が異なると、視角特性を改善できる階調域は異なる（□印、△印、×印参照）。容量結合された画素電極１７を有する副画素Ｂの面積が小さくなるほど、改善される階調域が高階調側にシフトする。画素電極１６、１７の面積比が異なる複数の画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎが、表示領域内に分散して存在することで、改善できる階調範囲が加算される。これにより、視角特性が巨視的には平均化されて、広い階調範囲で特性が改善される（●印参照）。液晶表示装置のγ値は低階調側（３２階調）から高階調側（２５５階調）の広範囲に亘って１以上になる。異なるＨＴ技術（駆動ＨＴ法及び容量結合ＨＴ法）を組み合わせたわけではないため、上記第１の実施の形態による液晶表示装置ほどの視角特性の向上は図られない。しかし、本実施の形態による液晶表示装置は、改善できる階調域が狭いという容量結合ＨＴ法の課題を改善することができる。
【００８７】
以上説明したように、画素電極１６、１７の面積比が異なる複数の画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎを表示領域内に分散して配置することにより、巨視的には、各画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎの視角特性が合成される。これにより、液晶表示装置の視角特性は広い階調域で向上する。視角特性が平均的に改善されるため、ＴＶ画像等の動画表示を見る際に、良好な表示品質を得ることができる。
【００８８】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置について図２０及び図２１を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、制御容量（所定の電気容量）の容量値が異なる、複数の画素からなる画素群を備えた点に特徴を有している。図２０は、本実施の形態による液晶表示装置のマトリクス状に配置された複数の画素のうちの４個の画素の等価回路を示している。図２０に示すように、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１２が互いに並列してガラス基板上に形成されている。ゲートバスライン１２に絶縁膜３０を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン１４が互いに並列して形成されている。
【００８９】
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の各交差位置近傍には、ＴＦＴ２０がそれぞれ配置されている。各ＴＦＴ２０のゲート電極（Ｇ）はゲートバスライン１２にそれぞれ電気的に接続され、ドレイン電極（Ｄ）はドレインバスライン１４にそれぞれ電気的に接続されている。また、ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域を横切って、ゲートバスライン１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１８が形成されている。蓄積容量バスライン１８上には、絶縁膜３０を介して蓄積容量電極（中間電極）１９が画素毎に形成されている。蓄積容量電極１９は、制御電極２５を介してＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。蓄積容量バスライン１８、蓄積容量電極１９及びそれらの間に挟まれた絶縁膜３０により、蓄積容量Ｃｓが形成されている。
【００９０】
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４により画定された画素領域は、副画素（第１の副画素）Ａと副画素（第２の副画素）Ｂとに分割されている。副画素Ａには画素電極（第１の画素電極）１６が形成され、副画素Ｂには画素電極１６と分離された画素電極（第２の画素電極）１７が形成されている。画素電極１６、１７の面積比は３：７となるように形成されている。画素電極１６は、蓄積容量電極１９及びＴＦＴ２０のソース電極（Ｓ）に電気的に接続されている。画素電極１７、制御電極２５及び両電極１７、２５に挟まれた保護膜３２により制御容量が形成される。画素電極１７は制御容量を介した容量結合によりソース電極（Ｓ）に間接的に接続されている。画素電極１７は、電気的にフローティング状態になっている。
【００９１】
図２０において、左上及び右下に配置された画素と、右上及び左下に配置された画素とに形成された制御容量の容量値は異なっている。左上及び右下に配置された画素には、制御容量Ｃｃ１が形成され、右上及び左下に配置された画素には、制御容量Ｃｃ２が形成されている。例えば、制御容量Ｃｃ１が形成される画素及び制御容量Ｃｃ２が形成される画素で制御電極２５の面積を変えることにより、容量値を変えることができる。このように、画素群３９は、容量値の異なる制御容量Ｃｃ１、Ｃｃ２を有する複数（図２０では４個）の画素を備えている。
【００９２】
ガラス基板１０に対向配置された対向ガラス基板上には、ＣＦ樹脂層（不図示）と共通電極４２とがこの順に形成されている。副画素Ａの画素電極１６、共通電極４２及び両電極１６、４２に挟まれた液晶層６により液晶容量Ｃｌｃ１が形成されている。制御容量Ｃｃ１を有する副画素Ｂの画素電極１７、共通電極４２及び両電極１７、４２に挟まれた液晶層６により液晶容量Ｃｌｃ２が形成され、制御容量Ｃｃ２を有する副画素Ｂの画素電極１７、共通電極４２及び両電極１７、４２に挟まれた液晶層６により液晶容量Ｃｌｃ２が形成されている。制御容量Ｃｃ１と液晶容量Ｃｌｃ２とは、ガラス基板１０及び対向ガラス基板間で直列に接続されている。同様に、制御容量Ｃｃ２と液晶容量Ｃｌｃ２とは、ガラス基板１０及び対向ガラス基板間で直列に接続されている。
【００９３】
ＴＦＴ２０がオン状態になると、ドレインバスライン１４に印加された階調電圧はＴＦＴ２０を介して画素電極１６に印加され、副画素Ａの液晶層６に電圧Ｖｐｘ１が印加されるとする。このとき、液晶容量Ｃｌｃ２と制御容量Ｃｃ１との容量比に従って電圧Ｖｐｘ１が分割されるため、制御容量Ｃｃ１を有する副画素Ｂの画素電極１７には画素電極１６とは異なる電圧が印加される。副画素Ｂの液晶層６に印加される電圧Ｖｐｘ２１は、以下のように表すことができる
Ｖｐｘ２１＝（Ｃｃ１／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ１））×Ｖｐｘ１・・・（３）
【００９４】
同様に、制御容量Ｃｃ２を有する副画素Ｂの液晶層６に印加される電圧Ｖｐｘ２２は、以下のように表すことができる
Ｖｐｘ２２＝（Ｃｃ２／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ２））×Ｖｐｘ１・・・（４）
【００９５】
制御容量Ｃｃ１を有する画素の電圧比Ｖｐｘ２１／Ｖｐｘ１は、中間調（１２７階調）において０．８となるように容量値が設定されている。また、制御容量Ｃｃ１を有する画素の電圧比Ｖｐｘ２２／Ｖｐｘ１は、中間調（１２７階調）において０．５９となるように容量値が設定されている。このように、液晶表示装置の表示領域は、閾値電圧差が異なる副画素を備えた画素からなる画素群３９が存在する構造になっている。
【００９６】
図２１は、ＶＡ型液晶表示装置での視角特性を示すグラフである。横軸は表示画像データの階調を表し、縦軸はγ値を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、本実施の形態による液晶表示装置の正面方向での特性を示している。図中□印を結ぶ曲線は、全画素の制御容量が制御容量Ｃｃ１となるように形成された液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中△印を結ぶ曲線は、全画素の制御容量が制御容量Ｃｃ２となるように形成された液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図中■印を結ぶ曲線は、本実施の形態による液晶表示装置の斜め方向の特性を示し、図中破線で示す曲線は、容量結合ＨＴ法を適用していない従来のＶＡ型液晶表示装置の斜め方向の特性を示している。図２１において、斜め方向のそれぞれの視角特性は９６階調以上の正面方向のγ値を２．４に設定した上で測定されており、各階調における局所的なγ値である。
【００９７】
図２１に示すように、制御容量Ｃｃ１、Ｃｃ２の容量値を変えて電圧比Ｖｐｘ２１／Ｖｐｘ１、Ｖｐｘ２２／Ｖｐｘ１を異ならせることにより、視角特性を改善できる階調域が異なる（□印、△印参照）。当該電圧比が小さくなるほど、改善される階調域が高階調側にシフトする。電圧比Ｖｐｘ２１／Ｖｐｘ１、Ｖｐｘ２２／Ｖｐｘ１が異なる複数の画素が表示領域内に分散して存在することで、改善できる階調範囲が加算される。これにより、視角特性は巨視的には平均化されて広い階調範囲で特性が改善される（■印参照）。液晶表示装置のγ値は低階調側（３２階調）から高階調側（２５５階調）の広範囲に亘って１以上になる。上記第２の実施の形態と同様に、異なるＨＴ技術（駆動ＨＴ法及び容量結合ＨＴ法）を組み合わせたわけではないため、上記第１の実施の形態による液晶表示装置ほどの視角特性の向上は図られない。しかし、本実施の形態による液晶表示装置は、改善できる階調域が狭いという容量結合ＨＴ法の課題を改善することができる。
【００９８】
以上説明したように、制御容量Ｃｃ１、Ｃｃ２の容量値を変えて電圧比Ｖｐｘ２１／Ｖｐｘ１、Ｖｐｘ２２／Ｖｐｘ１が異なる複数の画素を表示領域内に分散して配置することにより、巨視的には、各画素の視角特性が合成される。これにより、液晶表示装置の視角特性は広い階調域で向上するので、良好な表示品質を得ることができる。
【００９９】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記第２の実施の形態による液晶表示装置は、各画素に形成された制御容量Ｃｃの容量値は全て同一であるが、本発明はこれに限られない。例えば、画素群ＰＧｉｎのいずれかの画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎの制御容量Ｃｃの容量値は、残余の画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎの当該容量値と異なっていてもよい。あるいは、画素Ｐｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎに形成された制御容量Ｃｃの容量値は、それぞれ異なっていてもよい。この場合も、上記第２及び第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
上記第３の実施の形態による液晶表示装置は、画素電極１６、１７の面積比が全ての画素で同一になるように形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、画素群３９のいずれかの画素は、画素電極１６、１７の面積比が残余の画素と異なっていてもよい。あるいは、画素群３９の各画素の画素電極１６、１７の面積比はそれぞれ異なっていてもよい。この場合も、上記第２及び第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０１】
上記第２及び第３の実施の形態による液晶表示装置では、容量結合ＨＴ法のみが適用されているが、本発明はこれに限られない。例えば、上記第２及び第３の実施の形態による液晶表示装置に駆動ＨＴ法を適用してももちろんよい。また、第１及び第２の画素電極の面積比又は制御容量Ｃｃの容量値が異なる画素毎に、高輝度フレームと低輝度フレームとを割り当てて、入力画像データの階調値と各画素に印加される電圧との関係が異なるようにしてもよい。この場合も、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０２】
上記第１乃至第３の実施の形態による液晶表示装置は、ＶＡ型（ＭＶＡ型）液晶表示装置を例に説明したが本発明はこれに限られない。ＴＮ方式の液晶表示装置であっても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０３】
以上説明した第１乃至第３の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方にマトリクス状に配置された複数の画素と、
前記画素毎に形成された薄膜トランジスタと、
入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で前記画素を駆動する高輝度フレームと、前記所定輝度より低輝度で前記画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、前記所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、前記高輝度フレームでの前記画素の輝度（明輝度）及び前記低輝度フレームでの前記画素の輝度（暗輝度）と、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理部と、
前記画素内に形成された、第１の副画素と、
前記第１の副画素と分割されて前記画素内に形成された、前記第１の副画素より単位面積あたり低輝度の輝度が得られる第２の副画素と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記画素は、制御電極を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続されて前記第１の副画素に形成された第１の画素電極と、前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成し、前記第１の画素電極と分離されて前記第２の副画素に形成された第２の画素電極とを有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をＴとし、前記所定の角度と同方向からの、階調値ａに基づく輝度をｔａ、階調値ｂ（ａとｂとは異なる値）に基づく輝度をｔｂとし、前記最大輝度Ｔに対する前記輝度ｔａ及び前記輝度ｔｂのそれぞれの輝度比をＴａ及びＴｂとし、γ＝｛ｌｏｇ（Ｔａ）−ｌｏｇ（Ｔｂ）｝／｛ｌｏｇ（ａ）−ｌｏｇ（ｂ）｝とすると、
前記画像処理部で前記入力画像データを処理せずに前記画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値αと、前記画像処理部で前記画像データを処理して前記第１の副画素のみからなる画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値βとが、前記階調値の所定範囲内において、一致していないことを特徴とする液晶表示装置。
（付記４）
付記３記載の液晶表示装置において、
前記階調値βは、前記階調値αより大きい値であることを特徴とする液晶表示装置。
（付記５）
付記２乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第２の画素電極は、前記画素の総面積の５０％以上の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、ｎ：１（ｎ≧１）となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記６）
付記２乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第２の画素電極は、前記画素の総面積の５０％以下の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、１：ｎ（ｎ≧１）となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記７）
付記１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記画像処理部は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と電気的に接続されたゲートバスラインを駆動する駆動回路と、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に接続されたドレインバスラインを駆動する駆動回路とを制御する制御回路に内蔵されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記高輝度フレームでの前記明輝度を得るための高輝度側階調値と、前記低輝度フレームでの前記暗輝度を得るための低輝度側階調値とを備えた階調変換テーブルを有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置において、
前記階調変換テーブルは、記憶回路に記憶されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）
付記９記載の液晶表示装置において、
前記記憶回路は、前記制御回路に内蔵されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１１）
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第１の画素電極と、前記第１の画素電極と分離されて前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成する第２の画素電極との面積比が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記１２）
付記１１記載の液晶表示装置において、
前記画素群は、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との前記面積比が１：９に形成された第１の画素と、前記面積比が２：８に形成された第２の画素と、前記面積比が４：６に形成された第３の画素とを有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）
付記１１又は１２に記載の液晶表示装置において、
前記画素群のいずれかの前記画素は、前記所定の電気容量の容量値が残余の前記画素と異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１４）
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第１の画素電極と分離された第２の画素電極と、前記制御電極との間に挟まれた絶縁膜により形成された所定の電気容量の容量値が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記１５）
付記１４記載の液晶表示装置において、
前記画素群のいずれかの前記画素は、前記第１及び第２の画素電極の面積比が残余の前記画素と異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１６）
付記１１乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第１及び第２の画素電極の面積比又は前記所定の電気容量の容量値が異なる前記画素毎に、入力画像データの階調値と前記画素に印加される電圧との関係が異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１７）
付記２乃至１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の他方は共通電極を有し、
前記第２の画素電極と前記共通電極との間に形成される液晶容量に印加される電圧は、前記液晶容量と前記所定の電気容量との容量比に基づいて生成されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１８）
付記１乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向していることを特徴とする液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、容量結合ＨＴ法で用いられる基本的な１画素の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、容量結合ＨＴ法で用いられる基本的な１画素の断面構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、容量結合ＨＴ法で用いられる基本的な１画素の等価回路を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、容量結合ＨＴ法を適用したＶＡ型液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法の原理説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法の原理説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法の駆動条件とフリッカ発生との関係を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法において、１組Ｔの周波数を固定した際の高輝度フレームＴ１及び低輝度フレームＴ２の駆動周波数の設定例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法における表示状態の目視結果を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、フリッカを改善できる駆動ＨＴ法を説明する図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法におけるざらつきの影響を目視評価した結果を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置であって、駆動ＨＴ法を適用した際の視角特性を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置に用いる階調変換テーブルを示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の１画素の構造を示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の実施例１による視角特性を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の実施例２による視角特性を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の画素群ＰＧｉｎの構造を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の画素群３９の等価回路を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図２２】従来の垂直配向型液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２３】従来の配向分割技術を用いた垂直配向型液晶表示装置の断面構造を模式的に示す図である。
【図２４】従来の垂直配向型液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示す図である。
【図２５】表示画面に表示した画像の見え方の変化を示す図である。
【図２６】赤みがかった画像におけるＲ、Ｇ、Ｂの階調ヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
２、１０２  ＴＦＴ基板
４、１０３  対向基板
６、１０４  液晶層
１０、１１  ガラス基板
１２、１１２  ゲートバスライン
１４、１１１  ドレインバスライン
１６、１７、１０９  画素電極
１８、１１７  蓄積容量バスライン
１９、１１６  蓄積容量電極（中間電極）
２０、１１０  ＴＦＴ
２４  コンタクトホール
２５  制御電極
３０  絶縁膜
３２  保護膜
３６、３７  配向膜
３９  画素群
４０  ＣＦ樹脂層
４２、１１８  共通電極
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、１１５  線状突起
４６、１１４  スリット
８０  ゲートバスライン駆動回路
８１  画像処理部
８２  ドレインバスライン駆動回路
８３  記憶回路
８４  制御回路
８６、８７、１０７  偏光板
８８  バックライトユニット
１０１  液晶表示パネル
１０５  周辺シール材
１０６  スペーサ
１０８  実装用端子
１１９  垂直配向膜
１２０  液晶分子
【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２６】
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【図２５】
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