(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査電極が備えられた基板と、走査電極側配向膜と、複数の信号電極が備えられた基板と、信号電極側配向膜と、走査電極側配向膜と信号電極側配向膜との間に配置された液晶層とが備えられ、走査電極のうちの複数本がサブグループとして一括して選択されて液晶層の駆動が行われてなる液晶表示装置において、
走査電極は、走査電極の走査方向と表示画像の水平方向とがほぼ平行になるように配置され、
隣接するサブグループの境界が表示画像の水平方向とほぼ直交になるようにされ、
走査電極側配向膜および信号電極側配向膜は、走査電極側配向膜の配向方向と信号電極側配向膜の配向方向とがなす角度を二等分する軸の方向が走査電極の走査方向と３０〜１５０°、または２１０〜３３０°の角度をなすように配置された
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
走査電極側配向膜および信号電極側配向膜は、走査電極側配向膜の配向方向と信号電極側配向膜の配向方向とがなす角度を二等分する軸の方向が走査電極の走査方向と４５〜１３５°、または２２５〜３１５°の角度をなすように配置された請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
画面の上下方向の長さが、画面の水平方向の長さよりも長い請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
配向膜がラビング配向膜である請求項１、２または３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に複数ライン同時選択法（マルチラインアドレッシング法：ＭＬＡ法）によって駆動される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。液晶表示装置において、走査電極となる透明電極３ａ（以下、単に走査電極３ａと記す。）が形成された透明基板２ａと、信号電極となる透明電極３ｂ（以下、単に信号電極３ｂと記す。）が形成された透明基板２ｂとが重ね合わされている。透明基板２ａ，２ｂは、走査電極３ａと信号電極３ｂとがほぼ直交するように重ね合わされる。透明基板２ａ，２ｂが重なる部分の各辺には周辺シール材（図示せず。）が設けられ、透明基板２ａ，２ｂおよび周辺シール材によって形成された空間に液晶が配置される。また、各透明基板２ａ，２ｂには、それぞれ偏光板（図示せず。）が配置される。走査駆動回路９および信号駆動回路１０は、各電極３ａ，３ｂに電圧を印加して、各画素の液晶の状態を変化させる。
【０００３】
通常、ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic ）液晶を用いる場合、各走査電極３ａは、走査電極３ａに走査信号を与えていく走査方向と、液晶表示装置に表示される画像の上下方向とが平行になるように配置されることが多い。すなわち、各走査電極３ａ自体が表示画像の上下方向と直角となるように配置されることが多い。
【０００４】
また、透明基板２ａ，２ｂにおいて、走査電極３ａや信号電極３ｂが形成された面には配向膜（図示せず。）が形成される。各透明基板２ａ，２ｂに形成された配向膜には、それぞれ一定方向にラビングが施される。図５は、ラビングの説明図である。ここでは、透明基板２ａにラビングを施す場合を例に説明するが、透明基板２ｂにラビングを施す場合も同様である。ラビングは、配向膜が形成された透明基板２ａをラビング布２８０でこすることによって行う。透明基板２ａ上を、ラビング布２８０が矢印２８３の方向にこすった場合の、その方向をラビング方向と呼ぶ。ラビングにより、配向膜（図示せず。）に接する液晶分子２８１はラビング方向２８２に向きを揃えて並ぶ。また、液晶分子２８１は図５に示すように、ラビング方向先頭が起き上がったように配向する（プレチルト角）。
【０００５】
図６は、ラビング方向の例を示す説明図である。ただし、図６では透明電極の図示を省略した。観察者側基板ラビング方向２１１は、観察者側の基板に設けられた配向膜のラビング方向である。背面基板ラビング方向２１２は、他方の基板に設けられた配向膜のラビング方向である。両基板上の配向膜に接する液晶分子の向きにねじれを生じさせるため、観察者側基板ラビング方向２１１と背面基板ラビング方向２１２は、図６に示すように異なる方向に向けられる。両基板上の配向膜に接する液晶分子のねじれ角は、例えば、２４０°である。図６に示す軸２１３は、観察者側基板ラビング方向２１１と背面基板ラビング方向２１２とがなす角度を二等分する軸である。
【０００６】
図７は、液晶表示装置に表示された画像と、軸２１３の方向との関係を示す説明図である。図７に示す例では、文字「Ａ」が表示画像である。以下、図において、表示画像の水平方向を破線で示し、表示画像の上下方法を一点鎖線で示す。表示画像は、観察者が軸２１３と９０°ずれた方向から液晶表示装置をのぞき込んだ場合に見やすくなる。したがって、従来、観察者が表示画像（例えば、文字「Ａ」）を正しい方向から、見やすく観察できるようするため、軸２１３と表示画像の水平方向３０１（破線で示す方向）とが平行になるようにラビングされていた。
【０００７】
図４に例示する液晶表示装置の駆動方法として、線順次選択法（例えば、ＡＰＴ：Alto Pleshko Techniqueやそれを改良したＩＡＰＴ：Improved APT）や、複数の走査電極を同時に選択するＭＬＡ法等が用いられている。以下、ＭＬＡ法で同時に選択される走査電極をサブグループと呼ぶ。
【０００８】
ＭＬＡ法で、各走査電極に印加される電圧パルス電圧群（選択パルス群）は、Ｌ行Ｋ列の行列で表すことができる。以下この行列を選択行列（Ａ）という。Ｌは同時選択数である。電圧パルス電圧群は、互いに直交するベクトル群として表される。従って、それらのベクトルを要素として含む行列は直交行列となる。各行列内の各行ベクトルは互いに直交である。直交行列において、各行は液晶表示装置の各ラインに対応する。例えば、Ｌ本の選択ライン中の第１番目のラインに対して、選択行列（Ａ）の第１行目の要素が適用される。すなわち、１列目の要素、２列目の要素の順に選択パルスが、第１番目の走査電極に印加される。このように、Ｌ本の選択ラインには、１列目からＫ列目までの各列に対応する選択パルスが順次印加される。また、全てのサブグループに、選択行列の全ての列に対応した選択パルスが印加される時間を１周期とする周波数を、フレーム周波数と定義する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置では、画面の縦方向の長さを横方向の長さよりも長くする場合がある。ここで、画面の縦方向とは、通常の態様で表示を行う場合の表示画像の上下方向と一致する方向であり、横方向とは、表示画像の水平方向と一致する方向である。このような縦長の画面は、図４に示す走査電極３ａの本数を増加することにより実現される。しかし、走査電極３ａを増加させると、デューティ数が増加してしまう。
【００１０】
従来、デューティ数の増加を防ぐため、縦長の画面を実現する場合、画面の横方向（表示画像の水平方向）と走査電極の走査方向が平行になるように各電極を配置していた。この場合、各走査電極３ａ自体は表示画像の水平方向と直角となるように配置され、各信号電極３ｂ自体は表示画像の上下方向と直角となるように配置される。図８は、このような液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。図８の方向３０１（破線で示す方向）は、表示画面の水平方向である。この方向３０１は走査電極３ａの走査方向と平行であり、各走査電極３ａ自体と直角をなす。また、方向３０２（一点鎖線で示す方向）は、表示画面の上下方向であり、この方向３０２は各信号電極３ｂ自体と直角をなす。このような液晶表示装置では、Ｌを同時選択数とすると、選択行列はＫ行Ｌ列の行列として表される。
【００１１】
また、図８に示す液晶表示装置においても、軸２１３と表示画像の水平方向３０１とが平行になるようにラビングしていた。すなわち、軸２１３と、走査電極３ａの走査方向とが平行になるようにラビングしていた。しかし、このようなラビングを行うと、ＭＬＡ法で駆動する液晶表示装置では表示画面に筋が発生してしまう。筋は、各サブグループの両端の走査電極に沿って発生し、サブグループ周期で現れる。したがって、各走査電極３ａと平行な筋として現れる。なお、ＡＰＴやＩＡＰＴのように、走査電極を１本ずつ選択する駆動方法では、このような筋は発生しない。
【００１２】
本発明は、走査電極の走査方向と表示画像の水平方向が平行になるように各電極が配置され、ＭＬＡ法で駆動しても筋が発生しない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、複数の走査電極が備えられた基板と、走査電極側配向膜と、複数の信号電極が備えられた基板と、信号電極側配向膜と、走査電極側配向膜と信号電極側配向膜との間に配置された液晶層とが備えられ、走査電極のうちの複数本がサブグループとして一括して選択されて液晶層の駆動が行われてなる液晶表示装置において、走査電極は、走査電極の走査方向と表示画像の水平方向とがほぼ平行になるように配置され、隣接するサブグループの境界が表示画像の水平方向とほぼ直交になるようにされ、走査電極側配向膜および信号電極側配向膜は、走査電極側配向膜の配向方向と信号電極側配向膜の配向方向とがなす角度を二等分する軸の方向が走査電極の走査方向と３０〜１５０°、または２１０〜３３０°の角度をなすように配置されたことを特徴とする。
【００１４】
そのようにラビングを施せば、フレーム周波数８０Ｈｚ以上で駆動した場合に、筋の発生を防止できる。
【００１５】
また、走査電極側配向膜および信号電極側配向膜は、走査電極側配向膜の配向方向と信号電極側配向膜の配向方向とがなす角度を二等分する軸の方向が走査電極の走査方向と４５〜１３５°、または２２５〜３１５°の角度をなすように配置されることが好ましい。そのようにラビングを施せば、フレーム周波数を６０Ｈｚまで下げた場合であっても、筋の発生を防止できる。
また、画面の上下方向の長さが、画面の水平方向の長さよりも長くなっていてもよい。
【００１６】
配向膜は、例えば、ラビング配向膜である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、この実施の形態で用いられる液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。走査電極３ａは透明基板２ａに形成され、信号電極３ｂは透明電極２ｂに形成される。
各走査電極３ａは、走査電極３ａの走査方向と表示画像の水平方向３０１（破線で示す方向）とが平行になるように配置される。したがって、各走査電極３ａ自体は表示画像の水平方向３０１と直角をなし、各信号電極３ｂ自体は表示画像の上下方向３０２（一点鎖線で示す方向）と直角をなす。
【００１８】
透明基板２ａの走査電極３ａが存在する面には、走査電極側配向膜（図示せず。）が形成され、透明基板２ｂの信号電極３ｂが存在する面には、信号電極側配向膜（図示せず。）が形成される。走査電極側配向膜および信号電極側配向膜には、それぞれ配向手段が設けられる。本構成例において、配向膜としてラビング配向膜が用いられる。このとき、観察者側基板ラビング方向２１１と背面基板ラビング方向２１２は異なる方向に向けられ、両基板２ａ，２ｂの配向膜に接する液晶分子の向きにねじれが生じするようにラビングが施される。液晶分子のねじれの角度は、例えば２４０°である。さらに、ラビングは、観察者側基板ラビング方向２１１と背面基板ラビング方向２１２とがなす角度を二等分する軸２１３の方向が、走査電極３ａの走査方向と３０〜１５０°、または２１０〜３３０°をなすように施される。特に、軸２１３が、走査電極３ａの走査方向と４５〜１３５°、または２２５〜３１５°をなすようにラビングを施すことが好ましい。図１では、軸２１３の方向と、走査電極３ａの走査方向が９０°をなす場合の例を示す。
【００１９】
なお、本例では、透明基板２ｂが観察者側に配置される場合を示すが、透明基板２ａ，２ｂのどちらが観察者側に配置されていてもよい。したがって、走査電極側の配向膜のラビング方向や、信号電極側の配向膜のラビング方向は、観察者側基板ラビング方向２１１、背面基板ラビング方向２１２のどちらであってもよい。
【００２０】
また、液晶の配向手段として、光配向、斜め蒸着のように、ラビングをしないで液晶を配向させる方法もある。この場合は一般的にラビング方向とは呼ばれないが、液晶分子の起き上がった向き（プレチルト）を配向方向とする。したがって、ラビング配向の他、光配向、斜め蒸着等の方法を使用する場合であっても、本発明を適用できる。以下、ラビング配向の場合について説明する。
【００２１】
透明基板２ａ，２ｂは、走査電極３ａと信号電極３ｂとがほぼ直交するように重ね合わされる。透明基板２ａ，２ｂが重なる部分の各辺には周辺シール材（図示せず）が設けられ、透明基板２ａ，２ｂおよび周辺シール材によって形成される空間に液晶が配置される。また、各透明基板２ａ，２ｂには、それぞれ偏光板（図示せず。）が配置される。
【００２２】
図１に示す液晶表示装置は、ＭＬＡ法によって駆動される。したがって、走査電極３ａは、複数本一括して選択され、選択期間の間に所定の電圧が印加される。図２は、ＭＬＡ法によって液晶表示装置を駆動する液晶駆動装置の構成例を示すブロック図である。図２において、液晶駆動装置２０は、画像データ１００および制御信号１０１を入力し、信号駆動回路１０に対してデータ信号１０４を出力し、信号駆動回路１０および走査駆動回路９に対して必要な制御信号１０８を出力する。制御信号１０１には、ドットクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号、画像データの有効期間を示すデータ・イネーブル信号等が含まれる。
なお、液晶駆動装置２０には、直交行列にもとづく走査電極選択パターン信号を走査駆動回路９に供給する走査電極選択パターン発生器も設けられているが、図２では図示を省略した。
【００２３】
液晶駆動装置２０に入力される階調信号を持った画像データ１００は、階調処理回路１１に入力される。階調処理回路１１は、入力した画像データ１００を各表示フレームごとの階調レベルを示す階調データ１０２に変換してフレームメモリ１２に書き込む。フレームメモリ１２は、複数ライン同時選択駆動（ＭＬＡ駆動）するために複数回読み出されるまで、書き込まれた階調データを保持する。
【００２４】
ＭＬＡ演算回路１３は、フレームメモリ１２から階調データ１０３を読み出して、複数ライン同時選択演算処理を行って信号電極３ｂに印加される電圧パターンを生成する。そして電圧パターンをデータ信号１０４として信号駆動回路１０に出力する。また、走査電極選択パターン発生器からの走査電極選択パターン信号が走査駆動回路９に出力される。タイミングコントロール回路１５は、各回路ブロックに対して必要な制御信号１０５，１０６，１０７と信号駆動回路１０および走査駆動回路９に対する制御信号１０８を生成する。
信号駆動回路１０は、データ信号１０４に応じて信号電極３ｂに液晶駆動用電圧を印加する。また、走査駆動回路９は、走査電極選択パターン信号に応じて走査電極３ａに所定の電圧を印加する。
【００２５】
走査電極３ａの走査方向と表示画像の水平方向とが平行になるように各走査電極３ａを配置したうえで、軸２１３の方向と走査電極３ａの走査方向がなす角度（以下、θと記す。）を変化させ、筋の発生状況を確認した。以下に、この確認結果を示す。
【００２６】
デューティ比を１／１６４とし、また、同時に選択する走査電極の本数を４本としてＭＬＡ法によって液晶表示装置を駆動した。また、電圧極性反転周期を１３とし、１３選択期間毎に走査電極、信号電極に印加する電圧の極性を反転させて駆動した。
フレーム周波数を８０Ｈｚとした場合、θ≧３０°とした液晶表示装置では筋が発生しなかった。また、θ＜３０°とした液晶表示装置では筋の発生が確認された。
また、フレーム周波数を６０Ｈｚとした場合、θ≧４５°とした液晶表示装置では筋が発生しなかった。また、θ＜４５°とした液晶表示装置では筋の発生が確認された。
走査電極３ａの走査方向を逆にしても、この確認結果に変化はなかった。すなわち、走査電極３ａを、左側から右側に走査しても、右側から左側に走査しても、筋の発生状況は変わらなかった。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、θ＝ｘ°の場合と、θ＝１８０°−ｘ°の場合とでは、軸２１３は線対称な位置関係にある。さらに、図３（ｂ）に示すように、θ＝３６０°−ｘ°の場合とθ＝１８０°＋ｘ°の場合の軸２１３は、それぞれθ＝ｘ°、θ＝１８０°−ｘ°の場合の軸２１３と線対称な位置関係にある。
そのため、θ＜３０°のときに筋が発生するのであれば、１５０°＜θ＜２１０°およびθ＞３３０°のときにも筋が発生し、３０°≦θ≦１５０°および２１０°≦θ≦３３０°の範囲では、筋が発生しない。同様に、θ＜４５°のときに筋が発生するのであれば、１３５°＜θ＜２２５°およびθ＞３１５°のときにも筋が発生し、４５°≦θ≦１３５°および２２５°≦θ≦３１５°の範囲では、筋が発生しない。
【００２８】
したがって、フレーム周波数が８０Ｈｚである場合には、３０°≦θ≦１５０°または２１０°≦θ≦３３０°となるようにラビングを施すことによって、筋の発生を防ぐことができる。また、フレーム周波数が６０Ｈｚである場合には、４５°≦θ≦１３５°または２２５°≦θ≦３１５°となるようにラビングを施すことによって、筋の発生を防ぐことができる。
【００２９】
また、この結果から、フレーム周波数が低くなるにつれて、筋の発生を防止できるθの範囲も狭まることがわかる。３０°≦θ≦１５０°または２１０°≦θ≦３３０°となるようにラビングを施せば、フレーム周波数を８０Ｈｚ以上として駆動しても筋は発生しない。フレーム周波数を６０Ｈｚまで下げる場合には、４５°≦θ≦１３５°または２２５°≦θ≦３１５°となるようにラビングを施すことが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、走査電極３ａの走査方向と表示画像の水平方向３０１が平行になるように各走査電極３ａを配置する場合であっても、観察者側基板ラビング方向２１１と背面基板ラビング方向２１２とがなす角度を二等分する軸２１３の方向と走査電極３ａの走査方向とが、所定の角度範囲をなすようにラビングを施すので、筋の発生を防止でき、表示品質の良好な画面を実現できる。
【００３１】
また、θ＝９０°の場合とθ＝０°の場合とで、一つの走査電極に対応する画素の液晶の挙動を比較した。ここでは、一の走査電極とその隣の走査電極に同じ駆動波形の電圧を印加した場合における、一の走査電極に対応する画素の透過光強度、およびその画素の液晶の状態が遷移する電圧（以下、Ｖｔｈと記す。）を確認した。なお、この確認では、駆動波形を印加したときに黒表示となり、印加しないときに白表示となるようにした。
【００３２】
θ＝９０°の場合、以下の三つの態様についてＶｔｈおよび透過光強度を確認し、各態様のＶｔｈおよび透過光強度を比較した。第一の態様として、一の走査電極と、その隣の走査電極に同じ駆動波形を同位相で印加した。第二の態様として、一の走査電極に駆動波形を印加するよりも１選択期間早く、隣の走査電極に同じ駆動波形を印加した。すなわち、隣の走査電極、一の走査電極の順に選択して、同じ駆動波形を印加した。第三の態様として、一の走査電極に駆動波形を印加し、１選択期間遅れて隣の走査電極に同じ駆動波形を印加した。すなわち、一の走査電極、隣の走査電極の順に選択して、同じ駆動波形を印加した。第一から第三の態様について、一の走査電極に関してＶｔｈおよび透過光強度の大小を比較したところ、第一、第二、第三のそれぞれの態様で、Ｖｔｈや透過光強度に変化はなかった。
【００３３】
θ＝０°の場合も同様に、第一の態様、第二の態様、第三の態様についてＶｔｈおよび透過光強度を比較した。Ｖｔｈは、第二の態様におけるＶｔｈが最も大きく、以下、第一の態様、第三の態様の順にＶｔｈは小さくなった。また、透過光強度も、第二の態様が最も大きく、以下、第一の態様、第三の態様の順に小さくなった。
【００３４】
θ＝０°とすると、サブグループの境界に位置する走査電極に対応する画素の透過光強度は、サブグループ内の他の走査電極に対応する画素の透過光強度と異なってしまう。例えば、４ライン同時選択されるサブグループの１ライン目では、その隣のラインが直前に選択されていたので、第二の態様に相当する透過光強度を呈する。２ライン目や３ライン目は、両隣のラインが同時に選択されているので、第一の態様に相当する透過光強度を呈する。４ライン目は、隣のラインが次に選択されるので、第三の態様に相当する透過光強度を呈する。従来の液晶表示装置では、このようにサブグループ内の画素の透過光強度が異なっていたため、観察者には筋が発生していると認識されていた。
【００３５】
一方、θ＝９０°の場合では、隣の走査電極が同時に選択されているか否かに関わらず、同じ透過光強度を呈した。したがって、サブグループの境界に位置する走査電極に対応する画素も、サブグループ内の他の画素と同様の透過光強度を示すので、観察者に筋として認識されない。本発明による液晶表示装置では、θが所定範囲内の角度となるようにして、サブグループ内の各走査電極に対応する画素が同じ透過光強度を呈するようにしたので、筋が認識されることがない。
【００３６】
なお、ＭＬＡ法において同時選択されるラインの一部を実際に表示させないダミーラインとする方法がある。ダミーラインを設けることによって信号電極に印加される電圧のレベル数を低減できる。このようなＭＬＡ駆動を行った場合にも筋の発生を防止できる。例えば、同時選択ライン数を３として１ラインのダミーラインを設けるようにして駆動しても、筋の発生を防止できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、筋の発生を防止できる。また、縦長の画面とした場合にも、筋の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による液晶表示装置の構成例を示すブロック図。
【図２】  液晶駆動装置の構成例を示すブロック図。
【図３】  軸と走査電極の走査方向の向きを示す説明図。
【図４】  従来の液晶表示装置の構成例を示すブロック図。
【図５】  ラビングの説明図。
【図６】  ラビング方向の例を示す説明図。
【図７】  従来例における画像と軸の方向との関係を示す説明図。
【図８】  従来例の液晶表示装置を示すブロック図。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ  透明基板
３ａ，３ｂ  透明電極
９  走査駆動回路
１０  信号駆動回路
２１１  観察者側基板ラビング方向
２１２  背面基板ラビング方向
２１３  軸
３０１  表示画像の水平方向
３０２  表示画像の上下方向
【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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