(57)【要約】【課題】複数の液晶画素の色視角特性を均等にする。【解決手段】平面表示装置は表示色が赤、緑、および青のうちのいずれかである複数の液晶画素ＰＸを含む表示パネルＤＰと、複数の液晶画素ＰＸを駆動する駆動ユニットＤＵとを備える。特に、駆動ユニットＤＵは赤、緑、および青の表示色に依存して複数の液晶画素ＰＸに生じる透過率の違いを補償するように各赤、緑、青の表示色について独立な一定数の階調基準電圧を発生する階調基準電圧発生回路６、および各液晶画素ＰＸに対する表示信号をこの液晶画素ＰＸの表示色について階調基準電圧発生回路６から発生された一定数の階調基準電圧を用いて画素駆動電圧に変換するＤ／Ａ変換回路８を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配列され複数の表示色で表示を行う複数の液晶画素領域と、
前記複数の液晶画素領域の各行に対応して形成された複数のゲート線と、
前記複数の液晶画素領域の各列に対応して形成された複数のソース線と、
前記複数のソース線に共通して対応し、画素駆動電圧を出力する一つの出力部と、
前記一つの出力部と前記複数のソース線との間に配置され、1本のゲート線にオン電圧が印加される1水平走査期間中に、表示色が異なる液晶画素領域に対応する複数のソース線を時分割で順次選択する配線選択スイッチ部と、
前記表示色が異なる液晶画素領域に生じる透過率の違いを補償するように表示色毎にそれぞれ独立な階調基準電圧を発生し、前記一つの出力部に供給する階調基準電圧発生回路と、
を有することを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記配線選択スイッチ部は、赤色、緑色、青色の色表示を行う液晶画素領域に対応した３本のソース線を時分割で順次選択するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記階調基準電圧発生回路で発生する色毎に独立な階調基準電圧のそれぞれを、前記配線選択スイッチ部が選択する色表示のタイミングに同期して順次選択する基準電圧選択スイッチ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば赤、緑、および青の表示色に設定された複数の液晶画素によりカラー画像を表示する平面表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末あるいはテレビジョン等の表示装置として広く利用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む表示パネルと、これら液晶画素を駆動する駆動ユニットとを備える。駆動ユニットは外部信号源から例えばデジタル形式で１水平表示間毎に供給される１行分の表示信号を一定数の階調基準電圧を用いて画素駆動電圧に変換して並列的に出力する。各行の液晶画素は駆動ユニットから並列的に出力される画素駆動電圧に基づいて駆動される。
【０００４】
典型的な表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造を有する。アレイ基板はマトリクス状に配置される複数の画素電極を有し、対向基板はこれら画素電極に対向する共通電極を有する。画素駆動電圧は共通電極の電位を基準に画素電極に印加される電圧である。各画素電極および共通電極は、この画素電極および共通電極間に配置されこれら電極からの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層の画素領域と共に液晶画素を構成する。
【０００５】
液晶表示装置がカラー表示用である場合には、さらにカラーフィルタがアレイ基板または対向基板の一方に設けられる（例えば特許文献１を参照）。このカラーフィルタは、例えば赤、緑、および青の着色層からなる。これら着色層は３個の隣接液晶画素にそれぞれ重なるように並べられ、これら３個の隣接液晶画素の表示色を赤、緑、および青に設定する。各液晶画素は、透過型あるいは反射型のいずれであっても、液晶層および着色層を透過した光により表示を行う。このとき、透過光の光量は主に液晶層内の液晶分子配列に依存し、透過光の波長は赤、緑、または青という着色層の色に依存する。
【特許文献１】特開２００２−６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のカラー表示用液晶表示装置では、表示色が赤、緑、および青である複数の液晶画素の透過率がこれら液晶画素を透過する透過光の波長と液晶層との相互作用により相違する。例えば表示パネルに対して正面方位および斜め方位から透過率を比較してみると、顕著な差異が観測される。以下、表示色に依存した視角特性を色視角特性と呼ぶ。このような色視角特性の差異は、表示パネル上に表示される画像の色がこの画像を見る方位によって変化するという不所望な問題を生じる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の液晶画素の色視角特性を均等にできる平面表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、行列状に配列され複数の表示色で表示を行う複数の液晶画素領域と、複数の液晶画素領域の各行に対応して形成された複数のゲート線と、複数の液晶画素領域の各列に対応して形成された複数のソース線と、複数のソース線に共通して対応し、画素駆動電圧を出力する一つの出力部と、一つの出力部と複数のソース線との間に配置され、1本のゲート線にオン電圧が印加される1水平走査期間中に、表示色が異なる液晶画素領域に対応する複数のソース線を時分割で順次選択する配線選択スイッチ部と、表示色が異なる液晶画素領域に生じる透過率の違いを補償するように表示色毎にそれぞれ独立な階調基準電圧を発生し、一つの出力部に供給する階調基準電圧発生回路と、を有する平面表示装置が提供される。
【０００９】
この平面表示装置では、階調基準電圧発生回路が表示色が異なる液晶画素領域に生じる透過率の違いを補償するように各表示色毎に独立な一定数の階調基準電圧を発生する。階調基準電圧が表示色毎に独立であれば、各液晶画素領域の透過率が表示色に依存しないように最適化された画素駆動電圧を得ることができるため、複数の液晶画素領域の色視角特性を均等にできる。従って、表示画像の色がこの画像を見る方位によって変化し難くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。図１はこの液晶表示装置１の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置１は、表示色が赤、緑、および青という所定種類のうちのいずれかである複数の液晶画素ＰＸを含む表示パネルＤＰ、およびこれら液晶画素ＰＸを駆動する駆動ユニットＤＵを備える。表示パネルＤＰは図２に示すように対向基板２とアレイ基板３との間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。駆動ユニットＤＵは駆動回路基板５およびソースドライバＩＣ４から構成される。駆動回路基板５は所定種類の表示色に依存して複数の液晶画素ＰＸに生じる透過率の違いを補償するように各表示色について独立な一定数の階調基準電圧を発生する階調基準電圧発生回路６、およびこの階調基準電圧発生回路６、ソースドライバＩＣ４、表示パネルＤＰ等の動作タイミングを制御するタイミング制御回路７を含む。ソースドライバＩＣ４は表示パネルＤＰおよび駆動回路基板５間に接続されるフレキシブル配線板と一体的に構成され、各液晶画素ＰＸに対するデジタル形式の表示信号をこの液晶画素ＰＸの表示色について階調基準電圧発生回路６から発生された一定数の階調基準電圧を用いてアナログ形式の画素駆動電圧に変換するＤ／Ａ変換回路８およびＤ／Ａ変換回路８からの画素駆動電圧を表示パネルＤＰに出力する出力部としての出力バッファ回路９を含む。Ｄ／Ａ変換回路８では、例えば一定数の階調基準電圧の１つが表示信号の階調値に基づいて選択され、画素駆動電圧として出力される。
【００１１】
アレイ基板３は、例えばガラス等の透明絶縁基板上にマトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥ、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される複数のゲート線Ｙ、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される複数のソース線Ｘ、これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍に配置される画素スイッチング素子Ｗ、および1水平走査期間に1本のゲート線Ｙにオン電圧を印加し、これを複数行にわたって順次走査していくゲート線駆動部ＹＤを有する。各画素スイッチング素子Ｗは例えばポリシリコン薄膜トランジスタからなる。この場合、薄膜トランジスタのゲートが１ゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスが１ソース線Ｘおよび１画素電極ＰＥ間に接続される。尚、ゲート線駆動部ＹＤは画素スイッチング素子Ｗと同一工程で同時に形成されるポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成される。
【００１２】
対向基板２は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタＣＦ、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタＣＦ上に配置される共通電極ＣＴ等を有する。
【００１３】
画素駆動電圧は共通電極ＣＥの電位を基準に画素電極ＰＥに印加される電圧である。各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、この画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に配置されこれら電極ＰＥ，ＣＥによる電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層ＬＱの画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。カラーフィルタＣＦは各々１列の画素電極ＰＥに重なるようにしてその行方向に繰り返し並ぶ赤、緑、および青に着色された複数の着色層からなり、３列単位に液晶画素ＰＸを赤色用、緑色用、および青色用に設定する。この場合、単一のカラー画素が、行方向において隣接しそれぞれ赤色用、緑色用、および青色用に設定された３個の液晶画素ＰＸにより構成されることになる。
【００１４】
また、アレイ基板３は複数のソース線Ｘを隣接する３本単位に区分して得られる複数のグループの各々に対してソース線選択スイッチ部１０を有する。ソース線選択スイッチ部１０は３本のソース線Ｘ、すなわち赤色用の画素電極ＰＥの列に沿った赤用ソース線ＸＲ、緑色用の画素電極ＰＥの列に沿った緑色用ソース配線ＸＧ、および青色用の画素電極ＰＥの列に沿った青色用ソース線ＸＢのうちの１本を選択し、Ｄ／Ａ変換回路８から得られる画素駆動電圧を出力する。タイミング制御回路７からのソース線選択制御信号は赤色用ソース線ＸＲ、緑色用ソース線ＸＧ、および青色用ソース線ＸＢが1水平走査期間中にそれぞれタイミングをずらせて順次選択されるようにソース線選択スイッチ部１０を制御する。
【００１５】
図３は図１に示す階調基準電圧発生回路６の回路構成を示す。階調基準電圧発生回路６は一定数の階調基準電圧を赤色用に発生する赤色用基準電圧発生部６Ｒ、一定数の階調基準電圧を緑色用に発生する緑色用基準電圧発生部６Ｇ、一定数の階調基準電圧を青色用に発生する青色用基準電圧発生部６Ｂ、ソース線選択スイッチ部１０の選択タイミングに同期して赤色用、緑色用、および青色用基準電圧発生部６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの１つを選択する基準電圧選択スイッチ部６Ｓ、並びに基準電圧選択スイッチ部６Ｓによって選択された基準電圧発生部６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの１つから得られる一定数の階調基準電圧をＤ／Ａ変換回路８へ出力するバッファ回路６Ｆを含む。タイミング制御回路７からの階調基準電圧選択制御信号は赤色用基準電圧発生部６Ｒ、緑色用基準電圧発生部６Ｇ、および青色用基準電圧発生部６Ｂがソース線選択スイッチ部１０の選択タイミングに同期して順次選択されるように階調電圧選択スイッチ部６Ｓを制御する。
【００１６】
赤色用基準電圧発生部６Ｒ、緑色用基準電圧発生部６Ｇ、および青色用基準電圧発生部６Ｂはいずれも複数の抵抗が一対の電源端子間において直列に接続されるラダー抵抗からなり、それぞれ互いに異なる電源電圧を分圧するように設定されている。一定数の階調基準電圧はラダー抵抗に設けられるタップから得られる。階調電圧選択スイッチ部６Ｓは、赤色用スイッチ６ＳＲ、緑色用スイッチ６ＳＧ、および青色用スイッチ６ＳＢからなる。赤色用スイッチ６ＳＲは赤色用基準電圧発生部６Ｒから得られる一定数の階調基準電圧をバッファ回路６Ｆに出力し、緑色用スイッチ６ＳＧは緑色用基準電圧発生部６Ｇから得られる一定数の階調基準電圧をバッファ回路６Ｆに出力し、青色用スイッチ６ＳＢは青色用基準電圧発生部６Ｂから得られる一定数の階調基準電圧をバッファ回路６Ｆに出力する。
【００１７】
次に上述の液晶表示装置１の動作について説明する。
【００１８】
タイミング制御回路７は、１水平走査期間を赤、緑、および青の表示色に対応して３分割した第１、第２、および第３期間の各々において外部信号源からデジタル形式で供給される１行分の表示信号をＤ／Ａ変換回路８に出力する。Ｄ／Ａ変換回路８は１行分の表示信号を階調基準電圧発生回路６から得られる一定数の階調基準電圧を用いて画素駆動電圧に変換し、出力バッファ９はＤ／Ａ変換回路８から得られる１行分の画素駆動電圧を並列的に出力する。各画素駆動電圧はソース線選択スイッチ部１０によって選択されるソース線Ｘに供給され、オン電圧が印加されたゲート線Ｙに接続された画素スイッチング素子Ｗを介して対応画素電極ＰＥに供給される。
【００１９】
ソース線選択スイッチ部１０が第１期間においてソース線ＸＲを選択すると、赤色用の液晶画素ＰＸの透過率がソース線ＸＲを介して供給される画素駆動電圧により制御される。この後、ソース線選択スイッチ部１０が第２期間においてソース線ＸＧを選択すると、緑色用の液晶画素ＰＸの透過率がソース線ＸＧを介して供給される画素駆動電圧により制御される。この後、ソース線選択スイッチ部１０が第３期間においてソース線ＸＢを選択すると、青色用の液晶画素ＰＸの透過率がソース線ＸＢを介して供給される画素駆動電圧により制御される。
【００２０】
ソース線選択スイッチ部１０が上述のソース線ＸＲ、ソース線ＸＧ、およびソース線ＸＢを順次選択するようにソース線選択信号によって制御される一方で、階調基準電圧発生回路６は階調基準電圧選択信号によって赤色用、緑色用、および青色用に発生される一定数の階調基準電圧を順次出力するように制御される。具体的には、階調基準電圧選択信号が基準電圧選択スイッチ部６Ｓに供給され、赤色用スイッチ６ＳＲが第１期間にオンし、緑色用スイッチ６ＳＧが第２期間にオンし、青色用スイッチ６ＳＢが第３期間にオンする。従って、Ｄ／Ａ変換回路８は第１期間において赤色用基準電圧発生部６Ｒから得られる一定数の階調基準電圧を用いて変換を行い、第２期間において緑色用基準電圧発生部６Ｇから得られる一定数の階調基準電圧を用いて変換を行い、第３期間において青色用基準電圧発生部６Ｂから得られる一定数の階調基準電圧を用いて変換を行う。
【００２１】
上述の実施形態では、階調基準電圧発生回路６が赤、緑、および青という所定種類の表示色に依存して複数の液晶画素ＰＸに生じる透過率の違いを補償するように各表示色について独立な一定数の階調基準電圧を発生し、Ｄ／Ａ変換回路８が各液晶画素ＰＸに対する表示信号をこの液晶画素ＰＸの表示色について階調基準電圧発生回路８から発生された一定数の階調基準電圧を用いて画素駆動電圧に変換する。一定数の階調基準電圧が各表示色について独立であることから、各液晶画素ＰＸの透過率が表示色に依存しないように最適化された画素駆動電圧を得ることができ、この結果として複数の液晶画素の色視角特性を均等にできる。従って、表示パネルＤＰ上に表示される画像の色がこの画像を見る方位によって変化し難くできる。
【００２２】
尚、上述の実施形態では、アナログ形式の液晶駆動電圧がソースドライバＩＣ４側からアレイ基板３側へ入力されたが、デジタル形式の表示信号をアレイ基板３上に配置されるＤ／Ａ変換回路によりアナログ形式の画素駆動電圧に変換するようにしてもよい。この場合には、Ｄ／Ａ変換回路は、画素スイッチング素子Ｗと同一工程で形成されるポリシリコン薄膜トランジスタを用いてアレイ基板と一体化されてもよい。また、Ｄ／Ａ変換回路はアレイ基板３にＩＣチップとしてマウントされてもよい。
【００２３】
また、上述の実施形態においては、液晶画素ＰＸがアレイ基板３上の画素電極ＰＥおよび対向基板２上の共通電極ＣＥを用いて構成されたが、一方の基板に配置される共通電極および画素電極を用いてＩＰＳ（In  Plane  Switching）モードで動作するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す階調基準電圧発生回路の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…液晶表示装置、２…対向基板、３…アレイ基板、４…ソースドライバＩＣ、５…駆動回路基板、６…階調基準電圧発生回路、６Ｒ…赤色用基準電圧発生部、６Ｇ…緑色用基準電圧発生部、６Ｂ…青色用基準電圧発生部、６Ｓ…７…タイミング制御回路、８…Ｄ／Ａ変換回路、９…出力バッファ回路、１０…ソース線選択スイッチ部、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＰＸ…液晶画素、ＣＦ…カラーフィルタ、ＤＰ…表示パネル、ＤＵ…駆動ユニット、ＬＱ…液晶層、Ｘ…ソース線、ＸＲ…赤色用ソース線、ＸＧ…緑色用ソース線、ＸＢ…青色用ソース線、Ｙ…ゲート線、Ｗ…スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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