(57)【要約】【課題】ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、１層のセルで視角制御を行うことのできる液晶表示装置を得る。【解決手段】最大輝度電圧および最小輝度電圧に応じて階調表示に必要な電圧を供給するデータドライバ１１と、バックライト輝度電圧に応じてバックライト輝度を出力するバックライトユニット１３とを備えたＴＮモード用の液晶表示装置において、複数の最大輝度電圧、複数の最小輝度電圧、複数のバックライト輝度電圧を出力する電圧源と、視角に応じて複数の最大輝度電圧の中から最大輝度電圧を選択する第１のスイッチＳＷ１と、視角に応じて複数の最小輝度電圧の中から最小輝度電圧を選択する第２のスイッチＳＷ２と、視角に応じて複数のバックライト輝度電圧の中からバックライト輝度電圧を選択する第３のスイッチＳＷ３とをさらに備える。【選択図】図２
2007178891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大輝度電圧および最小輝度電圧に応じて階調表示に必要な電圧を供給するデータドライバと、
バックライト輝度電圧に応じてバックライト輝度を出力するバックライトユニットと
を備えたＴＮモード用の液晶表示装置において、
複数の最大輝度電圧、複数の最小輝度電圧、および複数のバックライト輝度電圧を出力する電圧源と、
視角に応じて前記複数の最大輝度電圧の中から前記データドライバに与える最大輝度電圧を選択する第１のスイッチと、
視角に応じて前記複数の最小輝度電圧の中から前記データドライバに与える最小輝度電圧を選択する第２のスイッチと、
視角に応じて前記複数のバックライト輝度電圧の中から前記バックライトユニットに与えるバックライト輝度電圧を選択する第３のスイッチと
をさらに備えたことを特徴とするＴＮモード用の液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記電圧源は、最大輝度電圧として第１の最大輝度電圧および第２の最大輝度電圧の２種類を出力し、最小輝度電圧として第１の最小輝度電圧および第２の最小輝度電圧の２種類を出力し、バックライト輝度電圧として第１のバックライト輝度電圧および第２のバックライト輝度電圧の２種類を出力し、
前記第１のスイッチは、広視角に対応する場合において、前記第１の最大輝度電圧よりも低い電圧である前記第２の最大輝度電圧に接続され、狭視角から広視角までに対応する場合において、前記第２の最大輝度電圧よりも高い電圧である前記第１の最大輝度電圧に接続され、
前記第２のスイッチは、広視角に対応する場合において、前記第１の最小輝度電圧よりも低い電圧である前記第２の最小輝度電圧に接続され、狭視角から広視角までに対応する場合において、前記第２の最小輝度電圧よりも高い電圧である前記第１の最小輝度電圧に接続され、
前記第３のスイッチは、広視角に対応する場合において、前記第１のバックライト輝度電圧よりも高い電圧である前記第２のバックライト輝度電圧に接続され、狭視角から広視角までに対応する場合において、前記第２のバックライト輝度電圧よりも低い電圧である前記第１のバックライト輝度電圧に接続される
ことを特徴とするＴＮモード用の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視角に応じた階調表示を行う液晶表示装置に関し、特に、ＴＮモード液晶の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の視角を変えるための従来技術としては、例えば、液晶セルの外側にルーバーを設けるルーバー型がある（例えば、特許文献１参照）。図７は、ルーバー型による従来技術を示した図である。このように、液晶セルの外側にルーバーを設けることによって、視角を狭くできる。
【０００３】
また、液晶セルを２層に重ねることによって視角制御を行う技術がある。図８は、２層セルによる従来技術を示した図である。通常の表示用のセルとは別に、視角制御用のセルを設けることにより、必要に応じて視角切り替えが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５５２６０６５号（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。ルーバー型の従来技術の場合には、液晶セルの外にルーバーを設けることによって、視角を狭くできるが、広い視角と狭い視角を切り替えることはできない。
【０００６】
また、視角制御用セルを設ける従来技術の場合には、視角切り替えは可能であるが、２倍のセルが必要となり、製造工程が２倍になってコスト高になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、１層のセルで視角制御を行うことのできる液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置は、最大輝度電圧および最小輝度電圧に応じて階調表示に必要な電圧を供給するデータドライバと、バックライト輝度電圧に応じてバックライト輝度を出力するバックライトユニットとを備えたＴＮモード用の液晶表示装置において、複数の最大輝度電圧、複数の最小輝度電圧、および複数のバックライト輝度電圧を出力する電圧源と、視角に応じて複数の最大輝度電圧の中からデータドライバに与える最大輝度電圧を選択する第１のスイッチと、視角に応じて複数の最小輝度電圧の中からデータドライバに与える最小輝度電圧を選択する第２のスイッチと、視角に応じて複数のバックライト輝度電圧の中からバックライトユニットに与えるバックライト輝度電圧を選択する第３のスイッチとをさらに備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、広視角時にセルの信号電圧に印加される電圧を縮小し、同時にバックライト輝度を増加させる切り換え制御を行うことにより、ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、１層のセルで視角制御を行うことができる液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の液晶表示装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の断面図である。図１に示すように、本発明の液晶表示装置は、ルーバーを備えておらず、１層のセル構造を有している。また、図２は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の制御動作を説明するための回路図である。
【００１２】
液晶セルを駆動するデータドライバに相当するドライバＩＣ１１は、Ｖ１端子〜Ｖ９端子の９個の入力端子を備えている。Ｖ１端子は、最大輝度を決める最大輝度電圧Ｖ１の入力端子であり、Ｖ９端子は、最小輝度を決める最小輝度電圧Ｖ９の入力端子である。これらの端子により、階調表示をするための電圧を規定できる。なお、図２においては、９個の入力端子を例示しているが、本発明における入力端子数は、９個に限定されるものではない。
【００１３】
Ｖ１端子とＶ９端子の間の各端子の電圧Ｖ２〜Ｖ８は、ラダー抵抗１２によって決まり、最大輝度電圧Ｖ１から最小輝度電圧Ｖ９の間の電圧に分圧され、ドライバＩＣ１１に供給される。また、バックライト輝度を出力するバックライトユニット１３には、バックライト輝度電圧が供給される。
【００１４】
本発明における液晶表示装置は、視角を広視角と狭視角に切り替えることが目的であり、視角に応じて、ドライバＩＣ１１に与える電圧Ｖ１〜Ｖ９、およびバックライトユニット１３に与えるバックライト輝度電圧を切り替えることを特徴としている。そして、この切り替えスイッチが、図２に示された第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３である。
【００１５】
第１のスイッチＳＷ１は、第１の最大輝度電圧ＶＨ１と第２の最大輝度電圧ＶＨ２のいずれか１つを最大輝度電圧として選択し、ドライバＩＣ１１に供給する切り換えスイッチである。また、第２のスイッチＳＷ２は、第１の最小輝度電圧ＶＬ１と第２の最小輝度電圧ＶＬ２のいずれか１つを最小輝度電圧として選択し、ドライバＩＣ１１に供給する切り換えスイッチである。
【００１６】
さらに、第３のスイッチＳＷ３は、第１のバックライト輝度電圧ＶＢ１と第２のバックライト輝度電圧ＶＢ２のいずれか１つをバックライト輝度電圧として選択し、バックライトユニット１３に供給する切り換えスイッチである。
【００１７】
そして、第１の最大輝度電圧ＶＨ１、第２の最大輝度電圧ＶＨ２、第１の最小輝度電圧ＶＬ１、第２の最小輝度電圧ＶＬ２、第１のバックライト輝度電圧ＶＢ１、および第２のバックライト輝度電圧ＶＢ２は、図２には図示していない電圧源により供給される。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置における電圧対輝度特性を示した図である。図３において、第１の最小輝度電圧ＶＬ１〜第１の最大輝度電圧ＶＨ１の範囲が、狭視角から広視野角までをカバーする電圧範囲を示している。また、第２の最小輝度電圧ＶＬ２〜第２の最大輝度電圧ＶＨ２の範囲が、広視角時のみの電圧範囲を示している。さらに、この図３は、０度、１０度、４０度、５０度の視角に対するそれぞれの電圧対輝度特性を示している。
【００１９】
そして、図３に示すように、第１の最大輝度電圧ＶＨ１と第２の最大輝度電圧ＶＨ２は、ＶＨ１＞ＶＨ２の関係を有している。また、第１の最小輝度電圧ＶＬ１と第２の最小輝度電圧ＶＬ２は、ＶＬ１＜ＶＬ２の関係を有している。すなわち、第１の最小輝度電圧ＶＬ１〜第１の最大輝度電圧ＶＨ１の範囲は、第２の最小輝度電圧ＶＬ２〜第２の最大輝度電圧ＶＨ２の範囲を包含している。
【００２０】
第１の最小輝度電圧ＶＬ１〜第１の最大輝度電圧ＶＨ１の範囲において、視角０度、１０度、４０度、５０度に対応するすべての電圧対輝度特性は、直線的な関係を有する部分が含まれており、階調表示が可能であることを示している。
【００２１】
一方、第２の最小輝度電圧ＶＬ２〜第２の最大輝度電圧ＶＨ２の範囲において（すなわち、広視角時の電圧範囲において）、視角３０度、４０度に対応する電圧対輝度特性は、直線的な関係を有する部分が含まれており、階調表示が可能であることを示している。しかしながら、この広視角時の電圧範囲において、視角０度、１０度に対応する電圧対輝度特性は、輝度が最大で変化がなく、階調表示できないことを示している。
【００２２】
さらに、図３の各視角における最大輝度の値が示すように、一般に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶では、視角（法線方向を０度とする極角）を大きくすると、最大輝度が低下する。
【００２３】
したがって、これを補償するために、本発明においては、先の図２に示した第３のスイッチＳＷ３により、バックライトユニットに供給するバックライト輝度電圧を切り替えることとなる。すなわち、第１のバックライト輝度電圧ＶＢ１と第２のバックライト輝度電圧ＶＢ２は、ＶＢ２がＶＢ１よりも明るい値（ＶＢ２＞ＶＢ１に相当）となっている。そして、例えば、図３の視角４０度の最大輝度と０度の最大輝度との差ΔＬをなくすように、バックライト輝度を与えることにより、広視角時の最大輝度の低下を補うことができる。
【００２４】
図２に示した第１のスイッチＳＷ１〜第３のスイッチＳＷ３は、連動して切り換え動作を行う。そして、それぞれのスイッチは、狭視角から広視角までの範囲に対応するには、第１の最大輝度電圧ＶＨ１、第１の最小輝度電圧ＶＬ１、そして第１のバックライト輝度電圧ＶＢ１に接続される。一方、それぞれのスイッチは、広視角時には、第２の最大輝度電圧ＶＨ２（＜ＶＨ１）、第２の最小輝度電圧ＶＬ２（＜ＶＬ１）、そして第２のバックライト輝度電圧ＶＢ２（＞ＶＢ１）に接続されることとなる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１におけるＴＮモード液晶の透過率対電圧特性のシミュレーション結果を示す図であり、先の図３の電圧対輝度特性と等価なものである。また、図５、図６は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等コントラスト図である。半径方向は、極角を表しており、中心が０度、一番外側が８０度に相当している。
【００２６】
図５は、視角制御により広視角時に対応した表示をした際の等コントラスト図を示しており、図６は、視角制御により狭視角から広視角までの範囲に対応した表示をした際の等コントラスト図を示している。特に、図５においては、高視角時に右側のコントラストを失わせている場合を示している。このような特性を持たせることにより、例えば、車のダッシュボードに用いる液晶表示装置において、運転席側の視角を遮ることが可能となる。
【００２７】
以上のように、実施の形態１によれば、視角範囲に応じて、スイッチを切り替えることにより、広視角時に最大輝度の低下を補償した最適な階調表示を行うことができ、１層のセルで視角制御を行うことのできる液晶表示装置を実現できる。
【００２８】
なお、図３の記載において、第１の最小輝度電圧ＶＬ１〜第１の最大輝度電圧ＶＨ１の範囲は、第２の最小輝度電圧ＶＬ２〜第２の最大輝度電圧ＶＨ２の範囲を包含する場合について説明したが、本発明における最小輝度電圧と最大輝度電圧の範囲は、これに限定されるものではない。例えば、０度、１０度の狭視角時の電圧対輝度特性のみが直線的な関係を有する電圧範囲を設定することにより、狭視角時に対してのみ適切な表示を行う液晶表示装置を実現することができる。
【００２９】
また、上述の実施の形態１では、２種類の最大輝度電圧、２種類の最小輝度電圧、２種類のバックライト輝度電圧を切り替える場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。３種類以上の複数の最大輝度電圧、複数の最小輝度電圧、複数のバックライト輝度電圧の中からスイッチによる選択を行うことにより、より細分化した視角に応じた視角表示制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の制御動作を説明するための回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１の液晶表示装置における電圧対輝度特性を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＴＮモード液晶の透過率対電圧特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の輝度分布である。
【図６】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の輝度分布である。
【図７】ルーバー型による従来技術を示した図である。
【図８】２層セルによる従来技術を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  ドライバＩＣ（データドライバ）、１３  バックライトユニット、ＳＷ１  第１のスイッチ、ＳＷ２  第２のスイッチ、ＳＷ３  第３のスイッチ。
【図１】
2007178891.tif 000003
【図２】
2007178891.tif 000004
【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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