アレイ基板及び液晶表示装置
【課題】開口率の低下を抑制することができるアレイ基板及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】アレイ基板は、複数の補助容量電極１７と、行方向Ｘに延在し、複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子Ｃｓｔを形成する複数の補助容量線Ｃｓと、列方向Ｙに延在し、複数の補助容量線と交差した複数の信号線Ｓと、複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極ＰＥと、を備える。列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。
【解決手段】アレイ基板は、複数の補助容量電極１７と、行方向Ｘに延在し、複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子Ｃｓｔを形成する複数の補助容量線Ｃｓと、列方向Ｙに延在し、複数の補助容量線と交差した複数の信号線Ｓと、複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極ＰＥと、を備える。列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アレイ基板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像表示装置として、液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を活かして、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ等に利用されている。液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に対向配置された対向基板と、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層とを備えている。アレイ基板には、複数の走査線、複数の信号線、複数の補助容量線、画素スイッチング用の複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や複数の補助容量素子等が形成されている。
【０００３】
液晶表示装置において、容量結合駆動（ＣＣ駆動）が提案されている。ＣＣ駆動では、補助容量線の電位を変化させ、補助容量素子を通して画素電極に重畳電圧を与える。上記ＣＣ駆動を採用することにより、信号線に与える映像信号の振幅（電圧値）を低減することができる。
【０００４】
また、液晶表示装置において、ドット反転駆動が提案されている。上記ドット反転駆動を採用することにより、液晶表示装置、特に高画質の液晶表示装置において、フリッカと呼ばれるちらつきの発生を低減することができる。
さらに、液晶表示装置において、ＣＣ駆動とドット反転駆動を組合せた、容量結合ドット反転（ＣＣＤＩ）駆動が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ＣＣＤＩ駆動を採用した場合、信号線の延在した方向、すなわち列方向において、場所によっては、隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極が、同一の補助容量線に対向配置されている。この場合、所定の補助容量を確保するため、補助容量線の幅を大きくし、補助容量電極との対向面積を確保する必要がある。しかしながら、上記の場合、開口率の低下を招くこととなる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、開口率の低下を抑制することができるアレイ基板及び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】
【０００７】
一実施形態に係るアレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を備え、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している。
【０００８】
また、一実施形態に係る液晶表示装置は、
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を有し、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＲで示したアレイ基板の画素の配線構造を示す拡大平面図であり、隣合う４つの画素を示す図である。
【図４】図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った液晶表示パネルを示す断面図であり、補助容量素子を示す図である。
【図５】図５は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った液晶表示パネルを示す断面図であり、画素スイッチを示す図である。
【図６】図６は、上記第１の実施形態のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図７】図７は、第２の実施形態のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図８】図８は、比較例１のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図９】図９は、図８に示した走査線及び補助容量線の電圧レベルの変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、比較例２の液晶表示装置のアレイ基板の画素の配線構造を示す拡大平面図であり、隣合う４つの画素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係るアレイ基板、及びアレイ基板を備えた液晶表示装置について詳細に説明する。この実施形態において、液晶表示装置は、透過型であり、ＣＣＤＩ（容量結合ドット反転）駆動を採り、また、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードを採っている。
【００１１】
図１乃至図５に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬ、バックライトユニットＢＬ及び制御回路ＣＴＲを備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、一対の基板、すなわち、アレイ基板１及び対向基板２と、液晶層３とを備えている。アレイ基板１及び対向基板２は、互いに所定の隙間を置いて対向配置されている。液晶層３は、アレイ基板１及び対向基板２間に挟持されている。
【００１２】
液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１及び対向基板２が重なった表示部ＤＹＰを有している。表示部ＤＹＰは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを有している。この実施形態において、画素ＰＸの配列として、正方配列を採用している。また、液晶表示装置は、カラー表示タイプであって、複数の画素ＰＸは、複数の色表示画素を含んでいる。この実施形態において、液晶表示装置は、赤色を表示する画素ＰＸＲ、緑色を表示する画素ＰＸＧ及び青色を表示する画素ＰＸＢを含んでいる。
【００１３】
バックライトユニットＢＬは、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを照明するように配置されている。制御回路ＣＴＲは、液晶表示パネルＰＮＬ及びバックライトユニットＢＬを制御する。
【００１４】
アレイ基板１は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板１０を備えている。表示部ＤＹＰの外側において、ガラス基板１０上には、走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤが形成されている。走査線駆動回路ＧＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の走査線Ｇと接続されている。走査線駆動回路ＧＤは、後述する画素スイッチＳＷを行単位に導通させるように複数の走査線Ｇを順次駆動する。
【００１５】
信号線駆動回路ＳＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の信号線Ｓと接続されている。信号線駆動回路ＳＤは、各行の画素スイッチＳＷが対応する走査線Ｇの駆動によって導通する期間において、映像信号、又は非映像信号を複数の信号線Ｓにそれぞれ出力する。
【００１６】
補助容量線駆動回路ＣｓＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の補助容量線Ｃｓと接続されている。補助容量線駆動回路ＣｓＤは、複数の補助容量線Ｃｓを１行毎に順次駆動する。
【００１７】
走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤは、外付けのＩＣ形状にしたり、アレイ基板１（ガラス基板１０）上に内蔵回路として造り込んだりすることができる。この実施形態において、走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤは、アレイ基板１上の表示部ＤＹＰの外側に配置（外付け）されている。
【００１８】
表示部ＤＹＰにおいて、ガラス基板１０上には、行方向Ｘに延在した複数の走査線Ｇ及び行方向に直交した列方向Ｙに延在した複数の信号線Ｓが配置されている。ガラス基板１０上には、行方向Ｘに延在し、走査線Ｇに平行な複数の補助容量線Ｃｓが形成されている。補助容量線Ｃｓは遮光部として機能している。隣合う２本の信号線Ｓ及び隣合う２本の補助容量線Ｃｓで囲まれた各領域には画素ＰＸが形成されている。
【００１９】
この実施形態において、ガラス基板１０上には、ｍ本の走査線Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｍ）、ｍ＋１本の補助容量線Ｃｓ（Ｃｓ１乃至Ｃｓｍ＋１）、及びｋ本の信号線Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｋ）が形成されている。
【００２０】
次に、画素ＰＸを１つ取り出して説明する。
画素ＰＸは、信号線Ｓ及び走査線Ｇの交差部近傍に設けられたスイッチング素子としての画素スイッチＳＷと、画素スイッチＳＷに電気的に接続された画素電極ＰＥと、画素電極ＰＥに電気的に接続された補助容量素子Ｃｓｔとを有している。画素スイッチＳＷは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成されている。
【００２１】
詳述すると、ガラス基板１０上に、複数の半導体層１５及び複数の補助容量電極１７が形成されている。補助容量電極１７は、行方向Ｘに並べられ、列方向Ｙに間隔をおいて並べられている。半導体層１５は、ソース領域ＲＳ及び補助容量電極１７に一対一で接続されたドレイン領域ＲＤを有している。
【００２２】
半導体層１５及び補助容量電極１７は、ガラス基板１０上に形成された半導体膜をパターニングすることにより、同一材料で同時に形成されている。この実施形態において、半導体層１５及び補助容量電極１７は、ポリシリコンで形成されている。また、半導体層１５及び補助容量電極１７は、一体に形成されている。半導体層１５及び補助容量電極１７は、Ｔ字型に形成されている。
【００２３】
ガラス基板１０、半導体層１５及び補助容量電極１７上に、ゲート絶縁膜１８が成膜されている。ゲート絶縁膜１８上に、複数の走査線Ｇと、複数の補助容量線Ｃｓとが形成されている。
【００２４】
走査線Ｇは、補助容量電極１７に対して列方向Ｙに間隔をおいて位置している。走査線Ｇは、ゲート絶縁膜１８を介して半導体層１５と交差している。走査線Ｇは、複数の半導体層１５とともに複数の画素スイッチＳＷを形成する複数のゲート電極２０を含んでいる。
【００２５】
補助容量線Ｃｓは、行方向Ｘに延在し、列方向Ｙに間隔をおいて並べられている。補助容量線Ｃｓは、ゲート絶縁膜１８を介して複数の補助容量電極１７に対向配置され、複数の補助容量電極１７とともに複数の補助容量素子Ｃｓｔを形成している。補助容量電極１７と重なった領域において、補助容量線Ｃｓにそれぞれ開口部２１が形成されている。
【００２６】
複数の補助容量電極１７、複数の半導体層１５、複数の走査線Ｇ及び複数の補助容量線Ｃｓ上に、層間絶縁膜２２が形成されている。層間絶縁膜２２は、複数の半導体層１５のソース領域ＲＳに対向した複数のコンタクトホールＣＨ１を有している。この実施形態において、コンタクトホールＣＨ１は、層間絶縁膜２２だけでなくゲート絶縁膜１８も貫通し形成されている。
【００２７】
層間絶縁膜２２上には、複数の信号線Ｓが形成されている。信号線Ｓは、列方向Ｙに延在し、行方向Ｘに間隔をおいて並べられている。信号線Ｓは、層間絶縁膜２２を介して複数の走査線Ｇ及び複数の補助容量線Ｃｓと交差している。信号線Ｓは、複数のコンタクトホールＣＨ１を通って複数の半導体層１５のソース領域ＲＳに電気的に接続されている。
【００２８】
層間絶縁膜２２及び複数の信号線Ｓ上に、絶縁膜として、透明な樹脂により平坦化膜３１が成膜されている。この実施形態において、平坦化膜３１は有機絶縁膜である。平坦化膜３１は、補助容量電極１７及び開口部２１に重なって形成された複数のコンタクトホールＣＨ２を有している。この実施形態において、コンタクトホールＣＨ２は、平坦化膜３１だけでなく層間絶縁膜２２及びゲート絶縁膜１８も貫通し形成されている。
【００２９】
平坦化膜３１上には、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により複数の画素電極ＰＥが形成されている。画素電極ＰＥは、行方向Ｘ及び列方向Ｙに沿ってマトリクス状に並べられている。画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ２を通って補助容量電極１７に電気的に接続されている。なお、コンタクトホールＣＨ２は、補助容量線Ｃｓの開口部２１を通っているため、画素電極ＰＥ及び補助容量線Ｃｓ間の絶縁状態は維持されている。画素電極ＰＥは、補助容量電極１７を介して半導体層１５のドレイン領域ＲＤに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、隣合う２本の信号線Ｓ及び隣合う２本の補助容量線Ｃｓに周縁を重ねて形成されている。
【００３０】
画素電極ＰＥは、補助容量電極１７に一対一で電気的に接続されている。走査線Ｇが延在した行方向Ｘに隣合う一方の画素電極ＰＥが接続された補助容量電極１７と、他方の画素電極ＰＥが接続された補助容量電極１７とは、走査線Ｇを挟んで位置している。
【００３１】
上記のように、平坦化膜３１及び画素電極ＰＥ等が形成されたガラス基板１０上に、図示しない複数の柱状スペーサが形成されている。柱状スペーサが形成された平坦化膜３１及び画素電極ＰＥ上に、配向膜３７が形成されている。
複数の画素ＰＸは、画素スイッチＳＷ、補助容量素子Ｃｓｔ及び画素電極ＰＥをそれぞれ１つずつ有している。各画素スイッチＳＷは、各々対応走査線Ｇを介して駆動されたときに対応信号線Ｓ及び対応画素電極ＰＥ間を導通させる。
【００３２】
次に、対向基板２について説明する。
対向基板２は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板４０を備えている。ガラス基板４０上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料により対向電極ＣＥが形成されている。対向電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対向配置されている。対向電極ＣＥには、制御回路ＣＴＲから対向電圧Ｖｃｏｍが印加される。対向電極ＣＥ上には配向膜４３が形成されている。
【００３３】
アレイ基板１及び対向基板２は、複数の柱状スペーサにより、所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板１及び対向基板２は、表示部ＤＹＰ外周の両基板間に配置されたシール材６０により接合されている。液晶層３は、アレイ基板１、対向基板２及びシール材６０で囲まれた領域に形成されている。シール材６０の一部には液晶注入口６１が形成され、液晶注入口は封止材６２で封止されている。
【００３４】
配向膜３７及び配向膜４３には、互いに平行な方向に配向処理（ラビング）が施されている。
各画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥ及び対向電極４１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３の一部である画素領域と共に画素ＰＸを構成する。
画素ＰＸは、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥ間に保持される液晶層３によって構成される液晶容量を有する。液晶容量は、液晶材料の比誘電率、画素電極ＰＥの面積、及び液晶セルギャップによって決定される。
【００３５】
液晶表示パネルＰＮＬは、図示しないカラーフィルタをさらに備えている。カラーフィルタは、アレイ基板１又は対向基板２に設けられている。カラーフィルタをアレイ基板１側に設ける場合、平坦化膜３１の替わりにカラーフィルタを形成することにより対応できる。カラーフィルタを対向基板２側に設ける場合、ガラス基板４０及び対向電極４１間にカラーフィルタを形成することにより対応できる。カラーフィルタは、複数色の着色層として、例えば、赤色の着色層、緑色の着色層及び青色の着色層を有している。各着色層の周縁は、信号線Ｓに重なっている。画素ＰＸＲは赤色の着色層を含み、画素ＰＸＧは緑色の着色層を含み、画素ＰＸＢは青色の着色層を含む。
【００３６】
バックライトユニットＢＬは、導光板ＢＬａと、この導光板の一側縁に対向配置された図示しない光源及び反射板とを有している。導光板ＢＬａは、アレイ基板１に対向配置されている。液晶表示装置は、図示しないベゼル等も有している。
上記のように形成された液晶表示装置において、信号線駆動回路ＳＤによって信号線Ｓに与えられる信号（印加される電圧）は、対応する画素スイッチＳＷを介して選択行の画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。画素電極ＰＥに印加された電圧（画素電位）と対向電極ＣＥに印加された対向電圧Ｖｃｏｍとの電位差が液晶容量に保持される。また、画素電極ＰＥへの信号書き込み後の保持期間において、補助容量素子Ｃｓｔは液晶容量に結合される。
【００３７】
制御回路ＣＴＲは、図示しない外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号を走査線駆動回路ＧＤに出力する。さらに、制御回路ＣＴＲは、上記外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号、並びに上記外部信号源から入力される映像信号又は黒挿入用の逆転移防止信号を信号線駆動回路ＳＤに出力する。また、上述したように、制御回路ＣＴＲは、対向電圧Ｖｃｏｍを対向基板２の対向電極ＣＥに対して出力する。
【００３８】
信号線駆動回路ＳＤは、並列的に複数の映像信号あるいは逆転移防止信号を出力する。
【００３９】
本実施形態では、液晶表示装置は、ＣＣＤＩ駆動を採用している。ＣＣＤＩ駆動は信号線Ｓから画素ＰＸに書き込みを行った後に画素電位に容量結合カップリングによる重畳電圧を与えて振幅増大効果を得るものである。
液晶表示装置は、上記のように形成されている。
【００４０】
次に、補助容量電極１７について説明する。
図３に示すように、列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。このため、補助容量電極１７は、自画素領域からはみ出して形成されていると言うことができる。
【００４１】
次に、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤについて説明する。
図２及び図３に示すように、信号線駆動回路ＳＤは、ｎ水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を複数の信号線Ｓを介して複数の画素電極ＰＥに与える。補助容量線駆動回路ＣｓＤは、複数の補助容量線Ｃｓの電位を変化させ、複数の画素電極ＰＥに重畳電圧を与える。
上記ｎは、２以上の整数であり、この実施形態において、ｎは２である。
信号線駆動回路ＳＤが、同一の補助容量線Ｃｓに接続された複数の画素電極ＰＥに与える映像信号の極性は、統一されている。
【００４２】
次に、上記液晶表示装置を用いたｎＨ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動について説明する。まず、比較例１として、ＣＣＤＩ駆動のうちで最も基本的な１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎ＝１）について説明した後、上記液晶表示装置が採用する２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎ＝２）について説明する。
【００４３】
図８に示すように、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動は、画素ＰＸが１列置きに極性反転しかつ１行置きにも極性反転するいわゆる１Ｈ１Ｖ反転を採用した方式であり、正極性の画素ＰＸと負極性の画素ＰＸが市松状に配列する駆動である。
【００４４】
１Ｈ１Ｖ反転を採用する利点としては、各行書き込み時に正負極性が混在することになり、例えば信号線Ｓから対向電極ＣＥへのカップリングが正負極性で相殺されるため、横クロストークが改善できるということが挙げられる。また、ライン反転駆動やカラム反転駆動では対向電極ＣＥの電位がずれた場合などにラインフリッカが見えることがあるが、この比較例１では、ドット反転駆動を採っているため、対向電極ＣＥの電位がずれてもラインフリッカが見えにくいというメリットもある。
【００４５】
各画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは、図８に示す画素電極ＰＥの上側、あるいは下側の補助容量線Ｃｓのいずれかに接続される。詳しくは、行方向Ｘに並んだ複数の画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは、１列毎に接続先が交互になっている。すなわち、行方向Ｘに並んだ複数の画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔにおいて、例えば奇数番目の列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは画素電極ＰＥの上側の補助容量線Ｃｓに、偶数番目の列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは画素電極ＰＥの下側の補助容量線Ｃｓに接続されている。
【００４６】
こうすることにより、各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性が統一される。例えば、補助容量線Ｃｓ２から補助容量線素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて負極性となり、補助容量線Ｃｓ３から補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて正極性となる。他の補助容量線Ｃｓについても同様であり、一般に奇数行の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて正極性となり、偶数行の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて負極性となる。このように、各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Cｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性を統一することで、各画素ＰＸに矛盾なく所望の重畳電圧を与えることができる。
【００４７】
図８及び図９に示すように、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、例えば、走査線Ｇ１を選択している期間、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ１は、低電圧状態（以下、Ｌと称する）とする。一方、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ２は、高電圧状態（以下、Ｈと称する）とする。
【００４８】
そして、走査線Ｇ１の選択が終了した後に補助容量線Ｃｓ１の電位をＬ→Ｈに遷移させ、走査線Ｇ２を選択する。これにより、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して正の重畳電圧が加えられる。
【００４９】
次に、走査線Ｇ２を選択している期間、走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ３は、Ｌとする。一方、走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ２は、Ｈとする。
【００５０】
そして、走査線Ｇ２の選択が終了した後に補助容量線Ｃｓ２の電位をＨ→Ｌに遷移させ、走査線Ｇ３を選択する。これにより、走査線Ｇ１及び走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して負の重畳電圧が加えられる。
【００５１】
以下、走査線Ｇ３、走査線Ｇ４、…、走査線Ｇｍの選択に関しても全く同様であり、液晶表示パネルＰＮＬ内の全ての画素ＰＸについて、正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して正の重畳電圧が加えられ、負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して負の重畳電圧が加えられる。
【００５２】
なお、上記の説明にて補助容量線Ｃｓ２は、走査線Ｇ１で選択される行の画素ＰＸと、走査線Ｇ２で選択される行の画素ＰＸの両方に対して重畳電圧を与えているが、いずれも選択終了後の補助容量線Ｃｓ２の電位の遷移はＨ→Ｌであり、両者間で矛盾は生じない。他の補助容量線Ｃｓ、例えば補助容量線Ｃｓ３及び補助容量線Ｃｓ４等についても同様であり、連続する２行に対して重畳電圧を与えるが、いずれも選択終了後の補助容量線Ｃｓの電位の遷移は２行で共通であり特に矛盾は生じない。これは、先に説明したように各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性が統一されているためである。
【００５３】
以上のように、画素ＰＸの極性と整合した重畳電圧を画素電極ＰＥに与えることで、信号線Ｓから画素電極ＰＥに与える映像信号の振幅（電圧のレンジ）よりも大きな画素保持電圧の振幅を得ることができる。これにより、電圧振幅の小さな信号線駆動回路ＳＤを用いることができ、ドライバコスト削減、及び消費電力の低減というメリットが得られる。
【００５４】
次に、この実施形態に係る液晶表示装置が採用する２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動について説明する。２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動においても、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動と同様に、横クロストークを改善できる、ラインフリッカが見えにくい、電圧振幅の小さな信号線駆動回路ＳＤを用いることができる、ドライバコストを削減できる、消費電力を低減できる、というメリットが得られるものである。また、後述するが、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合に比べてさらに消費電力を低減できるものである。
【００５５】
図２、図３及び図６に示すように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、列方向Ｙに関して画素ＰＸが１列置きに極性反転している点は１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩと同様であるが、行方向Ｘに関して２行置きに極性反転する点に特徴を有している。２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の利点は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動よりもさらに低電力を実現できることである。すなわち、１Ｈ１Ｖ反転の場合は映像信号の極性が１水平走査期間（１Ｈ）毎に反転していたが、２Ｈ１Ｖ反転の場合は２水平走査期間（２Ｈ）毎の反転となるため、信号線充放電の周波数を半分にできるため、消費電力を低減できるものである。
【００５６】
２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、各画素ＰＸにその極性と整合した重畳電圧を与えるためには、Ｃｓｔの配置を以下のように決めればよい。まず、各補助容量線Ｃｓに１行置きに「正」または「負」の極性を割り当てる。例えば、補助容量線Ｃｓ１、補助容量線Ｃｓ３、補助容量線Ｃｓ５、…は「正」、補助容量線Ｃｓ２、補助容量線Ｃｓ４、補助容量線Ｃｓ６、…は「負」と割り当てる。
【００５７】
こうすると全ての画素ＰＸに関して、上下の補助容量線Ｃｓのうち一方が「正」、他方が「負」となるので、その画素ＰＸに書き込まれる映像信号の極性と一致するほうの補助容量線Ｃｓとの間に補助容量素子Ｃｓｔを配置すればよい。これにより、例えば「正」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて正に統一され、「負」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて負に統一されるため、各画素ＰＸに極性の矛盾なく重畳電圧を与えることができる。
【００５８】
図６及び図８を比較すると分かるように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を採用した場合、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と異なる大きな特徴として、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔの配置が上側のものと下側のものとが混在することが挙げられる。
図２、図３、図６及び図９に示すように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の具体的な手順は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同じであり、説明は省略する。
【００５９】
次に、比較例２の液晶表示装置について説明する。
図１０に示すように、画素ＰＸ１の補助容量素子Ｃｓｔは上側配置、画素ＰＸ３の補助容量素子Ｃｓｔは下側配置であるため、画素ＰＸ１と画素ＰＸ３の間の補助容量線Ｃｓ上に、画素ＰＸ１、ＰＸ３の補助容量素子Ｃｓｔは配置されない。
【００６０】
一方、画素ＰＸ２の補助容量素子Ｃｓｔは下側配置、画素ＰＸ４の補助容量素子Ｃｓｔは上側配置であるため、補助容量線Ｃｓの幅Ｗを広くし、画素ＰＸ２と画素ＰＸ４の間の補助容量線Ｃｓ線上には２個の補助容量素子Ｃｓｔを配置する必要がある。
【００６１】
このように、補助容量線Ｃｓ上で補助容量素子Ｃｓｔを配置する個数が場所によって異なるため、補助容量素子Ｃｓｔを配置しない無駄なスペースができてしまい、その代償として画素ＰＸの開口面積が小さくなり（開口率が低下）、輝度が低下するという問題が発生する。あるいは開口率低下を防ぐために補助容量線Ｃｓの幅Ｗを狭く（補助容量線Ｃｓを細く）して補助容量素子Ｃｓｔの面積を小さくすると、十分な補助容量素子Ｃｓｔの容量を確保できず、容量結合による画素保持電圧振幅増大効果が得られないという問題が生じる。
【００６２】
上記のように構成された第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、図３に示すように、補助容量素子Ｃｓｔを形成する一方の電極である補助容量電極１７は、半導体層１５とともにＴ字型に形成され、補助容量素子Ｃｓｔは自画素領域からはみ出して形成されている。この実施形態に係る補助容量素子Ｃｓｔは、図１０における補助容量線Ｃｓ上での無駄なスペースの部分まで延ばして形成された格好である。
【００６３】
２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動は、偶数列と奇数列で映像信号の極性が異なる駆動であるため、図３、図６及び図９からも分かるように、行方向Ｘ（左右）に隣接する画素同士では補助容量素子Ｃｓｔの配置（上側／下側）が必ず逆になっている。従って、表示部ＤＹＰ内の全ての画素ＰＸについて補助容量素子Ｃｓｔ（補助容量電極１７）をはみ出させたレイアウトを採用することが可能である。
【００６４】
以上のようなレイアウトを採用することで、補助容量線Ｃｓ上の無駄なスペースを有効活用することができ、補助容量線Ｃｓの幅Ｗをより狭くすることができるため、開口面積（開口率）の確保と、補助容量素子Ｃｓｔの容量の確保とを両立することが可能となる。
【００６５】
また、信号線駆動回路ＳＤは、２水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与えることになるため、１水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与える場合に比べて消費電力を低減することができる。
上記のことから、開口率の低下を抑制すること及び消費電力を低減することができる液晶表示装置を得ることができる。
【００６６】
次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。この実施形態において、他の構成は上述した実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６７】
第１の実施形態で述べた２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、映像信号の極性反転周期をさらに大きくすれば、ｎＨ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎは３以上の整数）に拡張することも可能である。映像信号の極性反転をｎ水平走査期間（ｎＨ）毎にすることで、信号線Ｓに対する充放電の消費電力を１／ｎに比例して低減できるというメリットが得られる。ただし、あまりｎが大きすぎるとｎ行ピッチの横帯やラインフリッカが目立ちやすくなるというデメリットも顕在化してくるため、実際の液晶表示装置においては画質や消費電力の要求仕様を鑑みて最適なｎの値を選択すればよい。
【００６８】
図７に示しように、この実施形態において、ｎ＝４であり、液晶表示装置は４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を採用している。補助容量素子Ｃｓｔの配置の決め方は、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同様の手法を用いることができる。すなわち、各補助容量線Ｃｓに１行置きに「正」又は「負」の極性を割り当てる。例えば、補助容量線Ｃｓ１、補助容量線Ｃｓ３、補助容量線Ｃｓ５、…は「正」、補助容量線Ｃｓ２、補助容量線Ｃｓ４、補助容量線Ｃｓ６、…は「負」と割り当てる。
【００６９】
こうすると全ての画素ＰＸに関して、上下の補助容量線Ｃｓのうち一方が「正」、他方が「負」となるので、その画素ＰＸに書き込まれる映像信号の極性と一致するほうの補助容量線Ｃｓとの間に補助容量素子Ｃｓｔを配置すればよい。これにより、例えば「正」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性は全て正に統一され、「負」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて負に統一されるため、各画素ＰＸに極性の矛盾なく重畳電圧を与えることができる。
【００７０】
第１の実施形態（図３及び図６）とは異なったパターンの配置になるが、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが、上側配置のものと下側配置のものとが混在することは第１の実施形態と同様である。４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の具体的な手順は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動や２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同じであり（図９）、説明は省略する。
【００７１】
上記のように構成された第２の実施形態に係る液晶表示装置によれば、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔには、上側配置のものと下側配置のものとが混在している。しかし、列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。このため、第１の実施形態と同様、開口面積（開口率）の確保と、補助容量素子Ｃｓｔの容量の確保とを両立することができる。
また、信号線駆動回路ＳＤは、４水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与えることになるため、第１の実施形態よりも消費電力を低減することができる。
【００７２】
なお、ｎを大きくした極限としてｎを液晶表示装置の全ての行数に一致させると（ｎ＝ｍ）、１列内の全画素ＰＸの極性が同一になり、ＣＣカラム反転方式に帰着する。ＣＣカラム反転方式でも全く同様の規則で補助容量素子Ｃｓｔの配置を決めることで、各画素ＰＸにその極性と整合した重畳電圧を与えることが可能である。ＣＣカラム反転方式は電力も小さく、横帯やラインフリッカも発生しないという長所があるが、一方で縦クロストークが発生しやすいという課題もある。これらの長所・課題点を勘案の上で、ＣＣカラム反転方式を採用することも可能である。
上記のことから、開口率の低下を抑制すること及び消費電力を低減することができる液晶表示装置を得ることができる。
【００７３】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施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可能である。また、上記実施の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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７４】
例えば、上述した液晶表示装置は、携帯電話、スマートフォン、その他のモバイル端末等の各種の電子機器に用いることができる。特に、時分割駆動で３Ｄ表示を行うモバイル用途ディスプレイのように、高速動作と低消費電力の両立が要求される液晶表示装置への適用に有効である。
【００７５】
また、上述した液晶表示装置は、高速応答が可能なＯＣＢモードを採っているが、これに限らず、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モードなどの他のモードを採ってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
ＰＮＬ…液晶表示パネル、１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、１０…ガラス基板、１５…半導体層、１７…補助容量電極、ＰＸ，ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢ，ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３，ＰＸ４…画素、ＧＤ…走査線駆動回路、ＳＤ…信号線駆動回路、ＣｓＤ…補助容量線駆動回路、Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｍ）…走査線、Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｋ）…信号線、Ｃｓ（Ｃｓ１乃至Ｃｓｍ＋１）…補助容量線、ＳＷ…画素スイッチ、ＰＥ…画素電極、Ｃｓｔ…補助容量素子、Ｘ…行方向、Ｙ…列方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アレイ基板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像表示装置として、液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を活かして、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ等に利用されている。液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に対向配置された対向基板と、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層とを備えている。アレイ基板には、複数の走査線、複数の信号線、複数の補助容量線、画素スイッチング用の複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や複数の補助容量素子等が形成されている。
【０００３】
液晶表示装置において、容量結合駆動（ＣＣ駆動）が提案されている。ＣＣ駆動では、補助容量線の電位を変化させ、補助容量素子を通して画素電極に重畳電圧を与える。上記ＣＣ駆動を採用することにより、信号線に与える映像信号の振幅（電圧値）を低減することができる。
【０００４】
また、液晶表示装置において、ドット反転駆動が提案されている。上記ドット反転駆動を採用することにより、液晶表示装置、特に高画質の液晶表示装置において、フリッカと呼ばれるちらつきの発生を低減することができる。
さらに、液晶表示装置において、ＣＣ駆動とドット反転駆動を組合せた、容量結合ドット反転（ＣＣＤＩ）駆動が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ＣＣＤＩ駆動を採用した場合、信号線の延在した方向、すなわち列方向において、場所によっては、隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極が、同一の補助容量線に対向配置されている。この場合、所定の補助容量を確保するため、補助容量線の幅を大きくし、補助容量電極との対向面積を確保する必要がある。しかしながら、上記の場合、開口率の低下を招くこととなる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、開口率の低下を抑制することができるアレイ基板及び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】
【０００７】
一実施形態に係るアレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を備え、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している。
【０００８】
また、一実施形態に係る液晶表示装置は、
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を有し、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＲで示したアレイ基板の画素の配線構造を示す拡大平面図であり、隣合う４つの画素を示す図である。
【図４】図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った液晶表示パネルを示す断面図であり、補助容量素子を示す図である。
【図５】図５は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った液晶表示パネルを示す断面図であり、画素スイッチを示す図である。
【図６】図６は、上記第１の実施形態のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図７】図７は、第２の実施形態のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図８】図８は、比較例１のアレイ基板の一部を示す概略構成図であり、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を説明する図である。
【図９】図９は、図８に示した走査線及び補助容量線の電圧レベルの変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、比較例２の液晶表示装置のアレイ基板の画素の配線構造を示す拡大平面図であり、隣合う４つの画素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係るアレイ基板、及びアレイ基板を備えた液晶表示装置について詳細に説明する。この実施形態において、液晶表示装置は、透過型であり、ＣＣＤＩ（容量結合ドット反転）駆動を採り、また、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードを採っている。
【００１１】
図１乃至図５に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬ、バックライトユニットＢＬ及び制御回路ＣＴＲを備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、一対の基板、すなわち、アレイ基板１及び対向基板２と、液晶層３とを備えている。アレイ基板１及び対向基板２は、互いに所定の隙間を置いて対向配置されている。液晶層３は、アレイ基板１及び対向基板２間に挟持されている。
【００１２】
液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１及び対向基板２が重なった表示部ＤＹＰを有している。表示部ＤＹＰは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを有している。この実施形態において、画素ＰＸの配列として、正方配列を採用している。また、液晶表示装置は、カラー表示タイプであって、複数の画素ＰＸは、複数の色表示画素を含んでいる。この実施形態において、液晶表示装置は、赤色を表示する画素ＰＸＲ、緑色を表示する画素ＰＸＧ及び青色を表示する画素ＰＸＢを含んでいる。
【００１３】
バックライトユニットＢＬは、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを照明するように配置されている。制御回路ＣＴＲは、液晶表示パネルＰＮＬ及びバックライトユニットＢＬを制御する。
【００１４】
アレイ基板１は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板１０を備えている。表示部ＤＹＰの外側において、ガラス基板１０上には、走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤが形成されている。走査線駆動回路ＧＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の走査線Ｇと接続されている。走査線駆動回路ＧＤは、後述する画素スイッチＳＷを行単位に導通させるように複数の走査線Ｇを順次駆動する。
【００１５】
信号線駆動回路ＳＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の信号線Ｓと接続されている。信号線駆動回路ＳＤは、各行の画素スイッチＳＷが対応する走査線Ｇの駆動によって導通する期間において、映像信号、又は非映像信号を複数の信号線Ｓにそれぞれ出力する。
【００１６】
補助容量線駆動回路ＣｓＤは、表示部ＤＹＰの外側に延出した複数の補助容量線Ｃｓと接続されている。補助容量線駆動回路ＣｓＤは、複数の補助容量線Ｃｓを１行毎に順次駆動する。
【００１７】
走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤは、外付けのＩＣ形状にしたり、アレイ基板１（ガラス基板１０）上に内蔵回路として造り込んだりすることができる。この実施形態において、走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤは、アレイ基板１上の表示部ＤＹＰの外側に配置（外付け）されている。
【００１８】
表示部ＤＹＰにおいて、ガラス基板１０上には、行方向Ｘに延在した複数の走査線Ｇ及び行方向に直交した列方向Ｙに延在した複数の信号線Ｓが配置されている。ガラス基板１０上には、行方向Ｘに延在し、走査線Ｇに平行な複数の補助容量線Ｃｓが形成されている。補助容量線Ｃｓは遮光部として機能している。隣合う２本の信号線Ｓ及び隣合う２本の補助容量線Ｃｓで囲まれた各領域には画素ＰＸが形成されている。
【００１９】
この実施形態において、ガラス基板１０上には、ｍ本の走査線Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｍ）、ｍ＋１本の補助容量線Ｃｓ（Ｃｓ１乃至Ｃｓｍ＋１）、及びｋ本の信号線Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｋ）が形成されている。
【００２０】
次に、画素ＰＸを１つ取り出して説明する。
画素ＰＸは、信号線Ｓ及び走査線Ｇの交差部近傍に設けられたスイッチング素子としての画素スイッチＳＷと、画素スイッチＳＷに電気的に接続された画素電極ＰＥと、画素電極ＰＥに電気的に接続された補助容量素子Ｃｓｔとを有している。画素スイッチＳＷは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成されている。
【００２１】
詳述すると、ガラス基板１０上に、複数の半導体層１５及び複数の補助容量電極１７が形成されている。補助容量電極１７は、行方向Ｘに並べられ、列方向Ｙに間隔をおいて並べられている。半導体層１５は、ソース領域ＲＳ及び補助容量電極１７に一対一で接続されたドレイン領域ＲＤを有している。
【００２２】
半導体層１５及び補助容量電極１７は、ガラス基板１０上に形成された半導体膜をパターニングすることにより、同一材料で同時に形成されている。この実施形態において、半導体層１５及び補助容量電極１７は、ポリシリコンで形成されている。また、半導体層１５及び補助容量電極１７は、一体に形成されている。半導体層１５及び補助容量電極１７は、Ｔ字型に形成されている。
【００２３】
ガラス基板１０、半導体層１５及び補助容量電極１７上に、ゲート絶縁膜１８が成膜されている。ゲート絶縁膜１８上に、複数の走査線Ｇと、複数の補助容量線Ｃｓとが形成されている。
【００２４】
走査線Ｇは、補助容量電極１７に対して列方向Ｙに間隔をおいて位置している。走査線Ｇは、ゲート絶縁膜１８を介して半導体層１５と交差している。走査線Ｇは、複数の半導体層１５とともに複数の画素スイッチＳＷを形成する複数のゲート電極２０を含んでいる。
【００２５】
補助容量線Ｃｓは、行方向Ｘに延在し、列方向Ｙに間隔をおいて並べられている。補助容量線Ｃｓは、ゲート絶縁膜１８を介して複数の補助容量電極１７に対向配置され、複数の補助容量電極１７とともに複数の補助容量素子Ｃｓｔを形成している。補助容量電極１７と重なった領域において、補助容量線Ｃｓにそれぞれ開口部２１が形成されている。
【００２６】
複数の補助容量電極１７、複数の半導体層１５、複数の走査線Ｇ及び複数の補助容量線Ｃｓ上に、層間絶縁膜２２が形成されている。層間絶縁膜２２は、複数の半導体層１５のソース領域ＲＳに対向した複数のコンタクトホールＣＨ１を有している。この実施形態において、コンタクトホールＣＨ１は、層間絶縁膜２２だけでなくゲート絶縁膜１８も貫通し形成されている。
【００２７】
層間絶縁膜２２上には、複数の信号線Ｓが形成されている。信号線Ｓは、列方向Ｙに延在し、行方向Ｘに間隔をおいて並べられている。信号線Ｓは、層間絶縁膜２２を介して複数の走査線Ｇ及び複数の補助容量線Ｃｓと交差している。信号線Ｓは、複数のコンタクトホールＣＨ１を通って複数の半導体層１５のソース領域ＲＳに電気的に接続されている。
【００２８】
層間絶縁膜２２及び複数の信号線Ｓ上に、絶縁膜として、透明な樹脂により平坦化膜３１が成膜されている。この実施形態において、平坦化膜３１は有機絶縁膜である。平坦化膜３１は、補助容量電極１７及び開口部２１に重なって形成された複数のコンタクトホールＣＨ２を有している。この実施形態において、コンタクトホールＣＨ２は、平坦化膜３１だけでなく層間絶縁膜２２及びゲート絶縁膜１８も貫通し形成されている。
【００２９】
平坦化膜３１上には、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により複数の画素電極ＰＥが形成されている。画素電極ＰＥは、行方向Ｘ及び列方向Ｙに沿ってマトリクス状に並べられている。画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ２を通って補助容量電極１７に電気的に接続されている。なお、コンタクトホールＣＨ２は、補助容量線Ｃｓの開口部２１を通っているため、画素電極ＰＥ及び補助容量線Ｃｓ間の絶縁状態は維持されている。画素電極ＰＥは、補助容量電極１７を介して半導体層１５のドレイン領域ＲＤに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、隣合う２本の信号線Ｓ及び隣合う２本の補助容量線Ｃｓに周縁を重ねて形成されている。
【００３０】
画素電極ＰＥは、補助容量電極１７に一対一で電気的に接続されている。走査線Ｇが延在した行方向Ｘに隣合う一方の画素電極ＰＥが接続された補助容量電極１７と、他方の画素電極ＰＥが接続された補助容量電極１７とは、走査線Ｇを挟んで位置している。
【００３１】
上記のように、平坦化膜３１及び画素電極ＰＥ等が形成されたガラス基板１０上に、図示しない複数の柱状スペーサが形成されている。柱状スペーサが形成された平坦化膜３１及び画素電極ＰＥ上に、配向膜３７が形成されている。
複数の画素ＰＸは、画素スイッチＳＷ、補助容量素子Ｃｓｔ及び画素電極ＰＥをそれぞれ１つずつ有している。各画素スイッチＳＷは、各々対応走査線Ｇを介して駆動されたときに対応信号線Ｓ及び対応画素電極ＰＥ間を導通させる。
【００３２】
次に、対向基板２について説明する。
対向基板２は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板４０を備えている。ガラス基板４０上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料により対向電極ＣＥが形成されている。対向電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対向配置されている。対向電極ＣＥには、制御回路ＣＴＲから対向電圧Ｖｃｏｍが印加される。対向電極ＣＥ上には配向膜４３が形成されている。
【００３３】
アレイ基板１及び対向基板２は、複数の柱状スペーサにより、所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板１及び対向基板２は、表示部ＤＹＰ外周の両基板間に配置されたシール材６０により接合されている。液晶層３は、アレイ基板１、対向基板２及びシール材６０で囲まれた領域に形成されている。シール材６０の一部には液晶注入口６１が形成され、液晶注入口は封止材６２で封止されている。
【００３４】
配向膜３７及び配向膜４３には、互いに平行な方向に配向処理（ラビング）が施されている。
各画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥ及び対向電極４１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３の一部である画素領域と共に画素ＰＸを構成する。
画素ＰＸは、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥ間に保持される液晶層３によって構成される液晶容量を有する。液晶容量は、液晶材料の比誘電率、画素電極ＰＥの面積、及び液晶セルギャップによって決定される。
【００３５】
液晶表示パネルＰＮＬは、図示しないカラーフィルタをさらに備えている。カラーフィルタは、アレイ基板１又は対向基板２に設けられている。カラーフィルタをアレイ基板１側に設ける場合、平坦化膜３１の替わりにカラーフィルタを形成することにより対応できる。カラーフィルタを対向基板２側に設ける場合、ガラス基板４０及び対向電極４１間にカラーフィルタを形成することにより対応できる。カラーフィルタは、複数色の着色層として、例えば、赤色の着色層、緑色の着色層及び青色の着色層を有している。各着色層の周縁は、信号線Ｓに重なっている。画素ＰＸＲは赤色の着色層を含み、画素ＰＸＧは緑色の着色層を含み、画素ＰＸＢは青色の着色層を含む。
【００３６】
バックライトユニットＢＬは、導光板ＢＬａと、この導光板の一側縁に対向配置された図示しない光源及び反射板とを有している。導光板ＢＬａは、アレイ基板１に対向配置されている。液晶表示装置は、図示しないベゼル等も有している。
上記のように形成された液晶表示装置において、信号線駆動回路ＳＤによって信号線Ｓに与えられる信号（印加される電圧）は、対応する画素スイッチＳＷを介して選択行の画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。画素電極ＰＥに印加された電圧（画素電位）と対向電極ＣＥに印加された対向電圧Ｖｃｏｍとの電位差が液晶容量に保持される。また、画素電極ＰＥへの信号書き込み後の保持期間において、補助容量素子Ｃｓｔは液晶容量に結合される。
【００３７】
制御回路ＣＴＲは、図示しない外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号を走査線駆動回路ＧＤに出力する。さらに、制御回路ＣＴＲは、上記外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号、並びに上記外部信号源から入力される映像信号又は黒挿入用の逆転移防止信号を信号線駆動回路ＳＤに出力する。また、上述したように、制御回路ＣＴＲは、対向電圧Ｖｃｏｍを対向基板２の対向電極ＣＥに対して出力する。
【００３８】
信号線駆動回路ＳＤは、並列的に複数の映像信号あるいは逆転移防止信号を出力する。
【００３９】
本実施形態では、液晶表示装置は、ＣＣＤＩ駆動を採用している。ＣＣＤＩ駆動は信号線Ｓから画素ＰＸに書き込みを行った後に画素電位に容量結合カップリングによる重畳電圧を与えて振幅増大効果を得るものである。
液晶表示装置は、上記のように形成されている。
【００４０】
次に、補助容量電極１７について説明する。
図３に示すように、列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。このため、補助容量電極１７は、自画素領域からはみ出して形成されていると言うことができる。
【００４１】
次に、信号線駆動回路ＳＤ及び補助容量線駆動回路ＣｓＤについて説明する。
図２及び図３に示すように、信号線駆動回路ＳＤは、ｎ水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を複数の信号線Ｓを介して複数の画素電極ＰＥに与える。補助容量線駆動回路ＣｓＤは、複数の補助容量線Ｃｓの電位を変化させ、複数の画素電極ＰＥに重畳電圧を与える。
上記ｎは、２以上の整数であり、この実施形態において、ｎは２である。
信号線駆動回路ＳＤが、同一の補助容量線Ｃｓに接続された複数の画素電極ＰＥに与える映像信号の極性は、統一されている。
【００４２】
次に、上記液晶表示装置を用いたｎＨ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動について説明する。まず、比較例１として、ＣＣＤＩ駆動のうちで最も基本的な１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎ＝１）について説明した後、上記液晶表示装置が採用する２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎ＝２）について説明する。
【００４３】
図８に示すように、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動は、画素ＰＸが１列置きに極性反転しかつ１行置きにも極性反転するいわゆる１Ｈ１Ｖ反転を採用した方式であり、正極性の画素ＰＸと負極性の画素ＰＸが市松状に配列する駆動である。
【００４４】
１Ｈ１Ｖ反転を採用する利点としては、各行書き込み時に正負極性が混在することになり、例えば信号線Ｓから対向電極ＣＥへのカップリングが正負極性で相殺されるため、横クロストークが改善できるということが挙げられる。また、ライン反転駆動やカラム反転駆動では対向電極ＣＥの電位がずれた場合などにラインフリッカが見えることがあるが、この比較例１では、ドット反転駆動を採っているため、対向電極ＣＥの電位がずれてもラインフリッカが見えにくいというメリットもある。
【００４５】
各画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは、図８に示す画素電極ＰＥの上側、あるいは下側の補助容量線Ｃｓのいずれかに接続される。詳しくは、行方向Ｘに並んだ複数の画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは、１列毎に接続先が交互になっている。すなわち、行方向Ｘに並んだ複数の画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔにおいて、例えば奇数番目の列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは画素電極ＰＥの上側の補助容量線Ｃｓに、偶数番目の列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔは画素電極ＰＥの下側の補助容量線Ｃｓに接続されている。
【００４６】
こうすることにより、各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性が統一される。例えば、補助容量線Ｃｓ２から補助容量線素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて負極性となり、補助容量線Ｃｓ３から補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて正極性となる。他の補助容量線Ｃｓについても同様であり、一般に奇数行の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて正極性となり、偶数行の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素ＰＸはすべて負極性となる。このように、各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Cｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性を統一することで、各画素ＰＸに矛盾なく所望の重畳電圧を与えることができる。
【００４７】
図８及び図９に示すように、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、例えば、走査線Ｇ１を選択している期間、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ１は、低電圧状態（以下、Ｌと称する）とする。一方、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ２は、高電圧状態（以下、Ｈと称する）とする。
【００４８】
そして、走査線Ｇ１の選択が終了した後に補助容量線Ｃｓ１の電位をＬ→Ｈに遷移させ、走査線Ｇ２を選択する。これにより、走査線Ｇ１によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して正の重畳電圧が加えられる。
【００４９】
次に、走査線Ｇ２を選択している期間、走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ３は、Ｌとする。一方、走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが接続される先の補助容量線Ｃｓ２は、Ｈとする。
【００５０】
そして、走査線Ｇ２の選択が終了した後に補助容量線Ｃｓ２の電位をＨ→Ｌに遷移させ、走査線Ｇ３を選択する。これにより、走査線Ｇ１及び走査線Ｇ２によって駆動される行に属する画素ＰＸのうち負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して負の重畳電圧が加えられる。
【００５１】
以下、走査線Ｇ３、走査線Ｇ４、…、走査線Ｇｍの選択に関しても全く同様であり、液晶表示パネルＰＮＬ内の全ての画素ＰＸについて、正極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して正の重畳電圧が加えられ、負極性の映像信号が書き込まれる画素ＰＸには補助容量素子Ｃｓｔを介して負の重畳電圧が加えられる。
【００５２】
なお、上記の説明にて補助容量線Ｃｓ２は、走査線Ｇ１で選択される行の画素ＰＸと、走査線Ｇ２で選択される行の画素ＰＸの両方に対して重畳電圧を与えているが、いずれも選択終了後の補助容量線Ｃｓ２の電位の遷移はＨ→Ｌであり、両者間で矛盾は生じない。他の補助容量線Ｃｓ、例えば補助容量線Ｃｓ３及び補助容量線Ｃｓ４等についても同様であり、連続する２行に対して重畳電圧を与えるが、いずれも選択終了後の補助容量線Ｃｓの電位の遷移は２行で共通であり特に矛盾は生じない。これは、先に説明したように各補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性が統一されているためである。
【００５３】
以上のように、画素ＰＸの極性と整合した重畳電圧を画素電極ＰＥに与えることで、信号線Ｓから画素電極ＰＥに与える映像信号の振幅（電圧のレンジ）よりも大きな画素保持電圧の振幅を得ることができる。これにより、電圧振幅の小さな信号線駆動回路ＳＤを用いることができ、ドライバコスト削減、及び消費電力の低減というメリットが得られる。
【００５４】
次に、この実施形態に係る液晶表示装置が採用する２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動について説明する。２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動においても、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動と同様に、横クロストークを改善できる、ラインフリッカが見えにくい、電圧振幅の小さな信号線駆動回路ＳＤを用いることができる、ドライバコストを削減できる、消費電力を低減できる、というメリットが得られるものである。また、後述するが、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合に比べてさらに消費電力を低減できるものである。
【００５５】
図２、図３及び図６に示すように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、列方向Ｙに関して画素ＰＸが１列置きに極性反転している点は１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩと同様であるが、行方向Ｘに関して２行置きに極性反転する点に特徴を有している。２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の利点は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動よりもさらに低電力を実現できることである。すなわち、１Ｈ１Ｖ反転の場合は映像信号の極性が１水平走査期間（１Ｈ）毎に反転していたが、２Ｈ１Ｖ反転の場合は２水平走査期間（２Ｈ）毎の反転となるため、信号線充放電の周波数を半分にできるため、消費電力を低減できるものである。
【００５６】
２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、各画素ＰＸにその極性と整合した重畳電圧を与えるためには、Ｃｓｔの配置を以下のように決めればよい。まず、各補助容量線Ｃｓに１行置きに「正」または「負」の極性を割り当てる。例えば、補助容量線Ｃｓ１、補助容量線Ｃｓ３、補助容量線Ｃｓ５、…は「正」、補助容量線Ｃｓ２、補助容量線Ｃｓ４、補助容量線Ｃｓ６、…は「負」と割り当てる。
【００５７】
こうすると全ての画素ＰＸに関して、上下の補助容量線Ｃｓのうち一方が「正」、他方が「負」となるので、その画素ＰＸに書き込まれる映像信号の極性と一致するほうの補助容量線Ｃｓとの間に補助容量素子Ｃｓｔを配置すればよい。これにより、例えば「正」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて正に統一され、「負」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて負に統一されるため、各画素ＰＸに極性の矛盾なく重畳電圧を与えることができる。
【００５８】
図６及び図８を比較すると分かるように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を採用した場合、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と異なる大きな特徴として、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔの配置が上側のものと下側のものとが混在することが挙げられる。
図２、図３、図６及び図９に示すように、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の具体的な手順は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同じであり、説明は省略する。
【００５９】
次に、比較例２の液晶表示装置について説明する。
図１０に示すように、画素ＰＸ１の補助容量素子Ｃｓｔは上側配置、画素ＰＸ３の補助容量素子Ｃｓｔは下側配置であるため、画素ＰＸ１と画素ＰＸ３の間の補助容量線Ｃｓ上に、画素ＰＸ１、ＰＸ３の補助容量素子Ｃｓｔは配置されない。
【００６０】
一方、画素ＰＸ２の補助容量素子Ｃｓｔは下側配置、画素ＰＸ４の補助容量素子Ｃｓｔは上側配置であるため、補助容量線Ｃｓの幅Ｗを広くし、画素ＰＸ２と画素ＰＸ４の間の補助容量線Ｃｓ線上には２個の補助容量素子Ｃｓｔを配置する必要がある。
【００６１】
このように、補助容量線Ｃｓ上で補助容量素子Ｃｓｔを配置する個数が場所によって異なるため、補助容量素子Ｃｓｔを配置しない無駄なスペースができてしまい、その代償として画素ＰＸの開口面積が小さくなり（開口率が低下）、輝度が低下するという問題が発生する。あるいは開口率低下を防ぐために補助容量線Ｃｓの幅Ｗを狭く（補助容量線Ｃｓを細く）して補助容量素子Ｃｓｔの面積を小さくすると、十分な補助容量素子Ｃｓｔの容量を確保できず、容量結合による画素保持電圧振幅増大効果が得られないという問題が生じる。
【００６２】
上記のように構成された第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、図３に示すように、補助容量素子Ｃｓｔを形成する一方の電極である補助容量電極１７は、半導体層１５とともにＴ字型に形成され、補助容量素子Ｃｓｔは自画素領域からはみ出して形成されている。この実施形態に係る補助容量素子Ｃｓｔは、図１０における補助容量線Ｃｓ上での無駄なスペースの部分まで延ばして形成された格好である。
【００６３】
２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動は、偶数列と奇数列で映像信号の極性が異なる駆動であるため、図３、図６及び図９からも分かるように、行方向Ｘ（左右）に隣接する画素同士では補助容量素子Ｃｓｔの配置（上側／下側）が必ず逆になっている。従って、表示部ＤＹＰ内の全ての画素ＰＸについて補助容量素子Ｃｓｔ（補助容量電極１７）をはみ出させたレイアウトを採用することが可能である。
【００６４】
以上のようなレイアウトを採用することで、補助容量線Ｃｓ上の無駄なスペースを有効活用することができ、補助容量線Ｃｓの幅Ｗをより狭くすることができるため、開口面積（開口率）の確保と、補助容量素子Ｃｓｔの容量の確保とを両立することが可能となる。
【００６５】
また、信号線駆動回路ＳＤは、２水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与えることになるため、１水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与える場合に比べて消費電力を低減することができる。
上記のことから、開口率の低下を抑制すること及び消費電力を低減することができる液晶表示装置を得ることができる。
【００６６】
次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。この実施形態において、他の構成は上述した実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６７】
第１の実施形態で述べた２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動において、映像信号の極性反転周期をさらに大きくすれば、ｎＨ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動（ｎは３以上の整数）に拡張することも可能である。映像信号の極性反転をｎ水平走査期間（ｎＨ）毎にすることで、信号線Ｓに対する充放電の消費電力を１／ｎに比例して低減できるというメリットが得られる。ただし、あまりｎが大きすぎるとｎ行ピッチの横帯やラインフリッカが目立ちやすくなるというデメリットも顕在化してくるため、実際の液晶表示装置においては画質や消費電力の要求仕様を鑑みて最適なｎの値を選択すればよい。
【００６８】
図７に示しように、この実施形態において、ｎ＝４であり、液晶表示装置は４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動を採用している。補助容量素子Ｃｓｔの配置の決め方は、２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同様の手法を用いることができる。すなわち、各補助容量線Ｃｓに１行置きに「正」又は「負」の極性を割り当てる。例えば、補助容量線Ｃｓ１、補助容量線Ｃｓ３、補助容量線Ｃｓ５、…は「正」、補助容量線Ｃｓ２、補助容量線Ｃｓ４、補助容量線Ｃｓ６、…は「負」と割り当てる。
【００６９】
こうすると全ての画素ＰＸに関して、上下の補助容量線Ｃｓのうち一方が「正」、他方が「負」となるので、その画素ＰＸに書き込まれる映像信号の極性と一致するほうの補助容量線Ｃｓとの間に補助容量素子Ｃｓｔを配置すればよい。これにより、例えば「正」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性は全て正に統一され、「負」の補助容量線Ｃｓから補助容量素子Ｃｓｔを介して接続される先の画素電極ＰＥの極性はすべて負に統一されるため、各画素ＰＸに極性の矛盾なく重畳電圧を与えることができる。
【００７０】
第１の実施形態（図３及び図６）とは異なったパターンの配置になるが、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔが、上側配置のものと下側配置のものとが混在することは第１の実施形態と同様である。４Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の具体的な手順は、１Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動や２Ｈ１Ｖ−ＣＣＤＩ駆動の場合と同じであり（図９）、説明は省略する。
【００７１】
上記のように構成された第２の実施形態に係る液晶表示装置によれば、各列に属する画素ＰＸの補助容量素子Ｃｓｔには、上側配置のものと下側配置のものとが混在している。しかし、列方向Ｙに隣合う一方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７及び他方の画素電極ＰＥに接続された補助容量電極１７は、同一の補助容量線Ｃｓに対向し、信号線Ｓと交差して行方向Ｘに延在している。このため、第１の実施形態と同様、開口面積（開口率）の確保と、補助容量素子Ｃｓｔの容量の確保とを両立することができる。
また、信号線駆動回路ＳＤは、４水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を信号線Ｓに与えることになるため、第１の実施形態よりも消費電力を低減することができる。
【００７２】
なお、ｎを大きくした極限としてｎを液晶表示装置の全ての行数に一致させると（ｎ＝ｍ）、１列内の全画素ＰＸの極性が同一になり、ＣＣカラム反転方式に帰着する。ＣＣカラム反転方式でも全く同様の規則で補助容量素子Ｃｓｔの配置を決めることで、各画素ＰＸにその極性と整合した重畳電圧を与えることが可能である。ＣＣカラム反転方式は電力も小さく、横帯やラインフリッカも発生しないという長所があるが、一方で縦クロストークが発生しやすいという課題もある。これらの長所・課題点を勘案の上で、ＣＣカラム反転方式を採用することも可能である。
上記のことから、開口率の低下を抑制すること及び消費電力を低減することができる液晶表示装置を得ることができる。
【００７３】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施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可能である。また、上記実施の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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７４】
例えば、上述した液晶表示装置は、携帯電話、スマートフォン、その他のモバイル端末等の各種の電子機器に用いることができる。特に、時分割駆動で３Ｄ表示を行うモバイル用途ディスプレイのように、高速動作と低消費電力の両立が要求される液晶表示装置への適用に有効である。
【００７５】
また、上述した液晶表示装置は、高速応答が可能なＯＣＢモードを採っているが、これに限らず、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モードなどの他のモードを採ってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
ＰＮＬ…液晶表示パネル、１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、１０…ガラス基板、１５…半導体層、１７…補助容量電極、ＰＸ，ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢ，ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３，ＰＸ４…画素、ＧＤ…走査線駆動回路、ＳＤ…信号線駆動回路、ＣｓＤ…補助容量線駆動回路、Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｍ）…走査線、Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｋ）…信号線、Ｃｓ（Ｃｓ１乃至Ｃｓｍ＋１）…補助容量線、ＳＷ…画素スイッチ、ＰＥ…画素電極、Ｃｓｔ…補助容量素子、Ｘ…行方向、Ｙ…列方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を備え、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在しているアレイ基板。
【請求項２】
前記複数の信号線に接続され、ｎ水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を前記複数の信号線を介して前記複数の画素電極に与える信号線駆動回路と、
前記複数の補助容量線に接続され、前記複数の補助容量線の電位を変化させ、前記複数の画素電極に重畳電圧を与える補助容量線駆動回路と、をさらに備え、
前記ｎは、２以上の整数であり、
前記信号線駆動回路が、同一の前記補助容量線に接続された前記複数の画素電極に与える前記映像信号の極性は、統一されている請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を有し、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している液晶表示装置。
【請求項４】
ＯＣＢモードを採る請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を備え、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在しているアレイ基板。
【請求項２】
前記複数の信号線に接続され、ｎ水平走査期間毎に極性が反転する映像信号を前記複数の信号線を介して前記複数の画素電極に与える信号線駆動回路と、
前記複数の補助容量線に接続され、前記複数の補助容量線の電位を変化させ、前記複数の画素電極に重畳電圧を与える補助容量線駆動回路と、をさらに備え、
前記ｎは、２以上の整数であり、
前記信号線駆動回路が、同一の前記補助容量線に接続された前記複数の画素電極に与える前記映像信号の極性は、統一されている請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板は、
複数の補助容量電極と、
行方向に延在し、前記複数の補助容量電極に隙間を置いて対向配置され、前記複数の補助容量電極とともに複数の補助容量素子を形成する複数の補助容量線と、
前記行方向に交差した列方向に延在し、前記複数の補助容量線と交差した複数の信号線と、
前記複数の補助容量電極に電気的に接続された複数の画素電極と、を有し、
前記列方向に隣合う一方の画素電極に接続された補助容量電極及び他方の画素電極に接続された補助容量電極は、同一の前記補助容量線に対向し、前記信号線と交差して前記行方向に延在している液晶表示装置。
【請求項４】
ＯＣＢモードを採る請求項３に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２０８４１０（Ｐ２０１２−２０８４１０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５５０７（Ｐ２０１１−７５５０７）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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