液晶表示装置
【課題】電界反転時における電界分布の差異が画質に与える影響を抑えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１画素電極ＰＸ１と、その下側に対向して配置されて第１画素電極ＰＸ１との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極ＣＴ１とを、それぞれ有する複数の第１画素と、第２画素電極ＰＸ２と、その上側に対向して配置されて第２画素電極ＰＸ２との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極ＣＴ２とを、それぞれ有する複数の第２画素と、第１画素の各々と第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、第１画素と第２画素は、所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする液晶表示装置。
【解決手段】第１画素電極ＰＸ１と、その下側に対向して配置されて第１画素電極ＰＸ１との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極ＣＴ１とを、それぞれ有する複数の第１画素と、第２画素電極ＰＸ２と、その上側に対向して配置されて第２画素電極ＰＸ２との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極ＣＴ２とを、それぞれ有する複数の第２画素と、第１画素の各々と第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、第１画素と第２画素は、所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、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、液晶表示装置に関し、特に、画素電極と対向電極との間にかけられる電界を反転することによって発生するフリッカ等の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に液晶表示装置では、マトリクス状に画素が配置される。各画素には画素電極と対向電極とが設けられて、２つの電極間に印加される電圧によって液晶層が駆動される。また、画素電極と対向電極との間には、液晶層の短寿命化を防止するために交流化された電圧が印加され、その周期に従って両電極間の電界が反転される。
【０００３】
なお、特許文献１には、白表示における着色を抑制した横電界方式の液晶表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−５８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、互いに形状が異なる画素電極と対向電極などといった電極構造のため、正方向に印加された場合の電界分布と、逆方向に印加された場合の電界分布とで、完全に一致するように反転させることは困難である。このため、前者の場合と後者の場合とにおいて、駆動される液晶層の配向に差異が生じ、画素における光の透過率が異なることとなる。電界反転時に発生する透過率の差異は、フリッカの発生等、液晶表示装置の画質に悪影響を及ぼす。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて、電界反転時における電界分布の差異が画質に与える影響を抑えた液晶表示装置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】
【０００６】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、第１画素電極と、該第１画素電極に対向してその下側に配置されて該第１画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極とを、それぞれ有する複数の第１画素と、第２画素電極と、該第２画素電極に対向してその上側に配置されて該第２画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極とを、それぞれ有する複数の第２画素と、前記第１画素の各々と前記第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、前記第１画素と前記第２画素は、前記所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、前記第１画素の少なくとも一部の画素と前記第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【０００７】
（２）（１）の液晶表示装置において、前記第１画素における前記第１画素電極は上層に配置されるとともに、前記第１対向電極は下層に配置され、前記第２画素における前記第２画素電極は前記下層に配置されるとともに、前記第２対向電極は前記上層に配置される、ことを特徴とする。
【０００８】
（３）（１）から（２）の何れかの液晶表示装置において、前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、前記第１画素電極と前記第１対向電極、及び、前記第２画素電極と前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板に形成され、前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、ことを特徴とする。
【０００９】
（４）（１）から（３）の何れかの液晶表示装置において、前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、前記第１画素電極と、前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板において複数の帯状部分を含むよう形成され、前記第１対向電極と、前記第２画素電極は、前記ＴＦＴ基板において平板状に形成され、前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、ことを特徴とする液晶表示装置。
【００１０】
（５）（１）から（４）の何れかの液晶表示装置において、前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、縦方向又は横方向のうちの一方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記縦方向又は前記横方向のうちの他方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１１】
（６）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記第１画素の各々と前記第２画素の各々に、映像信号を供給するように敷設される複数の映像信号線を含み、前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、該１フレーム周期において、前記映像信号を１又は複数の前記映像信号線毎に交互に極性が反転するように供給し、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記映像信号線が敷設される方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記映像信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１２】
（７）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々に、走査信号を供給するように敷設される複数の走査信号線を含み、前記反転駆動回路は、１又は複数の走査信号線を走査する毎に、該走査信号線によって選択された前記第１画素及び前記第２画素にかけられる電界を反転させるライン反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記走査信号線が敷設された方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記走査信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１３】
（８）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記反転駆動回路は、１フレーム毎に前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々にかけられる電界を反転させるフレーム反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、互いに千鳥状になるように配列される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
（１）に記載の液晶表示装置によれば、電界反転時における電界分布の差異が画質に与える影響を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示装置であって、走査信号線、映像信号線、薄膜トランジスタ、画素電極、及び対向電極が配置されたＴＦＴ基板と、当該ＴＦＴ基板と対向して、液晶層を封止する対向基板とを含んで構成される。このＴＦＴ基板及び対向基板は、例えば、ガラス基板で形成されて、対向基板にはカラーフィルタが設けられてよい。
【００１６】
図１は、上記の液晶表示装置のＴＦＴ基板ＳＵＢの等価回路図を示している。同図において、ＴＦＴ基板ＳＵＢでは、複数の走査信号線ＧＬが互いに等間隔を置いて図中横方向に敷設されており、また、複数の映像信号線ＤＬが互いに等間隔をおいて図中縦方向に敷設されている。そして、これら走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬによりマトリクス状に並ぶ画素のそれぞれが区画されている。また、各走査信号線ＧＬと平行に、基準信号線ＣＬが図中横方向に敷設されている。
【００１７】
走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより区画される画素領域には、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）構造を有する薄膜トランジスタが形成されており、そのゲート電極は走査信号線ＧＬに接続され、ドレイン電極は映像信号線ＤＬに接続されている。また、各画素領域には画素電極ＰＸ及び対向電極ＣＴが形成されており、画素電極ＰＸは薄膜トランジスタのソース電極に接続され、対向電極ＣＴは基準信号線ＣＬに接続されている。
【００１８】
以上の回路構成において、基準線駆動回路ＣＤＲから、基準信号線ＣＬを解して各画素における対向電極ＣＴに基準電圧が印加され、走査線駆動回路ＧＤＲから、各走査信号線ＧＬを介して各画素に走査信号が順次供給される。走査信号線ＧＬによる画素行の選択のタイミングにおいて、映像信号線駆動回路ＤＤＲから各映像信号線ＤＬを介して映像信号が供給されることにより、各画素の画素電極ＰＸに映像信号の電圧が印加される。これにより、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に、映像信号の電圧に応じた強度の横電解が、各画素の液晶層において発生する。この液晶層は、液体の流動性と固体（結晶）の光学的性質を併せ持ち、電圧等によって分子の向きが変えられて光の状態を制御することができる液晶分子を封有している層である。上述の横電界が、液晶層にかけられることにより、各画素の光の透過率が制御される。
【００１９】
ここで、液晶層に一方向の電解が加わり続けることによる劣化を防止するため、液晶層は交流で駆動される。本実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化され、各画素における液晶層にかけられる横電界が、所定の交流化周期で反転することとなる。フレーム反転駆動では、１フレーム周期（例えば、１／６０秒の期間）毎に各走査信号線ＧＬが一方向から順次選択されて走査されることにより、一画面（フレーム）が表示され、１フレーム周期毎に各画素に同一の極性となる電界がかけられて、反転するようになっている。具体的には、対向電極ＣＴに印加される基準電位は、フレーム反転周期に関わらず一定であり、１フレーム周期においては、各映像信号線ＤＬから基準電位に対して同一極性となるように映像信号が出力され、１フレーム周期毎に各映像信号線ＤＬを基準電位に対して反転駆動する。そして、特に本実施形態における液晶表示装置では、マトリクス状に並ぶ画素は、第１画素と第２画素とを含んで構成されており、映像信号線駆動回路ＤＤＲは、１フレーム周期毎に、第１画素の各々と第２画素の各々にかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路を含んでいる。
【００２０】
ここで、図２及び図３は、第１画素と第２画素における薄膜トランジスタと画素電極及び対向電極の位置関係を模式的に示す断面図である。これらの図で示すように、ガラス基板ＧＡ１上に保護層ＰＡが形成されて、半導体膜ＰＳ、ゲート絶縁層ＧＩ、絶縁層ＩＳ１、ゲート電極ＧＴ、ドレイン電極ＤＴ及びソース電極ＳＴによって薄膜トランジスタが形成されている。この薄膜トランジスタは、上述のマトリクス状に並ぶ画素のそれぞれに形成される。ゲート電極ＧＴは走査信号線ＧＬと接続され、走査信号が印加されるタイミングにおいて、映像信号線ＤＬと接続されたドレイン電極ＤＴから半導体膜ＰＳおよびソース電極ＳＴを経て映像信号線ＤＬの映像信号が画素電極ＰＸ１（第１画素電極）及びＰＸ２（第２画素電極）に供給される。また、対向電極ＣＴ１（第１対向電極）及びＣＴ２（第２対向電極）は、コンタクトホール等を介して基準信号線ＣＬと接続される（不図示）。そして、第１画素は、図２で示すように、液晶層ＬＣにおいて設けられた画素電極ＰＸ１とソース電極ＳＴとが接続し、対向電極ＣＴ１が画素電極ＰＸ１よりも下側（ガラス基板ＧＡ１側）の層である絶縁層ＩＳ３に設けられる。この絶縁層ＩＳ３は、平坦化のために設けられた絶縁層ＩＳ２の上側（ガラス基板ＧＡ２側）に設けられる。一方、第２画素は、図３で示すように、液晶層ＬＣにおいて対向電極ＣＴ２が設けられ、画素電極ＰＸ２が対向電極ＣＴ２の下側の層である絶縁層ＩＳ３に設けられる。対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２は、絶縁層ＩＳ３に周囲を覆われ、その上側の層である液晶層ＬＣに画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２とが設けられる。これらの画素電極ＰＸ１とＰＸ２及び対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、ガラス基板ＧＡ１側から入射するバックライトからの光源を透過するためにＩＴＯ（インジウム錫酸化物：Indium Tin Oxide）等の透明導電膜によって形成される。なお、液晶層ＬＣにおいて、画素電極ＰＸ１および対向電極ＣＴ２が形成された絶縁層ＩＳ３と、カラーフィルタ層ＦＬとの表面には配向膜が設けられるが、この配向膜は図２、図３においては省略されている。
【００２１】
そして、第１画素及び第２画素のドレイン電極ＤＴに、対向電極ＣＴ１及びＣＴ２に印加された基準電位に対して高い電位となるように映像信号が供給されると、図２及び図３における点線で示すような横電解が発生する。このように第１画素と第２画素とでは、画素電極と対向電極とが配置される層が逆転しているため、所定の基準電位に対して同一極性となるように映像信号線ＤＬから映像信号が出力されることにより、液晶層ＬＣに印加される電界が反転することとなる。第１画素と第２画素とを少なくとも一つの方向に交互となるように配置することで、電界分布が反転した画素が１フレームにおいて混在して表示される。これにより、１フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化が、観察者が巨視的に見ることで緩和されることとなる。
【００２２】
ここで、本実施形態では、画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２が上層である液晶層ＬＣに、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１が下層である絶縁層ＩＳ３に配置されている。しかし、画素電極と対向電極の位置が、第１画素と第２画素とで上下反転するように配置されていれば、必ずしも同層で形成されなくともよい。第１画素と第２画素における画素電極及び対向電極の位置が上下反転することで、基準電位に対して同一極性となる映像信号により、第１画素と第２画素の電界分布が１フレーム周期において互いに反転するため、上記と同様に画質の劣化が緩和される。
【００２３】
図４Ａは、上層である液晶層ＬＣにおいて画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２が配置されている様子と、下層である絶縁層ＩＳ３において画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１とが配置されている様子を示す斜視図である。また、図４Ｂは、第１画素と第２画素とが配列されている様子を示す上面図であり、図４Ｃ及び図４Ｄは、上面図におけるＣ−Ｃ断面とＤ−Ｄ断面を示す断面図である。本実施形態では、第１画素の少なくとも一部の画素、第２画素の少なくとも一部の画素が横方向にライン状に配列され、第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが縦方向に交互になるように配列される。これにより、フレーム反転駆動の液晶表示装置において、縦方向のスメアが改善される。なお、図４Ｂでは、第１画素の少なくとも一部の画素によるラインと第２画素の少なくとも一部の画素によるラインが共に１行のラインとして形成されているが、複数行のラインによって形成されてもよいし、互いに異なる行数のラインで形成されてもよい。
【００２４】
また、上層に配置される画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２は、複数の帯状部分を含んで形成される電極であり、本実施形態においては櫛歯状に形成されている。また、当該帯状部分は、所定の方向に向かって延伸するとともに、複数の帯状部分が所定間隔を空けて並設される。一方、下層に配置される対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２は、平板状に形成された電極であり、下層の電極に対して上層の電極が重畳するように設けられる。これにより横電界は、複数の帯状部分から、液晶層ＬＣと当該帯状部分による隙間を経て下層に配置される平板状の電極に至るように形成される。また、上層に配置される２種類の電極が、形状が共通する部分を有して形成され、下層に配置される２種類の電極も同様に形状が共通する部分を有して形成されるため、同一出力の映像信号に対して印加される電界分布が、第１画素と第２画素とで略反転することとなる。これにより、同一出力の映像信号に対する第１画素と第２画素の透過率の差が少なくなる。
【００２５】
また、画素電極ＰＸ１とＰＸ２は、各第１画素及び各第２画素に個別に設けられる。一方、対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、画素電極ＰＸ１とＰＸ２と同様に個別に設けられてもよいし、第１画素及び第２画素に関わらず全ての画素で共用される電極として設けられてもよいし、第１画素の少なくとも一部の画素又は第２画素の少なくとも一部の画素のいずれか、もしくは両方に共用されるように設けられてもよい。第１画素及び第２画素は、走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより区画される画素領域において、個別の対向電極又は他の画素においても共用される対向電極を有することとなる。また、本実施形態においては、図４の各図において示すように、ライン状に配列された第１画素で共用されるように対向電極ＣＴ１が設けられ、同様にライン状に配列された第２画素で共用されるように対向電極ＣＴ２が設けられる。
【００２６】
上層に設けられる対向電極ＣＴ２は、図４Ａで示すように、ライン状に配列された各第２画素において櫛歯状に連なって形成されており、第２画素と他の第２画素との境界部分における帯状電極が他の帯状電極よりも太く形成される。なお、本実施形態の液晶表示装置はフレーム反転駆動されるため、対向電極ＣＴ１とＣＴ２とが他層を介して導通するように形成されていてもよい。なお、対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、個別に形成される場合、若しくは、複数の画素に共通して設けられる場合のいずれの場合であっても、他層に設けられる基準信号線ＣＬとコンタクトホール等を介して接続され基準電位が印加される。
【００２７】
また、下層に設けられる平板状の画素電極ＰＸ２の周囲には、図４Ａ及び図４Ｄ等で示すように、絶縁層ＩＳ３が設けられている。この絶縁層ＩＳ３の代わりに、画素電極ＰＸ２と他の画素電極ＰＸ２との間に対向電極ＣＴ１を介在させるように設けて、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１間の絶縁を維持しつつ、異なるラインとして配列された第１画素の対向電極ＣＴ１を互いに導通させてもよい。なお、平板状に形成された対向電極ＣＴ１には、不図示の開口部が設けられて、当該開口部を経て薄膜トランジスタにおけるソース電極ＳＴと画素電極ＰＸ１とが接続する。
【００２８】
［第２の実施形態］
上記の第１の実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化されるとしているが、第２の実施形態では、Ｖライン反転駆動（カラム反転駆動）によって交流化される。具体的には、第１の実施形態では、１フレーム周期においては、各映像信号線ＤＬから基準電位に対して同一極性となるように出力されるが、第２の実施形態では、互いに等間隔をおいて縦方向に敷設された各映像信号線ＤＬが、１又は複数の映像信号線ＤＬ毎に交互に基準電位に対する極性を反転するように出力する。Ｖライン反転駆動の場合も、フレーム反転駆動の場合と同様に、１フレーム周期毎に各映像信号線ＤＬが基準電位に対して反転駆動される。映像信号線駆動回路ＤＤＲには、映像信号線ＤＬ毎に交互に基準電位に対する極性を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転駆動回路が含まれる。
【００２９】
ここで、複数の映像信号線ＤＬは、図１で示すように縦方向に所定の間隔おきに平行に敷設される。また、図４Ｂ等で示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素が、横方向（映像信号線ＤＬが敷設される方向に対して垂直となる方向）のライン状に配列される。これにより、第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが、縦方向（映像信号線ＤＬに対して平行な方向）に交互となるように配置される。したがって、１フレームにおいて、電界分布が反転した画素が映像信号線ＤＬの敷設される方向とその方向に垂直な方向に混在して表示され、フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化がさらに緩和される。
【００３０】
［第３の実施形態］
上記の第１の実施形態では、図４Ａ等で示すように、第１画素と第２画素とが横方向のライン状に配列され、さらに第１画素によるラインと第２画素によるラインとが縦方向に交互になるように配列される。一方、第３の実施形態では、図５Ａ等で示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と、第２画素の少なくとも一部の画素とが縦方向のライン状に配列され、さらに第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが横方向に交互になるように配列される。第３の実施形態は、かかる点以外は第１の実施形態と略同様である。
【００３１】
ここで、図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様の斜視図と上面図であり、第１画素と第２画素とが縦方向のライン状に交互に配列される様子を示している。図５Ｃは、図５Ｂの上面図におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図５Ａでは、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１との絶縁性が維持されつつ、画素電極ＰＸ２の周囲に対向電極ＣＴ１が設けられる。第３の実施形態における液晶表示装置は、第１の実施形態と同様にフレーム反転駆動されるため、図５Ｂのように第１画素と第２画素とが配置されることで横方向のスメアが改善される。なお、図５Ｂでは、第１画素のラインと第２画素のラインが１列のラインとして形成されているが、複数列のラインによって形成されてもよいし、互いに異なる列数のラインで形成されてもよい。また、異なる列に設けられる対向電極ＣＴ１は導通していてもよいし、図５Ｂで示すように互いに異なる電極で形成されて絶縁されていてもよい。
【００３２】
［第４の実施形態］
上記の第３の実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化されるとしているが、第４の実施形態では、ライン反転駆動（Ｈライン反転駆動）によって交流化される。具体的には、第４の実施形態では、互いに等間隔を置いて横方向に敷設された各走査信号線ＧＬにおいて、１又は複数の走査信号線ＧＬが選択される毎に、選択された第１画素と第２画素にかけられていた電界を反転するように、映像信号線ＤＬから映像信号が出力される。ライン反転駆動の場合には、１又は複数の走査信号線ＧＬが選択される毎に、映像信号線ＤＬが基準電位に対する極性を反転して出力するため、１又は複数の走査信号線ＧＬ毎に交互にその極性が反転することとなる。そしてフレーム反転駆動の場合と同様に、１画面を表示する１フレーム周期毎に、各映像信号線ＤＬからの出力が基準電位に対して反転駆動されることとなる。映像信号線駆動回路ＤＤＲには、このようなライン反転駆動をするライン反転回路が含まれる。第４の実施形態は、かかる点以外は第３の実施形態と略同様である。
【００３３】
ここで、複数の映像信号線ＤＬは、図１で示すように縦方向に敷設され、複数の走査信号線ＧＬは横方向に敷設される。また、図５Ｂで示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素が、縦方向（走査信号線ＧＬが敷設される方向に対して垂直となる方向）のライン状に配置される。第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが、横方向（走査信号線ＤＬに対して平行な方向）に交互となるように配置される。これにより、１フレームにおいて、電界分布が反転した画素が走査信号線ＧＬの敷設される方向とその方向に垂直な方向に混在して表示され、フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化がさらに緩和される。
【００３４】
また、第４の実施形態において、基準線駆動回路ＣＤＲにおいて、上記の走査信号線ＧＬの選択のタイミングに同期させて、ハイ・ローといった２種類の基準電位を交流化して切り替える機能を有する基準線反転回路を設けることとしてもよい。これにより、映像信号線駆動回路ＤＤＲの消費電力が改善される。また、この場合には、対向電極ＣＴ１及びＣＴ２は、少なくとも極性が互いに反転する画素間では絶縁される。具体的には、例えば、共通の走査信号線ＧＬから信号が提供される第１画素及び第２画素における対向電極ＣＴ１及びＣＴ２との間では導通され、走査信号線ＧＬに対して垂直な方向の対向電極間では絶縁される。
【００３５】
［第５の実施形態］
上記の第１の実施形態では、図４Ａ等で示すように、第１画素と第２画素とが横方向のライン状に配列され、さらに第１画素のラインと第２画素のラインとが縦方向に交互になるように配列される。一方、第５の実施形態では、図６Ａ等で示すように、第１画素と、第２画素とが千鳥状に配列される。具体的には、第１画素の少なくとも一部の画素、および第２画素の少なくとも一部の画素とが矩形状に配列され、第１画素による矩形と第２画素による矩形とが縦方向及び横方向に交互になるように配列される。第５の実施形態は、かかる点以外は第１の実施形態と略同様である。
【００３６】
ここで、図６Ａ及び図６Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様の斜視図と上面図であり、第１画素と第２画素とが千鳥状に交互に配列される様子を示している。図６Ｃは、図６Ｂの上面図におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図６Ａでは、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１との絶縁性が維持されつつ、画素電極ＰＸ２の周囲に対向電極ＣＴ１が設けられる。また、第５の実施形態における液晶表示装置は、第１の実施形態と同様にフレーム反転駆動されており、図６Ｂ等で示すように第１画素と第２画素とが配列されることで横方向及び縦方向のスメアが改善される。なお、図６Ｂでは、１画素の第１画素と１画素の第２画素とが千鳥状に交互に配列されているが、例えば、縦２画素×横４画素による８画素、縦１画素×横１０画素による１０画素というような複数の画素からなる矩形配列で千鳥状に配列されてもよい。また、第１画素及び第２画素による各矩形配列のそれぞれが同様の画素数で形成されなくともよく、画素数の多い矩形配列と画素数の少ない矩形配列とが混在して配列されてもよい。なお、ＲＧＢの３色の画素が存在する場合には、これに対応して、縦１画素×横３画素の矩形状に第１画素と第２画素とを設けて、第１画素の矩形配列と第２画素の矩形配列とを千鳥状に交互に配列することとしてもよい。
【００３７】
なお、上記の各実施形態において、マトリクス状に配列される画素において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のサブ画素によって１画素が構成されてもよい。この場合には、当該１画素におけるサブ画素の全てを第１画素又は第２画素としてもよい。また、当該１画素にかかわらず、サブ画素を単位として、第１画素又は第２画素を配置するようにしてもよい。
【００３８】
なお、上記の各実施形態では、映像信号線駆動回路ＤＤＲにおいて反転駆動回路を設けて基準線駆動回路ＣＤＲが提供する基準電位に対して、映像信号を反転させるようにしているが、映像信号に対して基準電圧を反転させるような回路構成としてもよい。
【００３９】
なお、本発明の実施形態に係る液晶表示装置において、上記では液晶の駆動方式をＩＰＳ方式として説明しているが、ＶＡ（Vertically Aligned）方式やＴＮ（Twisted Nematic）方式等のその他の方式の駆動方式であってもよい。ＶＡ方式及びＴＮ方式の場合には、第１画素の画素電極ＰＸ１及び第２画素の対向電極ＣＴ２が対向基板ＣＦに、対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２とがＴＦＴ基板に設けられる。
【００４０】
なお、上記の各実施形態では、第１画素と第２画素とを、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂで示されるような２種類の画素を設けることとしている。しかし、本発明の液晶表示装置において、画素電極と対向電極の配置されている層や形状がそれぞれ異なる複数種類の第１画素や複数種類の第２画素を含んで、マトリクス状に画素が配列されるように設けられてもよい。また、上記のような第1画素と第２画素のほかに、対向電極と画素電極が同層に配置された画素を含んでマトリクス状に配列されてもよい。
【００４１】
なお、上記の各実施形態では、第1画素における画素電極ＰＸ１と第２画素における対向電極ＣＴ２とが、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂで示すように、同一の方向に櫛歯の端部が設けられる電極で形成されているが、例えば、画素電極ＰＸ１や対向電極ＣＴ２の配置に応じて異なる方向に櫛歯の端部が設けられるようにしてもよい。
【００４２】
以上説明した本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、上記の実施形態によっては限定されず、その技術的思想の範囲内において異なる形態にて実施されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の回路図を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第１画素の断面を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第２画素の断面を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図４Ｃ】図４ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図４Ｄ】図４ＢにおけるＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第３の実施形態及び第４の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第３の実施形態及び第４の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図５Ｃ】図５ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図６Ｃ】図６ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
ＰＸ 画素電極、ＰＸ１ 第１画素電極、ＰＸ２ 第２画素電極、ＣＴ 対向電極、ＣＴ１ 第１対向電極、ＣＴ２ 第２対向電極、ＧＬ 走査信号線、ＤＬ 映像信号線、ＣＬ 基準信号線、ＧＤＲ 走査線駆動回路、ＤＤＲ 映像信号線駆動回路、ＣＤＲ 基準線駆動回路、ＳＵＢ ＴＦＴ基板、ＣＦ 対向基板、ＧＡ１,ＧＡ２ ガラス基板、ＰＡ 保護膜、ＧＩ ゲート絶縁層、ＩＳ１,ＩＳ２,ＩＳ３ 絶縁層、ＰＳ 半導体膜、ＧＴ ゲート電極、ＤＴ ドレイン電極、ＳＴ ソース電極、ＬＣ 液晶層、ＦＬ カラーフィルタ層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、画素電極と対向電極との間にかけられる電界を反転することによって発生するフリッカ等の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に液晶表示装置では、マトリクス状に画素が配置される。各画素には画素電極と対向電極とが設けられて、２つの電極間に印加される電圧によって液晶層が駆動される。また、画素電極と対向電極との間には、液晶層の短寿命化を防止するために交流化された電圧が印加され、その周期に従って両電極間の電界が反転される。
【０００３】
なお、特許文献１には、白表示における着色を抑制した横電界方式の液晶表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−５８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、互いに形状が異なる画素電極と対向電極などといった電極構造のため、正方向に印加された場合の電界分布と、逆方向に印加された場合の電界分布とで、完全に一致するように反転させることは困難である。このため、前者の場合と後者の場合とにおいて、駆動される液晶層の配向に差異が生じ、画素における光の透過率が異なることとなる。電界反転時に発生する透過率の差異は、フリッカの発生等、液晶表示装置の画質に悪影響を及ぼす。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて、電界反転時における電界分布の差異が画質に与える影響を抑えた液晶表示装置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】
【０００６】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、第１画素電極と、該第１画素電極に対向してその下側に配置されて該第１画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極とを、それぞれ有する複数の第１画素と、第２画素電極と、該第２画素電極に対向してその上側に配置されて該第２画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極とを、それぞれ有する複数の第２画素と、前記第１画素の各々と前記第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、前記第１画素と前記第２画素は、前記所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、前記第１画素の少なくとも一部の画素と前記第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【０００７】
（２）（１）の液晶表示装置において、前記第１画素における前記第１画素電極は上層に配置されるとともに、前記第１対向電極は下層に配置され、前記第２画素における前記第２画素電極は前記下層に配置されるとともに、前記第２対向電極は前記上層に配置される、ことを特徴とする。
【０００８】
（３）（１）から（２）の何れかの液晶表示装置において、前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、前記第１画素電極と前記第１対向電極、及び、前記第２画素電極と前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板に形成され、前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、ことを特徴とする。
【０００９】
（４）（１）から（３）の何れかの液晶表示装置において、前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、前記第１画素電極と、前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板において複数の帯状部分を含むよう形成され、前記第１対向電極と、前記第２画素電極は、前記ＴＦＴ基板において平板状に形成され、前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、ことを特徴とする液晶表示装置。
【００１０】
（５）（１）から（４）の何れかの液晶表示装置において、前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、縦方向又は横方向のうちの一方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記縦方向又は前記横方向のうちの他方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１１】
（６）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記第１画素の各々と前記第２画素の各々に、映像信号を供給するように敷設される複数の映像信号線を含み、前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、該１フレーム周期において、前記映像信号を１又は複数の前記映像信号線毎に交互に極性が反転するように供給し、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記映像信号線が敷設される方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記映像信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１２】
（７）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々に、走査信号を供給するように敷設される複数の走査信号線を含み、前記反転駆動回路は、１又は複数の走査信号線を走査する毎に、該走査信号線によって選択された前記第１画素及び前記第２画素にかけられる電界を反転させるライン反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記走査信号線が敷設された方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記走査信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、ことを特徴とする。
【００１３】
（８）（１）から（５）の何れかの液晶表示装置において、前記反転駆動回路は、１フレーム毎に前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々にかけられる電界を反転させるフレーム反転回路であって、前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、互いに千鳥状になるように配列される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
（１）に記載の液晶表示装置によれば、電界反転時における電界分布の差異が画質に与える影響を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示装置であって、走査信号線、映像信号線、薄膜トランジスタ、画素電極、及び対向電極が配置されたＴＦＴ基板と、当該ＴＦＴ基板と対向して、液晶層を封止する対向基板とを含んで構成される。このＴＦＴ基板及び対向基板は、例えば、ガラス基板で形成されて、対向基板にはカラーフィルタが設けられてよい。
【００１６】
図１は、上記の液晶表示装置のＴＦＴ基板ＳＵＢの等価回路図を示している。同図において、ＴＦＴ基板ＳＵＢでは、複数の走査信号線ＧＬが互いに等間隔を置いて図中横方向に敷設されており、また、複数の映像信号線ＤＬが互いに等間隔をおいて図中縦方向に敷設されている。そして、これら走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬによりマトリクス状に並ぶ画素のそれぞれが区画されている。また、各走査信号線ＧＬと平行に、基準信号線ＣＬが図中横方向に敷設されている。
【００１７】
走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより区画される画素領域には、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）構造を有する薄膜トランジスタが形成されており、そのゲート電極は走査信号線ＧＬに接続され、ドレイン電極は映像信号線ＤＬに接続されている。また、各画素領域には画素電極ＰＸ及び対向電極ＣＴが形成されており、画素電極ＰＸは薄膜トランジスタのソース電極に接続され、対向電極ＣＴは基準信号線ＣＬに接続されている。
【００１８】
以上の回路構成において、基準線駆動回路ＣＤＲから、基準信号線ＣＬを解して各画素における対向電極ＣＴに基準電圧が印加され、走査線駆動回路ＧＤＲから、各走査信号線ＧＬを介して各画素に走査信号が順次供給される。走査信号線ＧＬによる画素行の選択のタイミングにおいて、映像信号線駆動回路ＤＤＲから各映像信号線ＤＬを介して映像信号が供給されることにより、各画素の画素電極ＰＸに映像信号の電圧が印加される。これにより、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に、映像信号の電圧に応じた強度の横電解が、各画素の液晶層において発生する。この液晶層は、液体の流動性と固体（結晶）の光学的性質を併せ持ち、電圧等によって分子の向きが変えられて光の状態を制御することができる液晶分子を封有している層である。上述の横電界が、液晶層にかけられることにより、各画素の光の透過率が制御される。
【００１９】
ここで、液晶層に一方向の電解が加わり続けることによる劣化を防止するため、液晶層は交流で駆動される。本実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化され、各画素における液晶層にかけられる横電界が、所定の交流化周期で反転することとなる。フレーム反転駆動では、１フレーム周期（例えば、１／６０秒の期間）毎に各走査信号線ＧＬが一方向から順次選択されて走査されることにより、一画面（フレーム）が表示され、１フレーム周期毎に各画素に同一の極性となる電界がかけられて、反転するようになっている。具体的には、対向電極ＣＴに印加される基準電位は、フレーム反転周期に関わらず一定であり、１フレーム周期においては、各映像信号線ＤＬから基準電位に対して同一極性となるように映像信号が出力され、１フレーム周期毎に各映像信号線ＤＬを基準電位に対して反転駆動する。そして、特に本実施形態における液晶表示装置では、マトリクス状に並ぶ画素は、第１画素と第２画素とを含んで構成されており、映像信号線駆動回路ＤＤＲは、１フレーム周期毎に、第１画素の各々と第２画素の各々にかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路を含んでいる。
【００２０】
ここで、図２及び図３は、第１画素と第２画素における薄膜トランジスタと画素電極及び対向電極の位置関係を模式的に示す断面図である。これらの図で示すように、ガラス基板ＧＡ１上に保護層ＰＡが形成されて、半導体膜ＰＳ、ゲート絶縁層ＧＩ、絶縁層ＩＳ１、ゲート電極ＧＴ、ドレイン電極ＤＴ及びソース電極ＳＴによって薄膜トランジスタが形成されている。この薄膜トランジスタは、上述のマトリクス状に並ぶ画素のそれぞれに形成される。ゲート電極ＧＴは走査信号線ＧＬと接続され、走査信号が印加されるタイミングにおいて、映像信号線ＤＬと接続されたドレイン電極ＤＴから半導体膜ＰＳおよびソース電極ＳＴを経て映像信号線ＤＬの映像信号が画素電極ＰＸ１（第１画素電極）及びＰＸ２（第２画素電極）に供給される。また、対向電極ＣＴ１（第１対向電極）及びＣＴ２（第２対向電極）は、コンタクトホール等を介して基準信号線ＣＬと接続される（不図示）。そして、第１画素は、図２で示すように、液晶層ＬＣにおいて設けられた画素電極ＰＸ１とソース電極ＳＴとが接続し、対向電極ＣＴ１が画素電極ＰＸ１よりも下側（ガラス基板ＧＡ１側）の層である絶縁層ＩＳ３に設けられる。この絶縁層ＩＳ３は、平坦化のために設けられた絶縁層ＩＳ２の上側（ガラス基板ＧＡ２側）に設けられる。一方、第２画素は、図３で示すように、液晶層ＬＣにおいて対向電極ＣＴ２が設けられ、画素電極ＰＸ２が対向電極ＣＴ２の下側の層である絶縁層ＩＳ３に設けられる。対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２は、絶縁層ＩＳ３に周囲を覆われ、その上側の層である液晶層ＬＣに画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２とが設けられる。これらの画素電極ＰＸ１とＰＸ２及び対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、ガラス基板ＧＡ１側から入射するバックライトからの光源を透過するためにＩＴＯ（インジウム錫酸化物：Indium Tin Oxide）等の透明導電膜によって形成される。なお、液晶層ＬＣにおいて、画素電極ＰＸ１および対向電極ＣＴ２が形成された絶縁層ＩＳ３と、カラーフィルタ層ＦＬとの表面には配向膜が設けられるが、この配向膜は図２、図３においては省略されている。
【００２１】
そして、第１画素及び第２画素のドレイン電極ＤＴに、対向電極ＣＴ１及びＣＴ２に印加された基準電位に対して高い電位となるように映像信号が供給されると、図２及び図３における点線で示すような横電解が発生する。このように第１画素と第２画素とでは、画素電極と対向電極とが配置される層が逆転しているため、所定の基準電位に対して同一極性となるように映像信号線ＤＬから映像信号が出力されることにより、液晶層ＬＣに印加される電界が反転することとなる。第１画素と第２画素とを少なくとも一つの方向に交互となるように配置することで、電界分布が反転した画素が１フレームにおいて混在して表示される。これにより、１フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化が、観察者が巨視的に見ることで緩和されることとなる。
【００２２】
ここで、本実施形態では、画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２が上層である液晶層ＬＣに、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１が下層である絶縁層ＩＳ３に配置されている。しかし、画素電極と対向電極の位置が、第１画素と第２画素とで上下反転するように配置されていれば、必ずしも同層で形成されなくともよい。第１画素と第２画素における画素電極及び対向電極の位置が上下反転することで、基準電位に対して同一極性となる映像信号により、第１画素と第２画素の電界分布が１フレーム周期において互いに反転するため、上記と同様に画質の劣化が緩和される。
【００２３】
図４Ａは、上層である液晶層ＬＣにおいて画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２が配置されている様子と、下層である絶縁層ＩＳ３において画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１とが配置されている様子を示す斜視図である。また、図４Ｂは、第１画素と第２画素とが配列されている様子を示す上面図であり、図４Ｃ及び図４Ｄは、上面図におけるＣ−Ｃ断面とＤ−Ｄ断面を示す断面図である。本実施形態では、第１画素の少なくとも一部の画素、第２画素の少なくとも一部の画素が横方向にライン状に配列され、第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが縦方向に交互になるように配列される。これにより、フレーム反転駆動の液晶表示装置において、縦方向のスメアが改善される。なお、図４Ｂでは、第１画素の少なくとも一部の画素によるラインと第２画素の少なくとも一部の画素によるラインが共に１行のラインとして形成されているが、複数行のラインによって形成されてもよいし、互いに異なる行数のラインで形成されてもよい。
【００２４】
また、上層に配置される画素電極ＰＸ１と対向電極ＣＴ２は、複数の帯状部分を含んで形成される電極であり、本実施形態においては櫛歯状に形成されている。また、当該帯状部分は、所定の方向に向かって延伸するとともに、複数の帯状部分が所定間隔を空けて並設される。一方、下層に配置される対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２は、平板状に形成された電極であり、下層の電極に対して上層の電極が重畳するように設けられる。これにより横電界は、複数の帯状部分から、液晶層ＬＣと当該帯状部分による隙間を経て下層に配置される平板状の電極に至るように形成される。また、上層に配置される２種類の電極が、形状が共通する部分を有して形成され、下層に配置される２種類の電極も同様に形状が共通する部分を有して形成されるため、同一出力の映像信号に対して印加される電界分布が、第１画素と第２画素とで略反転することとなる。これにより、同一出力の映像信号に対する第１画素と第２画素の透過率の差が少なくなる。
【００２５】
また、画素電極ＰＸ１とＰＸ２は、各第１画素及び各第２画素に個別に設けられる。一方、対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、画素電極ＰＸ１とＰＸ２と同様に個別に設けられてもよいし、第１画素及び第２画素に関わらず全ての画素で共用される電極として設けられてもよいし、第１画素の少なくとも一部の画素又は第２画素の少なくとも一部の画素のいずれか、もしくは両方に共用されるように設けられてもよい。第１画素及び第２画素は、走査信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより区画される画素領域において、個別の対向電極又は他の画素においても共用される対向電極を有することとなる。また、本実施形態においては、図４の各図において示すように、ライン状に配列された第１画素で共用されるように対向電極ＣＴ１が設けられ、同様にライン状に配列された第２画素で共用されるように対向電極ＣＴ２が設けられる。
【００２６】
上層に設けられる対向電極ＣＴ２は、図４Ａで示すように、ライン状に配列された各第２画素において櫛歯状に連なって形成されており、第２画素と他の第２画素との境界部分における帯状電極が他の帯状電極よりも太く形成される。なお、本実施形態の液晶表示装置はフレーム反転駆動されるため、対向電極ＣＴ１とＣＴ２とが他層を介して導通するように形成されていてもよい。なお、対向電極ＣＴ１とＣＴ２は、個別に形成される場合、若しくは、複数の画素に共通して設けられる場合のいずれの場合であっても、他層に設けられる基準信号線ＣＬとコンタクトホール等を介して接続され基準電位が印加される。
【００２７】
また、下層に設けられる平板状の画素電極ＰＸ２の周囲には、図４Ａ及び図４Ｄ等で示すように、絶縁層ＩＳ３が設けられている。この絶縁層ＩＳ３の代わりに、画素電極ＰＸ２と他の画素電極ＰＸ２との間に対向電極ＣＴ１を介在させるように設けて、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１間の絶縁を維持しつつ、異なるラインとして配列された第１画素の対向電極ＣＴ１を互いに導通させてもよい。なお、平板状に形成された対向電極ＣＴ１には、不図示の開口部が設けられて、当該開口部を経て薄膜トランジスタにおけるソース電極ＳＴと画素電極ＰＸ１とが接続する。
【００２８】
［第２の実施形態］
上記の第１の実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化されるとしているが、第２の実施形態では、Ｖライン反転駆動（カラム反転駆動）によって交流化される。具体的には、第１の実施形態では、１フレーム周期においては、各映像信号線ＤＬから基準電位に対して同一極性となるように出力されるが、第２の実施形態では、互いに等間隔をおいて縦方向に敷設された各映像信号線ＤＬが、１又は複数の映像信号線ＤＬ毎に交互に基準電位に対する極性を反転するように出力する。Ｖライン反転駆動の場合も、フレーム反転駆動の場合と同様に、１フレーム周期毎に各映像信号線ＤＬが基準電位に対して反転駆動される。映像信号線駆動回路ＤＤＲには、映像信号線ＤＬ毎に交互に基準電位に対する極性を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転駆動回路が含まれる。
【００２９】
ここで、複数の映像信号線ＤＬは、図１で示すように縦方向に所定の間隔おきに平行に敷設される。また、図４Ｂ等で示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素が、横方向（映像信号線ＤＬが敷設される方向に対して垂直となる方向）のライン状に配列される。これにより、第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが、縦方向（映像信号線ＤＬに対して平行な方向）に交互となるように配置される。したがって、１フレームにおいて、電界分布が反転した画素が映像信号線ＤＬの敷設される方向とその方向に垂直な方向に混在して表示され、フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化がさらに緩和される。
【００３０】
［第３の実施形態］
上記の第１の実施形態では、図４Ａ等で示すように、第１画素と第２画素とが横方向のライン状に配列され、さらに第１画素によるラインと第２画素によるラインとが縦方向に交互になるように配列される。一方、第３の実施形態では、図５Ａ等で示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と、第２画素の少なくとも一部の画素とが縦方向のライン状に配列され、さらに第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが横方向に交互になるように配列される。第３の実施形態は、かかる点以外は第１の実施形態と略同様である。
【００３１】
ここで、図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様の斜視図と上面図であり、第１画素と第２画素とが縦方向のライン状に交互に配列される様子を示している。図５Ｃは、図５Ｂの上面図におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図５Ａでは、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１との絶縁性が維持されつつ、画素電極ＰＸ２の周囲に対向電極ＣＴ１が設けられる。第３の実施形態における液晶表示装置は、第１の実施形態と同様にフレーム反転駆動されるため、図５Ｂのように第１画素と第２画素とが配置されることで横方向のスメアが改善される。なお、図５Ｂでは、第１画素のラインと第２画素のラインが１列のラインとして形成されているが、複数列のラインによって形成されてもよいし、互いに異なる列数のラインで形成されてもよい。また、異なる列に設けられる対向電極ＣＴ１は導通していてもよいし、図５Ｂで示すように互いに異なる電極で形成されて絶縁されていてもよい。
【００３２】
［第４の実施形態］
上記の第３の実施形態における液晶表示装置は、フレーム反転駆動によって交流化されるとしているが、第４の実施形態では、ライン反転駆動（Ｈライン反転駆動）によって交流化される。具体的には、第４の実施形態では、互いに等間隔を置いて横方向に敷設された各走査信号線ＧＬにおいて、１又は複数の走査信号線ＧＬが選択される毎に、選択された第１画素と第２画素にかけられていた電界を反転するように、映像信号線ＤＬから映像信号が出力される。ライン反転駆動の場合には、１又は複数の走査信号線ＧＬが選択される毎に、映像信号線ＤＬが基準電位に対する極性を反転して出力するため、１又は複数の走査信号線ＧＬ毎に交互にその極性が反転することとなる。そしてフレーム反転駆動の場合と同様に、１画面を表示する１フレーム周期毎に、各映像信号線ＤＬからの出力が基準電位に対して反転駆動されることとなる。映像信号線駆動回路ＤＤＲには、このようなライン反転駆動をするライン反転回路が含まれる。第４の実施形態は、かかる点以外は第３の実施形態と略同様である。
【００３３】
ここで、複数の映像信号線ＤＬは、図１で示すように縦方向に敷設され、複数の走査信号線ＧＬは横方向に敷設される。また、図５Ｂで示すように、第１画素の少なくとも一部の画素と第２画素の少なくとも一部の画素が、縦方向（走査信号線ＧＬが敷設される方向に対して垂直となる方向）のライン状に配置される。第１画素による複数のラインと第２画素による複数のラインとが、横方向（走査信号線ＤＬに対して平行な方向）に交互となるように配置される。これにより、１フレームにおいて、電界分布が反転した画素が走査信号線ＧＬの敷設される方向とその方向に垂直な方向に混在して表示され、フレーム毎に反転駆動されることによる画質の劣化がさらに緩和される。
【００３４】
また、第４の実施形態において、基準線駆動回路ＣＤＲにおいて、上記の走査信号線ＧＬの選択のタイミングに同期させて、ハイ・ローといった２種類の基準電位を交流化して切り替える機能を有する基準線反転回路を設けることとしてもよい。これにより、映像信号線駆動回路ＤＤＲの消費電力が改善される。また、この場合には、対向電極ＣＴ１及びＣＴ２は、少なくとも極性が互いに反転する画素間では絶縁される。具体的には、例えば、共通の走査信号線ＧＬから信号が提供される第１画素及び第２画素における対向電極ＣＴ１及びＣＴ２との間では導通され、走査信号線ＧＬに対して垂直な方向の対向電極間では絶縁される。
【００３５】
［第５の実施形態］
上記の第１の実施形態では、図４Ａ等で示すように、第１画素と第２画素とが横方向のライン状に配列され、さらに第１画素のラインと第２画素のラインとが縦方向に交互になるように配列される。一方、第５の実施形態では、図６Ａ等で示すように、第１画素と、第２画素とが千鳥状に配列される。具体的には、第１画素の少なくとも一部の画素、および第２画素の少なくとも一部の画素とが矩形状に配列され、第１画素による矩形と第２画素による矩形とが縦方向及び横方向に交互になるように配列される。第５の実施形態は、かかる点以外は第１の実施形態と略同様である。
【００３６】
ここで、図６Ａ及び図６Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様の斜視図と上面図であり、第１画素と第２画素とが千鳥状に交互に配列される様子を示している。図６Ｃは、図６Ｂの上面図におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図６Ａでは、画素電極ＰＸ２と対向電極ＣＴ１との絶縁性が維持されつつ、画素電極ＰＸ２の周囲に対向電極ＣＴ１が設けられる。また、第５の実施形態における液晶表示装置は、第１の実施形態と同様にフレーム反転駆動されており、図６Ｂ等で示すように第１画素と第２画素とが配列されることで横方向及び縦方向のスメアが改善される。なお、図６Ｂでは、１画素の第１画素と１画素の第２画素とが千鳥状に交互に配列されているが、例えば、縦２画素×横４画素による８画素、縦１画素×横１０画素による１０画素というような複数の画素からなる矩形配列で千鳥状に配列されてもよい。また、第１画素及び第２画素による各矩形配列のそれぞれが同様の画素数で形成されなくともよく、画素数の多い矩形配列と画素数の少ない矩形配列とが混在して配列されてもよい。なお、ＲＧＢの３色の画素が存在する場合には、これに対応して、縦１画素×横３画素の矩形状に第１画素と第２画素とを設けて、第１画素の矩形配列と第２画素の矩形配列とを千鳥状に交互に配列することとしてもよい。
【００３７】
なお、上記の各実施形態において、マトリクス状に配列される画素において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のサブ画素によって１画素が構成されてもよい。この場合には、当該１画素におけるサブ画素の全てを第１画素又は第２画素としてもよい。また、当該１画素にかかわらず、サブ画素を単位として、第１画素又は第２画素を配置するようにしてもよい。
【００３８】
なお、上記の各実施形態では、映像信号線駆動回路ＤＤＲにおいて反転駆動回路を設けて基準線駆動回路ＣＤＲが提供する基準電位に対して、映像信号を反転させるようにしているが、映像信号に対して基準電圧を反転させるような回路構成としてもよい。
【００３９】
なお、本発明の実施形態に係る液晶表示装置において、上記では液晶の駆動方式をＩＰＳ方式として説明しているが、ＶＡ（Vertically Aligned）方式やＴＮ（Twisted Nematic）方式等のその他の方式の駆動方式であってもよい。ＶＡ方式及びＴＮ方式の場合には、第１画素の画素電極ＰＸ１及び第２画素の対向電極ＣＴ２が対向基板ＣＦに、対向電極ＣＴ１と画素電極ＰＸ２とがＴＦＴ基板に設けられる。
【００４０】
なお、上記の各実施形態では、第１画素と第２画素とを、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂで示されるような２種類の画素を設けることとしている。しかし、本発明の液晶表示装置において、画素電極と対向電極の配置されている層や形状がそれぞれ異なる複数種類の第１画素や複数種類の第２画素を含んで、マトリクス状に画素が配列されるように設けられてもよい。また、上記のような第1画素と第２画素のほかに、対向電極と画素電極が同層に配置された画素を含んでマトリクス状に配列されてもよい。
【００４１】
なお、上記の各実施形態では、第1画素における画素電極ＰＸ１と第２画素における対向電極ＣＴ２とが、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂで示すように、同一の方向に櫛歯の端部が設けられる電極で形成されているが、例えば、画素電極ＰＸ１や対向電極ＣＴ２の配置に応じて異なる方向に櫛歯の端部が設けられるようにしてもよい。
【００４２】
以上説明した本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、上記の実施形態によっては限定されず、その技術的思想の範囲内において異なる形態にて実施されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の回路図を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第１画素の断面を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第２画素の断面を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図４Ｃ】図４ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図４Ｄ】図４ＢにおけるＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第３の実施形態及び第４の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第３の実施形態及び第４の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図５Ｃ】図５ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極と対向電極が配置されている様子を示す上面図である。
【図６Ｃ】図６ＢにおけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
ＰＸ 画素電極、ＰＸ１ 第１画素電極、ＰＸ２ 第２画素電極、ＣＴ 対向電極、ＣＴ１ 第１対向電極、ＣＴ２ 第２対向電極、ＧＬ 走査信号線、ＤＬ 映像信号線、ＣＬ 基準信号線、ＧＤＲ 走査線駆動回路、ＤＤＲ 映像信号線駆動回路、ＣＤＲ 基準線駆動回路、ＳＵＢ ＴＦＴ基板、ＣＦ 対向基板、ＧＡ１,ＧＡ２ ガラス基板、ＰＡ 保護膜、ＧＩ ゲート絶縁層、ＩＳ１,ＩＳ２,ＩＳ３ 絶縁層、ＰＳ 半導体膜、ＧＴ ゲート電極、ＤＴ ドレイン電極、ＳＴ ソース電極、ＬＣ 液晶層、ＦＬ カラーフィルタ層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画素電極と、該第１画素電極に対向してその下側に配置されて該第１画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極とを、それぞれ有する複数の第１画素と、
第２画素電極と、該第２画素電極に対向してその上側に配置されて該第２画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極とを、それぞれ有する複数の第２画素と、
前記第１画素の各々と前記第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、
前記第１画素と前記第２画素は、前記所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、
前記第１画素の少なくとも一部の画素と前記第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素における前記第１画素電極は上層に配置されるとともに、前記第１対向電極は下層に配置され、
前記第２画素における前記第２画素電極は前記下層に配置されるとともに、前記第２対向電極は前記上層に配置される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１の液晶表示装置において、
前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、
前記第１画素電極と前記第１対向電極、及び、前記第２画素電極と前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板に形成され、
前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１の液晶表示装置において、
前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、
前記第１画素電極と、前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板において複数の帯状部分を含むよう形成され、
前記第１対向電極と、前記第２画素電極は、前記ＴＦＴ基板において平板状に形成され、
前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１の液晶表示装置において、
前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、縦方向又は横方向のうちの一方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記縦方向又は前記横方向のうちの他方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素の各々と前記第２画素の各々に、映像信号を供給するように敷設される複数の映像信号線を含み、
前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、該１フレーム周期において、前記映像信号を１又は複数の前記映像信号線毎に交互に極性が反転するように供給し、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記映像信号線が敷設される方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記映像信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々に、走査信号を供給するように敷設される複数の走査信号線を含み、
前記反転駆動回路は、１又は複数の走査信号線を走査する毎に、該走査信号線によって選択された前記第１画素及び前記第２画素にかけられる電界を反転させるライン反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記走査信号線が敷設された方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記走査信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１の液晶表示装置において、
前記反転駆動回路は、１フレーム毎に前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々にかけられる電界を反転させるフレーム反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、互いに千鳥状になるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
第１画素電極と、該第１画素電極に対向してその下側に配置されて該第１画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第１対向電極とを、それぞれ有する複数の第１画素と、
第２画素電極と、該第２画素電極に対向してその上側に配置されて該第２画素電極との間にかけられる電界によって液晶層を駆動する第２対向電極とを、それぞれ有する複数の第２画素と、
前記第１画素の各々と前記第２画素の各々においてかけられる電界を所定周期毎に反転する反転駆動回路と、を含み、
前記第１画素と前記第２画素は、前記所定周期における電界が互いに反転するようにかけられ、
前記第１画素の少なくとも一部の画素と前記第２画素の少なくとも一部の画素は、少なくとも１つの方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素における前記第１画素電極は上層に配置されるとともに、前記第１対向電極は下層に配置され、
前記第２画素における前記第２画素電極は前記下層に配置されるとともに、前記第２対向電極は前記上層に配置される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１の液晶表示装置において、
前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、
前記第１画素電極と前記第１対向電極、及び、前記第２画素電極と前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板に形成され、
前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１の液晶表示装置において、
前記液晶層を狭持するＴＦＴ基板と対向基板とを含み、
前記第１画素電極と、前記第２対向電極は、前記ＴＦＴ基板において複数の帯状部分を含むよう形成され、
前記第１対向電極と、前記第２画素電極は、前記ＴＦＴ基板において平板状に形成され、
前記第１画素電極は前記第１対向電極よりも前記液晶層側に、前記第２対向電極は前記第２画素電極よりも前記液晶層側に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１の液晶表示装置において、
前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、縦方向又は横方向のうちの一方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記縦方向又は前記横方向のうちの他方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素の各々と前記第２画素の各々に、映像信号を供給するように敷設される複数の映像信号線を含み、
前記反転駆動回路は、前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々においてかけられる電界を１フレーム周期毎に反転するフレーム反転回路であって、該１フレーム周期において、前記映像信号を１又は複数の前記映像信号線毎に交互に極性が反転するように供給し、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記映像信号線が敷設される方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記映像信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１の液晶表示装置において、
前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々に、走査信号を供給するように敷設される複数の走査信号線を含み、
前記反転駆動回路は、１又は複数の走査信号線を走査する毎に、該走査信号線によって選択された前記第１画素及び前記第２画素にかけられる電界を反転させるライン反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、それぞれが、前記走査信号線が敷設された方向に対して垂直となる方向の複数のラインとなるように配列されるとともに、前記走査信号線に対して平行な方向に交互となるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１の液晶表示装置において、
前記反転駆動回路は、１フレーム毎に前記第１画素の各々及び前記第２画素の各々にかけられる電界を反転させるフレーム反転回路であって、
前記第１画素の少なくとも一部の画素及び前記第２画素の少なくとも一部の画素は、互いに千鳥状になるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公開番号】特開２０１０−１０２００９（Ｐ２０１０−１０２００９Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１８４８（Ｐ２００８−２７１８４８）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]