JP4262501B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【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、アクティブマトリクス駆動の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置（Liquid Crystal Display）は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに用いられている。特に、高解像度で高コントラストな表示が可能なアクティブマトリクス型の液晶表示装置が広く用いられている。
【０００３】
一般的なアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、これに対向する対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に設けられた液晶層とを備えている。アクティブマトリクス基板上には、行方向に延びる複数の走査配線と、列方向に延びる信号配線と、これらに囲まれた領域にそれぞれが配置された複数の画素電極と、複数の画素電極のそれぞれに電気的に接続されたスイッチング素子とが形成されている。スイッチング素子を介して画素電極に所定の電圧が印加され、それによって液晶層の液晶分子の配向状態が変化することによって表示が行われる。
【０００４】
従来の液晶表示装置において、画素電極が存在しない部分は、対向基板に遮光層を設けることによって遮光されていた。これは、画素電極と走査配線との間や、画素電極と信号配線との間においては、液晶層に電圧が印加されず、また、走査配線や信号配線によって遮光されることもないので、バックライトからの光が漏れてきて表示が正しく行われないためである。
【０００５】
ところが、上述したように対向基板側に遮光層を設けると、画素内での表示に寄与する領域の割合が低下し、開口率が低下するので、明るい表示を行うことができない。
【０００６】
そこで、対向基板側に遮光層を設ける必要がない構造として、図１４および図１５に示すような二層構造電極が提案されている。
【０００７】
図１４および図１５に示した液晶表示装置７００は、画素電極７１５が、層間絶縁膜７１６の下に形成された下層電極７１５ａと、層間絶縁膜７１６の上に形成された上層電極７１５ｂとを有している。下層電極７１５ａは、ＩＴＯなどの透明導電材料から形成されており、上層電極７１５ｂは、Ａｌなどの光反射性を有する材料から形成されている。下層電極７１５ａは、ＴＦＴ７１３のドレイン電極と接続されており、上層電極７１５ｂは、層間絶縁膜７１６に設けられたコンタクトホール７１６ａにおいて下層電極７１５ａと接続されている。
【０００８】
液晶表示装置７００は、透過反射両用型の液晶表示装置である。上層電極７１５ｂが形成されている部分は、周囲光を用いて反射モードの表示を行う反射領域であり、上層電極７１５ｂが形成されず、下層電極７１５ａが露出している部分が、バックライトからの光を用いて透過モードで表示を行う透過領域である。なお、下層電極７１５ａは、補助容量配線７１４とともに補助容量を構成し、画素内での電荷の保持を補助する役割も果たす。
【０００９】
液晶表示装置７００においては、上層電極７１５ｂは、図１４および図１５に示したように、層間絶縁膜７１６を介して走査配線７１１や信号配線７１２と重畳するように形成されているので、画素電極７１５が存在しない部分からの光漏れがなく、対向基板７００ｂ側に遮光層を形成する必要がない。そのため、開口率が向上し、明るい表示が実現される。なお、上述した二層構造電極は、透過反射両用型の液晶表示装置だけでなく、透過型の液晶表示装置や、反射型の液晶表示装置にも用いることができる。透過型の液晶表示装置に用いる場合には、上層電極を透明導電材料を用いて形成すればよく、反射型の液晶表示装置に用いる場合には、下層電極を光反射性を有する材料を用いて形成すればよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示装置の走査配線には、スイッチング素子の非選択期間に大きな電圧が供給されるので、画素電極と走査配線との間にこれらの電位差に起因した横電界が発生する。そのため、この横電界によって画素電極の端部上に位置する液晶分子の配向が乱され、表示不良の原因となる。この表示不良は、図１４および図１５に示した、二層構造電極を備えた液晶表示装置７００においても生じる。以下、この表示不良についてさらに詳しく説明する。
【００１１】
一般に、走査配線には、その走査配線に接続されたＴＦＴの選択期間以外（すなわち非選択期間）には常に−１０Ｖ程度の電圧が供給されている。一方、画素電極には、０Ｖ〜５Ｖ程度の電圧が供給される。液晶層は、理想的には、画素電極と対向電極との間の電位差にのみ基づいて配向状態を制御されることが好ましいが、実際には、走査配線に供給される強い負電圧の影響により、画素電極の端部において電界が歪められ、液晶分子の配向状態が乱れてしまう。
【００１２】
走査配線に供給される電圧に起因する電界の歪みは、走査配線を挟んで隣接する２つの画素の一方においてより顕著となることが多い。典型的には、画素に供給される電圧は、走査配線１ラインごと（１水平走査期間ごと）および１フレームごとにその極性を反転されるので、走査配線を挟んで隣接する２つの画素には、任意の時点で極性が異なる電圧が供給され、それぞれの画素の電圧の極性は１フレームごとに反転される。図１５においては、走査配線７１１を挟んで隣接した２つの画素のうち、右側の画素に正極性の電圧、左側の画素に負極性の電圧が供給されているときの液晶分子３０ａの配向状態を模式的に示しているが、右側の画素は、正極性の電圧を供給されているので、走査配線７１１との電位差が左側の画素よりも大きく、電界の歪みも大きい。
【００１３】
また、図１５に示した液晶表示装置７００においては、アクティブマトリクス基板７００ａの表面には矢印７１８で示す方向にラビング処理が施されているが、ラビング処理の下流側に相当する右側の画素の端部においては、横電界の影響によって、ラビング処理によるプレチルト方向とは逆向きに液晶分子３０ａが配向した液晶ドメイン（いわゆるリバースチルトドメイン）が発生してしまうので、表示不良が視認されやすい。
【００１４】
リバースチルトドメインは、図１５に示したように、遮光性材料からなる走査配線上に発生する。そのため、透過型の液晶表示装置においては、リバースチルトドメインが小さいと表示不良としてほとんど視認されないこともあるものの、透過反射両用型液晶表示装置や反射型液晶表示装置においては、層間絶縁膜を介して走査配線に重畳する部分も表示に寄与するので、リバースチルトドメインが発生すると顕著な表示不良として視認されやすい。
【００１５】
また、液晶表示装置は、近年、携帯電話や携帯情報端末などに用いられることが多く、低消費電力性が求められており、低消費電力性を実現する手法として、常に高い周波数で画素電極への書き込みを繰り返す通常の動作モードに加えて、静止画を必要最低限のリフレッシュレートで書き込むことによって表示状態を保持する、いわゆる低周波駆動を行うことが提案されている。
【００１６】
しかしながら、本願発明者が検討したところ、低周波駆動を行うと、上述したような表示不良はいっそう顕著となることがわかった。
【００１７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、走査配線と画素電極との間の電位差に起因する表示不良の発生が抑制された、高品位の表示が可能な液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
【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、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、前記第１基板は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素電極と、行方向に延びる複数の走査配線と、列方向に延びる複数の信号配線と、それぞれが前記複数の画素電極のそれぞれと前記複数の走査配線および前記複数の信号配線とに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に形成された層間絶縁膜と、を有し、前記複数の走査配線の間には、前記画素電極との間で補助容量を形成すると共に行方向に延びる補助容量配線がそれぞれ配置された、液晶表示装置であって、前記複数の画素電極のそれぞれは、前記層間絶縁膜の下に形成された第１画素電極と、前記層間絶縁膜の上に形成された第２画素電極とを有し、互いに隣り合う前記第２画素電極同士の間には、前記第１基板の表面の法線方向から見て、前記走査配線と重なる位置に間隙が設けられ、前記第１画素電極は、前記間隙と前記走査配線との間に配置され、該走査配線と前記第２画素電極との間で電界を遮蔽する遮蔽電極を有しており、そのことによって上記目的が達成される。
【００１９】
前記複数の画素電極のうちの任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極は、前記任意の１つの画素電極が属する行に隣接した一対の走査配線のうちの一方のみの一部を覆っていてもよい。
【００２０】
前記任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極によってその一部が覆われた前記一方の走査配線は、前記任意の１つの画素電極に接続されたスイッチング素子と接続されていないことが好ましい。
【００２１】
前記第１基板は、前記液晶層側の表面に、一方側から他方側に向けてラビング処理が施された配向膜を有し、前記複数の走査配線のそれぞれは、前記行方向に沿った一対の端辺を有する場合には、前記任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極は、少なくとも、前記一方の走査配線が有する前記一対の端辺のうちの前記他方側に位置する端辺の一部を覆っていることが好ましい。
【００２２】
前記第２基板は、前記液晶層を介して前記複数の画素電極に対向する少なくとも１つの対向電極を有し、前記少なくとも１つの対向電極に交流電圧が供給され、前記複数の走査配線のそれぞれには、非選択期間において、前記少なくとも１つの対向電極に供給される交流電圧と振幅および位相が同じ交流電圧が供給されることが好ましい。
【００２３】
前記複数の画素電極のそれぞれに前記複数の信号配線を介して周期的に供給される表示信号電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる構成としてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、以下では、透過反射両用型液晶表示装置を例に本発明を説明するが、本発明はこれに限定されず、透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置にも好適に用いることができる。
【００２５】
（実施形態１）
図１および図２を参照しながら、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００の構造を説明する。図１は、液晶表示装置１００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図であり、図２は、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図である。なお、本願明細書においては、表示の最小単位である画素に対応する液晶表示装置の領域も簡単のために「画素」と称することにする。また、以下の図面においては、液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。
【００２６】
液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と称する。）１００ａと、対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ。）１００ｂと、これらの間に設けられた液晶層３０とを有している。
【００２７】
ＴＦＴ基板１００ａは、透明絶縁性基板（例えばガラス基板）１０上に、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素電極１５と、行方向に延びる複数の走査配線１１と、列方向に延びる複数の信号配線１２と、それぞれが複数の画素電極のそれぞれに対応して設けられた複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３とを有する。また、ここでは、絶縁性基板１０上には、行方向に延びる複数の補助容量配線１４も形成されている。
【００２８】
スイッチング素子としてのＴＦＴ１３は、対応する画素電極１５、走査配線１１および信号配線１２に電気的に接続されている。ＴＦＴ１３上には、図２に示したように、層間絶縁膜１６が形成されている。なお、図２では、凹凸状の表面を有する層間絶縁膜１６を例示しているが、層間絶縁膜１６は平坦な表面を有していてもよい。
【００２９】
画素電極１５は、層間絶縁膜１６の下に形成された第１画素電極（下層電極）１５ａと、層間絶縁膜１６の上に形成された第２画素電極（上層電極）１５ｂとを有する。本実施形態では、第１画素電極１５ａは、透明導電材料（例えばＩＴＯ）から形成された透明電極であり、第２画素電極１５ｂは、光反射性を有する導電材料（例えばＡｌなどの金属）から形成された反射電極である。透明電極１５ａはＴＦＴ１３のドレイン電極に接続されており、反射電極１５ｂは層間絶縁膜１６に設けられた開口部（コンタクトホール）１６ａ内において透明電極１５ａに接続されている。
【００３０】
透明電極（下層電極）１５ａは、図１および図２に示したように、ゲート絶縁膜１７を介して走査配線１１の一部を覆うように形成されている。本実施形態では、ある画素電極１５が有する透明電極１５ａは、その画素電極１５が属する行に隣接した一対の走査配線１１のうちの一方のみの一部を覆っている。より具体的には、ある画素電極１５が有する透明電極１５ａは、その画素電極１５に接続されたＴＦＴ１３と接続されていない方の走査配線１１の一部、つまり、その画素電極１５にＴＦＴ１３を介して接続されていない方の走査配線１１の一部を覆っている。
【００３１】
また、反射電極１５ｂは、ＴＦＴ１３を覆い、且つ、走査配線１１および信号配線１２と周辺部で重なるように形成されている。ここでは、反射電極１５ｂは、凹凸状の表面を有する層間絶縁膜１６上に形成されているので、層間絶縁膜１６の凹凸を反映した表面形状を有しており、入射光を適度に拡散反射する。そのため、ペーパーホワイトに近い白表示を行うことができる。
【００３２】
各画素において、反射電極１５ｂが形成されている領域が反射領域を規定し、開口部１６ａ内の反射電極１５ｂが形成されていない領域が透過領域を規定する。液晶表示装置１００は、画素ごとに、透過モードで表示を行う透過領域と反射モードで表示を行う反射領域とを有しているので、透過モードおよび反射モードで表示を行うことができる。透過モードおよび反射モードのいずれか一方のモードで表示を行うことも可能で、両方のモードで表示を行うこともできる。
【００３３】
ＴＦＴ基板１００ａは、さらに、液晶層３０側の表面に、配向膜（不図示）を有している。配向膜は、図２中に矢印１８で示す方向にラビング処理が施されている。
【００３４】
ＴＦＴ基板１００ａに対向する対向基板１００ｂは、図２に示したように、透明絶縁性基板（例えばガラス基板）２０の液晶層３０側に、画素電極１５に対向する対向電極２５と、カラーフィルタ層（不図示）と、配向膜（不図示）とを有している。対向電極２５は、典型的には、全ての画素に共通に設けられた単一の対向電極である。液晶表示装置１００においては、反射電極（上層電極）１５ｂが層間絶縁膜１６を介して走査配線１１や信号配線１２に重畳するように形成されているので、画素電極１５が存在しない部分からの光漏れを抑制するための遮光層を対向基板１００ｂに設ける必要がなく、そのため、開口率が向上し、明るい表示が実現される。
【００３５】
上述した液晶表示装置１００は、走査配線１１の一部が画素電極１５の第１画素電極１５ａで覆われている点以外は、公知の二層構造電極を備えた液晶表示装置と同じ構成を採用することができ、公知の製造方法で製造することができる。
【００３６】
液晶表示装置１００は、複数の走査配線１１に走査信号電圧を順次供給することによって、複数の画素電極１５のうちから同じ走査配線１１に接続されている画素電極１５の群を順次選択し、選択された群の画素電極１５に、信号配線１２を介して表示信号電圧を供給することによって表示を行う。
【００３７】
本発明による液晶表示装置１００においては、画素電極１５が有する第１画素電極（下層電極）１５ａが、図１および図２に示したように、走査配線１１の一部を覆っているので、画素電極１５と走査配線１１との間の電位差に起因して発生する電界の影響が、第１画素電極１５ａによって電気的に遮蔽（シールド）される。従って、画素電極１５の端部上に位置する液晶分子は、上述した電界の影響をほとんど受けず、液晶分子の配向の乱れが抑制される。そのため、リバースチルトドメインの発生などの表示不良が抑制され、高品位の表示が実現される。
【００３８】
上述したように、本発明の液晶表示装置１００においては、第１画素電極１５ａの一部が、表示に寄与する画素電極としてではなく、走査配線１１の影響を電気的に遮蔽する遮蔽（シールド）電極として機能する。言い換えると、走査配線１１の一部を覆うように第１画素電極１５ａから遮蔽電極が延在している。
【００３９】
なお、液晶表示装置１００の各画素電極１５は、２本の走査配線と隣接しているが、ある画素（任意の１つの画素）の画素電極１５が有する第１画素電極（下層電極）１５ａは、その画素を駆動するための走査配線１１を覆わないことが好ましい。すなわち、隣接する画素を駆動するための走査配線１１を覆うことが好ましい。ある画素の第１画素電極１５ａが、その画素を駆動するための走査配線１１を覆うように形成されていると、その画素のＴＦＴ１３の寄生容量が増加するので、ＴＦＴ１３のオンからオフへのスイッチング動作の際に画素電極１５の電圧に生じる引き込みが大きくなる。そのため、引き込み電圧を補償するために対向電極に印加するオフセット電圧の調整範囲も大きくなってしまう。
【００４０】
本実施形態では、任意の１つの画素電極１５が有する透明電極１５ａは、その画素電極１５にＴＦＴ１３を介して接続されている走査配線１１を覆っておらず、その画素電極１５にＴＦＴ１３を介して接続されていない走査配線１１を覆っているので、引き込み電圧の原因となるＴＦＴ１３の寄生容量が増加することがない。そのため、オフセット電圧の調整範囲が小さいので、オフセットのための回路の規模を小さくでき、また、温度やプロセスばらつきによる変動量も少なくできる。
【００４１】
また、消費電力の低減および製造コストの低減の観点からは、対向電極２５には、信号配線１２から画素電極１５に供給される表示信号電圧にほぼ同期した交流電圧が供給されることが好ましい。すなわち、対向電極２５には、最大の表示信号電圧とほぼ同じ振幅の交流電圧を供給し、表示信号電圧として、黒表示時にはこの交流電圧と逆位相の電圧を、白表示時には同位相の電圧を供給することが好ましい。これによって、表示信号電圧の振幅を小さくすることができるので、消費電力を低減できる。また、表示信号電圧の振幅が小さいと、ソースドライバとして耐圧が低いものを用いることができるので、製造コストを低減できる。
【００４２】
対向電極２５に上述したように交流電圧を供給する場合には、さらに、補助容量配線１４にも同位相且つ同振幅の交流電圧を供給することが好ましい。これによって、ＴＦＴ１３の非選択時に画素電極１５の電位もこれらと同位相且つ同振幅で変動するため、ＴＦＴ１３の選択時に画素に書き込まれて液晶層３０に印加された電圧は、次の書き込みまでの間同じ電圧のまま保持される。以下、このメカニズムを、図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながらさらに詳しく説明する。図３（ａ）は走査配線１１に出力される走査信号波形を示し、図３（ｂ）は信号配線１２に出力される表示信号波形を示し、図３（ｃ）は対向電極２５および補助容量配線１４に出力される信号波形を示す。また、図３（ｄ）は画素電極１５の電位を示し、図３（ｅ）は液晶層３０に実際に印加される電圧を示す。
【００４３】
まず、時刻ｔ１に、ある走査配線１１が選択され、その走査配線１１に対応した画素電極１５に信号配線１２を介して所定の電位（表示信号電圧に対応した電位）が書き込まれる。例えばこの時の電位が＋２．５Vであったとする。
【００４４】
次に、走査配線１１が選択状態から非選択状態に切り替わった時、先に述べたように画素電極１５の電位は寄生容量の影響によって引込みを受けて、書き込まれた電位よりも低い電位に固定される。例えばこの引き込み量が０．５Vであったとすると、画素電極１５の電位は、走査配線１１が非選択状態になったときには＋２．０Vである。
【００４５】
一方、対向電極２５および補助容量配線１４が、信号配線１２とは逆電位で交流駆動されており、その振幅が５．０Vであるとすると、上述したように対向電極２５にはオフセットが与えられるので、これらは±２．５Vではなく＋２．０Vと−３．０Vの間で交流駆動される。時刻ｔ１では画素電極１５に＋２．０V（引込み後）の電位が与えられるのに対して、対向電極２５には−３．０Ｖの電位が与えられるので、液晶層３０には＋５．０Ｖの電圧が印加された状態となる。
【００４６】
次に、時刻ｔ２に、信号配線１２、対向電極２５および補助容量配線１４は極性反転される。このとき走査配線１１が非選択状態であるので、画素電極１５は電気的に浮いた状態であって信号配線１２の影響は受けない。一方、画素電極１５は、液晶層３０を介して対向電極２５と静電容量（液晶容量）を形成し、また、補助容量配線１４とも静電容量（補助容量）を形成している。そのため、電気的に浮いた状態の画素電極１５は、静電容量を形成する相手方が交流駆動されていると、その相手方、すなわち、対向電極２５および補助容量配線１４の状態に応じて保持期間（非選択期間）中の電位が変動する。
【００４７】
画素電極１５と静電容量を形成する相手方が対向電極２５および補助容量配線１４のみの場合には、画素電極１５はこれらと同じ振幅で揺り動かされることになるので、時刻ｔ２には＋７．０Ｖ、時刻ｔ３には再び＋２．０Ｖ、時刻ｔ４には＋７．０Ｖというように電位変動する。この間、対向電極２５は、時刻ｔ２には＋２．０Ｖ、時刻ｔ３には−３．０Ｖ、時刻ｔ４には＋２．０Ｖというように駆動されるため、液晶層３０に印加される電圧は常に＋５．０Ｖに保たれる。
【００４８】
次に、時刻ｔ６に、画素電極１５には信号配線１２を介して−２．５Ｖの電位が書き込まれ、この電位は引込みを受けることによって−３．０Ｖに固定される。このとき対向電極２５および補助容量配線１４の電位は＋２．０Ｖであり、時刻ｔ７で−３．０Ｖ、時刻ｔ８で＋２．０Ｖと交流駆動されるにつれて、画素電極１５は時刻ｔ７で−８．０Ｖ、時刻ｔ８で−３．０Ｖと揺動される。その結果、液晶層３０に印加される電圧は−５．０Ｖに保たれる。
【００４９】
ところが、本発明の液晶表示装置１００のように、走査配線１１の一部が画素電極１５の第１画素電極（下層電極）１５ａによって覆われていると、第１画素電極１５ａと走査配線１１との間に新たな静電容量が発生する。この静電容量の値をＣｇｄと呼ぶことにし、この新たな静電容量と液晶容量および補助容量とが画素容量（画素全体での容量）に相当する場合を考えると、画素電極１５の電位は、画素容量（この値をＣｐｉｘと呼ぶことにする。）のうち、液晶容量および補助容量が占める割合分しか変動しない。このため、時刻ｔ２、ｔ４における対向電極２５の交流駆動に同期した画素電極１５の変動分は目減りする。
【００５０】
すなわち、対向電極２５および補助容量配線１４の交流駆動の振幅をＶｃｐｐとすると、画素電極１５の電位は、（１−Ｃｇｄ／Ｃｐｉｘ）・Ｖｃｐｐしか変動しない。一方、対向電極２５はＶｃｐｐの振幅で変動するため、時刻ｔ２、ｔ４などにおいて液晶層３０に印加される電圧は、図３（ｅ）に示したように、上述した印加電圧（＋５．０Ｖ）に対して（Ｃｇｄ／Ｃｐｉｘ）・Ｖｃｐｐだけ目減りする。なお、時刻ｔ３、ｔ５では書き込まれた状態（引込み後）に戻る為、上述した印加電圧（＋５．０Ｖ）のままである。このような変動が保持期間（非選択期間）中繰り返され、また時刻ｔ６で画素に印加される電圧の極性が書き換えられた後も同様である。したがって、保持期間全体にわたっての液晶層３０への印加電圧の実効値ベースでの目減り量ΔＶｌｃは、下式で表される。
【００５１】
ΔＶｌｃ＝（Ｃｇｄ／Ｃｐｉｘ）・Ｖｃｐｐ・（１／２）
この目減りを防ぐために、走査配線１１の非選択時に、対向電極２５および補助容量配線１４の交流駆動に同期して走査配線１１も交流駆動することが好ましい。すなわち、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、走査配線１１に、非選択期間において、対向電極２５および補助容量配線１４に供給される交流電圧と振幅および位相が同じ交流電圧を供給することが好ましい。なお、走査配線１１に供給されるこの交流電圧がＴＦＴ１３の非選択電圧（すなわちオフ電圧）であることは言うまでもない。このような駆動によって、非選択期間において画素電極１５の電位に、対向電極２５および補助容量配線１４の交流駆動と同じ振幅の揺動がもたらされるので、新たな静電容量Ｃｇｄに起因する目減りが生じない。そのため、静電容量Ｃｇｄがない場合と同様、図４（ｅ）に示したように、ＴＦＴ１３の選択時に画素に書き込まれて液晶層３０に印加された電圧が次の書き込みまでの間一定に保持される。
【００５２】
なお、上述の説明では液晶層３０に最大設定電圧が印加される場合を例として説明しているが、例えば表示すべき画面によっては当然液晶層３０にはより小さな電圧が印加される。その場合には、信号配線１２に供給される表示信号電圧を対向電極２５に供給される電圧と同位相とするのは、従来の対向電極反転駆動と同様である。
【００５３】
（実施形態２）
図５および図６に、本発明による実施形態２の液晶表示装置２００を示す。図５は、液晶表示装置２００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図であり、図６は、図５中の６Ａ−６Ａ’線に沿った断面図である。以下では、実施形態１の液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
実施形態１の液晶表示装置１００においては、図１および図２に示したように、画素電極１５の第１画素電極（下層電極）１５ａは、走査配線１１が有する端辺の両方を覆っている。これに対して、実施形態２の液晶表示装置２００においては、図５および図６に示したように、画素電極１５の第１画素電極（下層電極）１５ａは、走査配線１１が有する端辺の一方のみを覆っている。
【００５５】
より具体的には、液晶表示装置２００の第１画素電極１５ａは、行方向に沿った一対の端辺のうち、ラビング処理の下流側（ラビング処理の開始方向と反対側）の端辺のみを覆っている。
【００５６】
本発明の液晶表示装置においては、画素電極の第１画素電極が走査配線の一部を覆うように形成されるので、走査配線と画素電極との間に静電容量が発生し、走査配線全体としての負荷容量が大きくなる。走査配線に供給される選択信号と非選択信号との電位差は通常２５Ｖ程度と非常に大きいので、走査配線の負荷容量の増大は、消費電力の増加を招くことがある。
【００５７】
本実施形態の液晶表示装置２００においては、画素電極１５の第１画素電極（下層電極）１５ａが、走査配線１１の端辺の一方のみを覆っているので、走査配線１１と画素電極１５とが重なる部分の面積が比較的小さい。従って、走査配線１１と画素電極１５とによって形成される静電容量が比較的小さく、走査配線１１の負荷容量も比較的小さい。そのため、消費電力の増加が抑制される。
【００５８】
このように、低消費電力の観点からは、走査配線１１と画素電極１５との重なりが小さいことが好ましく、第１画素電極１５ａが走査配線１１の端辺の一方のみを覆っていることが好ましい。表示不良の発生を効果的に抑制するためには、本実施形態のように、走査配線１１が有する一対の端辺（行方向に沿った一対の端辺）のうち、ラビング処理の下流側の端辺を覆うことが好ましい。以下、この理由を説明する。
【００５９】
図６に示した液晶表示装置２００において、ＴＦＴ基板１００ａの表面の配向膜（不図示）には矢印１８で示す方向にラビング処理が施されているので、液晶層３０の液晶分子３０ａは、その左端が右端よりもＴＦＴ基板１００ａ側に近いように傾斜しており、言い換えると、右上がりにプレチルトしている。
【００６０】
第１画素電極１５ａの遮蔽電極として機能する部分（走査配線１１を覆う部分）がない場合には、走査配線１１と画素電極１５との電位差に起因して発生する横電界は、液晶分子３０ａを画素の外周側に倒すように作用する。つまり、図６の左側の画素においては液晶分子３０ａは時計回りに傾斜（回転）し、図６の右側の画素においては液晶分子３０ａは反時計回りに傾斜（回転）する。従って、もともと右上がりにプレチルトしている液晶分子３０ａは、横電界の影響を受けると、左側の画素においてはもとの傾斜方向と同じ方向に倒れ込むが、右側の画素においてはもとの傾斜方向と異なる方向に倒れ込む。そのため、右側の画素においては、リバースチルトドメインが発生しやすい。
【００６１】
このように、第１画素電極１５ａの遮蔽電極として機能する部分がない場合には、走査配線１１を挟んで隣接する２つの画素のうち、ラビング処理の下流側の画素においてリバースチルトドメインがより発生しやすい。そのため、本実施形態の液晶表示装置２００のように、走査配線１１が有する端辺のうち、ラビング処理の下流側の端辺のみを覆うように第１画素電極１５ａを形成することによって、走査配線１１の負荷容量の増大を抑えつつ、効果的に表示不良の発生を抑制することができる。
【００６２】
また、横電界の影響をより確実に遮蔽するためには、図５および図６に示したように、走査配線１１の近傍において、基板法線方向からみたときに第１画素電極（下層電極）１５ａが第２画素電極（上層電極）１５ｂよりも幾分はみ出るように第１画素電極１５ａが形成されていることが好ましい。言い換えると、第１画素電極１５ａの端辺が第２画素電極１５ｂの端辺よりもラビング処理の上流側に位置することが好ましい。例えば図６では、第１画素電極１５ａの端辺は、右側の画素の第２画素電極１５ｂの端辺よりも左側、つまり、ラビング処理の上流側に位置している。
【００６３】
勿論、第１画素電極１５ａをさらに延ばし、左側の画素の第２画素電極１５ｂと重なるようにすると、左側の画素への横電界の影響も抑制できるが、この場合には以下の原因から所望の表示が得られない可能性がある。図６中に示す２つの画素は、列方向に沿って隣接しているので、一方の画素にある極性で書き込みが行われた後に他方の画素に逆極性で書き込みが行われる。例えば、左側の画素にある極性で書き込みが行われた後に右側の画素に逆極性で書き込みが行われるとする。左側の画素の第２画素電極１５ｂと右側から延びる第１画素電極１５ａとが層間絶縁膜１６を介して重ねられ、静電容量を形成していると、左側の画素の第２画素電極１５ｂと右側から延びる第１画素電極１５ａとはそれぞれ列方向に隣接した異なる画素に属する電極であるので、左側の画素において逆極性への引き込みが生じ、実質的に液晶層３０に印加される電圧が目減りする。そのため、所望の表示が得られないことがある。従って、層間絶縁膜１６を介した静電容量の値が無視できない場合には、一方の画素から延びる第１画素電極１５ａは、両方の画素の第２画素電極１５ｂの間の適当なところで終焉するように設計されることが好ましい。
【００６４】
また、図５に示したように、本実施形態では、ある画素の第１画素電極（下層電極）１５ａは、その画素を駆動するための走査配線１１を覆っておらず、隣接する画素を駆動するための走査配線１１を覆っている。このような構成とすることで、ＴＦＴ１３のオンからオフへのスイッチング動作時に画素電極１５の電圧に生じる引き込みを小さくできることは既に述べたとおりである。
【００６５】
従って、各画素の第１画素電極１５ａが、隣接する画素を駆動するための走査配線１１のみを覆い、且つ、その走査配線１１の端辺のうち、ラビング処理の下流側の端辺のみを覆っていると、高品位の表示が可能となるだけでなく、消費電力および製造コストが低減される。各画素が、隣接する一対の走査配線１１のうち、ラビング処理の下流側の走査配線１１によって駆動されるような配置とすることで、上記構成を採用することができるようになる。
【００６６】
（実施形態３）
スイッチング素子としてＴＦＴを備える液晶表示装置においては、ＴＦＴの寄生容量に起因して、ＴＦＴのオンからオフへのスイッチング動作時に画素電極の電圧に引き込みが生じる。そのため、この引き込み電圧を補償するために、対向電極に引き込み電圧に応じたオフセット電圧が印加される。
【００６７】
しかしながら、引き込み電圧とオフセット電圧とが一致していない場合、液晶層に印加する電圧の極性を反転させるごとに、液晶層に印加される実効電圧に差が生じ、フリッカとして視認されることになる。
【００６８】
引き込み電圧とオフセット電圧との差（「対向ずれ」と称される。）に起因するフリッカは、通常の周波数での駆動においてよりも、低周波駆動においてより視認されやすい。
【００６９】
フリッカの視認性を下げる方法の１つとして、走査配線１本ごとに極性を反転させる、いわゆるゲートライン反転（「１Ｈ反転」とも呼ばれる。）駆動に代えて、１画素ごとに極性を反転させる、いわゆるドット反転駆動を採用する方法がある。
【００７０】
ただし、ドット反転駆動は、データ信号ドライバ（ソースドライバ）の耐圧や消費電力の点など不利な点も多い。
【００７１】
実施形態３の液晶表示装置３００は、ゲートライン反転駆動用の回路構成で、実質的なドット反転駆動を行うことができる。
【００７２】
図７に、本発明による実施形態３の液晶表示装置３００を示す。図７は、液晶表示装置３００を模式的に示す上面図である。
【００７３】
液晶表示装置３００では、ドット反転駆動を実現するために、図７に示したように、ＴＦＴ１３に対して画素電極１５を千鳥状に配列している。すなわち、ある走査配線１１に接続されたＴＦＴ１３は、その走査配線１１に隣接する一対の行に属する画素電極１５のうちの一方の行に属する画素電極１５に接続されたＴＦＴ１３と、他方の行に属する画素電極１５に接続されたＴＦＴ１３とを交互に有している。
【００７４】
このように配置すると、走査配線１１が選択される度に全ての信号配線１２に印加される表示信号電圧の極性を反転し、さらに次の垂直走査期間で同一画素電極１５に印加される表示信号電圧の極性を反転させることによって、ドット反転駆動を実現することができる。すなわち、ＴＦＴ１３の千鳥配列とゲートライン反転駆動とを組み合わせることによって、実質的なドット反転駆動が実現される。そのため、本実施形態の液晶表示装置３００は、従来のゲートライン反転駆動用の回路構成でドット反転駆動を行うことができる。
【００７５】
また、本実施形態においても、各画素の第１画素電極（下層電極）１５ａは、その画素を駆動するための走査配線１１を覆っておらず、隣接する画素を駆動するための走査配線１１を覆っている。従って、ある走査配線１１は、その走査配線１１に隣接する一対の行に属する画素のうちの一方から延びる第１画素電極１５ａと、他方から延びる第１画素電極１５ａとによって交互に覆われている。
【００７６】
ＴＦＴ１３に対して画素電極１５を千鳥配列とする場合、例えば、隣接した画素列に属する２つの画素電極１５の一方を、単に他方を１８０°回転させた配置とすることもできるが、図７に示したように、補助容量配線１４を直線状に配置し、透過領域が行方向に一直線上に並ぶようにすると、透過モードの表示においてギザギザが視認されにくい。
【００７７】
（参考例）
図８に、本発明による参考例の液晶表示装置４００を示す。図８は、液晶表示装置４００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図である。
【００７８】
本参考例の液晶表示装置４００においては、各画素の第１画素電極（下層電極）１５ａは、隣接する画素を駆動するための走査配線１１を覆っており、第１画素電極１５ａとそれに覆われた走査配線１１とによって形成される静電容量を補助容量として機能させている。つまり、いわゆるＣｓ ｏｎ Ｇａｔｅの構造をとっている。従って、補助容量配線を省略することができ、透過反射両用型液晶表示装置における透過領域の面積上、配置上の制約が緩和される。つまり、典型的には遮光性の材料から形成される補助容量配線が存在する場合には、この補助容量配線が存在しない部分にしか透過領域を配置できないが、上述の構造を採用することでより自由な設計が可能となる。
【００７９】
（実施形態４）
図９および図１０に、本発明による実施形態４の液晶表示装置５００を示す。図９は、液晶表示装置５００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図であり、図１０は、図９中の１０Ａ−１０Ａ’線に沿った断面図である。以下では、実施形態１の液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明する。
【００８０】
実施形態１の液晶表示装置１００においては、図１および図２に示したように、第１画素電極１５ａが走査配線１１を覆っていたのに対し、実施形態４の液晶表示装置５００においては、図９及び図１０に示したように、シールド電極１０１が走査配線１１を覆っている。
【００８１】
より具体的には、シールド電極１０１は、補助容量配線１４に電気的に接続されており、画素電極１５が属する行に隣接した一対の走査配線１１のうち、該画素電極１５のＴＦＴ１３に接続されていない方の走査配線１１を覆うように構成されている。液晶表示装置５００の全体としては、複数の走査配線のそれぞれは、該各走査配線１１の一部をシールド電極１０１によって覆われている。
【００８２】
補助容量配線１４は、上記画素電極１５のＴＦＴ１３に接続されていない方の走査配線１１へ向かって延長された延長部１４ａを備えている。補助容量配線１４は、第１画素電極１５ａにより覆われる一方、延長部１４ａの少なくとも一部は、第１画素電極１５ａにより覆われていない。言い換えれば、延長部１４ａの少なくとも一部は、第１画素電極１５ａに重なっていない。
【００８３】
図１０に示すように、補助容量配線１４及び走査配線１１の上には、ゲート絶縁膜１７が積層されている。ゲート絶縁膜１７には、補助容量配線１４の延長部１４ａの上において、コンタクトホール１０２が上方に開口されている。
【００８４】
もちろん、コンタクトホール１０２を含む開口部を、配置させやすいように延長部１４ａを設けているが、この延長部１４ａが必ずしも必要というわけではなく、補助容量配線１４において第１画素電極１５ａに覆われていない部分が存在すればよく、この部分にコンタクトホール１０２を設けて上方に開口するようにしておけばよい。
【００８５】
シールド電極１０１は、ゲート絶縁膜１７の上に積層され、コンタクトホール１０２において、補助容量配線１４の延長部１４ａに接続されている。そして、シールド電極１０１は、ゲート絶縁膜１７を介して上記走査配線１１に対向するようになっている。こうして、シールド電極１０１によって、走査配線１１と第２画素電極１５ｂとの間を、電界的に遮蔽するようにしている。
【００８６】
そして、シールド電極１０１は、第１画素電極１５ａと同一の層に構成されている。言い換えれば、シールド電極１０１及び第１画素電極１５ａは、略同じ厚さに形成され、ゲート絶縁膜１７の上にそれぞれ積層されている。
【００８７】
したがって、液晶表示装置５００を製造する場合には、まず、絶縁性基板１０の上に走査配線１１、補助容量配線１４及びゲート絶縁膜１７を積層する。続いて、ゲート絶縁膜１７にコンタクトホール１０２を形成した後に、該ゲート絶縁膜１７の上に、シールド電極１０１及び第１画素電極１５ａを同時に積層して形成する。
【００８８】
次に、図１１を参照して、液晶表示装置５００の駆動について説明する。
【００８９】
この実施形態においても、液晶表示装置５００は、上記実施形態１の液晶表示装置１００と同様に駆動される。すなわち、図１１（ａ）に示すように、走査配線１１には、選択期間において、所定の走査信号が供給される一方、非選択期間において、所定の直流電圧が供給される。信号配線１２には、図１１（ｂ）に示すように、交流電圧が供給される。また、対向電極２５及び補助容量配線１４には、上記信号配線１２に供給される交流電圧とは逆電位の交流電圧が、それぞれ供給される。
【００９０】
そのとき、シールド電極１０１は、補助容量配線１４に接続されているため、該補助容量配線１４と同じ交流電圧が供給される。その結果、走査配線１１に交流電圧を印加しなくても、液晶層３０への印加電圧を一定に保持することができる。
【００９１】
尚、シールド電極１０１と第２画素電極１５ｂとの間には、寄生容量が発生するが、該シールド電極１０１に接続された補助容量配線１４は、画素電極１５との間に所定の静電容量を得る目的で設けられたものであるため、本来の補助容量値が若干増加するに過ぎず、表示に悪影響を及ぼすことはない。
【００９２】
つまり、補助容量配線１４は、対向電極２５と同様に、交流駆動されているため、シールド電極１０１に対しても、外部から別途駆動信号を供給するまでもなく、交流駆動の状態となっているため、画素駆動電圧の目減りの発生を防止することができる。
【００９３】
すなわち、本実施形態では、層間絶縁膜の１６の下に設けられた第１画素電極１５ａと、層間絶縁膜の１６の上に設けられた第２画素電極１５ｂとを備える液晶表示装置において、走査線１１と第２画素電極１５ｂとの間の強電界を遮蔽するようにしたので、第２画素電極１５ｂの端部における液晶分子の配向状態を乱れを低減し、リバースチルトドメインの発生を防止することができる。そのことに加えて、液晶分子の配向の乱れが抑制されるため、表示画像におけるフリッカの発生を防止することができる。この効果は、液晶表示装置に対し、信号配線１２に供給される表示信号電圧が、例えば４５Ｈｚ以下である低周波駆動を行う場合に、特に有効である。
【００９４】
ところで、上記実施形態１では、走査配線１１に対し、非選択期間に、対向電極２５及び補助容量配線１４と同じ振幅で交流電圧を供給している。そのことにより、画素全体の画素容量の変動の目減りを補償し、液晶層３０に印加される電圧を一定に保持するようにしている。
【００９５】
しかしながら、走査配線１１を非選択期間に交流駆動させると、その交流駆動のために電源駆動回路が別途必要となる。詳しくは、ＴＦＴ１３をＯＦＦ状態に保持するために、走査配線１１には、対向電極２５に印加される交流電圧と同様に、２つの電圧値の間で変動する交流電圧を供給する必要がある。したがって、走査配線１１に対し、非選択期間において各電圧を供給するために２種類の電源系統が必要となる。
【００９６】
その結果、液晶表示装置に設ける外装回路部材が増加するため、装置の大型化が避けられず、上記電源駆動回路に要するコストが必要となってしまう。また、走査配線１１を交流駆動することにより、消費電力の増大が避けられない。
【００９７】
これに対し、本実施形態では、ゲート絶縁膜１７上の導電膜を、シールド電極１０１として利用し、該シールド電極１０１により走査配線１１と画素電極１５との間に寄生容量Ｃｇｄが生じることを防止できるため、走査配線１１に対し、非選択期間において直流電圧を供給しながら、液晶層３０への印加電圧を一定に保持することができる。
【００９８】
したがって、走査配線１１に対して交流電圧を印加するための電源駆動回路が不要となるため、装置の小型化を図ると共に、コストを低減させることができる。さらに、走査配線１１を、非選択期間に直流電圧で駆動できるため、消費電力の低減を図ることもできる。
【００９９】
また、上記実施形態１では、走査配線１１と画素電極１５との間の寄生容量Ｃｇｄが比較的大きいため、走査配線１１が非選択電位から選択電位に切り替わる際に、上記寄生容量Ｃｇｄが画素電極１５の電位の揺動に与える影響は、大きくなる。
【０１００】
すなわち、通常、画素電極１５は、その電位がプラスからマイナス、あるいはマイナスからプラスに定期的に書き換えられることにより交流駆動される。しかし、寄生容量Ｃｇｄが比較的大きいため、隣接する画素を駆動する走査線に対して第１画素電極１５ａを延伸し、電界を遮蔽するようにしても、その走査配線１１が隣接する画素を選択する際の電圧変動によって、その選択期間には、本来のプラス電位及びマイナス電位とは異なる、画素電極１５の電位が突き上げられた状態が生じることになる。その結果、４５Ｈｚ以下の低周波駆動を行う場合には、画素電極１５の電位が、一定の周期で大きく又は小さくなるために、フリッカの発生を招く虞れがある。
【０１０１】
これに対し、本実施形態によると、走査配線１１からの突き上げの影響を、シールド電極１０１により遮蔽しているため、低周波駆動時におけるフリッカの発生を防止できるという効果がある。
【０１０２】
尚、本実施形態では、透過反射両用型の液晶表示装置を示しているが、透過型又は反射型のいずれの形態の液晶表示装置に適用してもよく、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、反射型の液晶表示装置に適用する場合には、第２画素電極１５ｂを不透明な電極で形成する一方、第１画素電極１５ａは、不透明な金属膜により構成してもよい。さらに、シールド電極１０１を、信号配線１２と同じ材質の金属膜を用いて、第１画素電極１５ａと同時に形成するようにしてもよい。
【０１０３】
次に、走査配線１１に対し、非選択期間において交流電圧を供給するようにした液晶表示装置（図示省略）について説明する。
【０１０４】
補助容量配線１４および信号配線１２は、上記液晶表示装置５００と同様に、交流電圧により駆動されている。これに対し、走査配線１１には、非選択期間において、補助容量配線１４に供給される交流電圧と振幅及び位相が同じ交流電圧が供給されるようになっている。
【０１０５】
そして、液晶表示装置は、複数の画素電極のそれぞれに複数の信号配線１２を介して周期的に供給される表示信号電圧が、４５Ｈｚ以下の低周波数で書き換えられるように構成されている。
【０１０６】
すなわち、この場合においても、走査配線１１を覆うシールド電極１０１により、リバースチルトドメインなどの発生を防止できる。また、走査配線１１からの突き上げの影響についても、隣接する画素を駆動する走査配線１１に対して第１画素電極１５ａを延伸して電界を遮蔽する先の実施形態１とは異なり、シールド電極１０１による遮蔽構造によって寄生容量Ｃｇｄの増大という弊害の発生を回避しているため、低周波駆動時におけるフリッカの発生を防止できる。
【０１０７】
そのことに加え、シールド電極１０１が補正容量配線１４の電位に従って交流駆動されると同時に、走査配線１１も非選択期間において同じ振幅および位相で交流駆動される。したがって、上記走査配線１１とシールド電極１０１との間に形成される静電容量において、電荷のやりとりがないために電力消費が生じない。つまり、液晶表示装置の消費電力の低減を図ることができる。
【０１０８】
以上のように、走査配線１１に対し、非選択期間において、直流電圧を供給するようにしてもよいし、交流電圧を供給するようにしてもよい。これらは、非選択電位を供給する電源の構成や、画素電極１５の駆動周波数に応じて決定すればよい。
【０１０９】
（その他の実施形態）
上記実施形態で例示して説明したように、本発明は、走査配線の一部を画素電極が有する第１画素電極（下層電極）で覆うことによって、表示不良の発生を抑制するが、この効果は、低周波駆動を行う液晶表示装置において特に顕著である。低周波駆動を行う液晶表示装置においては、走査配線と画素電極との間の電位差に起因する表示不良の発生がいっそう顕著となるからである。
【０１１０】
低周波駆動を行うと、当然ながら、画素に印加される電圧の極性反転の周期が長くなるので、画素の端部の配向が乱れる領域（例えばリバースチルトドメインが発生する領域）にある液晶分子が、この長い反転周期に追従した挙動を示すようになる。以下、図１５を参照しながらより具体的に説明する。
【０１１１】
図１５中の右側の画素は、正極性の電圧を供給されており、走査配線７１１との電位差が大きいので、電界の歪みも大きい。そのため、リバースチルトドメインが発生しやすい状態である。低周波駆動の場合には、この状態での電荷保持期間が通常周波数の駆動の場合よりも数倍長いので、極性反転までの数十〜数百ｍｓｅｃの間に、リバースチルトドメインが徐々に大きくなり、また、リバースチルトドメイン内の配向乱れの程度も徐々にひどくなる。次のフレームでは、逆の極性での書き込みが行われ、この画素には負極性の電圧が供給されるので、走査配線７１１との電位差が小さく、リバースチルトドメインが発生しにくい状態である。ところが、先のフレームで発生したリバースチルトドメインは瞬時に消滅するのではなく、電荷保持期間内の一定期間を費やして徐々に消滅する。液晶分子３０ａがこのような挙動を示すので、この画素の表示は、１フレームの２倍、すなわち２フレームを１周期として明暗を繰り返すことになり、画面全体でのフリッカとして視認されてしまう。左側の画素についても同様のことがいえる。
【０１１２】
また、走査配線７１１と画素電極７１５との電位差の大きさによっては、リバースチルトドメインが発生しない場合もあるが、その場合でもやはり画素電極７１５の端部に位置する液晶分子３０ａの配向が乱されるので、電荷保持期間内で画素端部の反射率（あるいは透過率）が徐々に変化し、フリッカの要因となってしまう。
【０１１３】
通常の周波数での駆動においては、６０Ｈｚなどの比較的高い周波数で画素への印加電圧の極性が反転されるので、画素端部の配向が乱れる領域の液晶分子３０ａは、この周波数に追従した挙動を示すことはできず、また、追従したとしても肉眼で視認可能な周波数を超えているために点滅状のフリッカとして認識されない。勿論、点滅状のフリッカとして視認されなくても、画素の端部にリバースチルトドメインが存在することによってコントラスト比が低下するが、透過型の液晶表示装置においては走査配線や信号配線がバックライトからの光を遮るし、反射型や透過反射両用型の液晶表示装置においては、反射電極の凹凸状表面の散乱効果のためにもともとコントラスト比がそれほど高くないので、リバースチルトドメインの存在によるコントラスト比の低下はさほど問題にはならなかった。
【０１１４】
しかしながら、低周波駆動を行う場合には、既に述べたように表示品位が劣化してしまう。本発明による液晶表示装置１００においては、画素電極１５が有する第１画素電極（下層電極）１５ａが、図１および図２に示したように、走査配線１１の一部を覆っており、画素電極１５と走査配線１１との間の電位差に起因して発生する電界の影響が、第１画素電極１５ａによって電気的に遮蔽（シールド）される。そのため、低周波駆動を行う場合でも、液晶分子の配向の乱れが抑制されるので、表示不良の発生が抑制され、高品位の表示が実現される。
【０１１５】
−低周波駆動回路−
低周波駆動を実行するための回路構成の好ましい実施形態を説明する。
【０１１６】
図１２に、低周波駆動が可能な液晶表示装置１のシステムブロック図を示す。
【０１１７】
液晶表示装置１は、液晶パネル２と、低周波駆動回路８とを有している。液晶パネル２は、上述した液晶表示装置１００、２００、３００、４００および５００を例示して説明した構成を有している。低周波駆動回路８は、ゲートドライバ３、ソースドライバ４、コントロールＩＣ５、画像メモリ６および同期クロック発生回路７を有している。
【０１１８】
走査信号ドライバとしてのゲートドライバ３は、液晶パネル２の各走査配線１１に、選択期間と非選択期間とのそれぞれに応じた電圧の走査信号を出力する。データ信号ドライバとしてのソースドライバ４は、液晶パネル２の各信号配線１２に、選択されている走査配線１１上にある画素電極１５のそれぞれに供給する画像データを表示信号として交流駆動で出力する。
【０１１９】
コントロールＩＣ５は、コンピュータなどの内部にある画像メモリ６に蓄えられている画像データを受け取り、ゲートドライバ３にゲートスタートパルス信号ＧＳＰおよびゲートクロック信号ＧＣＫを配信し、ソースドライバ４にＲＧＢの階調データ、ソーススタートパルス信号ＳＰおよびソースクロック信号ＳＣＫを配信する。
【０１２０】
周波数設定手段としての同期クロック発生回路７は、コントロールＩＣ５が画像メモリ６から画像データを読み出すための同期クロックや、出力するゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、ゲートクロック信号ＧＣＫ、ソーススタートパルス信号ＳＰおよびソースクロック信号ＳＣＫを生成するための同期クロックを発生させる。本実施の形態では、上記各信号を液晶パネル２の画面の書き換え周波数に合わせるための、同期クロックの周波数設定をここで行うようにしている。ゲートスタートパルス信号ＧＳＰの周波数は上記書き換え周波数に相当し、同期クロック発生回路７では少なくとも１つの書き換え周波数を３０Ｈｚ以下に設定することができ、また、３０Ｈｚ以上をも含めて任意の複数通りの書き換え周波数を設定できるようになっている。
【０１２１】
図１２では、同期クロック発生回路７が外部から入力される周波数設定信号Ｍ１およびＭ２に応じて書き換え周波数の設定を変えるようになっている。周波数設定信号の数は任意でよいが、例えばこのように２種類の周波数設定信号Ｍ１、Ｍ２があるとすると、表１に示すように書き換え周波数を４通りに設定することができる。
【０１２２】
（表１）
Ｍ１ Ｍ２ 設定周波数（Ｈｚ）
Ｈ Ｈ ６０
Ｈ Ｌ ３０
Ｌ Ｈ １５
Ｌ Ｌ ６
なお、書き換え周波数の設定はこの例のように同期クロック発生回路７に複数の周波数設定信号が入力されるようになっていてもよいし、同期クロック発生回路７に書き換え周波数調整用のボリュームや選択用のスイッチなどが備えられていてもよい。勿論使用者が設定しやすいように液晶表示装置１００’の筐体外周面に書き換え周波数調整用のボリュームや選択用のスイッチなどが備えられていてもよい。同期クロック発生回路７は少なくとも外部からの指示に応じて書き換え周波数の設定が変えられる構成であればよい。あるいは、表示する画像に合わせて自動で書き換え周波数が切り替わるように設定することも可能である。
【０１２３】
ゲートドライバ３は、コントロールＩＣ５から受け取ったゲートスタートパルス信号ＧＳＰを合図に液晶パネル２の走査を開始し、ゲートクロック信号ＧＣＫに従って各走査配線３２に順次選択電圧を印加していく。ソースドライバ４は、コントロールＩＣ５から受け取ったソーススタートパルス信号ＳＰを基に、送られてきた各画素の階調データをソースクロック信号ＳＣＫに従ってレジスタに蓄え、次のソーススタートパルス信号ＳＰに従って液晶パネル２の各信号配線１２に階調データを書き込む。
【０１２４】
上述したような低周波駆動回路８を備えることによって、低周波駆動が可能になる。複数の画素電極のそれぞれに信号配線を介して周期的に供給される表示信号電圧を４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えることによって、つまり、４５Ｈｚ以下の低周波駆動とすることによって、走査信号の周波数が減少して走査信号ドライバ（ここではゲートドライバ）の消費電力が十分低減されるとともに、表示信号の極性反転周波数が減少し、データ信号ドライバ（ここではソースドライバ）の消費電力が十分に低減される。
【０１２５】
なお、書き換え周波数の好ましい範囲は、０．５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下であり、さらに好ましい範囲は、１Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下である。この理由を図１３（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。図１３（ａ）および（ｂ）は、液晶層３０の液晶材料としてメルク社製ＺＬＩ−４７９２を用いた場合について、書き込み時間を一定（例えば１００μｓｅｃ）に固定したときの液晶電圧保持率Ｈｒの駆動周波数（書き換え周波数）依存性を測定した結果である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のうち駆動周波数が０Ｈｚ〜５Ｈｚの領域を拡大した図である。
【０１２６】
図１３（ｂ）からわかるように、液晶電圧保持率Ｈｒは約９７％となる１Ｈｚあたりから低下し、約９２％となる０．５Ｈｚより低くなると急激に低下する。液晶電圧保持率Ｈｒがあまり小さくなると、液晶層３０やＴＦＴ１３の漏れ電流に起因して画素電極１５の電位が変動して明るさが変化し、チラツキが生じることになる。また、ここで議論している書き込みから１ｓｅｃ〜２ｓｅｃ後といった時間領域ではＴＦＴ１３のオフ抵抗値は大きく変動することはない。従って、表示のチラツキは液晶電圧保持率Ｈｒに大きく依存する。
【０１２７】
このことから、書き換え周波数が０．５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下であると、十分な低消費電力化と確実な画素のチラツキ防止とを達成することができる。さらに、書き換え周波数が１Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下であると、極めて大きな低消費電力化と、より確実な画素のチラツキ防止とを達成することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明によると、画素電極が有する第１画素電極（下層電極）の一部である遮蔽電極が、走査配線の一部を覆っているので、画素電極と走査配線との間の電位差に起因して発生する電界の影響が、第１画素電極の遮蔽電極によって電気的に遮蔽（シールド）される。従って、画素電極の端部上に位置する液晶分子は、上述した電界の影響をほとんど受けず、液晶分子の配向の乱れが抑制される。そのため、リバースチルトドメインの発生などの表示不良が抑制され、高品位の表示が実現される。
【０１２９】
従って、本発明によると、走査配線と画素電極との間の電位差に起因する表示不良の発生が抑制された、高品位の表示が可能な液晶表示装置が提供される。
【０１３０】
本発明は、透過型、反射型および透過反射両用型の液晶表示装置に好適に用いられ、反射型および透過反射両用型の液晶表示装置に特に好適に用いられる。
【０１３１】
また、本発明による効果は、書き換え周波数（駆動周波数）が４５Ｈｚ以下の低周波駆動を行う液晶表示装置において特に顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。
【図２】 本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った図である。
【図３】 （ａ）〜（ｅ）は、液晶表示装置１００を駆動する際の走査信号波形、表示信号波形、対向電極および補助容量配線への出力信号波形、画素電極の電位、液晶層への印加電圧をそれぞれ示す図である。
【図４】 （ａ）〜（ｅ）は、液晶表示装置１００を駆動する際の走査信号波形、表示信号波形、対向電極および補助容量配線への出力信号波形、画素電極の電位、液晶層への印加電圧をそれぞれ示す図である。
【図５】 本発明による実施形態２の液晶表示装置２００を模式的に示す上面図である。
【図６】 本発明による実施形態２の液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、図５中の６Ａ−６Ａ’線に沿った図である。
【図７】 本発明による実施形態３の液晶表示装置３００を模式的に示す上面図である。
【図８】 本発明による参考例の液晶表示装置４００を模式的に示す上面図である。
【図９】 本発明による実施形態４の液晶表示装置５００を模式的に示す上面図である。
【図１０】 本発明による実施形態４の液晶表示装置５００を模式的に示す断面図であり、図９中の１０ａ−１０ａ’線に沿った図である。
【図１１】 （ａ）〜（ｅ）は、液晶表示装置５００を駆動する際の走査信号波形、表示信号波形、対向電極および補助容量配線への出力信号波形、画素電極の電位、液晶層への印加電圧をそれぞれ示す図である。
【図１２】 本発明による他の実施形態の液晶表示装置１を模式的に示すシステムブロック図である。
【図１３】 （ａ）および（ｂ）は、液晶電圧保持率Ｈｒの駆動周波数（書き換え周波数）依存性を示すグラフである。
【図１４】 二層構造電極を備える液晶表示装置７００を模式的に示す上面図である。
【図１５】 二層構造電極を備える液晶表示装置７００を模式的に示す断面図であり、図１４中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
３ ゲートドライバ
４ ソースドライバ
５ コントロールＩＣ
６ 画像メモリ
７ 同期クロック発生回路
８ 低周波駆動回路
１０ 透明絶縁性基板
１１ 走査配線
１２ 信号配線
１３ ＴＦＴ
１４ 補助容量配線
１５ 画素電極
１５ａ 第１画素電極（下層電極）
１５ｂ 第２画素電極（上層電極）
１６ 層間絶縁膜
１６ａ 開口部（コンタクトホール）
１７ ゲート絶縁膜
２０ 透明絶縁性基板
２５ 対向電極
３０ 液晶層
１００ 液晶表示装置
１００ａ アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）
１００ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）
１０１ シールド電極
２００、３００、４００、５００ 液晶表示装置

Claims (6)

1. 互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、
   前記第１基板は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素電極と、行方向に延びる複数の走査配線と、列方向に延びる複数の信号配線と、それぞれが前記複数の画素電極のそれぞれと前記複数の走査配線および前記複数の信号配線とに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に形成された層間絶縁膜と、を有し、
   前記複数の走査配線の間には、前記画素電極との間で補助容量を形成すると共に行方向に延びる補助容量配線がそれぞれ配置された、液晶表示装置であって、
   前記複数の画素電極のそれぞれは、前記層間絶縁膜の下に形成された第１画素電極と、前記層間絶縁膜の上に形成された第２画素電極とを有し、
   互いに隣り合う前記第２画素電極同士の間には、前記第１基板の表面の法線方向から見て、前記走査配線と重なる位置に間隙が設けられ、
   前記第１画素電極は、前記間隙と前記走査配線との間に配置され、該走査配線と前記第２画素電極との間で電界を遮蔽する遮蔽電極を有している、液晶表示装置。
2. 前記複数の画素電極のうちの任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極は、前記任意の１つの画素電極が属する行に隣接した一対の走査配線のうちの一方のみの一部を覆っている、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極によってその一部が覆われた前記一方の走査配線は、前記任意の１つの画素電極に接続されたスイッチング素子と接続されていない、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１基板は、前記液晶層側の表面に、一方側から他方側に向けてラビング処理が施された配向膜を有し、
   前記複数の走査配線のそれぞれは、前記行方向に沿った一対の端辺を有し、
   前記任意の１つの画素電極が有する前記第１画素電極の遮蔽電極は、少なくとも、前記一方の走査配線が有する前記一対の端辺のうちの前記他方側に位置する端辺の一部を覆っている、請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２基板は、前記液晶層を介して前記複数の画素電極に対向する少なくとも１つの対向電極を有し、
   前記少なくとも１つの対向電極に交流電圧が供給され、
   前記複数の走査配線のそれぞれには、非選択期間において、前記少なくとも１つの対向電極に供給される交流電圧と振幅および位相が同じ交流電圧が供給される、請求項１から４のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
6. 前記複数の画素電極のそれぞれに前記複数の信号配線を介して周期的に供給される表示信号電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる、請求項１から５のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

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