WO2011081160A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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祐樹 山下
明大 正楽
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which each pixel is defined by four or more subpixels.
  • liquid crystal display devices are used for various purposes.
  • one pixel is composed of three sub-pixels that display the three primary colors of light, red, green, and blue, thereby enabling color display.
  • the conventional liquid crystal display device has a problem that a displayable color range (referred to as a “color reproduction range”) is narrow.
  • a method of increasing the number of primary colors used for display has been proposed.
  • Patent Document 1 in addition to a red sub-pixel R that displays red, a green sub-pixel G that displays green, and a blue sub-pixel B that displays blue, a yellow sub-pixel that displays yellow
  • a liquid crystal display device 800 in which one pixel P is configured by four sub-pixels including the pixel Y is disclosed.
  • color display is performed by mixing four primary colors of red, green, blue, and yellow displayed by the four sub-pixels R, G, B, and Y.
  • the color reproduction range can be made wider than that of a conventional liquid crystal display device that performs display using three primary colors.
  • a liquid crystal display device that performs display using four or more primary colors is referred to as a “multi-primary color liquid crystal display device”, and a liquid crystal display device that performs display using three primary colors is referred to as a “three primary color liquid crystal display device”.
  • one subpixel includes four subpixels including a white subpixel W that displays white in addition to a red subpixel R, a green subpixel G, and a blue subpixel B.
  • a liquid crystal display device 900 having a plurality of pixels P is disclosed. In this liquid crystal display device 900, since the added sub pixel is the white sub pixel W, the color reproduction range cannot be widened, but the display luminance can be increased.
  • a liquid crystal display device in which one pixel P is constituted by a red subpixel R, a green subpixel G, a blue subpixel B, and a white subpixel W is also disclosed in Patent Document 3.
  • the dot inversion drive is a method for suppressing the occurrence of display flicker (referred to as flicker), and is a drive method for inverting the polarity of the applied voltage for each sub-pixel (one dot).
  • FIG. 12 shows the polarity of the voltage applied to each sub-pixel when dot inversion driving is performed on the three primary color liquid crystal display device
  • FIGS. 13 and 14 show the case where dot inversion driving is performed on the liquid crystal display devices 800 and 900. The polarity of the voltage applied to each sub-pixel is shown.
  • the polarity of the voltage applied to the sub-pixels of the same color is reversed along the row direction.
  • the polarity of the voltage applied to the red subpixel R becomes positive (+), negative ( ⁇ ), and positive (+) from the left side to the right side.
  • the polarity of the voltage applied to the pixel G is negative ( ⁇ ), positive (+), and negative ( ⁇ )
  • the polarity of the voltage applied to the blue sub-pixel B is positive (+), negative ( ⁇ ), and positive (+). It becomes.
  • the polarity of the applied voltage to the red sub-pixel R is all positive (+), and the polarity of the applied voltage to the green sub-pixel G is all negative (-).
  • the polarity of the applied voltage to the blue subpixel B is all negative ( ⁇ ), and the polarity of the applied voltage to the yellow subpixel Y is all positive (+).
  • the polarities of the applied voltages to the red sub-pixel R and the blue sub-pixel B are all positive (+), and to the green sub-pixel G and the white sub-pixel W.
  • the polarity of the applied voltage is all negative (-).
  • a horizontal shadow SD having a higher luminance than the original display is displayed on the left and right sides of the window WD. May occur.
  • FIG. 15B shows an equivalent circuit of a region corresponding to two sub-pixels of a general liquid crystal display device. As shown in FIG. 15B, each subpixel is provided with a thin film transistor (TFT) 14.
  • TFT thin film transistor
  • the scanning line 12, the signal line 13, and the pixel electrode 11 are electrically connected to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode of the TFT 14, respectively.
  • the pixel electrode 11, the counter electrode 21 provided so as to face the pixel electrode 11, and the liquid crystal layer positioned between the pixel electrode 11 and the counter electrode 21 constitute a liquid crystal capacitor CLC .
  • the auxiliary capacitor CCS is constituted by the dielectric layer (insulating film) located in the region.
  • the auxiliary capacity counter electrode 15a is electrically connected to the auxiliary capacity line 15 and supplied with an auxiliary capacity counter voltage (CS voltage).
  • FIGS. 15C and 15D show temporal changes in the CS voltage and the gate voltage.
  • the polarities of the write voltage (the gradation voltage supplied to the pixel electrode 11 via the signal line 13) are different from each other.
  • ripple voltages with opposite polarities work to cancel each other, but ripple voltages with the same polarity are superimposed. Therefore, as shown in FIGS. 13 and 14, if the polarities of the applied voltages to the same color sub-pixels are all the same in the row direction, a horizontal shadow is generated when the window pattern is displayed in a single color. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is due to a horizontal shadow when dot inversion driving is performed in a liquid crystal display device in which each pixel is defined by four or more subpixels. This is to suppress the deterioration of display quality.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, A plurality of pixels arranged in a matrix including rows and a plurality of columns, and each of the plurality of pixels has m rows and n columns (m is an integer of 2 or more and n is an even number of 2 or more)
  • the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is inverted for each pixel both along the row direction and along the column direction.
  • the first substrate has a plurality of scanning lines extending in a row direction and a plurality of signal lines extending in a column direction, and each of the plurality of subpixels is formed on the first substrate.
  • a first electrode provided; a second electrode provided on the second substrate and opposed to the first electrode; and the liquid crystal layer positioned between the first electrode and the second electrode; Any row of the plurality of pixels includes a first electrode to which a positive polarity voltage is supplied with the potential of the second electrode as a reference potential in a certain vertical scanning period.
  • One pixel and a second pixel having all of the plurality of sub-pixels having the first electrode to which a negative polarity voltage is supplied are alternately arranged, and an arbitrary column of the plurality of pixels In the vertical scanning period, the first pixel and the previous pixel And the second pixel is configured by alternately arranged.
  • the plurality of sub-pixels include a red sub-pixel that displays red, a green sub-pixel that displays green, and a blue sub-pixel that displays blue.
  • the plurality of sub-pixels further include a yellow sub-pixel that displays yellow.
  • the plurality of sub-pixels further include a white sub-pixel that displays white.
  • the plurality of sub-pixels are four sub-pixels arranged in 2 rows and 2 columns.
  • the plurality of sub-pixels further include a cyan sub-pixel that displays cyan, a magenta sub-pixel that displays magenta, and a yellow sub-pixel that displays yellow.
  • the plurality of sub-pixels are six sub-pixels arranged in 3 rows and 2 columns.
  • each pixel is defined by four or more sub-pixels, it is possible to suppress a deterioration in display quality due to horizontal shadow when dot inversion driving is performed.
  • FIG. (A)-(d) is a figure for demonstrating the reason why horizontal shadow occurs.
  • FIG. 1 shows a liquid crystal display device 100 according to this embodiment.
  • the liquid crystal display device 100 has a plurality of pixels P arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns.
  • Each of the plurality of pixels P is defined by a plurality of sub-pixels (also referred to as “dots”) that display different colors.
  • the plurality of sub-pixels that define each pixel P are a red sub-pixel R that displays red, a green sub-pixel G that displays green, a blue sub-pixel B that displays blue, and a yellow sub-pixel that displays yellow.
  • the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y are arranged in each of the pixels P in 2 rows and 2 columns (that is, in a matrix).
  • FIG. 2 and 3 show a more specific structure of the liquid crystal display device 100.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one subpixel of the liquid crystal display device 100, and shows a cross section along the row direction.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of 10 sub-pixels arranged in 2 rows and 5 columns.
  • the liquid crystal display device 100 includes an active matrix substrate 10, a counter substrate 20 facing the active matrix substrate 10, and a liquid crystal layer 30 provided between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20. Is provided.
  • the active matrix substrate 10 includes a pixel electrode 11 provided in each of a plurality of sub-pixels, a thin film transistor (TFT) 14 electrically connected to the pixel electrode 11, a plurality of scanning lines 12 extending in the row direction, And a plurality of signal lines 13 extending in the column direction.
  • the TFTs 14 functioning as switching elements are supplied with scanning signals from the corresponding scanning lines 12 and supplied with display signals from the corresponding signal lines 13.
  • the scanning line 12 is provided on an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate) 10a.
  • auxiliary capacitance lines 15 extending in the row direction are also provided on the transparent substrate 10a.
  • the auxiliary capacitance line 15 is formed of the same conductive film as the scanning line 12.
  • the portion of the auxiliary capacitance line 15 located near the center of the pixel is wider than the other portions, and this portion functions as the auxiliary capacitance counter electrode 15a.
  • the storage capacitor counter electrode 15 a is supplied with a storage capacitor counter voltage (CS voltage) from the storage capacitor line 15.
  • a gate insulating film 16 is provided so as to cover the scanning line 12 and the auxiliary capacitance line 15 (including the auxiliary capacitance counter electrode 15a).
  • a signal line 13 is provided on the gate insulating film 16.
  • An auxiliary capacitance electrode 17 is also provided on the gate insulating film 16.
  • the auxiliary capacitance electrode 17 is formed of the same conductive film as the signal line 13.
  • the auxiliary capacitance electrode 17 is electrically connected to the drain electrode of the TFT 14, and is supplied with the same voltage as the pixel electrode 11 through the TFT 14.
  • An interlayer insulating film 18 is provided so as to cover the signal line 13 and the auxiliary capacitance electrode 17.
  • a pixel electrode 11 is provided on the interlayer insulating film 18. In the configuration illustrated in FIG. 2, the pixel electrode 11 is formed so that the edge thereof overlaps the scanning line 12 and the signal line 13 via the interlayer insulating film 18. 11 may not overlap the scanning line 12 and the signal line 13 at all.
  • the counter substrate 20 has a counter electrode 21 that faces the pixel electrode 11.
  • the counter electrode 21 is provided on an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate) 20a.
  • the counter substrate 20 typically further includes a color filter layer and a light shielding layer (black matrix).
  • the liquid crystal layer 30 includes liquid crystal molecules (not shown) having positive or negative dielectric anisotropy depending on the display mode, and further includes a chiral agent as necessary.
  • a pair of alignment films 19 and 29 are formed on the outermost surfaces of the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 (the outermost surface on the liquid crystal layer 30 side). As the alignment films 19 and 29, a horizontal alignment film or a vertical alignment film is provided depending on the display mode.
  • the pixel electrode 11, the counter electrode 21 facing the pixel electrode 11, and the liquid crystal layer 30 positioned therebetween constitute a liquid crystal capacitor CLC . That is, each subpixel is located between the pixel electrode 11 provided on the active matrix substrate 10, the counter electrode 21 provided on the counter substrate 20 facing the pixel electrode 11, and the pixel electrode 11 and the counter electrode 21. Liquid crystal layer 30.
  • the auxiliary capacitance CCS is constituted by the auxiliary capacitance electrode 17, the auxiliary capacitance counter electrode 15a facing the auxiliary capacitance electrode 17, and the gate insulating film 16 positioned therebetween.
  • the configuration of the auxiliary capacitor CCS is not limited to the one exemplified here.
  • auxiliary capacitor electrode 17 is not formed, and the pixel electrode 11, the auxiliary capacitor counter electrode 15 a, the gate insulating film 16 and the interlayer insulating film 18 positioned between them.
  • Auxiliary capacitor CCS may be configured by the above.
  • FIG. 4 shows the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer 30 of each sub-pixel during a certain vertical scanning period (also refer to FIG. 3 as well).
  • the polarity of the pixel electrode 11 when the potential of the counter electrode 21 is set as a reference potential is shown as the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer 30.
  • an arbitrary row of the plurality of pixels P includes a first pixel P1 in which all of the plurality of sub-pixels have a pixel electrode 11 to which a positive polarity voltage is supplied in a certain vertical scanning period, and a negative polarity.
  • the pixel electrodes 11 to which the voltage is supplied are configured by alternately arranging the second pixels P2 that all of the plurality of sub-pixels have, and an arbitrary column of the plurality of pixels P also has a first vertical scanning period.
  • One pixel P1 and second pixel P2 are alternately arranged.
  • inversion driving is performed in units of one pixel (inversion period), and as can be seen from FIGS. 3 and 4, in any row of a plurality of sub-pixels.
  • the polarities of the voltages applied to the sub-pixels of the same color are not uniform (all become the same). More specifically, the same number of sub-pixels of the same color are connected to each auxiliary capacitance line 15 as many as those to which a positive voltage is applied and those to which a negative voltage is applied. Therefore, since the ripple voltage superimposed on the CS voltage is substantially canceled, the occurrence of the horizontal shadow is suppressed. Therefore, the deterioration of the display quality due to the occurrence of the horizontal shadow is suppressed.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the sub-pixels that define the pixel P are not limited, and the sub-pixels different in size from other sub-pixels may be included.
  • the red subpixel R and the blue subpixel B may be larger than the green subpixel G and the yellow subpixel Y.
  • the red sub-pixel R is larger than the yellow sub-pixel Y, as described in Patent Document 1, bright red (high brightness) is obtained as compared with a case where all the sub-pixels have the same size. Can be displayed.
  • each pixel P may be defined by a red sub-pixel R, a green sub-pixel G and a blue sub-pixel B, and a cyan sub-pixel for displaying cyan, or a red sub-pixel R, a green sub-pixel G and a blue sub-pixel.
  • Each pixel P may be defined by B and the magenta sub-pixel displaying magenta.
  • each pixel P may be defined by a red sub-pixel R, a green sub-pixel G, a blue sub-pixel B, and a white sub-pixel W that displays white.
  • a color filter that is colorless and transparent that is, transmits white light
  • the liquid crystal display device 200 since the added primary color is white, the effect of widening the color reproduction range cannot be obtained, but the display luminance of one pixel P as a whole can be improved.
  • the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is inverted for each pixel along the row direction or along the column direction.
  • the occurrence of lateral shadow can be suppressed. That is, an arbitrary row of the plurality of pixels P is configured by alternately arranging the first pixels P1 and the second pixels P2, and an arbitrary column of the plurality of pixels P includes the first pixel P1 and the second pixel P2. By arranging them alternately, it is possible to suppress deterioration in display quality due to occurrence of horizontal shadows.
  • each pixel P is not limited to the four sub-pixels arranged in 2 rows and 2 columns as shown in FIGS. 1 and 6.
  • the present invention is widely used in a liquid crystal display device in which each pixel P is defined by a plurality of subpixels arranged in m rows and n columns (m is an integer of 2 or more and n is an even number of 2 or more) in the pixel. It is done.
  • each pixel P may be defined by six sub-pixels arranged in three rows and two columns.
  • six sub-pixels are obtained by adding a cyan sub-pixel C for displaying cyan and a magenta sub-pixel M for displaying magenta to a red sub-pixel R, a green sub-pixel G, a blue sub-pixel G, and a yellow sub-pixel Y.
  • Each pixel P is defined by a pixel.
  • an arbitrary row of the plurality of pixels P is configured by alternately arranging the first pixels P1 and the second pixels P2, and an arbitrary column of the plurality of pixels P includes the first pixel P1 and the second pixel P2. By arranging them alternately, it is possible to suppress deterioration in display quality due to occurrence of horizontal shadows.
  • each pixel is defined by four or more sub-pixels
  • the present invention is suitably used for a multi-primary color liquid crystal display device.
  • SYMBOLS 10 Active matrix substrate 10a, 20a Transparent substrate 11 Pixel electrode 12 Scan line 13 Signal line 14 Thin film transistor (TFT) DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Auxiliary capacity line 15a Auxiliary capacity counter electrode 16 Gate insulating film 17 Auxiliary capacity electrode 18 Interlayer insulating film 19, 29 Alignment film 20 Counter substrate 21 Counter electrode 30 Liquid crystal layer 100, 200, 300 Liquid crystal display device P pixel P1 First pixel P2 Second pixel R Red sub-pixel G Green sub-pixel B Blue sub-pixel Y Yellow sub-pixel W White sub-pixel C Cyan sub-pixel M Magenta sub-pixel

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Abstract

　本発明による液晶表示装置（１００）は、第１基板（１０）と、第１基板（１０）に対向する第２基板（２０）と、第１基板（１０）と第２基板（２０）との間に設けられた液晶層（３０）とを備え、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素（Ｐ）を有する。複数の画素（Ｐ）のそれぞれは、当該画素（Ｐ）内でｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数でｎは２以上の偶数）に配置された複数のサブ画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ）によって規定される。ある垂直走査期間において、液晶層（３０）に印加される電圧の極性は、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転する。本発明によると、各画素が４個以上のサブ画素によって規定される液晶表示装置において、ドット反転駆動を行ったときの横シャドーに起因する表示品位の低下を抑制することができる。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、各画素が４個以上のサブ画素によって規定される液晶表示装置に関する。
　現在、液晶表示装置が様々な用途に利用されている。一般的な液晶表示装置では、光の三原色である赤、緑、青を表示する３個のサブ画素によって１個の画素が構成されており、そのことによってカラー表示が可能になっている。
　しかしながら、従来の液晶表示装置は、表示可能な色の範囲（「色再現範囲」と呼ばれる。）が狭いという問題を有している。そこで、液晶表示装置の色再現範囲を広くするために、表示に用いる原色の数を増やす手法が提案されている。
　例えば、特許文献１には、図１０に示すように、赤を表示する赤サブ画素Ｒ、緑を表示する緑サブ画素Ｇおよび青を表示する青サブ画素Ｂに加えて黄を表示する黄サブ画素Ｙを含む４個のサブ画素によって１個の画素Ｐが構成された液晶表示装置８００が開示されている。この液晶表示装置８００では、４個のサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙによって表示される赤、緑、青、黄の４つの原色を混色することにより、カラー表示が行われる。
　４つ以上の原色を用いて表示を行うことにより、三原色を用いて表示を行う従来の液晶表示装置よりも色再現範囲を広くすることができる。本願明細書では、４つ以上の原色を用いて表示を行う液晶表示装置を「多原色液晶表示装置」と称し、三原色を用いて表示を行う液晶表示装置を「三原色液晶表示装置」と称する。
　また、特許文献２には、図１１に示すように、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂに加えて白を表示する白サブ画素Ｗを含む４個のサブ画素によって１個の画素Ｐが構成された液晶表示装置９００が開示されている。この液晶表示装置９００では、追加されたサブ画素が白サブ画素Ｗであるので、色再現範囲を広くすることはできないものの、表示輝度を高くすることができる。赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび白サブ画素Ｗによって１個の画素Ｐが構成された液晶表示装置は、特許文献３にも開示されている。
国際公開第２００７／１４８５１９号 特開平１１－２９５７１７号公報 特開２００２－６３０３号公報
　しかしながら、図１０に示した液晶表示装置８００および図１１に示した液晶表示装置９００のように１個の画素Ｐが４個のサブ画素から構成されていると、ドット反転駆動を行った場合に、横シャドーと呼ばれる現象が発生し、表示品位が低下してしまう。ドット反転駆動は、表示のちらつき（フリッカと呼ばれる。）の発生を抑制する手法であり、印加電圧の極性を１サブ画素（１ドット）ごとに反転させる駆動方法である。
　図１２に、三原色液晶表示装置にドット反転駆動を行った場合の各サブ画素への印加電圧の極性を示し、図１３および図１４に、液晶表示装置８００および９００にドット反転駆動を行った場合の各サブ画素への印加電圧の極性を示す。
　三原色液晶表示装置では、図１２に示すように、同色のサブ画素への印加電圧の極性が、行方向に沿って反転する。例えば図１２中の１行目のサブ画素行では、左側から右側に向かうにつれて、赤サブ画素Ｒへの印加電圧の極性は正（＋）、負（－）、正（＋）となり、緑サブ画素Ｇへの印加電圧の極性は負（－）、正（＋）、負（－）となり、青サブ画素Ｂへの印加電圧の極性は正（＋）、負（－）、正（＋）となる。
　これに対し、液晶表示装置８００および９００では、１個の画素Ｐが４個のサブ画素から構成されているので、図１３および図１４に示すように、各サブ画素行で同色のサブ画素への印加電圧の極性が全て同じになってしまう。例えば図１３中の１行目のサブ画素行では、赤サブ画素Ｒへの印加電圧の極性は全て正（＋）で、緑サブ画素Ｇへの印加電圧の極性は全て負（－）であり、２行目のサブ画素行では、青サブ画素Ｂへの印加電圧の極性は全て負（－）で、黄サブ画素Ｙへの印加電圧の極性は全て正（＋）である。また、図１４中の１行目のサブ画素行では、赤サブ画素Ｒおよび青サブ画素Ｂへの印加電圧の極性は全て正（＋）であり、緑サブ画素Ｇおよび白サブ画素Ｗへの印加電圧の極性は全て負（－）である。
　このように、行方向で同色のサブ画素への印加電圧の極性が全て同じになってしまうと、単色でウィンドウパターンを表示したときに横シャドーが発生してしまう。以下、図１５を参照しながら横シャドーが発生する原因を説明する。
　図１５（ａ）に示すように、低輝度の背景ＢＧに囲まれるように単色で高輝度のウィンドウＷＤを表示するとき、ウィンドウＷＤの左右に、本来の表示よりも高輝度となる横シャドーＳＤが発生することがある。
　図１５（ｂ）には、一般的な液晶表示装置の２個のサブ画素に対応する領域の等価回路を示している。図１５（ｂ）に示すように、各サブ画素には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４が設けられている。ＴＦＴ１４のゲート電極、ソース電極およびドレイン電極には、それぞれ走査線１２、信号線１３および画素電極１１が電気的に接続されている。
　画素電極１１と、画素電極１１に対向するように設けられた対向電極２１と、画素電極１１と対向電極２１との間に位置する液晶層とによって、液晶容量ＣLCが構成される。また、画素電極１１に電気的に接続された補助容量電極１７と、補助容量電極１７に対向するように設けられた補助容量対向電極１５ａと、補助容量電極１７と補助容量対向電極１５ａとの間に位置する誘電体層（絶縁膜）とによって、補助容量ＣCSが構成される。
　補助容量対向電極１５ａは、補助容量線１５に電気的に接続されており、補助容量対向電圧（ＣＳ電圧）を供給される。図１５（ｃ）および（ｄ）に、ＣＳ電圧およびゲート電圧の時間変化を示す。なお、図１５（ｃ）と図１５（ｄ）とでは、書き込み電圧（信号線１３を介して画素電極１１に供給される階調電圧）の極性が互いに異なっている。
　ゲート電圧がオン状態となり、充電が開始されると、画素電極１１の電位（ドレイン電圧）が変化し、この際、図１５（ｃ）および（ｄ）に示すように、ドレイン・ＣＳ間の寄生容量を介してＣＳ電圧にリップル電圧が重畳される。図１５（ｃ）と図１５（ｄ）との比較からわかるように、リップル電圧の極性は、書き込み電圧の極性に応じて反転する。
　ＣＳ電圧に重畳されたリップル電圧は時間とともに減衰する。書き込み電圧の振幅が小さい場合、つまり、背景ＢＧを表示する画素では、ゲート電圧がオフ状態となる時にリップル電圧はほぼゼロとなる。一方、書き込み電圧の振幅が大きい場合、つまり、ウィンドウＷＤを表示するサブ画素では、リップル電圧が背景ＢＧを表示するサブ画素に比べて高くなるので、図１５（ｃ）および（ｄ）に示しているように、ゲート電圧がオフ状態になる時にＣＳ電圧に重畳されたリップル電圧は減衰しきっておらず、ゲート電圧がオフ状態になった後もリップル電圧は減衰する。そのため、ＣＳ電圧の影響を受けるドレイン電圧（画素電極電位）は残存しているリップル電圧Ｖαに起因して本来のレベルからずれる。
　同じサブ画素行内で、逆の極性のリップル電圧同士は相殺するように働くが、同じ極性のリップル電圧は重畳してしまう。そのため、図１３および図１４に示したように、行方向で同色サブ画素への印加電圧の極性が全て同じになってしまうと、単色でウィンドウパターンを表示したときに横シャドーが発生してしまう。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各画素が４個以上のサブ画素によって規定される液晶表示装置において、ドット反転駆動を行ったときの横シャドーに起因する表示品位の低下を抑制することにある。
　本発明による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第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、を備え、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、当該画素内でｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数でｎは２以上の偶数）に配置された複数のサブ画素によって規定され、ある垂直走査期間において、前記液晶層に印加される電圧の極性は、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転する。
　ある好適な実施形態において、前記第１基板は、行方向に延びる複数本の走査線および列方向に延びる複数本の信号線を有し、前記複数のサブ画素のそれぞれは、前記第１基板に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する前記液晶層と、を含み、前記複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を前記複数のサブ画素のすべてが有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を前記複数のサブ画素のすべてが有する第２画素とが交互に配列されて構成されており、前記複数の画素の任意の列も、ある垂直走査期間において、前記第１画素と前記第２画素とが交互に配列されて構成されている。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含む。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、黄を表示する黄サブ画素をさらに含む。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、白を表示する白サブ画素をさらに含む。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、２行２列に配置された４個のサブ画素である。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素および黄を表示する黄サブ画素をさらに含む。
　ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、３行２列に配置された６個のサブ画素である。
　本発明によると、各画素が４個以上のサブ画素によって規定される液晶表示装置において、ドット反転駆動を行ったときの横シャドーに起因する表示品位の低下を抑制することができる。
本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１個のサブ画素の行方向に沿った断面を示す図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２行５列に配置された１０個のサブ画素の等価回路図である。 ある垂直走査期間における液晶表示装置１００の各サブ画素の液晶層への印加電圧の極性を示す図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置２００を模式的に示す図である。 ある垂直走査期間における液晶表示装置２００の各サブ画素の液晶層への印加電圧の極性を示す図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置３００を模式的に示す図である。 ある垂直走査期間における液晶表示装置３００の各サブ画素の液晶層への印加電圧の極性を示す図である。 従来の液晶表示装置８００を模式的に示す図である。 従来の液晶表示装置９００を模式的に示す図である。 三原色液晶表示装置にドット反転駆動を行った場合の各サブ画素への印加電圧の極性を示す図である。 従来の液晶表示装置８００にドット反転駆動を行った場合の各サブ画素への印加電圧の極性を示す図である。 従来の液晶表示装置９００にドット反転駆動を行った場合の各サブ画素への印加電圧の極性を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、横シャドーが発生する理由を説明するための図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。液晶表示装置１００は、図１に示すように、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素Ｐを有する。
　複数の画素Ｐのそれぞれは、互いに異なる色を表示する複数のサブ画素（「ドット」とも呼ばれる。）によって規定される。各画素Ｐを規定する複数のサブ画素は、具体的には、赤を表示する赤サブ画素Ｒ、緑を表示する緑サブ画素Ｇ、青を表示する青サブ画素Ｂおよび黄を表示する黄サブ画素Ｙである。赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙは、各画素Ｐ内で２行２列に（つまりマトリクス状に）配置されている。
　図２および図３に、液晶表示装置１００のより具体的な構造を示す。図２は、液晶表示装置１００の１個のサブ画素を模式的に示す断面図であり、行方向に沿った断面を示している。図３は、２行５列に配置された１０個のサブ画素の等価回路図である。
　液晶表示装置１００は、図２に示すように、アクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板２０と、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に設けられた液晶層３０とを備える。
　アクティブマトリクス基板１０は、複数のサブ画素のそれぞれに設けられた画素電極１１と、画素電極１１に電気的に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４と、行方向に延びる複数本の走査線１２と、列方向に延びる複数本の信号線１３とを有する。スイッチング素子として機能するＴＦＴ１４は、対応する走査線１２から走査信号を供給され、対応する信号線１３から表示信号を供給される。
　走査線１２は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）１０ａ上に設けられている。また、透明基板１０ａ上には、行方向に延びる補助容量線１５も設けられている。補助容量線１５は、走査線１２と同じ導電膜から形成されている。補助容量線１５の、画素の中央付近に位置する部分は、他の部分よりも幅が広く、この部分が補助容量対向電極１５ａとして機能する。補助容量対向電極１５ａは、補助容量線１５から補助容量対向電圧（ＣＳ電圧）を供給される。
　走査線１２および補助容量線１５（補助容量対向電極１５ａを含む）を覆うように、ゲート絶縁膜１６が設けられている。ゲート絶縁膜１６上に、信号線１３が設けられている。また、ゲート絶縁膜１６上には、補助容量電極１７も設けられている。補助容量電極１７は、信号線１３と同じ導電膜から形成されている。補助容量電極１７は、ＴＦＴ１４のドレイン電極に電気的に接続されており、ＴＦＴ１４を介して画素電極１１と同じ電圧を供給される。
　信号線１３および補助容量電極１７を覆うように、層間絶縁膜１８が設けられている。層間絶縁膜１８上に、画素電極１１が設けられている。なお、図２に例示している構成では、画素電極１１は、そのエッジ部が層間絶縁膜１８を介して走査線１２および信号線１３に重畳するように形成されているが、勿論、画素電極１１が走査線１２および信号線１３に全く重なっていなくてもよい。
　対向基板２０は、画素電極１１に対向する対向電極２１を有する。対向電極２１は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）２０ａ上に設けられている。ここでは図示していないが、対向基板２０は、典型的には、カラーフィルタ層および遮光層（ブラックマトリクス）をさらに有する。
　液晶層３０は、表示モードに応じて正または負の誘電異方性を有する液晶分子（不図示）を含み、さらに、必要に応じてカイラル剤を含む。アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の最表面（液晶層３０側の最表面）には、一対の配向膜１９および２９が形成されている。配向膜１９および２９としては、表示モードに応じて水平配向膜または垂直配向膜が設けられる。
　上述した構造を有する液晶表示装置１００では、画素電極１１と、画素電極１１に対向する対向電極２１と、これらの間に位置する液晶層３０とによって液晶容量ＣLCが構成される。つまり、各サブ画素は、アクティブマトリクス基板１０に設けられた画素電極１１と、対向基板２０に設けられ画素電極１１に対向する対向電極２１と、画素電極１１と対向電極２１との間に位置する液晶層３０とを含む。また、補助容量電極１７と、補助容量電極１７に対向する補助容量対向電極１５ａと、これらの間に位置するゲート絶縁膜１６とによって補助容量ＣCSが構成される。なお、補助容量ＣCSの構成は、ここで例示したものに限定されない。例えば、層間絶縁膜１８が比較的薄い場合には、補助容量電極１７を形成せず、画素電極１１と、補助容量対向電極１５ａと、これらの間に位置するゲート絶縁膜１６および層間絶縁膜１８とによって補助容量ＣCSが構成されてもよい。
　本実施形態における液晶表示装置１００では、従来と異なる反転駆動が行われる。以下、図４も参照しながら、液晶表示装置１００において行われる反転駆動を説明する。図４は、ある垂直走査期間における各サブ画素の液晶層３０への印加電圧の極性を示している（図３にも示しているので併せて参照されたい）。なお、ここでは、対向電極２１の電位を基準電位としたときの画素電極１１の極性を、液晶層３０への印加電圧の極性として示している。
　液晶表示装置１００では、図４に示すように、ある垂直走査期間（任意の垂直走査期間）において、液晶層３０に印加される電圧の極性は、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転する。言い換えると、複数の画素Ｐの任意の行は、ある垂直走査期間において、正の極性の電圧が供給される画素電極１１を複数のサブ画素のすべてが有する第１画素Ｐ１と、負の極性の電圧が供給される画素電極１１を複数のサブ画素のすべてが有する第２画素Ｐ２とが交互に配列されて構成されており、複数の画素Ｐの任意の列も、ある垂直走査期間において、第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とが交互に配列されて構成されている。
　上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、１画素を単位（反転周期）として反転駆動が行われるので、図３および図４からわかるように、複数のサブ画素の任意の行において、同色のサブ画素への印加電圧の極性が揃う（全て同じになる）ことはない。より具体的には、各補助容量線１５に対し、同色のサブ画素は、正極性の電圧が印加されるものと、負極性の電圧が印加されるものとがほぼ同数接続される。そのため、ＣＳ電圧に重畳されるリップル電圧が実質的にキャンセルされるので、横シャドーの発生が抑制される。従って、横シャドーの発生に起因する表示品位の低下が抑制される。
　なお、図１、図３および図４には、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙのサイズがすべて同じ場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素Ｐを規定する複数のサブ画素には、他のサブ画素とサイズの異なるサブ画素が含まれていてもよい。例えば、図５に示すように、赤サブ画素Ｒおよび青サブ画素Ｂが緑サブ画素Ｇおよび黄サブ画素Ｙより大きくてもよい。赤サブ画素Ｒが黄サブ画素Ｙよりも大きいと、特許文献１に記載されているように、すべてのサブ画素が同じサイズを有している場合に比べ、明るい赤（明度の高い赤）を表示することができる。
　また、各画素Ｐを規定するサブ画素の種類（組み合わせ）も、上述した例に限定されるものではない。例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、シアンを表示するシアンサブ画素とによって各画素Ｐが規定されてもよいし、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素とによって各画素Ｐが規定されてもよい。
　また、図６に示す液晶表示装置２００のように、各画素Ｐが、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、白を表示する白サブ画素Ｗとによって規定されてもよい。液晶表示装置２００が備える対向基板のカラーフィルタ層の、白サブ画素Ｗに対応する領域には、無色透明な（つまり白色の光を透過する）カラーフィルタが設けられる。液晶表示装置２００では、追加された原色が白であるため、色再現範囲を広くするという効果は得られないが、１個の画素Ｐ全体の表示輝度を向上させることができる。
　液晶表示装置２００においても、図７に示すように、任意の垂直走査期間において、液晶層に印加される電圧の極性を、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転させることにより、横シャドーの発生を抑制することができる。つまり、複数の画素Ｐの任意の行を第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とを交互に配列して構成するとともに複数の画素Ｐの任意の列も第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とを交互に配列して構成することにより、横シャドーの発生に起因する表示品位の低下を抑制できる。
　なお、各画素Ｐを規定する複数のサブ画素は、図１や図６に示したように、２行２列に配置された４個のサブ画素に限定されるものではない。本発明は、各画素Ｐが、当該画素内でｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数でｎは２以上の偶数）に配置された複数のサブ画素によって規定される液晶表示装置に広く用いられる。
　例えば、図８に示す液晶表示装置３００のように、各画素Ｐは、３行２列に配置された６個のサブ画素によって規定されてもよい。液晶表示装置３００では、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｇおよび黄サブ画素Ｙに、シアンを表示するシアンサブ画素Ｃおよびマゼンタを表示するマゼンタサブ画素Ｍを加えた６個のサブ画素によって各画素Ｐが規定される。
　液晶表示装置３００においても、図９に示すように、任意の垂直走査期間において、液晶層に印加される電圧の極性を、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転させることにより、横シャドーの発生を抑制することができる。つまり、複数の画素Ｐの任意の行を第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とを交互に配列して構成するとともに複数の画素Ｐの任意の列も第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とを交互に配列して構成することにより、横シャドーの発生に起因する表示品位の低下を抑制できる。
　本発明によると、各画素が４個以上のサブ画素によって規定される液晶表示装置において、ドット反転駆動を行ったときの横シャドーに起因する表示品位の低下を抑制することができる。本発明は、多原色液晶表示装置に好適に用いられる。
　１０　　アクティブマトリクス基板
　１０ａ、２０ａ　　透明基板
　１１　　画素電極
　１２　　走査線
　１３　　信号線
　１４　　薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
　１５　　補助容量線
　１５ａ　　補助容量対向電極
　１６　　ゲート絶縁膜
　１７　　補助容量電極
　１８　　層間絶縁膜
　１９、２９　　配向膜
　２０　　対向基板
　２１　　対向電極
　３０　　液晶層
　１００、２００、３００　　液晶表示装置
　Ｐ　　画素
　Ｐ１　　第１画素
　Ｐ２　　第２画素
　Ｒ　　赤サブ画素
　Ｇ　　緑サブ画素
　Ｂ　　青サブ画素
　Ｙ　　黄サブ画素
　Ｗ　　白サブ画素
　Ｃ　　シアンサブ画素
　Ｍ　　マゼンタサブ画素

Claims (8)

  1. 　第１基板と、
    　前記第１基板に対向する第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、を備え、
    　複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有し、
    　前記複数の画素のそれぞれは、当該画素内でｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数でｎは２以上の偶数）に配置された複数のサブ画素によって規定され、
    　ある垂直走査期間において、前記液晶層に印加される電圧の極性は、行方向に沿っても列方向に沿っても１画素ごとに反転する液晶表示装置。
  2. 　前記第１基板は、行方向に延びる複数本の走査線および列方向に延びる複数本の信号線を有し、
    　前記複数のサブ画素のそれぞれは、前記第１基板に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する前記液晶層と、を含み、
    　前記複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を前記複数のサブ画素のすべてが有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を前記複数のサブ画素のすべてが有する第２画素とが交互に配列されて構成されており、
    　前記複数の画素の任意の列も、ある垂直走査期間において、前記第１画素と前記第２画素とが交互に配列されて構成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含む請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記複数のサブ画素は、黄を表示する黄サブ画素をさらに含む請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記複数のサブ画素は、白を表示する白サブ画素をさらに含む請求項３に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記複数のサブ画素は、２行２列に配置された４個のサブ画素である請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 　前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素および黄を表示する黄サブ画素をさらに含む請求項３に記載の液晶表示装置。
  8. 　前記複数のサブ画素は、３行２列に配置された６個のサブ画素である請求項１から３および７のいずれかに記載の液晶表示装置。
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