(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横電界を生成させるための第１および第２の電極をそれぞれが有する、マトリクス状に配置された複数の画素を備える液晶表示装置であって、
前記複数の画素のうちの、行方向または列方向のいずれかに沿って一列に並ぶ第１の画素群において、前記第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極構造が互いに異なる２つの隣接画素からなる１対の画素対が繰り返し並んでおり、
前記１対の画素対に含まれる前記２つの隣接画素には同極性の電圧が印加され、かつ、前記第１の画素群において隣接している２つの画素対には互いに異なる極性の電圧が印加される、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の画素群に隣接し、前記第１の画素群と同じ方向に複数の画素が並ぶ第２の画素群を有し、互いに隣接する、前記第１の画素群に含まれる前記１対の画素対と第２の画素群に含まれる１対の画素対とには、互いに異なる極性の電圧が印加される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の画素群の前記１対の画素対は、１つのソースバスラインに共通に接続されており、かつ、前記１つのソースバスラインに共通に接続された前記１対の画素対の斜め方向に位置する、前記第２の画素群における１対の画素対が、前記１つのソースバスラインに共通に接続されている、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記１対の画素対を構成する２つの隣接画素のそれぞれは、前記第１または第２電極の少なくとも一方において複数の細長電極部分またはスリットを有しており、前記複数の細長電極部分またはスリットの延びる方向が、前記２つの隣接画素で互いに異なっている、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の画素のそれぞれには、１フレームごとに反対の極性の電圧が印加される、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
１フレーム中に、表示信号電圧を印加する期間と、表示信号電圧を印加しない期間とが設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素の駆動周波数が、１Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素の駆動周波数が、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下である、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の画素のそれぞれはＴＦＴを有しており、前記ＴＦＴのそれぞれは、活性層としての酸化物半導体層を含む、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記酸化物半導体層は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は結晶質部分を含む、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【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、特に横電界モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は用途の拡大とともに、高性能化が進んでいる。特に、広視野角特性を有するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）やＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）などの表示モードが開発され、更なる改良が進んでいる。【０００３】
近年では、ＩＰＳモードを発展させたＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置も開発されている。ＩＰＳモードやＦＦＳモードでは、例えば片側の基板に設けられた画素電極および共通電極を用いて、面内方向（または斜め方向）に電界を発生させ、液晶分子を基板と平行に回転させる。これらの表示モードは、横電界モード（横方向電界方式）などと呼ばれる。【０００４】
また、横電界モードの液晶表示装置において、１画素内に２種の液晶ドメインを形成する、デュアルドメインモードの液晶表示装置が知られている。この表示装置では、電極構造（具体的には、画素電極に設けられたスリットの延びる方向など）が異なる２種類のサブ画素領域が１画素内に設けられており、電圧印加時に、異なるサブ画素領域で液晶分子が逆方向に回転する。【０００５】
デュアルドメインモードの液晶表示装置では、電圧を印加したとき、ダイレクタが交差する２種類の液晶ドメインが形成される。これにより、例えば、一方の液晶ドメインのダイレクタに平行な方向から観察したときにもリタデーションのずれが補償されているので、色シフトの発生が抑制される。【０００６】
しかし、モバイル機器等に用いられる小型の表示装置においては、高精細化が進むにつれ１画素のサイズが小さくなってきており、１画素内にデュアルドメインを形成するための電極構造（例えば、複数の「く」の字型電極／スリット）を形成することが困難な場合がある。【０００７】
そこで、１画素ではなく、隣接する２画素で異なるドメインを形成する方式も提案されている。例えば、特許文献１には、ＩＰＳモードの液晶表示装置において、隣接する２画素で電極構造を異ならせ、これによって、液晶分子の回転方向が互いに逆の２種のドメインを形成する技術が開示されている。本明細書では、隣接する２画素を用いて２種の液晶ドメインを形成する方式を、「疑似デュアルドメイン」と称することがある。例えば、特許文献２に、疑似デュアルドメイン構成を採用したＦＦＳモードの液晶表示装置が開示されている。【０００８】
疑似デュアルドメインの液晶表示装置において、電圧印加時には隣接する２画素でダイレクタの方向が異なる２種の液晶ドメインが形成される（図１（ｄ）参照）。これにより、上記の１画素で行うデュアルドメインモードの場合と同様に、横電界モードの液晶表示装置の視野角特性を向上させ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２９０７２号公報
【特許文献２】特開２００９−２３７４１４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／００７６１３号
【特許文献４】国際公開第２０１３／００８６６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
また、液晶表示装置の駆動方式として、複数の画素に対して、印加する電圧の極性を異ならせる方式が利用されている。例えば、ソースバスラインごとに印加電圧の極性を異ならせる方式（カラム（列ライン）反転駆動方式）や、上下および左右方向に隣接する２画素で印加電圧の極性を異ならせる方式（ドット反転駆動方式）が知られている。また、上記の反転駆動方式において、各画素に印加される電圧の極性は１フレーム（例えば、１垂直走査期間）ごとに反転されてもよい。【００１１】
特許文献３には、２画素ごとに電圧の極性を反転させる２Ｈドット反転駆動方式が開示されている。より具体的には、特許文献３に記載の液晶表示装置では、１本のソースバスラインに対して左右に位置する画素が２つおきに左右交互に接続されており、奇数番目のソースバスラインと偶数番目のソースバスラインとで信号電圧の極性を異ならせることで、２水平画素行ごと（２Ｈ）のドット反転駆動が実現されている。【００１２】
本発明者の研究によれば、上記の疑似デュアルドメイン構成のような、隣接画素で電極構造が異なる横電界モードの液晶表示装置に対して、上記のカラム反転駆動方式などの駆動方式を適用すると、フリッカが視認されやすくなる場合があることがわかった。【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フリッカが観察されにくい横電界モードの液晶表示装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態による液晶表示装置は、横電界を生成させるための第１および第２の電極をそれぞれが有する、マトリクス状に配置された複数の画素を備える液晶表示装置であって、前記複数の画素のうちの、行方向または列方向のいずれかに沿って一列に並ぶ第１の画素群において、前記第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極構造が互いに異なる２つの隣接画素からなる１対の画素対が繰り返し並んでおり、前記１対の画素対に含まれる前記２つの隣接画素には同極性の電圧が印加され、かつ、前記第１の画素群において隣接している２つの画素対には互いに異なる極性の電圧が印加される。【００１５】
ある実施形態において、前記第１の画素群に隣接し、前記第１の画素群と同じ方向に複数の画素が並ぶ第２の画素群において、互いに隣接する、前記第１の画素群に含まれる前記１対の画素対と第２の画素群に含まれる１対の画素対とには、互いに異なる極性の電圧が印加される。【００１６】
ある実施形態において、前記第１の画素群の前記１対の画素対は、１つのソースバスラインに共通に接続されており、かつ、前記１つのソースバスラインに共通に接続された前記１対の画素対の斜め方向に位置する、前記第２の画素群における１対の画素対が、前記１つのソースバスラインに共通に接続されている。【００１７】
ある実施形態において、前記１対の画素対を構成する２つの隣接画素のそれぞれは、前記第１または第２電極の少なくとも一方において複数の細長電極部分またはスリットを有しており、前記複数の細長電極部分またはスリットの延びる方向が、前記２つの隣接画素で互いに異なっている。【００１８】
ある実施形態において、前記複数の画素のそれぞれには、１フレームごとに反対の極性の電圧が印加される。【００１９】
ある実施形態において、１フレーム中に、表示信号電圧を印加する期間と、表示信号電圧を印加しない期間とが設けられている。【００２０】
ある実施形態において、前記画素の駆動周波数が、１Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である。【００２１】
ある実施形態において、前記画素の駆動周波数が、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下である。【００２２】
ある実施形態において、前記複数の画素のそれぞれはＴＦＴを有しており、前記ＴＦＴのそれぞれは、活性層としての酸化物半導体層を含む。【００２３】
ある実施形態において、前記酸化物半導体層は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む。【００２４】
ある実施形態において、前記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は結晶質部分を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態によれば、フリッカが低減され視野角特性が向上された横電界モードの液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、カラム反転駆動、１Ｈドット反転駆動、２Ｈドット反転駆動のそれぞれにおける、各画素Ｐｘに印加される電圧の極性を示す平面図であり、（ｄ）は、疑似デュアルドメイン構成のＦＦＳモードの液晶表示装置における隣接２画素での液晶分子ＬＣＭの動作を示す平面図である。
【図２】カラム反転駆動、１Ｈドット反転駆動、２Ｈドット反転駆動のそれぞれにおいて、１Ｈｚ駆動を行ったときのパネルの規格化輝度の時間変化を示す図である。
【図３】カラム反転駆動（列ライン反転駆動）の動作を説明する図であり、（ａ）は第ｎフレームにおいて画素に印加される電圧を示し、（ｂ）は第ｎ＋１フレームにおいて画素に印加される電圧を示し、（ｃ）は第ｎフレームと第ｎ＋１フレームとで、最適な対向電圧Ｖｃｏｍがずれる様子を示す。
【図４】本発明の実施形態による疑似デュアルドメインＦＦＳモードの液晶表示装置における画素構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図４に示す領域５Ａ〜５Ｄに対応する部分拡大図である。
【図６】（ａ）は、液晶表示装置１００の１画素に対応する領域を示す断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ別の変形例の液晶表示装置における１画素に対応する領域を示す断面図である。
【図７】駆動周波数とフリッカ率との関係を示す図であり、（ａ）は、カラム反転駆動を行ったときの図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、１Ｈドット反転駆動および２Ｈドット反転駆動を行ったときの図である。
【図８】１Ｈｚで駆動した時の輝度ずれ（ＤＣズレ率）を示す図であり、カラム反転駆動を行った場合を◆で示し、２Ｈドット反転駆動を行った場合を■で示す。
【図９】駆動周波数と、フリッカの煩わしさを表す視感度との関係を示す図である。
【図１０】休止駆動における表示信号電圧の波形を垂直同期信号に関連付けて示す図であり、（ａ）は垂直同期信号を示し、（ｂ）は１フレーム中に３回の信号電圧印加期間を設ける場合、（ｃ）は１フレーム中に２回の信号電圧印加期間を設ける場合、（ｄ）は１フレーム中に１回の信号電圧印加期間を設ける場合をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず、本発明者の知見による、横電界モードの液晶表示装置におけるフリッカ発生の要因の１つについて説明する。
【００２８】
近年、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体などの酸化物半導体をＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のチャネル（活性層）として用いる液晶表示装置が開発されている。酸化物半導体ＴＦＴのオフリーク特性は優れているので、従来よりも画像の書き換え頻度（駆動周波数）を低下させて駆動するモードも採用し得る。例えば、静止画表示時などには、１〜数Ｈｚの頻度で画像データを書き換える、いわゆる休止駆動（「低周波駆動」と呼ばれることもある）が提案されている。このような駆動方式を採用することによって、消費電力を大幅に削減することが可能である。例えば、特許文献４に、休止駆動方式が開示されている。
【００２９】
ここで、本明細書で用いる「フレーム」、「垂直走査期間」、「駆動周波数」などの用語について説明する。
【００３０】
一般的な６０Ｈｚ駆動の液晶表示装置では、１垂直走査期間（約１／６０秒間）ごとに画素に表示信号電圧が印加される。すなわち、６０Ｈｚ駆動では、１秒間に６０回、画素に表示信号が印加される。１垂直走査期間は１フレームと呼ばれることもある。
【００３１】
ただし、「休止駆動」方式では、所定の垂直走査期間に画素に表示信号電圧を印加し、その後の単数または複数の垂直走査期間において表示信号を印加しない駆動方式が採用される。例えば、駆動周波数が１Ｈｚの休止駆動は、１垂直走査期間（６０Ｈｚ駆動の１垂直走査期間：１／６０秒）において表示信号電圧を画素に供給した後、その垂直走査期間に続く５９垂直走査期間（５９／６０秒）において表示信号を画素に供給することなく休止することで実行されてよい。なお、休止駆動において、所望の表示信号電圧を画素に印加するために、複数の垂直走査期間において電圧を供給してもよい。例えば、最初の３垂直走査期間において表示信号電圧を画素に供給し、その後の５７垂直走査期間を休止期間としてもよい。
【００３２】
本明細書では、このような、ある表示信号を画素に供給するために割り当てられた期間を１フレームと呼ぶことにする。１Ｈｚの休止駆動では、１フレームは、６０の垂直走査期間を含み、このうちに信号供給期間と休止期間とが適宜設定される。なお、上記の６０Ｈｚ駆動の場合には、１フレームが１垂直走査期間に対応する。また、上記説明から理解されるように、本明細書において「駆動周波数」の語は、１フレーム期間（秒）の逆数に対応する。例えば、休止駆動によって駆動周波数が１０Ｈｚに設定されている場合、１フレーム期間は０．１秒である。
【００３３】
また、本明細書において、「フレーム反転駆動」とは、上記の１フレーム単位で印加電圧の極性を反転させる方式を意味しており、例えば１Ｈｚの休止駆動では１秒ごとに入力する信号電圧の極性を反転させることを意味する。なお、休止駆動において、上記のように１フレーム内の複数の垂直走査期間において画素に信号電圧を印加する場合、１垂直走査期間ごとに印加電圧の極性を反転させてもよい。
【００３４】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、休止駆動方式における、表示信号電圧Ｖsourceの印加タイミングの例（図１０（ｂ）〜（ｄ））を、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ（１垂直走査期間を規定する信号：図１０（ａ））に関連付けて示す。図１０（ａ）に示すように、例示する形態では、１フレームが１０垂直走査期間から構成されている。
【００３５】
図１０（ｂ）は、フレームにおける先頭から３垂直走査期間でのみ表示信号電圧を印加し、残りの７垂直走査期間では表示信号電圧を印加しない形態を示す。なお、図１０（ａ）には、図１０（ｂ）に示す表示信号電圧Ｖsourceに対応する駆動期間と休止期間とが示されている。この駆動方式において、あるフレーム（第ｎフレーム）の次のフレーム（第ｎ＋１フレーム）では、印加電圧の極性が反転されており、フレーム反転駆動も実現されている。
【００３６】
また、図１０（ｃ）には、フレームの先頭から２垂直走査期間のみにおいて、図１０（ｄ）には、先頭の垂直走査期間のみにおいて信号電圧を印加するとともに、残りの垂直走査期間を休止期間とする駆動方式が示されている。図１０（ｃ）および（ｄ）に示されるいずれの形態の場合においても、フレーム反転駆動が適用されている。
【００３７】
なお、上記図１０（ｂ）および１０（ｃ）には、１フレーム内の駆動期間において、１垂直走査期間ごとに印加電圧の極性を反転させる形態を示しているが、１フレーム内の複数の垂直走査期間では同極性の電圧を印加する形態であってもよい。
【００３８】
以下、フリッカの発生要因について説明する。上記の休止駆動を行う場合、比較的長いゲートオフ期間（休止期間）にわたって画素電圧の保持が行われる。ただし、この期間（例えば、約０．１〜約１秒間）にも、保持電圧はある程度は低下し、輝度の低下（ノーマリブラックの場合）が生じる。そして、次の画像信号入力のタイミングで次の信号電圧が印加されるとき、同じ大きさの信号電圧を入力する場合であっても、前のフレーム期間中に輝度の低下が生じている分だけ、輝度の急激な上昇が生じることがある。
【００３９】
このような輝度の急激な変化が比較的長い周期で発生すると、観察者にはフリッカとして視認されやすい。これは、６０Ｈｚ駆動や１２０Ｈｚ駆動など、駆動周波数が高く、上記の輝度変化が生じたとしても、その発生間隔が短いために人間の目にはフリッカとして視認されにくかった場合とは異なる。このような理由から、特に６０Ｈｚ未満の駆動周波数で動作させる場合には、フリッカがより視認されにくい駆動方式を採用することが好ましい。
【００４０】
一方で、疑似デュアルドメインモードの液晶表示装置においてカラム反転駆動方式を採用すると、フリッカが視認されやすくなることを本発明者は見出した。これは、上記の輝度の低下が、疑似的に２フレーム期間にわたって生じているように観察されることが原因の１つであると考えられる。以下、この現象について、より詳細に説明する。
【００４１】
図１（ａ）〜（ｃ）は、疑似デュアルドメインＦＦＳモードの液晶表示装置において、カラム反転駆動、１Ｈドット反転駆動、および２Ｈドット反転駆動を適用したときのそれぞれの、画素ごとに印加される電圧の極性を示す。なお、図示する形態では、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の３色の画素Ｐｘが含まれており、同色の画素Ｐｘが列方向に沿って並んでいる。また、列方向に並ぶ画素群において、隣接する２画素は互いに異なる形状（電極構造）を有している。
【００４２】
図１（ａ）に示すように、カラム反転駆動では、ソースバスラインの方向（列方向）に沿って並ぶ画素群（以下、垂直画素列と呼ぶことがある）には同極性の電圧が印加され、かつ、行方向に隣り合う２列の垂直画素列では、互いに異なる極性の電圧が印加される。
【００４３】
また、図１（ｂ）に示すように、ドット反転駆動では、行方向および列方向に隣接する２画素に、互いに異なる極性の電圧が印加される。ドット反転駆動は、例えば、列方向に並ぶ複数の画素を、左右のソースバスラインに交互に接続する（ジグザグ配置する）とともに、ソースバスラインに入力する信号の極性を１列ごとに異ならせることによって実現することができる。なお、本明細書では、このような駆動方式を１Ｈドット反転駆動（１水平画素行ごとのドット反転駆動）と称することがある。
【００４４】
さらに、図１（ｃ）には、ドット反転駆動の変形例が示されている。この駆動方式では、各垂直画素列において、所定の２つの隣接画素（以下、１対の画素対と呼ぶことがある）に同極性の電圧が印加され、かつ、当該１対の画素対に対して列方向に隣接する１対の画素対には、当該１対の画素対とは異なる極性の電圧が印加される。また、行方向に隣接する別の垂直画素列において、当該１対の画素対に隣接する１対の画素対には、異なる極性の電圧が印加される。なお、本明細書では、このような駆動方式を２Ｈドット反転駆動（２水平画素行ごとのドット反転駆動）と称することがある。後述するように、本発明の実施形態による液晶表示装置はこの方式で駆動される。
【００４５】
なお、図１（ｄ）には、疑似デュアルドメイン構成の液晶表示装置において、隣接する２画素によって２種類の液晶ドメインが形成される様子が示されている。図１（ｄ）からわかるように、隣接２画素で電極構造（ここでは、スリットの延びる方向）が異なることにより、電圧印加時には、液晶分子ＬＣＭの回転方向が互いに対して逆になる。これにより、ダイレクタの方向が典型的には略９０°異なる２種の液晶ドメインが形成される。
【００４６】
次に、上記駆動方式の各々を適用した場合の、パネル輝度の変化について説明する。図２は、それぞれ、カラム反転駆動、１Ｈドット反転駆動、および、２Ｈドット反転駆動を、疑似デュアルドメイン構成の液晶表示装置にそれぞれ適用したときの、規格化された相対輝度の変化を示す。また、各反転駆動方式で、フレーム反転駆動も適用されており、あるフレームと次のフレームとでは、画素のそれぞれに印加される電圧の極性が反転している。
【００４７】
図２に示すグラフは、駆動周波数（信号電圧の入力頻度）を１Ｈｚに設定し、全ての画素に対して１秒ごとに絶対値が同じ大きさの最大信号電圧を印加したときのパネル平均輝度の時間変化を示している。
【００４８】
図２における上段のグラフからわかるように、疑似デュアルドメイン構成の液晶表示装置においてカラム反転駆動を適用した場合、１Ｈｚ駆動（典型的には、１秒に１回だけ１垂直走査期間において信号電圧を印加するとともに、電圧印加のタイミング以外の垂直走査期間は休止駆動する駆動方式）を行っているにも関わらず、輝度変化の周期的パターンは０．５Ｈｚ（２秒間隔）で発生する。
【００４９】
このような輝度変化のパターンが形成される理由は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、カラム反転駆動では、ある所定のソースバスラインに正の極性の電圧が印加されるフレーム（第ｎフレーム：ｎは自然数）と、同じソースバスラインに負の極性の電圧が印加される次フレーム（第ｎ＋１フレーム）とでは、同じ信号電圧（ここでは、絶対値で２Ｖ）を印加しようとしても、液晶層に実際に印加される電圧が異なることが原因であると考えられる。
【００５０】
このように連続する２フレーム（第ｎフレームと第ｎ＋１フレーム、あるいは、第ｎ−１フレームと第ｎフレーム）で実際の印加電圧にずれが生じるのは、奇数番目のソースバスラインと偶数番目のソースバスラインとで、配線抵抗や配線付随の電気容量（寄生容量など）に有意な差があるためであると思われる。配線の電気的性質に差があると、図３（ｃ）に示すように、所定の（ここでは偶数番目の）ソースバスラインに接続された画素については、対向電圧Ｖｃｏｍが最適な値からずれる。その結果、所定のフレームでは、画素全体として所望の電圧よりも小さい絶対値の電圧が印加され、次のフレームでは、所望の電圧よりも大きい絶対値の電圧が印加される。
【００５１】
このようにして、より大きい電圧が印加されるフレームと、より小さい電圧が印加されるフレームとが交互することにより、図２に示すような輝度変化の波形が形成される。上記の最適対向電圧のずれは、図２に示す輝度の差ＤＣに対応するものと考えられる。
【００５２】
２フレーム期間（ここでは２秒間）にわたって輝度の低下が連続的に生じる場合、観察者には、より長い時間間隔で、輝度の急激な上昇が発生しているように観察される。そして、これがフリッカとして視認されやすい。なお、６０Ｈｚ以上での駆動を行う場合は、電圧保持期間における輝度変化の発生の周期が短く、輝度低下の程度も小さいため、フリッカとして認識されにくかった。
【００５３】
また、図２における中段のグラフからわかるように、疑似デュアルドメイン構成の液晶表示装置では、１Ｈドット反転駆動を適用した場合にも、２フレームにまたがって輝度の連続的な低下が生じるパターンが観察されることがある。
【００５４】
この理由は、疑似デュアルドメイン構成のように隣接画素が異なる電極構造を有している場合には、種類の異なる隣接２画素で、電気抵抗や電気容量（寄生容量など）の大きさが異なっているからであると考えられる。また、隣接２画素で、液晶の配向状態が異なることも原因であると思われる。以下、この現象についてより詳細に説明する。
【００５５】
１Ｈドット反転駆動を適用した場合、任意の垂直画素列において、正の電圧が印加される画素と負の電圧が印加される画素とが交互に並ぶ。このため、上記のカラム反転駆動を採用したときに生じた最適対向電圧のずれによる輝度の変化は低減され得る。しかし、１Ｈドット反転駆動を適用した場合にも、列方向に隣接する上下２画素における最適対向電圧のずれは画素全体で相殺されず、その結果、全体として所望の電圧よりも大きい絶対値の電圧が印加されるフレームと、所望の電圧よりも小さい絶対値の電圧が印加されるフレームとが繰り返されるものと考えられる。
【００５６】
例えば、上下１対の画素対のうち、上側画素には所望の電圧が印加され、かつ、下側画素には、電極構造の違いにより、所望の電圧から±ε（奇数番目のソースバスラインに関して±ε１、偶数番目のソースバスラインに関して±ε２）ずれた電圧が印加されると仮定する。この場合、列方向において、いずれの画素対においても下側画素に印加される電圧の極性は同じであるので、±ε１および±ε２の電圧のずれが画素全体で相殺されることはない。また、次のフレームでも反対の極性で同様の現象が生じる。これにより、同じ大きさの信号を入力したとしても、フレームごとに印加電圧の大きさに偏りが発生し、上記の２フレームにまたがる輝度減少パターンが観察されるものと思われる。
【００５７】
これに対して、図２における下段のグラフからわかるように、隣接する異なる種類の２画素からなる１対の画素対には同極性の電圧を印加し、この画素対ごとのドット反転駆動（すなわち、２Ｈドット反転駆動）を適用した場合、各フレームで同様の輝度変化が観察される。これは、所定のフレームとその次のフレームとの双方で、偏りがない適切な電圧が印加されるためであると考えられる。
【００５８】
例えば、上記のように上下１対の画素対のうち、下側画素には、所望の電圧から±ε１および±ε２だけずれた電圧が印加されると仮定する。この場合、列方向において、下側画素に印加される電圧の極性は順次反転しているので、±ε１および±ε２のずれが画素全体として相殺される。このため、画素全体としては、所望の大きさの電圧を印加することができる。また、これは、次のフレームにおいても同様であり、したがって、フレームごとの印加電圧の大きさの偏りが抑制され、各フレームで同様の輝度波形パターンが形成されると考えられる。
【００５９】
以上に説明したように、疑似デュアルドメインの液晶表示装置においては、異なる種類の隣接２画素に対して同極性の電圧を印加する態様でのドット反転駆動（２Ｈ／２Ｖドット反転駆動）を適用することが、２倍の周期で発生する輝度の急激な変化を抑制するために有効であることがわかる。
【００６０】
また、図２からわかるように、カラム反転駆動では、２フレームごとに生じる輝度変化の大きさ（グラフに示す輝度変化量ΔＬ）が大きいのに対し、２Ｈドット反転駆動を適用した場合、輝度変化量ΔＬ’が比較的小さくなる。すなわち、２Ｈドット反転駆動を適用すれば、定期的に生じる急激な輝度変化の程度を小さくできるので、フリッカがより視認されにくくなる。
【００６１】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００６２】
図４は、本発明の実施形態による液晶表示装置１００の画素構成を示す平面図である。また、図５（ａ）〜（ｄ）は、図４に示すＴＦＴ５近傍の領域５Ａ〜５Ｄを拡大して示す平面図である。また、図６（ａ）は、液晶表示装置１００の１画素に対応する領域の断面を示す。
【００６３】
液晶表示装置１００において、複数の画素Ｐｘがマトリクス状に配列されており、各画素はＴＦＴ５を介してゲートバスライン２およびソースバスライン４に接続されている。ゲートバスライン２は、図に示すｘ軸方向に沿って延びており、ＴＦＴ５のゲートにゲートオン／オフ電圧を供給する。また、ソースバスライン４は、図に示すｙ軸方向に沿って延びており、ＴＦＴ５を介して画素に信号電圧を供給する。
【００６４】
液晶表示装置１００は、ＦＦＳモードで動作する。より具体的には、図６（ａ）に示すように、液晶層ＬＣを挟む一対の基板１０Ａ、１０Ｂのうち、ＴＦＴ基板１０Ａに設けられた共通電極１８と画素電極１９とを用いて横電界（斜め電界）を生成し、この横電界によって液晶分子を基板面内で回転させることで表示を行う。
【００６５】
なお、ＴＦＴ基板１０Ａは、透明基板１０上に、ゲート絶縁層２０、層間絶縁層２２、共通電極（透明導電層）１８、上部絶縁層２４、画素電極１９などが設けられた構成を有している。また、図６（ａ）には示さないが、上記のゲートバスライン２、ソースバスライン４、ＴＦＴ５なども、ＴＦＴ基板１０Ａ上に設けられている。例えば、ゲートバスライン２はゲート絶縁層２０の下に形成され、ソースバスライン４は、ゲート絶縁層２０の上に形成されている。ゲートバスライン２とソースバスライン４とはゲート絶縁層２０によって絶縁されている。
【００６６】
また、図５（ａ）に示すように、ＴＦＴ５は、ゲートバスライン２に接続されたゲート電極１２、ソースバスライン４に接続されたソース電極１４、ソース電極１４と間隔を空けて対向するように設けられたドレイン電極１６、ソース電極１４とドレイン電極１６とを接続する典型的には島状の半導体層（図示せず）などを含んでいる。
【００６７】
ＴＦＴ５は、層間絶縁層２２および上部絶縁層２４（図６（ａ））などによって覆われており、これら絶縁層２２、２４を貫通するコンタクトホールＣＨを通って、ドレイン電極１６と画素電極１９とが接続されている。なお、共通電極１８は、上記のコンタクトホールＣＨの周囲に開口部を有し、ＴＦＴ５のドレイン電極１６や画素電極１９とは絶縁されている。
【００６８】
また、液晶層ＬＣを挟んでＴＦＴ基板１０Ａに対向する対向基板１０Ｂは、透明基板３０上に、カラーフィルタ層３２、ブラックマトリクス（図示せず）、オーバーコート層３４などが設けられた構成を有している。本実施形態において、カラーフィルタ層３２は、Ｒ、ＧおよびＢの３色のカラーフィルタを含み、図１（ｃ）に示したように垂直画素列ごとに同色の画素が形成されるように配置されている。なお、ＴＦＴ基板１０Ａおよび対向基板１０Ｂは公知の方法によって作製することができる。
【００６９】
再び図４を参照する。複数の画素Ｐｘのうち、列方向（図に示すｙ軸方向）に沿って隣接する２種の画素Ｐａ、Ｐｂは、互いに異なる電極構造を有している。より具体的には、一方の画素Ｐａの画素電極に設けられた細長電極部分１９ｅおよびスリット１９ｓの延びる方向Ｄ１と、他方の画素Ｐｂにおけるそれらの延びる方向Ｄ２とが異なっている。本明細書では、このような電極構造が異なる隣接２画素Ｐａ、Ｐｂを、１対の画素対ＰP1、ＰP2、ＰP3と称することがある。
【００７０】
また、それぞれの垂直画素列（例えば、画素列Ｐc1）において、１対の画素対ＰP1と同様の２種類の画素Ｐａ、Ｐｂからなる１対の画素対ＰP2が、１対の画素対ＰP1に隣接して並んでいる。１対の画素対ＰP1と、隣接する１対の画素対ＰP2とで、２種類の画素ＰａおよびＰｂの並び順は同じである。また、１対の画素対ＰP2に隣接する別の１対の画素対ＰP3においても画素ＰａおよびＰｂの並び順は同じである。画素Ｐａおよび画素Ｐｂは、各垂直画素列Ｐc1、Ｐc2において、それぞれ１画素おきに配置されている。
【００７１】
さらに、図４に示すように、行方向（図に示すｘ軸方向）に並ぶ画素群では、各画素の形状が全て同様である。以上の説明から理解されるように、液晶表示装置１００においては、異なる種類の隣接２画素Ｐａ、Ｐｂを１つの画素対として、行方向および列方向に沿ってこの画素対がマトリクス状に並んでいる。
【００７２】
本実施形態において、液晶分子の初期配向方向（電圧無印加時の配向方向）は、例えば、図４に示すｙ軸方向と平行な方向に設定されている。初期配向方向は、ＴＦＴ基板１０Ａおよび対向基板１０Ｂのそれぞれにおいて液晶層と接するように設けられた配向膜（図示せず）によって規定される。配向膜は、ラビング処理によって配向性が付与された配向膜であっても良いし、紫外線照射によって配向性が付与された光配向膜であっても良い。
【００７３】
また、この初期配向方向と、上記の細長電極部分１９ｅの延びる方向Ｄ１、Ｄ２は異なっている。より具体的には、方向Ｄ１は、初期配向方向から反時計回りに、方向Ｄ２は、初期配向方向から時計回りに、それぞれα°だけ異なる方向である。このような関係を有していることによって、電圧印加時に、隣接２画素Ｐａ、Ｐｂで液晶分子は互いに逆の方向に回転し、２つの液晶ドメインが形成される。上記の角度αは、例えば、３°〜１０°に設定される。
【００７４】
また、ＴＦＴ基板１０Ａおよび対向基板１０Ｂには、典型的にはクロスニコルに配置された一対の偏光素子（図示せず）が設けられている。これらの偏光素子の偏光軸方向（例えば透過軸方向）は、初期配向方向と平行または垂直に設定されていて良い。
【００７５】
このように構成された液晶表示装置１００において、図１（ｃ）を用いて説明した２Ｈドット反転駆動が適用される。すなわち、隣接２画素Ｐａ、Ｐｂには、同極性の電圧が印加され、かつ、列方向に隣り合う画素対ＰP1と画素対ＰP2とには、互いに異なる極性の電圧が印加される。
【００７６】
さらに、所定の垂直画素列（画素群）Ｐc1における所定の１対の画素対ＰP1と、隣接する画素列Ｐc2において当該一対の画素対ＰP1に隣接する画素対ＰP1には、互いに異なる極性の電圧が印加される。すなわち、本実施形態では、１対の画素対ＰP1を１単位（同極性）とするドット反転駆動が適用される。
【００７７】
また、印加される電圧は、１フレームごとに全ての画素において反転される。この場合にも、各フレームにおいて、１対の画素対Ｐａ、Ｐｂには、同極性の電圧が印加され、隣接する画素対ＰP1、ＰP2（あるいは、画素列Ｐc1の画素対ＰP1と、これに水平方向に隣接する画素列Ｐc2の画素対ＰP1）では、互いに異なる極性の電圧が印加される。
【００７８】
以下、液晶表示装置１００における、上記の２ドット反転駆動を実現するための構成の１例について説明する。
【００７９】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示装置１００では、ある垂直画素列において１対の画素対ＰP1に含まれる画素Ｐａ、Ｐｂは、画素の左側に位置するソースバスライン４に接続されている。他方、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、同じ画素列において上記画素対ＰP1に隣接する一対の画素対ＰP2に含まれる画素Ｐａ、Ｐｂは、画素の右側に位置するソースバスライン４に接続されている。なお、本実施形態において、行方向に並ぶ複数の画素（水平画素群）は、全て同じ側のソースバスラインに接続されている。
【００８０】
このように、１本のソースバスラインに対して左右の画素が接続されている構成は、ジグザグ（千鳥）配置と呼ばれることがある（例えば、特許文献３）。液晶表示装置１００では、１対の画素対を１単位として、ジグザグ配置が実現されている。このジグザグ配置において、所定画素列Ｐc2に含まれる１対の画素対ＰP1は、１本のソースバスラインに共通に接続されており、かつ、この画素対の斜め方向に位置する、隣の画素列Ｐc1の１対の画素対ＰP2もまた、同じソースバスラインに共通に接続されている。
【００８１】
上記のようにソースバスライン４に対して２つごとに左右の画素が配置されている場合、隣接するソースバスラインで印加電圧の極性を異ならせる反転駆動を行うことによって、図１（ｃ）に示した２Ｈドット反転駆動を実現することができる。
【００８２】
ただし、２Ｈドット反転駆動は、他の方法によって実現されてもよい。例えば、上記のジグザグ配置を利用せずに、列方向に並ぶ画素を１本のソースバスラインに接続する従来の構成を採用するとともに、ソースドライバを制御して、対応する画素ごとに実際に極性の異なる信号電圧を印加しても良い。
【００８３】
以上、本発明の実施形態による液晶表示装置１００を説明したが、本発明の液晶表示装置は、他の構成を有していても良い。
【００８４】
図６（ｂ）は、変形例１の液晶表示装置１０２における、１画素に対応する領域を示す断面図である。液晶表示装置１０２では、ＴＦＴ基板１０Ａに共通電極１８（図６（ａ））が設けられておらず、その代わりに、対向基板１０Ｂに対向共通電極３６が設けられている。対向共通電極３６は、画素電極１９の細長電極部分と重ならないように、斜め上方向に配置された細長電極部分を有している。この構成において、画素電極１９と対向共通電極３６との間に斜め電界が生成され、これによって面内で液晶分子を回転させることで横電界モードでの表示を行うことができる。
【００８５】
図６（ｃ）は、変形例２の液晶表示装置１０４における、１画素に対応する領域を示す断面図である。液晶表示装置１０４は、ＩＰＳモードの液晶表示装置であり、共通電極１８と、画素電極１９とを同層に有している。共通電極１８と、画素電極１９とは、それぞれ櫛歯状の平面形状を有しており、櫛歯が互いに噛み合わせるように配置されている。この構成において、画素電極１９と共通電極１８との間に横電界が生成され、これによって面内で液晶分子を回転させることで横電界モードでの表示を行うことができる。
【００８６】
以下、本発明の実施例および比較例を説明する。
【００８７】
図７（ａ）〜（ｃ）は、疑似デュアルドメインモードで動作する液晶表示装置（対角約５インチ）において、カラム反転駆動（比較例１）、１Ｈドット反転駆動（比較例２）、２Ｈドット反転駆動（実施例）を適用した場合の、駆動周波数と、フリッカ率との関係を示す。なお、図７（ａ）〜（ｃ）には、一般的な表示パネルにおけるフリッカ率の基準となるグラフも参考のために記載している。
【００８８】
ここで、縦軸はフリッカ率として視覚度フリッカを示している。視感度フリッカとはオシロスコープに取り込んだ輝度波形をフーリエ変換して、周波数成分に分解し、人間の視感度曲線と掛け合わせたものである。また、各図におけるプロットは、複数の種類の液晶パネルについて試験した結果をまとめて示している。液晶パネルには、ポジ型液晶材料を用いたものとネガ型液晶材料を用いたものとが含まれる。
【００８９】
図７（ａ）からわかるように、カラム反転駆動を行った場合、フリッカ率が高くなる。特に、１０Ｈｚ〜３０Ｈｚで駆動したときにフリッカ率の発生が高い。また、図７（ｂ）に示すように、１Ｈドット反転駆動を行った場合、カラム反転駆動の場合に比べてほとんどの駆動周波数でフリッカ率が抑制されていることがわかる。しかし、特に２０〜３０Ｈｚで駆動を行う場合、パネルによっては、フリッカ率が十分に抑制されていない。
【００９０】
これに対して、図７（ｃ）からわかるように、２Ｈドット反転駆動を行った場合、２０〜３０Ｈｚでの駆動を行った場合にもフリッカ率が十分に抑制される。
【００９１】
また、図８は、駆動周波数を１Ｈｚに設定してカラム反転駆動を行ったときと、２Ｈドット反転駆動を行ったときのＤＣズレ率の差を示している。ここで、ＤＣズレ率とは、ＤＣズレ量／平均輝度を示す指標である。なお、ＤＣズレ量とは、図２に示す、連続フレームで観察される輝度の差を意味する。
【００９２】
図８からわかるように、カラム反転駆動（◆）の場合に比べ、２Ｈドット反転駆動（■）の場合には、ＤＣズレ量が小さくなり、駆動周波数の半分の周波数で生じるフリッカが視認されにくい。ここでは、２Ｈドット反転駆動により、０．５Ｈｚの輝度パターンの波形が形成されず、これによって、フリッカが適切に抑制された結果が示されている。
【００９３】
図９は、輝度変化の周波数と、その周波数で輝度変化が生じたときに、これがフリッカとして人間の目に視認されやすいかどうか（「視感度」と呼ぶ）との関係性を示す。「視感度」は、例えば、「電圧変動評価手法の問題点と今後の課題−ΔＶ１０メータとＩＥＣフリッカメータの比較−」と題された、財団法人電力中央研究所の報告（調査報告：Ｔ９９０４１、２０００年５月）に詳細に記載されている。
【００９４】
図９に示すように、ΔＶ１０メータおよびＩＥＣフリッカメータを用いた、ちらつきの煩わしさの評価試験により、特に１０Ｈｚ近傍の周波数での電圧（輝度）変動が生じると、人の目には非常に気になるちらつきとして視認されることが分かっている。
【００９５】
このため、液晶表示装置では、約２０Ｈｚ駆動を行ったときに、その半分の周波数でちらつきが生じると非常に目立つので、これを抑えるために２Ｈドット反転を適用することが好ましいといえる。また、約１Ｈｚから約５０Ｈｚでちらつきが認識されやすいので、本発明の実施形態による液晶表示装置は、例えば、約１Ｈｚから約５０Ｈｚで駆動されるものであってよい。特に、１Ｈｚ〜３０Ｈｚでの駆動が行われる場合に、本発明の実施形態の液晶表示装置は、フリッカの抑制に顕著な効果を得られることが期待できる。
【００９６】
以上に説明した液晶表示装置１００において、ＴＦＴ５は、活性層としての酸化物半導体層を含んでいて良い。酸化物半導体層を用いれば、低周波駆動を実現するために適切な素子特性（オフ特性）が得られる。
【００９７】
また、ＴＦＴ５に設けられる酸化物半導体層は、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体（以下、「Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体」と略する。）を含んでいる。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。本実施形態では、酸化物半導体層は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１の割合で含むＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層であってもよい。
【００９８】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層を有するＴＦＴは、高い移動度（ａ−ＳｉＴＦＴに比べ２０倍超）および低いリーク電流（ａ−ＳｉＴＦＴに比べ１００分の１未満）を有しているので、駆動ＴＦＴおよび画素ＴＦＴとして好適に用いられる。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層を有するＴＦＴを用いれば、表示装置の消費電力を大幅に削減することが可能になる。
【００９９】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質部分を含み、結晶性を有していてもよい。結晶質Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体としては、ｃ軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体が好ましい。このようなＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体の結晶構造は、例えば、特開２０１２−１３４４７５号公報に開示されている。参考のために、特開２０１２−１３４４７５号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【０１００】
酸化物半導体層は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばＺｎ−Ｏ系半導体（ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＺＯ（登録商標））、Ｚｎ−Ｔｉ−Ｏ系半導体（ＺＴＯ）、Ｃｄ−Ｇｅ−Ｏ系半導体、Ｃｄ−Ｐｂ−Ｏ系半導体、ＣｄＯ（酸化カドニウム）、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｏ系半導体、Ｉｎ―Ｓｎ―Ｚｎ―Ｏ系半導体（例えばＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2−ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ−Ｏ系半導体などを含んでいてもよい。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、他の種々の改変を行うことが可能である。上記には、疑似デュアルドメイン構成の液晶表示装置を説明したが、その他の構成であってもよい。例えば、メイン画素と、これと異なる電極構成を有するサブ画素とを別個に駆動するような形態において、メイン画素とサブ画素とを１対の画素対として、上記の２Ｈドット反転駆動を適用してもよい。
【０１０２】
また、上記には、列方向において２種類の画素構成が繰り返し並ぶ形態を説明したが、行方向において２種類の画素構成が繰り返し並ぶ形態であってもよい。この場合、２Ｖドット反転駆動（２垂直画素列ごとのドット反転駆動）を適用することによって、フリッカの抑制を実現し得る。
【０１０３】
また、上記には２ラインごとのドット反転を適用する例を説明したが、４ライン、６ライン、・・・・、２ｎライン（偶数ライン）おきに極性反転することによっても、フリッカを抑制し得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の実施形態による液晶表示装置は、モバイル機器用あるいはタブレット端末用の中小型の表示装置や、テレビジョンやデジタルサイネージ用の表示装置などの種々の表示装置として広く用いられる。
【符号の説明】
【０１０５】
２  ゲートバスライン
４  ソースバスライン
５  ＴＦＴ
１０  透明基板
１８  共通電極
１９  画素電極
１０Ａ  ＴＦＴ基板
１０Ｂ  対向基板
１００  液晶表示装置
ＬＣ  液晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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