(57)【要約】本発明は、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する液晶駆動方法において、フリッカとともにＤＣ焼きつきを充分に低減する液晶駆動方法、及び、液晶駆動方法を用いて駆動される液晶表示装置を提供する。本発明は、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する方法であって、上記液晶駆動方法は、一対の電極間に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作を実行し、上記駆動操作は、第２オフセット電圧の絶対値が、第１オフセット電圧の絶対値よりも大きい液晶駆動方法である。
2013168545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する方法であって、
該一対の電極の一方は、階調に応じて印加電圧を変化させるものであり、
該一対の電極は、それぞれ印加電圧の極性が反転されるものであり、
該上下基板の一方及び／又は他方に面状電極が設けられており、
該液晶駆動方法は、該一対の電極の一方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差を第１オフセット電圧、該一対の電極の他方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差を第２オフセット電圧とすると、第２オフセット電圧の絶対値は、第１オフセット電圧の絶対値よりも大きい駆動操作を実行する
ことを特徴とする液晶駆動方法。
【請求項２】
前記第２オフセット電圧は、負である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動方法。
【請求項３】
前記液晶駆動方法は、前記駆動操作の後に、更に、上下基板の両方に設けられた面状電極から構成される一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作を実行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶駆動方法。
【請求項４】
前記上下基板の一方だけに面状電極が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶駆動方法。
【請求項５】
前記上下基板の一方に設けられた一対の電極は、該面状電極上に絶縁層を介して設けられたものである
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶駆動方法。
【請求項６】
前記液晶駆動方法は、一対の電極と面状電極との間でフリンジ電界を印加する駆動操作を実行する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶駆動方法。
【請求項７】
前記上下基板の他方だけに面状電極が配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶駆動方法。
【請求項８】
前記液晶は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直方向に配向する液晶分子を含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項９】
前記上下基板の少なくとも一方には、誘電体層が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項１０】
前記上下基板の一方は、薄膜トランジスタ素子を備え、
該薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含む
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶駆動方法を用いて駆動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、液晶駆動方法及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、一対の電極を用いて電界を印加して表示をおこなう液晶駆動方法及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶駆動方法は、一対の基板間に狭持された液晶層中の液晶分子を電極間に電界を発生させて動かす手法であり、これによって液晶層の光学特性を変化させ、光が液晶パネルを透過したり透過しなかったりさせて、オン状態・オフ状態を生じさせることができる。
このような液晶駆動により、種々の形態の液晶表示装置が薄型で軽量かつ低消費電力といった利点を活かして様々な用途において提供されている。例えば、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、カーナビゲーション等の車載用の機器、スマートフォンやタブレット端末等の携帯情報端末のディスプレイ等において種々の駆動方法が考案されており、実用化されている。【０００３】
ところで、液晶表示装置には、液晶の特性や電極配置、基板設計等によって種々の表示方式（表示モード）が開発されている。近年広く用いられている表示モードとしては、大別すれば、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させた垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モードや、正又は負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード及び縞状電界スイッチング（ＦＦＳ：Fringe Field Switching）等が挙げられる。これらの表示モードにおいて、いくつかの液晶駆動方法が提案されている。【０００４】
例えば、ＦＦＳ駆動方式の液晶表示装置として、高速応答性及び広視野角を有する薄膜トランジスタ型液晶ディスプレイであって、第１の共通電極層を有する第１の基板と、ピクセル電極層及び第２の共通電極層の両方を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた液晶と、高速な入力データ転送速度に対する高速応答性及び見る人にとっての広視野角をもたらすために、前記第１の基板にある前記第１の共通電極層と、前記第２の基板にある前記ピクセル電極層及び第２の共通電極層の両方との間に電界を発生させる手段とを含むディスプレイが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
また複数の電極により横電界を印加する液晶装置として、互いに対向配置された一対の基板間に誘電率異方性が正の液晶からなる液晶層が挟持された液晶装置であって、前記一対の基板を構成する第１の基板、第２の基板のそれぞれに前記液晶層を挟んで対峙し、該液晶層に対して縦電界を印加する電極が設けられると共に、前記第２の基板には、前記液晶層に対して横電界を印加する複数の電極が設けられた液晶装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２３８５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＦＳ駆動方式の液晶表示装置においては、立ち上がり（暗状態〔黒表示〕から明状態〔白表示〕に表示状態が変化する間）は下側基板の上層スリット電極−下層面状電極間で発生するフリンジ電界（ＦＦＳ駆動）により、立ち下がり（明状態〔白表示〕から暗状態〔黒表示〕に表示状態が変化する間）は基板間の電位差で発生する縦電界により、それぞれ電界によって液晶分子を回転させて高速応答化できる。【０００８】
なお、図１６は、液晶表示装置の断面模式図である。図１７は、図１６に示した液晶表示装置における、ダイレクタ分布、電界分布及び透過率分布を示すシミュレーション結果である模式図である。図１６では、液晶表示装置の構造を示しており、一対の櫛歯電極間に一定の電圧が印加され（図では５Ｖ、−５Ｖ。一対の電極間の電位差が閾値以上であればよい。上記閾値とは、液晶層が光学的な変化を起こし、液晶表示装置において表示状態が変化することになる電場及び／又は電界を生じる電圧値を意味する。）、一対の電極が配置された基板と、対向基板に、それぞれ対向電極８１３、８２３が配置されている。対向電極８１３、８２３は、０Ｖである。図１７は、立ち上がりにおけるシミュレーション結果を示しており、電圧分布、ダイレクタＤの分布、透過率分布（実線ｔ）が示されている。【０００９】
上記特許文献２は、３層電極構造を有する液晶表示装置において櫛歯駆動を用いて応答速度を向上させることを記載している。しかしながら、実質的に表示方式がツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶装置についての記載しかなく、広視野角、高コントラストの特性等を得るのに有利な方式である垂直配向型の液晶表示装置については何ら開示されていない。また、フリッカの抑制や、駆動方法と透過率との関連性についても何ら開示されていない。【００１０】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する液晶駆動方法において、フリッカとともにＤＣ焼きつきを充分に低減する液晶駆動方法、及び、液晶駆動方法を用いて駆動される液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
また本発明者らは、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置以外の、横成分を含む電界によって液晶の配向を決める液晶表示装置（例えば、ＴＢＡ〔Transverse Bend Alignment〕モード、ＦＦＳモード、ＩＰＳモード等）において、上層櫛歯電極等の一対の櫛歯電極で横成分を含む電界（例えば、基板主面に対して水平方向の電界や、フリンジ電界）を発生させるとき、液晶がベンド配向やスプレイ配向となる領域を有することを見出した。そのため、フレクソエレクトリック効果によるフレクソ分極が生じ、一対の電極の一方に印加する電圧が正極性の場合と負極性の場合との間で透過率差（以下、これを「正極性と負極性との間で透過率の差」とも言う。）が生じる。すなわち、正極性と、負極性とで、同じ大きさの電圧を電極に印加した場合、極性反転においてフリッカが生じるという課題を見出した。【００１２】
本発明者らは、その原因について検討し、横成分を含む電界によって液晶の配向を決めるモードでは、液晶が斜めに配向するため、スプレイ配向やベンド配向を生じること、このような配向を生じると、液晶の分子配列の対称性が崩れるため、巨視的な分極が生じる（フレクソ分極）ことを見出した。また、このようなフレクソ分極は分子の形に関係なく、全てのネマティック液晶において見られる現象であることを見出した。このフレクソ分極の発生により、正極性と負極性とで配向の違いが生じるため、透過率に差が出てしまう。【００１３】
ところで、本発明者らは、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置において、下側基板の上層電極を櫛歯駆動とすることにより、立ち上がりは櫛歯間の電位差で横電界、立下りは基板間の電位差で縦電界を発生させ、立ち上がり、立下りともに電界によって液晶分子を回転させて高速応答化し、かつ櫛歯駆動の横電界により高透過率化も実現するオン−オンスイッチングモードの液晶表示装置に着目し、これについて種々検討している。このモードにおいて中間調を出すための駆動方法や開口率改善のための３ＴＦＴ駆動以外の１ＴＦＴまたは２ＴＦＴ駆動方法も提案している（例えば、特願２０１１−１４２３４６号、特願２０１１−１４２３４８号、特願２０１１−１４２３５０号、特願２０１１−２２９２２１号等）。【００１４】
本発明者らは、このモードでは、必ずフレクソ分極が発生してしまうため、フレクソ分極による正負の極性反転に伴う透過率差、すなわち上述したフリッカが生じてしまうことを見出した（例えば、図１４及び図１５の丸で囲んだ箇所。図１４は、一対の電極の一方に印加する電圧が正極性におけるシミュレーション結果を示しており、図１５は、一対の電極の一方に印加する電圧が負極性におけるシミュレーション結果を示している。ともに、電圧分布、ダイレクタＤの分布、透過率分布（実線ｔ）が示されている。正極性の場合と負極性の場合とで配向が大きく異なっている。）。３層電極構造を有するモードでは、上層の一対の櫛歯電極による横電界だけでなく、対向基板の対向電極（通常、開口部の無い面状電極）や、下層電極（面状電極）による上下方向への電気力線の引き込みが存在するため、スプレイ配向を広い範囲で生じやすく、フレクソ分極による影響が大きいことを見出した。このようなフリッカを生じる課題は、電圧無印加時に液晶分子が基板主面に対して垂直配向し、表示時において水平配向するような液晶表示装置において特に大きかったと言える。【００１５】
本発明者らは、このような横成分を含む電界によって液晶を駆動する駆動方法におけるフリッカを解消するために詳細な検討をおこなった。フリッカを抑えるためには、電極に電気的なオフセット（オフセット電圧）を印加することで正負の透過率差を調整すれば良いのだが、その場合、ＤＣ（Direct Current）オフセットによるＤＣ（Direct Current）焼きつきが問題となる。すなわち、通常、フリッカが最小となる対向基板の対向電極の電圧（対向電圧）を最適対向電圧として設定するが、オン−オンスイッチングモードやその他の横電界モードにおいては、フリッカが最小となる設定とすると、フレクソ分極による正極性と負極性との透過率差を電界強度で調整することになるので、電極に大きなＤＣオフセットが印加されている状態となる。つまり、光学的に合っている電圧設定（フリッカが最小となる電圧設定）では、電気的には対称ではないため、ＤＣオフセットによる焼きつきが懸念される。【００１６】
特にオン−オンスイッチングモードにおいては、対向基板の対向電極以外に３つの電極で構成されており、階調表現を行うに当たって、この３電極を調整することになるところ、３つの電極のそれぞれにオフセット電圧が存在している。すなわち、各電極ごとに対向電極に対するオフセット電圧を持つことができる。通常オフセット電圧は０Ｖとすることが望ましいが、その場合フリッカが残ってしまう。【００１７】
本発明者らは、このような状況下でフリッカとともにＤＣ焼きつきを充分に抑制できる液晶駆動方法を検討した結果、この３つ存在するオフセット電圧を、焼きつきに寄与しにくい（焼きつきが見えにくい）電極に対して積極的に導入することで、視認できる焼きつきレベルを最小限に抑えつつ、フレクソ分極によるフリッカを低減する駆動方法を提案することを見出した。すなわち、オフセット電圧の印加方法により、ＤＣ焼きつきを最小限に抑えながら、フレクソフリッカ対策を好適におこなうことができることを見出した。より具体的には、横電界を印加する一対の電極の一方の階調に応じて電圧を変化させる電極と比べて、面状電極を基準として、他方の電極にオフセットが強くかかる駆動操作を実行することにより、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を好適に生じさせて、フリッカを充分に低減することを実現できることを見出した。そして、本発明者らは、このような液晶駆動方法が、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置だけでなく、その他の横成分を含む電界によって液晶の配向を決める液晶表示装置に好適に適用できることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１８】
すなわち、本発明は、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する方法であって、上記一対の電極の一方は、階調に応じて印加電圧を変化させるものであり、上記一対の電極は、それぞれ印加電圧の極性が反転されるものであり、上記上下基板の一方及び／又は他方に面状電極が設けられており、上記液晶駆動方法は、該一対の電極の一方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差を第１オフセット電圧、該一対の電極の他方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差を第２オフセット電圧とすると、第２オフセット電圧の絶対値は、第１オフセット電圧の絶対値よりも大きい液晶駆動方法である駆動操作を実行する。なお、上記液晶は、通常は上下基板間に挟持されたものである。【００１９】
オフセット電圧は、ある基準（本明細書中では、例えば対向電極の対向電圧）に対して、極性反転した際の正電圧及び負電圧の平均値がどの程度ずれているかを示す値である。【００２０】
本発明の液晶駆動方法に係る「該一対の電極の一方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差である第１オフセット電圧」とは、該一対の電極の一方に正極性の電圧を印加するときに、基準である該面状電極に印加される電圧に対して該一対の電極の一方に印加される電圧と、該一対の電極の一方に負極性の電圧を印加するときに、基準である該面状電極に印加される電圧に対して該一対の電極の一方に印加される電圧との平均値を言う。本発明に係る「該一対の電極の他方に印加される正極性の電圧と負極性の電圧との平均値から、該面状電極に印加される電圧を差し引いた差である第２オフセット電圧」も同様であり、該一対の電極の他方に正極性の電圧を印加するときに、基準である該面状電極に印加される電圧に対して該一対の電極の他方に印加される電圧と、該一対の電極の他方に負極性の電圧を印加するときに、基準である該面状電極に印加される電圧に対して該一対の電極の他方に印加される電圧との平均値を言う。上記正極性の電圧と負極性の電圧との平均値は、正極性の電圧と負極性の電圧とを足し合わせて２で割った値であると言うこともできる。【００２１】
例えば、対向電圧を０Ｖ（これがオフセットの基準となる）としたとき、ある電極（例えば、一対の電極の他方）に正極性は＋７．１Ｖ、負極性は−７．５Ｖを印加する場合、（＋７．１Ｖ−７．５Ｖ）／２＝−０．２Ｖがオフセット値となる。すなわち、オフセット値が明示されるように標記し直すと、「＋７．１Ｖ／−７．５Ｖ」は、「±７．３Ｖ−０．２Ｖ」と標記し直されることとなり、−０．２Ｖ分、平均０Ｖからずれているということになる。【００２２】
なお、該一対の電極の一方に印加される正極性の電圧・負極性の電圧、該一対の電極の他方に印加される正極性の電圧・負極性の電圧、該面状電極に印加される電圧は、それぞれ一定であることが好ましいが、本発明の効果が発揮される限り変化するものであってもよい。変化する場合は、それぞれの電圧は、その平均値とすることができる。【００２３】
本明細書中、印加電圧の極性が反転するとは、印加電圧の絶対値自体が変わるものであってもよい。また、本発明における該一対の電極にそれぞれ印加される電圧は、通常、一定期間毎に極性が反転されるものである。【００２４】
上記一対の電極に印加される電圧は、通常は交流電圧である。上記交流電圧は、時間とともに周期的にその大きさが変わる電圧をいう。通常は、中心電圧の上下に実質的に同じ大きさの振幅となるように電位が変化するが、本発明の液晶駆動方法においては、少なくとも第２オフセット電圧が０Ｖにならないように駆動することとなる。本発明の液晶駆動方法において、上記第２オフセット電圧は、正であってもよく、負であってもよいが、負であることが好ましい。第１オフセット電圧は、実質的に０Ｖであってもよく、実質的に０Ｖであることが本発明の液晶駆動方法における好ましい形態の１つである。【００２５】
上記一対の電極の一方は、階調に応じて電圧を設定し、階調輝度を表現するために印加電圧を変化させるものである。一対の電極の一方もまた、印加電圧の極性が反転されるものであるが、例えば±０Ｖであっても印加電圧の極性が反転されると言うことができ、これが１つの好ましい形態である。上記一対の電極の他方は、印加電圧の極性が反転されるものである限り、基本的には階調によらず電圧を固定し、階調電極に対して基準となる電極であってもよく（例えば、オン−オンスイッチングモード、ＴＢＡモードの場合。）、上記一対の電極の一方と同様に、階調に応じて電圧を設定し、階調輝度を表現するために印加電圧を変化させるものであってもよい（例えば、ＦＦＳモードの場合。）。【００２６】
上記一対の電極は、例えば一対の櫛歯電極であることが好ましく、基板主面を平面視したときに、２つの櫛歯電極が対向するように配置されているものであることがより好ましい。これら櫛歯電極により櫛歯電極間で横電界を好適に発生させることができるため、液晶層が正の誘電率異方性を有する液晶分子を含むときは、立ち上がり時の応答性能及び透過率が優れたものとなり、液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶分子を含むときは、立ち下がり時において横電界によって液晶分子を回転させて高速応答化することができる。上記一対の櫛歯電極は、基板主面を平面視したときに、櫛歯部分がそれぞれ沿っていることが好ましい。中でも、一対の櫛歯電極の櫛歯部分がそれぞれ略平行であること、言い換えれば、一対の櫛歯電極がそれぞれ複数の略平行なスリットを有することが好適である。通常は、１つの櫛歯電極が２つ以上の櫛歯部分を有するものである。【００２７】
一対の櫛歯電極は、同一の層に設けられていてもよく、また、本発明の効果を発揮できる限り、異なる層に設けられていてもよいが、一対の電極は、同一の層に設けられていることが好ましい。一対の電極が同一の層に設けられているとは、それぞれの電極が、その液晶層側、及び／又は、液晶層側と反対側において、共通する部材（例えば、絶縁層、液晶層等）と接していることを言う。【００２８】
上記「上下基板の一方及び／又は他方に面状電極が設けられており、」とは、（１）上下基板の両方に面状電極が設けられているものであってもよく、（２）上下基板の一方（一対の電極が配置されている一方）だけに面状電極が設けられているものであってもよく、（３）上下基板の他方だけに面状電極が設けられているものであってもよい。【００２９】
なお、上記面状電極が一対の基板の両方に設けられている場合は、いずれか一方の面状電極の電圧を基準として、上述したように、正極性と負極性とで一対の電極の一方に印加される電圧の平均値を第１オフセット電圧、正極性と負極性とで一対の電極の他方に印加される電圧の平均値を第２オフセット電圧とすればよい。この場合は、中でも、上基板〔対向基板〕側の面状電極を基準とすることが好ましく、すなわち、上基板〔対向基板〕側の面状電極の電圧を基準として、正極性と負極性とで一対の電極の一方に印加される電圧の平均値を第１オフセット電圧、正極性と負極性とで一対の電極の他方に印加される電圧の平均値を第２オフセット電圧とすることが好ましい。【００３０】
（１）本発明の液晶駆動方法において、上記液晶駆動方法は、更に、上下基板の両方に設けられた面状電極から構成される一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作を実行することが好ましい。上記面状電極は、基板主面を平面視したときに、画素に対応（重畳）して面状であればよい。この場合は、本発明の液晶駆動方法は、上下基板に設けられた二対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する方法となり、応答速度に特に優れたものとなる。上下基板の両方に面状電極が設けられているものについては、オフセット電圧を求める際に、いずれの面状電極を基準としてもよいが、例えば、上下基板の他方（対向基板）に設けられている面状電極を基準とすることができる。【００３１】
上記液晶駆動方法は、上記駆動操作の後に、更に、一対の面状電極間に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作を実行することが好ましい。上記一対の面状電極は、通常、基板間に電位差を付与することができるものである。これにより、液晶層が正の誘電率異方性を有する液晶分子を含むときの立ち下がり時、並びに、液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶分子を含むときの立ち上がり時において基板間の電位差で縦電界を発生させ、電界によって液晶分子を回転させて高速応答化することができる。例えば立ち下がり時において、上下基板間で生じる電界により、液晶層における液晶分子が基板主面に対して垂直方向になるように回転させて高速応答化することができる。【００３２】
本明細書中、面状電極とは、複数の画素内で電気的に接続された形態を含み、例えば、すべての画素内で電気的に接続された形態、同一の画素列内で電気的に接続された形態等が好適なものとして挙げられる。面状とは、本発明の技術分野において面形状といえるものであればよく、その一部の領域にリブやスリット等の配向規制構造体を有していたり、基板主面を平面視したときに画素の中心部分に当該配向規制構造体を有していたりしてもよいが、実質的に配向規制構造体を有さないものが好適である。上記一対の基板の一方に設けられた面状電極は、少なくとも、基板主面を平面視したときに画素と重畳する箇所が面状であることが好ましい。上記一対の基板の他方（対向基板）に設けられた面状電極は、開口部のないものであることが好ましい。電極の構造については、以下の（２）の形態、（３）の形態についても同様である。【００３３】
（２）本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の一方だけに面状電極が設けられていることが好ましい。本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の一方に設けられた一対の電極は、該面状電極上に絶縁層を介して設けられたものであることが好ましい。【００３４】
本発明の液晶駆動方法は、一対の電極と面状電極との間でフリンジ電界を印加する駆動操作を実行するものであってもよく、これも好ましい形態の１つである。【００３５】
本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の他方だけに面状電極が配置されていることが好ましい。【００３６】
また本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の少なくとも一方には、誘電体層が設けられていることが好ましい。例えば、上記上下基板の他方に、誘電体層が設けられていることが好ましい。【００３７】
更に、本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の一方は、薄膜トランジスタ素子を備え、上記薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含むことが好ましい。【００３８】
上記液晶駆動方法は、アクティブマトリクス駆動方式によって駆動する方法であり、上記アクティブマトリクス駆動方式は、薄膜トランジスタを用いた複数のバスラインによって駆動され、Ｎ番目のバスラインにおける電極と（Ｎ＋１）番目のバスラインにおける電極とに印加する電位変化を反転させて駆動操作を実行することが好ましい。Ｎ番目のバスラインにおける電極と（Ｎ＋１）番目のバスラインにおける電極とに印加する電位変化を反転させるとは、ある電位に対して、正の電位変化と負の電位変化とをおこなうことをいう。上記バスラインとしては、ゲートバスライン、ソースバスラインが挙げられる。【００３９】
本発明の液晶駆動方法において、上記液晶は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直方向に配向する液晶分子を含むことが好ましい。なお、基板主面に対して垂直方向に配向するとは、本発明の技術分野において基板主面に対して垂直方向に配向するといえるものであればよく、実質的に垂直方向に配向する形態を含む。上記液晶は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直方向に配向する液晶分子から実質的に構成されるものであることが好適である。上記「電圧無印加時に」は、本発明の技術分野において実質的に電圧が印加されていないといえるものであればよい。このような垂直配向型の液晶は、広視野角、高コントラストの特性等を得るのに有利な方式であり、その適用用途が拡大しているものである。【００４０】
上記（１）の形態及び上記（３）の形態においては、上記駆動操作は、一対の櫛歯電極間に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作であることが好ましい。
上記一対の櫛歯電極は、通常は、閾値電圧以上で異なる電位とすることができるものである。閾値電圧は、例えば、明状態の透過率を１００％に設定したとき、５％の透過率を与える電圧値を意味する。閾値電圧以上で異なる電位とすることができるとは、閾値電圧以上で異なる電位とする駆動操作を実現できるものであればよく、これにより液晶層に印加する電界を好適に制御することが可能となる。異なる電位の好ましい上限値は、例えば２０Ｖである。異なる電位とすることができる構成としては、例えば、一対の電極のうち、一方の電極をあるＴＦＴで駆動すると共に、他方の電極を、別のＴＦＴで駆動したり、該他方の電極の下層電極と導通させたりすることにより、一対の櫛歯電極をそれぞれ異なる電位とすることができる。上記一対の櫛歯電極が一対の櫛歯電極である場合は、一対の櫛歯電極における櫛歯部分の幅は、例えば２μｍ以上が好ましい。また、櫛歯部分と櫛歯部分との間の幅（本明細書中、スペースともいう。）は、例えば２μｍ〜７μｍであることが好ましい。【００４１】
上記液晶は、一対の櫛歯電極の電位差が閾値電圧以上となることにより、基板主面に対して水平成分を含んで配向するものであることが好ましい。水平方向に配向するとは、本発明の技術分野において水平方向に配向するといえるものであればよい。これにより、高速応答化できるとともに、液晶が正の誘電率異方性を有する液晶分子（ポジ型液晶分子）を含む場合に、透過率を向上することができる。上記液晶は、閾値電圧以上で基板主面に対して水平方向に配向する液晶分子から実質的に構成されるものであることが好適である。【００４２】
上記液晶は、正の誘電率異方性を有する液晶分子（ポジ型液晶分子）を含むことが好ましい。正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電界を印加した場合に一定方向に配向されるものであり、配向制御が容易であり、より高速応答化することができる。また、上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子（ネガ型液晶分子）を含むこともまた好ましい。これにより、より透過率を向上することができる。すなわち、高速応答化の観点からは、上記液晶分子が正の誘電率異方性を有する液晶分子から実質的に構成されることが好適であり、透過率の観点からは、上記液晶分子が負の誘電率異方性を有する液晶分子から実質的に構成されることが好適であるといえる。【００４３】
上記上下基板は、少なくとも一方の液晶層側に、通常は配向膜を有する。該配向膜は、垂直配向膜であることが好ましい。また、該配向膜としては、有機材料、無機材料から形成された配向膜、光活性材料から形成された光配向膜、ラビング等によって配向処理がなされた配向膜等が挙げられる。なお、上記配向膜は、ラビング処理等による配向処理がなされていない配向膜であってもよい。有機材料、無機材料から形成された配向膜、光配向膜等の、配向処理が必要ない配向膜を用いることによって、プロセスの簡略化によりコストを削減するとともに、信頼性及び歩留まりを向上することができる。また、ラビング処理をおこなった場合、ラビング布などからの不純物混入による液晶汚染、異物による点欠陥不良、液晶パネル内でラビングが不均一であるために表示ムラが発生するなどのおそれがあるが、これら不利点も無いものとすることができる。また、上記上下基板は、少なくとも一方の液晶層側と反対側に、偏光板を有することが好ましい。該偏光板は、円偏光板が好ましい。このような構成により、透過率改善効果を更に発揮することができる。該偏光板は、直線偏光板であることもまた好ましい。このような構成により、視野角特性を優れたものとすることができる。【００４４】
本発明の液晶表示パネルが備える上下基板は、通常は液晶を挟持するための一対の基板であり、例えば、ガラス、樹脂等の絶縁基板を母体とし、絶縁基板上に配線、電極、カラーフィルタ等を作り込むことで形成される。また、本発明の液晶駆動方法において、上記上下基板の少なくとも一方には、誘電体層が設けられていることが好ましい。【００４５】
なお、上記一対の櫛歯電極の少なくとも一方が画素電極であること、上記一対の基板の一方がアクティブマトリクス基板であることが好適である。また、本発明の液晶駆動方法は、透過型、反射型、半透過型のいずれの液晶表示装置にも適用することができる。【００４６】
本発明はまた、本発明の液晶駆動方法を用いて駆動される液晶表示装置でもある。本発明の液晶表示装置における液晶駆動方法の好ましい形態は、上述した本発明の液晶駆動方法の好ましい形態と同様である。液晶表示装置としては、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、カーナビゲーション等の車載用の機器、スマートフォンやタブレット端末等の携帯情報端末のディスプレイ等が挙げられる。特に、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置において、立ち上がり、立ち下がりのそれぞれを電界によって液晶分子を回転させて高速応答化できるものモードのものにおいては、その応答速度が極めて優れることから、低温環境下等で用いられる場合があるカーナビゲーション等の車載用の液晶表示装置、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置、３Ｄ（立体）表示装置等の用途に好適に適用することができる。【００４７】
本発明の液晶駆動方法及び液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではなく、液晶駆動方法及び液晶表示装置に通常用いられるその他の構成を適宜適用することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、上下基板の一方に設けられた一対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動する液晶駆動方法において、フリッカとともにＤＣ焼きつきを充分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。
【図３】実施形態１に係る液晶表示装置の各電極のオフセット電圧を概念的に示す断面模式図である。
【図４】実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図である。
【図５】実施形態１に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図６】実施形態２に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図７】液晶表示装置の低階調表示時の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。
【図８】液晶表示装置の低階調表示時の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。
【図９】実施形態３に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図１０】実施形態３の変形例に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図１１】実施形態４に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
【図１２】評価画像例を示す図である。
【図１３】階調電極側にオフセット電圧を強くかけた場合と、基準電極側にオフセット電圧を強くかけた場合との、焼きつき評価結果を示すグラフである。
【図１４】垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の一対の電極の一方が正の場合の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。
【図１５】垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の一対の電極の一方が負の場合の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。
【図１６】垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の断面模式図である。
【図１７】垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。
【図１８】本実施形態の液晶駆動方法に用いられる液晶表示装置の一例を示す断面模式図である。
【図１９】本実施形態に用いられるアクティブ駆動素子周辺の平面模式図である。
【図２０】本実施形態に用いられるアクティブ駆動素子周辺の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。本明細書中、画素とは、特に明示しない限り、絵素（サブ画素）であってもよい。また、面状電極は、本発明の技術分野において面状電極であるといえる限り、例えば、点形状のリブ及び／又はスリットが形成されていてもよいが、実質的に配向規制構造体を有さないものが好ましい。
【００５１】
そして、液晶層を挟持する一対の基板を上下基板ともいい、これらのうち、表示面側の基板を上側基板ともいい、表示面と反対側の基板を下側基板ともいう。また、基板に配置される電極のうち、表示面側の電極を上層電極ともいい、表示面と反対側の電極を下層電極ともいう。更に、本実施形態の回路基板（下側基板）を、薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）を有すること等から、ＴＦＴ基板又はアレイ基板ともいう。なお、実施形態１、実施形態２、実施形態３の変形例におけるオン−オンスイッチングモードの場合では、立ち上がり（横電界印加）・立ち下がり（縦電界印加）の両方において、ＴＦＴをオン状態にして一対の櫛歯電極の少なくとも一方の電極（画素電極）に電圧を印加している。
【００５２】
なお、各実施形態において、特に断らない限り、同様の機能を発揮する部材及び部分は同じ符号を付している。また、図中、特に断らない限り、（ｉ）は、下側基板の上層にある櫛歯電極の一方の電位を示し、（ｉｉ）は、下側基板の上層にある櫛歯電極の他方の電位を示し、（ｉｉｉ）は、下側基板の下層の面状電極の電位又は上側基板の面状電極の電位を示し、（ｉｖ）は、上側基板の面状電極の電位を示す。
【００５３】
また基準電極は、基本的には階調によらず電圧を固定し、階調電極に対して基準となる電極を言う。階調によっては変化させる場合もある。また、階調電極は、階調に応じて電圧を設定し、主に階調輝度を表現するために変化させる電極を言う。オン−オンスイッチングモード、ＴＢＡモードにおいては、階調電極は、下側基板の一対の櫛歯電極の一方とも言い、基準電極は、下側基板の一対の櫛歯電極の他方とも言う。なお、ＦＦＳモードにおいては、下側基板の上層にある一対の電極に区別は特になく、一対の櫛歯電極の両方が、階調に応じて電圧を設定し、主に階調輝度を表現するために変化させる電極であるとも言える。
【００５４】
実施形態１（オン−オンスイッチングモードにおいて、階調電極１９・下層電極１３に共通オフセットをかける）
先ず、オン−オンスイッチングモードの概要について説明する。図１は、実施形態１に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図２は、実施形態１に係る液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。図１及び図２において、点線は、発生する電界の向きを示す。実施形態１に係る液晶表示装置は、ポジ型液晶である液晶分子３１を用いた垂直配向型の３層電極構造（ここで、第２層目に位置する下側基板の上層電極は櫛歯電極である。）を有する。立ち上がりは、図１に示すように、一対の櫛歯電極１６（例えば、電位０Ｖである基準電極１７と電位７．５Ｖである階調電極１９とからなる）間の電位差７．５Ｖで発生する横電界により、液晶分子を回転させる。このとき、基板間（電位７．５Ｖである対向電極１３と電位０Ｖである対向電極２３との間）の電位差は７．５Ｖであるが、基板間の電位差が実質的に生じていないものであってもよい。なお、本実施形態に係るオフセットについては、図１では明示していない。
【００５５】
また、立ち下がりは、図２に示すように、基板間（例えば、それぞれ電位７．５Ｖである対向電極１３、基準電極１７、及び、階調電極１９と、電位０Ｖである対向電極２３との間）の電位差７．５Ｖで発生する縦電界により、液晶分子を回転させる。一対の櫛歯電極１６（例えば、電位７．５Ｖである基準電極１７と電位７．５Ｖである階調電極１９とからなる）間の電位差は実質的に生じていない。
【００５６】
立ち上がり、立ち下がり共に電界によって液晶分子を回転させることにより、高速応答化する。すなわち、立ち上がりでは、一対の櫛歯電極間の横電界でオン状態として高透過率化し、立ち下がりでは、基板間の縦電界でオン状態として高速応答化する。更に、櫛歯駆動の横電界により高透過率化も実現することができる。なお、実施形態１及びこれ以降の実施形態では液晶としてポジ型液晶を用いているが、ポジ型液晶の代わりにネガ型液晶を用いてもよい。ネガ型液晶を用いた場合は、一対の基板間の電位差により、液晶分子が水平方向に配向し、一対の櫛歯電極間の電位差により、液晶分子が水平方向に配向することになる。また、透過率が優れたものとなるとともに、立ち上がり・立ち下がりの両方において電界によって液晶分子を回転させて高速応答化することができる。この場合は、上下基板のそれぞれに配置された対向電極間に電位差を生じさせる駆動操作、該一対の櫛歯電極の電極間に電位差を生じさせる駆動操作の順に実行することが好適である。なお、ポジ型液晶を用いた場合は、後述するように、一対の櫛歯電極の電極間に電位差を生じさせる駆動操作、上下基板のそれぞれに配置された対向電極間に電位差を生じさせる駆動操作の順に実行することが好適である。また、実施形態１では、一対の櫛歯電極の電位を（ｉ）、（ｉｉ）で示し、下層基板の面状電極の電位を（ｉｉｉ）で示し、上層基板の面状電極の電位を（ｉｖ）で示す。
【００５７】
実施形態１に係る液晶表示パネルは、図１及び図２に示されるように、アレイ基板１０、液晶層３０及び対向基板２０（カラーフィルタ基板）が、液晶表示パネルの背面側から観察面側に向かってこの順に積層されて構成されている。実施形態１の液晶表示パネルは、図２に示されるように、一対の櫛歯電極１６間の電圧差が閾値電圧未満では液晶分子を垂直配向させる。また、図１に示されるように、櫛歯電極間の電圧差が閾値電圧以上ではガラス基板１１（下側基板）上に形成された上層電極である基準電極１７、階調電極１９（一対の櫛歯電極１６）間に発生する電界で、液晶分子を櫛歯電極間で水平方向に傾斜させることによって透過光量を制御する。面状の下層電極（対向電極）１３は、基準電極１７、階調電極１９（一対の櫛歯電極１６）との間に絶縁層１５を挟んで形成される。絶縁層１５には、例えば、酸化膜ＳｉＯ２や、窒化膜ＳｉＮや、アクリル系樹脂等が使用され、または、それらの材料の組み合わせも使用可能である。
【００５８】
図３は、実施形態１に係る液晶表示装置の各電極のオフセット電圧を概念的に示す断面模式図である。本明細書中で条件として指定するオフセットは、主に対向電極２３を基準として、基準電極１７、階調電極１９、下層電極１３のオフセット電圧とする。つまり、対向電極２３（面状電極）に印加される電圧に対して、各電極に印加される電圧、すなわち、各電極に印加される電圧が正極性の場合と負極性の場合との平均値をオフセット電圧とする。これらオフセット電圧を、図３に概念的に示すように、それぞれオフセットＡ、オフセットＢ、オフセットＣとする。図４は、実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図である。図４は、実施形態１に係る液晶表示装置の図３とは異なる断面における、下層電極１３、基準電極１７、階調電極１９、対向電極２３を示している。
【００５９】
オフセットＡをずらすと基準電極１７−階調電極１９間、基準電極１７−下層電極１３間、オフセットＢをずらすと階調電極１９−基準電極１７間、階調電極１９−下層電極１３間、オフセットＣをずらすと下層電極１３−基準電極１７間、下層電極１３−階調電極１９間のオフセット電圧も連動して変化することになる。
一般的は、通常交流（ＡＣ）駆動（極性反転）により、ＤＣ（Direct Current）成分を極力減らして焼きつきを軽減させるが、オフセット電圧をかけると、それは液晶にかかるＤＣ成分となるため、ＤＣ（Direct Current）焼きつきの原因となる。
【００６０】
ＤＣ成分に起因する絶縁膜（誘電体層）１５の分極により、ＤＣ焼きつきが生じるため、焼きつき軽減という意味では出来る限りオフセットがないことが望ましい。特に、上層電極−下層電極間のオフセットを極力なくすことが重要である。しかしながら、実施形態１におけるオン−オンスイッチングモード等、横電界を積極的に使って駆動するモードでは、フレクソ分極による極性反転に伴うフリッカが生じるため、フリッカを抑えるためのオフセット電圧を印加することとなる。
【００６１】
実施形態１、及び、後述する実施形態は、フレクソ分極によるフリッカをできるだけ抑えながら、焼きつきの視認レベルも悪化させないオフセット電圧の印加の仕方を決める手法を提案する。
【００６２】
なお、対向電極側には誘電体層（オーバーコート〔ＯＣ〕層）が有ってもよいし、無くてもよい。図３及び図４では、ＯＣ層が有る場合の図で説明したが、以下では、ＯＣ層を示していない図も用いて説明する。しかし、以下の実施形態においても、対向基板がＯＣ層を有する形態を好適に適用できる。
【００６３】
図５は、実施形態１に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図５では、各電極に印加される電圧を示す。基準電極１７においては、対向電極２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋７．１Ｖを印加し、負極性の電圧としては−７．５Ｖを印加する。階調電極１９においては、対向電極２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋０．２Ｖを印加し、負極性の電圧としては−０．０Ｖを印加する。下層電極１３においては、対向電極２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋３．９５Ｖを印加し、負極性の電圧としては−３．７５Ｖを印加する。なお、本明細書中、基準電極１７、階調電極１９のように印加電圧の絶対値自体が変わるものも、印加電圧の極性が反転されると言える。
実施形態１の液晶駆動方法は、下記式を満たす。
オフセットＡ＝−０．２Ｖ（図５中、上方向にＤＣ成分が残る。）
オフセットＢ＝オフセットＣ＝０．１Ｖ
【００６４】
実施形態１では、階調電極１９・下層電極１３を共通オフセットとし、基準電極１７を独立オフセットとする（図５に示した通り）。すなわち、オフセットＡ≠オフセットＢ＝オフセットＣである。
また、|Ａ|＞|Ｂ|＝|Ｃ|として基準電極側にオフセットが強くかかるようにする。なお、|Ａ|＞|Ｂ|とは、Ａが正の値である場合に、Ａ＞Ｂであってもよく、Ａが負の値である場合に、Ａ＜Ｂであってもよい。
【００６５】
（効果）
一対の櫛歯電極間（基準電極１７−階調電極１９間）にオフセットがかかるため、フレクソ分極によるフリッカをキャンセルすることができる。すなわち、基準電極に正極性の電圧を印加した場合であっても、負極性の電圧を印加した場合であっても、透過率差をより小さなものとすることができる。
同時に、上層−下層間（基準電極１７−下層電極１３間）にもオフセットが生じてしまう。
このモードで主に焼きつきが見える階調（低階調）では、もともと階調電極側の液晶がほとんど倒れていない（図７、図８参照）。
そのため、階調電極１９の周りで焼きつくと、液晶が倒れて表示が浮いてしまう。つまり、階調電極１９−下層電極１３間にオフセットが生じてしまうと、焼きつきが視認しやすいようなモードとなっており、逆に基準電極１７−下層電極１３間のオフセットによる焼きつきに対しては、視認しにくい表示モードとなっている。
そのため、基準電極側にオフセットを印加した場合の方が、焼きつきが視認しにくい。
【００６６】
実施形態１の液晶駆動方法に係る液晶表示装置は、その製造が容易で、高透過率化が達成可能である。また、フリッカの原因として懸念されるフレクソ分極を抑制しながら、焼きつきを軽減することができる。後述する実施形態においても同様の効果を発揮できる。特に、オン−オンスイッチングモードに係る実施形態１、後述する実施形態２、実施形態３の変形例では、フィールドシーケンシャル方式を実施可能な応答速度を実現できるモードにおいて、このような効果を発揮することができ、特に好ましい。
【００６７】
なお、基準電極１７において、印加電圧を±７．５Ｖとした場合は、基準電極１７に印加する電圧が正極性の場合、基準電極１７に印加する電圧が負極性の場合と比較して、透過率が高くなってしまい、フリッカが生じる。
【００６８】
図１〜図４には示していないが、偏光板が、両基板の液晶層とは反対側に配置されている。偏光板としては、円偏光板又は直線偏光板のいずれも使用することが可能である。また、両基板の液晶層側にはそれぞれ配向膜が配置され、これら配向膜は、膜面に対して液晶分子を垂直に立たせるものである。また、有機配向膜又は無機配向膜のいずれであってもよい。
【００６９】
走査信号線で選択されたタイミングで、映像信号線から供給された電圧を薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）を通じて、液晶を駆動する階調電極１９に印加する。なお、本実施形態では基準電極１７と階調電極１９とは同層に形成されており、同層に形成される形態が好適であるが、本発明の効果を発揮できる限り、別層に形成されるものであってもよい。階調電極１９は、コンタクトホールを介してＴＦＴから伸びているドレイン電極と接続されている。なお、実施形態１では、下層電極１３、対向電極２３が面状形状であり、下層電極１３は、ゲートバスラインの偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続されているものとすることができる。このような電極も本明細書では面状電極という。また、対向電極２３は、開口部がなく、すべての画素に対応して共通接続されている。
【００７０】
薄膜トランジスタ素子にいては、後述するが、透過率改善効果の観点から酸化物半導体ＴＦＴ（ＩＧＺＯ等）を用いることが好ましい。
【００７１】
本実施形態では、櫛歯電極の電極幅Ｌは３．０μｍであるが、例えば２μｍ以上が好ましい。櫛歯電極の電極間隔Ｓは、３．５μｍであるが、例えば２μｍ以上が好ましい。なお、好ましい上限値は、例えば７μｍである。また、電極間隔Ｓと電極幅Ｌとの比（Ｌ／Ｓ）は、３．０μｍ／３．５μｍであるが、例えば０．４〜３であることが好ましい。より好ましい下限値は、０．５であり、より好ましい上限値は、１．５である。
【００７２】
セルギャップｄは、３．５μｍであるが、２μｍ〜７μｍであればよく、当該範囲内であることが好適である。セルギャップｄ（液晶層の厚み）は、本明細書中、液晶表示パネルにおける液晶層の厚みの全部を平均して算出されるものであることが好ましい。
【００７３】
なお、実施形態１の液晶駆動方法は、通常の液晶駆動方法が実行する駆動操作を適宜実行することができる。また、実施形態１の液晶表示装置は、通常の液晶表示装置が備える部材（例えば、光源等）を適宜備えることができる。後述する実施形態においても同様である。
【００７４】
実施形態２（オン−オンスイッチングモードにおいて、階調電極１９・下層電極１３のオフセットを共通化し、かつオフセット電圧Ｂ＝Ｃ＝０Ｖとする。）
図６は、実施形態２に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図６は、実施例２においてＡオフセットが−０．２Ｖの場合を示す。図６中、かかっていることになるＤＣ成分（−０．２Ｖ）を示している。なお、このように、本実施形態では|Ａ|＞|Ｂ|＝|Ｃ|として基準電極側にオフセットが強くかかるようにするところ、Ａ＜Ｂ＝Ｃであることがより好ましい。例えば、Ａが負であること、Ｂ＝Ｃ＝０であることが好ましい。基準電極１１７のように印加電圧の絶対値自体が変わるもの、階調電極１１９のように±０Ｖであるものも、印加電圧の極性が反転されると言える。なお、実施形態２におけるその他の構成は、上述した実施形態１の構成と同様である。
【００７５】
（参考例）低階調の配向と透過率分布
図７及び図８は、液晶表示装置の低階調表示時の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。図７は、下層電極２１３（図ではその形状を示していないが、面状電極である。）の電圧が７.２Ｖの場合であり、図８は、下層電極３１３（図ではその形状を示していないが、面状電極である。）の電圧が６.０Ｖの場合である。図７及び図８のシミュレーション条件における櫛歯電極の電極幅Ｌ、電極間隔Ｓ、セルギャップｄは、上述した実施形態１の構成と同様である。なお、図７及び図８は、オフセットが無い状態の図である。また、ｔは透過率を示すグラフであり、Ｄはダイレクタを示す。また、図７及び図８においては、それぞれ、対向電極２２３、３２３の厚みは特に明示していない。後述するその他のシミュレーション結果を示す図についても同様である。
【００７６】
これら低階調表示時では、基準電極側（７．５Ｖ側）のエッジ近傍の液晶が倒れて階調を表現しており、階調電極側はほぼ垂直配向に近い。したがって、階調電極側にオフセットをかけて焼きつかせてしまうと、オン−オンスイッチングモードの階調電極側で特に見えやすい焼きつきとなってしまう。逆に、本発明のように基準電極側にオフセットをかけて焼きつかせた場合は、表示の焼きつきレベルへの影響度が小さく、焼きつきを視認し難いものとすることができる。
【００７７】
実施形態３（ＴＢＡモードにおけるオフセット設定）
図９は、実施形態３に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。実施形態３の電極構造は、対向電極が無い以外は、実施形態１、２と同様である。図９は、オフセットＡが０．１Ｖの場合である。すなわち、基準電極４１７においては、対向電極４２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋０．２Ｖを印加し、負極性の電圧としては−０Ｖを印加する。
実施形態３の液晶駆動方法は、下記式を満たす。
オフセットＡ＝０．１Ｖ
オフセットＢ＝０Ｖ
【００７８】
オフセットＡ・オフセットＢを独立とし、基準電極４１７のオフセットＡ＞階調電極４１９のオフセットＢとする。
図９に示すように、オフセットＢ＝（対向電極４２３に印加される電圧を基準として、階調電極４１９に印加される正極性の電圧と、階調電極４１９に印加される負極性の電圧との平均値）＝｛（＋５Ｖ）−５Ｖ｝／２＝０Ｖであっても良い。
ＴＢＡモードにおいても、フレクソ分極の影響により、正負極性間の透過率差が出てフリッカが生じてしまうため、フリッカを消すためのオフセットをかける。
オフセットＡとオフセットＢとを共通オフセットとはせず、上記の設定にすることで、焼きつき低減効果を得る。なお、図９中、かかっていることになるＤＣ成分（−０．２Ｖ）を示している。
【００７９】
基準電極４１７のように印加電圧の絶対値自体が変わるものも、印加電圧の極性が反転されると言える。なお、実施形態３におけるその他の構成は、実施形態１の構成と同様である。
【００８０】
実施形態３の変形例
オン−オンスイッチングモード、又は、ＴＢＡモードにおいて、オフセットＡを負のオフセットとする。
図１０は、実施形態３の変形例に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。基準電極５１７においては、対向電極５２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋７．０Ｖを印加し、負極性の電圧としては−７．５Ｖを印加する。図１０では、オン−オンスイッチングモードの場合の電極構成を示す。ＴＢＡモードの電極構造は、下層電極５１３が無い以外は、図１０に示した電極構造と同様である。
もう一方のオフセットＢは、０Ｖが望ましい。すなわち、図１０では、階調電極５１９においては、対向電極５２３の電圧０Ｖに対して、正極性の電圧としては＋０Ｖを印加し、負極性の電圧としては−０Ｖを印加する。図１０は、オン−オンスイッチングモードにおいて、基準電極オフセットＡを負のオフセットとした場合である。この場合、本モードの階調表示時の配向に対して焼きつきが見えにくくなる。
基準電極５１７のように印加電圧の絶対値自体が変わるもの、階調電極５１９のように±０Ｖであるものも、印加電圧の極性が反転されると言える。
【００８１】
実施形態４（ＦＦＳモードにおけるオフセット設定）
図１１は、実施形態４に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。
櫛歯電極６１７においては、１例としては、正極性の電圧としては２．８Ｖを印加し、負極性の電圧としては−３．０Ｖを印加する。なお、実施形態４では、櫛歯電極６１７の代わりに、櫛歯電極６１９に同様に電圧を印加するものであってもよい。実施形態４の液晶駆動方法は、下記式を満たす。
オフセットＡ＝−０．１Ｖ
オフセットＢ＝０Ｖ
なお、実施形態４の液晶表示装置では、対向基板６２０に対向電極が設けられていないことから、電極のオフセット電圧を求める際に基準となる電極はアレイ基板６１０に設けられた面状電極６１３である。
ＦＦＳモードにおいて、通常は上層電極としてスリット電極を用い、（櫛歯電極６１７に相当する電極の電圧）＝（櫛歯電極６１９に相当する電極の電圧）となっている。実施形態４では、敢えて一対の櫛歯電極を用いて（櫛歯電極６１７の電圧）≠（櫛歯電極６１９の電圧）の２ＴＦＴ駆動（１絵素当たり２ＴＦＴによる駆動。櫛歯駆動とも言う。）とし、各オフセットＡ、Ｂを独立に指定できる構造とする。
【００８２】
ＦＦＳモードの構造においては、いずれか一方の電極にオフセットを強くかける必要はなく、オフセットＡ≠オフセットＢとなるような駆動をすることで本発明の効果を発揮できる。なお、ＦＦＳモードの一対の電極のいずれもが、階調に応じて印加電圧を変化させる電極に相当する。
このモードに一般的な意味での基準電極・階調電極の違いはないので、オフセットＡ＞オフセットＢ（又はオフセットＡ＜オフセットＢ）となっていればよく、通常のオフセットＡ＝オフセットＢでなければ良い。実施形態４では、櫛歯電極６１７、６１９の両方が階調に応じて印加電圧を変化させるものであると言える。
オフセットＡ又はオフセットＢのいずれか一方が０Ｖであってもよい（図１１では、オフセットＢが０Ｖである場合を示す）。
【００８３】
通常、上述したように、ＦＦＳモードの液晶表示装置の上層電極は、櫛歯電極ではなくスリット電極で、図１１に示す櫛歯電極６１７と櫛歯電極６１９は共通電極となっている。しかし、フレクソ分極の影響で、正極性と負極性との間の透過率差が生じてしまうため、従来では対向電極の対向電圧をずらしてフリッカが小さくなるようにするが、フリッカが０の状態（最も小さくなる状態）では、オフセットＡ＝オフセットＢ≠０Ｖであるため焼きつきが生じてしまう。
そこで、電極６１７・６１９を櫛歯電極とし、独立にオフセットを決めることによって、オフセットＡ、オフセットＢに同じだけ対向櫛歯間オフセットがかかる場合よりも焼きつきを軽減させる。なお、図１１中、かかっていることになるＤＣ成分（−０．１Ｖ）を示している。
また実施形態４において、上層電極−下層電極間（絶縁層のところ）のオフセットを軽減させることができる可能性があり、焼きつき対策となる。
焼きつきに対しては、櫛歯電極間よりも上層電極−下層電極間のオフセットが大きく効くと考えられ、オフセットＡ、オフセットＢの両方にオフセットがかかる状態だと焼きついてしまうおそれがある。
実施形態４は、対向基板６２０が対向電極を有しない。この場合、上述したように、アレイ基板６１０の下層電極６１３がオフセット電圧を求める際に基準となる対向電極となる。
電極６１７のように印加電圧の絶対値自体が変わるものも、印加電圧の極性が反転されると言える。実施形態４におけるその他の構成は、実施形態１の構成と同様である。なお、実施形態４のような駆動操作も、一対の電極６１７・６１９間に電位差を生じさせるとともに、液晶を駆動することから、一対の電極間に電位差を生じさせて液晶を駆動する駆動操作であると言える。
【００８４】
（オフセット電圧の効果の検証について）
図１２は、評価画像例を示す図である。
本発明の効果を検証する方法の一つとして、焼きつきレベルの判定方法(オフセット電圧のかけ方に対して)を述べる。
先ず、任意の焼きつき評価画像を表示する。任意の焼きつき評価画像とは、例えば焼きつきの最も少ない０階調（黒画面）の中に特定の階調（例えば２５５階調：白）のウィンドウが表示されているような画像である（図１２参照）。
オフセット電圧のかけ方の異なる設定を複数用意し、それらをウィンドウ内に並べて表示する(図１２参照)。
上記の評価画像を表示した状態で、例えば１００時間（Ｈ）や５００時間（Ｈ）、１０００時間（Ｈ）など基準を決めて長時間放置する。
【００８５】
焼きつき評価の基準時間経過後、全画面を焼きつきの見えやすい中間調ベタ画面表示（例えば、０階調、２４階調、３２階調など）にして、ＮＤフィルタと呼ばれるフィルタを用いて焼きつきレベルを目視判別することができる。
ＮＤフィルタは、色彩に影響を与えることなく光量を低下させるフィルタであり、何％のＮＤフィルタで焼きつきが見えなくなるかという形で、焼きつきレベルを定量化し、それぞれの焼きつきレベルを比較する。
現行のオフセット設定と、該オフセット設定とは異なるオフセット設定とで、焼きつきレベルを比較し、現行設定における焼きつきレベルに対するオフセット設定の効果を検証することができる。
【００８６】
〔ある条件における焼きつき評価結果〕
図１３は、階調電極側にオフセット電圧を強くかけた場合と、基準電極側にオフセット電圧を強くかけた場合との、焼きつき評価結果を示すグラフである。
図１３は、階調電極側にオフセット電圧をかけた場合と基準電極側にオフセット電圧をかけた場合の、焼きつき評価結果の一例である。
ここでは、焼きつきレベルは数値が高いほど、焼きつき度合が小さいこととしている。
それぞれ同レベルのオフセットをかけた結果となっており、本発明の液晶駆動方法で示すオフセット設定(基準電極側負オフセット)ではほとんど焼きつきが進行しないのに対して、同じレベルのオフセット電圧でもオフセット電圧のかけ方が異なると大きく焼きつきレベルが異なることを示している。
【００８７】
なお、駆動電圧を検証したり、ＴＦＴ基板及び対向基板において、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）等の顕微鏡観察をおこなったりすることにより、本発明の液晶駆動方法及び液晶表示装置に係る電極構造等を確認することができる。
【００８８】
（比較例１）
図１４は、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の一対の電極の一方が正の場合の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。図１５は、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の一対の電極の一方が負の場合の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。図１４及び図１５のシミュレーション条件は、ＯＣ層の層厚は１．５μｍ、液晶層７３０のセル厚は３．７μｍ、アレイ基板７１０の絶縁層７１５の層厚は０．３μｍ、Ｌ／Ｓは２．５μｍ／３．０μｍとして計算している。
比較例１では、正極性と負極性とで配向が大きく異なる（図１４及び図１５の破線の円で囲んだ箇所）。このため、フリッカが生じることとなってしまう。
【００８９】
（比較例２）
図１６は、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の断面模式図である。図１７は、垂直配向型の３層電極構造を有する液晶表示装置の液晶分子の配向と透過率分布についてのシミュレーション結果である。なお、比較例２では対向基板８２０にＯＣ層が設けられていない。
【００９０】
このモードは、比較例１と同じモードであり、必ずフレクソ分極が発生してしまう。したがって、フレクソ分極による正負極性反転に伴う透過率差すなわちフリッカが生じてしまう。これを抑えるためには、電極に電気的なオフセットをかけることで正負の透過率差を調整すれば良い。しかしながら、一対の櫛歯電極に同等にオフセット電圧をかけた場合は、ＤＣオフセットによるＤＣ焼きつきが問題となる。
【００９１】
（その他の好適な実施形態）
本発明の各実施形態においては、酸化物半導体ＴＦＴ（ＩＧＺＯ等）が好適に用いられる。この酸化物半導体ＴＦＴについて、以下に詳細に説明する。
【００９２】
上記上下基板の少なくとも一方は、通常は薄膜トランジスタ素子を備える。上記薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含むことが好ましい。すなわち、薄膜トランジスタ素子においては、シリコン半導体膜の代わりに、酸化亜鉛等の酸化物半導体膜を用いてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ）の活性層を形成することが好ましい。このようなＴＦＴを「酸化物半導体ＴＦＴ」と称する。酸化物半導体は、アモルファスシリコンよりも高いキャリア移動度を示し、特性バラつきも小さいという特徴を有している。このため、酸化物半導体ＴＦＴは、アモルファスシリコンＴＦＴよりも高速で動作でき、駆動周波数が高く、より高精細である次世代表示装置の駆動に好適である。また、酸化物半導体膜は、多結晶シリコン膜よりも簡便なプロセスで形成されるため、大面積が必要とされる装置にも適用できるという利点を奏する。
【００９３】
本実施形態の液晶駆動方法を、特にＦＳＤ（フィールドシーケンシャル表示装置）で使用する場合に、以下の特徴が顕著なものとなる。
（１）画素容量が通常のＶＡ（垂直配向）モードよりも大きい（図１８は、本実施形態の液晶駆動方法に用いられる液晶表示装置の一例を示す断面模式図であるところ、図１８中、矢印で示される箇所において、上層電極と下層電極との間に大きな容量が発生するため、画素容量が通常の垂直配向〔ＶＡ：Vertical Alignment〕モードの液晶表示装置より大きい。）。（２）ＲＧＢの３画素が１画素になるため、１画素の容量が３倍である。（３）更に、２４０Ｈｚ以上の駆動が必要のためゲートオン時間が非常に短い。
【００９４】
更に、酸化物半導体ＴＦＴ（ＩＧＺＯ等）を適用した場合のメリットは、以下の通りである。
上記（１）と（２）の理由より、５２型で画素容量がＵＶ２Ａの２４０Ｈｚ駆動の機種の約２０倍ある。
故に、従来のａ−Ｓｉでトランジスタを作製するとトランジスタが約２０倍以上大きくなり、開口率が充分にとれない課題があった。
ＩＧＺＯの移動度はａ−Ｓｉの約１０倍であるため、トランジスタの大きさが約１／１０になる。
カラーフィルタＲＧＢを用いる液晶表示装置にあった３つのトランジスタが１つになっているので、ａ−Ｓｉとほぼ同等か小さいくらいで作製可能である。
上記のようにトランジスタが小さくなると、Ｃｇｄの容量も小さくなるので、その分ソースバスラインに対する負担も小さくなる。
【００９５】
〔具体例〕
酸化物半導体ＴＦＴの構成図（例示）を、図１９、図２０に示す。図１９は、本実施形態に用いられるアクティブ駆動素子周辺の平面模式図である。図２０は、本実施形態に用いられるアクティブ駆動素子周辺の断面模式図である。なお、符号Ｔは、ゲート・ソース端子を示す。符号Ｃｓは、補助容量を示す。
酸化物半導体ＴＦＴの作製工程の一例（当該部）を、以下に説明する。
酸化物半導体膜を用いたアクティブ駆動素子（ＴＦＴ）の活性層酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂは、以下のようにして形成できる。
まず、スパッタリング法を用いて、例えば厚さが３０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＧＺＯ）膜を絶縁膜９１３ｉの上に形成する。この後、フォトリソグラフィにより、ＩＧＺＯ膜の所定の領域を覆うレジストマスクを形成する。次いで、ＩＧＺＯ膜のうちレジストマスクで覆われていない部分をウェットエッチングにより除去する。この後、レジストマスクを剥離する。このようにして、島状の酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂを得る。なお、ＩＧＺＯ膜の代わりに、他の酸化物半導体膜を用いて酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂを形成してもよい。
【００９６】
次いで、基板９１１ｇの表面全体に絶縁層９０７を堆積させた後、絶縁層９０７をパターニングする。
具体的には、まず、絶縁膜９１３ｉ及び酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂの上に、絶縁層９０７として例えばＳｉＯ２膜（厚さ：例えば約１５０ｎｍ）をＣＶＤ法によって形成する。
絶縁層９０７は、ＳｉＯｙ等の酸化物膜を含むことが好ましい。
【００９７】
酸化物膜を用いると、酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂに酸素欠損が生じた場合に、酸化物膜に含まれる酸素によって酸素欠損を回復することが可能となるので、酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂの酸化欠損をより効果的に低減できる。ここでは、絶縁層９０７としてＳｉＯ２膜からなる単層を用いているが、絶縁層９０７は、ＳｉＯ２膜を下層とし、ＳｉＮｘ膜を上層とする積層構造を有していてもよい。
絶縁層９０７の厚さ（積層構造を有する場合には各層の合計厚さ）は、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることが好ましい。５０ｎｍ以上であれば、ソース・ドレイン電極のパターニング工程等において、酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂの表面をより確実に保護できる。一方、２００ｎｍを超えると、ソース電極やドレイン電極により大きい段差が生じるので、断線等を引き起こすおそれがある。
【００９８】
また本実施形態における酸化物半導体層９０５ａ、９０５ｂは、例えばＺｎ−Ｏ系半導体（ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＧＺＯ）、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＺＯ）、又は、Ｚｎ−Ｔｉ−Ｏ系半導体（ＺＴＯ）等からなる層であることが好ましい。中でも、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＧＺＯ）がより好ましい。
【００９９】
なお、本モードは上記の酸化物半導体ＴＦＴとの組合せで一定の作用効果を奏するが、アモルファスＳｉＴＦＴや多結晶ＳｉＴＦＴ等公知のＴＦＴ素子を用いて駆動させることも可能である。
【０１００】
上述した各実施形態では、対向基板にオーバーコート層が無い形態を示したが、オーバーコート層を設けてもよい。
また電極材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウム錫）を用いることができるが、その代わりに、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide；酸化インジウム亜鉛）等の公知の材料を用いることができる。
【０１０１】
また本発明の液晶駆動方法及び液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶分子が垂直方向に配向しないその他の横電界方式の液晶表示装置についても適用することができる。例えば、ＩＰＳモードの液晶表示装置においても適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、１１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０：アレイ基板
１１、２１、１１１、１２１、２１１、２２１、３１１、３２１、４１１、４２１、５１１、５２１、６１１、６２１、７１１、７２１、８１１、８２１、９１１、９２１：ガラス基板
１３、１１３、２１３、３１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３：下層電極（対向電極）
１５、１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５、８１５、９１５：絶縁層
１６：一対の櫛歯電極
１７、１１７、２１７、３１７、４１７、５１７、７１７、８１７、９１７：基準電極
１９、１１９、２１９、３１９、４１９、５１９、７１９、８１９、９１９：階調電極
２０、１２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０：対向基板
２３、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、７２３、８２３、９２３：対向電極
２５：誘電体層（オーバーコート層）
３０、１３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０：液晶層
３１：液晶（液晶分子）
６１７、６１９：（櫛歯）電極
９０１ａ：ゲート配線
９０１ｂ：補助容量配線
９０１ｃ：接続部
９１１ｇ：基板
９１３ｉ：絶縁膜（ゲート絶縁膜）
９０５ａ、９０５ｂ：酸化物半導体層（活性層）
９０７：絶縁層（エッチングストッパ、保護膜）
９０９ａｓ、９０９ａｄ、９０９ｂ、９１５ｂ：開口部
９１１ａｓ：ソース配線
９１１ａｄ：ドレイン配線
９１１ｃ、９１７ｃ：接続部
９１３ｐ：保護膜
９１７ｐｉｘ：画素電極
９０１：画素部
９０２：端子配置領域
Ｃｓ：補助容量
Ｔ：ゲート・ソース端子
Ｄ：ダイレクタ
ｔ：透過率
ＯＣ：ＯＣ（オーバーコート）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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図７】
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【図８】
2013168545.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
2013168545.tif 000021
【図１７】
2013168545.tif 000022
【国際調査報告】
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2013168545.tif 000024
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