(57)【要約】【課題】  視認性に優れる駆動操作と、高速応答性に優れる駆動操作とを好適に切り換えることができる液晶表示装置及び液晶駆動方法を提供する。【解決手段】  上下基板、上下基板間に挟持された液晶、及び、上下基板に配置された少なくとも二対の電極を備える液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、上下基板に配置された少なくとも二対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動するものであり、上下基板の一方に配置された電極から構成される第１の電極対の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、第１の電極対の電極間、及び、上下基板に分かれて配置された電極から構成される第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する液晶表示装置である。【選択図】    図７
2015111176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下基板、液晶、及び、上下基板に配置された少なくとも二対の電極を備える液晶表示装置であって、
該液晶は、該上下基板間に挟持されたものであり、
該液晶表示装置は、上下基板に配置された少なくとも二対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動するものであり、
該上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極を第１の電極対、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極を第２の電極対とすると、第１の電極対の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、第１の電極対の電極間及び第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置は、温度センサーを備え、
前記液晶表示装置は、温度センサーにより測定された液晶表示装置の温度が一定の切り換え温度以上であるとき、第１駆動操作をおこない、該液晶表示装置の温度が該切り換え温度未満であるとき、第２駆動操作をおこなう
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記切り替え温度は、−１０℃以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記切り替え温度は、−１８℃以上である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の電極対は、一対の櫛歯電極である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の電極対を構成する電極は、それぞれ面状である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極対を構成する電極の一方は、前記第１の電極対との間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１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶は、正の誘電率異方性を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
上下基板に配置された少なくとも二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、
該液晶は、該上下基板間に挟持されたものであり、
該液晶駆動方法は、上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極を第１の電極対、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極を第２の電極対とすると、第１の電極対の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、第１の電極対の電極間、及び、第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する
ことを特徴とする液晶駆動方法。
【請求項１０】
前記液晶駆動方法は、温度センサーにより測定された液晶表示装置の温度が一定の切り換え温度以上であるとき、第１駆動操作をおこない、該液晶表示装置の温度が該切り換え温度未満であるとき、第２駆動操作をおこなう
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶駆動方法。
【請求項１１】
前記切り替え温度は、−１０℃以下である
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶駆動方法。
【請求項１２】
前記切り替え温度は、−１８℃以上である
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶駆動方法。
【請求項１３】
前記第１の電極対は、一対の櫛歯電極である
ことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項１４】
前記第２の電極対を構成する電極は、それぞれ面状である
ことを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項１５】
前記第２の電極対を構成する電極の一方は、前記第１の電極対との間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９〜１４のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【請求項１６】
前記液晶は、正の誘電率異方性を有する
ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の液晶駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶駆動方法に関する。より詳しくは、複数の電極により横電界だけを印加する駆動操作をおこなったり、縦電界及び横電界を印加する駆動操作をおこなったりして表示をおこなう液晶表示装置及び液晶駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、通常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し、液晶層の光学特性を変化させ、これにより液晶表示パネルを光が透過したり透過しなかったりさせて、オン・オフ状態を生じさせることができるものである。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、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。特に、車載装置としては、安全性の観点から、後方確認のためのリヤビューモニター等が広く用いられるようになり、リヤビューモニターが標準装備化された車も今後年々増加すると予想されることから、より適切な駆動方法の開発が望まれるところである。
【０００３】
低温環境下で高速応答を実現できるとする液晶表示装置としては、例えば、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、温度センサーを有する制御部であって、前記温度センサーによる検出温度に応じて前記ヒータ層に電流を流す制御部と、を備える液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また低温での透過率の低下を防ぐとする液晶表示装置としては、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの温度を検知する温度センサーと、前記液晶表示パネルの液晶印加電圧を制御するコントローラとを備えた液晶表示装置であって、前記コントローラは、前記温度センサーの検知温度に応じて、黒挿入駆動なしでかつ白表示時の液晶印加電圧を臨界電圧より大きく制御し、または黒挿入駆動の黒挿入率が有限値でかつ白表示時の液晶印加電圧を臨界電圧より小さく制御する液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
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。
【０００６】
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３参照。）。
【０００７】
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４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０９９７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１４００６６号公報
【特許文献３】特表２００６−５２３８５０号公報
【特許文献４】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】
【０００９】
上述した特許文献１に記載の発明は、液晶表示装置の画素開口部の一部に透明電極（ＩＴＯ）を配置し、ＰＴＣサーミスタを電流印加し、低温でも画素内加熱で温度制御し高速応答とすることが特徴であるとしている。しかしながら、温度制御用の透明電極をＴＦＴで駆動するため開口率が低下し透過率が下がると共に、電流制御のために消費電力が大きくなるものであった。
【００１０】
また、上述した特許文献２に記載の発明は、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードの温度センサーで零度を境に黒挿入率（フレーム内区間）を減少するよう駆動を変更し、低温でも透過率を落とさないことが特徴である。しかしながら、ＯＣＢのベンドからスプレイ転移にならない為の黒挿入率の変更を温度センサーで実施するというＯＣＢ特有の課題を解決するためのものであるので、他の液晶モードには関係のないものであった。
【００１１】
上述したような、運転手が後方を確認するためのリヤビューモニター等の車載装置においては、特に寒冷な地域において装置が低温である始動時に安全視認性（低温時等においても動画等の映像を安定的に視認可能なものとすること）が損なわれると、子供や老人を轢く事故も起こすおそれがあり、人命に関わる。このことから、近年のリヤビューモニターの自動車への標準装備化の流れとあいまって、安全視認性を充分なものとするとともに、透過率等のその他の表示特性等を優れたものとすることが強く望まれている。
【００１２】
ここで、垂直配向型の３層電極構造を有する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。
【００１３】
一方、特許文献３に記載されるように、液晶分子が垂直配向している液晶表示装置にスリット電極を用いてフリンジ電界を印加しても、スリット電極端近傍の液晶分子しか回転しないため（図６０参照。）、充分な透過率が得られない。
【００１４】
なお、図５８は、下側基板上に従来のＦＦＳ駆動方式の電極構造を有する液晶表示パネルのフリンジ電界発生時における断面模式図である。図５９は、図５８に示した液晶表示パネルの平面模式図である。図６０は、図５８に示した液晶表示パネルの平面模式図である。図６０は、図５８に示した液晶表示パネルにおける、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５８では、液晶表示パネルの構造を示しており、スリット電極が一定の電圧に印加され（図では５Ｖ。例えば、下層電極（対向電極）７１３と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。）、スリット電極が配置された基板と、対向基板に、それぞれ下層電極（対向電極）７１３、対向電極７２３が配置されている。下層電極７１３、対向電極７２３は、０Ｖである。図６０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）が示されている。
【００１５】
上記特許文献４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、透過率の改善や、電極構造と透過率との関連性についても何ら開示されていない。
【００１６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、視認性に優れる駆動操作と、高速応答性に優れる駆動操作とを好適に切り換えることができる液晶表示装置及び液晶駆動方法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】
【００１７】
本発明者は、例えば垂直配向型の液晶表示装置及び液晶駆動方法において、視認性に優れる駆動操作と、高速応答性に優れる駆動操作とを適宜切り換えることができる液晶表示装置及び液晶駆動方法を検討し、先ず、立ち上がり・立ち下がりの両方において液晶分子を電界によって配向制御させるための少なくとも二対の電極に電位差を生じさせる液晶表示装置とすることに着目した。そして、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を発生させたり、更に基板間の電位差で横電界とともに縦電界を発生させたりし、立ち下がりは基板間の電位差で縦電界を発生させ、立ち上がり、立ち下が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する駆動方法（二対の電極によって電界オン−電界オンのスイッチング〔電界印加状態から別の電界印加状態へのスイッチング〕をおこなう駆動方法）を見いだした。更に、本発明者らは、この駆動方法には、横電界のみのＴＢＡモードと比較すると、透過率が低下するという課題を見いだした。すなわち、高速応答に必要な縦電界期間中には透過率が落ちる為、横電界のみを使用し続けるＴＢＡモードより常温時の透過率が低下してしまう。そこで、本発明者らは、駆動方法について更なる検討をおこない、視認性が要求される場合は、上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極（第１の電極対）の電極間だけに電位差を生じさせることにより、透過率を向上させることができることを見いだした。更に、低温環境下等において高速応答性が要求される場合には、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極（第２の電極対）の電極間に電位差を生じさせる駆動操作と、第１の電極対の電極間に電位差を生じさせる駆動操作とで、それぞれ電界状態を形成することにより、両電界印加状態において電界によって液晶分子を回転させて液晶表示装置を高速応答化することができることを見いだした。そして、例えば液晶表示装置が温度センサーを備えるものとして、当該温度センサーにより測定した温度に応じて上記駆動方法を切り換えるものとすれば、適宜適切なモードを採用できる液晶表示装置とすることができることを見いだし、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】
本発明では、このように、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、下側基板の上層電極を櫛歯駆動とすることにより、立ち上がりは少なくとも櫛歯間の電位差等で横電界、立ち下がりは基板間の電位差で縦電界を発生させ、立ち上がり、立ち下が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できる駆動操作を１つの駆動操作として用いる。
【００１９】
なお、本発明は、上記特許文献１、２に記載の発明と同様に温度センサーを使用することができるが、本発明では、上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極（第１の電極対）の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極（第２の電極対）の電極間及び上記第１の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する点、例えば、常温域から−１０℃までは、高速応答の液晶モードであるＴＢＡモードを使用し、それ以下の温度には縦電界を併用する超高速液晶モードに駆動方法を切り替える点で、引用発明とは相違する。特に、本発明の液晶表示装置は、インストルメントパネル（instrument panel）やバックモニターに必要な安全性の取得を目的とし、低温での高速応答を実現した、車載用表示装置に好適に適用することができる液晶表示装置である。
【００２０】
本発明においては、常温域では高透過率で視認性がよく、始動時などの低温状態では縦横電界併用による液晶表示モードに切り替えることで超高速化を実施する。すなわち、低温環境下では応答速度の課題が特に顕著になるところ、本発明ではこれを解決するとともに、透過率を充分なものとすることができ、かつ常温環境下では透過率を非常に優れたものとすることができる。
以上のように、本発明は、温度センサーによって液晶モード（駆動方法）そのものを切り替える点で上述した特許文献に記載の発明と相違する。
【００２１】
すなわち、本発明は、上下基板、液晶、及び、上下基板に配置された少なくとも二対の電極を備える液晶表示装置であって、上記液晶は、該上下基板間に挟持されたものであり、上記液晶表示装置は、上下基板に配置された少なくとも二対の電極に電位差を生じさせて液晶を駆動するものであり、上記上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極を第１の電極対、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極を第２の電極対とすると、第１の電極対の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、第１の電極対の電極間及び第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する液晶表示装置である。
【００２２】
上記第１の電極対と、上記第２の電極対とは、同じ電極を共に有していてもよい。また、本発明の液晶表示装置は、第１の電極対及び第２の電極対以外のその他の電極対を更に有していてもよい。
【００２３】
上記第１の電極対の電極間に電位差を生じさせるとは、少なくとも第１の電極対の電極間に電位差を生じさせるものであり、液晶の配向が、上記第１の電極対の電極間の電界によって制御されるものであればよい。上記第２の電極対の電極間に電位差を生じさせるとは、少なくとも第２の電極対の電極間に電位差を生じさせるものであり、液晶の配向が、上記第２の電極対の電極間の電界により制御されるものであればよい。
【００２４】
上記第１の電極対の電極間及び第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる駆動操作とは、当該駆動操作中、常に第１の電極対の電極間及び第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる訳ではなく、例えば液晶を変化させて初期状態に戻すまでの駆動周期であるサブフレームを含んで駆動する方法において、該サブフレームの周期中に、第１の電極対の電極間に電位差を生じさせるとともに、第２の電極対の電極間に電位差を生じさせるものであればよい。また、第１の電極対の電極間に電位差を生じさせるのと同時に、第２の電極対の電極間に電位差を生じさせるものであってもよい。
【００２５】
上記液晶表示装置は、温度センサーを備え、上記液晶表示装置は、温度センサーにより測定された液晶表示装置の温度が一定の切り換え温度以上であるとき、第１駆動操作をおこない、該液晶表示装置の温度が該切り換え温度未満であるとき、第２駆動操作をおこなうことが好ましい。
上記液晶表示装置の温度は、装置の温度である限り、いずれの部材や空間における温度であってもよいが、例えば液晶パネルの表面温度（観察者側）であることが好ましい。言い換えれば、ブラックライト面とは逆のガラス表面部温度であることが好ましい。後述する液晶表示装置の温度についても同様である。
上記切り替え温度とは、特に限定されず、例えば、１℃単位であってもよく、０．１℃単位であってもよく、その他の種々の単位をとることができる。
【００２６】
上記切り替え温度は、−１０℃以下であることが好ましい。また、上記切り替え温度は、−１８℃以上であることもまた好ましい。
【００２７】
上記第１の電極対は、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。また、図１や図１３等に模式的に１つの櫛歯部分を有する一対の櫛歯電極が示されているが、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。
【００２８】
上記第２の電極対は、例えば、櫛歯電極、及び／又は、櫛歯電極との間に絶縁層を挟んで形成された面状の電極と、対向基板上に形成された面状の電極とから構成されるものとすることができる。上記第２の電極対を構成する電極は、それぞれ面状であることが好ましい。言い換えれば、上記上下基板のそれぞれに配置された対向電極は、面状電極であることが好ましい。これにより、より好適に縦電界を発生させることができる。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、上側基板の対向電極については、実質的に配向規制構造体を有さないものが好適である。下側基板の対向電極（下層電極）については、実質的に配向規制構造体を有するものであってもよく、実質的に配向規制構造体を有さないものであってもよい。すなわち、上記下層電極は、開口部を有するものであってもよく、開口部を有しないものであってもよい。例えば、上側基板の対向電極は開口部を有しない面状電極であり、下側基板の対向電極（例えば、下層電極）は、面状電極である限り、開口部を有していてもよく、有していなくてもよく、いずれの形態も本発明の１つの好ましい形態である。
【００２９】
また、横電界・縦電界を好適に印加するうえで、液晶層側の電極（上層電極）を第１の電極対とし、液晶層側と反対側の電極（下層電極）を第２の電極対の一方とする形態が特に好ましい。上記第２の電極対を構成する電極の一方は、前記第１の電極対との間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。例えば、第１の電極対の下層（第２基板からみて液晶層と反対側の層）に絶縁層を介して第２の電極対の一方を設けることができる。更に、上記第２の電極対の一方（下層電極）は、各画素単位で独立であってもよいが、同一の画素列内で電気的に接続されているものであることが本発明の１つの好ましい形態である。なお、第１の電極対の一方をその下層電極である第２の電極対の一方と導通させた場合に、当該第２の電極対の一方が同一の画素列内で電気的に接続されているときは、当該第１の電極対の一方も同一の画素列内で電気的に接続されている形態となり、当該形態も本発明の好ましい形態の一つである。そして、上記第２の電極対の一方は、少なくとも、基板主面を平面視したときに第２の電極対の他方と重畳する箇所が面状であることが好ましい。
なお、本発明の液晶表示装置の好ましい形態は、後述する本発明の液晶駆動方法の好ましい形態を適用したものでもある。
【００３０】
本発明はまた、上下基板に配置された少なくとも二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、上記液晶は、該上下基板間に挟持されたものであり、上記液晶駆動方法は、上下基板の一方に配置された電極から構成される一対の電極を第１の電極対、上下基板に分かれて配置された電極から構成される一対の電極を第２の電極対とすると、第１の電極対の電極間だけに電位差を生じさせる第１駆動操作と、第１の電極対の電極間、及び、第２の電極対の電極間に電位差を生じさせる第２駆動操作とを切り換えて実行する液晶駆動方法でもある。
【００３１】
本発明の液晶駆動方法の好ましい形態は、上述した本発明の液晶表示装置の好ましい形態と同様である。
例えば、上記液晶駆動方法は、温度センサーにより測定された液晶表示装置の温度が一定の切り換え温度以上であるとき、第１駆動操作をおこない、該液晶表示装置の温度が該切り換え温度未満であるとき、第２駆動操作をおこなうことが好ましい。また、上記切り替え温度は、−１０℃以下であることが好ましい。更に、上記切り替え温度は、−１８℃以上であることもまた好ましい。そして、上記第１の電極対は、一対の櫛歯電極であることが好ましい。また、上記第２の電極対を構成する電極は、それぞれ面状であることが好ましい。更に、上記第２の電極対を構成する電極の一方は、上記第１の電極対との間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。
【００３２】
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。両電位変化の絶対値は、実質的に等しいことが好ましい。
【００３３】
上記第２の電極対は、通常は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。上述したように、上記第１の電極対は、上下基板のいずれか一方に配置された一対の櫛歯電極であり、上記第２の電極対は、上下基板のそれぞれに配置された対向電極であることが特に好ましい。
【００３４】
上記一対の櫛歯電極は、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、一対の櫛歯電極は、同一の層に設けられていることが好ましい。一対の櫛歯電極が同一の層に設けられているとは、それぞれの櫛歯電極が、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。
【００３５】
上記液晶は、閾値電圧未満で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。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。閾値電圧とは、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。
【００３６】
上記第１の電極対は、通常、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、第１の電極対のうち、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、第１の電極対をそれぞれ異なる電位とすることができる。上記第１の電極対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。
【００３７】
上記同一の画素列とは、例えばアクティブマトリクス駆動方式である場合、基板主面を平面視したときに、例えば、アクティブマトリクス駆動方式におけるゲートバスライン又はソースバスラインに沿って配置される画素列である。このように上記第２の電極対の少なくとも一方が同一の画素列内で電気的に接続されていることにより、例えば偶数のゲートバスラインに対応する画素ごと・奇数のゲートバスラインに対応する画素ごとに、電位変化が反転するように電極に電圧を印加することができ、好適に縦電界を発生させて高速応答化することができる。
【００３８】
上記液晶は、第１の電極対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。
【００３９】
上記液晶は、正の誘電率異方性を有することが好ましい。正の誘電率異方性を有する液晶（ポジ型液晶分子）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。
【００４０】
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。
【００４１】
なお、本発明の駆動方法は、縦電界発生後に、第１の電極対及び第２の電極対の全電極間に実質的に電位差を生じさせない駆動操作を実行する形態（初期化工程）を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。初期化工程を含むことにより、第１の電極対及び第２の電極対の少なくとも一方（例えば、一対の櫛歯電極）のエッジ付近における液晶の配向を好適に制御でき、黒表示時の透過率をより充分に低下させることができる。
【００４２】
また横電界発生時においては、通常、少なくとも第１の電極対の電極間（例えば、上下基板のいずれか一方に配置された一対の櫛歯電極間）に、電位差を生じさせる。
【００４３】
ここで、偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続された下層電極（第２の電極対の一方の電極）に印加して電位変化を反転させるものとすることができる。また一定電圧で保持された電極の電位を中間電位としてもよく、この一定電圧で保持された電極の電位を０Ｖであると考えると、バスラインごとの下層電極に印加される電圧の極性が反転されているともいえる。
【００４４】
本発明の液晶表示装置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、上記第１の電極対の少なくとも一方が画素電極であること、上記第１の電極対を備える基板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】
本発明の液晶表示装置及び液晶駆動方法は、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、携帯電話等の携帯情報端末のディスプレイ等が挙げられ、特に、カーナビゲーション等の車載用の機器等の低温環境下等で用いられる機器に適用されることが好ましい。
【００４７】
本発明の液晶表示装置及び液晶駆動方法の構成としては、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、液晶表示装置及び液晶駆動方法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。
【００４８】
上述した各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の液晶表示装置及び液晶駆動方法によれば、第１の電極対と第２の電極対により液晶を駆動させて、視認性に優れる駆動操作と、高速応答性に優れる駆動操作とを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態１に係る第１駆動操作をおこなう場合における横電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における縦電界及び横電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。
【図３】実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における縦電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。
【図４】実施形態１に係る第１駆動操作をおこなう場合における常温時（横電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。
【図５】実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における低温時（縦電界及び横電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。
【図６】実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における低温時（縦電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。
【図７】第１駆動操作をおこなう場合における横電界発生時、及び、第２駆動操作をおこなう場合における縦電界及び横電界発生時についての印加電圧に対する規格化透過率比を示すグラフである。
【図８】横電界駆動の２５℃時の階調応答を示すグラフである。
【図９】横電界駆動の０階調から６４階調への応答時の温度特性を示すグラフである。
【図１０】低温駆動時の−３０℃での階調応答を示すグラフである。
【図１１】図４に示した液晶表示パネルについてのシミュレーション結果である。
【図１２】実施形態２に係る液晶表示パネルの断面模式図である。
【図１３】実施形態２に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。
【図１４】実施形態２に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。
【図１５】実施形態２に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。
【図１６】実施形態２に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図１７】実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図１８】実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図１９】実施形態２に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２０】実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２１】実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２２】実施形態３に係る液晶表示パネルの断面模式図である。
【図２３】実施形態３に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。
【図２４】実施形態３に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。
【図２５】実施形態３に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。
【図２６】実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２７】実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２８】実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図２９】実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３０】実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３１】実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３２】実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３３】実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３４】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの断面模式図である。
【図３５】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。
【図３６】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。
【図３７】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。
【図３８】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図３９】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４０】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４１】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４２】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４３】実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４４】実施形態４に係る液晶表示パネルの断面模式図である。
【図４５】対向電極面上の誘電体層の有無に対するシミュレーションによる応答波形比較を示すグラフである。
【図４６】実施形態４に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。
【図４７】実施形態４に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４８】実施形態４に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図４９】実施形態４に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図５０】実施形態５に係る液晶表示パネルの断面模式図である。
【図５１】実施形態５に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。
【図５２】実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界及び横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図５３】実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図５４】実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【図５５】本発明に係る液晶表示パネルの画素電極に使用する薄膜トランジスタの一形態を示す平面模式図である。
【図５６】従来の駆動操作をおこなう場合における常温時の液晶表示装置の断面模式図である。
【図５７】従来の駆動操作をおこなう場合における低温時の液晶表示装置の断面模式図である。
【図５８】液晶表示パネルのフリンジ電界発生時における断面模式図である。
【図５９】図５８に示した液晶表示パネルの平面模式図である。
【図６０】図５８に示した液晶表示パネルについてのシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
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、サブフレームとは、すべての画素（例えば、ＲＧＢを含む画素）による表示であるフレームに対し、一部又は全ての絵素を用いて、例えば、フィールドシーケンシャル（時分割）駆動で１フレーム内での各色の連続表示を行う際に、１色を表示するために費やす時間をいい、本明細書中では該表示のための期間をいう。更に、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。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（第２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、本実施形態の第２駆動操作では、立ち上がり（少なくとも横電界印加）・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、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を示し、（ｉｖ）は、上側基板の面状電極の電位を示す。二対の電極が（ｉ）と（ｉｉ）、（ｉｉｉ）と（ｉｖ）から構成されることが好ましいが、これ以外の形態であっても、本発明の効果を発揮することができる。
【００５３】
実施形態１
図１は、実施形態１に係る第１駆動操作をおこなう場合における横電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。図２は、実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における縦電界及び横電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。図３は、実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における縦電界発生時の液晶表示装置の断面模式図である。
図１〜図３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一対の櫛歯電極である。）を有する。
【００５４】
ポジ型液晶を用いた初期配向が垂直配向の液晶表示装置において、電極は３層構造（（１）上側基板の対向電極２３、（２）下側基板の上層電極〔一対の櫛歯電極１６〕、（３）下側基板の下層電極１３）を有し、ＴＦＴを有する下側の基板（回路基板）は、（２）櫛歯電極、及び、（３）下層電極を有し、（２）一対の櫛歯電極１６と（３）下層電極１３との間に絶縁層１５を配置する。すなわち、実施形態１に係る液晶表示装置は、図１〜図３に示されるように、回路基板１０（下側基板）、液晶層３０及び対向基板２０（カラーフィルタ基板又は上側基板）が、液晶表示装置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の液晶表示装置は、図３に示されるように、櫛歯電極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２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櫛歯電極１７、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、櫛歯電極１７、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。絶縁層１５の層厚は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機膜なら０．１〜０．５μｍであり、ＪＡＳ等の有機膜なら１〜３μｍであることがそれぞれ好ましい。
常温時には、第１駆動操作（駆動方法）として透過率の高い横電界（櫛歯電極間の横電界）のみの駆動を使用する。
【００５５】
常温時は、図１に示すように、一対の櫛歯電極１６（例えば、電位−５Ｖである櫛歯電極１７と電位５Ｖである櫛歯電極１９とからなる）間の電位差１０Ｖ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７Ｖである対向電極１３と電位７Ｖである対向電極２３との間）の電位差は実質的に生じていない。この駆動操作を本明細書中、第１駆動操作とも言う。第１駆動操作は、横電界のみによって液晶を駆動するため、高透過率を達成することができ、視認性に特に優れるものとなる。
【００５６】
液晶の粘性が増加し応答が遅くなる低温時には、高速駆動の可能な横電界＋縦電界の併用モード（第２駆動操作。例えば、後述する実施形態５）に温度センサーを用いて駆動を切り替える。すなわち、低温時には、立ち上がりは櫛歯電極間の横電界と上下電界の縦電界との併用で液晶を駆動し（図２）、立ち下がりは、基板間の縦電界で液晶を駆動する（図３）。なお、温度センサーでは、例えば、液晶表示装置における液晶パネルの表面温度（観察者側）を測定することができる。この温度は、例えばガラス表面に熱電対を貼り付けて測定することができる。
【００５７】
立ち上がりは、図２に示すように、一対の櫛歯電極１６（例えば、電位−５Ｖである櫛歯電極１７と電位５Ｖである櫛歯電極１９とからなる）間の電位差１０Ｖ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−５Ｖである櫛歯電極１７及び電位０Ｖである下層電極１３と、電位７．５Ｖである対向電極２３との間）の電位差が生じており、縦電界が発生している。
【００５８】
また、立ち下がりは、図３に示すように、基板間（例えば、それぞれ電位０Ｖである下層電極１３、櫛歯電極１７、及び、櫛歯電極１９と、電位７．５Ｖ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。このときは、一対の櫛歯電極１６（例えば、電位０Ｖである櫛歯電極１７と電位０Ｖである櫛歯電極１９とからなる）間の電位差は実質的に生じていない。
【００５９】
低温時においては、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。この駆動操作を本明細書中、第２駆動操作ともいう。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充分な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、液晶分子が垂直方向に配向することになる。また、透過率が充分に優れたものであるとともに、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。
【００６０】
本発明により、特に車載パネルで必要とされる（１）常温時の視認性向上（高コントラスト比、高透過率）、（２）始動時の安全視認性（低温時のインストルメントパネル、アラウンドビューモニター）等の低温の応答劣化に伴う表示劣化を防止することができる。
【００６１】
なお、図１〜図３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、これら配向膜には、膜面に対して液晶分子を垂直に立たせるものである限り、有機配向膜又は無機配向膜のいずれであってもよい。
【００６２】
実施形態１に係る液晶表示装置は、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、液晶を駆動する櫛歯電極１９に印加する。なお、本実施形態では櫛歯電極１７と櫛歯電極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、櫛歯電極間に電圧差を発生させて横電界を印加し、透過率を向上するという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。櫛歯電極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、図１〜図３では、対向電極１３、２３が面状形状であり、対向電極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。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、すべての画素に対応して共通接続されている。
【００６３】
薄膜トランジスタ素子には、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。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す。これにより、１画素に占めるトランジスタの面積を小さくすることができるため開口率が増加し、１画素あたりの光の透過率を高めることが可能となる。したがって、酸化物半導体ＴＦＴを用いることで、本発明の効果の１つである透過率改善効果をより顕著に得ることができる。
【００６４】
本実施形態では、櫛歯電極の電極幅Ｌは、例えば２μｍ以上が好ましい。櫛歯電極の電極間隔Ｓは、例えば２μｍ以上が好ましい。なお、電極幅Ｌ、電極間隔Ｓの好ましい上限値は、それぞれ例えば７μｍである。また、電極間隔Ｓと電極幅Ｌとの比（Ｌ／Ｓ）としては、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。
【００６５】
セルギャップｄは、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、液晶表示装置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。
【００６６】
図４は、実施形態１に係る第１駆動操作をおこなう場合における常温時（横電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。図５は、実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における低温時（縦電界及び横電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。図６は、実施形態１に係る第２駆動操作をおこなう場合における低温時（縦電界発生時）の液晶表示装置の断面模式図である。
本発明は、上述したように液晶表示パネルの駆動を切り替えることで、例えば、常温時には高コントラスト比、高透過率（応答速度も充分速い）とすることができ、低温時には高速駆動モードに切り替えることを特徴とする。従来例（例えば、図５６、図５７）との違いは、常温時には対向基板の対向電極の電圧を０Ｖ、最下層電極も０Ｖとすることで櫛歯電極間の横電界のみで駆動する（図４）。低温時には、対向基板の対向電極の電圧を７．５Ｖに印加し、縦電界を付与することでオン−オンスイッチングで高速応答化することである（図５、図６）。
【００６７】
図７は、第１駆動操作をおこなう場合における横電界発生時、及び、第２駆動操作をおこなう場合における縦電界及び横電界発生時についての印加電圧に対する規格化透過率比を示すグラフである。図７には、常温駆動（横電界）と、低温時駆動（横電界＋縦電界）であるオン−オンスイッチング（立ち上がり時に縦電界及び横電界を用い、立ち下がり時に縦電界を用いる実施形態１、後述する実施形態５）でのＶＴカーブを示す。立ち上がり時に縦電界を加えるオン−オンスイッチング駆動では、透過率が５％低下することが確認される。なお、立ち上がり時に横電界を用い、立ち下がり時に縦電界を用いるオン−オンスイッチング（実施形態２〜４）においても、立ち下がり時に縦電界を用いることから、横電界のみの駆動操作をおこなった場合と比べて透過率は低下する。
【００６８】
図８は、横電界駆動の２５℃時の階調応答を示すグラフである。図８では、常温時（２５℃）の横電界駆動での階調応答において、特定の開始階調から、特定の到達階調への階調間応答に要する時間（ｍｓ）を示す。最も遅い階調応答は、０階調から６４階調への立ち上がりであった（丸で囲んだもの）。図示していないが、低温時でも、同様の傾向が確認された。
【００６９】
図９は、横電界駆動の０階調から６４階調への応答時の温度特性を示すグラフである。横軸は、温度（℃）を示し、縦軸は、０→６４階調の階調間応答時間（ｍｓ）を示す。車載用の表示装置で必要とされる低温時の視認性は全階調間応答が２８０ｍｓ以下であると良好である。図９には、最も遅い階調間応答の温度特性（０階調から６４階調への応答温度特性）を示している。ここで、温度センサーで透過率を優先する駆動（横電界のみによる駆動）から高速駆動（縦電界及び横電界〔縦横電界〕による駆動）に切り替える温度を、−１８℃以上（例えば、−１８℃）にすると、階調間応答時間が２８０ｍｓを超えることが無く、良好な視認性が得られる。
【００７０】
図１０は、低温駆動時の−３０℃での階調応答を示すグラフである。図１０では、低温時（−３０℃）で横電界とともに縦電界を併用して実施した駆動での階調応答において、特定の開始階調から、特定の到達階調への階調間応答に要する時間（ｍｓ）を示す。図１０では、全階調間応答時間が１５０ｍｓ以下を示しており、低温における高速応答性に優れると言える。なお、駆動電圧をオーバーシュートすると更に高速応答性に優れるものとすることができる。
【００７１】
駆動切り替えの視認性の違和感を無くす為、全階調間応答が１５０ｍｓ以下である常温駆動時の温度は、図９より−１０℃程度と確認される。
すなわち、視認性（高コントラスト比、高透過率）のよい横電界のみの駆動を−１８℃まで使用し、それ以下の低温時には縦電界に切り替えると良好な低温時の応答劣化に伴う視認性悪化が改善される。
更に、−１０℃で切り替えると、常温⇒低温時での応答の差が無く更に良好な視認性が得られる。例えば、切り換え温度を−４℃〜−１２℃とすることが特に好ましい。
【００７２】
なお、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。
【００７３】
（第２駆動操作のＴＦＴ駆動方法）
縦電界印加時に対向電極に印加される電圧を０Ｖ（又は１５Ｖ）に変化させる第２駆動操作の駆動例を以下に挙げる（２ＴＦＴ駆動と１ＴＦＴ駆動の各々を例示する。）。また、対向基板上に誘電体層（オーバーコート層又はＯＣ層とも言う。）を設けることで透過率を向上させる実施形態を挙げる。後述する実施形態の液晶表示装置の駆動方法（第２駆動操作）は、本発明に好適に適用することができ、透過率を充分に高いものとしつつ、高速応答化が達成可能なものである。なお、後述する実施形態の第１駆動操作は、例えば上述した実施形態１の第１駆動操作と同様のものとすることができる。
【００７４】
実施形態２
図１２は、実施形態２に係る液晶表示パネルの断面模式図である。図１３は、実施形態２に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。図１４は、実施形態２に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。図１５は、実施形態２に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。実施形態２におけるモジュールでの駆動法としては、１絵素当たり２つのＴＦＴを駆動させておこなう。図１２〜図１５では、下側基板の下層電極と電気的に接続される配線は、二点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の一方と電気的に接続される配線は、一点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の他方と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の狭い点線で表す。上側基板の電極と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の広い点線で表す。下層電極１１３は、Ｃｓ電極を兼ねており、すべての画素で共通接続されている。なお、図７１において、櫛歯電極とＣｓ電極との重なりで形成される補助容量をＣｓで示し、一対の櫛歯電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ１で示し、一対の基板の電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ２で示す。
【００７５】
Ｎ行目の絵素においては、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では０Ｖとなり、すべての電極の印加電圧を等しくする初期化工程では７．５Ｖとなっている。また、Ｎ＋１行目の絵素においても、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では０Ｖとなり、初期化工程では７．５Ｖとなっている。なお、Ｎ行目が偶数ラインであり、Ｎ＋１行目が奇数ラインであってもよく、Ｎ行目が奇数ラインであり、Ｎ＋１行目が偶数ラインであってもよい。実施形態２では、図１６に示した（２）の区間で、すべての画素で共通接続された対向基板側の対向電極（ｉｖ）への印加電圧を変化させることにより、縦電界を印加する。なお、一定電圧で保持された電極の電位を７．５Ｖと表記しているが、これは実質的に０Ｖともいえるため、ＮラインとＮ＋１ラインは極性反転させて駆動されるともいえる。
【００７６】
図１６は、実施形態２に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図１７は、実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図１８は、実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図１９は、実施形態２に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図２０は、実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図２１は、実施形態２に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【００７７】
図１６及び図１９は、一対の櫛歯電極間の横電界で液晶駆動している。図１７及び図２０は、櫛歯電極と下層電極とを共に７．５Ｖとし、対向基板側の対向電極を０Ｖとして縦電界印加している。図１８及び図２１は、全電極を７．５Ｖとして（一対の櫛歯電極はフローティング（ｆｌｏａｔ）させてもよい。）、初期配向にリフレッシュ（初期化工程）をおこなったものである。なお、実施形態２に係る図のその他の参照番号は、百の位に１を付した以外は、実施形態１に係る図に示したものと同様である。
実施形態２では、上述したように、すべての画素に共通に接続された対向電極への印加電圧を変化させることにより、縦電界を印加している。これにより、対向電極、下層電極共にすべての画素に共通に接続された電極での駆動が可能であり、好適である。すなわち、対向電極・下層電極共に、すべての画素に共通の面状電極でも良く、走査線等のバスラインに沿って偶奇ラインごとに共通する電極でも良い。すべての画素に共通の面状電極とする場合は、素子の簡略化が可能である。
なお、（１）横電界はドット反転駆動をおこない、（２）縦電界印加はフレーム反転駆動をおこなった。
実施形態２のその他の構成は、実施形態１において上述した構成と同様である。
【００７８】
実施形態３
図２２は、実施形態３に係る液晶表示パネルの断面模式図である。図２３は、実施形態３に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。図２４は、実施形態３に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。図２５は、実施形態３に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。実施形態３におけるモジュールでの駆動法としては、１絵素当たり１つのＴＦＴを駆動させておこなう。図２２〜図２５では、下側基板の下層電極と電気的に接続される配線は、二点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の一方と電気的に接続される配線は、一点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の他方と電気的に接続される配線は、櫛歯電極の他方が下側基板の下層電極と電気的に接続されているので、二点鎖線で示す。上側基板の電極と電気的に接続される配線は、点線で表す。下層電極は、Ｃｓ電極を兼ねており、偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続されている。
【００７９】
Ｎ行目の絵素においては、下層電極（ｉｉｉ）に印加される電圧は、明表示時には０Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では、初期化工程７．５Ｖ（全ＴＦＴオン）を経た後、縦電界印加時では７．５Ｖであり、縦電界印加後の初期化工程では７．５Ｖとなっている。対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では、初期化工程７．５Ｖ（全ＴＦＴオン）を経た後、縦電界印加時では０Ｖであり、縦電界印加後の初期化工程では７．５Ｖとなっている。また、Ｎ＋１行目の絵素においては、下層電極（ｉｉｉ）に印加される電圧は、明表示時には１５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では、初期化工程７．５Ｖ（全ＴＦＴオン）を経た後、縦電界印加時では７．５Ｖであり、縦電界印加後の初期化工程では７．５Ｖとなっている。対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では、初期化工程７．５Ｖ（全ＴＦＴオン）を経た後、縦電界印加時では０Ｖであり、縦電界印加後の初期化工程では７．５Ｖとなっている。なお、Ｎ行目が偶数ラインであり、Ｎ＋１行目が奇数ラインであってもよく、Ｎ行目が奇数ラインであり、Ｎ＋１行目が偶数ラインであってもよい。実施形態３では、すべての画素で共通接続された対向電極に印加することにより縦電界を規定することができる。なお、対向電極は、図２４に記載されるように、ラインごとに接続されるものであってもよい。また、一定電圧で保持された電極の電位を７．５Ｖと表記しているが、これは実質的に０Ｖともいえるため、ＮラインとＮ＋１ラインは極性反転させて駆動されるといえる。
【００８０】
図２６は、実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図２７は、実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図２８は、実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図２９は、実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図３０は、実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図３１は、実施形態３に係る液晶表示パネルの横電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図３２は、実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図３３は、実施形態３に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【００８１】
図２６及び図３０は、一対の櫛歯電極間の横電界で液晶駆動している。図２７及び図３１は、すべてのＴＦＴをオンにして、一度全電極を７．５Ｖにリセットしている。図２８及び図３２は、下側基板の電極を７．５Ｖ、対向基板側の対向電極を０Ｖで縦電界を印加している（一対の櫛歯電極の一方のＴＦＴをオフして該一対の櫛歯電極の一方をフローティングさせてもよい。）。図２９及び図３３は、全電極７．５Ｖで初期配向にリフレッシュ（初期化工程）をおこなったものである（一対の櫛歯電極の一方のＴＦＴをオフして該一対の櫛歯電極の一方をフローティングさせてもよい。）。なお、実施形態３に係る図のその他の参照番号は、百の位に２を付した以外は、実施形態１に係る図に示したものと同様である。
なお、（１）横電界はライン反転駆動をおこない、（２）縦電界印加はフレーム反転駆動をおこなった。
また、実施形態２では、対向電極、下層電極共に、すべての画素に共通の電極でも良く、走査線等のバスラインに沿って偶奇ラインごとに共通する電極でも良いのに対し、実施形態３においては、下層電極は、ライン反転駆動をおこなうため、通常は、走査線等のバスラインに沿って偶奇ラインごとに共通する電極である。一方、対向基板側の対向電極（ｉｖ）は、実施形態３ではすべての画素で共通接続されたものとしてもよく、図２３、図２４に示したように偶奇ラインごとに共通接続されたものであってもよい。
実施形態３のその他の構成は、実施形態１において上述した構成と同様である。
【００８２】
実施形態３の変形例
図３４は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの断面模式図である。図３５は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの絵素平面模式図である。図３６は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。図３７は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの各電極の電位変化を示す図である。実施形態３の変形例におけるモジュールでの駆動法としては、１絵素当たり１つのＴＦＴを駆動させておこなう。図３４〜図３７では、下側基板の下層電極と電気的に接続される配線は、二点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の一方と電気的に接続される配線は、一点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の他方と電気的に接続される配線は、櫛歯電極の他方が下側基板の下層電極と電気的に接続されているので、二点鎖線で示す。上側基板の電極と電気的に接続される配線は、点線で表す。下層電極は、Ｃｓ電極を兼ねており、偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続されている。
【００８３】
Ｎ行目の絵素においては、下層電極（ｉｉｉ）に印加される電圧は、明表示時には０Ｖであり、その後暗表示（黒表示）である縦電界印加時は７．５Ｖとなり、暗表示（黒表示）である初期化工程では７．５Ｖとなっている。対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では０Ｖとなり、初期化工程では７．５Ｖとなっている。また、Ｎ＋１行目の絵素においては、下層電極（ｉｉｉ）に印加される電圧は、明表示時には１５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）である縦電界印加時では７．５Ｖとなり、暗表示（黒表示）である初期化工程では７．５Ｖとなっている。対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では１５Ｖとなり、初期化工程では７．５Ｖとなっている。なお、Ｎ行目が偶数ラインであり、Ｎ＋１行目が奇数ラインであってもよく、Ｎ行目が奇数ラインであり、Ｎ＋１行目が偶数ラインであってもよい。実施形態３の変形例では、偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続された下層電極、及び、偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続された対向基板側の対向電極に印加して電位変化を反転させる。実施形態３の変形例の駆動は、対向基板側の対向電極（ｉｖ）が偶数ライン・奇数ラインごとに共通接続される代わりに、全画素に共通して接続されるものであってもよく、この場合は、図３７に示した電極（ｉｖ）の区間（２）で印加電圧はＮライン目とＮ＋１ライン目でともに０Ｖとなるが、その他の各電極の電位変化は、実施形態３の変形例と同様である。なお、一定電圧で保持された電極の電位を７．５Ｖと表記しているが、これは実質的に０Ｖともいえるため、ＮラインとＮ＋１ラインは極性反転させて駆動されるといえる。
【００８４】
図３８は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図３９は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図４０は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図４１は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図４２は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。図４３は、実施形態３の変形例に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ＋１行目の各電極を示す断面模式図である。
【００８５】
図３８及び図４１は、一対の櫛歯電極間の横電界で液晶駆動している。図３９及び図４２は、櫛歯電極と下層電極とを共に７．５Ｖとし、対向基板側の対向電極を０Ｖあるいは１５Ｖとして縦電界を印加している。図４０及び図４３は、全電極を７．５Ｖとして初期配向にリフレッシュ（初期化工程）をおこなったものである（ＴＦＴをオフして一対の櫛歯電極の一方をフローティングさせてもよい。）。なお、実施形態３の変形例に係る図のその他の参照番号は、百の位に３を付した以外は、実施形態１に係る図に示したものと同様である。
実施形態３の変形例のその他の構成は、実施形態１において上述した構成と同様である。
【００８６】
実施形態４（対向電極面上に誘電体層を設けた以外は、実施形態２と同様であり、実施形態２の変形例とも言える）
図４４は、実施形態４に係る液晶表示パネルの断面模式図である。図４５は、対向電極面上の誘電体層の有無に対するシミュレーションによる応答波形比較を示すグラフである。図４６は、実施形態４に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。実施形態４におけるモジュールでの駆動法としては、１絵素当たり２つのＴＦＴを駆動させておこなう。図４４〜図４６では、下側基板の下層電極と電気的に接続される配線は、二点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の一方と電気的に接続される配線は、一点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の他方と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の狭い点線で表す。上側基板の電極と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の広い点線で表す。下層電極は、Ｃｓ電極を兼ねており、すべての画素で共通接続されている。なお、図４５及び図４７において、櫛歯電極とＣｓ電極との重なりで形成される補助容量をＣｓで示し、一対の櫛歯電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ１で示し、一対の基板の電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ２で示す。また、図４５において、一対の基板の電極間で形成される誘電体層の容量をＣｏｃで示す。
【００８７】
Ｎ行目の絵素においては、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では０Ｖとなり、初期化工程では７．５Ｖとなっている。また、Ｎ＋１行目の絵素においては、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では０Ｖとなり、初期化工程では７．５Ｖとなっている。なお、Ｎ行目が偶数ラインであり、Ｎ＋１行目が奇数ラインであってもよく、Ｎ行目が奇数ラインであり、Ｎ＋１行目が偶数ラインであってもよい。
【００８８】
図４７は、実施形態４に係る液晶表示パネルの横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図４８は、実施形態４に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図４９は、実施形態４に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【００８９】
図４７は、一対の櫛歯電極間の横電界で液晶駆動している。図４８は、櫛歯電極と下層電極とを共に７．５Ｖとし、対向基板側の対向電極を０Ｖとして縦電界印加している。図４９は、全電極を７．５Ｖとして（一対の櫛歯電極はフローティング（ｆｌｏａｔ）させてもよい。）、初期配向にリフレッシュ（初期化工程）をおこなったものである。なお、実施形態４に係る図のその他の参照番号は、百の位に４を付した以外は、実施形態１に係る図に示したものと同様である。また、各電極への印加電圧は実施形態２と同様である。
実施形態４ではすべての画素に共通接続されている対向電極上に誘電体層４２５（オーバーコート層又はＯＣ層とも言う。）を設けることにより、透過率が向上する（図４５）。
図４５は、液晶層厚ｄ＝３μｍ、Ｌ／Ｓ＝２．６μｍ／３μｍ、ＯＣ層厚１．５μｍ、ＯＣ層の比誘電率ε＝３．７でのシミュレーション結果であり、ＯＣ層を設けることにより、透過率は８％（ＯＣ無）から２０％（ＯＣ有）に向上した。
これは、同一液晶層厚でＯＣ層の有無を比較した場合、ＯＣ層が有る構成の方が、櫛歯間電位差発生時（白表示時）に、液晶層内電界分布の縦方向成分が弱まり、横方向成分が強まるためである。
本実施形態の、好適範囲の一例は、以下の通りである。誘電体層比誘電率：１＜ε、誘電体層厚み：０＜ｄＯＣ＜４μｍ
ＯＣ層において、層厚を厚くするか、又は、ＯＣ層の誘電率を小さくすると、横電界駆動時の透過率が向上するが、縦電界印加時の立ち下がり応答時間の改善効果は弱まる。
なお、ＯＣ層としては、一般的な材料が使用可能である（厚さ１−３μｍ程度で誘電率３−４程度のアクリル樹脂等の有機絶縁膜や、厚さ０．１−０．５μｍ程度で誘電率６−７程度の窒化シリコン等の無機絶縁膜等。）。
なお、実施形態３の１ＴＦＴ駆動に対して実施形態４のようにＯＣ層を設ける構成を適用しても、同様の効果が得られる。また、液晶がネガ型液晶であっても、同様の効果が得られる。
実施形態４のその他の構成は、実施形態１において上述した構成と同様である。
【００９０】
実施形態５（対向電極面上に誘電体層を設けた以外は、実施形態２と構成上は同様であり、実施形態２のもう１つの変形例とも言える。また、実施形態１と同様に、第２駆動操作において縦電界及び横電界により液晶を駆動する。）
図５０は、実施形態５に係る液晶表示パネルの断面模式図である。図５１は、実施形態５に係る液晶表示パネルの絵素等価回路図である。実施形態５におけるモジュールでの駆動法としては、１絵素当たり２つのＴＦＴを駆動させておこなう。図５０、図５１では、下側基板の下層電極と電気的に接続される配線は、二点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の一方と電気的に接続される配線は、一点鎖線で示す。下側基板の一対の櫛歯電極の他方と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の狭い点線で表す。上側基板の電極と電気的に接続される配線は、当該図においてより間隔の広い点線で表す。下層電極は、Ｃｓ電極を兼ねており、すべての画素で共通接続されている。なお、図５０及び図５１において、櫛歯電極とＣｓ電極との重なりで形成される補助容量をＣｓで示し、一対の櫛歯電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ１で示し、一対の基板の電極間で形成される液晶容量をＣｌｃ２で示す。また、図５０において、一対の基板の電極間で形成される誘電体層の容量をＣｏｃで示す。
【００９１】
Ｎ行目の絵素においては、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では７．５Ｖとなり、初期化工程では０Ｖとなっている。また、Ｎ＋１行目の絵素においては、対向基板側の対向電極（ｉｖ）に印加される電圧は、明表示時には７．５Ｖであり、その後暗表示（黒表示）では７．５Ｖとなり、初期化工程では０Ｖとなっている。なお、Ｎ行目が偶数ラインであり、Ｎ＋１行目が奇数ラインであってもよく、Ｎ行目が奇数ラインであり、Ｎ＋１行目が偶数ラインであってもよい。
【００９２】
図５２は、実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界及び横電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図５３は、実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界発生時におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。図５４は、実施形態５に係る液晶表示パネルの縦電界発生後の初期化工程におけるＮ行目の各電極を示す断面模式図である。
【００９３】
図５２は、一対の櫛歯電極間の横電界、及び、上下基板の電極間（下層電極５１３及び櫛歯電極５１７と、対向電極５２３との間）の縦電界で液晶駆動している。図５３は、櫛歯電極と下層電極とを共に０Ｖとし、対向基板側の対向電極を７．５Ｖとして縦電界印加している。図５４は、全電極を０Ｖとして（一対の櫛歯電極はフローティング（ｆｌｏａｔ）させてもよい。）、初期配向にリフレッシュ（初期化工程）をおこなったものである。なお、実施形態５に係る図のその他の参照番号は、百の位に５を付した以外は、実施形態１に係る図に示したものと同様である。
実施形態５ではすべての画素に共通接続されている対向電極上に誘電体層５２５（オーバーコート層又はＯＣ層とも言う。）を設けることにより、透過率が向上する。
これは、同一液晶層厚でＯＣ層の有無を比較した場合、ＯＣ層が有る構成の方が、櫛歯間電位差発生時（白表示時）に、液晶層内電界分布の縦方向成分が弱まり、横方向成分が強まるためである。
本実施形態の、好適範囲の一例は、以下の通りである。誘電体層比誘電率：１＜ε、誘電体層厚み：０＜ｄＯＣ＜４μｍ
ＯＣ層において、層厚を厚くするか、又は、ＯＣ層の誘電率を小さくすると、横電界駆動時の透過率が向上するが、この場合は、縦電界印加時の立ち下がり応答時間の改善効果は弱まる場合がある。
なお、ＯＣ層としては、一般的な材料が使用可能である（厚さ１−３μｍ程度で誘電率３−４程度のアクリル樹脂等の有機絶縁膜や、厚さ０．１−０．５μｍ程度で誘電率６−７程度の窒化シリコン等の無機絶縁膜等。）。
実施形態５のその他の構成は、実施形態１において上述した構成と同様である。
【００９４】
その他の実施形態
図５５は、本発明に係る液晶表示パネルの画素電極に使用する薄膜トランジスタの一形態を示す平面模式図である。Ｓは、ソースを示し、Ｄは、ドレインを示し、Ｇは、ゲートを示す。
本発明の画素電極に使用する薄膜トランジスタにおける半導体は、酸化物半導体（インジウムガリウム亜鉛複合酸化物〔ＩＧＺＯ〕等）が好ましい。なお、図７３は、Ｓｉ半導体層（Ｓｉ）を用いた場合を示しているが、半導体層としてＳｉ半導体層の代わりにＩＧＺＯを好適に用いることができる。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す。このため酸化物半導体を使用したトランジスタの面積は、アモルファスシリコンより１画素に占める割合を小さくすることができる。具体的には、４０〜５０％程度の小型化が可能である。
【００９５】
この小型化は、そのまま開口率として寄与するため、１画素あたりの光の透過率を高めることが可能となる。したがって、酸化物半導体ＴＦＴを用いることで、本発明の効果である透過率改善効果をより顕著に得ることができる。
【００９６】
高精細化が伴う携帯端末（タブレット、スマートフォン）に関しては、３００ｐｐｉ（pixel per inch）程度が主流であり、これは画素ピッチとして３０μｍ程度であり、上述した本発明の液晶モードに加え、ＩＧＺＯを使用したＴＦＴによる開口率の向上により、透過率の向上に対して相乗効果が得られる。
【００９７】
例えば、３５μｍピッチの画素なら、下記表１に示すように、ＩＧＺＯを採用することへのＴＦＴの面積縮小で、５％の開口率（透過率）が増加できる。なお、下記表１中、Ｌ（μｍ）は、図７３に示した長さであり、Ｗ（μｍ）は、図７３に示した長さである。面積（μｍ２）は、ＴＦＴの面積を言う。開口率は、１画素における開口部の面積の割合を言う。
【００９８】
【表１】
2015111176.tif 000003
【００９９】
更に、高精細化に伴い画素数も増加しているため、高速駆動時の高速書き込みが必要となる。ここでも高いキャリア移動度を示す酸化物半導体は高速書き込みに有利に適用することができる。
すなわち、画素の小さい高精細な液晶パネルに関しては、本発明の液晶モードと酸化物半導体ＴＦＴを用いることで、従来のアモルファスＴＦＴで作製された液晶パネルより飛躍的に性能を向上できる。
【０１００】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置は、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、アモルファスシリコンＴＦＴや多結晶シリコンＴＦＴ等の公知のＴＦＴ素子を用いて駆動させることも可能である。
【０１０１】
上述した実施形態では、上記第１の電極対及び第２の電極対の全電極間に電位差を生じさせない駆動操作（本明細書中、初期化工程ともいう。）をおこなった。これにより、全電極を等電位にしないままでは浮いてしまう透過率を、初期の黒状態まで充分に下げることができる。一方、本発明においては、この初期化工程を省略してもよい。
【０１０２】
上述した各実施形態は、ＴＦＴ基板とＣＦ基板で液晶層を挟持するものであり、通常は下側基板がＴＦＴ基板であり、上側基板がＣＦ基板であるが、下側基板であるＴＦＴ基板にカラーフィルタが設けられ、その対向基板（上側基板）にカラーフィルタが設けられていない形態であってもよい。
【０１０３】
また本実施形態の液晶表示装置は、透過型であってもよく、反射型であってもよく、半透過型であってもよい。また、上述した各実施形態において、液晶の誘電率異方性は正であったが、負であっても構わない。
【０１０４】
なお、上述した各実施形態において、液晶表示装置は基本的に閾値電圧未満で液晶が垂直配向するものであるが、本発明の効果を発揮できる限り、その他の表示モードを適宜選択することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０：下側基板
１１、２１、１１１、１２１、２１１、２２１、３１１、３２１、４１１、４２１、５１１、５２１、６１１、６２１、７１１、７２１：ガラス基板
１３、１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３：下層電極（対向電極）
１５、１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５：絶縁層
１６：一対の櫛歯電極
１７、１９、１１７、１１９、２１７、２１９、３１７、３１９、４１７、４１９、５１７、５１９、６１７、６１９：櫛歯電極
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０：対向基板
２３、５２３、７２３：対向電極
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０：液晶層
３１：液晶（液晶分子）
４２５、５２５：誘電体層
７１７：スリット電極
【図１】
2015111176.tif 000004
【図２】
2015111176.tif 000005
【図３】
2015111176.tif 000006
【図４】
2015111176.tif 000007
【図５】
2015111176.tif 000008
【図６】
2015111176.tif 000009
【図７】
2015111176.tif 000010
【図９】
2015111176.tif 000011
【図１２】
2015111176.tif 000012
【図１３】
2015111176.tif 000013
【図１４】
2015111176.tif 000014
【図１５】
2015111176.tif 000015
【図１６】
2015111176.tif 000016
【図１７】
2015111176.tif 000017
【図１８】
2015111176.tif 000018
【図１９】
2015111176.tif 000019
【図２０】
2015111176.tif 000020
【図２１】
2015111176.tif 000021
【図２２】
2015111176.tif 000022
【図２３】
2015111176.tif 000023
【図２４】
2015111176.tif 000024
【図２５】
2015111176.tif 000025
【図２６】
2015111176.tif 000026
【図２７】
2015111176.tif 000027
【図２８】
2015111176.tif 000028
【図２９】
2015111176.tif 000029
【図３０】
2015111176.tif 000030
【図３１】
2015111176.tif 000031
【図３２】
2015111176.tif 000032
【図３３】
2015111176.tif 000033
【図３４】
2015111176.tif 000034
【図３５】
2015111176.tif 000035
【図３６】
2015111176.tif 000036
【図３７】
2015111176.tif 000037
【図３８】
2015111176.tif 000038
【図３９】
2015111176.tif 000039
【図４０】
2015111176.tif 000040
【図４１】
2015111176.tif 000041
【図４２】
2015111176.tif 000042
【図４３】
2015111176.tif 000043
【図４４】
2015111176.tif 000044
【図４５】
2015111176.tif 000045
【図４６】
2015111176.tif 000046
【図４７】
2015111176.tif 000047
【図４８】
2015111176.tif 000048
【図４９】
2015111176.tif 000049
【図５０】
2015111176.tif 000050
【図５１】
2015111176.tif 000051
【図５２】
2015111176.tif 000052
【図５３】
2015111176.tif 000053
【図５４】
2015111176.tif 000054
【図５５】
2015111176.tif 000055
【図５６】
2015111176.tif 000056
【図５７】
2015111176.tif 000057
【図５８】
2015111176.tif 000058
【図５９】
2015111176.tif 000059
【図８】
2015111176.tif 000060
【図１０】
2015111176.tif 000061
【図１１】
2015111176.tif 000062
【図６０】
2015111176.tif 000063