JP2000214465A

JP2000214465A - 液晶装置および電子機器

Info

Publication number: JP2000214465A
Application number: JP1469199A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP3775089B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶の種類に関係なくメモリ性を備える液晶
装置を提供するとともに、さらに、中間調表示も可能と
する液晶表示装置および当該液晶表示装置ディスプレイ
として備えた電子機器を提供する。【解決手段】一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶
装置であって、前記一対の基板上には、前記液晶の分子
を第１の電界と前記第１の電界方向とは異なる第２の電
界方向とに制御する制御手段が形成され、上記何れか一
方の基板には、２つの異なる方向で配向安定となる処理
が施された配向手段が形成され、他方の基板には、少な
くとも一方向に配向処理が施された配向手段が形成され
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置等の液晶
装置および当該液晶装置の駆動方法並びに当該液晶装置
を適用した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶装置は、基板の少なくとも一
方にラビング処理を施した配向膜を有し、電界を加えな
い状態では上記配向膜のラビング方向にそって液晶の分
子が配列している。また、電界を加えた状態では電界方
向に上記液晶の分子が配列する。

【０００３】例えば、ここに示すＩＰＳ（In Plane Swi
tching）モードとＴＮ（Twisted Nematic,ねじれネマテ
ィック）モードがその例である。

【０００４】まず、図１０はＩＰＳモードの表示原理を
示す概略図であり、電極４２ａ，４２ｂ間に電界がない
状態（左側）と、電極４２ａ，４２ｂ間に電界がある状
態（右側）とを示す。この状態からわかるように電界が
ない状態では、液晶分子は基板面と平行に同じ方向に配
向している。これは配向膜に施したラビングによるもの
である。また、電界がある状態では、図示されているよ
うに電界方向に液晶分子が配列する。このようにして、
図１０の場合、電極４２ａ，４２ｂ間に電圧を印加した
とき、上方から入射した光は液晶を透過して下方へ出射
する（ノーマリー・ブラックモード）。

【０００５】また、図１１はＴＮモードの表示原理を示
す概略図であり、電極５２ａ，５２ｂ間に電界がない状
態（左側）と、電極５２ａ，５２ｂ間に電界がある状態
（右側）とを示す。電界がない状態では、液晶分子はツ
イスト配向してなり、電界がある状態では、液晶分子は
電界方向に配列する。このようにして、図１１の場合、
電極５２ａ，５２ｂ間に電圧を印加したときには、上方
から入射した光は液晶層を透過し、偏光板５１ｂで遮断
される（ノーマリー・ホワイトモード）。

【０００６】上述したように、従来の液晶装置の構成
は、液晶を挟持する一対の基板の少なくとも一方にラビ
ング処理を施した配向膜を形成し、配向膜による規制力
によって初期の配列状態（第１の状態）を保持し、印加
される横電界（基板面に対して平行な電界）または縦電
界（基板面に対して垂直な電界）により液晶を第２の状
態に遷移させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た液晶表示方法では、加えていた電界がなくなると液晶
分子は必然的に配向安定な第１の状態に戻ってしまう。
これらの現象はコントラストの低下や明るさ不足、視角
特性の劣化等の表示品質を下げる原因となる。この問題
の改善のためには、各画素の電界を、書き込み時以外で
も保持するようにしなくてはいけない。具体的な方策と
して、通常はＴＦＴ等のスイッチングデバイスを各画素
毎に設けるが、これは製造プロセスの複雑化を招き、コ
ストの増加にもなる。しかもこのような方策によって
も、実際は各画素の電界を数百ミリ秒程度保持するのが
限界である。そのため従来の液晶装置では数十Ｈｚとい
う一定の周期で定常的に書き込みを行うことが必要であ
る。このような連続的かつ頻繁な書き込み動作は、液晶
装置に映し出される内容が変化するしないに関わらず必
要であり、常に一定の消費電力を必要とする。

【０００８】一方でＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Cry
stal，強誘電性液晶）を使った液晶装置では、液晶層自
身が持つメモリ性により一度書き込んだ後は、定期的な
書き込み動作は不必要になる。このため、ＦＬＣはＴＦ
Ｔなどのスイッチング素子なしで表示品質を高めたり、
消費電力を減らす点で有利であるが、液晶ディスプレイ
の画面全体でセルギャップを均一に薄く制御しなくては
いけない、中間調表示が難しいなどの問題点を有してい
る。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、液晶の種類に関係なくメモリ性を備える液晶装置を
提供するとともに、さらに、中間調表示も可能とする液
晶表示装置および当該液晶表示装置ディスプレイとして
備えた電子機器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を説明すれば、下記のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明の液晶装置は、一対の基
板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対
の基板上には、前記液晶の分子の配列方向を第１の電界
と前記第１の電界とは異なる第２の電界とにより制御す
る制御手段が形成され、前記一対の基板のうち何れか一
方の基板には、前記液晶の分子を少なくとも２つの方向
に配向させる処理が施された配向手段が形成されてなる
ことを特徴とするものである。

【００１２】これにより、液晶層にメモリ性を付与する
ことが可能になり、ＴＦＴ等のスイッチング素子がなく
ても高いコントラスト等のすぐれた表示品質を持つ液晶
装置を得ることができる。これらの特徴は、特に走査線
の数が増えたような場合に有効になる。例えば走査線の
数が１０００本を越えるような超高精細表示体において
もフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ，ちらつき）が目立たな
い、すぐれた液晶装置を得ることができる。

【００１３】また、電界が必要となるのは液晶の状態を
遷移するとき、すなわち表示内容を変更するときのみと
なり低消費電力化にも貢献できる。これは、特に表示内
容の書き換え頻度が少ない情報機器向け表示体として使
った場合に有効である。

【００１４】またここで、これら２つの電界の方向と、
２つの配向安定方向のうち、電界と配向の少なくとも１
つの組み合わせが、同じ方向であることが望ましい。

【００１５】そうすることにより、液晶が電界によって
向きを揃えたまさしくその向きで配向安定となるので、
電界がなくなった後に液晶が向きを変えることがなく、
表示特性を向上させることが出来る。

【００１６】ここで、上記制御手段は少なくとも３つの
電極からなり、前記少なくとも３つの電極に印加される
信号により上記第１の電界と上記第２の電界とが制御さ
れるように形成されるとよい。これにより、液晶分子は
異なる２つの方向の間で向きを変えることが可能とな
る。

【００１７】さらに、上記制御手段は、上記第１の電界
と上記第２の電界とが、上記基板面と平行な方向に制御
されるように形成される。これにより、上記に説明した
ようないくつものすぐれた特徴の他に、ＩＰＳモードと
同等の広視角特性も得ることが出来る。または、上記制
御手段は、上記第１の電界が上記基板面と平行な方向
に、上記第2の電界が上記基板間方向に制御されるよう
に形成される。これにより、第１の電界および第２の電
界を形成するために必要な電極配置を容易にすることが
出来る。

【００１８】また、本発明の液晶装置は、一対の基板間
に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基
板上には、前記液晶の分子の配列方向を第１の電界と前
記第１の電界方向とは異なる第２の電界とにより制御す
る制御手段が形成され、前記一対の基板のうち何れか一
方の基板には、前記液晶の分子を少なくとも２つの方向
に配向させる処理が施された配向手段が形成され、上記
制御手段は、上記第１の電界を発生させる第１の電極対
と、上記第２の電界を発生させる第２の電極対からな
り、前記第１の電極対は櫛歯状の電極であって、該電極
対の一方の電極の電極間に他方の電極が所定の間隔を保
ちつつ挿入されているものである。これにより、電圧の
強さを調節することにより中間調の表示が可能となる。

【００１９】また、上記液晶の配向手段は光配向膜で形
成されるとよい。光配向膜に、それぞれ１つの配向方向
を決める２種類の光を照射することにより、液晶分子が
複数の方向で配向安定状態となることができる。

【００２０】また、電界の制御手段は画素単位で配設さ
れるとよい。これにより、各画素ごとに液晶分子を制御
することができる。

【００２１】さらに、各画素内に設けられた第1の電界
または第2の電界を発生させる複数の電極にそれぞれス
イッチング素子を設けることも可能である。これによ
り、例えばＵＸＧＡ等の超高精細の表示体において各画
素に割り当てられる書き込み時間が液晶の応答速度に対
して十分でなくなっても、一定の時間電界を保持するこ
とにより、十分な書き込みを行うことが可能になる。

【００２２】また、上記スイッチング素子にＴＦＴを用
いることができる。

【００２３】さらに、上記液晶として正または負の誘電
率異方性を持つネマティック液晶を使用することによ
り、その屈折率異方性に起因する光学的な効果により光
の透過状態を制御することができる。ネマティック液晶
は、従来から一般的に使われている液晶材料であり、扱
いが容易である。

【００２４】また、この液晶装置を２枚の偏光フィルム
で挟み込むとともに、一方の基板と偏光フィルムの間に
は位相差フィルムを設けることにより、より表示品質の
高い液晶装置を得ることができる。

【００２５】もしくは、一方の基板に反射板を設け、ま
た他方の基板の外側に位相差フィルムと偏光フィルムを
設けることにより反射型として機能するようにした液晶
装置とすることもできる。

【００２６】さらには、どちらか一方の基板側にカラー
フィルターを設けることにより、カラー表示可能な液晶
装置とすることもできる。

【００２７】また、上記液晶装置をディスプレイとして
備える電子機器にあっては、バッテリにより長時間の駆
動が可能になる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２９】図１に本発明の液晶装置の構成例を示す。
図１（ａ）は液晶装置の平面図、（ｂ）はＨ−Ｈ’断面
における断面図である。本液晶装置は、アクティブマト
リクス基板９１と対向基板９６とをシール材９４で貼り
合せ、これらの２枚の基板間に液晶９３が挟持されて構
成される。アクティブマトリクス基板９１上には、複数
の画素電極９２が形成され、さらにこの電極９２上に配
向膜９８が形成されている。対向基板９６上には、カラ
ーフィルタ９５が形成され、さらにこのカラーフィルタ
上に配向膜９７が形成されている。電極９２と配向膜９
７、98により、液晶９３の配向状態を制御できるように
なっている。

【００３０】このような基本構成に基づき図２に単位画
素の概略図を示す。図２（ａ）は基板表面に形成される
配向膜に施した配向処理の方向（以下、配向方向とい
う）を示す斜視図、図２（ｂ）、（ｃ）は液晶分子の配
列状態が安定となる二つの状態を示す斜視図である。下
基板１００ｂには二つの電極対１１０，１２０が形成さ
れており、電極対１１０は電極１１０ａ，１１０ｂが対
向してなり、電極対１２０は電極１２０ａ，１２０ｂが
対向してなり、電極対１１０によって印加される電界方
向と電極対１２０によって印加される電界方向とが互い
に直交するように各電極が形成される。また、下基板１
００ｂの液晶側の表面には二つの方向Ａ２，Ａ３に配向
処理が施された配向膜が形成され、上基板１００ａには
配向方向Ａ２，Ａ３と異なる方向Ａ１に配向処理が施さ
れた配向膜が形成されている。

【００３１】次に、液晶の配列状態について説明する。

【００３２】まず、対向する一対の電極１１０ａ，１１
０ｂにおいて、一方の電極１１０ａを陽極、他方の電極
１１０ｂを陰極にすると、図２（ｂ）に示すように、１
１０ａから１１０ｂの方向に電界Ｅ１（第１の電界）が
生じ、液晶分子の誘電率異方性が正の場合、液晶分子１
３０は上基板１００ａ付近では配向方向Ａ１に沿って配
列し、下基板１００ｂに近づくにつれ電界Ｅ１に沿って
配列する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、液晶１
３０は上基板から下基板に向かって右にねじれて配向し
安定な状態となる。下基板１００ｂに形成される配向膜
には電界Ｅ１と同じ方向に配向処理（A２）が施されて
いるので、電界Ｅ１を取り去っても液晶分子１３０の配
列状態は安定であり、その状態は維持される。

【００３３】次に、他方の対向する一対の電極１２０
ａ，１２０ｂにおいて、一方の電極１２０ａを陽極、他
方の電極１２０ｂを陰極にすると、図２（ｃ）に示すよ
うに、１２０ａから１２０ｂの方向に電界Ｅ２（第２の
電界）が生じ、液晶分子１３０は上基板１００ａ付近で
は配向方向Ａ１に配列し、下基板１００ｂに近づくにつ
れ電界Ｅ２に沿って配列する。すなわち、図２（ｃ）に
示すように、液晶１３０は上基板から下基板に向かって
左にねじれて配向し安定な状態となる。下基板１００ｂ
に形成される配向膜には電界Ｅと同じ方向Ｅ２にも配向
処理が施されているので、電界Ｅ２を取り去っても液晶
分子１３０の配列状態は安定であり、その状態は維持さ
れる。

【００３４】このように一度書き込んだ内容が電界を除
去した後も保持される点が本発明の特徴である。

【００３５】このような構成によれば、表示内容を変化
させるときだけ、つまり、液晶の状態を変化させるとき
だけ電圧を印加して電界を発生すればよく、特に液晶分
子の配列状態を電圧によって保持する必要がないために
大幅に消費電力を低減することができるという効果を有
する。

【００３６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、図２において、上基板１００ａ
表面に、方向Ａ２および方向Ａ３の２方向に配向処理を
施された配向膜が形成されてもよい。この場合、電界Ｅ
１を発生させることにより、液晶分子は電界Ｅ１と平行
な状態に制御され、電界Ｅ２を発生させることにより、
液晶分子は電界Ｅ２と平行な状態に制御される。つまり
この場合は液晶分子１３０はねじられることなく、平行
な位置を保ったまま、その向きを変える。さらに、上基
板にも下基板と同様の電極が形成されてもよい。すなわ
ち、液晶分子を基板面に平行な二つの状態に制御できる
ように電極および配向膜を形成すればよく、これらの方
向は制限されない。

【００３７】また、本実施例においては、電界の極性を
ある特定の向きに規定したが、もちろんその逆でも良
く、また書き込みを行う度にその極性を反転させること
も可能である。

【００３８】また、本実施例においては、電界と配向安
定方向の組み合わせにおいてＥ１とＡ２、Ｅ２とＡ３を
同じ向きとしたが、これらは必ずしも同じである必要は
ない。例えばある電界方向に対応する配向安定な方向
は、その電界が取り去られた後で液晶分子が配向する向
きでさえあれば良い。

【００３９】次に、図３に示す電極構造を形成した場合
の液晶の配列状態について説明する。すなわち、液晶分
子を基板面に平行な面で、異なる二つの状態に制御する
ときの実施例を示す。図３（ａ）は単位画素の平面図、
図３（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面における断面図、図
３（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’断面における断面図であ
る。ここで、図中の符号１ａ，１ｂはＹ方向に電界を印
加するための電極であり、２ａ，２ｂはＸ方向に電界を
印加するための電極であり、Ａ４，Ａ５は配向方向、Ｅ
３は電界を示す。

【００４０】なお、ここでは特に、二つの電界および二
つの配向方向が互いに直交する場合について説明する。

【００４１】一対の基板間には正の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶が挟持されている。下基板４ｂにはＸ
方向の電界用電極、Ｙ方向の電界用電極が形成されてい
る。上基板４ａに形成された配向膜５ａ、下基板４ｂに
形成された配向膜５ｂにはＸ方向とＹ方向の二方向に配
向処理が施されている下基板４ｂの表面には、櫛歯状の
構造をしたＸ方向の電界用電極２ａ，２ｂが互いの櫛歯
が等間隔でかみ合わさるように配設されているととも
に、該Ｘ方向の電界用電極２と直交するようにＹ方向の
電界用電極１ａ，１ｂが配設されている。Ｙ方向の電界
用電極１ａ，１ｂに電圧を印加することにより発生する
電界は配向方向Ａ５と平行なＹ方向の電界となり、Ｘ方
向の電界用電極２ａ，２ｂに電圧を印加することにより
発生する電界は配向方向Ａ４と平行なＸ方向の電界とな
る。

【００４２】基板４ａ，４ｂの液晶側に形成される配向
膜５ａ，５ｂには偏光したＵＶ光（紫外線）を使用して
配向処理が施されている。まず、ポリ珪皮酸ビニルやポ
リシキロサンシンナメート等からなる配向剤を基板上に
所定の量スピンコートにより塗布し、所定の強度を持つ
二つの偏光したＵＶ光を所望の角度（ここでは９０度）
をなすように重ねて照射する。その後、所定の温度、望
ましくは１２０〜２８０℃で焼成することにより、安定
した配向膜が生成される。これにより、基板上にはエネ
ルギー的に同程度安定な二つの配向方向を持つ配向膜が
形成される。

【００４３】以上が本実施形態に係る液晶装置の概略構
成であり、以下にその動作について説明する。

【００４４】まず、初期状態として液晶３は配向方向Ａ
４にそって並んでいるものとする。Ｙ方向の電界用電極
１ａ，１ｂにおいて一方の電極１ａを陽極、他方の電極
１ｂを陰極にすると、１ａ→１ｂにＹ方向の電界（第２
の電界に相当）が生じ、液晶分子３はＹ方向の電界に沿
って向きをそろえる。配向膜（５ａ，５ｂ）には方向Ａ
５に液晶分子の配向が安定となるように処理が施されて
いるので、Ｙ方向の電界を取り去っても液晶分子３の状
態は維持される。

【００４５】次に、Ｘ方向の電界用電極２ａ，２ｂにお
いて一方の電極２ａを陽極、他方の電極２ｂを陰極にす
ると、櫛歯上の枝電極間には２ａ→２ｂに同じ大きさの
電界が方向を逆にして交互に現れ、液晶分子３はＸ方向
に向きを変える。配向膜（５ａ，５ｂ）には方向Ａ４に
も液晶分子の配向が安定となるように処理が施されてい
るので、その後Ｘ方向の電界を取り去っても液晶分子３
の状態は維持される。

【００４６】ここで、図３に示す単位画素のサイズが２
００μｍ角ならば、液晶３の向きをすべてＹ方向の電界
と平行にそろえるには、電極１ａ，１ｂ間に５０Ｖ以上
の電圧を印加する必要がある。一方、液晶３の向きをす
べてＸ方向の電界と平行にそろえるには、櫛歯間隔は狭
いので電極２ａ，２ｂ間に数Ｖ程度の電位差を与えるだ
けでよい。

【００４７】本実施形態によると、液晶分子が高いメモ
リ性を持つため、液晶の状態を遷移させるとき、つまり
表示状態を変化させるときにだけ電圧を印加すればよ
く、消費電力を低減することができるとともに、書き込
み時の負荷軽減に貢献することが可能となる。

【００４８】ここで図３（ｂ）、図３（ｃ）において電
極２ａ、２ｂ、１ａ、１ｂが立体的に形成された様子を
示したが、これらは同一平面内に形成することも可能で
ある。

【００４９】また、上記櫛歯構造をした電極２ａ，２ｂ
において、櫛歯の間隔をかえて中間調の表示が行えるよ
うにすることもできる。櫛歯の間隔を変えたときの電極
構造を図４に示す。このとき、電極２０ａ，２０ｂ間に
電圧を印加すると、それぞれの櫛歯間には異なる強さの
電界が生じる。電界の強さは櫛歯間隔の狭い方が当然強
くなるため、電界の強さはＥ４＞Ｅ５となる。初期的に
Ｙ方向に液晶分子の向きを揃えておいた後に、電極２０
ａ，２０ｂ間に印加される電圧と、そのときの電圧に対
するＸ方向を向く液晶分子の割合は図５のようになり、
液晶分子は図５の斜線部（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で向き
を変える。例えば、図５の斜線部（Ａ）の領域では、電
界Ｅ４付近の液晶分子はＸ方向に向き始めるが、電界Ｅ
５付近の液晶分子は前に書きこまれた状態のままである
ことになる。すなわち、画素中にはＸ方向（第１の方
向）を向いている液晶分子３と、Ｙ方向（第２の方向）
を向いている液晶分子が混在することになる。つまり、
印加する電圧の大きさを制御することにより、単位画素
において、Ｘ方向を向く液晶分子とＹ方向を向く液晶分
子の比率を調整し、光の透過率を調整し中間調を表示す
ることが可能となる。

【００５０】このとき、液晶の状態を一度Ｙ方向（第２
の方向）に揃えてから、Ｘ方向（第１の方向）に所定の
電圧を印加して液晶を制御するとよい。図６に電界を制
御する一連のパルス信号の生成タイミングを示し、上記
のように中間調を表示する際の駆動方法について説明す
る。またこのとき階調表示のための信号は電圧変調方式
となる。図６において信号３１は電極１０ａ、１０ｂ間
に印加する信号を示し、信号３２は電極２０ａ、２０ｂ
間に印加される信号を示す。

【００５１】初期状態として、液晶分子は、直前の書き
込みにおいて行われた書き込みの結果が保存されている
状態にある。まず、書き込みを行う前にＹ方向の電界を
制御するパルス信号３１ａ（以下、リセットパルスと称
する）が送信される。ここで、リセットパルス３１はＹ
方向電界を発生させ、液晶分子の向きを一時的にＹ方向
に揃える。このリセットパルス３１の大きさは、液晶の
応答速度を速めるために、大きければ大きいほどよい
が、駆動回路の負荷等を考慮して設定するのがよい。リ
セットパルス３１ａが印加された後では、液晶分子はす
べてＹ方向に並び、完全に初期化された状態になる。

【００５２】その後、Ｘ方向の電界を制御するパルス信
号３２ａ（以下、書き込みパルスと称する）が送信さ
れ、Ｘ方向電界が発生し、液晶分子はＸ方向に沿って移
行する。ここで、書き込みパルス３２ａの大きさＶdata
が図５の（Ｂ）領域であれば、櫛歯間隔の広い部分では
液晶分子はＹ方向を維持したまま、櫛歯間隔の狭い部分
の液晶分子だけＸ方向に移行する。すなわちＶdataの大
きさを調整することで、所望の中間調が表示可能とな
る。このＶdataを画素ごとに制御することにより、中間
調表示可能な液晶装置を得ることができる。

【００５３】リセットパルス３１は、書き込みパルス３
２の大きさによって一義的に階調が決まるようにする目
的で加えられている。もし、リセットパルスなしで書き
込みパルス３２を加えると、たとえ同じ大きさの書き込
みパルスを加えた場合でも、その前の液晶分子の状態が
メモリされた状態になっているので所望の表示が得られ
ない。

【００５４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、液晶分子を基板面に平行な二つの状態に
制御できるように電極および配向膜を形成すればよく、
これらの方向は制限されない。また、本実施例において
は、電界の極性をある特定の向きに規定したが、もちろ
んその逆でも良く、また書き込みを行う度にその極性を
反転させることも可能である。

【００５５】次に、図７（ａ）に本発明に係る液晶装置
を透過型の液晶装置として用いた場合の例である。７０
は上記で説明した１対の基板６４ａ，６４ｂと、それに
挟持された液晶６１よりなる液晶装置、６２ａ、６２ｂ
は偏光フィルム、６３は位相差フィルムである。なお、
電極は省略してあるが、基板６４ａ，６４ｂの液晶側の
面に、ＩＴＯなどの透明電極が設けられており、この電
極の表面に配向膜６７ａ，６７ｂが形成されている。表
示は図２で説明した２つの電界によりもたらされる液晶
配列の２つの状態を利用して行われる。ここで、この液
晶装置７０を図７（ａ）に示すように特定の状態に設定
された２枚の偏光フィルム６２ａ、６２ｂで挟み込み、
また場合によっては光学補償用の位相差フィルム６３を
偏光フィルム６２ａと上基板６４ａとの間に形成し、後
方からバックライト装置により光Ｌを照射することによ
り、光の透過率を液晶分子の配列の状態で制御できるよ
うになる。

【００５６】またバックライト装置を用いなくとも、図
７（ｂ）に示すように下基板６４ｂの液晶側に反射板６
５を設置することにより、反射型の液晶装置とすること
も可能である。図７（ｂ）に示す反射型液晶装置は、下
基板６４ｂの液晶側に反射板６５が形成され、上基板６
４ａの上表面に光学的位相差フィルム６３、偏光フィル
ム６２が形成された液晶装置である。なお、電極は省略
しているが、上基板６４ａの液晶側の面には、ＩＴＯな
どの透明電極が設けられており、下基板６４ｂには、Ａ
ｌ等の金属材料からなる反射板６５が設けられており、
反射板であると同時に、電極としての役割も果たしてい
る。また、これらの図示しない電極の表面に配向膜６７
ａ，６７ｂが形成されている。反射型の液晶装置の場合
も、上方から入射した光を上記と同様の方法（図３）に
よって制御することにより表示を行う。

【００５７】さらに図７（ｃ）のように、上基板６４ａ
上に各画素毎に、赤、緑、青などの配列からなるカラー
フィルター６６を設けることによりカラー表示を行うこ
とも可能である。

【００５８】次に図８を用いて、スイッチング素子とし
てＴＦＴ素子を基板上に設けた場合の実施例について説
明する。本実施例では、第１の実施形態と同じく基板面
と平行に異なる２つの電界を発生できるようにした場合
のものである。図８（ａ）、図８（ｂ）は、図２
（ａ）、図２（ｂ）と同様、２つの電界の向きについて
説明するもので、図８（ｃ）はその場合のＴＦＴ素子の
接続の方法について示すものである。

【００５９】この場合、図８（ａ）、図８（ｂ）に示す
ように、電極７１ａ、７１ｃと共通電極である７１ｅが
組になり第１電界を発生させ、電極７１ｂ、７１ｄと７
１ｅが組になって第２の電界を発生するようになってい
る。

【００６０】共通電極７１ｅは常に共通電位に固定され
ている。またそれぞれの電極と薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）との電気的接続は図８（ｃ）のようになっている。
ＴＦＴを介して電極７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに
接続してなるゲートライン７３が選択されたとき、ＴＦ
Ｔ素子７２ａに接続されているソース線７４ａに印加さ
れる信号により図８（ａ）に示す電界Ｅ８が発生し、一
方、ＴＦＴ素子７２ｂに接続されているソース線７４ｂ
に印加される信号により図８（ｂ）に示す電界Ｅ９が発
生する。この場合電界はそれぞれの電極と共通電極７１
ｅの間に発生する。

【００６１】このようにＴＦＴ素子を用いた場合は、書
き込みを行う際に、画素に接続されている２つのＴＦＴ
素子のうち、どちらの素子にデータを送るかによって液
晶の状態を変化させることができる。

【００６２】このようにＴＦＴ素子などのスイッチング
素子を用いることは、表示体の解像度が上がることなど
によって、各画素の書き込みに割り当てられる書き込み
時間が短くなったときに有効である。つまりＴＦＴ素子
により液晶が応答するのに必要な時間は電界を維持しつ
づけることが出来るので、各画素が選択される時間が短
くなっても、十分な書き込みを行うことが出来る。液晶
が応答した後で電界を取り去っても、これまでに説明し
た効果により液晶は配向安定となり、液晶の配列状態は
維持される。

【００６３】上述した透過型および反射型液晶装置をデ
ィスプレイとして備える電子機器に、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、ページャ、携帯電話、テレ
ビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテー
プレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、腕時計、カー
ナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備え
た装置などを挙げることができる。

【００６４】図９は本発明に係る液晶装置を電子機器に
応用した場合の一例であり、液晶装置をディスプレイと
して組み込んだノート型パソコン等の携帯型情報処理装
置である。１０００は情報処理装置を示し、１０２０は
キーボード等の入力部、１０１０は本発明の液晶装置を
用いた表示部を示す。本発明によれば表示内容が変化す
るとき以外は液晶に電界をかける必要がないので、とく
にこれらの機器においては消費電力の低減に大きく貢献
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液晶装置の(a)平面図と（ｂ）
断面図である。

【図２】本発明にかかる液晶装置の単位画素の概略図で
ある。

【図３】本発明にかかる液晶装置の電極構造の一例を示
す単位画素の概略図である。

【図４】本発明にかかる液晶表示装置を使用して中間表
示するときの電極構造の一例を示す単位画素の概略図で
ある。

【図５】電圧に対するＸ方向を向く液晶分子の割合の変
化を示す図である。

【図６】中間調を表示する際の一連のパルス信号の発生
タイミングチャートである。

【図７】本発明に係る液晶装置を透過型液晶表示装置お
よび反射型液晶表示装置に適用したときの構造を示す断
面図である。

【図８】スイッチング素子としてＴＦＴ素子を基板上に
設けた場合の単位画素の概略図である。

【図９】本発明に係る液晶表示装置をディスプレイとし
て備えたノート型パソコン等の携帯型情報処理装置であ
る。

【図１０】ＩＰＳモードの表示原理を示す概略図であ
る。

【図１１】ＴＮモードの表示原理を示す概略図である。

【符号の説明】

９１アクティブマトリクス基板９２電極９３液晶９４シール材９５カラーフィルタ９６対向基板９７，９８配向膜１００ａ，１００ｂ基板１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ電極１３０液晶Ａ１〜Ａ７配向方向Ｅ１〜Ｅ９電界１ａ，１ｂＹ方向の電界用電極２ａ，２ｂＸ方向の電界用電極３液晶分子４ａ，４ｂ基板５ａ，５ｂ配向膜１０ａ，１０ｂＹ方向の電界用電極２０ａ，２０ｂＸ方向の電界用電極３１リセットパルス３２書き込みパルス６０ａ，６０ｂ液晶表示装置６１液晶６２，６２ａ、６２ｂ偏光フィルム６３位相差フィルム６４ａ，６４ｂガラス基板６５反射板６６カラーフィルタ６７ａ，６７ｂ配向膜７０液晶装置７１ａ〜７１ｄ電極７１ｅ共通電極７２ａ，７２ｂＴＦＴ素子７３ゲートライン７４ａ，７４ｂソースライン１０００携帯型情報処理装置１０１０液晶表示パネル等のディスプレイ１０２０キーボード等の入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶
装置であって、前記一対の基板上には、前記液晶の分子の配列方向を第
１の電界と前記第１の電界とは異なる第２の電界とによ
り制御する制御手段が形成され、前記一対の基板のうち何れか一方の基板には、前記液晶
の分子を少なくとも２つの方向に配向させる処理が施さ
れた配向手段が形成されなることを特徴とする液晶装
置。
【請求項２】前記２つの方向のうちいずれか一方の方
向が、上記第一の電界もしくは前記第二の電界の方向に
ほぼ等しいことを特徴とする液晶装置。
【請求項３】上記制御手段は少なくとも３つの電極か
らなり、前記少なくとも３つの電極に印加される信号に
より上記第１の電界と上記第２の電界とが制御されてな
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項４】上記制御手段は、上記第１の電界と上記
第２の電界とが、上記基板面と平行な方向に制御される
ように形成されていることを特徴とする請求項１から請
求項３に記載の液晶装置。
【請求項５】上記制御手段は、上記第１の電界が上記
基板面と平行な方向に、上記第２の電界が上記基板間方
向に制御されるように形成されていることを特徴とする
請求項１から請求項３に記載の液晶装置。
【請求項６】一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶
装置であって、前記一対の基板上には、前記液晶の分子の配列方向を第
１の電界と前記第１の電界とは異なる第２の電界とによ
り制御する制御手段が形成され、前記一対の基板のうち何れか一方の基板には、前記液晶
の分子を少なくとも２つの方向に配向させる処理が施さ
れた配向手段が形成され、上記制御手段は、上記第１の電界を発生させる第１の電
極対と、上記第２の電界を発生させる第２の電極対から
なり、前記第１の電極対は櫛歯状の電極であって、該電極対の
一方の電極の電極間に他方の電極が所定の間隔を保ちつ
つ挿入されてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】上記液晶の配向手段は光配向膜に、それ
ぞれ１つの配向方向を与える２種類の光を照射すること
であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ
かに記載の液晶装置。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載
の液晶装置において、上記少なくとも３つの電極によっ
て表示の１画素領域が形成されてなることを特徴とする
液晶装置。
【請求項９】請求項１から８のいずれかに記載の液晶
装置において、画素領域を形成する電極のうち少なくと
も１つの電極にスイッチング素子を設けたことを特徴と
する液晶装置。
【請求項１０】請求項９に記載のスイッチング素子が
薄膜トランジスタであることを特徴とする液晶装置。
【請求項１１】上記液晶は、正または負の誘電率異方
性を持つネマティック液晶であり、その屈折率の異方性
を利用して光の透過状態を制御することを特徴とする請
求項１から請求項１０のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１２】前記液晶装置が一対の偏光手段の間に
配置されてなり、前記液晶装置と一方の偏光手段の間に
は位相差フィルムが設けられていることを特徴とする請
求項１から請求項１１のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１３】前記一方の基板に反射手段が形成され
てなることを特徴とする請求項１から請求項１２のいず
れかに記載の液晶装置。
【請求項１４】上記基板のいずれか一方の基板にカラ
ーフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１
から請求項１３のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１５】請求項１から請求項１４のいずれかに
記載の液晶装置をディスプレイとして備えてなることを
特徴とする電子機器。