JP2000338464A - 表示素子、液晶素子、液晶装置、及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調表示及び良好な動画像を得る。 【解決手段】 １秒間に複数フレームでの画像を表示す
る表示素子において、１フレームＦ₀ は少なくとも２フ
ィールドＦ₁ ，Ｆ₂ に分割し表示され、１フィールドＦ
₁ 中の少なくとも１サブフィールド１Ｆにおいて第一の
輝度Ｔｘで所望の画像を表示し、残る１サブフィールド
２Ｆにおいては該第一の輝度より小さく且つ０より大き
い第二の輝度Ｔｙで該第一の輝度で表示した画像と実質
的に同一の画像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、特にフ
ラットパネルディスプレイ、プロジェクションディスプ
レイ、プリンター等に用いられるライトバルブに使用さ
れる液晶素子、液晶装置、及び表示装置の駆動方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ネマティック液晶表示素子に
おいて、一つ一つの画素にトランジスタ（例えば薄膜ト
ランジスタ／ＴＦＴ）のような能動素子を配置した、ア
クティブマトリクスといわれる液晶素子の開発が行われ
ている。現在このアクティブマトリクス型の液晶表示素
子に用いられるネマチック液晶のモードとして、たとえ
ばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・
ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ第１８巻、第４号
（１９７１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁
において示されたツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔ
ｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられている。
また、最近では横方向電圧を利用したインプレインスイ
ッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モ
ードが発表されており、ツイステッドネマチックモード
液晶ディスプレイの欠点であった視野角特性の改善がな
されている。

【０００３】その他、上述したＴＦＴ等の能動素子を用
いない、ネマティック液晶表示素子の代表例として、ス
ーパーツイステッドネマティック（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードがある。このよう
に、こうしたネマティック液晶を用いた液晶表示素子は
様々なモードが存在するのであるが、そのいずれのモー
ドの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上かかって
しまうという問題点が存在した。

【０００４】このような従来型のネマティック液晶素子
の欠点を改善するものとして、液晶が双安定性を示す素
子（ＳＳＦＬＣ／Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅ
ｄＦＬＣ）がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細書）。この双安定性を示す液晶としては、一般に
カイラルスメクティックＣ相を示す強誘電性液晶が用い
られている。この強誘電性液晶では、電圧印加の際に液
晶分子の自発分極に電圧が作用し分子の反転スイッチン
グがなされるため、非常に速い応答速度が得られる上に
メモリー性のある双安定状態を発現させることができ
る。さらに視野角特性も優れていることから、高速、高
精細、大面積の表示素子あるいはライトバルブとして適
していると考えられる。

【０００５】一方、最近では液晶が３安定性状態を示す
反強誘電性液晶が注目されている。この反強誘電性液晶
も強誘電性液晶同様に、液晶分子の自発分極への作用に
より分子の反転スイッチングがなされるため、非常に速
い応答速度が得られる。この液晶材料は、電圧無印加時
には液晶分子は互いの自発分極を打ち消し合うような分
子配列構造をとるため、電圧を印加しない状態では自発
分極は存在しないことが特徴となっている。

【０００６】こうした自発分極による反転スイッチング
を行う強誘電性液晶や反強誘電性液晶は、いずれもカイ
ラルスメクチック液晶相を示す液晶である。すなわち、
従来ネマティック液晶が抱えていた応答速度に関する問
題点を解決できるという意味において、スメクティック
液晶を用いた液晶表示素子の実現が期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、高速応答
性能など次世代のディスプレイ等に自発分極を有するス
メクティック液晶が期待されているが、特に上述の双安
定性状態や３安定状態を用いるモードでは、一画素内で
の階調表示が原理的に実現することが困難であった。

【０００８】そこで、近年、カイラルスメクチック相を
示す液晶を用いて階調制御を行うモードとして、「ショ
ートピッチタイプの強誘電性液晶」、「高分子安定型強
誘電性液晶」、「無閾反強誘電性液晶」などが提案され
てるが、いずれも実用に十分なレベルに至っているもの
はない。

【０００９】一方、液晶表示素子では、従来型の素子
（ネマチック相を用いるモード）の液晶部分の応答速度
を単に高速化させるだけでは、人間の感じる動画高速応
答特性が得られないことが最近の研究（信学技報ＥＩＤ
９６−４ｐ．１９など）から明らかになってきている。
これらの研究結果では、人間が動画表示が高速であると
感じる手法として、シャッターを用いて時間開口率を５
０％以下にする方式、または２倍速表示方式を用いるこ
とにより動画質改善に効果的であるとの結論が得られて
いる。

【００１０】しかしながら、従来型のネマティック相を
用いるモードでは液晶の応答速度が不十分であるため、
上述の動画表示方法を用いることがでさないことはもと
より、これまで提案されている高速応答のカイラルスメ
クチック液晶素子、更に上述した「ショートピッチタイ
プの強誘電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、
「無閾反強誘電性液晶」などを用いて上述の高速での良
好な動画表示を実現するためには、いずれのスメクチッ
クモードを用いても駆動方法や周辺回路が複雑になると
いう欠点を持っており、コストアップの要因となってい
た。また、完全に時間開口率を５０％以下と設定した場
合、表示素子全体の明るさそのものが５０％以下となっ
てしまい、表示輝度の低下を招くのは明らかである。

【００１１】近年は、液晶素子を利用したフルカラー表
示が望まれており、フルカラー表示を行う一つの方式と
して、各色光を順次照射すると共に液晶素子で該各色光
のスイッチングを行うようにしたものがある。かかる液
晶素子においても、上述のように時間開口率を５０％以
下にした場合には、同様に輝度低下の問題がある。以
下、図１９及び図２０を参照して説明する。

【００１２】図１９は、従来の液晶装置の構造の一例を
示すブロック図であるが、該液晶装置は、液晶素子８０
と、各色光（赤色光、緑色光、青色光）を出射可能なカ
ラー光源１０１と、同期信号に基づいてカラー光源１０
１を駆動するカラー光源駆動部１０２と、を備えてい
る。

【００１３】そして、この液晶装置を駆動するに際して
は、図２０に示すように、１フレーム期間Ｆ₀ を３つの
フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ に分割し（例えば、フ
レーム周波数を６０Ｈｚとした場合には１フレーム期間
Ｆ₀ は１６．７ｍｓとなり、１つのフィールド期間Ｆ
₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ は約５．５ｍｓとなる）、各フィールド
期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎にカラー光源１０１から液晶素
子８０に各色光（赤色光、緑色光、青色光）を順次照射
させ（同図(a) (b) (c) 参照）、各フィールド期間Ｆ
₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎に液晶素子８０にてＲ用の白黒画像、
Ｇ用の白黒画像及びＢ用の白黒画像を順に表示し（同図
(d) 参照）、それらの画像を視覚上で混色させることに
よりフルカラー画像として認識させるように構成されて
いる。

【００１４】かかる液晶装置の場合、液晶素子８０には
カラーフィルターを設ける必要がないため、カラーフィ
ルターを形成することに起因する製造歩留りの低下や、
カラーフィルターにおける照明光の減衰（輝度の低下）
や、該輝度低下防止のためにバックライトの光量を大き
くしなければならない等の問題がない反面、画像表示期
間がフィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ の半分であるた
め、カラー光源１０１の利用効率は約１／２となってし
まって、カラーフィルターでの照明光の減衰がないにも
かかわらず輝度が低下し、該輝度低下防止のためにはカ
ラー光源１０１を高輝度化しなければならないという問
題があった。

【００１５】さらに、このような液晶素子８０に強誘電
性液晶（例えばカイラルスメクティックＣ相を示す液
晶）を用いた場合にはリセットパルスを印加する必要が
あるが、リセットパルスを負極性とし書き込みパルスを
正極性とした場合であっても、表示階調によっては書き
込みパルスが小さくなり、液晶に直流成分が印加される
こととなって、いわゆる焼き付きが発生してしまうとい
う問題もあった。

【００１６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その課題とするところは、表示素子、特に液
晶素子であって、実用的な明るさを確保しつつ高速応答
かつ階調制御が可能であり、複雑な回路を用いなくとも
動画質が向上した安価な液晶素子を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、１秒間
に複数フレームでの画像を表示する表示素子において、
１フレームは少なくとも２フィールドに分割し表示さ
れ、１フレーム中の少なくとも１フィールドにおいて第
一の輝度で所望の画像を表示し、１フレーム中の残るフ
ィールドにおいては該第一の輝度より小さく且つ０より
大きい第二の輝度で該第一の輝度で表示した画像と実質
的に同一の画像を表示することを特徴とする表示素子、
が提供される。

【００１８】更に、本発明によれば、カイラルスメクチ
ック液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該
液晶を挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面
に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された
一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備え
た液晶素子であって、電圧無印加時では、該液晶の平均
分子軸が単安定化された第一の状態を示し、第一の極性
の電圧印加時には、該液晶の平均分子軸は印加電圧の大
きさに応じた角度で該単安定化された位置から一方の側
にチルトし、該第一の極性とは逆極性の第二の極性の電
圧印加時には、該液晶の平均分子軸は該単安定化された
位置から第一の極性の電圧を印加したときとは逆側にチ
ルトし、第一の極性の電圧印加時と第二の極性の電圧印
加時の液晶の平均分子軸の該第一の状態における単安定
化された位置を基準とした最大チルト状態のチルトの角
度が互いに異なることを特徴とする液晶素子、が提供さ
れる。

【００１９】また、本発明によれば、カラー光源から複
数色の光を順次出射させると共に、該光の出射に同期し
た該光のスイッチングを表示素子にて行うことにより、
視覚的に混色せしめてフルカラー画像として認識せしめ
る表示装置の駆動方法において、１つのフレーム期間を
複数のフィールド期間に分割し、各フィールド期間をさ
らに複数のサブフィールド期間に分割し、前記カラー光
源から前記表示素子に出射される光の色を各フィールド
期間毎に変え、かつ、１つのフィールド期間における少
なくとも１つのサブフィールド期間においては高輝度画
像を表示すると共に、他の少なくとも１つのサブフィー
ルド期間においては低輝度画像を表示する、ことを特徴
とする表示装置の駆動方法が提供される。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の表
示素子では、高輝度（第一の輝度）のフレームと、低輝
度（第二の輝度）のフレームより画像を形成し、これら
両フレームで夫々輝度は異なるが実質的には同様の内容
の画像を表示することで、人間が高速と感じられる動画
像を得ることができ、更に０ではない低輝度のフレーム
の設定により表示素子の明るさを大きく損なうことのな
い動画表示を実現することができる。

【００２１】上記表示素子は、外光を光学変調して画像
を表示するタイプの素子やＥＬ素子やプラズマ表示デバ
イスのような自発光タイプの素子の形で用いられる。

【００２２】特に上記表示素子の好適な態様として、液
晶と、該液晶に電圧を印加する一対の電極と、該液晶を
挟持して対向すると共に少なくとも一方の対向面に該液
晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一対の
基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備え、１秒
間に複数フレームでの画像を表示する液晶素子が提供さ
れる。

【００２３】上記表示素子及び液晶素子では、第二の輝
度を第一の輝度の１／５以下に設定することが好まし
い。特に液晶素子では、第一の輝度及び第二の輝度に対
応するように、素子を通過する光の透過率が第一の輝度
で表示を行うフィールドでは第一の透過率となるように
光学変調を行い、第二の輝度で表示を行うフィールドで
は第一の透過率の１／５より小さく０より大きい第二の
透過率となるように光学変調を行うことが好ましい。

【００２４】更に、上記液晶素子では、該液晶素子の一
方の基板側に外部光源（バックライト）を設けた液晶装
置とし、１フレーム中の少なくとも１フィールドにおい
て第一の照度で該光源が点灯され、１フレーム中の残る
フィールドにおいては該第一の照度より小さくかつ０よ
り大きい第二の照度で該光源が点灯されるように設定
し、上述の第一の輝度のフレーム及び第二の輝度のフレ
ームによる表示を行うようにすることができる。

【００２５】以下にカラー光源１０１の照度制御による
表示装置１００の他の駆動法について、図１５、図２１
を参照して説明する。

【００２６】例えば、カラー光源１０１から照射される
各色光がＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の３色である場合
には、１つのフレーム期間Ｆ₀ に含まれるフィールド期
間の数を３つ（Ｆ₁ 、Ｆ₂ 、Ｆ₃ ）とすれば良い。

【００２７】図２１を用いて説明すると、１つのフレー
ム期間Ｆ₀ を、図２１に示すように複数のフィールド期
間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ に分割し、各フィールド期間Ｆ₁ ，
Ｆ₂，Ｆ₃ をさらに複数のサブフィールド期間１Ｆ，２
Ｆ，３Ｆに分割し、カラー光源１０１から表示素子８０
に対してはフィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎に色を変
えながらＢＲＧ色の光を順次出射させ、さらにフィール
ド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ 又はＦ₃ におけるサブフィールド期間
１Ｆにおいてはカラー光源１０１を消灯し、サブフィー
ルド期間２Ｆにおいては、第一の照度でカラー光源１０
１が点灯され（Ｒ１発光）、さらにサブフィールド期間
３Ｆにおいては、第一の照度よりは小さく、かつ、０よ
りは大きい第二の照度でカラー光源１０１が点灯され
（Ｒ２発光）、第二のサブフィールド期間２Ｆにおいて
は、高輝度画像を表示するとともに、前記第三のサブフ
ィールド期間３Ｆにおいては低輝度画像を表示するよう
になっており、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎に
表示されるカラー画像が視覚的に混色されてフルカラー
画像として認識されるようになっている。

【００２８】また、１つのフレーム期間Ｆ₀ に含まれる
フィールド期間の数は、カラー光源１０１から照射され
る各色光の数に応じて決定すれば良い。例えば、カラー
光源１０１から照射される各色光がＲＧＢＷ（赤色、緑
色、青色、白色）の４色である場合には、１つのフレー
ム期間Ｆ₀ に含まれるフィールド期間の数を４つ（Ｆ
₁ 、Ｆ₂ 、Ｆ₃ 、Ｆ₄ ）とすれば良い。

【００２９】上記例では、１フレーム期間内でＢＲＧ色
の順でフィールド期間を設定し、ＢＲＧ色の光を順次出
射させたが、もちろん、ＲＧＢの順でフィールド期間を
設定し、ＲＧＢ色の光を順次出射させても良い。ＲＧＢ
色の光出射の順番は、１フレーム期間内でどのような順
序であっても良い。

【００３０】図２１、図１１、図１２を用いて更に詳細
に説明する。

【００３１】第二のフィールド期間Ｆ₂ におけるサブフ
ィールド期間１Ｆにおいて、任意の１本のゲート線Ｇ_i
に一定期間（選択期間Ｔｏｎ）だけゲート電圧Ｖｇが印
加され、任意の１本のソース線Ｓ_j には、ゲート電圧Ｖ
ｇの印加に同期した選択期間Ｔｏｎ内に、共通電極４２
の電位Ｖｃを基準電位としたソース電圧Ｖｓ（＝Ｖｘ）
が印加される。すると、当該電極のＴＦＴ９４はゲート
電圧Ｖｇの印加によってオンされ、ソース電圧ＶｘがＴ
ＦＴ９４及び画素電極９５を介して印加されて液晶容量
Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓの充電がなされる。

【００３２】ところで、選択期間Ｔｏｎ以外の非選択期
間Ｔｏｆｆには、ゲート電圧Ｖｇは他のゲート線Ｇ₁ ，
Ｇ₂ ，…に印加されていてゲート線Ｇ_i には印加され
ず、当該画素のＴＦＴ９４はオフとなる。したがって、
液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓは、この間充電された
電荷を保持することとなる。これにより１フィールド期
間Ｆ₂ を通じて液晶４９には電圧Ｖｐｉｘ（＝Ｖｘ）が
印加され続けることとなり、１フィールド期間Ｆ₂ を通
じて液晶分子はほぼ同じ位置に維持され続けることにな
る。

【００３３】同様に最後のゲート線Ｇ_n まで走査され、
すべての液晶分子が所定の状態で保持されるまでの第一
のサブフィールド期間１Ｆ、カラー光源１０１は非点灯
とされ、結果としてこの間の透過光量は０となる。

【００３４】さらにそれに続く、第二のサブフィールド
期間２Ｆにおいて第一の照度でカラー光源１０１が点灯
され、さらに第三のサブフィールド期間３Ｆにおいて
は、第一の照度よりは小さく、かつ、０よりは大きい第
二の照度でカラー光源１０１が点灯され、それぞれ、透
過光量Ｔｘ，Ｔｙが得られる。その結果、１フィールド
期間Ｆ₂ 全体ではＴｘとＴｙ、０とを平均した透過光量
が得られる。

【００３５】このとき、第二のフィールド期間Ｆ₂ にお
いて、カラー光源１０１から液晶素子に対して赤色光を
照射させておいて、液晶素子に表示した白黒画像を赤色
画像として認識せしめ、前のフィールド期間Ｆ₁ におい
ては青色光を照射させておいて青色画像として認識せし
め、次のフィールド期間Ｆ₃ においては緑色光を照射さ
せておいて緑色画像として認識せしめ、それらのカラー
画像が視覚的に混色されてフルカラー画像として認識さ
れるようになっている。

【００３６】また、フレーム毎に、ソース線Ｓ_j に対し
て、その前のフレームのソース電圧Ｖｘと逆極性のソー
ス電圧−Ｖｘが印加することにより、液晶４９には正極
性の電圧Ｖｘと負極性の電圧−Ｖｘが交互に印加される
ことになるため、液晶４９の劣化が防止されることとな
るため好ましい。

【００３７】図２１のようなカラー光源の照度制御によ
り、フレーム反転駆動を行う場合に、図７の液晶に限定
されることなく、液晶４９には図２２に示す電圧−透過
率特性のものも用いることができ、液晶モード選択の自
由度が多くなる。

【００３８】このような液晶装置では、前記第二の照度
は、前記第一の照度の１／５より小さくすることが好ま
しい。

【００３９】更に本発明では、上述したような第一の輝
度及び第二の輝度での表示を最も好適に実現する素子と
して、上述したような電圧無印加時に液晶が単安定状態
を呈するようなカイラルスメクチック液晶を用いた液晶
素子、特に特願平１０−１７１４５号で提案した素子が
提供される。

【００４０】以下、本発明のカイラルスメクチック相を
呈する液晶を用いた液晶素子におけるカイラルスメクチ
ック相の配向状態及びスイッチング過程について、前述
した従来型のＳＳＦＬＣタイプとの対比の上で図面を参
照してモデル上で説明する。

【００４１】尚、以後説明するモデルでは、液晶分子と
該液晶分子の位置の範囲となり得る仮想コーン、スメク
チック層法線、平均一軸配向処理軸の関係に基づいて説
明しているが、当該液晶分子は液晶素子内では複数存在
し、例えば基板法線方向である程度ツイストしており、
光学的には（例えば偏光顕微鏡により）平均分子軸の挙
動として観察される。即ち、上述した本発明で規定する
平均分子軸は実質的には単独の液晶分子の挙動に相応す
る。

【００４２】ＳＳＦＬＣでは、ＳｍＣ＊相において、液
晶分子を２状態に安定化させることによって、双安定性
すなわちメモリ性を発現させている。このメモリ状態に
関して図１及び図２に示すモデルを用いて説明する。

【００４３】図１はＳＳＦＬＣ型の素子における液晶分
子及び液晶の層構造（スメクチック層の構造）について
説明したものである。当該素子では、同図（ａ）及び
（ｂ）に示すように、基板１１及び１２間に挟持された
液晶１３の部分において、液晶分子１４は、基板１１又
は１２の界面付近では各基板の一軸配向処理方向Ａに沿
って基板から所定のプレチルト角αで立ち上がり（本例
では両基板の一軸配向処理方向Ａが平行であり且つ同方
向、即ち基板に対して同方向に液晶分子を立ち上がらせ
るような設定とした）、基板１１及び１２間で基板法線
に対して傾斜角δをなすシェブロン構造のスメクチック
層１６を形成している。

【００４４】一方、液晶分子１４は、電圧印加により２
Θ（Θ：液晶材料に固有の物性であるコーン角）の頂角
を有する仮想コーン１５の壁面の２位置間でスイッチン
グし且つ電圧無印加の状態で、当該２位置の近傍で安定
的に存在する。尚、同図（ａ）及び（ｂ）に示すスメク
チック層１６がシェブロン構造をなす配向状態は、夫
々、基板間の液晶分子１４のプレチルトの方向とスメク
チック層１６のシェブロン構造の折れ曲がり方向の関係
により種別されるもので、（ａ）の配向状態をＣ１配
向、（ｂ）の配向状態をＣ２配向と呼ぶ。

【００４５】ここで、図１に示すＳＳＦＬＣの配向状態
では、Ｃ１配向状態及びＣ２配向状態共に一般的にΘ＞
δの関係を満たすことで、電圧無印加時に基板１１及び
１２間でシェブロン構造のスメクチック層１６のキンク
位置（基板間中央の折れがり部分）を含むほぼ全厚み方
向で、液晶分子１４が仮想コーン１５内で安定的に２位
置をとることができ、双安定状態が発現する。図２
（ａ）及び（ｂ）は、夫々図１（ａ）及び（ｂ）に示す
Ｃ１配向状態とＣ２配向状態の夫々における仮想のコー
ン１５の底面１７上への液晶分子の射影を示すものであ
り、液晶分子が１４ａ及び１４ｂの双安定状態（射影１
８ａ，１８ｂ）をとることを示している。

【００４６】液晶が上記のような双安定性の配向状態を
呈する素子では、一対のクロスニコル下の偏光板のう
ち、双安定状態の一方の平均分子軸（液晶分子の位置）
に偏光軸を合わせて、双安定状態間のスイッチングを行
い、黒（暗状態）及び白（明状態）の表示を行う。この
スイッチングは、例えば一方の状態から他方の状態のド
メインの生成により、即ちドメインウォールの生成及び
消滅を伴ってなされる。

【００４７】但し、このようなスイッチングメカニズム
を用いて表示を行う場合、基本的には黒及び白の２値表
示しかできず、黒白間の階調（中間調）の表示は困難で
ある。

【００４８】これに対し、本発明の液晶素子において
は、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた素子に
おいて階調表示を実現すべく、図１及び２に示すような
メモリ性（双安定性）を消失させ、印加電圧によって液
晶分子の位置が連続的に可変となるようにしたものであ
る。この設定のため、本発明においては好ましくはＩ−
Ｃｈ−ＳｍＣ＊、又はＩ−ＳｍＣ＊相転移を示す液晶材
料を用いる。

【００４９】図３（ａ）に、液晶素子において、少なく
とも降温下でＣｈ−ＳｍＡ−ＳｍＣ＊相系列を示す液晶
材料の層（スメクチック層）構造の形成過程を、図３
（ｂ）に少なくとも降温下でＣｈ−ＳｍＣ＊相系列を示
す液晶材料の層構造形成過程を示す。同図において矢印
Ｒは素子における平均一軸配向処理軸の方向である。液
晶分子１４は、電圧を印加した際に仮想コーン１５域の
壁面に沿ってスイッチングし得ることとする。

【００５０】ここで“平均一軸配向処理軸”とは、素子
を構成する両基板の液晶に接する面において一軸配向処
理が施され、その方向（例えばラビング方向）が平行で
同一方向であるか互いに逆方向（反平行）である場合、
並びに一方の基板にのみ一軸配向処理が施されている場
合では、その一軸配向処理の軸自体に相当し、両基板に
おいて一軸配向処理が施された方向（例えばラビング方
向）が互いにクロスしている場合では、両方の一軸配向
処理軸の中心方向の軸、即ちクロス角の１／２の方向に
相当する。また平均一軸配向処理軸の“方向”とは、例
えば当該配向処理がなされた基板近傍における液晶分子
の基板に対して立ち上がっている、即ちプレチルトを生
じる側への方向であり、一方の基板にのみ一軸配向処理
が施されている場合及び両基板において一軸配向処理が
施され、その方向（例えばラビング方向）が平行で同一
方向である場合は、その処理方向自体であり、両基板に
互いに平行で逆方向の処理が施されている（反平行）場
合、いずれか一方の基板での処理方向であり、両基板に
おいて一軸配向処理が施された方向（例えばラビング方
向）が互いにクロスしている場合では、その中心軸の方
向である。

【００５１】図３（ａ）に示すように、相系列中にＳｍ
Ａ相を有する液晶材料の場合、ＳｍＡ相においてスメク
チック層法線方向（紙面横方向矢印ＬＮ）と一軸配向処
理方向が一致するように液晶分子１４が配列しスメクチ
ック層構造を形成する。そして、ＳｍＣ＊相では、液晶
分子１４はスメクチック層法線方向ＬＮからチルトし、
仮想コーン１５のエッジ近傍もしくはその若干内側の位
置で安定化する。

【００５２】一方、本発明で好適に用いられる図３
（ｂ）に示すようにＳｍＡ相を含まない相系列では、例
えばＣｈ相からＳｍＣ＊相に相転移する過程で、液晶分
子１４はスメクチック層法線方向ＬＮに対して傾くよう
に、且つ平均一軸配向処理方向Ｒから若干傾くように配
列しスメクチック層構造が形成される。

【００５３】そして本発明では、液晶分子１４が、Ｓｍ
Ｃ＊相内の使用温度域で、仮想コーン１５のエッジより
内側の位置で安定化するように調整される。ここで「仮
想コーン１５のエッジより内側の位置で安定化」する場
合として、スメクチック層がシェブロン構造または斜め
ブックシェルフ構造等となる傾斜角を有する構造が考え
られるが、完全なブックシェルフ構造であった場合でも
プレチルト角が高い場合や、基板界面の極性相互作用が
強くバルク分子がねじれている場合等はコーンエッジの
内側で安定化することがある。また、エレクトロクリニ
ック効果が顕著な材料では、電界によって仮想コーンエ
ッジの更に外側にまで分子が傾斜することになるが、本
発明の液晶素子は、電界印加時の分子配向方向と層法線
方向とのズレ角が、電界無印加時の分子配向方向と層法
線方向とのズレ角より大きいこと、すなわち例えば電界
無印加時の液晶分子の方向とクロスニコルの一方の偏光
軸とを一致させ最暗状態とした場合、正負いずれの極性
の電圧の印加時においても液晶の光軸がずれ、複屈折を
発現させていることを特徴とするため、こうした電圧印
加によって液晶分子が仮想コーンのエッジの外側にまで
分子が傾斜する材料に関しても、本発明では適用可能で
ある。

【００５４】ここで、本発明の一態様としてシェブロン
構造または斜めブックシェルフ等の層傾斜角を有する場
合に関して、モデルを利用して図４を用いて詳述する。
図４（ａ）は図３（ｂ）と同様にＳｍＡ相を含まない相
系列における液晶分子の転列の変化を示しており、例え
ばＣｈ相からＳｍＣ＊相に相転移する過程で（特にＳｍ
Ｃ＊相への転移温度直下で）、液晶分子１４はスメクチ
ック層法線方向ＬＮに対して傾くように配列しスメクチ
ック層構造が形成される。

【００５５】但し、図４（ａ）ではＳｍＣ＊相内の、例
えば高温側（Ｔ１）と低温側（Ｔ２）においてコーン角
Θ（仮想コーン１５の頂角の１／２）に違いが存在す
る。

【００５６】ここで、高温側Ｔ１におけるコーン角をΘ
１、低温側Ｔ２におけるコーン角をΘ２とし、Θ１＜Θ
２なる関係を満たすような材料を用いるとき、通常の場
合、これら各温度におけるスメクチック層の層間隔ｄ１
及びｄ２間にはｄ１＞ｄ２なる関係が成立する。従っ
て、仮に温度Ｔ１においてブックシェルフ構造の層構造
を有しているとした場合、温度Ｔ２では少なくとも関係
式δ＝ｃｏｓ^-1（ｄ２／ｄ１）を満たす層傾斜角δを有
することになる。

【００５７】よって、温度Ｔ２においてはシェブロン構
造または斜めブックシェルフ構造を形成することにな
る。これらのうちシェブロン構造をとる場合の層構造及
びｃ−ダイレクタの様子及び仮想コーン底面への射影を
図４（ｂ）及び（ｃ）に示す（符号は図２と同様）。同
図に示される通り、通常の双安定型ＳＳＦＬＣと同様
に、ラビング方向と層傾斜角の関係からＣ１、Ｃ２を定
義することができる。以上述べた原理により、液晶分子
１４が、仮想コーン１５のエッジより内側の位置で安定
化するように調整される。

【００５８】図３（ａ）及び（ｂ）、図４（ａ）のいず
れの場合も、例えば図１及び図２に示すような液晶分子
１４がシェブロン構造の双安定配向状態、即ち基板と実
質的に平行な２状態で安定になるべきであるが、図３
（ｂ）、図４（ａ）に示す場合、一軸配向処理の束縛力
が強くなり、この２状態のうちの一方のみが安定とな
り、メモリ性が消失することになる。また、図３
（ｂ）、図４（ａ）に示すＣｈ−ＳｍＣ＊相転移の際
（ＳｍＣ＊相への転移温度直下）、図５に示すように２
通りの異なった層法線方向（ＬＮ１及びＬＮ２）を示す
スメクチック層構造が形成することが考えられる。この
とき、カイラルスメクチック液晶を挟持するセルの上下
一対の基板の一軸配向処理の状態（処理方向等の条件、
配向材料等）が完全に対称であれば上記図５に示すよう
な２つのスメクチック層構造が均等な割合で形成され
る。

【００５９】そして本発明の液晶素子においては、図５
に示す２つの層構造のうち一方の層構造のみに揃え、即
ち平均一軸配向処理軸とスメクチック層法線方向のずれ
方向が一定となるようにし、図４（ｂ）又は（ｃ）に示
すように電圧無印加の状態で液晶分子１４を仮想コーン
１５の一エッジの内側に安定化させ、そのメモリ性を消
失させたＳｍＣ＊相の配向状態を得ている。

【００６０】次いで、本発明の液晶素子の配向状態、即
ち図５に示すようなＳｍＣ＊相での層構造の一方を優先
的に形成した配向状態を有するセルにおいて、電圧に対
する液晶分子２１の反転挙動のモデル（素子の上面、側
面、コーン底面への射影）について図６を参照して説明
する。尚、図６ではパラレルラビングセル（両基板に平
行且つ同一方向のラビング処理を施したセル）における
Ｃ２配向状態を用いて電界に対する反転挙動を説明する
が、Ｃ１配向、斜めブックシェルフ配向、アンチパラレ
ルセルでの配向等も同様の考え方で議論することができ
る。

【００６１】図６では、電圧印加の状態における、セル
上方から見た場合の挙動（Ｉ）、セル断面方向での挙動
（ＩＩ）、ＳｍＣ＊相での仮想コーン底面への射影（Ｉ
ＩＩ）の夫々を示している。Ｉの場合は、セル断面方向
の液晶分子の平均的な分子軸を示していることになる。

【００６２】まず、図６（ｂ）に示すように電圧無印加
時においては液晶分子１４（仮想コーン１７の底面での
射影（１８）は平均一軸配向処理方向（矢印Ｒ）とは若
干ずれて配向している。液晶の自発分極（１８’）は基
板間で実質的に略同様の方向を向いている。

【００６３】ここで、電圧無印加時の液晶分子の位置に
偏光軸の一方（Ｐ）を一致させたクロスニコル（ｄ）下
にセルを配置し、液晶を透過する光量を最低の状態にし
て暗状態（黒状態、第一の出射光量）を得る。

【００６４】そして、この配向状態に対し、電圧を印加
したときには図６（ａ）、（ｃ）に示すように、液晶分
子１４は、電圧無印加時の位置に対して電圧Ｅの極性に
応じた方向に自発分極１８’が揃いチルト（スイッチン
グ）する。電圧無印加時の液晶分子位置を基準にしたチ
ルトの角度（ＩＩを参照）は印加電圧の大きさ（電圧の
絶対値）に応じたものとなるが、図６（ａ），（ｃ）に
示すように一方の極性の電圧を加えた場合（正極性の電
圧印加の場合）のチルトの角度と、他方の極性の電圧を
加えた場合（負極性の電圧印加の場合）のチルトの角度
は、電圧の極性が逆であれば同じ電圧絶対値であっても
大きく異なっている。

【００６５】図６の場合、電圧を印加していない場合に
おいて既に分子はスメクチック層法線方向からは傾いた
方向に位置して単安定化しており、且つ正負それぞれに
十分大きな電界を印加した場合には、図６（ａ）あるい
は（ｃ）の状態から更に基板界面近傍分子の自発分極の
向きもバルク部分同様に電界方向を向くよう分子配列し
ようとする結果、ほぼ全てのセル中分子がコーンエッジ
上に存在することとなり電圧無印加時の位置を基準とし
て最大のチルト状態が得られる。それにより、層法線軸
を対称軸とした分子位置にほぼねじれのないユニフォー
ムな配向状態が形成される。そして、液晶分子の最大チ
ルト状態は、一方の極性の電圧印加による電圧無印加時
の位置を基準とした最大チルトの状態におけるチルトの
角度と、他方の極性の電圧印加による最大チルトの状態
におけるチルトの角度は異なるように、図６では正極性
電圧印加時での最大チルト状態での角度が負極性電圧印
加時での最大チルト状態での角度より大きくなるように
調整される。

【００６６】ここで、例えば液晶の有する屈折率異方性
Δｎ、セル厚をｄとし、Δｎｄを可視光の２分の１波長
近傍に設定した場合、図６（ｃ）に示すような正極性の
印加電圧時には、電圧（絶対値）が大きくなるに伴い、
液晶素子からの出射光量、即ち所定のチルト状態が得ら
れる。そして、電圧無印加時の出射光量と最も異なる
（正極性の電圧印加の範囲で最も異なる）第二の出射光
量、即ち最大透過光量を得ることができる。

【００６７】一方、図６（ａ）に示すように、負の電圧
を印加した時には、液晶素子を透過する光量は上昇する
が、その光学応答量は微少であり、所定の電圧（正極性
の電圧側と同じ絶対値の電圧）で液晶分子が所定のチル
ト状態となった際に、電圧無印加時の出射光量と最も異
なる（負極性の電圧印加の範囲で最も異なる）第三の出
射光量、即ち最大透過光量となる。但し、当該負極性電
圧印加時の最大透過光量と図６（ｂ）に示す電圧無印加
時の透過光量との差は、図６（ｃ）の場合の正極性電圧
印加時の最大透過光量と電圧無印加時の透過光量との差
に比較して小さく、即ち正極性の電圧印加時に、当該液
晶素子における最大の透過光量を得ることができる。

【００６８】ここで、例えば図６（ｄ）に示すような一
対の偏光板を用いる場合、正極性電圧印加時における液
晶分子１４の最大チルトの状態における、電圧無印加時
の液晶分子１４の位置を基準としたチルトの角度が４５
°以下である場合では、液晶分子１４が仮想コーン１５
のエッジにある時、即ち最大チルトの状態において、正
極性電圧印加時での最大透過光量（第二の出射光量）が
得られる。一方、上記チルトの角度が４５°より大きい
場合には、液晶分子１４が仮想コーン１５のエッジの内
側にある時において、正極性電圧印加の際の最大透過光
量（第二の出射光量）が得られる。負極性電圧印加時
は、上記いずれの場合でも最大チルト状態で負極性電圧
印加の際の最大透過光量（第三の出射光量）が得られ
る。

【００６９】上述したような液晶分子のスイッチング挙
動を示す素子の電圧（Ｖ）−光の透過率（Ｔ）特性の
例、特に正極性電圧印加の際に液晶分子が最大チルト状
態となる時に最大透過率が得られる場合の素子の例を図
７に示す。正極性の電圧印加時にはその電圧値に沿って
液晶分子のチルトにより透過率が上昇し、電圧Ｖ１以上
で最大透過率Ｔ１を示す。一方、負極性の電圧印加時に
は、その電圧値に沿って液晶分子がチルトし若干の透過
率が上昇するが、電圧−Ｖ１以下でＴ１よりはるかに小
さい最大透過率Ｔ２に飽和する。

【００７０】本発明の液晶素子の図６に示すようなスイ
ッチング動作及び図７に示すような特性を、一般的なＴ
ＦＴを備えたアクティブマトリックスタイプの液晶パネ
ルに適用し、交流的な駆動波形を印加し、該素子を光シ
ャッターとして機能させ、一極性の電圧印加期間（例え
ば図７に示す正極性側の電圧印加による光学応答を利用
する期間）と逆極性の電圧印加期間（例えば図７に示す
負極性側の電圧印加による光学応答を利用する期間）を
組み合せることで、時間開口率を５０％以下にする方式
と同等の効果が得ることができる。こうして、複雑な周
辺回路等を用いなくとも動画質の向上した液晶素子を実
演することが可能となる。

【００７１】特に、第一の極性（図６の場合正極性）の
電圧印加時における液晶分子（平均分子紬）の最大チル
ト状態の角度と、第二の極性（図６の場合負極性）の電
圧印加時における液晶分子（平均分子軸）の最大チルト
状態の角度との比については、好ましくは５以上とし、
そして第一の極性（正極性）の電圧印加時における液晶
分子（平均分子軸）の所定のチルト状態での液晶素子か
らの最大出射光量（例えば図７の特性でのＴ１）と、第
二の極性（負極性）の電圧印加時における液晶分子（平
均分子軸）の最大チルト状態での液晶素子からの最大出
射光量（例えば図７の特性でのＴ２）の比について好ま
しくは５以上に調整することで、動画質向上の効果が最
も顕著に得られる。

【００７２】次いで、本発明の液晶素子の配向状態にお
ける液晶分子の反転メカニズムについて説明する。

【００７３】図１及び２に示すＳＳＦＬＣでの配向状態
では、液晶分子１４が双安定状態間をスイッチングする
ためには、所定の高さのエネルギー障壁を超えることが
必要であり、このエネルギー障壁の存在が双安定性の起
源となっている。これに対し、本発明の液晶素子におけ
る、例えば図５に示すような配向状態では、液晶分子２
１がＳＳＦＬＣでの双安定ポテンシャルの一方側に近い
位置で極端に安定化された状態となっている。これによ
り安定状態が一つしか存在せず、印加電圧の大きさに応
じた安定状態がアナログ的に存在し、且つ印加電圧と安
定な分子位置が一対一で対応するため、連続的且つドメ
インの生成を伴わない反転が実現できる。

【００７４】このエネルギー障壁（ポテンシャル）の状
態のモデルを図８及び図９に示す。

【００７５】図８（ａ）及び（ｂ）はＳＳＦＬＣにおけ
る双安定配向状態でのポテンシャルの状態をＣ１配向状
態、Ｃ２配向状態の夫々について示したものである。Ａ
１及びＡ２は双安定状態の夫々の状態のポテンシャルを
示す。これら図より明らかなように、Ｃ１配向、Ｃ２配
向によって上記ポテンシャルの状態が若干異なってく
る。ＳＳＦＬＣにおいてＣ１配向である場合、液晶−基
板界面での液晶分子の開き角はＣ２配向である場合より
も大きくなるため（図２（ａ）及び（ｂ）における基板
界面付近の射影参照）、エネルギー障壁の高さも高くな
る。

【００７６】一方、図９（ａ）及び（ｂ）には、本発明
の液晶素子における配向状態でのボテンシャルの状態を
Ｃ１配向状態、Ｃ２配向状態の夫々についてを示したも
のである。Ｂ１は、電圧無印加での液晶分子のポテンシ
ャル（図６（ｂ）の場合）、Ｂ２は一方の極性の電圧の
印加による最大チルトでの液晶分子のポテンシャル（図
６（ｃ）の場合）を、Ｂ３は他方の極性の電圧の印加に
よる最大チルトでの液晶分子のポテンシャル（図６
（ａ）の場合）を示す。

【００７７】上述のＳＳＦＬＣの場合で示したようなＣ
１配向、Ｃ２配向という双安定状態間のエネルギー障壁
の高さが異なる配向状態のそれぞれに対し、双安定の状
態のうち一方を安定化させた場合にはそれぞれの駆動特
性が異なったものになってしまう。特にエネルギー障壁
の高いＣ１配向状態においては、図９（ａ）に示すよう
に、双安定ポテンシャルの一方（Ｂ１）が極端に安定化
された状態とした場合においても、安定状態が２つに残
ったまま、あるいは一方が準安定状態（Ｂ２もポテンシ
ャルのレベルは高いが周囲に比して安定）となってしま
う状態が発生する。これにより電圧印加による応答の
際、ある一定のポテンシャルに達するまでは印加電圧の
大きさに応じた安定状態がアナログ的に存在し、且つ印
加電圧と安定な分子位置が一対一で対応するため、連続
的且つドメインの生成を伴わない反転が実現できるもの
の、ある一定のポテンシャルを越えた際に不連続な配向
状態を形成する、すなわちドメインウォールの生成を伴
った不連続な反転挙動となることがある。

【００７８】これに対し、Ｃ２配向状態では、双安定の
ＳＳＦＬＣである場合のエネルギー障壁が低いことか
ら、図９（ｂ）に示すように、一方（Ｂ１）が極端に安
定化された状態とした場合にもＢ２の状態まで連続的且
つドメインの生成を伴わない反転が実現できている。さ
らに、これらの図からＣ１配向の方が駆動電圧が高くな
り易いことが理解できる。

【００７９】以上述べた点から、本発明の液晶素子にお
ける配向状態については、アナログ階調性能及び低駆動
電圧化の観点から、平行ラビングしたセルにおいてはＣ
２配向を用いることが望ましい。あるいは、Ｃ１配向及
びＣ２配向が混在している配向状態の場合は、これらの
特性ばらつきを最小限に押さえるためにもプレチルト角
が低いことが望ましい。あるいは、反平行ラビングであ
ることが望ましい。

【００８０】上述したような図６（ａ）〜（ｃ）、図９
に示すような、電圧無印加の状態で液晶分子１４を仮想
コーン１５の一エッジの内側に安定化させ、そのメモリ
性を消失させたＳｍＣ＊相での配向状態及び電圧印加時
のスイッチング挙動を示し、図７に示すような光学応答
特性を示す液晶素子は、例えば適切な液晶材料を用い、
セルの設計を調整し、更に液晶材料のＣｈ−ＳｍＣ＊相
転移の過程においてセル内の内部電位に偏りを持たせる
ような処理を施すことによって実現される。

【００８１】上記カイラルスメクティック相を示す液晶
材料としては、例えばそれらがフェニルピリミジン骨
格、ビフェニル骨格、フェニルシクロヘキサンエステル
骨格を有する炭化水素系の液晶材料のようにカイラルス
メクティック相の温度範囲の中でスメクチック層の層間
隔ｄが変化し（カイラルスメクチック相の上限温度での
層間隔ｄｔｃが最大の値である（ｄ＜ｄｔｃ、ｄ：カイ
ラルスメクチック相の温度範囲内での間隔））、セル内
でシェブロン構造を有する材料の場合は、３°＜δ＜Θ
（δ：液晶材料のセル内での基板法線に対するスメクチ
ック層の傾斜角、Θ：前述した液晶材料固有のコーン
角、即ち仮想コーンの頂角の１／２）となるように成分
を適宜選択して配合した液晶組成物を用いることもでき
る。

【００８２】また、ナフタレン骨格を有する炭化水素系
の液晶材料やポリフッ素系の液晶材料のようにカイラル
スメクティック相の温度範囲の中で層間隔ｄがほぼ一定
であり、セル内でδ≦３°となる材料であって、高温側
からカイラルスメクチック相への相転移温度直下でのΘ
に対しカイラルスメクティック相の温度範囲の中での温
度降下に伴いΘが大きくなるような成分配合を行った液
晶組成物を用いる。

【００８３】液晶材料のカイラルスメクチック相でのΘ
は、スイッチングによる最大光量の状態と最小光量の状
態間のコントラスト、例えば図７に示すような特性下で
の最大透過率Ｔ１をより高くするために２２．５度以上
となることが理想的である。また、Θが非常に大きい場
合には、逆極性への電界印加による単安定状態からのチ
ルト、即ち図６（ａ）の側へのチルトも大きな角度にな
り、例えば図７の逆極性電圧印加の際の最大透過率Ｔ２
も大きくなり実質時間開口率１００％になってしまうお
それがある。従って、Θは３０度未満が好ましい。ま
た、Θの温度による変化が大きいと、クロスニコル下の
偏光板間で設定された最暗状態が一定に保たれない恐れ
がある。このため、液晶素子の駆動温度範囲でΘの温度
による最大変化幅は３度以下に設定することが好まし
い。

【００８４】尚、一般のＳｍＣ＊相を示す材料と同様に
分子がスメクチック層の法線からチルトすることによっ
て層間隔が減少する、すなわち低温側ほどコーン角Θが
大きくなる材料の場合、低温になるにつれて層間隔の減
少要因が大きくなるのであるが、例えばポリフッ素系液
晶材料の場合のように自発的にブックシェルフ層構造を
とる液晶材料であった場合、低温側ほどバルクで測定さ
れる層間隔が長くなるというこの材料固有の特徴によっ
て層間隔ｄの変化が極めて少なくなることが、シェブロ
ン構造をとりづらい理由と考えられている。この場合、
界面分子は一軸配向規制力によってラビング方向を向き
バルクはチルト角の温度特性に応じてラビング方向から
ずれた方向へと配向する場合がある。このとき電界印加
によって界面近傍分子もラビング方向からずれた方向へ
と配向する。

【００８５】一方、図５に示すように発現される２つの
層構造のうち一方の層構造のみに揃え、即ち平均一軸配
向処理軸とスメクチック層法線方向のずれ方向が一定と
なるようにするための素子内の内部電位の偏りの持たせ
方として、 １）Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移の際、又はＩ相−ＳｍＣ＊相
転移の際に一対の基板間に正負いずれかのＤＣ電圧を印
加する。 ２）上下一対の基板に異なる材料からなる配向膜を用い
る。 ３）上下一対の基板の配向膜の処理法（膜の形成条件、
ラビング強度、ＵＶ照射等の処理条件）を変える。 ４）上下一対の基板の配向膜の下地に設ける層の膜種ま
たは膜厚を変える。など、様々な方法が考えられるが、
いずれの手段を用いてもよい。

【００８６】特に１）によるＤＣ印加条件としては、Ｄ
Ｃを長時間印加することによって素子を構成する一対の
基板間のショートを避けるために、ＤＣはＣｈ−ＳｍＣ
＊相転移近傍において、層方向を一方向に揃えるのに必
要かつ最小限の印加時間にとどめておくことが好まし
い。具体的には１００ｍＶ以上１０Ｖ以下の範囲でのＤ
Ｃ電圧を印加することが好ましい。

【００８７】上述したような液晶材料及び上記２）〜
４）で設定される配向膜及び液晶材料中のイオンはＴＦ
Ｔ駆動に悪影響を及ぼさないよう極力低減しておくこと
が望ましい。

【００８８】本発明の液晶素子において、電圧無印加時
の液晶分子（平均分子軸）の単安定化のためには一軸配
向規制力が大きいことが必要となる。この配向規制力に
関して、コレステリック液晶を用いて配向規制力を評価
する方法が内田ら（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，
５，ｐ．１１２７（１９８９））によって提案されてい
る。すなわちコレステリック相での螺旋ピッチと配向規
制力とのトルクバランスによって決定される「実効ねじ
れ角」を評価することにより配向規制力が評価できる。
本発明でもこの考えを用いてこの一軸配向規制力を以下
のように定義する。本発明の素子においてＣｈ相が存在
する場合、Ｃｈ相におけるコレステリックピッチをｐ、
及びセル厚ｄｇとすると、配向規制力が存在しない場
合、セル内でのねじれ角φとすると、ｄｇ／ｐ＝φ／２
πなる関係となる。また、上下基板において平行に一軸
配向規制されており、配向規制力が無限大である場合に
はφはゼロとなる。尚、このφの値は内由らの報告と同
様に、偏光顕微鏡下において旋光性を測定することによ
り容易に評価できる。すなわち、セル中では正極規制力
によって本来のピッチｐより大きい仮想ピッチｐ＊（＝
２π・ｄｇ／φ）を有しており、Ｐ＊＝Ｐのとき配向規
制力ゼロ、Ｐ＊＝無限大のとき配向規制力も無限大であ
ると言い換えることができる。

【００８９】本発明では単安定化のためには少なくとも
ｐ＊≧２×ｐとなることが好ましい。ｐ＊≧１０×ｐと
なることがより好ましい。これらの値となるようなこと
を考慮して上記２）〜４）の条件で、一軸配向処理条件
（ラビング条件等）、配向膜厚、配向膜種、焼成条件等
を適宜調整することが好ましい。

【００９０】本発明の液晶素子では、三角波印加時の電
圧−透過率曲線を求めた場合においてヒステリシスが存
在する場合がある。但し、実際のＴＦＴを備えた素子の
場合のように交流波形において駆動される場合には、三
角波印加時のように白状態から中間調状態へと連続的に
光学変調されることはないため特に問題になることはな
い。即ち印加される極性に応じて常に白黒の反転をしな
がら光学変調されることから、たとえば白から中間調へ
と光学変調される際には、白状態から黒の配向状態を経
由した後中間調の配向状態へと変調されるため、交流を
印加した際には一方の極性では常に黒側にリセットされ
た後に書き込むという駆動が実現されているため、前状
態の履歴の影響をかなりの程度抑制することができる。

【００９１】以下、図１０を参照して本発明の液晶素子
の具体的な一実施形態について説明する。

【００９２】同図に示す液晶素子８０では、一対のガラ
ス、プラスチック等透明性の高い材料からなる基板８１
ａ、８１ｂ間に液晶８５、好ましくはカイラルスメクチ
ック相を呈する液晶を挟持したセルが互いに偏光軸が直
交した一対の偏光板８７ａ及び８７ｂ間に挟装した構造
となっている。

【００９３】基板８１ａ、８１ｂには、夫々液晶８５に
電圧を印加するためのＩｎ₂ Ｏ₃ 、ＩＴＯ等の材料から
なる電極８２ａ、８２ｂが例えばストライプ状に設けら
れており、これらが互いに交差してマトリックス電極構
造（単純マトリックス）を形成している。また、後述す
るように一方の基板にドット状の透明電極をマトリック
ス状に配置し、各透明電極にＴＦＴやＭＩＭ（Ｍｅｔａ
ｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等のスイッチン
グ素子を接続し、他方の基板の一面上あるいは所定パタ
ーンの対向電極を設けアクティブマトリックス構造にす
ることが好ましい。

【００９４】電極８２ａ，８２ｂ上には、必要に応じて
これらのショートを防止する等の機能を持つＳｉＯ₂ 、
ＴｉＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ 等の材料からなる絶縁膜８３ａ，
８３ｂが夫々設けられる。

【００９５】更に、絶縁膜８３ａ，８３ｂ上には、液晶
８５に接し、その配向状態を制御するべく機能する配向
制御膜８４ａ，８４ｂが設けられている。かかる配向制
御膜８４ａ，８４ｂの少なくとも一方には一軸配向処理
が施されている。かかる膜としては、例えば、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール等の有機材料を溶液塗工した膜の表面にラビング処
理を施したもの、あるいはＳｉＯ等の酸化物、窒化物を
基板に対し斜め方向から所定の角度で蒸着した無機材料
の斜方蒸着膜を用いることができる。

【００９６】尚、配向制御膜８４ａ，８４ｂについて
は、その材料の選択、処理（一軸配向処理等）の条件等
により、液晶８５の分子のプレチルト角（液晶分子の配
向制御膜界面付近で膜面に対してなす角度）が調整され
る。

【００９７】また、配向制御膜８４ａ，８４ｂがいずれ
も一軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一
軸配向処理方向（特にラビング方向）を、用いる液晶材
料に応じて平行、反平行、あるいは４５°以下の範囲で
クロスするように設定することができる。

【００９８】基板８１ａ及び８１ｂは、スペーサー８６
を介して対向している。かかるスペーサー８６は、基板
８１ａ、８１ｂの間の距離（セルギャップ）を決定する
ものであり、シリカビーズ等が用いられる。ここで決定
されるセルギャップについては、液晶材料の違いによっ
て最適範囲及び上限値が異なるが、均一な一軸配向性、
また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処
理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態を発
現させるべく、０．３〜１０μｍの範囲に設定すること
が好ましい。

【００９９】スペーサー８６に加えて、基板１１ａ及び
１１ｂ間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる接着粒子を分散配置することも
できる（図示せず）。

【０１００】上記構造の液晶素子８０では、液晶８５と
してカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場合に
ついては、その材料の組成を調整し、更に液晶材料の処
理や素子構成、例えば配向制御膜８４ａ及び８４ｂの材
料、処理条件等を適宜設定することにより、前述の図６
に示すように、電圧無印加時では、該液晶の平均分子軸
（液晶分子）が単安定化されている配向状態を示し、駆
動時では一方の極性（第一の極性）の電圧印加時に印加
電圧の大きさに応じて平均分子軸の単安定化される位置
を基準としたチルト角度が連続的に変化し、他方の極性
（第二の極性）の電圧印加時には液晶の平均分子軸は、
印加電圧の大きさに応じた角度でチルトし、且つ第一の
極性の電圧印加による最大チルト角度が、第二の極性の
電圧印加による最大チルト角度より大きいような特性を
示すようにする。好ましくは、カイラルスメクチック相
を示す液晶材料として降温下でＩ相−Ｃｈ相−ＳｍＣ＊
相の相転移系列又はＩ相−ＳｍＣ＊相の相転移系列を示
すものを用い、前述した１）〜４）の処理によりＳｍＣ
＊相でメモリ性を消失された状態を形成する。

【０１０１】又、カイラルスメクチック相を示す液晶の
バルク状態でのらせんピッチをセルギャップの２倍以上
に設定することが好ましい。

【０１０２】そして、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料８５としては、前述したような特性（液晶材料固
有の物性値コーン角Θ、スメクチック層の層間隔ｄ、傾
斜角δについての特性）を示すようなビフェニル骨格や
フェニルシクロヘキサンエステル骨格、フェニルピリミ
ジン骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系
液晶材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調製し
た組成物を用いる。

【０１０３】このような特性下において、基板８１ａ及
び８１ｂの少なくとも一方側に偏光板を設け、電圧無印
加の状態で最暗状態となるようにセルを配置し、電圧印
加時には、このようなチルト角の連続的な変化に伴い、
例えば図７に示すような特性で素子の透過光量（素子か
らの出射光量）を電圧変化に伴いアナログ的に制御する
ことができる。

【０１０４】当該液晶素子では、基板８１ａ及び８１ｂ
の一方に少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルターを設
け、カラー液晶素子とすることもできる。

【０１０５】尚、当該液晶素子は、基板８１ａ及び８１
ｂの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれも透光性の基板
であり、一方の基板側からの入射光（例えば外部光源に
よる光）を変調し他方側に出射するタイプの素子、又は
少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反射型の液晶素
子、即ち基板８１ａ及び８１ｂのいずれか一方の側に反
射板を設けるかあるいは一方の基板自体又は基板に設け
る部材として反射性の材料を用いて、入射光及び反射光
を変調し、入射側と同様の側に光を出射するタイプの素
子のいずれにも適用することができる。

【０１０６】本発明では、上述の液晶素子に対して階調
信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の
印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的
なチルト角度の変化、及び素子からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用し階調表示を行う液晶表示素子を
構成することができる。例えば、液晶素子の一方の基板
として前述したようなＴＦＴ等を備えたアクティブマト
リックス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるアクテ
ィブマトリックス駆動を行うことでアナログ階調表示が
可能となる。

【０１０７】図１１〜１３を参照して、本発明の液晶素
子において、このようなアクティブマトリックス基板を
用いた例について説明する。

【０１０８】図１１は、当該素子を、駆動手段を備えた
形で、一方の基板（アクティブマトリックス基板）の構
成を中心に模式的に示したものである。

【０１０９】図１１に示す構成では、液晶素子に相当す
るパネル部９０において、駆動手段である走査信号ドラ
イバ９１に連結した走査線に相当する図面上水平方向の
ゲート線Ｇ１、Ｇ２…と、駆動手段である情報信号ドラ
イバ９２に連結した情報信号線に相当する図面上縦方向
のソース線Ｓ１、Ｓ２…が互いに絶縁された状態で直交
するように設けられており、その各交点の画素に対応し
てスイッチング素子に相当する薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）９４及び画素電極９５が設けられている（同図では
簡略化のため５×５画素の領域のみを示す）。尚、スイ
ッチング素子として、ＴＦＴの他、ＭＩＭ素子を用いる
こともできる。ゲート線Ｇ１、Ｇ２…はＴＦＴ９４のゲ
ート電極（図示せず）に接続され、ソース線Ｓ１、Ｓ２
…はＴＦＴ９４のソース電極（図示せず）に接続され、
画素電極９５はＴＦＴ９４のドレイン電極（図示せず）
に接続されている。かかる構成において、走査信号ドラ
イバ９１によりゲート線Ｇ１、Ｇ２…が例えば線順次に
走査選択されてゲート電圧が供給され、このゲート線の
走査選択に同期して情報信号ドライバ９２から、各画素
に書き込む情報に応じた情報信号電圧がソース線Ｓ１、
Ｓ２…に供給され、ＴＦＴ９４を介して各画素電極に印
加される。

【０１１０】図１２は、図１１に示すようなパネル構成
における各画素部分（１ビット分）の断面構造の一例を
示す。同図に示す構造では、ＴＦＴ９４及び画素電極９
５を備えるアクティブマトリックス基板２０と共通電極
３２を備えた対向基板４０間に、自発分極を有する液晶
層４９が挟持され、液晶容量（Ｃｌｃ）３１が構成され
ている。

【０１１１】アクティブマトリックス基板２０について
は、ＴＦＴ９４としてアモルファスＳｉＴＦＴを用いた
例が示されている。ＴＦＴ９４はガラス等からなる基板
２１上に形成され、図９に示すゲート線Ｇ１，Ｇ２…に
接続したゲート電極２２上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
等の材料からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３を介して
ａ−Ｓｉ層２４が設けられており、該ａ−Ｓｉ層２４上
に、夫々ｎ＋ａ−Ｓｉ層２５、２６を介してソース電極
２７、ドレイン電極２８が互いに離間して設けられてい
る。ソース電極２７は図１に示すソース線Ｓ１、Ｓ２…
に接続し、ドレイン電極２８はＩＴＯ膜等の透明導電膜
からなる画素電極９５に接続している。また、ＴＦＴ９
４におけるａ−Ｓｉ層２４上をチャネル保護膜２９が被
覆している。このＴＦＴ９４は、該当するゲート線が走
査選択された期間においてゲート電極２２にゲートパル
スが印加されオン状態となる。

【０１１２】更に、アクティブマトリックス基板２０に
おいては、画素電極９５と、該電極のガラス基板側に設
けられた保持容量電極３０により絶縁膜２３（ゲート電
極２２上の絶縁膜と連続的に設けられた膜）を挟持した
構造により保持容量（ＣＳ）３２が液晶容量Ｃｌｃと並
列の形で設けられている。保持容量電極はその面積が大
きい場合、開口率の低下するため、ＩＴＯ膜等の透明導
電膜により形成される。

【０１１３】アクティブマトリックス基板２０のＴＦＴ
１４及び画素電極９５上には液晶の配向状態を制御する
為の例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された配
向膜４３ａが設けられている。

【０１１４】一方、対向基板４０では、ガラス基板４１
上に、全面同様の厚みで共通電極４２、及び液晶の配向
状態を制御する為の配向膜４３ｂが積層されている。

【０１１５】尚、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交
した関係にある一対の偏光板間に挟持されている（図示
せず）。

【０１１６】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層４９としては、自発分極を有する液晶、例えばカイ
ラルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。そし
て、液晶層４９は、図６に示すようなスイッチング動作
及び図７に示す光学特性を示すように設定される。

【０１１７】尚、図１１及び１２に示すようなパネル構
成において、アクティブマトリックス基板として、多結
晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴを備えた基板を用いることが
できる。図１２に示すパネルの画素部分の等価回路を図
１３に示す。

【０１１８】図１３及び図１４を参照して上記構造の液
晶素子における特性を利用したアクティブマトリックス
駆動について述べる。本発明の液晶素子におけるアクテ
ィブマトリックス駆動では、例えば一画素においてある
情報を表示するための期間（１フレーム）を複数のフィ
ールド（例えば図１３に示す１Ｆ及び２Ｆ）に分割し、
これら２フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じ
た出射光量を得る。以下では、液晶層４９が図７に示す
ような光学特性を示す場合における２フィールドに分割
された例について説明する。

【０１１９】図１４（ａ）は、一画素を着目した際に、
当該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加され
る電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド
毎にゲート線Ｇ１、Ｇ２…が例えば線順次で選択され、
一ゲート線には選択期間Ｔｏｎにおいて所定のゲート電
圧Ｖｇが印加され、ゲート電極２２に電圧Ｖｇが加わり
ＴＦＴ９４がオン状態となる。他のゲート線が選択され
ている期間に相当する非選択期間Ｔｏｆｆにはゲート電
極２２に電圧が加わらずＴＦＴ１２は高抵抗状態（オフ
状態）となり、Ｔｏｆｆ毎に所定の同一のゲート線が選
択されてゲート電極２２にゲート電圧Ｖｇが印加され
る。

【０１２０】図１４（ｂ）は、当該画素の情報信号線
（ソース線）に印加される電圧Ｖｓを示す。図１４
（ａ）で示すように各フィールドで選択期間Ｔｏｎでゲ
ート電極２２にゲート電圧が印加された際、これに同期
して当該画素に接続する情報線となるソース線Ｓ１、Ｓ
２…からソース電極２７に、所定のソース電圧（情報信
号電圧）Ｖｓ（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとす
る）が印加される。

【０１２１】ここで、１フレームを構成する第一のフィ
ールド（１Ｆ）では、当該画素に書込まれる情報、例え
ば用いる液晶に応じた図７に示すような電圧−透過率特
性を基に当該画素で得ようとする光学状態又は表示情報
（透過率）に応じたレベルＶｘの正極性のソース電圧
（情報信号電圧）（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃ
とする）が印加される。この時、ＴＦＴ１４がオン状態
であるため、上記ソース電極２７に印加される電圧Ｖｘ
がドレイン電極２８を介して画素電極（９５）に印加さ
れ、液晶容量（Ｃｌｃ）３１及び保持容量３２（Ｃｓ）
に充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧Ｖｘに
なる。続いて、当該画素の属するゲート線の非選択期間
ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ１４は高抵抗（オフ状態）とな
るため、この非選択期間には、液晶セル（液晶容量Ｃｌ
ｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）３２では選択期間Ｔｏｎ
で充電された電荷が蓄積された状態を維持し、電圧Ｖｘ
が保持される。そして、当該画素における液晶層４９に
第１フィールド１Ｆの期間を通して電圧Ｖｘが印加さ
れ、当該画素の液晶部分ではこの電圧値に応じた光学状
態（透過光量）が得られる。

【０１２２】次に、第二のフィールド（２Ｆ）の選択期
間Ｔｏｎでは、第一のフィールド１Ｆとは極性が逆で実
質的に同様の電圧値Ｖｘを有するソース電圧（−Ｖｘ）
がソース電極２７に印加される。この時、ＴＦＴ１４が
オン状態であり、画素電極９５に電圧−Ｖｘが印加され
て、液晶容量（Ｃｌｃ）３１及び保持容量３２（Ｃｓ）
に充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧−Ｖｘ
になる。続いて、非選択期間ＴｏｆｆにおいてＴＦＴ１
４は高抵抗（オフ状態）となるため、この非選択期間に
は、液晶セル（液晶容量Ｃｌｃ）３１及び保持容量（Ｃ
ｓ）３２では選択期間Ｔｏｎで充電された電荷が蓄積さ
れた状態を維持し、電圧−Ｖｘが保持される。そして、
当該画素における液晶層４９に第２のフィールド２Ｆ期
間を適して電圧−Ｖｘが印加され、当該画素ではこの電
圧値に応じた光学状態（出射光量）が得られる。

【０１２３】図１４（ｃ）は、上述したような当該画素
の液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層４９に
印加される電圧値Ｖｐｉｘを、図１４（ｄ）は当該画素
での液晶の実際の光学応答（透過型液晶素子した場合で
の光学応答）を模式的に示す。

【０１２４】（ｃ）に示すように、２フィールド１Ｆ及
び２Ｆを通じて印加電圧は互いに極性が反転しただけの
同一レベル（絶対値）Ｖｘである。一方、（ｄ）に示す
ように第一フィールド１Ｆでは、例えば図７に示す特性
に基づいてＶｘに応じた階調表示状態（出射光量）が得
られ、第二フィールド２Ｆでは、−Ｖｘに応じた階調表
示状態が得られるが、例えば図７に示すような特性によ
れば実際にはわずか透過光量の変化しか得られず、透過
光量はＴｘ（＝Ｔ₁ ）より小さく、０レベルに近いＴｙ
（＝Ｔ₂ ）となる。

【０１２５】上述したようなアクティブマトリックス駆
動では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場
合で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となる
と同時に一画素であるレベルの階調表示を、高い透過光
量を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二フィ
ールドに分割して連続的に行うため、時間開口率が５０
％以下となり人間の目の感じる動画高速応答特性も良好
になる。また、第二フイールドにおいては液晶分子の若
干のスイッチング動作により完全に透過光量が０にはな
らないので、フレーム期間全体での人間の目に感じる輝
度は確保される。なお、図１４では、第一のフィールド
１Ｆにて高い透過光量Ｔｘによる表示を行い第二のフィ
ールド２Ｆにて低い透過光量Ｔｙによる表示を行ってい
るが、図１４とは逆に、第一のフィールド１Ｆにて低い
透過光量Ｔｙによる低輝度表示を行うと共に、第二のフ
ィールド２Ｆにて高い透過光量Ｔｘによる高輝度表示を
行うようにしてもよい。このような表示を行う場合に
は、第一のフィールド１Ｆの選択期間Ｔｏｎでは電圧Ｖ
ｘではなく電圧−Ｖｘをソース線Ｓ１，…に印加すれば
良く、第二のフィールド２Ｆの選択期間Ｔｏｎでは電圧
−Ｖｘではなく電圧Ｖｘをソース線Ｓ１，…に印加すれ
ば良い。このような電圧印加によって、第一のフィール
ド１Ｆでは図７に示す特性に基づいて０レベルに近い透
過光量Ｔｙ（＝Ｔ₂ ）が得られ、第二のフィールド２Ｆ
では高い透過光量Ｔｘ（＝Ｔ₁ ）が得られることとな
る。

【０１２６】更に、第一及び第二フィールドで同様のレ
ベルの電圧が極性反転して液晶層４９に印加されるた
め、液晶層４９に実際に印加される電圧が交流化され液
晶の劣化が防止する。

【０１２７】上記のアクティブマトリックス駆動では、
２フィールドからなる１フレーム全体では、ＴｘとＴｙ
を平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電
圧Ｖｓについては、図７に示す特性に沿って、実際に当
該フレームで当該画素で得ようとする画像情報（階調情
報）に応じて、所定のレベルだけ大きな透過光量を得る
ことのできる電圧値を選択して印加することで、第一フ
ィールド１Ｆにおいて、所望の階調状態より高いレベル
透過光量での階調状態を表示することも好ましい。

【０１２８】（第２の実施の形態）以下、図面を参照し
て、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【０１２９】本実施の形態に係る表示装置１００は、図
１５に示すように、複数色の光を順次出射するカラー光
源１０１と、該光の出射に同期した該光のスイッチング
を行う表示素子８０と、を備えている。

【０１３０】前記表示素子８０としては液晶素子を挙げ
ることができ、該液晶素子は、図１０に符号８０で示す
ように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板
８１ａ，８１ｂと、これら一対の基板８１ａ，８１ｂの
間に配置された液晶８５と、複数の画素を構成すると共
に該液晶８５を挟み込むように配置された一対の電極８
２ａ，８２ｂと、によって構成すれば良い。かかる場
合、液晶素子８０は、単純マトリクス方式のものであっ
てもアクティブマトリクス方式のもの（図１１及び図１
２参照）であっても良く、透過型であっても反射型であ
っても良い。この液晶素子８０の具体的構造としては、
アクティブマトリクス方式にするか単純マトリクス方式
にするか透過型にするか反射型にするかによって、第１
の実施の形態に述べたような種々のものが考えられる。

【０１３１】また、基板８１ａ，８１ｂや電極８２ａ，
８２ｂの材質・形状・製造方法等については、第１の実
施の形態に述べたような種々のものを挙げることができ
る。

【０１３２】さらに、前記液晶素子８０には、第１の実
施の形態に述べたと同様に絶緑膜８３ａ，８３ｂや配向
制御膜８４ａ，８４ｂやスペーサーや接着粒子やアクテ
ィブ素子（スイッチング素子）９４等を配置しても良
く、それらの材質・形状・製造方法（特に、配向制御膜
８４ａ，８４ｂの一軸配向処理方法及び一軸配向処理方
向）等については、第１の実施の形態に述べたような種
々のものを挙げることができる。

【０１３３】一方、液晶８５としては、自発分極を有す
る液晶、例えばカイラルスメクチック相を呈する液晶を
用いれば良く、好ましくは、図６に示すスイッチング動
作を行うと共に図７に示す光学特性を有する液晶を用い
れば良い。すなわち、電圧が印加されていない状態で
は、液晶分子の平均分子軸は単安定化されている配向状
態を示し、一の極性の電圧が印加されている状態では、
液晶分子の平均分子軸は、前記単安定化された位置から
一方の側にチルトし、かつ、他の極性（前記一の極性に
対する逆極性をいう。以下、同じ）の電圧が印加されて
いる状態では、液晶分子の平均分子軸は、前記単安定化
された位置から他方の側（すなわち、前記一の極性の電
圧を印加したときにチルトする側とは反対の側）にチル
トする、液晶を用いれば良い。

【０１３４】なお、前記一の極性或は前記他の極性の電
圧が印加される場合においては、平均分子軸が単安定化
される位置を基準としたチルトされる角度（以下“チル
ト角”とする）は、該電圧の大きさに応じて連続的に変
化する。これにより、前記液晶素子Ｐから出射される光
量は、前記カイラルスメクチック液晶８５に印加される
電圧の大きさに応じて連続的に変化することとなって階
調制御が可能となる。なお、このような階調制御を行う
には、階調信号を供給する駆動回路を液晶素子Ｐに接続
すると良い。

【０１３５】この場合、前記一の極性の電圧が印加され
るときのチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が印
加されるときのチルト角の最大値と異なるようにすると
良い。かかる場合には、前記一の極性の電圧が印加され
た状態で前記液晶素子Ｐから出射される光量の最大値
（以下“第１光量”とする）と、前記他の極性の電圧が
印加された状態で前記液晶素子Ｐから出射される光量の
最大値（以下“第２光量”とする）とが異なることとな
る。

【０１３６】また、前記一の極性の電圧が印加されると
きのチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が印加さ
れるときのチルト角の最大値よりも大きくすると良い。
かかる場合には、前記第１光量が前記第２光量よりも多
くなる。

【０１３７】具体的には、前記一の極性の電圧が印加さ
れるときのチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が
印加されるときのチルト角の最大値の５倍以上にすると
良い。かかる場合には、前記第１光量が前記第２光量の
５倍以上となる。

【０１３８】さらに、前記他の極性の電圧が印加される
ときのチルト角がほぼ０°である、ようにすると良い。

【０１３９】またさらに、偏光板を適切に配置すること
により、電圧が印加されていない状態で前記液晶素子か
ら出射される光量（第３光量）がほぼ０となるようにし
ても良い。

【０１４０】なお、カイラルスメクチック液晶８５が上
述した特性を示すようなものにするには、該液晶８５
に、降温下で等方性液体相（Ｉｓｏ）−コレステリック
相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^* ）の
相転移系列や、等方性液体相（Ｉｓｏ）−カイラルスメ
クチック相（ＳｍＣ^* ）の相転移系列、を示すと共に、
該液晶８５のスメクチック層の法線方向が実質的に一方
向であるものを用い、かつ、下記のいずれかの方法によ
りＳｍＣ^* 相でメモリー性を消失された状態を形成すれ
ば良い。 Ｃｈ−ＳｍＣ^* 相転移の際、またはＩｓｏ−ＳｍＣ
^* 相転移の際に一対の基板間の液晶８５に正負いずれか
のＤＣ電圧を印加する方法 異なる材料からなる配向制御膜を液晶８５を挟み込
むように配置する方法 液晶８５を挟み込むように配置した一対の配向制御
膜について、処理法（膜の形成条件やラビング強度やＵ
Ｖ光照射等の処理条件）を異ならせる方法 液晶８５を挟み込むように一対の配向制御膜を配置
すると共に各配向制御膜の裏側（基板側）に下地層をそ
れぞれ配置し、該下地層の膜種や膜厚を異ならせる方法 なお、カイラルスメクチック相を示す液晶としては、第
１の実施の形態に示したものを用いることができ、第１
の実施の形態に示すように偏光板を適宜用いれば良い。

【０１４１】次に、本実施の形態に係る表示装置１００
の駆動方法について、図１６及び図１７を参照して説明
する。

【０１４２】本実施の形態においては、１つのフレーム
期間Ｆ₀ を、図１６に示すように複数のフィールド期間
Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ に分割し、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ
₂ ，Ｆ₃ をさらに複数のサブフィールド期間１Ｆ，２Ｆ
に分割し、前記カラー光源１０１から前記表示素子８０
に対してはフィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎に色を変
えながら複数色の光を順次出射させ（同図(a) 参照）、
前記表示素子８０によって前記光の出射に同期した該光
のスイッチングを行うことにより、１つのフィールド期
間Ｆ₁ ，Ｆ₂ 又はＦ₃ における少なくとも１つのサブフ
ィールド期間１Ｆにおいては高輝度画像を表示すると共
に、他の少なくとも１つのサブフィールド期間２Ｆにお
いては低輝度画像を表示する（同図(d)参照）、ように
なっており、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 毎に表
示されるカラー画像が視覚的に混色されてフルカラー画
像として認識されるようになっている。

【０１４３】この場合、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，
Ｆ₃ を、図１７に示すように３つのサブフィールド期間
１Ｆ，２Ｆ，３Ｆに分割し、１つのサブフィールド期間
１Ｆにおいては高輝度画像を表示し、１つのサブフィー
ルド期間２Ｆにおいては低輝度画像を表示し、残りの１
つのサブフィールド期間３Ｆにおいては輝度をほぼ０に
する、ようにしてもよい。

【０１４４】また、１つのフレーム期間Ｆ₀ に含まれる
フィールド期間の数は、カラー光源１０１から照射され
る各色光の数に応じて決定すれば良い。例えば、カラー
光源１０１から照射される各色光がＲＧＢ（赤色、緑
色、青色）の３色である場合には、１つのフレーム期間
Ｆ₀ に含まれるフィールド期間の数を３つ（Ｆ₁ ，
Ｆ₂，Ｆ₃ ）とすれば良い。

【０１４５】さらに、同一フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ 又
はＦ₃ における高輝度画像と低輝度画像とは、輝度が異
なるだけの同一画像とすれば良く、各フィールド期間Ｆ
₁ ，Ｆ₂ 又はＦ₃ における画像は、照射されている光の
色に応じた画像（すなわち、フルカラー画像の色再現性
が良好となるような画像）とすれば良い。

【０１４６】一方、前記低輝度画像の輝度が、前記高輝
度画像の輝度の１／５以下でかつ０より大きくなるよう
にすると良い。かかる輝度の調整は、表示素子８０とし
て液晶素子を用いた場合には、前記一対の電極８２ａ，
８２ｂに電圧を印加して前記液晶８５を駆動し光の透過
率を調整することによって達成すれば良く、図７に示す
特性の液晶８５を用いた場合には、高輝度画像の場合に
は＋Ｖ₁ なる電圧を印加し、低輝度画像の場合には−Ｖ
₁ なる電圧を印加すれば良い。

【０１４７】また、表示素子８０における画像表示は線
順次走査で行えば良い。

【０１４８】図１４は、表示装置の駆動方法の一例とし
て、図１１及び図１２に示したアクティブマトリクス型
液晶素子の駆動方法を示す図であり、同図(a) は、ある
１本のゲート線Ｇ_i にゲート電圧Ｖｇが印加される様子
を示し、同図(b) は、ある１本のソース線Ｓ_j にソース
電圧Ｖｓが印加される様子を示し、同図(c) は、これら
ゲート線Ｇ_i 及びソース線Ｓ_j の交差部の画素（すなわ
ち、液晶４９）に電圧Ｖｐｉｘが印加される様子を示
し、同図(d) は、当該画素における透過光量の変化を示
す。

【０１４９】本駆動方法においては、１つのフレーム期
間Ｆ₀ を３つのフィールド期間Ｆ₁，Ｆ₂ ，Ｆ₃ に分割
し、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ をさらに２つの
サブフィールド期間１Ｆ，２Ｆに分割している。したが
って、フレーム周波数を６０Ｈｚとした場合には、１フ
レーム期間Ｆ₀ は１６．７ｍｓｅｃとなり、１つのフィ
ールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ は１６．７ｍｓｅｃ／３≒
５．５ｍｓｅｃとなり、１つのサブフィールド期間１
Ｆ，２Ｆは５．５ｍｓｅｃ／２≒２．８ｍｓｅｃとな
る。また、液晶４９には、図７に示す電圧−透過光量特
性のものが用いられている。

【０１５０】いま、あるサブフィールド期間１Ｆにおい
ては、ある１本のゲート線Ｇ_i に一定期間（選択期間Ｔ
ｏｎ）だけゲート電圧Ｖｇが印加され（同図(a) 参
照）、ある１本のソース線Ｓ_j には、ゲート電圧Ｖｇの
印加に同期した選択期間Ｔｏｎに、共通電極４２の電位
Ｖｃを基準電位としたソース電圧Ｖｓ（＝Ｖｘ）が印加
される。すると、当該画素のＴＦＴ９４はゲート電圧Ｖ
ｇの印加によってオンされ、ソース電圧ＶｘがＴＦＴ９
４及び画素電極９５を介して印加されて液晶容量Ｃｌｃ
及び保持容量Ｃｓの充電がなされる。

【０１５１】ところで、選択期間Ｔｏｎ以外の非選択期
間Ｔｏｆｆには、ゲート電圧Ｖｇは他のゲート線Ｇ₁ ，
Ｇ₂ ，…に印加されていて同図(a) に示すゲート線Ｇ_i
には印加されず、当該画素のＴＦＴ９４はオフとなる。
したがって、液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓは、この
間、充電された電荷を保持することとなる（同図(c)参
照）。これにより、１サブフィールド期間１Ｆを通じて
液晶４９には電圧Ｖｐｉｘ（＝Ｖｘ）が印加され続ける
こととなり、１サブフィールド期間１Ｆを通じてほぼ同
じ透過光量が維持されることとなる（同図(d) 参照）。

【０１５２】次のサブフィールド期間２Ｆにおいては、
上述したゲート線Ｇ_i には再びゲート電圧Ｖｇが印加さ
れ（同図(a) 参照）、これと同期してソース線Ｓ_j に
は、先のものとは逆極性のソース電圧−Ｖｘが印加され
る（同図(b) 参照）。これによって、ソース電圧−Ｖｘ
が液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓに充電されると共
に、非選択期間Ｔｏｆｆにおいてはその電荷が保持され
る（同図(c) 参照）。

【０１５３】ところで、液晶４９には、図７に示す電圧
−透過光量特性のものが用いられているため、正極性の
ソース電圧Ｖｘが印加されているサブフィールド期間１
Ｆの透過光量Ｔ₁ は多くなり、負極性のソース電圧−Ｖ
ｘが印加されているサブフィールド期間２Ｆの透過光量
Ｔ₂ はほぼ０レベルとなる。そして、１フィールド期間
Ｆ₁ 全体ではＴｘ（＝Ｔ₁ ）とＴｙ（＝Ｔ₂ ）とを平均
した透過光量が得られるが、サブフィールド期間単位で
は、明暗の表示が交互になされることとなる。したがっ
て、動画を表示する場合においてその画質が良好なもの
となる。また、液晶４９には、正極性の電圧Ｖｘと負極
性の電圧−Ｖｘが交互に印加されることなるため、液晶
４９の劣化が防止される。

【０１５４】ここで、正極性のソース電圧Ｖｘの電圧値
は、液晶４９の電圧−透過光量特性と、当該画素に書き
込みたい情報（すなわち、当該画素で得ようとする光学
状態又は表示情報）とに基づいて決定すれば良い。但
し、１フィールド期間Ｆ₁ 全体の透過光量は上述のよう
にＴｘ（＝Ｔ₁ ）とＴｙ（＝Ｔ₂ ）とを平均したものと
なることから、例えば図７に示すようにＴ₂ が著しく小
さい特性の液晶４９を用いる場合には、Ｔ₁ の値（すな
わち、Ｔ₁ の値を規定するＶｘの電圧値）はその分を考
慮して大きめに設定しておくと良い。

【０１５５】ところで、上述のように駆動する間（すな
わち、図１６に示すフィールド期間Ｆ₁ ）においてはカ
ラー光源１０１から液晶素子に対して赤色光を照射させ
ておいて、液晶素子に表示した白黒画像を赤色画像とし
て認識せしめ、次のフィールド期間Ｆ₂ においては緑色
光を照射させておいて緑色画像として認識せしめ、次の
フィールド期間Ｆ₃ においては青色光を照射させておい
て青色画像として認識せしめ、それらのカラー画像が視
覚的に混色されてフルカラー画像として認識されるよう
になっている。

【０１５６】一方、図１７は、同じく図１１及び図１２
に示したアクティブマトリクス型液晶素子の駆動方法を
示す図であるが、各フィールド期間Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ を
２つではなく３つのサブフィールド期間１Ｆ，２Ｆ，３
Ｆに分割している。なお、同図(a) は、カラー光源１０
１から照射される光を示し、同図(b) は、ある１本のゲ
ート線Ｇ₁ にゲート電圧Ｖｇが印加される様子を示し、
同図(c) は、ある１本のソース線Ｓ_i にソース電圧Ｖｓ
が印加される様子を示し、同図(d) は、これらゲート線
Ｇ₁ 及びソース線Ｓ_i の交差部の画素（すなわち、液晶
４９）に電圧Ｖｐｉｘが印加される様子を示し、同図
(e) は、当該画素における透過光量の変化を示す。ま
た、同図(f) は、ある１本のゲート線Ｇ_n にゲート電圧
Ｖｇが印加される様子を示し、同図(g) は、ある１本の
ソース線Ｓ_j にソース電圧Ｖｓが印加される様子を示
し、同図(h) は、これらゲート線Ｇ_n 及びソース線Ｓ_j
の交差部の画素（すなわち、液晶４９）に電圧Ｖｐｉｘ
が印加される様子を示し、同図(i) は、当該画素におけ
る透過光量の変化を示す。

【０１５７】本駆動方法においては、最初の２つのサブ
フィールド期間１Ｆ，２Ｆにおいては、図１４と同様の
方法によって駆動されるが、３つ目のサブフィールド期
間３Ｆにおいては、ソース線Ｓ_i の電位を０Ｖにした状
態でゲート線Ｇ₁ に再びゲート電圧Ｖｇが印加される
（同図(b) (c) 参照）。これによって、液晶容量Ｃｌｃ
及び保持容量Ｃｓが除電され、液晶４９は電圧が印加さ
れていない状態となり、透過光量Ｔ₃ は０％となる（同
図(d) (e) 参照）。このようにして、最後のゲート線Ｇ
_n まで走査されて液晶４９のスイッチングが行われ（同
図(f) 〜(i) 参照）、１フィールド期間Ｆ₁ 全体ではＴ
ｘ（＝Ｔ₁ ）とＴｙ（＝Ｔ₂ ）とＴｚ（＝０Ｖ）とを平
均した透過光量が得られる。

【０１５８】ここで、次のフィールド期間Ｆ₂ でのＧ発
光は、最後のゲート線Ｇ_n に３つ目のゲート電圧Ｖｇ
（すなわち、サブフィールド期間３Ｆにおいて印加した
ゲート電圧Ｖｇ）を印加してすぐに行うのではなく、最
後のゲート線Ｇ_n に沿った画素の液晶４９が黒状態に完
全にリセットされた後に行った方が、完璧な色再現性の
観点からはより好ましい。

【０１５９】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【０１６０】本実施の形態によれば、高輝度画像及び低
輝度画像の両方を表示するため、１フィールド期間Ｆ
₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ 全体ではそれらを平均した輝度の画像が
表示されていることと等価となり、従来のように画像を
全く表示しない期間を設ける場合に比べて画像の輝度を
高めることができる。また、カラー光源１０１を高輝度
化する必要もなく、消費電力を低くすることができる。

【０１６１】一方、画像表示を線順次走査で行うように
した場合には、カラー光源１０１の発光タイミングと走
査タイミングとの同期を全ての走査線に対して取ること
は不可能であってそれらのタイミングのズレを生じ、図
１６に示す駆動方法を用いた場合には、同図(g) に示す
ように、例えば赤色光が照射されている時点で液晶素子
には青色用の白黒画像が表示されることとなる。かかる
場合、その青色用の白黒画像の輝度が高ければ色再現性
が低下することとなるが、上述のように低輝度画像の輝
度を、高輝度画像の輝度の１／５以下でかつ０より大き
くした場合には、色再現性の低下を抑えることができ
る。

【０１６２】また、図１７に示す駆動方法を用いた場合
には、同図(i) に示すように、例えば赤色光が照射され
ている時点で液晶素子には青色用の白黒画像（前フレー
ムの青色用の白黒画像）が表示されることとなる。しか
し、該白黒画像の輝度はほぼ０であるため、図１６の駆
動方法の場合よりもさらに色再現性の低下を抑えること
ができる。

【０１６３】

【実施例】（例１） （液晶セルの作製）透明電極として７００ÅのＩＴＯ膜
を形成した厚さ１．１ｍｍの一対のガラス基板を用意し
た。該基板の透明電極上に、下記の繰り返し単位ＰＩ−
ａを有するポリイミド前駆体をスピンコート法により塗
布し、その後、８０℃５分間の前乾燥を行なった後、２
００℃で１時間加熱焼成を施し膜厚２００Åのポリイミ
ド被膜を得た。

【０１６４】

【外１】 続いて、当該基板上のポリイミド膜に対して一軸配向処
理としてナイロン布によるラビング処理を施した。ラビ
ング処理の条件は、径１０ｃｍのロールにナイロン（Ｎ
Ｆ−７７／帝人製）を貼り合わせたラビングロールを用
い、押し込み量０．３ｍｍ、送り速度１０ｃｍ／ｓｅ
ｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数４回とした。

【０１６５】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散布し、各基
板のラビング処理方向が互いに反平行（アンチパラレ
ル）となるように対向させ、均一なセルギャップのセル
（単画素の空セル）を得た。

【０１６６】（アクティブマトリックスセルの作製）上
記同様の材料、及び条件の透明電極、ポリイミド配向膜
を用い、一方の基板をゲート絶縁膜として窒化シリコン
膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクティブマトリッ
クス基板とし、一方の基板にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
ターを有し、図１０に示す画素構造のアクティブマトリ
ックスセル（パネル）を作製した。画面サイズは１０．
４インチ、画素数は８００×６００×ＲＧＢとした。

【０１６７】（液晶組成物の調製）下記液晶性化合物を
混合して液晶組成物ＬＣ−１を調製した。構造式に併記
した。構造式に併記した数値は混合の際の重量比率であ
る。

【０１６８】

【外２】 上記液晶組成物ＬＣ−１の物性パラメータを以下に示
す。

【０１６９】

【外３】 上記のプロセスで作製した単画素のセル及びアクティブ
マトリックスセルに液晶組成物ＬＣ−１を等方相の温度
で注入し、液晶をカイラルスメクティック液晶相を示す
温度まで冷却し、この冷却の際、Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移
前後において、−５Ｖのオフセット電圧（直流）電圧を
印加して冷却を行う処理を施し、液晶素子サンプルＡ、
Ｂを作製した。かかるサンプルについて、下記の項目に
ついての評価を行った。

【０１７０】１．配向状態 素子サンプルＡの液晶の配向状態について偏光顕微鏡観
察を行なった。

【０１７１】その結果、室温（３０℃）では、電圧無印
加で最暗軸がラビング方向と若干ずれた状態であり、且
つ層法線方向がセル全体で一方向しかないほぼ均一な配
向状態が観測された。

【０１７２】２．光学応答 液晶素子が示す電気光学応答を測定するために、素子サ
ンプルＡについてセルをクロスニコル下でフォトマルチ
プライヤー付き偏光顕微鏡に、偏光軸を電圧無印加状態
で暗視野となるように配置した。

【０１７３】これに３０℃において±５Ｖ、０．２Ｈｚ
の三角波を印加した際の光学応答を観測すると、正極性
の電圧印加に対しては、印加電圧の大きさに応じて徐々
に透過光量（透過率）が増加していった。一方、負極性
の電圧印加の際の光学応答の様子は、電圧レベルに対し
て透過光量が変化しているものの、その最大光量は、正
極性電圧印加の際の最大透過率と比較すると、１／１０
程度であった。

【０１７４】３．矩形波応答 サンプルＡについて三角波応答と同様の装置を用いて、
６０Ｈｚ（±５Ｖ）の矩形波電圧を印如して電圧を変化
させながら光学レベルを測定した。

【０１７５】その結果、正極性の電圧には、十分に光学
応答し、その光学応答は前状態には依存せずに安定した
中間調状態が得られることが確認できた。また、負極性
の電圧に対しても同じ電圧絶対値の正極性電圧印加の場
合の１／１０程度の光学応答が確認きれ、正負の電圧に
対する光学応答の平均値は前状態には依存せず安定した
中間調が得られることが確認できた。

【０１７６】また、この正極性の矩形波電圧印加によ
る、立ち上がり時間（最暗状態から、所定の電圧印加に
より得ようとする透過率や９０％の透過率となる時間）
と、立ち下がり時間（所定の中間調を得るための電圧で
の飽和透過率状態から当該透過率の１０％の透過率とな
る時間）での応答速度は、高電圧（５Ｖ程度）印加の際
には、夫々０．７ｍｓ、０．３ｍｓであり、低電圧（１
Ｖ程度）印加の際には、夫々２．０ｍｓ、０．２ｍｓで
あり、一般的なネマチック液晶でのスイッチングに仕較
しても高速応答性が確認された。

【０１７７】４．動画質評価 ＴＦＴを用いたアクティブマトリックスパネルであるサ
ンプルＢを用いて、図１４の駆動方法に基づく駆動を行
い画質評価を行った。この動画質評価は１０名程度の非
専門家による主観評価とし、下記５段階の尺度（カテゴ
リー）で評価した。評価に使用した画像は、ＢＴＡのハ
イビジョン標準画像（静止画）から３種類（肌色チャー
ト、観光案内板、ヨットハーバー）を選び、その中の中
心部分の４３２×１６８画素を切り出して使用した。

【０１７８】さらにこれらの画像をテレビ番組の一般的
な動き速度程度である６．８（ｄｅｇ／ｓｅｃ）の一定
速度で移動させて動画像を作成し、画像のボケを評価し
た。 ・尺度５…画面の周辺ボケが全く観察されずキレのよい
良好な動画質。 ・尺度４…画面の周辺ボケがはとんど気にならない。 ・尺度３…画面の周辺ボケが観察され、細かい文字は判
別し難い。 ・尺度２…画面の周辺ボケが顕著となり、大きな文字も
判別し難い。 ・尺度１…画面全体にボケが顕著となり、原画像がはと
んど判別不能。

【０１７９】このときの画像ソースのコンピューター側
からの出力は、１秒間に６０画面分を順次走査（プログ
レッシブ）するようなピクチャーレートとした。

【０１８０】まず、ＴＦＴパネル側（サンプル）の表示
は、１秒間に６０フレームの表示を行い、１フレームを
複数フィールドに分割はせずフレーム反転駆動を行っ
た。

【０１８１】その結果、若干ではあるが動画像の周辺ぼ
けが観測された。この周辺ぼけ度合いを主観評価する
と、上記５段階評価で３〜４程度であった。

【０１８２】更に、１フレームを２つのフィールドに分
割し、最初のフィールドで正極性電圧、続くフィールド
で負極性電圧（両フィールドの電圧レベルは同じ）を印
加し実質的に周波数１２０Ｈｚで動作させた場合、実用
上充分な輝度を有し、フリッカが全く観察されず、周辺
ぼけが全く感じられない動画像が観察され、理想的な動
画像が得られた。上記の５段階評価では５のレベルであ
った。

【０１８３】なお、この評価を一般的なＣＲＴを用いて
行うと５段階評価で全員が５、応答が数十ｍＳかかる市
販のＴＦＴタイプの液晶ディスプレイを用いると５段階
評価で２〜３程度の評価結果であった。

【０１８４】（例２） （液晶セルの作製）透明電極として７００ÅのＩＴＯ膜
を形成した厚さ１．１ｍｍの一対のガラス基板を用意し
た。該基板の透明電極上に、下記の繰り返し単位ＰＩ−
ｂを有するポリイミド前駆体をスピンコート法により塗
布し、その後、８０℃５分間の前乾燥を行なった後、２
００℃で１時間加熱焼成を施し膜厚５０Åのポリイミド
被膜を得た。

【０１８５】

【外４】 続いて、当該基板上のポリイミド膜に対して一軸配向処
理としてナイロン布によるラビング処理を施した。ラビ
ング処理の条件は、径１０ｃｍのロールにナイロン（Ｎ
Ｆ−７７／帝人製）を貼り合わせたラビングロールを用
い、押し込み量０．３ｍｍ、送り速度１０ｃｍ／ｓｅ
ｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数４回とした。

【０１８６】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径１．４μｍのシリカビーズを散布し、各基
板のラビング処理方向が互いに反平行（アンチパラレ
ル）となるように対向させ、均一なセルギャップのセル
（単画素の空セル）を得た。

【０１８７】（アクティブマトリックスセルの作製）上
記同様の材料、及び条件の透明電極、ポリイミド配向膜
を用い、一方の基板をゲート絶縁膜として窒化シリコン
膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクティブマトリッ
クス基板とし、一方の基板にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
ターを有し、図１０に示す画素構造のアクティブマトリ
ックスセル（パネル）を作製した。画面サイズは１０．
４インチ、画素数は８００×６００×ＲＧＢとした。

【０１８８】これら単画素のセル、アクティブマトリッ
クスセルに液晶組成物ＬＣ−１を等方相の温度で注入
し、液晶をカイラルスメクティック液晶相を示す温度ま
で冷却し、この冷却の際に、Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移時に
ＤＣオフセット（−５Ｖ）を印加したサンプルＣ（単画
素のセル）及びＤ（アクティブマトリックスセル）を作
製した。

【０１８９】これらサンプルＣ，Ｄについて例１の１〜
４と同様の評価を行ったところ、それぞれ例１のサンプ
ルＡ及びＢと同様の挙動及び特性が得られ、配向膜種、
配向膜厚、セル厚が変化しても、同様な状態が再現され
ることが確認された。

【０１９０】尚、この正極性の矩形波電圧印加による、
立ち上がり時間（最暗状態から、所定の電圧印加により
得ようとする透過率の９０％の透過率となる時間）と、
立ち下がり時間（所定の中間調を得るための電圧での飽
和透過率状態から当該透過率の１０％の透過率となる時
間）での応答速度は、高電圧（４Ｖ程度）印加の際に
は、夫々０．６ｍｓ、０．２ｍｓであり、低電圧（１Ｖ
程度）印加の際には、夫々１．７ｍｓ、０．２ｍｓであ
り、一般的なネマチック液晶でのスイッチングに比較し
ても高速応答性が確認された。

【０１９１】（例３） （液晶セルの作製）ラビングを平行（パラレル）とした
以外は例１と同様にして空セル、アクティブマトリック
スセルを作製し、液晶注入時、オフセット電圧印加冷却
処理を行い液晶素子サンプルＥ及びＦを得た。

【０１９２】これらサンプルＥ及びＦについて例１と同
様の評価（配向状対、光学応答、矩形波応答、動画質応
答を行った。

【０１９３】１．配向状態 サンプルＥについて、室温（３０℃）では最暗軸がラビ
ング方向と若干ずれた状態であり、かつ層法線方向がセ
ル全体で一方向しかないほぼ均一な配向状態が観測され
た。またＣ１配向領域とＣ２配向領域が半々の割合で混
在した配向状態となっていた。

【０１９４】２．光学応答 サンプルＥについて、例１と同様に±５Ｖ、０．２Ｈｚ
の三角波を印加した際のセル全体の光学応答を観測する
と、例１と同様の結果が得られた。

【０１９５】次いで、セル内のＣ１領域、Ｃ２領域を個
別に観測してみると、Ｃ１領域は光学レベル５０％程度
まではドメインレススイッチングしているものの、それ
以上に電圧強度を上げるとドメイン反転している様子が
観測された。一方Ｃ２領域は飽和電圧に達するまでドメ
インレススイッチングしていた。また、Ｃ２配向部分の
方が同じ透過光量を得るための必要電圧値が低かった。

【０１９６】３．矩形波応答 サンプルＥについて、例１と同様に６０Ｈｚの矩形波を
印加して電圧を変化させながら光学応答特性を測定し
た。

【０１９７】その結果、セル全体の光学応答を観測する
と、例１と同様の結果が得られた。したがって、ＴＦＴ
アクティブマトリックス駆動による振幅変調によりアナ
ログ階調表示が可能である。一方Ｃ１，Ｃ２を個別に観
測してみると、Ｃ２配向部分の方が同じ透過光量を得る
ための必要電圧値が低かったのは三角波応答の実験と同
様である。

【０１９８】また、この正極性の矩形波電圧印加によ
る、立ち上がり時間（最時状態から、所定の電圧印加に
より得ようとする透過率の９０％の透過率となる時間）
と、立ち下がり時間（所定の電圧での飽和透過率状態か
ら当該透過率の１０％の透過率となる時間）での応答速
度は、高電圧（５Ｖ程度）印加の際には、夫々０．６ｍ
ｓ、０．３ｍｓであり、低電圧（１Ｖ程度）印加の際に
は、夫々１．８ｍｓ、０．２ｍｓであり、一般的なネマ
チック液晶でのスイッチングに比較しても高速応答性が
確認された。

【０１９９】４．動画質評価 サンプルＦについて、例１と同様（６０Ｈｚ駆動とフレ
ーム分割駆動による１２０Ｈｚ駆動）にアクティブマト
リックス駆動における動画質の評価を行った。例１の結
果と同様に、実用上十分と思われる輝度を有し、周辺ぼ
けが全く感じられない動画像が観測された。この周辺ぼ
け度合いを主観評価すると、５段階評価カテゴリーで５
であった。

【０２００】（例４） （液晶セルの作製）透明電極として７００ÅのＩＴＯ膜
を形成した厚さ１．１ｍｍの一対のガラス基板を用意し
た。該基板の透明電極上に、市販のＴＦＴ用配向膜ＳＥ
−７９９２（日産化学社製）をスピンコート法により塗
布し、その後、８０℃５分間の前乾燥を行なった後、２
００℃で１時間加熱焼成を施し膜厚５０Åのポリイミド
被膜を得た。

【０２０１】続いて、当該基板上のポリイミド膜に対し
て一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を
施した。ラビング処理の条件は、径１０ｃｍのロールに
ナイロン（ＮＦ−７７／帝人製）を貼り合わせたラビン
グロールを用い、押し込み量０．３ｍｍ、送り速度１０
ｃｍ／ｓｅｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数４回と
した。

【０２０２】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径１．４μｍのシリカビーズを散布し、各基
板のラビング処理方向が互いに平行（パラレル）となる
ように対向させ、均一なセルギャップのセル（単画素の
空セル）を得た。

【０２０３】（アクティブマトリックスセルの作製）上
記同様の材料、及び条件の透明電極、ポリイミド配向膜
を用い、一方の基板をゲート絶縁膜として窒化シリコン
膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴを有するアクティブマトリッ
クス基板とし、一方の基板にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
ターを有し、図１０に示す画素構造のアクティブマトリ
ックスセル（パネル）を作製した。画面サイズは１０．
４インチ、画素数は８００×６００×ＲＧＢとした。

【０２０４】これら単画素セル及びアクティブマトリッ
クスパネルの夫々に液晶組成物ＬＣ−１を等方相の温度
で注入し、液晶をカイラルスメクティック液晶相を示す
温度まで冷却し、この冷却の際、Ｃｈ−ＳｍＣ＊相転移
前後において−５Ｖのオフセット（直流）電圧を印加し
て冷却を行う処理を施し、素子サンプルＧ及びＨを得
た。

【０２０５】これらサンプルＧ及びＲについて例１と同
様の評価（配向状態、光学応答、矩形波応答、動画質応
答）を行った。

【０２０６】１．配向状態 サンプルＧについて、室温（３０℃）では最暗軸がラビ
ング方向と若干ずれた状態であり、かつ層法線方向がセ
ル全体で一方向しかないほぼ均一な配向状態が観測され
た。またセル全体でＣ２配向となっていることが観測さ
れた。

【０２０７】２．光学応答 サンプルＧについて、例１と同様に±５Ｖ、０．２Ｈｚ
の三角波を印加した際のセル全体の光学応答を観測する
と、例１と同様の結果が得られた。

【０２０８】尚、このセルでは飽和電圧に達するまでド
メインレススイッチングしていた。

【０２０９】３．矩形波応答 サンプルＧについて、例１と同様に６０Ｈｚの矩形波を
印加して電圧を変化させながら光学応答特性を測定し
た。

【０２１０】その結果、セル全体の光学応答を観測する
と、例１と同様の結果が得られた。

【０２１１】したがって、ＴＦＴアクティブマトリック
ス駆動による振幅変調によりアナログ階調表示が可能で
ある。

【０２１２】また、この正極性の矩形波電圧印加によ
る、立ち上がり時間（最暗状態から、所定の電圧印加に
より得ようとする透過率の９０％の透過率となる時間）
と、立ち下がり時間（所定の電圧での飽和透過率状態か
ら当該透過率の１０％の透過率となる時間）での応答速
度は、高電圧（３Ｖ程度）印加の際には、夫々０．５ｍ
ｓ、０．２ｍｓであり、低電圧（０．６Ｖ程度）印加の
際には、夫々１．６ｍｓ、０．２ｍｓであり、一般的な
ネマチック液晶でのスイッチングに比較しても高速応答
性が確認された。

【０２１３】４．動画質評価 サンプルＨについて、例１と同様（６０Ｈｚ駆動とフレ
ーム分割駆動による１２０Ｈｚ駆動）にアクティブマト
リックス駆動における動画質の評価を行った。例１の結
果と同様に、実用上十分と思われる輝度を有し、周辺ぼ
けが全く感じられない動画像が観測された。この周辺ぼ
け度合いを主観評価すると、５段階評価カテゴリーで５
であった。

【０２１４】（例５）本実施例は、上述した第２の実施
の形態についてのものであり、表示素子としては実施例
１と同じアクティブマトリクス型の液晶パネルを使用し
た。

【０２１５】また、カラー光源としては図１８に示すバ
ックライト光源１０１を使用した。すなわち、バックラ
イト光源１０１は、３つの電源１１０と、３つのトラン
ジスタ１１１と、ＲＧＢの各色光を出射する７個×３組
のＬＥＤ１１２と、１つの波形発生器１１３と、によっ
て構成し、電源１１０とトランジスタ１１１と７個のＬ
ＥＤ１１２とを直列に接続して１つの閉回路を作成し、
トランジスタ１１１は波形発生器１１３によってオン／
オフできるようにし、ＲＧＢの各色光が順次出射される
ようにした。

【０２１６】なお、ＲＧＢ光源材料として、ＲはＧａＡ
ｌＡｓ、Ｇ，ＢはＧａＮを用いた。また、電源１１０の
電圧は、Ｒが約１４Ｖとし、Ｇ、Ｂが約２５Ｖとし、電
流値は最大２０ｍＡとした。

【０２１７】このような液晶装置を、図１６に示す駆動
方法で駆動し、 白色表示時の最大輝度 Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の色純度 を評価した。

【０２１８】その結果、±５Ｖ駆動でのパネル輝度は１
１０［ｃｄ／ｍ² ］であった。また、±５Ｖ駆動で色純
度を観察したが、走査線の順番に従って徐々に若干の色
味の変化が観測されたが、その変化はさほど大きくなく
実用上はなんら問題ない程度であった。

【０２１９】なお、単画素のセルを実施例１と同様に作
成して配向状態や光学応答や矩形波応答（但し、矩形波
の周波数は６０Ｈｚではなく１８０Ｈｚとした）を調べ
たところ、実施例１と同様の評価が得られた。

【０２２０】（比較例）本比較例においては、下記に示
す液晶組成物をその右側に併記した重量比率で混合して
液晶４９を作成した。

【０２２１】

【化１】 なお、作成した液晶の物性パラメータは、以下の通りで
あった。

【０２２２】

【表１】 なお、液晶注入後の冷却の際に、＋３Ｖのオフセット電
圧（直流電圧）の印加を行った。それ以外の構成や製造
条件等は実施例５と同様にした。

【０２２３】また、実施例１と同様の方法によって単画
素のセルを作成して配向状態や三角波応答や矩形波応答
を調べたところ、以下のようになった。 １．配向状態 液晶の配向状態について偏光顕微鏡観察を行なった。そ
の結果、最暗軸がラビング方向とほぼ平行となる配向状
態であり、かつ層法線方向がセル全体で一方向しかない
ほぼ均一な配向状態が観測された。 ２．三角波応答 液晶素子が示す電気光学応答を測定するために、クロス
ニコル下でフォトマルチプライヤー付き偏光顕微鏡に、
ラビング方向に偏光軸をあわせて暗視野となるように配
置した。

【０２２４】これにＴｃ−Ｔ＝１０℃において±５Ｖ、
０．２Ｈｚの三角波を印加した際の光学応答を観測する
と、正極性への応答は電圧強度を上げるとそれに応じて
徐々に透過光量が増加していくのに対し、一方負極性へ
の応答では、電界無印加時の黒状態から実質的に透過光
量が変化しないことがわかった。

【０２２５】また、正極性電圧を印加した状態（白表
示）から電圧を切ると、黒状態へ緩和（スイッチング）
する事が確認された。 ３．矩形波応答 三角波応答と同様の装置を用いて、１８０Ｈｚの矩形波
を印加して０〜５Ｖの範囲で電圧を変化させながら光学
レベルを測定した。

【０２２６】その結果、全ての素子が正極性の電圧のみ
に応答し、電圧レベルを変えることで輝度レベルを変化
させることが可能であった。

【０２２７】また、この正極性の矩形波電圧（飽和電圧
は全て約５ｖ）印加による、立ち上がり時間（最暗状態
から、所定の電圧印加により得ようとする透過率の９０
％の透過率となる時間）と、立ち下がり時間（所定の電
圧での飽和透過率状態から当該透過率の１０％の透過率
となる時間）での応答速度は、高電圧（５Ｖ程度）印加
の際には、夫々０．６〜０．９ｍｓ、０．２〜０．３ｍ
ｓであり、いずれも１ｍｓ以下という高速応答が実現さ
れており、ＲＧＢシリアル駆動が可能であることが確認
された。

【０２２８】さらに、本比較例にて作成したアクティブ
マトリクス型の液晶パネルを用いて実施例５と同様にＲ
ＧＢシリアル駆動評価を行ったところ、±５Ｖ駆動で色
純度を観察したが、パネル全面において均一な色が表現
されていたが、±５Ｖ駆動でのパネル輝度は１００［ｃ
ｄ／ｍ² ］であり、実施例５に比べて暗くなっていた。

【０２２９】（例６）本実施例は、上述した第２の実施
の形態についてのものであって、実施例５と同様のアク
ティブマトリクス型液晶パネル並びにバックライト光源
１０１を作成した。

【０２３０】図１７に示す駆動方法で駆動してＲＧＢシ
リアル駆動評価（±５Ｖ駆動をした場合のＲ、Ｇ、Ｂ各
色の色純度の評価）を行ったところ、色再現性は良好で
あった。

【０２３１】なお、単画素のセルを実施例１と同様に作
成して配向状態や光学応答や矩形波応答（但し、矩形波
の周波数は６０Ｈｚではなく２７０Ｈｚとした）を調べ
たところ、実施例１と同様の評価が得られた。

【０２３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた液晶素子で
あって、高速応答且つ階調制御が可能であり、動画質に
優れた最輝度の液晶素子が提供される。

【０２３３】また、１つのフィールド期間における少な
くとも１つのサブフィールド期間においては高輝度画像
を表示すると共に、他の少なくとも１つのサブフィール
ド期間においては低輝度画像を表示するようにした場合
には、１フィールド期間全体ではそれらを平均した輝度
の画像が表示されていることと等価となり、従来のよう
に画像を全く表示しない期間を設ける場合に比べて画像
の輝度を高めることができる。また、カラー光源を高輝
度化する必要もなく、消費電力を低くすることができ
る。

【０２３４】さらに、画像表示を線順次走査で行う場合
において色再現性の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）：ＳＳＦＬＣ型の素子におけ
る液晶配向状態での液晶分子及び液晶の層構造を示す模
式図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）：図１（ａ）及び（ｂ）に示
す液晶配向状態における、ダイレクタを示す模式図。

【図３】（ａ）：ＳＳＦＬＣにおける各液晶相での配向
状態を示す模式図。 （ｂ）：本発明の液晶素子の一態様における各液晶相で
の配向状態を示す模式図。

【図４】本発明の液晶素子の一態様におけるカイラルス
メクチック液晶相での配向状態を示す模式図。

【図５】カイラルスメクチックＣ相での配向状態を示す
模式図。

【図６】（ａ）〜（ｄ）：本発明の液晶素子の一態様に
おけるカイラルスメクチック液晶相での電圧印加による
液晶分子の反転挙動を示す模式図。

【図７】本発明の液晶素子における電圧一透過率特性の
一例を示す線図。

【図８】（ａ）及び（ｂ）：ＳＳＦＬＣにおける双安定
配向状態でのポテンシャルの状態をＣ１配向状態、Ｃ２
配向状態の夫々について示す模式図。

【図９】（ａ）及び（ｂ）：本発明の液晶素子における
配向状態でのポテンシャルの状態をＣ１配向状態、Ｃ２
配向状態の夫々について示す模式図。

【図１０】本発明の液晶素子の一実施態様を示す断面
図。

【図１１】本発明の液晶素子をアクティブマトリクス型
の素子に適用した場合の構成例を示す平面図。

【図１２】本発明の液晶素子をアクティブマトリクス型
の素子に適用した場合の一画素の構成例を示す断面図。

【図１３】図１０に示す素子構造の等価回路を示す図。

【図１４】本発明の液晶素子をアクティブマトリクス駆
動する際の駆動波形及び光学特性の一例を示す図。

【図１５】本発明にて駆動される表示装置の構成の一例
を示すブロック図。

【図１６】本発明に係る駆動方法の一例を示すタイミン
グチャート図。

【図１７】本発明に係る駆動方法の他の例を示すタイミ
ングチャート図。

【図１８】バックライト光源の構成の一例を示す回路
図。

【図１９】従来の液晶装置の構成の一例を示すブロック
図。

【図２０】従来の液晶装置の駆動方法の一例を示すタイ
ミングチャート図。

【図２１】本発明に係る駆動方法の他の例を示すタイミ
ングチャート図。

【図２２】本発明の他の液晶素子における電圧−透過率
特性の一例を示す図。

【符号の説明】

１１、１２ 基板 １３ 液晶 １４，１４ａ，１４ｂ，１４Ｃ 液晶分子 １５ コーン １６ スメクチック層 １７ コーン底面 １８ａ，１８ｂ Ｃダイレクタ ８１ａ，８１ｂ 基板 ８２ａ，８２ｂ 電極 ８３ａ、８３ｂ 絶縁膜 ８４ａ，８４ｂ 配向制御膜 ８５ カイラルスメクチック液晶 ８６ スペーサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門叶 剛司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森 省誠 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森山 孝志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 礒部 隆一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA53 NA65 NC34 NC38 NC43 ND06 ND17 ND54 NE04 NE06 NF19 NF20 NH15 5C080 AA10 BB05 CC03 DD03 DD08 DD27 EE19 EE29 EE30 FF12 GG02 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK02

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １秒間に複数フレームでの画像を表示す
   る表示素子において、１フレームは少なくとも２フィー
   ルドに分割し表示され、１フレーム中の少なくとも１フ
   ィールドにおいて第一の輝度で所望の画像を表示し、１
   フレーム中の残るフィールドにおいては該第一の輝度よ
   り小さく且つ０より大きい第二の輝度で該第一の輝度で
   表示した画像と実質的に同一の画像を表示することを特
   徴とする表示素子。
2. 【請求項２】 前記第二の輝度は、前記第一の輝度の１
   ／５より小さいことを特徴とする請求項１記載の表示素
   子。
3. 【請求項３】 液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の
   電極と、該液晶を挟持して対向すると共に少なくとも一
   方の対向面に該液晶を配向させるための一軸性配向処理
   が施された一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光
   板とを備え、１秒間に複数フレームでの画像を表示する
   液晶素子であって、 １フレームは少なくとも２フィールドに分割し表示さ
   れ、１フレーム中の少なくとも１フィールドにおいて第
   一の輝度で所望の画像を表示し、１フレーム中の残るフ
   ィールドにおいては該第一の輝度より小さく且つ０より
   大きい第二の輝度で該第一の輝度で表示した画像と実質
   的に同一の画像を表示することを特徴とする液晶素子。
4. 【請求項４】 前記第二の輝度は、前記第一の輝度の１
   ／５より小さいことを特徴とする請求項３記載の液晶素
   子。
5. 【請求項５】 所定第一の輝度で画像を表示するフィー
   ルドで第一の透過率となるように光学変調がなされ、前
   記第二の輝度で画像を表示するフィールドでは該第一の
   透過率の１／５より小さく０より大きい第二の透過率と
   なるように光学変調がなされる請求項３記載の液晶素
   子。
6. 【請求項６】 液晶と、該液晶に電圧を印加する一対の
   電極と、該液晶を挟持して対向すると共に少なくとも一
   方の対向面に該液晶を配向させるための一軸性配向処理
   が施された一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光
   板とを備えた液晶素子と、該液晶素子の一方の基板側に
   光源を備え、該光源からの光を該液晶素子で変調し１秒
   間に複数フレームでの画像を表示する液晶装置であっ
   て、 該１フレームは少なくとも２フィールドに分割され各フ
   ィールドでは同一の画像が表示され、１フレーム中の少
   なくとも１フィールドにおいて第一の照度で該光源が点
   灯され、１フレーム中の残るフィールドにおいては該第
   一の照度より小さくかつ０より大きい第二の照度で該光
   源が点灯されることを特徴とする液晶装置。
7. 【請求項７】 前記第二の照度は、前記第一の照度の１
   ／５より小さいことを特徴とする請求項６記載の液晶装
   置。
8. 【請求項８】 カイラルスメクチック液晶と、該液晶に
   電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟持して対向す
   ると共に少なくとも一方の対向面に該液晶を配向させる
   ための一軸性配向処理が施された一対の基板と、少なく
   とも一方の基板に偏光板とを備えた液晶素子であって、 電圧無印加時では、該液晶の平均分子軸が単安定化され
   た第一の状態を示し、第一の極性の電圧印加時には、該
   液晶の平均分子軸は印加電圧の大きさに応じた角度で該
   単安定化された位置から一方の側にチルトし、該第一の
   極性とは逆極性の第二の極性の電圧印加時には、該液晶
   の平均分子軸は該単安定化された位置から第一の極性の
   電圧を印加したときとは逆側にチルトし、第一の極性の
   電圧印加時と第二の極性の電圧印加時の液晶の平均分子
   軸の該第一の状態における単安定化された位置を基準と
   した最大チルト状態のチルトの角度が互いに異なること
   を特徴とする液晶素子。
9. 【請求項９】 前記第一の極性の電圧印加時における平
   均分子軸の最大チルト状態の前記単安定化された位置を
   基準にした角度の、前記第二の極性の電圧印加時におけ
   る平均分子軸の最大チルト状態の前記単安定化された位
   置を基準にした角度に対する比が５以上である請求項８
   記載の液晶素子。
10. 【請求項１０】 前記素子からの出射光量が、前記第一
    の状態において第一の光量となり、 前記第一の極性の電圧印加時においては、液晶の平均分
    子軸の所定のチルト状態で該第一の光量と最も異なる第
    二の光量となり、前記第二の極性の電圧印加時において
    は、液晶の平均分子軸の所定のチルト状態で該第一の光
    量と最も異なる第三の光量となり、 該素子からの出射光量は、前記第一の極性の電圧の大き
    さにより液晶の平均分子軸の前記単安定化された位置か
    らのチルトの角度を変化させることで、該第一及び第二
    の光量間で連続的に可変となることと、 該第三の光量と該第一の光量の差は、該第二の光量と該
    第一の光量の差より小さいことを特徴とする請求項８記
    載の液晶素子。
11. 【請求項１１】 前記第一の光量が素子からの出射光量
    の中で最低値であり、前記第二の光量が、素子からの出
    射光量の中で最大値である請求項１０記載の液晶素子。
12. 【請求項１２】 前記第二の光量の前記第三の光量に対
    する比が５以上である請求項１１記載の液晶素子。
13. 【請求項１３】 前記カイラルスメクチック液晶の相転
    移系列が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コ
    レステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相又
    は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ
    相であって、かつ該液晶のスメクチック層の法線方向が
    実質的に一方向であることを特徴とする請求項８記載の
    液晶素子。
14. 【請求項１４】 前記カイラルスメクチック液晶のバル
    ク状態でのらせんピッチはセル厚の２倍より長い請求項
    ８記載の液晶素子。
15. 【請求項１５】 複数の画素を有し、前記一対の基板の
    うち一方が、各画素に対応する電極に接続したアクティ
    ブ素子を有する基板であり、アクティブマトリクス駆動
    を行う駆動回路を備え、アナログ階調表示を行うことを
    特徴とする請求項８記載の液晶素子。
16. 【請求項１６】 前記素子からの出射光量が、前記第一
    の状態において第一の光量となり、前記第一の極性の電
    圧印加時においては、液晶の平均分子軸の所定のチルト
    状態で該第一の光量と最も異なる第二の光量となり、前
    記第二の極性の電圧印加時においては、液晶の平均分子
    軸の所定のチルト状態で該第一の光量と最も異なる第三
    の光量となり、該素子からの出射光量は、前記第一の極
    性の電圧の大きさにより液晶の平均分子軸の前記単安定
    化された位置からのチルトの角度を変化させることで、
    該第一及び第二の光量間で連続的に可変となり、該第三
    の光量と該第一の光量の差は、該第二の光量と該第一の
    光量の差より小さく、 前記一対の基板のうち一方が、画素に対応する電極に接
    続したアクティブ素子を有する基板であり、アクティブ
    マトリクス駆動を行う駆動回路を備え、 該駆動回路は、一画素において出射光量を変化させて所
    望の階調表示を行う回路であって、所望の階調表示に相
    応する該第一の光量と該第二の光量の間の大きさの光量
    を得るための電圧値以上の第一の極性の電圧を印加する
    第一の期間と、該第一の光量及び該第三の光量間の大き
    さの光量を得るための電圧を該液晶に印加する第二の期
    間からなる駆動信号を供給するものであり、 該第一の期間及び該第二の期間を合わせた期間で、該所
    望の階調表示を行う請求項８記載の液晶素子。
17. 【請求項１７】 前記第一の光量が、素子からの出射光
    量の中で最低値であり、前記第二の光量が、素子からの
    出射光量の中で最大値である請求項１６記載の液晶素
    子。
18. 【請求項１８】 前記第二の光量の前記第三の光量に対
    する比が５以上である請求項１７記載の液晶素子。
19. 【請求項１９】 透過型液晶素子である請求項８乃至１
    ８のいずれかに記載の液晶素子。
20. 【請求項２０】 反射型液晶素子である請求項８乃至１
    ８のいずれかに記載の液晶素子。
21. 【請求項２１】 液晶と、該液晶に電圧を印加する一対
    の電極と、該液晶を挟持する一対の基板と、少なくとも
    一方の基板側に偏光板と、該液晶を駆動するための駆動
    回路とを備えた液晶素子であって、 該駆動回路は、一画素において出射光量を変化させて所
    望の階調表示を行う回路であって、所望の階調表示に相
    応する光量以上の光量を得るための電圧値の第一の極性
    の電圧を印加する第一の期間と、該第一の極性の電圧と
    逆極性の電圧であって、該第一の期間で表示した光量よ
    り小さく且つ０より大きい光量を得る電圧を印加する第
    二の期間からなる駆動信号を供給するものであり、 該第一の期間及び該第二の期間を合わせた期間で、該所
    望の階調表示を行う液晶素子。
22. 【請求項２２】 複数の画素を有し、前記一対の基板の
    一方が各画素に対応する電極に接続したアクティブ素子
    を有する基板であり、前記駆動回路によりアクティブマ
    トリクス駆動を行いアナログ階調表示を行うことを特徴
    とする請求項２１記載の液晶素子。
23. 【請求項２３】 カラー光源から複数色の光を順次出射
    させると共に、該光の出射に同期した該光のスイッチン
    グを表示素子にて行うことにより、視覚的に混色せしめ
    てフルカラー画像として認識せしめる表示装置の駆動方
    法において、 １つのフレーム期間を複数のフィールド期間に分割し、
    各フィールド期間をさらに複数のサブフィールド期間に
    分割し、 前記カラー光源から前記表示素子に出射される光の色を
    各フィールド期間毎に変え、かつ、 １つのフィールド期間における少なくとも１つのサブフ
    ィールド期間においては高輝度画像を表示すると共に、
    他の少なくとも１つのサブフィールド期間においては低
    輝度画像を表示する、 ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
24. 【請求項２４】 各フィールド期間を３つのサブフィー
    ルド期間に分割し、かつ、 １つのサブフィールド期間においては高輝度画像を表示
    し、１つのサブフィールド期間においては低輝度画像を
    表示し、１つのサブフィールド期間においては輝度をほ
    ぼ０にする、 ことを特徴とする請求項２３に記載の表示装置の駆動方
    法。
25. 【請求項２５】 前記低輝度画像の輝度が、前記高輝度
    画像の輝度の１／５以下でかつ０より大きい、 ことを特徴とする請求項２３又は２４に記載の表示装置
    の駆動方法。
26. 【請求項２６】 前記カラー光源から出射される光がＲ
    ＧＢの３色であり、かつ、 １つのフレーム期間を３つのフィールド期間に分割す
    る、 ことを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか１項に
    記載の表示装置の駆動方法。
27. 【請求項２７】 前記表示素子が液晶素子である、 ことを特徴とする請求項２３乃至２６のいずれか１項に
    記載の表示装置の駆動方法。
28. 【請求項２８】 前記表示素子が、所定間隙を開けた状
    態に配置された一対の基板と、これら一対の基板の間に
    配置された液晶と、複数の画素を構成すると共に該液晶
    を挟み込むように配置された一対の電極と、からなり、
    かつ、 前記一対の電極に電圧を印加して前記液晶を駆動するこ
    とにより、前記光の透過率が調整されて高輝度画像又は
    低輝度画像が表示される、 ことを特徴とする請求項２７に記載の表示装置の駆動方
    法。
29. 【請求項２９】 前記液晶が、カイラルスメクチック相
    を呈する液晶である、 ことを特徴とする請求項２８に記載の表示装置の駆動方
    法。
30. 【請求項３０】 前記液晶が、 電圧が印加されていない状態では、液晶分子の平均分子
    軸は単安定化されている配向状態を示し、 一の極性の電圧が印加されている状態では、液晶分子の
    平均分子軸は、前記単安定化された位置から一方の側に
    チルトし、かつ、 他の極性の電圧が印加されている状態では、液晶分子の
    平均分子軸は、前記単安定化された位置から他方の側に
    チルトする、 ことを特徴とする請求項２９に記載の表示装置の駆動方
    法。
31. 【請求項３１】 前記一の極性の電圧が印加されるとき
    のチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が印加され
    るときのチルト角の最大値と異なる、 ことを特徴とする請求項３０に記載の表示装置の駆動方
    法。
32. 【請求項３２】 前記一の極性の電圧が印加されるとき
    のチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が印加され
    るときのチルト角の最大値よりも大きい、 ことを特徴とする請求項３１に記載の表示装置の駆動方
    法。
33. 【請求項３３】 前記一の極性の電圧が印加されるとき
    のチルト角の最大値が、前記他の極性の電圧が印加され
    るときのチルト角の最大値の５倍以上である、 ことを特徴とする請求項３２に記載の表示装置の駆動方
    法。
34. 【請求項３４】 前記カイラルスメクチック液晶は、降
    温下で等方性液体相（Ｉｓｏ）−コレステリック相（Ｃ
    ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^*）の相転移
    系列や、等方性液体相（Ｉｓｏ）−カイラルスメクチッ
    ク相（ＳｍＣ^* ）の相転移系列を示すものであって、該
    カイラルスメクチック液晶のスメクチック層の法線方向
    が実質的に一方向である、 ことを特徴とする請求項２９乃至３３のいずれか１項に
    記載の表示装置の駆動方法。
35. 【請求項３５】 前記カイラルスメクチック液晶のバル
    ク状態でのらせんピッチはセル厚の２倍より長い、 ことを特徴とする請求項２９に記載の表示装置の駆動方
    法。
36. 【請求項３６】 前記表示素子が透過型である、 ことを特徴とする請求項２３乃至３５のいずれか１項に
    記載の表示装置の駆動方法。
37. 【請求項３７】 前記表示素子が反射型である、 ことを特徴とする請求項２３乃至３５のいずれか１項に
    記載の表示装置の駆動方法。