JP2001133752A

JP2001133752A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001133752A
Application number: JP31285399A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ito; 信行伊藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な対向基板電極構造で高速応答化および
広視野角化し、動画ボケのない広視野角な液晶表示装置
を提供する。【解決手段】電界の印加されない定常状態において、
液晶は、広がり変形および捻じれ変形の配向状態を呈
し、分極を生じていない。電界を印加すると、広がり変
形および捻じれ変形に伴う撓電効果によって分極が生じ
る。この分極により、液晶は、上記電界の印加されてい
ない定常状態のときとは別の広がり変形および捻じれ変
形へと配向状態を変化させる。また、別の電界を印加す
ると、上記撓電効果によって、この電界の強度に応じた
別の分極が生じる。この分極により、液晶は、別の広が
り変形および捻じれ変形へと配向状態を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータやテ
レビ受像機その他の画像情報表示に用いられる液晶表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、図１７および図１８に
示すように、一対の透明な基板１、２を、電極３、４が
形成された面が内側になるように直交させて貼り合わせ
て作製する。図１９は、その断面構造を示したものであ
り、透明な電極３、４上には必要に応じて絶縁膜５、
６、配向膜７、８が積層され、配向膜には必要に応じて
ラビング等の配向処理が施される。所望の径のスペーサ
ー９を基板上に配置することにより均等な間隙を確保し
て、両基板を貼り合わせ接着剤１０によって固定する。
最後に、接着剤の一部に開けられた孔より液晶１１を注
入し、注入孔を封止して完成する。配向膜に施される配
向処理により、液晶は一様配向を呈する。各々の電極は
外部に引き出し部を有しており、任意の信号波形電界を
液晶に印加できるようになっている。印加される電界に
応じて液晶は配向を変化させ、液晶層を通過する光を偏
光、変調させる。必要に応じて光の偏光、変調を可視化
する偏光板（偏光子）１２、１３を設置することによ
り、表示装置としての機能を得ることができる。液晶層
に光を通過させるため、少なくとも一方の電極はＩＴＯ
（Indium-Tin Oxide、インジウム錫酸化物）等から成る
透明電極である必要がある。

【０００３】図１７および図１８に示すように、液晶表
示装置はその電極構造により２種類がある。ストライプ
形状に形成した電極を交差させる単純マトリクス方式
（図１７）と、一方基板に交差する信号電極１４とトラ
ンジスターなどのスイッチング素子１５を形成するアク
ティブマトリクス方式（図１８）である。液晶材料とし
ては、どちらの方式も現在のところほとんどがネマティ
ック液晶が使用されている。

【０００４】単純マトリクス方式は構造が簡単で作製が
容易である反面、画素ごとにスイッチング素子を持たな
いためすべての画素が液晶の静電容量で結合され、画素
数の増加に伴い画素ごとのスイッチングのしきい値が明
確でなくなり表示画像が不鮮明になる、いわゆるクロス
トークの問題を本質的に抱えている。また、透明電極で
あるＩＴＯやネサ膜は電導体であっても金属等に比較し
て抵抗値が１００倍から１０００倍程度高く、表示装置
の大型化、大表示容量化に伴い透明電極の電極抵抗によ
る信号波形の歪みが重大な問題となる。特開平９−１２
７４９４号公報（特願平７−２８７６７１号）のように
透明電極と金属配線とを並列に設置することで電極抵抗
を低減する試みも成されているが、開口率が狭くなるこ
とによる輝度の低下や単純マトリクス本来の特徴である
製造の容易さが失われる結果となっている。

【０００５】一方、アクティブマトリクス方式は画素ご
とにスイッチング素子を作り込むため、単純マトリクス
方式に比べると作製は容易ではないが、各画素を独立に
駆動することができるので、クロストークの問題が無
く、単純マトリクス方式に比べると格段に鮮明な画像を
表示することができる。また、光の透過に寄与しない信
号線をＴｉ、Ａｌといった金属で作製することができ、
また、対向の透明電極もパターンの必要のないベタ形状
であるため電極抵抗による信号波形の歪みの問題が極め
て少ない。このため、表示装置の大型化、大表示容量化
についても比較的容易に対応することができる。

【０００６】単純マトリクス方式の構造の簡単さを活か
して、クロストークの問題を強誘電性液晶を利用して解
決しようとする試みが成されている（N. Itoh 等による
Proceedings of The Fifth International Display Wor
kshop(IDW'98),(1998)p.205「17”Video-Rate Full Col
or FLCD」、以下文献１と称する）。強誘電性液晶はメ
モリー性とμｓ（μ秒）桁の高速応答性を有するため
（N.Clark 等によるApply.Phys.Lett.、36（1980）、p.
899 「Submicrosecond bistable electro-opticswitchi
ng in liquid crystals」、以下文献２と称する）、従
来のメモリー性を持たないネマティック液晶を用いた単
純マトリクス方式とは異なり、走査線ごとに高速で表示
情報を、書き込まれた表示情報を書き換え信号が入力さ
れるまで電圧を印加しないで保持する、線順次駆動方式
を適用することが可能である。これによりクロストーク
が発生することなく、単純マトリクス方式でもアクティ
ブマトリクス方式と変わらない鮮明な画像を表示するこ
とができる。

【０００７】しかし、単純マトリクス方式であれば、強
誘電性液晶を利用した場合でも電極抵抗の問題は解決さ
れない。電極抵抗の問題は信号波形の歪みという問題を
発生させるが、この問題は表示装置の大型化、大表示容
量化だけでなく、信号波形の高速化に対しても重大な問
題となり、特に高速応答性を利用する強誘電性液晶では
前述の透明電極と金属配線を並列に設置する技術が不可
欠であり、開口率が狭くなることによる輝度の低下や、
単純マトリクス本来の特徴である製造の容易さが失われ
る結果となっている。また、電極抵抗の問題は消費電力
の増加、パネルの発熱と言った問題も発生させてしま
う。

【０００８】このような点から、一部の低機能の表示装
置を除いて、高解像度の動画表示対応の液晶表示装置と
してはアクティブマトリクス方式が優れている。この中
でも、３端子素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ）
方式が他の２端子素子である金属・絶縁膜・金属積層
（ＭＩＭ）方式等に比べ優れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】現在、ＴＦＴ方式とネ
マティック液晶を組み合わせた表示装置により２０型の
液晶テレビも実現しており、一見すると平面表示装置
は、現在のＴＦＴ−ネマティック液晶の方式で技術的に
完成し、あとはさらなる大型化、大表示容量化に向けて
改良されていくだけのように思われる。

【００１０】しかし、液晶表示装置が現在、表示装置の
主流であるＣＲＴと競合し、将来、平面表示装置とし
て、大型、大重量という問題を抱えるＣＲＴに置き換わ
るには画質の点で幾つかの重大な問題が残されている。

【００１１】最も重要な問題は、液晶の信号波形電界に
対する応答速度が遅いことであり、もう一つは、充分に
広い視野角が得られていないことである。

【００１２】はじめに、液晶の応答速度と画質の関係に
ついて説明する。

【００１３】現在のＴＦＴ−ネマティック液晶表示装置
（以下ＬＣＤと表現する）では、動画表示でボケ妨害が
知覚され、大きな問題となっている。その原因が、栗田
による平成１０年液晶学会：ＬＣＤフォーラム主催「Ｌ
ＣＤがＣＲＴモニター市場に食い込むには−動画表示の
観点から−」、１項「ホールド型ディスプレイの表示方
式と動画表示における画質」（以下文献３と称する）に
詳しく説明されている。

【００１４】ＣＲＴとＬＣＤとではその表示光の時間応
答が異なっており、図２０に示すようにＣＲＴの表示光
はインパルス型であり、図２１に示すようにＬＣＤの表
示光はホールド型である。これは液晶が自発光ではな
く、バックライトの光を透過、遮光させるシャッターと
してのみ機能していることと、現在の液晶の応答速度が
１５ｍｓ程度であるため、１６．７ｍｓの１フィールド
（１表示期間）内いっぱいを使って応答していることに
よるものである。

【００１５】説明のため、応答時間も応答速度と同一の
意味として表現する。

【００１６】このようなホールド型表示では、眼球運動
のうち、動画像を知覚する上で最も重要な随従運動（左
右両眼がほぼ同様に動物体に滑らかに追従する動き）
と、視覚の時間積分効果とがほぼ完全であれば、観察者
に知覚されるのはいくつかの画素の平均の明るさとな
り、異なる画素で表現されるはずの画像内容は完全に消
失してしまう。

【００１７】随従運動は、動き速度の増大とともにその
眼球運動に占める割合が低下するが、４〜５（度／秒）
以内の動きであれば随従運動のみで追従できるとされて
いる。また、短時間での随従の最高速度は３０（度／
秒）とされる。時間積分効果については、ある程度以下
の輝度であれば、数１０ｍｓ以内の短時間内の光刺激は
ほぼ完全に積分されると考えられる。実際に表示される
多くの動画像が、これらの角速度および輝度を満たすた
め、ホールド型表示ではいわゆるアイトラッキングによ
って動画ボケが生じてしまう。

【００１８】ＬＣＤで動画ボケを根本的に無くすために
は、ＣＲＴと同じインパルス型表示にする必要がある。
これには、バックライトを現在のように常時点灯させる
のではなく、シャッターを用いて見かけ上のインパルス
発光にする方法や、高速にブラッシングさせる方法があ
るが、いずれの場合も液晶の応答速度を現在よりも大幅
に高速化する必要がある。

【００１９】図２２を用いてこの説明を行う。図２２は
横軸に時間、縦軸にバックライトの発光量とＬＣＤの透
過光量を示したものである。図２２中で、ｔはＴＦＴの
走査信号線であるゲートを開くために必要な時間（ゲー
トＯＮ時間）であり、ｎは走査信号線（ゲートライン）
の本数である。このため、走査線数（走査ライン数）ｎ
本の表示装置であれば、全てのＴＦＴをＯＮするために
はｔ×ｎの時間を必要とする。

【００２０】図２２中の曲線は液晶の時間応答特性であ
り、τは液晶の応答速度（応答時間）である。

【００２１】最終のｎ本目のゲートラインをＯＮしてか
ら、ｎライン目の液晶が応答した後に、バックライトを
点灯あるいは発光させることにより、ＣＲＴと同様なイ
ンパルス型表示を行うことができる。

【００２２】インパルス型表示として有効なバックライ
トの発光期間比率（コンパクション比）は、上記文献３
によると、１フィールド（１表示期間）１６．７ｍｓの
うちの２５％とされており、これにより、光源点灯期間
（バックライトの発光期間）Ｔは約４ｍｓとしなければ
ならない。また、走査線数１０２５本のハイビジョン放
送を再現しようとすれば、ｎは約１０００である。

【００２３】液晶の応答速度は、 τ＝１６．７ｍｓ−ｔ×ｎ−Ｔである。このため、 τ≦１６．７ｍｓ−４ｍｓ−ｔ×ｎとする必要がある。

【００２４】現在、ＴＦＴのゲートＯＮ時間ｔは、２
０" の大型表示装置が実現しているアモルファスシリコ
ンαＳｉ−ＴＦＴで約１０μｓ、大型化は困難であるが
電子移動度の高いポリシリコンＰＳｉ−ＴＦＴで約３μ
ｓである。

【００２５】このことから、動画ボケの無いフルスペッ
クの動画像を実現するために必要な液晶の応答速度は、
αＳｉ−ＴＦＴを用いた場合に２．７ｍｓ以下、ＰＳｉ
−ＴＦＴを用いることができても９．７ｍｓ以下でなけ
ればならないことがわかる。実際は、ＰＳｉ−ＴＦＴは
プロセス温度が１０００℃以上と高いため、通常のガラ
ス基板を使用することができず石英ガラスを使用しなけ
ればならない。このため、大型化が困難であり、フルス
ペックのハイビジョン放送を実現する表示装置は実現性
が乏しい。

【００２６】現在の液晶の応答速度は、前述した様に１
５ｍｓ程度であり、バックライトシステムをインパルス
型に変更しても、αＳｉ−ＴＦＴを用いて２．７ｍｓ以
下の応答速度で、動画ボケの無いフルスペックの動画像
を実現することは無理である。

【００２７】現在の液晶の応答速度が遅いことは以下の
理由による。

【００２８】図２３は現在のネマティック液晶の電界応
答を示している。円柱は液晶分子１６を表現している。
ネマティック液晶は分子長軸方向と分子短軸方向との誘
電率の差である誘電異方性Δεによってスイッチング
（配向状態の変化）し、印加される電界Ｅとの間に発生
する（１／２）ΔεＥ²の誘電エネルギーによりトルク
を生じて配向を変化させる。Δεが正の場合、図２３
（ｂ）に示すように、分子長軸が電界と一致するように
配向を変化させ、Δεが負の場合、分子長軸が電界と直
交するように配向を変化させる。

【００２９】誘電異方性Δεによる応答は、そのエネル
ギーが小さいため、このタイプの応答をする液晶では一
般に数１００ｍｓ〜数１０ｍｓの応答速度しか得られな
い。誘電エネルギー（１／２）ΔεＥ²は電界Ｅの方向
に依存しないスカラー量であるため、電界Ｅが交流であ
ってもネマティック液晶は一方向にのみ変化するだけで
ある。電界を除去した後は、液晶の粘性緩和により初期
配向状態に復帰するため、一般に電界印加による立ち上
がり（その時間をτｒとする）よりも、電界除去後の立
ち下がり（その時間をτｄとする）はさらに遅い。

【００３０】前述の強誘電性液晶は自発分極を有し、１
ｍｓ以下の応答速度を容易に得ることができるため、メ
モリー性を活かした単純マトリクス方式ではなく、ＴＦ
Ｔと組み合わせて動画画質の改善を図ろうとする研究も
行われている（寺田等による第４６回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集第３分冊１３１６項２８ｐ−Ｖ−８
「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモードＦＬＣＤ」、以下
文献４と称する）。

【００３１】図２４は強誘電性液晶の電界応答を示して
いる。強誘電性液晶は自発分極Ｐｓと電界Ｅとの内積エ
ネルギーであるＰｓ・Ｅによってスイッチングし、自発
分極Ｐｓの方向が電界方向と一致することにより、基板
面内に平行な状態でスイッチングするいわゆるインプレ
インスイッチングをする。自発分極Ｐｓによる応答は、
そのエネルギーが大きいため、１ｍｓ以下の数１００μ
ｓ〜数１０μｓの応答速度が容易に得られる。自発分極
Ｐｓと電界Ｅとの内積エネルギーであるＰｓ・Ｅは電界
Ｅの方向に依存するベクトル量であるため、電界Ｅの方
向によって光学的な立ち上がり（τｒ）と立ち下がり
（τｄ）とを同様に高速で切り替えることができる。

【００３２】また、従来、単純マトリクス方式では困難
であった中間調（階調）表示も、ＴＦＴと組み合わせる
ことで容易に達成されている。

【００３３】このように応答速度の点では非常に有利な
強誘電性液晶であるが、ネマティック液晶には無い多数
の特有の問題がある。強誘電性液晶はスメクチック液晶
であり、ネマティック液晶に比較すると結晶に近く、分
子配列に層構造が存在する。このため、広い面積に渡っ
て均一に配向させることが難しい。また、層構造が機械
的衝撃で乱れやすく、配向が不均一になるため、信頼性
の面で問題がある。表示装置内に壁状構造物を形成して
基板を強固に固定することで、耐衝撃性を解決すること
はできるが（上記文献１参照）、壁を形成することでさ
らに配向性が難しくなる。

【００３４】また、強誘電性液晶は、自発分極を有して
いるために、表示信号を入力してスイッチングさせてい
ないと自発分極が一方向に向いたままとなり、長時間こ
の状態が続くと強誘電性液晶と配向膜の界面で電荷が溜
まってしまい、いわゆる焼き付き現象が起こるという問
題もある。

【００３５】さらに、強誘電性液晶は、その特性を充分
引き出すために２μｍ〜１．５μｍという薄いセル厚構
造にする必要がある。通常のネマティック液晶を用いた
場合は４μｍ程度のセル厚である。このためセル容量が
通常のネマティック液晶よりも大きくなり、必要時間内
でのＴＦＴによる画素への電荷充電量が少なくなりスイ
ッチングが不十分になる恐れがある。この問題を解決す
るためには、ＴＦＴの充電能力を向上させなければなら
ないが、ＴＦＴの大幅な構造変更は、製造の困難さを高
めるため、コスト面から好ましいものではない。

【００３６】このような理由から、従来から使用されて
いるネマティック液晶の応答速度を向上させようとする
研究も盛んに行われている。実際には、現在主流で用い
られておりよく知られているＴＮ（ツイストネマティッ
ク）配向とは別の配向状態を用いて応答速度を向上させ
ようという研究が行われている。

【００３７】それらのうち、ベンドセルあるいはパイセ
ルと言われる配向状態を用いてネマティック液晶を高速
応答化する研究が良く知られている（T.Miyashita 等に
よるConference Proceedings of The 13th Internation
al Display Research Conference（Euro Display ’9
3）、（1993）p.149 「Wide viewing Angle display mo
de for active matrix LCD using bend alignment liqu
id crystal cell」、以下文献５と称する）。ベンド配
向セルでは、従来、１５ｍｓ程度であるＴＮ配向セルの
応答速度が、２ｍｓ程度まで短くなることが報告されて
いる。この高速応答化は、液晶の応答によってセル内に
生じる液晶の流れ（フロー）をコントロールすることで
達成されている（宮下等による平成１０年液晶学会：Ｌ
ＣＤフォーラム主催「ＬＣＤがＣＲＴモニター市場に食
い込むには−動画表示の観点から−」、７項「ＯＣＢ液
晶の高速応答特性を利用したフィールドシーケンシャル
フルカラー液晶ディスプレイ」、以下文献６と称す
る）。誘電異方性を利用している点は従来のネマティッ
ク液晶と同様である。

【００３８】ただし、上記文献５にも報告されているよ
うに、ベンド配向の応答速度は中間調表示レベルに大き
く依存する。一般に、誘電異方性を利用するネマティッ
ク液晶の応答速度は、誘電異方性が正の場合、初期配向
状態から電界方向に液晶分子長軸が完全に揃うような強
い電界を印加した場合が、分子の動く角度が最も大きい
にもかかわらず最も速い。誘電異方性が負の場合も同様
に、初期配向状態から電界方向に液晶分子長軸が完全に
垂直になるような強い電界を印加した場合が、分子の動
く角度が最も大きいにもかかわらず最も速い。

【００３９】これは、ネマティック液晶の応答速度が液
晶分子の動く角度や距離で決まるのではなく、図２５お
よび図２６に示すように、最初に付与されるトルクによ
って決まるからである。図２５は完全スイッチングであ
り、図２６は中間調スイッチングである。このためベン
ド配向の場合も完全明暗間の応答速度は２ｍｓ以下と短
いが、中間調表示間の応答速度は遅くなり、７ｍｓを超
える場合もある。

【００４０】先に説明した動画ボケの画質改善に必要な
液晶の高速応答は、もちろん全ての中間調表示間におい
て達成されなければならない。

【００４１】また、ベンド配向セルは、前述の文献や図
２７に示すようにそのベンド配向を形成するためにバイ
アス電圧が必要であり、また視野角が狭いため視野角拡
大用の位相差板が必要である。バイアス電圧は消費電力
の増加につながるので大きな問題である。

【００４２】視野角については後で説明するが、フルス
ペックの動画を実現するためには位相差板を用いる方法
では全く不十分でり、またコストの面からも好ましいも
のではない。

【００４３】これらの中間調表示の応答速度の不十分
さ、バイアス電圧の必要性、視野角の狭さからベンド配
向セルで動画ボケの画質改善を達成して、フルスペック
の動画を実現する表示装置を得ることはできない。

【００４４】ベンド配向セルのバイアス電圧が必要であ
る問題を解決する方法として、ＨＡＮ配向セルが提案さ
れている。ＨＡＮ配向セルは、一方基板で液晶を水平配
向させ、他方基板では液晶を垂直配向させるいわゆるハ
イブリッド配向をさせる。こうしてベンド配向の半分の
配向状態をバイアス電圧無しで実現することができる
（T.Saitoh等によるProceedings of Society for Infor
mation Display（SID96）、（1996）p.171 「HAN-LCDs
with Dual Subpixels Fabricated Using a Photopolyme
r Film Exhibitng Wide Viewing Angle 、Fast Res
ponse Time 、and Low Driving Voltage 」（以下文献
７と称する）、あるいは特開平１１−１４９９０号公
報）。しかし、ベンド配向セルと同様に、応答速度は中
間調表示に対しては１０ｍｓ以上と遅く、視野角を広げ
るために位相差板が必要である。

【００４５】以上のように、現在報告されている、従来
のＴＮ配向とは別の配向を用いてネマティック液晶の応
答速度を改善する方法では、中間調表示を含めての満足
な高速応答化は無理である。

【００４６】次に、視野角について説明する。視野角に
ついては、応答速度ほど絶対的な定量評価は進んでいな
い。これは、画面を視聴する方向が表示装置の画面サイ
ズだけでなく、視聴される場所、形態等に大きく依存す
るためである。しかしながら、前述したように液晶表示
装置がＣＲＴと競合し、将来、ＣＲＴに置き換わるに
は、可能な限り広い視野角が必要である。ちなみにＣＲ
Ｔでは正面方向から観察した場合に対して、輝度が１／
２に低下するまでの範囲を有効な視野角としており、ほ
とんどの機種で±８０°が達成されている。

【００４７】自発光でない液晶表示装置で広い視野角を
実現するためには、よく知られているようにインプレイ
ンスイッチングさせることが必要である。図２８および
図２９を用いて従来の液晶のスイッチング（バーティカ
ルスイッチング）（図２８）とインプレインスイッチン
グ（図２９）の違いについて説明する。

【００４８】従来の液晶のスイッチング（バーティカル
スイッチング）では、観察者から見た液晶分子の形状
（正面図）が、スイッチングの２状態で大きく変化す
る。液晶分子は屈折率異方性（ｎ//＞ｎ⊥）を有してい
るため、見かけの分子形状の違いが大きいと、実効的な
屈折率異方性の違いも大きくなり、わずかな観察方向の
変化によって２状態間のコントラストや輝度が変化した
り、反転したりする。

【００４９】これに対して、インプレインスイッチング
では、観察者から見た液晶分子の形状（正面図）が、ス
イッチングの２状態でほとんど変化しない。このため、
実効的な屈折率異方性が観察方向にほとんど依存せず、
コントラストや輝度といった表示特性が変化しにくく、
広い視野角で安定した表示が得られる。

【００５０】これまで説明した従来のＴＮ配向セル、ベ
ンド配向セル、ＨＡＮセルはいずれもすべてバーティカ
ルスイッチングであり、視野角が狭い。ベンド配向セ
ル、Ｈ配向セルでは、上記文献５、上記文献７、あるい
は上記特開平１１−１４９９０号公報に示されているよ
うに位相差板を用いて視野角を広げているが、いずれも
正面から±４０°程度の範囲でしか、正面の１／２の輝
度が達成されておらず、位相差板を用いているにもかか
わらずＣＲＴの半分の視野角しか達成できていない。も
ちろん、位相差板を使用することはコスト的に好ましく
ない。

【００５１】インプレインスイッチングを達成するため
には、図１７および図１８のような通常の対向基板電極
構造で自発的にインプレインスイッチングする液晶を利
用する方法と、図３０のように一方の基板上に正負の櫛
歯電極を形成し、電界を基板に平行に印加して通常のネ
マティック液晶をインプレインスイッチングさせる方法
とがある。対向基板電極構造で自発的にインプレインス
イッチングする液晶としては強誘電性液晶がよく知られ
ている。

【００５２】翻って、応答速度については、ネマティッ
ク液晶の櫛歯電極によるインプレインスイッチングセル
の応答速度は、先に説明した各種方式のネマティック液
晶セルよりもさらに遅く、応答速度２０ｍｓ以上であ
る。通常は、対向電極間に電界を印加するので電極間距
離は長くても５μｍ程度である。櫛歯電極の場合にも同
程度の電圧で充分な電界を印加しようとすれば、櫛歯の
ピッチを短くしなければならないが、開口率の点から電
極間距離はこれより長くなってしまう。また、櫛歯電極
によるインプレインスイッチングセルでは、図３０から
明らかなように、漏れ電界を利用するため、電界が液晶
に有効に印加されない。

【００５３】さらに、基板付近の液晶が基板界面に規制
される、いわゆる界面ラッチの効果が大きくなる。この
ような理由から、ネマティック液晶の櫛歯電極によるイ
ンプレインスイッチングセルでは、広い視野角は達成で
きても、高速応答を達成することが困難である。

【００５４】また、液晶の配向を改良するだけではな
く、ＴＦＴ構造も従来の対向基板電極から櫛歯電極に構
造を変更しなければならず、コストの面で好ましくな
い。

【００５５】以上説明した通り、これまでは、比較的扱
いやすく問題の少ないネマティック液晶では、高速応答
性およびインプレインスイッチングによる広視野角とい
う重要な問題を解決する手段は無かった。強誘電性液晶
は、高速応答性とインプレインスイッチングによる広視
野角を従来の簡単な対向基板電極構造で達成することが
できるが、前述の通り、特有の多くの問題を抱えてい
る。

【００５６】ベンド配向セルやＨＡＮ配向セルは、液晶
のフローを制御して応答速度の改善を図ったものである
が、誘電異方性による応答である点は従来のネマティッ
ク液晶と同様である。このため、自発分極による応答で
ある強誘電性液晶に比べて応答速度が遅い。

【００５７】誘電異方性によらないネマティック液晶の
応答として、撓電効果（フレクソエレクトリック効果）
が知られている。フレクソエレクトリック効果について
は、D.Demus 等によるHandbook of Liquid crystals 、
vol.1 （1998）p.4939.3.1.3Flexo-Electric Phenomena
（以下文献８と称する）に詳しく説明されているが、
簡単に説明する。

【００５８】通常、液晶分子はこれまで表現してきたよ
うに円柱状あるいはよく知られるように細長い楕円状と
して取り扱われる。ただし、これはマクロ的に考えた場
合であり、液晶分子が化合物である限り分子一つ一つの
形状には必ず非対称性が存在する。形状の非対称によ
り、分子レベルでは分極が生じており、形状の非対称性
と分極の関係で可能なものは図３１・図３２と図３３・
図３４との２種類がある。一つは分子長軸方向の非対称
性であり涙型分子１９と呼ばれるものである（図３１・
図３２）。もう一つは分子短軸方向の非対称性でありバ
ナナ型分子２０と呼ばれるものである（図３３・図３
４）。それぞれの形状の分子は矢印で示した方向の分極
２１を有している。

【００５９】これらの液晶分子が自然な状態で存在して
いる場合には、各々図３１や図３３のように各分子の分
極も完全にランダムで打ち消しあっている。この状態で
は、液晶分子を通常の円柱状として取り扱うことができ
る。

【００６０】しかし、図３２や図３４のように配向に一
定の変形を与えてやると、分子の配向方向に存在確率の
違いが生じ、外部に分極Ｐ２２が現れる。涙型分子の場
合は広がり（スプレイ）変形であり、バナナ型分子の場
合は曲がり（ベンド）変形である。

【００６１】実際には涙型、バナナ型とはっきり分ける
ことのできる分子は少なく、これらの特徴を併せ持った
図３５のような分子がほとんどであり、広がり変形でも
曲がり変形でも区別することなく、何らかの配向変形が
起こると、外部に分極が現れる。

【００６２】フレクソエレクトリック効果は、配向変形
による分極の発生だけではなく、上記文献８や、D.Demu
s 等による Handbook of Liquid crystals、vol.2 （19
98）2.4.3 The Molecular Picture （以下文献９と称す
る）にあるように、電界により分子の運動が制限される
ことで微小な分極が生じ、生じた微小な分極と電界との
作用により配向変形が誘起され、より大きな分極が発生
し、さらに配向が変形するという具合に、雪崩式に分極
および配向変形が大きくなるという特徴も有している。

【００６３】フレクソエレクトリック効果によるネマテ
ィック液晶の電界応答は、強誘電性液晶の自発分極とは
異なるが、分極による応答なので、従来の誘電異方性に
よる応答よりもかなり高速である。

【００６４】フレクソエレクトリック効果を利用した、
液晶の電界応答について既に報告されている技術を説明
する。

【００６５】図３６に示すように、らせん構造を形成す
るコレステリック液晶のらせん軸に垂直に電界を印加す
ると、らせん軸に対して分子が傾くことが、D.Demus 等
によるHandbook of Liquid crystals 、vol.2 （1998）
2.4.6 The Flexoelectrooptic Effect（以下文献１０と
称する）や、J.Patel 等によるJ.Appl.Phys.、66（198
9）p.1879「Fast electro-optic effect based on chol
esteric liquid Crystals」（以下文献１１と称する）
に記されている。

【００６６】図３６ではｘｙ面が基板に相当し、対向す
る基板の間にらせん軸ｚを基板に平行にしてコレステリ
ック液晶が配向している。

【００６７】電界無印加（Ｅ＝０）状態（図３６
（ｂ））では、通常のコレステリック液晶の配向である
が、電界を印加すると、らせん軸はそのままで、液晶分
子がらせん軸に対して傾く（図３６（ａ）・図３６
（ｃ））。この変形は局所的な広がり変形と曲がり変形
との組み合わせであることが判っている。この現象は、
上述したように、電界により局所的に微小な分極が生
じ、生じた微小な分極と電界との作用により配向変形が
誘起され、より大きな分極が発生し、さらに配向が変形
するものである。

【００６８】この効果について詳しく研究をした、P.Ru
dquist等によるJ.Appl.Phys.、76（1994）P.7778「Line
ar electro-optice effect based on flexoelectricity
ina cholestreric with sign change of dielectric a
nisotropy」（以下文献１２と称する）によると、２５
°近い傾き角度γが得られることが報告されている。

【００６９】分子の傾く方向は電界の方向に依存するの
で、傾き角度γが２２．５°であれば、２方向の電界に
より±２２．５°のスイッチング、すなわち４５°のイ
ンプレインスイッチングが可能であり、クロスニコル偏
光板と組み合わせて理論的に最大のコントラストが得ら
れる。

【００７０】応答速度は非常に高速で、１００μｓ程度
である。これは、通常の誘電異方性によるネマティック
液晶の応答速度よりも２０倍から１００倍も高速であ
る。

【００７１】また、分子の傾き角度γは電界強度に対し
て線形に変化するので、アナログ的に無限な中間の状態
を制御することが容易である。また、応答速度は電界強
度に依存せず、一定である。

【００７２】ただし、この方式はらせん構造を形成して
いるため、入射光に対して選択反射が生じてしまう。こ
のため、十分な暗状態を得ることができない。また、明
状態も、特定の着色を生じ、完全な白表示とはならな
い。光を高速で変調するだけの光学素子としては魅力的
であるが、表示装置としては不十分である。

【００７３】上記文献１２には、フレクソエレクトリッ
ク効果を利用した液晶デバイスが、従来の誘電異方性に
よるネマティック液晶よりも非常に高速応答であること
が示されている。その中には、フレクソエレクトリック
効果による高速応答性を十分に発揮させるためには、誘
電異方性Δεの絶対値が小さいことが必要であることが
示されている。この文献１２では、誘電異方性の絶対値
｜Δε｜は０．１以下である。このことは、フレクソエ
レクトリック効果が配向変形により分極を誘起し、誘起
された分極と電界との作用により高速応答性を発揮する
のに対して、誘電異方性は液晶分子を一方向に配向させ
るように働き、配向変形を消滅させようとするため、２
つの効果が相反する性質のものであることを示してい
る。

【００７４】表示装置として大きな問題となるらせん構
造を形成しない技術としては、R.Barberi 等によるApp
l.Phys.Left. 、60（1992）p.1085「Flexoelectrically
controlled surface bistable switching in nematic
liquid crystals」（以下文献１３と称する）に報告さ
れている、バイステーブルネマティック液晶方式があ
る。

【００７５】これは、図３７に示すように、２種類の広
がり変形の間を電界の方向によってスイッチングさせる
もので、高速応答とインプレインスイッチングとを両立
する方式として有効である。応答速度は実用的な電圧で
数１０μｓを達成することができる。

【００７６】ただし、この方式は双安定であり、中間調
表示が行えないという問題がある。また、図３７から明
らかなように、液晶の配向変化は強誘電性液晶と同じよ
うな運動であり、本来、ネマティック液晶では制御でき
ないものである。

【００７７】上記文献１３では、ＳｉＯ₂の斜方蒸着を
配向制御層として用い、蒸着条件（蒸着角度、蒸着膜厚
等）を極めて精密に制御することで、界面の不安定性を
利用して、このようなスイッチングを実現している。こ
の技術については、特表平３−５０２９６９号公報に詳
しく説明がなされている。

【００７８】ただし、この技術に使われている斜方蒸着
法は、基板が大型になると蒸着角度が基板内で変化して
しまうという基本的な問題を抱えている。また、角度を
付けて蒸着するため、蒸着ターゲットから基板までの距
離を長くする必要があり、必然的に装置が大型化してし
まう。このように斜方蒸着法は生産性の点で非常に問題
が多い。

【００７９】また、上記文献１３や上記特表平３−５０
２９６９号公報に記載されている蒸着条件は、非常に微
妙なものであり、大面積にわたって均一に達成すること
が極めて困難である。

【００８０】このような理由から、この方式は全く実用
にはなっていない。

【００８１】また、この方式では電界の無い定常状態に
おいても常に分極が発生しており、強誘電性液晶と同じ
ように焼き付きが発生してしまう。

【００８２】青木等による第４６回応用物理学関係連合
講演会講演予稿集第３分冊１３１６項２８ｐ−Ｖ−９
「ネマチック液晶のフレクソエレクトリック効果を用い
た準双安定横電界モードの最適化」（以下文献１４と称
する）には、通常、平行配向を用いるインプレインスイ
ッチング方式に、図３８に示すように広がり変形配向を
利用して広視野角の特徴を活かしながら高速応答化を図
る方法（インプレインスプレイ）が記載されている。

【００８３】この方法では、通常数１０ｍｓであったイ
ンプレインスイッチングが数ｍｓまでは高速化できる。
しかし、フレクソエレクトリック効果を利用しているに
もかかわらず、基本的にインプレインスイッチングの応
答速度が基板界面ラッチに規制されるため、それ以上の
高速応答化は困難である。

【００８４】また、この方式も、電界の無い定常状態に
おいても常に分極が発生しており、強誘電性液晶と同じ
ように焼き付きが発生してしまう。

【００８５】このように、これまでは、高速応答、広視
野角、コントラスト、焼き付き等、表示装置として必要
な十分な特性を有する技術は存在しなかった。

【００８６】本発明はこのような従来技術の問題を解決
するものであって、高速応答およびインプレインスイッ
チングによる広視野角ではあるが、配向の均一性・耐衝
撃性や焼き付きといった特有の問題を有する強誘電性液
晶ではなく、従来から広く利用されており、比較的扱い
やすく問題の少ないネマティック液晶を用いて、高速応
答化と広視野角化の問題を従来の簡単な対向基板電極構
造で達成し、動画ボケのない、広視野角な液晶表示装置
を提供することを目的としている。

【００８７】すなわち、本発明は、１ｍｓ以下μｓオー
ダーの高速応答性、インプレインスイッチングによる広
視野角特性、十分な高コントラストであり、焼き付きが
無い表示装置を提供するものである。

【００８８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の液晶表示装置は、液晶に光を入射させると
ともに表示画像に応じた信号波形に沿った電界を液晶に
印加して上記電界に応じて液晶の配向状態を変化させる
ことにより上記入射光を変調する液晶表示装置におい
て、液晶が、電界の印加されていない定常状態におい
て、ある広がり変形および捻じれ変形の配向状態を呈し
ており、分極を生じておらず、電界が印加されると、広
がり変形および捻じれ変形に伴う撓電効果によって分極
を生じさせ、この分極により、少なくとも部分的に、上
記電界の印加されていない定常状態のときとは別の、印
加される上記電界に応じた広がり変形および捻じれ変形
へと配向状態を変化させることを特徴としている。

【００８９】上記の構成により、電界の印加されない定
常状態において、例えば対向する基板間で、液晶は、広
がり変形および捻じれ変形の配向状態を呈しており、分
極を生じていない。電界を印加すると、広がり変形およ
び捻じれ変形に伴う撓電効果によって分極が生じる。こ
の分極により、液晶は、例えば少なくとも一方の基板近
傍において、上記電界の印加されていない定常状態のと
きとは別の広がり変形および捻じれ変形へと配向状態を
変化させる。強度の異なる別の電界を印加すると、上記
撓電効果によって、この電界の強度に応じた別の分極が
生じる。この分極により、液晶は、例えば少なくとも他
方の基板近傍において、別の広がり変形および捻じれ変
形へと配向状態を変化させる。

【００９０】したがって、表示画像に応じた信号波形に
沿った電界を液晶に印加すると、配向状態を変化させる
ことにより上記入射光を変調することができる。

【００９１】それとともに、強誘電性液晶ではなく、ネ
マティック液晶のように、電界無印加時に全体として分
極がない（常誘電性等）液晶材料を使用可能である。ま
た、電界を印加するための電極構造も、従来の簡単な対
向基板電極構造のままでよい。

【００９２】それとともに、誘電異方性を利用した配向
状態変化ではなく、撓電効果（フレクソエレクトリック
効果）を利用したものであるため、応答が非常に高速で
ある。このため、動画ボケを著しく軽減できる。

【００９３】それとともに、上記配向状態の変化はイン
プレインスイッチングである。このため、視野角を広く
できる。

【００９４】それゆえ、比較的扱いやすく問題の少ない
ネマティック液晶を用いて、高速応答化と広視野角化の
問題を従来の簡単な対向基板電極構造で達成し、動画ボ
ケのない、広視野角な液晶表示装置を提供することがで
きる。

【００９５】上記液晶表示装置は、上記液晶が、基板を
対向させて形成される間隙に配置されるように構成する
ことができる。

【００９６】また、上記液晶表示装置は、上記液晶が、
電界が印加された定常状態において、少なくとも一方の
基板近傍において垂直配向あるいは略垂直配向状態であ
る、広がり変形の配向状態であり、別の電界が印加され
た定常状態において、少なくとも他方の基板近傍におい
て垂直配向あるいは略垂直配向状態である、別の広がり
変形の配向状態であるように構成してもよい。

【００９７】また、本発明の液晶表示装置は、上記の構
成に加えて、１表示期間において、少なくとも全走査線
のうちの半数の走査線から成る第１の走査線群には第１
の電気信号を送り、残りの第２の走査線群には第２の電
気信号を送り、次の１表示期間においては、第１の走査
線群に第２の電気信号を送り、第２の走査線群には第１
の電気信号を送り、第１の電気信号は表示情報を元に戻
す電界であり、第２の電気信号は表示情報を与える電界
であり、第１の電気信号が印加されて液晶分子がリセッ
トされ、第２の電気信号が印加されて液晶分子がスイッ
チングした後光が入射することを特徴としている。

【００９８】上記の構成により、１表示期間において、
少なくとも全走査線のうちの半数の走査線から成る第１
の走査線群には第１の電気信号を送り、残りの第２の走
査線群には第２の電気信号を送る。次の１表示期間にお
いては、第１の走査線群に第２の電気信号を送り、第２
の走査線群には第１の電気信号を送る。第１の電気信号
は表示情報を元に戻す電界であり、第２の電気信号は表
示情報を与える電界であり、全ての周期で、第１の電気
信号が印加されて、液晶分子が十分にリセットされ、第
２の電気信号が印加されて、液晶分子が十分にスイッチ
ングした後、光が入射する。

【００９９】つまり、各走査線は、１表示期間において
は、表示情報を元に戻す処理と、表示情報を画素電極に
与える処理とのいずれか一方しか行わない。

【０１００】したがって、１表示期間中に表示情報を画
素電極に与える処理の回数を減らすことができるので、
１つあたりの走査線での表示情報を画素電極に与える速
度（立ち上がり速度や立ち下がり速度）をそれほど高速
にする必要がなくなる。

【０１０１】それゆえ、上記構成による効果に加えて、
動画ボケがなく広視野角な液晶表示装置を、作製の容易
な装置を用いて提供することができる。

【０１０２】また、本発明の液晶表示装置は、上記の構
成に加えて、１表示期間において、各走査線に第１の電
気信号と第２の電気信号とを交互に送り、第１の電気信
号は表示情報を元に戻す電界であり、第２の電気信号は
表示情報を与える電界であり、第１の電気信号が印加さ
れて液晶分子がリセットされ、第２の電気信号が印加さ
れて液晶分子がスイッチングした後光が入射するもので
あり、上記第１の電気信号と第２の電気信号とは極性が
互いに逆であることを特徴としている。

【０１０３】上記の構成により、第１の電気信号の印加
によって液晶分子をリセットする際に、電界の印加がオ
フになるのではなく、第２の電気信号とは逆極性の電界
が印加される。

【０１０４】したがって、電界の印加をオフするのと異
なり、リセット状態への移行を急峻にすることができ
る。

【０１０５】それゆえ、上記構成による効果に加えて、
応答をより高速にでき、動画ボケをいっそう軽減するこ
とができる。

【０１０６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【０１０７】本実施の形態に係る液晶表示装置は、アク
ティブマトリクス方式であり、図１８および図１９を用
いてすでに説明したようにして製造できる。このため説
明を省略する。

【０１０８】本実施の形態に係る液晶表示装置では、液
晶は強誘電性液晶ではなくネマティック液晶を用いてい
る。

【０１０９】液晶材料の誘電異方性は、フレクソエレク
トリック効果を十分に発揮して高速応答させるため、そ
の絶対値が１より小さいことが好ましく、０．５より小
さいことがより望ましい。

【０１１０】電界の印加されない定常状態では、図１に
示すように、一方の基板近傍においてプレティルト角θ
ｐで配向するように配向処理を施し、他方の基板近傍に
おいてプレティルト角−θｐで配向するように配向処理
を施す。図１では、ｘｙ面が基板面に相当し、ｚ軸は液
晶層の層厚方向に相当する。

【０１１１】２枚の基板をその配向方向が異なる方位角
ψになるように対向させ、貼り合わせて間隙に液晶を設
置して形成する。

【０１１２】図１中のｐｏｌａ．は偏光板であり、液晶
を挟むように設置されるとともに、それぞれの偏光方向
がｘ軸、ｙ軸方向に向けられてクロスニコル配置されて
いる。

【０１１３】一方基板での液晶の方位角は、一方の偏光
板の偏光軸に平行とされ（図１ではｘ軸）、他方基板で
の液晶の方位角は、どちらの偏光板の偏光軸とも一致し
ないようになっている。他方基板での液晶の方位角ψは
明表示時の輝度を決定するので、４５°とすることで最
大の輝度が得られる。

【０１１４】この定常状態では、広がり変形と捻れ変形
が生じているので、変形の微小空間ではフレクソエレク
トリック効果により分極が発生しているが、表示装置全
体としては、液晶層の層厚方向（Ｚ方向）に対しての変
形が対称なので、外部には分極が現れない（Ｐｆ＝
０）。この点で強誘電性液晶とは異なり、焼き付きが発
生することはない。図１中の太矢印は、液晶層の上下半
分で反対方向にフレクソ分極が発生していることを示し
ている。

【０１１５】この表示装置に直流電界を印加すると、電
界の方向および強度に応じて、フレクソ分極の電界方向
成分が最大になるように、液晶の配向が変形する。

【０１１６】図２のようにｚ軸に反対方向に充分強度の
強い負の電界を印加した場合は、捻れ変形が解消され、
一方基板の配向方位角（Ｘ軸）に平行な広がり変形に変
化する。電界強度が弱い場合は、図１と図２の中間の捻
れ変形の残った状態に電界強度に応じて配向が変化す
る。図２の広がり変形は、配向の方位角ψが偏光板の偏
光軸に平行であるので、消光状態となり暗表示が得られ
る。

【０１１７】図３のようにｚ軸方向に充分強度の強い正
の電界を印加した場合は、捻れ変形が解消され、他方基
板の配向方位角ψに平行な広がり変形に変化する。電界
強度が弱い場合は、図１と図３の中間の捻れ変形の残っ
た状態に電界強度に応じて配向が変化する。図３の広が
り変形は、配向の方位角ψがどちらの偏光板の偏光軸に
も平行でないので、透過状態となり明表示が得られる。
方位角を４５°としておくことで最大の輝度が得られ
る。

【０１１８】強度の異なる電界を印加することで、中間
調も得ることができる。図２の暗表示状態と図３の明表
示状態のみならず、電界無印加の定常状態以外では配向
の対称性が崩れるので、電界無印加の定常状態を除く表
示状態では、必ずフレクソ分極が発生している。このこ
とにより、あらゆる中間調表示状態間のスイッチングを
高速で行うことができる。なお、ここで、スイッチング
とは、液晶の配向状態が印加電界に応じて変化すること
である。

【０１１９】一方で、表示を行わない電界無印加の定常
状態では分極は打ち消し合い、外部に現れないので、焼
き付きは発生しない。

【０１２０】観察者にとって、この表示装置のスイッチ
ングは、図４のごとくインプレインスイッチングであ
り、広視野角の表示を得ることができる。

【０１２１】プレティルト角θｐは電界無印加の定常状
態の広がり変形の大きさを決定する。広がり変形が大き
いほど微少空間で発生するフレクソ分極は大きくなり、
より応答速度を速くすることができる。

【０１２２】広がり変形を最大にする点からは、プレテ
ィルト角は４５°が理想である。プレティルト角が４５
°を超えると広がり変形よりも曲がり変形が安定となっ
てしまう。曲がり変形でもフレクソ分極は発生するが、
本実施の形態のようなスイッチングは発生しないので、
避けられなければならない。ただし、４５°のプレティ
ルト角は理想であるが、上述のように広がり変形と曲が
り変形の臨界であるため、信頼性の点で問題がある。そ
のため、表示性能を十分発揮させ、信頼性の点でも問題
を生じさせないためには、プレティルト角を４０°以上
で４５°より小さくすることが好ましい。そして、プレ
ティルト角は４５°を超えない範囲で、より高い値であ
ることが高速応答性の点から好ましい。

【０１２３】プレティルト角が小さい場合には、発生す
る分極が小さくなり、応答速度が遅くなるが、一般にプ
レティルト角が大きいほど配向処理は安定作製が困難に
なる。

【０１２４】上記文献８、文献９、文献１２にあるよう
に、フレクソ分極による電界応答の応答速度は、フレク
ソ分極の大きさに比例することはもちろん、液晶の粘性
に反比例することも特徴である。そのため、液晶の粘性
が低く、上述のような高いプレティルト角でなくても十
分な高速応答が達成できる場合には、安定作製の困難な
高いプレティルト角を避けて、５°以上のプレティルト
角なら適用することが可能である。このような場合は、
プレティルト角は５°以上、すなわち５°以上で４５°
未満であればよい。すなわち、液晶の粘性が２０ｃＰ
（センチポアズ）〜３０ｃＰであれば、プレティルト角
が５°以上４０°以下であっても充分高速応答が可能と
なる。

【０１２５】表１にこれまで説明した各種表示方式の特
徴をまとめた。コントラスト、輝度等、改善の可能性の
あるものは比較せず、本質的な性能のみを比較した。表
中、応答速度は、立ち上がり、立ち下がり、中間調表
示、すべての場合で、最も速い場合〜最も遅い場合で表
記した。また、視野角は、インプレインスイッチングす
るものを○、そうでないものを×とした。

【０１２６】

【表１】

【０１２７】表中、コレステリックは螺旋構造を形成し
ているので、本質的に選択反射を生じてしまい、コント
ラストは極めて悪い。表示装置以外の光変調装置にしか
応用できないものである。

【０１２８】また、表１には記載していないが、強誘電
性液晶は前述の通り、層構造に由来する、配向均一性の
困難さや耐衝撃性の弱さといった特有の多くの問題を有
している。

【０１２９】表１から明らかなように、本実施の形態に
より、高速応答性、広視野角特性、中間調表示が可能
で、これまで問題であった動画ボケの無い液晶表示装置
を提供することができる。この表示装置は、非表示時に
おける画像焼き付きが無いため、信頼性の点でも満足で
きるものである。

【０１３０】次に、このような高速応答性の液晶表示装
置で、動画ボケの無いインパルス型の表示を行う方法に
ついて説明する。

【０１３１】図５に示すように、１表示期間１６．７ｍ
ｓ内に、まず、表示情報をリセットする第１信号を全走
査ラインに対して印加走査する。ここでは、表示信号を
印加しない時を暗状態とし、表示信号により対象となる
画素を明状態とするノーマリーブラックを考える。な
お、ここで、リセットとは、液晶が、電界無印加時の配
向状態へ戻ることである。

【０１３２】続いて、表示信号である第２信号を全走査
ラインに対して印加走査する。ここで、各画素の液晶が
図５のように信号が入力された後、次の信号が入力され
るまでに確実に、立ち下がり・立ち上がりともに十分応
答すれば、最終走査ライン（第ｎライン）の液晶が十分
にスイッチングした後に、光源を点灯することにより、
全画面で均一なインパルス型表示を行うことができる。

【０１３３】図５からわかるように、第２信号で表示情
報を書き込んでいる間に表示情報がリセットされればよ
いので、立ち下がり応答はさほど高速でなくてもよい。
ただし、１表示期間に２回の走査を行うため、同じ表示
容量（走査ライン数）の表示を行うためには、ゲートＯ
Ｎ時間が現在のαＳｉ−ＴＦＴよりも高速でなければな
らない。

【０１３４】前述の通り、光源点灯期間Ｔが４ｍｓであ
り、走査ライン数ｎを１０００とすると、ゲートＯＮ時
間ｔは、ｔ＝（１６．７ｍｓ−τ−Ｔ）／（２×ｎ）なので、液晶の応答速度τが０であっても、ｔ≦（１６．７ｍｓ−４ｍｓ−０）／（２×ｎ）＝６．
３５μｓ≒６μｓとなり、液晶の応答速度τが０であっても、ゲートＯＮ
時間ｔは６μｓ以下でなければならない。

【０１３５】αＳｉ−ＴＦＴのゲートＯＮ時間は約１０
μｓであるため、直接ＨＤＴＶの動画表示を行うことは
無理である。ただ、このタイプの表示方法では、上の式
から、走査ライン数５２５本のＳＤＴＶであれば、ゲー
トＯＮ時間ｔは１２μｓとなり、αＳｉ−ＴＦＴでも実
現することができる。

【０１３６】ここで、上下分割駆動を行うことにより、
走査ライン数１０００本のＨＤＴＶ表示を行うことがで
きる。液晶の立ち上がり応答速度τは、２．７ｍｓ以下
でなければならない。液晶の立ち下がり応答速度は、５
００本分の１０μｓのゲートＯＮ時間、すなわち５ｍｓ
以下でなければならない。これは、本実施の形態以外
の、従来のネマティック液晶でも、既に報告されている
応答速度では不十分であるが、更なる改良で達成できる
可能性のある応答速度である。ただし、この方式では上
下分割駆動が必ず必要であり、駆動ドライバーの数が２
倍になってしまう。液晶表示装置においてドライバーの
数はもっとも製造コストに影響するものでであり、大き
な問題である。言い換えれば、本表示方式は、応答速度
がそれほど速くなくてもよいが、製造コストの面で大き
な問題がある。

【０１３７】別のインパルス型の表示方法について説明
する。

【０１３８】図６に示すように、１表示期間１６．７ｍ
ｓ内に全走査線のうちの半数の走査線すなわち（第Ｌ₁
（１）ライン、第Ｌ₁（２）ライン、第Ｌ₁（３）ライ
ン、…）から成る第１の走査線群に第１の電気信号を送
り、残りの第２の走査線群すなわち（第Ｌ₂（１）ライ
ン、第Ｌ₂（２）ライン、第Ｌ₂（３）ライン、…）に
は第２の電気信号を送り、次の１表示期間においては、
第１の走査線群に第２の電気信号を送り、第２の走査線
群には第１の電気信号を送る。いわゆるインターレース
表示を行う。

【０１３９】前述の方法と同様に、第１の電気信号は表
示情報をリセットする信号であり、第２の電気信号は表
示情報を与える電界である。

【０１４０】ここでも表示信号を印加しない時を暗状態
とし、表示信号により対象となる画素を明状態とするノ
ーマリーブラックを考える。

【０１４１】各表示期間において、表示信号である第２
信号が印加された画素が、表示情報をリセットする信号
である第１の電気信号が次に入力されるまでに確実に立
ち上がり、表示情報をリセットする信号である第１の電
気信号が印加された画素が、表示信号である第２信号が
次に入力されるまでに確実に立ち下がれば、第１の走査
線群と第２の走査線群のそれぞれの最終走査ラインの液
晶が十分にスイッチングした後に光源を点灯することに
より、全画面で均一なインパルス型表示を行うことがで
きる。

【０１４２】図６からわかるように、この表示方式で
は、走査線数は実質的に増えることがないので、ＴＦＴ
は従来の性能で問題無く、ゲートＯＮ時間が１０μｓで
ある現在のαＳｉ−ＴＦＴでよい。表示容量は同じよう
に１０００本走査とする。

【０１４３】ただし、液晶の応答速度は立ち上がりだけ
でなく、立ち下がりも同等に高速でなければならない。

【０１４４】この応答速度は前述の通り２．７ｍｓ以下
でなければならない。表１から、本実施の形態の表示方
式が最適であることがわかる。特に、立ち下がりの応答
速度は、現在のネマティック液晶では、達成することは
かなり困難である。

【０１４５】さらに、全ての中間調表示間の応答速度を
２．７ｍｓ以下にするためには、大型基板でのＴＦＴ性
能のバラツキ等を考慮すると、単純な立ち上がり、立ち
下がりは１ｍｓを大きく下回って１００μｓ程度である
ことが好ましい。

【０１４６】高速応答の液晶を使用した場合でも、液晶
の立ち下がり応答速度が遅い場合には、図５の表示方式
において、ＴＦＴドライバーの数を増やすことにより上
下分割駆動方式を採用すれば、目標とするＨＤＴＶのイ
ンパルス型表示を行うことができるが、これは製造コス
ト的に問題がある。

【０１４７】液晶が、立ち上がり・立ち下がりともに高
速応答であれば、ＴＦＴドライバーに負担を掛けない
で、目標とするＨＤＴＶのインパルス型表示を行うこと
ができる。この点で、本実施の形態の表示装置は、より
優れたものである。

【０１４８】実施例に基づき、さらに本発明を詳しく説
明する。なお、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【０１４９】

【実施例】〔誘電異方性の測定〕まずはじめに、ネマテ
ィック液晶ＭＬＣ−６０６２（メルク社製）の誘電異方
性を測定した。

【０１５０】ガラス上に１ｃｍ×１ｃｍの正方形のＩＴ
Ｏ電極を形成した基板に、図１９のように絶縁膜として
Ｔａ₂Ｏ₅を１０００Å成膜し、続いてその上に配向膜
材料としてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の水溶液を
スピンコート法により２５０Å塗布し、１２０℃で６０
分焼成して成膜した。

【０１５１】同様の基板をもう１枚作製し、これらの基
板にラビング処理を施した。５０μｍ径のスペーサーを
間に挟んでこれらの基板を貼り合わせた。この際に、ラ
ビング方向が同一になるようにした（パラレルラビン
グ）。

【０１５２】空セルの状態で静電容量を測定した後、Ｍ
ＬＣ−６０６２を基板の間隙に毛細管現象により注入
し、注入孔を封止して完成した。

【０１５３】クロスニコルの偏光顕微鏡下でセルを回転
させながら観察したところ、４５°毎に暗視野と明視野
が入れ替わり、一様な水平配向であることが確認され
た。

【０１５４】ガラス上に１ｃｍ×１ｃｍの正方形のＩＴ
Ｏ電極を形成した基板に、図１９のように絶縁膜として
Ｔａ₂Ｏ₅を１０００Å成膜し、続いてその上に配向膜
材料としてシランカップリング剤ＤＭＯＡＰをスピンコ
ート法により２５０Å塗布し、１５０℃で６０分焼成し
て成膜した。

【０１５５】同様の基板をもう１枚作製した。５０μｍ
径のスペーサーを間に挟んでこれらの基板を貼り合わせ
た。

【０１５６】空セルの状態で静電容量を測定した後、Ｍ
ＬＣ−６０６２を基板の間隙に毛細管現象により注入
し、注入孔を封止して完成した。

【０１５７】クロスニコルの偏光顕微鏡下でセルを回転
させながら観察したところ、常に暗視野であり、一様な
垂直配向であることが確認された。

【０１５８】これらの水平配向セルと垂直配向セルとの
静電容量を測定し、それぞれの空セルの静電容量との比
から、分子長軸方向の比誘電率ε//と分子短軸方向の比
誘電率ε⊥とを求め、その差から誘電異方性を求めた。

【０１５９】このようにして求めた、ネマティック液晶
ＭＬＣ−６０６２の誘電異方性Δεは非常に小さく、
０．２であった。

【０１６０】〔実施例１〕〔液晶表示素子の作製〕ガラス上に１ｃｍ×１ｃｍの正
方形のＩＴＯ電極を形成した基板に、図１９のように絶
縁膜としてＴａ₂Ｏ₅を１０００Å成膜し、続いてその
上に配向膜材料としてポリイミドＲＮ７１５（日産化学
社製）をＮＭＰを溶媒として、スピンコート法により２
５０Å塗布し、１９０℃で６０分焼成して成膜した。

【０１６１】同様の基板をもう１枚作製し、これらの基
板にラビング処理を施した。５０μｍ径のスペーサーを
間に挟んでこれらの基板を貼り合わせた。この際に、ラ
ビング方向が１８０°異なるようにした（アンチパラレ
ルラビング）。

【０１６２】ネマティック液晶ＭＬＣ−６０６２を基板
の間隙に毛細管現象により注入し、注入孔を封止して完
成した。

【０１６３】このセルのプレティルト角を磁場容量法に
よって測定したところ、４５°であった。

【０１６４】同様の基板をもう１組作製し、これらの基
板に上記と同じ条件でラビング処理を施した。５μｍ径
のスペーサーを間に挟んでこれらの基板を貼り合わせ
た。この際に、ラビング方向が４５°異なるようにし
た。

【０１６５】ネマティック液晶ＭＬＣ−６０６２を基板
の間隙に毛細管現象により注入し、注入孔を封止して完
成した。

【０１６６】この液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察した
ところ、ディスクリネーション（同位線）によって区別
された、２種類の配向状態が観察された。クロスニコル
下で、一方の配向状態は消光位置を示さず、もう一方の
配向状態は消光位置を示した。これにより、消光位置を
示さない配向状態は、広がり変形とねじれ変形による配
向であり、消光位置を示す配向状態は、曲がり変形であ
ることがわかった。

【０１６７】２種類の配向状態が混在するこの液晶表示
素子に電界を印加したところ、広がり変形とねじれ変形
の配向部分は、透過光強度が変化し、配向が変化してい
ることが確認されたが、曲がり変形の配向部分は透過光
が変化することがなく、配向が変化していないことが確
認された。

【０１６８】広がり変形と捻じれ変形の配向部分に注目
して、図１のように一方基板のラビング方向に一方偏光
板の偏光軸を一致させる配置とした。この状態では透過
光が生じており、消光はしていない。

【０１６９】印加する電界を電圧値１０Ｖ、印加時間１
ｓの直流電界として、その極性を変化させながら観察す
ると、一方の極性では透過光が消滅して消光したのに対
して、もう一方の極性では電界無印加時よりさらに透過
光が増加した。

【０１７０】〔電界印加方法（１）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、図７のようにパルス幅１００ｍｓの
直流電界を１ｓおくごとに極性を入れ替えながら印加
し、電圧を変化させながら、応答速度と透過光強度を測
定した。

【０１７１】透過光強度は光電子増倍管の出力電圧とし
て測定し、液晶表示素子の無い場合の偏光板のクロスニ
コルの時の強度を０％、パラレルニコルの時の強度を１
００％として、液晶表示素子を設置して電界を印加した
場合の強度をその間の相対値として定義した。ＴＳは電
界無印加の場合の定常状態の透過光強度である。

【０１７２】図７に示すように、透過光強度は、パルス
電界の極性と電圧に追従するように、電界無印加の場合
の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化した。

【０１７３】図８に図７の時間軸を拡大して示す。Ｔ
Ｂ、ＴＤはそれぞれ、電界無印加の場合の定常状態の透
過光強度ＴＳに対して明状態（Ｂｒｉｇｈｔ）側の透過
光強度、暗状態（Ｄａｒｋ）側の透過光強度であること
を表している。

【０１７４】透過光強度は印加電界に対して、有限の応
答速度を示した。応答速度は、電界が印加された場合
（立ち上がり）と除去された場合（立ち下がり）とで異
なる値であった。

【０１７５】図８に示すように、透過光強度が明るくな
る正極性の電界に対して、立ち上がり応答速度をτｒ
Ｂ、立ち下がり応答速度をτｄＢと定義し、透過光強度
が暗くなる負極性の電界に対して、立ち上がり応答速度
をτｒＤ、立ち下がり応答速度をτｄＤと定義する。ま
た、τｒＢとτｒＤとをτｒと総称し、τｄＢとτｄＤ
とをτｄと総称する。電圧を変化させて、これらの応答
速度と透過光強度を測定した結果を図９、図１０、図１
１に示す。

【０１７６】透過光強度は、図９に示すように、電界無
印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧によ
り、暗状態と明状態とに変化し、中間調表示も得ること
ができる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状
態）と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）との比か
らコントラスト比を求めたところ、５００以上という非
常に高いコントラスト比であった。

【０１７７】立ち上がりの応答速度τｒは、図１０に示
すように約１００μｓで、電界の極性にも、電圧にも依
存しない。立ち下がりの応答速度τｄは、図１１に示す
ように約３ｍｓ〜１２ｍｓで、電界の極性には依存しな
いが、電圧が高いほど遅くなる。

【０１７８】従来、ネマティック液晶では不可能であっ
た、１００μｓ程度の立ち上がり応答速度を達成するこ
とができた。この液晶表示素子のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０１７９】〔電界印加方法（２）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、図１２のようにパルス幅１００ｍｓ
の双極性電界を１ｓおくごとに電界強度を増加させなが
ら印加し、電圧を変化させながら、応答速度と透過光強
度を測定した。

【０１８０】透過光強度は光電子増倍管の出力電圧とし
て測定し、液晶表示素子の無い場合の偏光板のクロスニ
コルの時の強度を０％、パラレルニコルの時の強度を１
００％として、液晶表示素子を設置して電界を印加した
場合の強度をその間の相対値として定義した。ＴＳは電
界無印加の場合の定常状態の透過光強度である。

【０１８１】図１２に示すように、透過光強度は、パル
ス電界の極性と電圧に追従するように、電界無印加の場
合の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化した。

【０１８２】図１３に図１２の時間軸を拡大して示す。
ＴＢ、ＴＤはそれぞれ、電界無印加の場合の定常状態の
透過光強度ＴＳに対して明状態（Ｂｒｉｇｈｔ）側の透
過光強度、暗状態（Ｄａｒｋ）側の透過光強度であるこ
とを表している。

【０１８３】透過光強度は印加電界に対して、有限の応
答速度を示した、応答速度は電界が印加された場合（立
ち上がり）と逆極性側に反転させた場合（立ち下がり）
とでほぼ同じ値であった。

【０１８４】図１３に示すように、透過光強度が明るく
なる正極性の電界に対して、立ち上がり応答速度τｒ、
透過光強度が暗くなる負極性の電界に対して、立ち下が
り応答速度τｄを定義する。電圧を変化させて、これら
の応答速度と透過光強度を測定した結果を図１４、図１
５、図１６に示す。

【０１８５】透過光強度は、図１４に示すように、電界
無印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧に
より、暗状態と明状態に変化し、中間調表示も得ること
ができる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状
態）と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）との比か
らコントラスト比を求めたところ、５００以上という非
常に高いコントラスト比であった。

【０１８６】立ち上がりの応答速度τｒは、図１５に示
すように約１００μｓで、電圧に依存しない。立ち下が
りの応答速度τｄも、図１６に示すように約１００μｓ
で、電圧に依存しない。

【０１８７】従来、ネマティック液晶では不可能であっ
た、１００μｓ程度の立ち上がり、立ち下がり応答速度
を達成することができた。

【０１８８】電界印加方法（１）のような電界の除去に
よる立ち下がり応答は、通常の方式のネマティック液晶
と同様に粘性緩和であるため、応答速度が遅くなってし
まう。一方、本方法のように、逆方向電界により強制的
に立ち下げれば、立ち上がり応答と同じ高速応答を達成
することができる。本発明のフレクソ分極を利用した液
晶液晶表示素子の駆動方式として有効な手法である。

【０１８９】この液晶表示素子のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０１９０】〔液晶表示装置の作製（１）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０１９１】上下分割駆動方式により、映像信号を入力
して表示を行った。消去信号である第１信号は電界印加
方法（１）に従いゼロ電圧とした。

【０１９２】上下分割駆動方式では、立ち上がり応答速
度は２．７ｍｓ以下、立ち下がり応答速度は５ｍｓ以下
でなければならない。立ち上がり応答速度は全く問題無
く、立ち下がり応答速度も３ｍｓ〜１２ｍｓであるた
め、概して動画ボケのないシャープな動画像を表示する
ことができ、従来の液晶表示装置に比較して格段に画質
改善が確認された。

【０１９３】しかし、信号電圧によっては、立ち下がり
応答速度が不足するので一部の映像シーンによっては完
全には動画ボケが改善されなかった。

【０１９４】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０°という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０１９５】〔液晶表示装置の作製（２）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０１９６】上下分割駆動の必要の無い、図６の走査方
式により、映像信号を入力して表示を行った。消去信号
である第１信号は、電界印加方法（２）に従い、表示信
号である第２信号の逆極性信号とした。

【０１９７】図６の走査方式では、立ち上がり応答速
度、立ち下がり応答速度とも２．７ｍｓ以下でなければ
ならない。立ち上がり応答速度、立ち下がり応答速度と
も全く問題無く、動画ボケのないシャープな動画像を表
示することができ、従来の液晶表示装置に比較して格段
に画質改善が確認された。

【０１９８】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０°という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０１９９】〔実施例２〕〔液晶表示素子の作製〕ラビング条件を変えた以外は、
実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。実施例
１と本実施例とでは、ラビングについては、他の条件は
同じであるが、実施例１では２回、本実施例では５回の
ラビングを施した。

【０２００】このセルのプレティルト角を磁場容量法に
よって測定したところ、４２°であった。

【０２０１】同様の基板をもう１組作製し、これらの基
板に上記と同じ条件でラビング処理を施した。５μｍ径
のスペーサーを間に挟んでこれらの基板を貼り合わせ
た。この際に、ラビング方向が４５°異なるようにし
た。

【０２０２】この液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察した
ところ、実施例１のようなディスクリネーション（同位
線）は観察されず、一様な配向状態であった。クロスニ
コル下で、この配向状態は消光位置を示さず、広がり変
形とねじれ変形による配向であることがわかった。

【０２０３】電界を印加したところ、透過光強度が変化
し、配向が変化していることが確認された。

【０２０４】図１のように一方基板のラビング方向に一
方偏光板の偏光軸を一致させる配置とした。この状態で
は透過光が生じており、消光はしていない。

【０２０５】印加する電界を電圧値１０Ｖ、印加時間１
ｓの直流電界として、その極性を変化させながら観察す
ると、一方の極性では透過光が消滅して消光したのに対
して、もう一方の極性では電界無印加時よりさらに透過
光が増加した。

【０２０６】〔電界印加方法（１）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、実施例１と同様に、図７のようにパ
ルス幅１００ｍｓの直流電界を１ｓおくごとに極性を入
れ替えながら印加し、電圧を変化させながら、応答速度
と透過光強度を測定した。透過光強度の測定および定義
は実施例１と同様である。その結果、定性的には実施例
１と同様に図７および図８に示すような結果が得られ
た。ＴＳ、ＴＢ、ＴＤ、τｒＢ、τｄＢ、τｒＤ、τｄ
Ｄ、τｒ、τｄの定義は実施例１と同様である。

【０２０７】すなわち、図７に示すように、透過光強度
は、パルス電界の極性と電圧とに追従するように、電界
無印加の場合の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化
した。

【０２０８】図８に示すように、透過光強度は、印加電
界に対して、有限の応答速度を示した。応答速度は、電
界が印加された場合（立ち上がり）と除去された場合
（立ち下がり）とで異なる値であった。

【０２０９】電圧を変化させて、これらの応答速度と透
過光強度を測定したところ、実施例１で測定された図
９、図１０、図１１と定性的に同様な特性であった。

【０２１０】透過光強度は、図９に示すように、電界無
印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧によ
り、暗状態と明状態に変化し、中間調表示も得ることが
できる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状態）
と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）の比からコン
トラスト比を求めたところ、５００以上という非常に高
いコントラスト比であった。

【０２１１】立ち上がりの応答速度τｒは、実施例１の
図１０よりわずかに遅く約１２０μｓで、電界の極性に
も、電圧にも依存しない。立ち下がりの応答速度τｄ
は、図１１に示すように約３ｍｓ〜１２ｍｓで、電界の
極性には依存しないが、電圧が高いほど遅くなる。従
来、ネマティック液晶では不可能であった、１２０μｓ
程度の立ち上がり応答速度を達成することができた。

【０２１２】この液晶表示装置のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０２１３】プレティルト角をわずかに小さくすること
で、応答速度は遅くなるが、均一な配向の表示装置を得
ることができる。また、応答速度の劣化は実用的には問
題の無い範囲である。

【０２１４】〔電界印加方法（２）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、図１２のようにパルス幅１００ｍｓ
の双極性電界を１ｓおくごとに電界強度を増加させなが
ら印加し、電圧を変化させながら、応答速度と透過光強
度を測定した。透過光強度の測定および定義は実施例１
と同様である。その結果、定性的には実施例１と同様に
図１２および図１３に示すような結果が得られた。Ｔ
Ｓ、ＴＢ、ＴＤ、τｒＢ、τｄＢ、τｒＤ、τｄＤ、τ
ｒ、τｄの定義は実施例１と同様である。

【０２１５】すなわち、図１２に示すように、透過光強
度は、パルス電界の極性と電圧に追従するように、電界
無印加の場合の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化
した。

【０２１６】図１３に示すように、透過光強度は、印加
電界に対して有限の応答速度を示した。応答速度は、電
界が印加された場合（立ち上がり）と逆極性側に反転さ
せた場合（立ち下がり）でほぼ同じ値であった。

【０２１７】電圧を変化させて、これらの応答速度と透
過光強度を測定した結果、実施例１で測定された図１
４、図１５、図１６と定性的に同様な特性であった。

【０２１８】透過光強度は、図１４に示すように、電界
無印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧に
より、暗状態と明状態に変化し、中間調表示も得ること
ができる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状
態）と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）の比から
コントラスト比を求めたところ、５００以上という非常
に高いコントラスト比であった。

【０２１９】立ち上がりの応答速度τｒは、図１５に示
すよりわずかに遅く約１２０μｓで、電圧に依存しな
い。立ち下がりの応答速度τｄも、図１６に示すよりわ
ずかに遅く約１２０μｓで、電圧に依存しない。従来、
ネマティック液晶では不可能であった、１２０μｓ程度
の立ち上がり、立ち下がり応答速度を達成することがで
きた。

【０２２０】上記電界印加方法（１）のような電界の除
去による立ち下がり応答は、通常の方式のネマティック
液晶と同様に粘性緩和であるため、応答速度が遅くなっ
てしまう。一方、本方法のように、逆方向電界により強
制的に立ち下げれば、立ち上がり応答と同じ高速応答を
達成することができる。本発明のフレクソ分極を利用し
た液晶表示装置の駆動方式として有効な手法である。

【０２２１】この液晶表示装置のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０２２２】プレティルト角をわずかに小さくすること
で、応答速度は遅くなるが、均一な配向の表示装置を得
ることができる。また、応答速度の劣化は実用的には問
題の無い範囲である。

【０２２３】〔液晶表示装置の作製（１）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０２２４】上下分割駆動方式により、映像信号を入力
して表示を行った。消去信号である第１信号は電界印加
方法（１）に従いゼロ電圧とした。

【０２２５】上下分割駆動方式では、立ち上がり応答速
度は２．７ｍｓ以下、立ち下がり応答速度は５ｍｓ以下
でなければならない。立ち上がり応答速度は全く問題無
く、立ち下がり応答速度も３ｍｓ〜１２ｍｓであるた
め、概して動画ボケのないシャープな動画像を表示する
ことができ、従来の液晶表示装置に比較して格段に画質
改善が確認された。

【０２２６】しかし、信号電圧によっては、立ち下がり
応答速度が不足するので、一部の映像シーンによって
は、完全には動画ボケが改善されなかった。

【０２２７】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０°という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０２２８】〔液晶表示装置の作製（２）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０２２９】上下分割駆動の必要の無い、図６の走査方
式により、映像信号を入力して表示を行った。消去信号
である第１信号は、電界印加方法（２）に従い、表示信
号である第２信号の逆極性信号とした。

【０２３０】図６の走査方式では、立ち上がり応答速
度、立ち下がり応答速度とも２．７ｍｓ以下でなければ
ならない。立ち上がり応答速度、立ち下がり応答速度と
も全く問題無く、動画ボケのないシャープな動画像を表
示することができ、従来の液晶表示装置に比較して格段
に画質改善が確認された。

【０２３１】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０°という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０２３２】〔実施例３〕〔液晶表示素子の作製〕ラビング条件を変えた以外は、
実施例２と同様にして液晶表示素子を作製した。実施例
２と本実施例とでは、ラビングについては、他の条件は
同じであるが、実施例２では５回、本実施例では１０回
のラビングを施した。

【０２３３】このセルのプレティルト角を磁場容量法に
よって測定したところ５°であった。

【０２３４】同様の基板をもう１組作製し、これらの基
板に上記と同じ条件でラビング処理を施した。５μｍ径
のスペーサーを間に挟んでこれらの基板を貼り合わせ
た。この際に、ラビング方向が４５°異なるようにし
た。

【０２３５】この液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察した
ところ、実施例１のようなディスクリネーション（回位
線）は観察されず、一様な配向状態であった。クロスニ
コル下で、この配向状態は消光位置を示さず、広がり変
形とねじれ変形による配向であることがわかった。

【０２３６】電界を印加したところ、透過光強度が変化
し、配向が変化していることが確認された。

【０２３７】図１のように一方基板のラビング方向に一
方偏光板の偏光軸を一致させる配置とした。この状態で
は透過光が生じており、消光はしていない。

【０２３８】印加する電界を電圧値１０Ｖ、印加時間１
ｓの直流電界として、その極性を変化させながら観察す
ると、一方の極性では透過光が消滅して消光したのに対
して、もう一方の極性では電界無印加時よりさらに透過
光が増加した。

【０２３９】〔電界印加方法（１）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、実施例１と同様に、図７のようにパ
ルス幅１００ｍｓの直流電界を１ｓおくごとに極性を入
れ替えながら印加し、電圧を変化させながら、応答速度
と透過光強度を測定した。透過光強度の測定および定義
は実施例１と同様である。その結果、定性的には実施例
１と同様に図７および図８に示すような結果が得られ
た。ＴＳ、ＴＢ、ＴＤ、τｒＢ、τｄＢ、τｒＤ、τｄ
Ｄ、τｒ、τｄの定義は実施例１と同様である。

【０２４０】すなわち、図７に示すように、透過光強度
は、パルス電界の極性と電圧とに追従するように、電界
無印加の場合の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化
した。

【０２４１】図８に示すように、透過光強度は印加電界
に対して、有限の応答速度を示した。応答速度は、電界
が印加された場合（立ち上がり）と除去された場合（立
ち下がり）で異なる値であった。

【０２４２】電圧を変化させて、これらの応答速度と透
過光強度を測定したところ、実施例１で測定された図
９、図１０、図１１と定性的に同様な特性であった。

【０２４３】透過光強度は、図９に示すように、電界無
印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧によ
り、暗状態と明状態に変化し、中間調表示も得ることが
できる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状態）
と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）の比からコン
トラスト比を求めたところ、５００以上という高いコン
トラスト比であった。

【０２４４】立ち上がりの応答速度τｒは、実施例２の
図１０より遅く約１ｍｓで、電界の極性にも、電圧にも
依存しない。立ち下がりの応答速度τｄは、図１１に示
すように約３ｍｓ〜１２ｍｓで、電界の極性には依存し
ないが、電圧が高いほど遅くなる。

【０２４５】この液晶表示装置のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０２４６】プレティルト角を小さくすることで、応答
速度は遅くなるが、均一な配向の表示装置を得ることが
できる。また、応答速度の劣化は実用的な範囲である。

【０２４７】〔電界印加方法（２）および特性測定〕こ
の液晶表示素子に、図１２のようにパルス幅１００ｍｓ
の双極性電界を１ｓおくごとに電界強度を増加させなが
ら印加し、電圧を変化させながら、応答速度と透過光強
度を測定した。透過光強度の測定および定義は実施例１
と同様である。その結果、定性的には実施例１と同様に
図１２および図１３に示すような結果が得られた。Ｔ
Ｓ、ＴＢ、ＴＤ、τｒＢ、τｄＢ、τｒＤ、τｄＤ、τ
ｒ、τｄの定義は実施例１と同様である。

【０２４８】すなわち、図１２に示すように、透過光強
度は、パルス電界の極性と電圧に追従するように、電界
無印加の場合の定常状態の透過光強度ＴＳを中心に変化
した。

【０２４９】図１３に示すように、透過光強度は印加電
界に対して、有限の応答速度を示した。応答速度は電界
が印加された場合（立ち上がり）と逆極性側に反転させ
た場合（立ち下がり）でほぼ同じ値であった。

【０２５０】電圧を変化させて、これらの応答速度と透
過光強度を測定した結果、実施例１で測定された図１
４、図１５、図１６と定性的に同様な特性であった。

【０２５１】透過光強度は、図１４に示すように、電界
無印加時の定常状態を中心にして、電界の方向と電圧に
より、暗状態と明状態に変化し、中間調表示も得ること
ができる。電圧値＋５Ｖの場合の透過光強度（最明状
態）と−５Ｖの場合の透過光強度（最暗状態）の比から
コントラスト比を求めたところ、５００以上という高い
コントラスト比であった。

【０２５２】立ち上がりの応答速度τｒは、図１５に示
すより遅く約１ｍｓで、電圧に依存しない。立ち下がり
の応答速度τｄも、図１６に示すより遅く約１ｍｓで、
電圧に依存しない。

【０２５３】上記電界印加方法（１）のような電界の除
去による立ち下がり応答は、通常の方式のネマティック
液晶と同様に粘性緩和であるため、応答速度が遅くなっ
てしまう。一方、本方法のように、逆方向電界により強
制的に立ち下げれば、立ち上がり応答と同じ高速応答を
達成することができる。本発明のフレクソ分極を利用し
た液晶表示装置の駆動方式として有効な手法である。

【０２５４】この液晶表示装置のスイッチングを、クロ
スニコル偏光顕微鏡でセルを回転させながら観察したと
ころ、＋５Ｖ印加時の最明状態も、−５Ｖ印加時の最暗
状態も、どちらも４５°毎に消光位置が現れ、インプレ
インスイッチングであることが確認された。

【０２５５】プレティルト角を小さくすることで、応答
速度は遅くなるが、均一な配向の表示装置を得ることが
できる。また、応答速度の劣化は実用的な範囲である。

【０２５６】〔液晶表示装置の作製（１）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０２５７】上下分割駆動方式により、映像信号を入力
して表示を行った。消去信号である第１信号は電界印加
方法（１）に従いゼロ電圧とした。

【０２５８】上下分割駆動方式では、立ち上がり応答速
度は２．７ｍｓ以下、立ち下がり応答速度は５ｍｓ以下
でなければならない。立ち上がり応答速度はぎりぎり問
題無く、立ち下がり応答速度も３ｍｓ〜１２ｍｓである
ため、概して動画ボケのないシャープな動画像を表示す
ることができ、従来の液晶表示装置に比較して格段に画
質改善が確認された。

【０２５９】しかし、信号電圧によっては、立ち下がり
応答速度が不足するので一部の映像シーンによっては、
完全には動画ボケが改善されなかった。

【０２６０】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０％という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０２６１】〔液晶表示装置の作製（２）〕上記液晶表
示素子を用いて、走査ライン数１０００本のαＳｉ−Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置
を作製した。

【０２６２】上下分割駆動の必要の無い、図６の走査方
式により、映像信号を入力して表示を行った。消去信号
である第１信号は、電界印加方法（２）に従い、表示信
号である第２信号の逆極性信号とした。

【０２６３】図６の走査方式では、立ち上がり応答速
度、立ち下がり応答速度とも２．７ｍｓ以下でなければ
ならない。立ち上がり応答速度、立ち下がり応答速度と
も全く問題無く、動画ボケのないシャープな動画像を表
示することができ、従来の液晶表示装置に比較して格段
に画質改善が確認された。

【０２６４】視野角を変化させて特性を測定したとこ
ろ、左右８０°という非常に広い範囲で、コントラス
ト、輝度がともに正面方向に対して５０％以下に低下す
ることがなく、従来の液晶表示装置には無い広視野角特
性であった。

【０２６５】〔実施例４〕ネマティック液晶ＭＬＣ−６
０６２とネマティック液晶Ｅ８（メルク社製）を重量比
２０：１で混合して、実施例１から実施例３までを同様
に行った。Ｅ８の誘電異方性Δεは１５．６である。混
合液晶のΔεはほぼ重量比通り０．５であった。ラビン
グ条件を換えながらプレティルト角を変化させ、実施例
１から実施例３を同様に行った。

【０２６６】実施例１から実施例３（いずれもΔεは
０．２）ではプレティルト角が５°以上であれば、必要
とする高速応答性が得られたが、それに対し、本実施例
では、Δεが大きくなったことでフレクソエレクトリッ
ク効果が小さくなり、プレティルト角が２０°以上でな
ければ実施例１から実施例３と同様の結果を得ることが
できなかった。

【０２６７】〔実施例５〕ネマティック液晶ＭＬＣ−６
０６２とネマティック液晶Ｅ８を重量比２０：２で混合
して、実施例１から実施例３までを同様に行った。Ｅ８
の誘電異方性Δεは１５．６である。混合液晶のΔεは
ほぼ重量比通り、１．０であった。ラビング条件を換え
ながらプレティルト角を変化させ、実施例１から実施例
３を同様に行った。

【０２６８】実施例１から実施例３ではプレティルト角
が５°以上であれば、必要とする高速応答性が得られた
が、それに対し、本実施例では、Δεが大きくなったこ
とでフレクソエレクトリック効果が小さくなり、プレテ
ィルト角が４０°以上でなければ実施例１から実施例３
と同様の結果を得ることができなかった。

【０２６９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【０２７０】なお、本発明に係る液晶表示装置を、下記
のように構成してもよい。すなわち、本発明に係る液晶
表示装置は、外部より光を入射させる光源を備え、少な
くとも一枚の光透過性基板を含む複数の基板を対向させ
て形成される間隙に、液晶を設置して構成される液晶表
示装置であって、基板には外部から液晶に対して任意に
信号波形電界を印加することのできる電極が形成され、
印加される信号波形に応じて液晶が配向状態を変化さ
せ、入射した光を変調するとともに、光の変調を可視化
する機構を備えてなる表示装置において、液晶が常誘電
性であり、電界の印加されない定常状態において、対向
する基板間で広がり変形および捻じれ変形の配向状態を
呈しており分極を生じていないが、電界を印加すると、
広がり変形および捻じれ変形に伴う撓電効果によって生
じる分極により、少なくとも一方の基板近傍において別
の広がり変形および捻じれ変形に配向状態を変化させ、
別の電界を印加すると広がり変形および捻じれ変形に伴
う撓電効果によって生じる分極により、少なくとも他方
の基板近傍において別の広がり変形および捻じれ変形に
配向状態を変化させるように構成してもよい。

【０２７１】本発明により、ネマティック液晶により高
速応答性、広視野角特性、中間調表示が可能で、これま
で問題であった動画ボケの無い液晶表示装置を提供する
ことができる。この液晶表示装置は、非表示時における
画像焼き付きが無いため、信頼性の点でも満足できるも
のである。

【０２７２】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、電界が印加された定常状態において、
少なくとも一方の基板近傍において垂直配向あるいは略
垂直配向状態である、広がり変形の配向状態であり、別
の電界が印加された定常状態において、少なくとも他方
の基板近傍において垂直配向あるいは略垂直配向状態で
ある、別の広がり変形の配向状態であるように構成して
もよい。

【０２７３】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、電界の印加されない定常状態におい
て、対向する基板間で広がり変形および捻じれ変形の配
向状態を呈しており、電界が印加された定常状態におい
て、少なくとも一方の基板近傍において垂直配向あるい
は略垂直配向状態である、広がり変形の配向状態であ
り、別の電界が印加された定常状態において、少なくと
も他方の基板近傍において垂直配向あるいは略垂直配向
状態である、別の広がり変形の配向状態であり、印加さ
れる電界の方向、電界強度によって、前記の配向状態の
間の任意の広がり変形および捻じれ変形の配向状態に変
形するように構成してもよい。

【０２７４】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、電界の印加されない定常状態におい
て、一方の基板近傍において約４５°のプレティルト角
で配向し、他方の基板近傍において約４５°のプレティ
ルト角で、前記一方の基板近傍の配向方向とは異なる方
位角で配向し、広がり変形および捻じれ変形の配向状態
であり、配向の変形の微小空間では、撓電効果によって
分極を生じているが、配向の変形の全体空間では分極を
打ち消し、分極を有していないように構成してもよい。

【０２７５】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、電界の印加されない定常状態におい
て、一方の基板近傍において４０°以上で４５°より小
さいプレティルト角で配向し、他方の基板近傍において
４０°以上で４５°より小さいプレティルト角で、前記
一方の基板近傍の配向方向とは異なる方位角で配向し、
広がり変形および捻じれ変形の配向状態であり、配向の
変形の微小空間では、撓電効果によって分極を生じてい
るが、配向の変形の全体空間では分極を打ち消し、分極
を有していないように構成してもよい。

【０２７６】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、電界の印加されない定常状態におい
て、一方の基板近傍において５°以上のプレティルト角
で配向し、他方の基板近傍において５°以上のプレティ
ルト角で、前記一方の基板近傍の配向方向とは異なる方
位角で配向し、広がり変形および捻じれ変形の配向状態
であり、配向の変形の微小空間では、撓電効果によって
分極を生じているが、配向の変形の全体空間では分極を
打ち消し、分極を有していないように構成してもよい。

【０２７７】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置が、誘電異方性の絶対値が１より小さく、
好ましくは０．５より小さいように構成してもよい。

【０２７８】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
液晶表示装置がアクティブマトリクス型であり、１表示
期間において、少なくとも全走査線のうちの半数の走査
線から成る第１の走査線群には第１の電気信号を送り、
残りの第２の走査線群には第２の電気信号を送り、次の
１表示期間においては、第１の走査線群に第２の電気信
号を送り、第２の走査線群には第１の電気信号を送り、
第１の電気信号は表示情報を元に戻す電界であり、第２
の電気信号は表示情報を与える電界であり、全ての周期
で、第１の電気信号が印加されて、液晶分子が十分にリ
セットされ、第２の電気信号が印加されて、液晶分子が
十分にスイッチングした後、光が入射するように構成し
てもよい。

【０２７９】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、液晶が、電界の印加されていない定常状態におい
て、ある広がり変形および捻じれ変形の配向状態を呈し
ており、分極を生じておらず、電界が印加されると、広
がり変形および捻じれ変形に伴う撓電効果によって分極
を生じさせ、この分極により、少なくとも部分的に、上
記電界の印加されていない定常状態のときとは別の、印
加される上記電界に応じた広がり変形および捻じれ変形
へと配向状態を変化させる構成である。

【０２８０】これにより、撓電効果ゆえ応答が非常に高
速であるとともに、上記配向状態の変化がインプレイン
スイッチングであるため、視野角を広くできる。それゆ
え、高速応答化と広視野角化の問題を従来の簡単な対向
基板電極構造で達成し、動画ボケのない、広視野角な液
晶表示装置を提供することができるという効果を奏す
る。

【０２８１】また、本発明の液晶表示装置は、上記の構
成に加えて、１表示期間において、少なくとも全走査線
のうちの半数の走査線から成る第１の走査線群には第１
の電気信号を送り、残りの第２の走査線群には第２の電
気信号を送り、次の１表示期間においては、第１の走査
線群に第２の電気信号を送り、第２の走査線群には第１
の電気信号を送り、第１の電気信号は表示情報を元に戻
す電界であり、第２の電気信号は表示情報を与える電界
であり、第１の電気信号が印加されて液晶分子がリセッ
トされ、第２の電気信号が印加されて液晶分子がスイッ
チングした後光が入射する構成である。

【０２８２】これにより、１表示期間中に表示情報を画
素電極に与える処理の回数を減らすことができ、１つあ
たりの走査線での表示情報を画素電極に与える速度（立
ち上がり速度や立ち下がり速度）をそれほど高速にする
必要がなくなるので、上記構成による効果に加えて、動
画ボケがなく広視野角な液晶表示装置を、作製の容易な
装置を用いて提供することができるという効果を奏す
る。

【０２８３】また、本発明の液晶表示装置は、上記の構
成に加えて、１表示期間において、各走査線に第１の電
気信号と第２の電気信号とを交互に送り、第１の電気信
号は表示情報を元に戻す電界であり、第２の電気信号は
表示情報を与える電界であり、第１の電気信号が印加さ
れて液晶分子がリセットされ、第２の電気信号が印加さ
れて液晶分子がスイッチングした後光が入射するもので
あり、上記第１の電気信号と第２の電気信号とは極性が
互いに逆である構成である。

【０２８４】これにより、電界の印加をオフするのと異
なり、リセット状態への移行を急峻にすることができる
ので、上記構成による効果に加えて、応答をより高速に
でき、動画ボケをいっそう軽減することができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置における液晶の様子を示
す説明図である。

【図２】本発明の液晶表示装置における液晶の様子を示
す説明図である。

【図３】本発明の液晶表示装置における液晶の様子を示
す説明図である。

【図４】本発明の液晶表示装置における液晶の様子を示
す説明図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の走査方式と光源の発光
時期との関係を示す説明図である。

【図６】本発明の液晶表示装置の走査方式と光源の発光
時期との関係を示す説明図である。

【図７】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す説
明図である。

【図８】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す説
明図である。

【図９】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す説
明図である。

【図１０】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１１】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１２】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１３】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１４】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１５】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１６】本発明の実施例の液晶表示装置の特性を示す
説明図である。

【図１７】単純マトリクス方式の液晶表示装置の構成を
示す斜視図である。

【図１８】アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の
構成を示す斜視図である。

【図１９】液晶表示装置の構成を示す断面図である。

【図２０】動画ボケの生じる原因を説明するものであ
り、インパルス型の時間応答を示す説明図である。

【図２１】動画ボケの生じる原因を説明するものであ
り、ホールド型の時間応答を示す説明図である。

【図２２】液晶でインパルス型表示を行う方法を示す説
明図である。

【図２３】（ａ）および（ｂ）は、従来の誘電異方性に
よるネマティック液晶を用いた液晶表示装置における液
晶の様子を示す説明図である。

【図２４】（ａ）および（ｂ）は、従来の強誘電性液晶
を用いた液晶表示装置における液晶の様子を示す説明図
である。

【図２５】（ａ）および（ｂ）は、従来の誘電異方性に
よるネマティック液晶を用いた液晶表示装置における液
晶の完全スイッチングの様子を示す説明図である。

【図２６】（ａ）および（ｂ）は、従来の誘電異方性に
よるネマティック液晶を用いた液晶表示装置における液
晶の中間調スイッチングの様子を示す説明図である。

【図２７】従来の誘電異方性によるネマティック液晶を
用いた液晶表示装置における液晶の様子を示す説明図で
ある。

【図２８】（ａ）ないし（ｄ）は、従来の液晶表示装置
における液晶のバーティカルスイッチングの様子を示す
説明図である。

【図２９】（ａ）ないし（ｄ）は、従来の液晶表示装置
における液晶のインプレインスイッチングの様子を示す
説明図である。

【図３０】（ａ）および（ｂ）は、従来の誘電異方性に
よるネマティック液晶およびインプレインスイッチング
電極を用いた液晶表示装置における液晶の様子を示す説
明図である。

【図３１】涙型分子のフレクソエレクトリック効果を示
すものであり、広がり変形のない状態を示す説明図であ
る。

【図３２】涙型分子のフレクソエレクトリック効果を示
すものであり、広がり変形した状態を示す説明図であ
る。

【図３３】バナナ型分子のフレクソエレクトリック効果
を示すものであり、曲がり変形のない状態を示す説明図
である。

【図３４】バナナ型分子のフレクソエレクトリック効果
を示すものであり、曲がり変形した状態を示す説明図で
ある。

【図３５】フレクソエレクトリック効果を示す説明図で
ある。

【図３６】（ａ）ないし（ｃ）は、従来のフレクソエレ
クトリック効果によるコレステリック液晶を用いた液晶
表示装置における液晶の様子を示す説明図である。

【図３７】（ａ）ないし（ｃ）は、従来のフレクソエレ
クトリック効果によるネマティック液晶を用いた液晶表
示装置における液晶の様子を示す説明図である。

【図３８】（ａ）および（ｂ）は、従来のフレクソエレ
クトリック効果によるネマティック液晶を用いた液晶表
示装置における液晶の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１、２基板３、４電極５、６絶縁膜７、８配向膜９スペーサー１０接着剤１１液晶１２、１３偏光板１４信号電極１５スイッチング素子１６液晶分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H088 EA02 GA02 GA17 HA06 HA28 JA04 KA02 KA14 KA26 KA27 KA28 KA30 LA06 LA07 MA07 MA10 MA13 2H093 NA16 NA53 NC34 NC44 ND13 ND32 ND60 NF04 NH01 NH02 NH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶に光を入射させるとともに表示画像に
応じた信号波形に沿った電界を液晶に印加して上記電界
に応じて液晶の配向状態を変化させることにより上記入
射光を変調する液晶表示装置において、液晶が、電界の印加されていない定常状態において、ある広がり
変形および捻じれ変形の配向状態を呈しており、分極を
生じておらず、電界が印加されると、広がり変形および捻じれ変形に伴
う撓電効果によって分極を生じさせ、この分極により、
少なくとも部分的に、上記電界の印加されていない定常
状態のときとは別の、印加される上記電界に応じた広が
り変形および捻じれ変形へと配向状態を変化させること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】１表示期間において、少なくとも全走査線
のうちの半数の走査線から成る第１の走査線群には第１
の電気信号を送り、残りの第２の走査線群には第２の電
気信号を送り、次の１表示期間においては、第１の走査
線群に第２の電気信号を送り、第２の走査線群には第１
の電気信号を送り、第１の電気信号は表示情報を元に戻す電界であり、第２
の電気信号は表示情報を与える電界であり、第１の電気
信号が印加されて液晶分子がリセットされ、第２の電気
信号が印加されて液晶分子がスイッチングした後光が入
射する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】１表示期間において、各走査線に第１の電
気信号と第２の電気信号とを交互に送り、第１の電気信号は表示情報を元に戻す電界であり、第２
の電気信号は表示情報を与える電界であり、第１の電気
信号が印加されて液晶分子がリセットされ、第２の電気
信号が印加されて液晶分子がスイッチングした後光が入
射するものであり、上記第１の電気信号と第２の電気信号とは極性が互いに
逆であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。