JP2003215541A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コレステリック相を示す液晶であれば正負い
ずれの誘電率異方性を有するものであっても、ブラック
アウト現象を生じることなく、かつ、メモリ性を保持し
て低電圧で駆動することのできる液晶表示装置を得る。 【解決手段】 一対の基板間に、マトリクス状に配置さ
れた複数の画素を構成するコレステリック相を示す液晶
を挟持し、該液晶の選択反射を利用して表氏を行う液晶
表示装置。下側の基板には各画素に対応する第１及び第
２の画素電極１２ａ，１２ｂが設けられ、上側の電極に
は第２の電極が設けられている。これらの電極１２ａ，
１２ｂ，２２に複数値の電圧を選択的に印加することに
より、横電界Ｄ１、縦電界Ｄ２、斜め電界Ｄ３，Ｄ４，
Ｄ５を自在に発生させ、液晶の状態を変化させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、特
に、一対の基板間にコレステリック相を示す液晶を挟持
し、該液晶の選択反射を利用して表示を行う液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、種々の液晶表示素子が開発、提供
されている。そのなかで反射型液晶表示素子は、環境光
（外部の光）を反射することにより表示を行うため、バ
ックライトを必要とする透過型液晶表示素子に比べて少
ない消費電力で表示が可能であり、この利点を活かして
携帯電話やモバイル機器などの表示部に採用されてい
る。また、さらなる低消費電力化の研究開発も盛んに行
われ、メモリ性を有する反射型液晶表示素子等が提案さ
れている。

【０００３】

【従来の技術】メモリ性を有する反射型液晶表示素子の
第１の動作モードとしては、テクニカルペーパーＳＩＤ
国際シンポジューム要約（SID International Sympos
ium Digest of Technical Paper）第２９巻、８９７
頁に開示されている。この第１の動作モードは、カイラ
ルネマチック液晶の配向状態をプレーナ状態（光の選択
反射状態）及びフォーカルコニック状態（光の透過状
態）のいずれかに切り換えて表示を行う方式である。プ
レーナ状態及びフォーカルコニック状態は、それぞれ安
定な状態であるため、一旦液晶をいずれかの状態にセッ
トすれば、外力が加わらない限り、半永久的にその状態
を維持する。即ち、画像を一旦表示すれば電源を切って
も表示された画像がそのまま維持されるメモリ性を備え
た反射型液晶表示素子として有用である。

【０００４】前記文献に記載されている反射型液晶表示
素子は、それぞれ電極を備えた一対の基板間に正の誘電
率異方性を有するカイラルネマチック液晶を挟持した構
成であり、電極によって基板に対して垂直方向に電界を
作用させ、その電界の強度及び／又は印加時間を制御す
ることにより、液晶を所定の状態（プレーナ状態及びフ
ォーカルコニック状態）に変化させる。

【０００５】液晶にそのねじれを解くための閾値電圧以
上の電圧を充分な時間印加すると、液晶は全てホメオト
ロピック状態（液晶分子の長軸方向が基板に対して垂直
な状態）になる。この状態は、メモリ性がないために電
界を消去すると、液晶はねじれた配列になる。ホメオト
ロピック状態から、電界を急激に消去した場合はプレー
ナ状態になり、電界を徐々に消去した場合はフォーカル
コニック状態になる。

【０００６】また、フォーカルコニック状態の液晶に、
そのねじれを解くための閾値電圧以上のパルス電圧（一
部の液晶がホメオトロピック状態になるパルス幅の電
圧）を印加した場合、ホメオトロピック状態になった液
晶は、パルス電圧の印加終了後にプレーナ状態になる。
パルス電圧の幅及び／又は電圧の高さを制御することに
より、プレーナ状態となる液晶の割合を調整（中間調を
表示）することができる。

【０００７】また、第２の動作モードとして、特開２０
０１−１００２５６号公報には、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａ
ｎｅ―Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式によって正の誘電率異
方性を有するカイラルネマチック液晶を駆動する方法が
記載されている。この第２の動作モードにおいて、電界
が印加されていないときに液晶はプレーナ状態にあって
選択反射を示し、透過状態にセットするには、電界を基
板面に対して斜め方向に印加することにより部分的に螺
旋構造を崩し、選択反射を抑制する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の動作モードにあっては、画像を書き換える際に液晶
が必ずホメオトロピック状態を経由する。このため、画
面が一瞬暗くなり（ブラックアウト現象）、書換え時の
表示品位が低いという問題点を有していた。

【０００９】また、前記第２の動作モードにあっては、
ブラックアウト現象は生じないものの、カイラルネマチ
ック液晶の利点であるメモリ性が発揮されず、消費電力
が増大するという問題点を有していた。さらに、透過状
態にセットされたときは部分的に選択反射を抑えている
に過ぎず、コントラストが低いものであった。

【００１０】また、前記第１及び第２の動作モードにあ
っては、いずれも誘電率異方性が負の液晶に対しては適
用することができなかった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、コレステリック
相を示す液晶であれば正負いずれの誘電率異方性を示す
ものであっても、ブラックアウト現象を生じることな
く、かつ、メモリ性を保持して低電圧で駆動することの
できる液晶表示装置を提供することにある。

【００１２】

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板間に、マ
トリクス状に配置された複数の画素を構成するコレステ
リック相を示す液晶を挟持し、該液晶の選択反射を利用
して表示を行う液晶表示素子と、該液晶表示素子を駆動
するための駆動手段とを備え、一方の基板の表面には各
画素に対応する第１の電極が、他方の基板の表面には第
２の電極が、前記液晶を介して互いに対向するように配
置されており、前記第１の電極は実質的に同一面上に並
置された第１の画素電極と第２の画素電極とで構成さ
れ、前記駆動手段は前記第１、第２の画素電極及び前記
第２の電極にそれぞれ異なる電圧を印加可能であること
を特徴とする。

【００１３】本発明に係る液晶表示装置においては、第
１、第２の画素電極及び第２の電極の３者を独立してそ
の電圧を制御することにより、基板面に対して縦、横、
斜めの電界を自在に印加することができ、液晶の状態を
自在に変化させることが可能になる。

【００１４】コレステリック相を示す液晶はそのねじれ
を解くための閾値電圧以下の電圧を印加すると、誘電率
異方性が正の液晶にあってはそのヘリカル軸が電界方向
と直交する方向に変化し、負の液晶にあってはヘリカル
軸が電界方向と平行な方向に変化する。ねじれを解くこ
とのない程度の強度を持つ電界を基板に対してほぼ垂直
方向及びほぼ水平方向に変化させて液晶に作用させる
と、液晶をホメオトロピック状態を経ることなく、プレ
ーナ状態とフォーカルコニック状態との間で直接的に変
化させることができる。

【００１５】そして、誘電率異方性が正負いずれの液晶
にあっても電圧印加を停止した後もメモリ性を保持して
各画素の状態は変化せず、斜め方向の電界印加による中
間調を含めた所望の表示が可能となる。また、ホメオト
ロピック状態を経ないため、画像更新時に画面全体が瞬
間的に黒くなってしまう不具合は生じない。

【００１６】さらに、本発明に係る液晶表示装置におい
て、駆動手段は前記第１、第２の電極及び前記第２の電
極の少なくとも一つに対して複数の値の電圧を選択的に
設定可能としてもよい。より精密に電界を制御すること
ができ、多階調表現を行うことができる。例えば、基板
面に対する縦、横、斜め方向の電界の他に、縦に近い斜
め電界、横に近い斜め電界を印加できることができ、都
合５階調の表現が可能になる。

【００１７】また、駆動手段は、前記第１、第２の電極
及び前記第２の電極の電圧値を制御することにより、液
晶に印加される電界の方向を時計回り方向又は反時計回
り方向に変化させるようにしてもよい。スムーズにかつ
低電圧で液晶を階調変化させることができる。

【００１８】例えば、正の誘電率異方性を有する液晶を
用いた場合、プレーナ状態からフォーカルコニック状態
へ変化させるのに、横に近い斜め電界、斜め電界、縦に
近い斜め電界、縦電界の順に制御すれば、スムーズに液
晶を変化させることができる。負の誘電率異方性を有す
る液晶を用いた場合も同様であり、前記の順に電界方向
を制御すると、フォーカルコニック状態からプレーナ状
態へ変化させる場合に相当する。また、途中を省略して
横電界から斜め電界、縦電界というように印加してもよ
い。

【００１９】第１の画素電極と第２の画素電極との間に
絶縁膜が設けられていてもよい。こうすることにより、
同一基板上に設けられる第１及び第２の画素電極間の絶
縁を良好に保つことができる。

【００２０】また、第１電極を画素マトリクスの行に対
応して配置される複数の走査電極から構成し、第２電極
を構成する少なくとも一方の画素電極が前記駆動手段か
ら画像データに応じた電圧を印加されるように構成する
ようにしてもよい。こうすることで、容易に単純マトリ
クス駆動を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示装置
の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

【００２２】（原理的説明、図１参照）本発明に係る液
晶表示装置は、コレステリック相を示す液晶（以下、カ
イラルネマチック液晶で代表する）のねじれを解くこと
なく、そのヘリカル軸を基板に対して所定の角度に変化
させることにより表示を行うものである。そこで、ま
ず、その駆動原理について説明する。

【００２３】ヘリカル軸方向を変化させることのできる
閾値以上の電圧で、かつ、液晶分子のねじれを解くこと
ができる閾値電圧以下の電圧を、正の誘電率異方性を有
するカイラルネマチック液晶に印加すると、液晶はねじ
れを解くことなくヘリカル軸が電界方向に対して垂直方
向に向く。

【００２４】この現象を利用すると、一対の基板間にカ
イラルネマチック液晶を挟持した構成の液晶表示素子に
おいて、基板に対して垂直な方向に電界を作用させた場
合、ヘリカル軸は基板に対して平行（フォーカルコニッ
ク状態）になる。逆に、基板に対して平行な方向に電界
を作用させた場合、ヘリカル軸は基板に対して垂直（プ
レーナ状態）になる。

【００２５】カイラルネマチック液晶はコレステリック
相を示す液晶の代表的なもので、ネマチック液晶に所定
量のカイラル材を添加することによって得られる。この
カイラルネマチック液晶は、図１に示すように、一般的
に、棒状の液晶分子がねじれた配列をなし、コレステリ
ック相を示している。この液晶に光が入射すると、ヘリ
カル軸に対して平行な方向から光が入射した場合、λ＝
ｎｐで示される波長の光を選択反射する（プレーナ状
態）。ここで、λは波長、ｎは液晶分子の平均屈折率、
ｐは液晶分子が３６０°ねじれている距離である。一
方、ヘリカル軸に対して垂直な方向から光が入射した場
合、光は反射することなく透過する（フォーカルコニッ
ク状態）。この選択反射及び透過を利用して表示が行わ
れる。

【００２６】ところで、液晶分子は棒状であるが、その
長手方向（長軸）とそれに垂直な方向（短軸）で屈折率
や誘電率が異なる異方性を有している。液晶分子の長軸
方向の誘電率が短軸方向のそれよりも大きい液晶を誘電
率異方性が正の液晶と称する。誘電率異方性が正の液晶
に十分に高い電圧を印加するとねじれが解け、液晶分子
の長軸（誘電率が大きい軸）が電界方向と平行な方向に
向くように動く。このねじれが解ける電圧には閾値が存
在し、この閾値電圧をＶｈとする。

【００２７】また、前記閾値電圧Ｖｈよりも低い電圧を
液晶に印加すると、液晶はねじれを解くことなくヘリカ
ル軸が電界方向に対して垂直な方向に向くように動く。
このヘリカル軸を動かす電圧にも閾値が存在し、この閾
値電圧をＶｆとする。

【００２８】これらの閾値電圧Ｖｈ，Ｖｆの関係は、Ｖ
ｆ＜Ｖｈである。また、閾値電圧Ｖｆよりも低い電圧を
液晶に印加しても液晶分子は動くことがない、即ち、ヘ
リカル軸方向が変化することがない。

【００２９】これに対して、液晶分子の長軸方向の誘電
率が短軸方向のそれよりも小さい液晶を誘電率異方性が
負の液晶と称する。誘電率異方性が負の液晶に十分に高
い電圧を印加するとねじれを解くことなくヘリカル軸が
電界方向とは関係なくランダムに向く。この現象はダイ
ナミックスキャッタリングと称されている。この現象が
起こる電圧には閾値が存在し、閾値電圧をＶｄとする。

【００３０】また、前記閾値電圧Ｖｄよりも低い電圧を
液晶に印加すると、液晶はねじれを解くことなくヘリカ
ル軸が電界方向に対して平行な方向に向くように動く。
このヘリカル軸を動かす電圧にも閾値が存在し、この閾
値電圧をＶｐとする。

【００３１】これらの閾値電圧Ｖｄ，Ｖｐの関係は、Ｖ
ｐ＜Ｖｄである。また、閾値電圧Ｖｐよりも低い電圧を
液晶に印加しても液晶分子は動くことがない、即ち、ヘ
リカル軸方向が変化することがない。

【００３２】なお、コレステリック相を示す液晶は、一
般的に液晶分子の軸に対する屈折率の異方性と誘電率の
異方性の方向が一致しており、誘電率異方性が正の液晶
では液晶分子の長軸方向の屈折率が短軸方向のそれより
も大きく、誘電率異方性が負の液晶では液晶分子の長軸
方向の屈折率が短軸方向のそれよりも小さいことが多
い。

【００３３】（液晶表示装置、図２〜図５参照）第１実
施形態である液晶表示素子は、図２に示すように、下側
の基板１１に、電極１２ａ，１２ｂ及び配向制御膜１４
を設け、上側の基板２１に、電極２２及び配向制御膜２
４を設け、基板１１，２１間にネマチック液晶にカイラ
ル材を添加して室温でコレステリック相を示すように調
製したカイラルネマチック液晶を挟持した構成からな
る。図２においては１単位の画素の数分の１を概略的に
示している。

【００３４】液晶としては、室温でコレステリック相を
示すものであれば、種々のものを使用することができ
る。誘電率異方性については正負いずれのものであって
もよい。

【００３５】基板１１，２１の材料は、ガラスやポリエ
ーテルスルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
カーボネート等のプラスチックフィルムなど種々のもの
を使用できる。軽量で薄いものが好ましい。電極１２
ａ，１２ｂ，２２の材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明電
極材料を使用でき、下側基板１１の電極１２ａ，１２ｂ
にはＡｌ，Ｃｕ等の非透明電極材料を使用してもよい。

【００３６】図３に液晶表示装置の全体構成例を示す。
図３において、電極１２ａ，１２ｂは、１画素に複数本
が対応する微細な櫛歯状電極からなる画素電極であり、
電極１２ａは図３の左右方向に各画素にわたって延在
し、電極１２ｂは図３の左右方向に１画素ずつ延在して
いる（図４参照）。電極２２は１画素に１本が対応した
幅広の走査電極とされ、図３の左右方向に延在してい
る。電極１２ａ，２２は走査信号駆動回路２８に接続さ
れ、電極１２ｂはデータ信号駆動回路２９に接続されて
いる。なお、電極１２ａは走査信号駆動回路２８とは別
の電圧印加回路に接続されていてもよい。

【００３７】図３に示す構成例では、電極１２ａ，１２
ｂの間には全ての画素を覆うように絶縁膜１３が設けら
れており、図３のＩ−Ｉ’方向の断面構成は正確には図
５のように表されるが、電極１２ａ，１２ｂの一部を画
素領域外で交差させ、該交差部分において両者の絶縁を
保つように構成するなどして、両電極が互いに接触しな
いように構成することで、図２のように画素領域内で両
電極を同一平面上に設けることもできる。以下の説明で
は、図示を容易にするため電極１２ａ，１２ｂが同一平
面上に設けられたものとして記載しているが、図３及び
図５の構成であっても、絶縁膜は非常に薄く実質上電極
１２ａ，１２ｂが同一平面上にあるものとみなして差し
支えない。なお、理解を容易にするため、図３では図示
を省略しているが、図５に示すように、電極１２ｂ，２
２を覆うように配向制御膜１４が設けられている。

【００３８】さらに、基板１１，２１間のギャップを均
一で一定に保持するために、必要に応じて、基板１１，
２１間にスペーサ用の微粒子や、柱状又は壁状の樹脂構
造物が配置される。また、下側の基板１１の裏面に可視
光を吸収する光吸収層が設けられる。基板１１自体に可
視光吸収機能を持たせてもよい。

【００３９】また、基板１１，２１の周囲にはシール剤
を設けて基板間に液晶を封止することが好ましい。な
お、配向制御膜１４に対するラビング処理は原理的に不
要であるが、密度の低いラビング処理（例えば、ラビン
グ密度１０以下）や部分的なラビング処理を行って、メ
モリ性を損なわない範囲で液晶のプレーナ状態での反射
率を高めるようにしてもよい。配向制御膜１４自体を省
略してもよい。

【００４０】ここで、本発明者らによって実際に製作さ
れた液晶表示装置の材料、製作工程について簡単に説明
する。

【００４１】まず、ポリカーボネートフィルムからなる
基板１１にＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィ法で
電極１２ａ，１２ｂをパターニングした。配向制御膜１
４はＪＳＲ社製：ＡＬ８２５４を用いてフレキソ印刷に
より形成した。一方、ポリカーボネートフィルムからな
る基板２１にＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィ法
で電極２２をパターニングした。配向制御膜２４はＪＳ
Ｒ社製：ＡＬ８２５４を用いてフレキソ印刷により形成
した。

【００４２】前記基板１１，２１は、液晶組成物及びギ
ャップ保持部材を挟持した状態に貼り合わせた。ギャッ
プ保持部材には、基板間隔が狭くなるのを防止するため
に球状スペーサ（積水ファインケミカル社製：ミクロパ
ール）を用い、基板間隔が広がるのを防止するためにウ
レタン系の接着剤を用いて、スペーサ径より若干高い柱
状樹脂構造物を格子状に配置した。また、基板の周囲を
シール材によって封止した。なお、スペーサはセルギャ
ップの寸法に合わせた粒径１０μｍのものを使用した。

【００４３】前記配向制御膜１４，２４に対しては以下
の条件にて、ラビング処理を施し、ラビング処理後に洗
浄し、乾燥させた。

【００４４】ラビングローラ材質：レーヨン ラビングローラ径：６０ｍｍ ラビングローラ回転数：５０ｒｐｍ ラビングローラ押込み量：０．３ｍｍ テーブル速度（基板に対するローラの相対送り速度）：
１００ｍ／分

【００４５】以上の構成からなる液晶表示素子におい
て、正の誘電率異方性を有するカイラルネマチック液晶
にあっては、基板１１側に設けられた電極１２ａ，１２
ｂ間にＶｈより低くＶｆ以上の電圧差を生じるように駆
動すると、図２（Ａ）に示すように、基板面に平行な横
電界Ｄ１が発生し、液晶のヘリカル軸が基板面にほぼ垂
直な方向に向く。即ち、液晶はプレーナ状態になり、所
定波長の選択反射が生じる。

【００４６】一方、電極１２ａ，１２ｂ及び電極２２間
にＶｈより低くＶｆ以上の電圧差を生じるように駆動す
ると、図２（Ｂ）に示すように、基板面に垂直な縦電界
Ｄ２が発生し、液晶のヘリカル軸が基板面に平行な方向
に向く。即ち、液晶はフォーカルコニック状態になり、
光を透過する。

【００４７】また、負の誘電率異方性を有するカイラル
ネマチック液晶にあっては、そのヘリカル軸が電界方向
に対して平行になるように動くため、電極１２ａ，１２
ｂ間にＶｄより低くＶｐ以上の電圧差を生じるように駆
動すると、液晶はヘリカル軸が基板面に平行な方向に向
き、フォーカルコニック状態になる。一方、電極１２
ａ，１２ｂ及び電極２２間にＶｄより低くＶｐ以上の電
圧差を生じるように駆動すると、液晶はヘリカル軸が基
板面にほぼ垂直な方向に向き、プレーナ状態になる。

【００４８】（連続駆動例、図６参照）ここで、前記液
晶表示装置における連続駆動例について図６を参照して
説明する。

【００４９】まず、図６（Ａ）に示すように、電極１２
ａ，１２ｂを等電位とし、かつ、電極２２と異なる電位
に設定すれば縦電界Ｄ２が発生する。このとき、正の誘
電率異方性を有する液晶はフォーカルコニック状態にな
る。図６（Ａ）では、電極１２ａ，１２ｂの電位を０に
設定し、電極２２の電位をＶに設定している。

【００５０】一方、図６（Ｅ）に示すように、電極１２
ａ，１２ｂの電位を異ならせれば、横電界Ｄ１が発生す
る。このとき、正の誘電率異方性を有する液晶はプレー
ナ状態になる。図６（Ｅ）では、電極１２ａの電位を
０、電極１２ｂの電位を２Ｖ、電極２２の電位をＶに設
定している。

【００５１】さらに、図６（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示
すように、電極１２ａ，１２ｂ間の電位差を変化させる
ことにより、さまざまな角度の斜め電界Ｄ３，Ｄ４，Ｄ
５が発生する。図６（Ｂ）では、図６（Ａ）の状態から
電極１２ｂの電位のみをＶ／２に変更した状態に変化さ
せ、図６（Ｃ）では図６（Ｂ）の状態から電極１２ｂの
電位のみをＶに変更した状態に変化させ、図６（Ｄ）で
は、図６（Ｃ）の状態から電極１２ｂの電位のみを３Ｖ
／２に変更した状態に変化させている。

【００５２】即ち、電界を図６（Ａ）から図６（Ｅ）へ
と順次変化させていけば、正の誘電率異方性を有する液
晶ではフォーカルコニック状態からプレーナ状態へとス
ムーズに変化し、負の誘電率異方性を有する液晶ではプ
レーナ状態からフォーカルコニック状態へとスムーズに
変化する。電界を図６（Ｅ）から図６（Ａ）へと順次変
化させれば、これとは逆の状態に変化する。

【００５３】また、途中の段階を省略して、電界の方向
を図６（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）の順序で、あるいは、図
６（Ｅ），（Ｃ），（Ｄ）の順序で変化させてもよい。

【００５４】さらに、任意の斜め電界Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５
のいずれかに設定して液晶をその状態で固定すれば、プ
レーナ状態、フォーカルコニック状態、及び基板に対し
てヘリカル軸が傾いた状態を種々の比率で作り出すこと
ができ、階調表現が可能である。

【００５５】（マトリクス駆動例、図７、図８参照）こ
こで、印加電圧と液晶の反射率との関係の一例を図７に
示す。この液晶では走査電極２２の電位がＶ１、対向電
極１２ａの電位が０Ｖのとき、データ電極１２ｂの印加
電圧がほぼ０Ｖであると反射率は小さく、電圧２Ｖ１で
最大を示し、電圧Ｖ１で中間の階調を示す。このような
特性を利用して印加電圧を３段階に変化させることによ
り、以下に示すように液晶を３階調で単純マトリクス駆
動することができる。

【００５６】即ち、図８に示すように、電極１２ａは常
時接地され、電極２２には電圧０Ｖ又はＶ１が印加さ
れ、電極１２ｂには表示させようとする画像のデータに
応じた電圧０Ｖ，Ｖ１，２Ｖ１のいずれかが印加され
る。

【００５７】電極２２は１ラインずつ電圧Ｖ１が印加さ
れ、一の電極２２に電圧Ｖ１が印加されているとき各電
極１２ｂに各画素の濃度（黒、白、中間）に応じて電圧
０Ｖ，Ｖ１，２Ｖ１がそれぞれ同時に印加される。

【００５８】誘電率異方性が正の液晶を用いる場合、プ
レーナ状態にしたい画素には電極２２に電圧Ｖ１を印加
し、電極１２ｂに電圧２Ｖ１を印加することにより横電
界Ｄ１を発生させる（図６（Ｅ）参照）。フォーカルコ
ニック状態にしたい画素には電極２２に電圧Ｖ１を印加
し、電極１２ｂを接地することにより縦電界Ｄ２を発生
させる（図６（Ａ）参照）。また、中間調を表示したい
画素には電極２２及び電極１２ｂ共にＶ１を印加するこ
とにより斜め電界Ｄ４を発生させる（図６（Ｃ）参
照）。

【００５９】誘電率異方性が負の液晶を用いる場合、プ
レーナ状態にしたい画素には電極２２に電圧Ｖ１を印加
し、電極１２ｂを接地することにより縦電界Ｄ２を発生
させる（図６（Ａ）参照）。フォーカルコニック状態に
したい画素には電極２２に電圧Ｖ１を印加し、電極１２
ｂに電圧２Ｖ１を印加することにより横電界Ｄ１を発生
させる（図６（Ｅ）参照）。また、中間調を表示したい
画素には電極２２及び電極１２ｂ共にＶ１を印加するこ
とにより斜め電界Ｄ４を発生させる（図６（Ｃ）参
照）。

【００６０】いずれの特性を示す液晶に対しても、画像
を更新した後全ての電極１２ａ，１２ｂ，２２を等電位
にすることにより、各画素の状態はメモリされる。

【００６１】なお、単純マトリクス駆動の場合、駆動対
象となっていない画素（液晶）に対しても駆動回路から
供給される電圧（クロストーク電圧）が印加される。し
かし、このクロストーク電圧を閾値電圧Ｖｆ，Ｖｐより
低く抑えれば、液晶の状態が変化することはない。

【００６２】（電極の他の構成例）図２に示した電極構
成にあっては、電極１２ａ，１２ｂの間隔等を変えると
電界強度や電界の向きが変わる。例えば、電極１２ａ，
１２ｂの間隔を小さくすると、その間に形成される電界
の強度が大きくなる。電界の方向や強度は、印加電圧に
依存するため、素子の構成に応じて最適な電極間距離を
選択する必要がある。

【００６３】また、電極１２ａ，１２ｂを設けた基板１
１を上下に配置した液晶セルを構成してもよい。要する
に、複数の電極間に複数の電極が存在し、その電極間に
複数の方向に可変的に電界が形成可能であれば、液晶の
ヘリカル軸方向を制御することが可能である。

【００６４】（他の実施形態）なお、本発明に係る液晶
表示装置は前記各実施形態に限定するものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々に変更することができる。

【００６５】特に、表示装置としては、前記各実施形態
で示した表示素子の１層で構成したもの、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各選択反射を行う表示素子を３層に積層したもの（フル
カラー表示）、あるいは任意の波長の選択反射を行う表
示素子を２層に積層したものなどで構成することができ
る。さらに、駆動回路の内部構成、その組合せは任意で
ある。

【００６６】また、前記実施形態では単純マトリクス型
の液晶表示素子を例に挙げているが、画素ごとにスイッ
チング素子（例えば、ＴＦＴ：Thin Film Transistor
や、ＴＦＤ：Thin Film Diode）を有するアクティブ
マトリクス型の液晶表示素子においても本発明を適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カイラルネマチック液晶の動作原理の説明図。

【図２】本発明の一実施形態である液晶表示装置の断面
図で、（Ａ）は横電界印加時、（Ｂ）は縦電界印加時を
示す。

【図３】前記液晶表示装置の全体構成例を示す斜視図。

【図４】下基板に設けた電極を示す平面図。

【図５】図３のＩ−Ｉ’断面図。

【図６】前記液晶表示装置における連続駆動の一例を示
す説明図。

【図７】液晶への印加電圧と反射率との関係を示すグラ
フ。

【図８】前記液晶表示装置における単純マトリクス駆動
の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１１，２１…基板 １２ａ，１２ｂ，２２…電極 ２８…走査信号駆動回路 ２９…データ信号駆動回路 Ｄ１〜Ｄ５…電界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越智 圭三 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA02 GA02 GA03 GA17 HA02 JA14 MA01 MA20 2H092 GA05 GA14 GA17 GA24 HA03 JB22 JB31 JB38 KA18 MA01 NA26 PA06 QA11 2H093 NA06 NA11 NB07 NB11 NC03 ND01 ND39 NE02 NE03 NF14 5C006 AC21 BA11 BB12 BB28 BC11 FA46 FA47

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に、マトリクス状に配置さ
   れた複数の画素を構成するコレステリック相を示す液晶
   を挟持し、該液晶の選択反射を利用して表示を行う液晶
   表示素子と、該液晶表示素子を駆動するための駆動手段
   とを備え、 一方の基板の表面には各画素に対応する第１の電極が、
   他方の基板の表面には第２の電極が、前記液晶を介して
   互いに対向するように配置されており、 前記第１の電極は実質的に同一面上に並置された第１の
   画素電極と第２の画素電極とで構成され、 前記駆動手段は前記第１、第２の画素電極及び前記第２
   の電極にそれぞれ異なる電圧を印加可能であること、 を特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は前記第１、第２の電極及
   び前記第２の電極の少なくとも一つに対して複数の値の
   電圧を選択的に設定可能であることを特徴とする請求項
   １記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、前記第１、第２の電極
   及び前記第２の電極の電圧値を制御することにより、液
   晶に印加される電界の方向を時計回り方向又は反時計回
   り方向に変化させることを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１の画素電極と第２の画素電極と
   の間に絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項
   １、請求項２又は請求項３記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記第１電極は、画素マトリクスの行に
   対応して配置される複数の走査電極から構成され、前記
   第２電極を構成する少なくとも一方の画素電極が前記駆
   動手段から画像データに応じた電圧を印加されることを
   特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４
   記載の液晶表示装置。