JP3528449B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP3528449B2
JP3528449B2 JP21387196A JP21387196A JP3528449B2 JP 3528449 B2 JP3528449 B2 JP 3528449B2 JP 21387196 A JP21387196 A JP 21387196A JP 21387196 A JP21387196 A JP 21387196A JP 3528449 B2 JP3528449 B2 JP 3528449B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高デューティで
の時分割駆動を可能とした液晶表示装置に関するもので
あって、特に、単純マトリックス方式の液晶セルを用い
るものを対象としたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device capable of time-division driving with high duty, and particularly to a liquid crystal display device using a simple matrix type liquid crystal cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置には、バックライトからの
光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室内照
明光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあ
る。これらの液晶表示装置は、液晶セルをはさんでその
表面側と裏面側とに偏光板を配置したものであり、反射
型の液晶表示装置は、裏側偏光板の裏面側に反射板を配
置して構成されている。なお、反射型の液晶表示装置に
は、偏光板を1枚だけ備えたものもあり、この反射型液
晶表示装置は、液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前
記液晶セルの裏面側に反射板を配置して構成されてい
る。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are classified into a transmissive type which uses light from a backlight for display and a reflective type which uses external light such as natural light or room illumination light for display. . In these liquid crystal display devices, polarizing plates are arranged on the front surface side and the back surface side of a liquid crystal cell, and the reflection type liquid crystal display device has a reflection plate arranged on the back surface side of the back side polarizing plate. Is configured. Some reflective liquid crystal display devices are provided with only one polarizing plate. In this reflective liquid crystal display device, a polarizing plate is arranged on the front surface side of the liquid crystal cell and the rear surface side of the liquid crystal cell is arranged. It is configured by arranging a reflector.

【0003】これらの液晶表示装置に用いられる液晶セ
ルは、内面に電極が設けられるとともにその上に配向処
理を施した配向膜が形成された一対の基板間に液晶を挟
持した構成となっており、液晶の分子は、それぞれの基
板の近傍における配向方向を前記配向膜により規制され
て、所定の配向状態(例えばツイスト配向状態)で配向
している。
The liquid crystal cell used in these liquid crystal display devices has a structure in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode provided on the inner surface thereof and an alignment film subjected to an alignment treatment formed thereon. The liquid crystal molecules are aligned in a predetermined alignment state (for example, a twist alignment state) by controlling the alignment direction in the vicinity of each substrate by the alignment film.

【0004】上記液晶表示装置は、液晶セルの各画素部
の電極間に駆動信号を印加して表示駆動されており、前
記電極間に駆動信号を印加すると、液晶分子が電圧無印
加状態での配向状態を保ちながら基板面に対して立上が
るように動作し、その立上がり状態に応じて光の透過が
制御される。
The above liquid crystal display device is driven for display by applying a drive signal between the electrodes of each pixel portion of the liquid crystal cell. When the drive signal is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules are in a state in which no voltage is applied. It operates so as to stand up with respect to the substrate surface while maintaining the alignment state, and the transmission of light is controlled according to the standup state.

【0005】ところで、上記液晶表示装置には、単純マ
トリックス方式の液晶セルを用いるものと、アクティブ
マトリックス方式の液晶セルを用いるものとがあるが、
液晶セルの構造が極く簡単で低コストに得られるという
点では、単純マトリックス方式が有利である。
By the way, the above-mentioned liquid crystal display devices include those using a simple matrix type liquid crystal cell and those using an active matrix type liquid crystal cell.
The simple matrix method is advantageous in that the structure of the liquid crystal cell is extremely simple and can be obtained at low cost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純マ
トリックス方式の液晶セルを用いる液晶表示装置は、液
晶セルの各画素部の電極間に印加する駆動信号の実効値
(1フレームの間に電極間に印加される電圧の実効値)
を制御して表示駆動されるため、光の透過状態を段階的
に制御する表示を行なう場合、時分割数が多くなると、
各段階に対応する実効値の差を大きくとることができな
くなり、そのために、高デューティで時分割駆動しよう
とすると、液晶セルを駆動する際の動作電圧マージン
(実効値の差)が小さくなり、明確な段階的表示ができ
なくなる。
However, in a liquid crystal display device using a simple matrix type liquid crystal cell, an effective value of a drive signal applied between electrodes of each pixel portion of the liquid crystal cell (between the electrodes during one frame is used). RMS value of applied voltage)
Since the display is driven by controlling the, when performing a display in which the light transmission state is controlled stepwise, if the number of time divisions increases,
It becomes impossible to take a large difference in effective value corresponding to each stage. Therefore, when trying to perform time-division driving at high duty, the operating voltage margin (difference in effective value) when driving the liquid crystal cell becomes small, Clear stepwise display is not possible.

【0007】このため、単純マトリックス方式の液晶セ
ルを用いる液晶表示装置は、高デューティでの時分割駆
動が難しく、したがって、画素数を多くして表示画像の
高精細化をはかることは困難であった。
Therefore, in a liquid crystal display device using a simple matrix type liquid crystal cell, it is difficult to perform time-division driving at high duty. Therefore, it is difficult to increase the number of pixels to achieve a high definition display image. It was

【0008】この発明は、駆動信号の実効値を制御して
駆動される単純マトリックス方式の液晶セルを用いるも
のでありながら、その駆動デューティに対して動作電圧
マージンを大きくして、高デューティでの時分割駆動を
可能とし、画素数の多い高精細画像の表示を実現するこ
とができる液晶表示装置を提供することを目的としたも
のである。
The present invention uses a simple matrix type liquid crystal cell which is driven by controlling the effective value of a drive signal. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of time-division driving and capable of displaying a high-definition image having a large number of pixels.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうちの少なく
とも表面側に配置された偏光板とを備え、前記液晶セル
は、内面に電極が設けられその上に配向処理が施された
一対の基板間に、カイラル剤が添加されたネマティック
液晶を挟持したものであって、その液晶分子が基板面に
対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値のリセットパ
ルスの印加後、それより低い所定の電圧値の選択パルス
の印加により、前記液晶分子が前記一対の基板間におい
て特定の状態で配向する第1の準安定状態になり、前記
リセットパルスの印加後、それより低い他の所定の電圧
値の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対
の基板間において前記第1の準安定状態とは異なる特定
の状態で配向する第2の準安定状態になる特性を有して
おり、前記液晶セルの各画素部が、前記リセットパルス
を印加した後に前記選択パルスを印加することにより前
記第1と第2のいずれかの準安定状態に切換えられ、そ
の準安定状態において、実効値が前記リセットパルスの
電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号の印加により
駆動されることを特徴とするものである。
A liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal cell and a polarizing plate disposed on at least the front surface side of the front and back surfaces of the liquid crystal cell, and the liquid crystal cell is provided on the inner surface. A nematic liquid crystal to which a chiral agent is added is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes and subjected to an alignment treatment, and the liquid crystal molecules rise and align almost vertically to the substrate surface. After the reset pulse having the voltage value is applied, the selection pulse having a predetermined voltage value lower than the reset pulse is applied to the first metastable state in which the liquid crystal molecules are aligned in a specific state between the pair of substrates, and the reset is performed. After the application of the pulse, the liquid crystal molecules are aligned between the pair of substrates in a specific state different from the first metastable state by applying a selection pulse having another predetermined voltage value lower than that. 2 has a characteristic of being in a metastable state, and each pixel portion of the liquid crystal cell applies the selection pulse after applying the reset pulse, so that either of the first and second metastable states is achieved. It is characterized in that it is driven by application of a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse in the metastable state.

【0010】この液晶表示装置は、前記液晶セルを駆動
するための駆動回路を備えており、この駆動回路によ
り、前記液晶セルの各画素部に、前記リセットパルスを
印加した後、前記第1と第2の準安定状態のいずれかを
選択する選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リ
セットパルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信
号を印加して駆動される。
This liquid crystal display device is provided with a drive circuit for driving the liquid crystal cell, and the drive circuit applies the reset pulse to each pixel portion of the liquid crystal cell, and then, A selection pulse for selecting any one of the second metastable states is applied, and then a driving signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse is applied to drive.

【0011】この発明の液晶表示装置は、液晶セルの液
晶分子を上記第1と第2のいずれかの準安定状態に配向
させ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板面
に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて変化
させて光の透過状態を制御するものであり、第1の準安
定状態を選択したときは、液晶分子が一対の基板間にお
いて特定の状態で配向した液晶セルと偏光板とからなる
表示装置の電気光学特性をもち、第2の準安定状態を選
択したときは、液晶分子が前記一対の基板間において前
記第1の準安定状態とは異なる特定の状態で配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。
In the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are oriented in either the first or second metastable state, and the rising state of the liquid crystal molecules in the respective metastable states with respect to the substrate surface is driven. This is to control the light transmission state by changing it according to the effective value of the signal. When the first metastable state is selected, a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules are aligned in a specific state between a pair of substrates is used. When a second metastable state is selected, which has electro-optical characteristics of a display device including a polarizing plate, liquid crystal molecules are aligned between the pair of substrates in a specific state different from the first metastable state. It has the electro-optical characteristics of a display device including a liquid crystal cell and a polarizing plate.

【0012】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が互いに異なる2つの表示装置の
電気光学特性を合わせ持ったものであり、したがって、
段階的に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過
状態の制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他
の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用し
て行なうことができる。
That is, this liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other.
Controlling a plurality of transmission states among the transmission states to be controlled stepwise by using one electro-optical characteristic, and controlling another plurality of transmission states by using the other electro-optical characteristic. You can

【0013】このため、この液晶表示装置によれば、透
過状態の全段階数を、前記一方の電気光学特性を利用す
るとき、つまり第1の準安定状態を選択して透過状態を
制御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第2の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。
Therefore, according to this liquid crystal display device, the total number of stages of the transmission state is controlled when the electro-optical characteristic of the one side is utilized, that is, when the first metastable state is selected to control the transmission state. And when the other electro-optical characteristic is utilized, that is, when the second metastable state is selected to control the transmissive state. Therefore, the step of driving in each metastable state can be performed. Since the number is reduced, it is possible to perform time-divisional driving with a small number of steps in each metastable state.

【0014】したがって、この液晶表示装置によれば、
駆動信号の実効値を制御して駆動される単純マトリック
ス方式の液晶セルを用いるものでありながら、その駆動
デューティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デ
ューティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高
精細画像の表示を実現することができる。
Therefore, according to this liquid crystal display device,
Although using a simple matrix type liquid crystal cell that is driven by controlling the effective value of the drive signal, the operating voltage margin is increased with respect to the drive duty to enable time-division drive at high duty, It is possible to display a large number of high-definition images.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、液晶
分子が上記第1の準安定状態と上記第2の準安定状態と
に配向する液晶セルを用い、前記第1および第2の準安
定状態のそれぞれにおいて、表示データに対応して実効
値が変化する駆動信号を選択的に印加することにより、
前記第1および第2の準安定状態の各々において光の透
過状態を複数の段階に制御されるようにしたものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The liquid crystal display device of the present invention uses a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules are aligned in the first metastable state and the second metastable state, and the first and second metastable states are used. In each stable state, by selectively applying a drive signal whose effective value changes corresponding to the display data,
In each of the first and second metastable states, the light transmission state is controlled in a plurality of stages.

【0016】そして、この発明は、前記リセットパル
ス、選択パルス、および表示データに対応して実効値が
変化する駆動信号等を供給する駆動回路を備えており、
この駆動回路により前記液晶セルを駆動するものであ
る。
The present invention further comprises a drive circuit for supplying the reset pulse, the selection pulse, and a drive signal whose effective value changes in accordance with display data,
The drive circuit drives the liquid crystal cell.

【0017】この発明の液晶表示装置において、前記液
晶セルは、液晶分子をいずれか一方の基板の配向処理方
向を基準として一方の方向にほぼ0°〜ほぼ180°の
ねじれ角で非ツイストまたはツイスト配向したスプレイ
配向状態に初期配向させた液晶層を有し、この液晶層に
十分高い電圧値のリセットパルスを印加し、引き続いて
電圧値が前記リセットパルスより十分低くその値が異な
る2通りの選択パルスを選択的に印加することにより、
液晶分子が、初期配向状態から前記一方の方向にさらに
ほぼ180°ねじれてスプレイ歪を解消した第1の準安
定状態(一方の基板の配向処理方向を基準として一方の
方向にほぼ180°〜ほぼ360°のねじれ角でツイス
ト配向する状態)と、前記初期配向状態から前記一方の
方向とは逆方向にほぼ180°ねじれてスプレイ歪を解
消した第2の準安定状態(一方の基板の配向処理方向を
基準として他方の方向にほぼ180°〜ほぼ0°のねじ
れ角でツイスト配向または非ツイスト配向する状態)と
に配向するものである。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal cell is a non-twisted or twisted liquid crystal molecule with a twist angle of approximately 0 ° to approximately 180 ° in one direction with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates. There is a liquid crystal layer that is initially aligned in an aligned splay alignment state, and a reset pulse having a sufficiently high voltage value is applied to this liquid crystal layer, and then a voltage value is sufficiently lower than the reset pulse and two different selection values are selected. By selectively applying the pulse,
The first metastable state in which the liquid crystal molecules are further twisted approximately 180 ° from the initial alignment state in one direction to eliminate splay distortion (approximately 180 ° to approximately one direction in one direction with respect to the alignment treatment direction of one substrate). (Twisted orientation with a twist angle of 360 °) and a second metastable state in which splay strain is eliminated by twisting by 180 ° in a direction opposite to the one direction from the initial oriented state (orientation treatment of one substrate). The orientation is a twist orientation or a non-twist orientation with a twist angle of approximately 180 ° to approximately 0 ° in the other direction with respect to the direction.

【0018】その一例は、初期配向状態が、液晶分子が
一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほ
ぼ90°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ配向状
態であって、第1の準安定状態が、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記一方の方向にほ
ぼ270°のねじれ角でツイスト配向してスプレイ歪を
解消した状態であり、第2の準安定状態が、液晶分子が
前記一方の基板の配向処理方向を基準として前記第1の
準安定状態とは逆方向にほぼ90°のねじれ角でツイス
ト配向してスプレイ歪を解消した状態である。
In one example, the initial alignment state is a splay alignment state in which liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of approximately 90 ° with respect to the alignment treatment direction of one substrate, and the first quasi-first alignment state is used. The stable state is a state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of approximately 270 ° in one direction with reference to the alignment processing direction of the one substrate to eliminate splay distortion, and the second metastable state is The liquid crystal molecules are in a state in which the splay distortion is eliminated by twisting the liquid crystal molecules in a direction opposite to the first metastable state with a twist angle of about 90 ° with respect to the alignment treatment direction of the one substrate.

【0019】また、他の例は、初期配向状態が、液晶分
子が一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向
にほぼ180°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態であって、第1の準安定状態が、液晶分子が前
記一方の基板の配向処理方向を基準として前記一方の方
向にほぼ360°のねじれ角でツイスト配向してスプレ
イ歪を解消した状態であり、第2の準安定状態が、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準としてほぼ
0°のねじれ角、つまり分子配列のねじれがなくなった
状態に非ツイスト配向してスプレイ歪を解消した状態で
ある。
In another example, the initial alignment state is a splay alignment state in which liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of about 180 ° with respect to the alignment treatment direction of one substrate, and The metastable state 1 is a state in which liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of approximately 360 ° with respect to the alignment treatment direction of the one substrate to eliminate splay strain, and the second quasi-stable state is obtained. The stable state is a state in which the liquid crystal molecules have a twist angle of approximately 0 ° with respect to the alignment processing direction of the one substrate, that is, a state in which the twist of the molecular arrangement is eliminated and the twist distortion is eliminated to eliminate the splay distortion.

【0020】さらに他の例は、液晶分子がいずれか一方
の基板の配向処理方向を基準としてほぼ0°のねじれ角
(分子配列のねじれがない状態)で非ツイスト配向した
スプレイ配向状態であって、第1の準安定状態が、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として一方
の方向にほぼ180°のねじれ角でツイスト配向してス
プレイ歪を解消した状態であり、第2の準安定状態が、
液晶分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として
前記第1の準安定状態とは逆方向にほぼ180°のねじ
れ角でツイスト配向してスプレイ歪を解消した状態であ
る。
Still another example is a splay alignment state in which liquid crystal molecules are non-twisted at a twist angle of approximately 0 ° (there is no twist in the molecular alignment) with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates. The first metastable state is a state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of about 180 ° with respect to the alignment processing direction of the one substrate to eliminate the splay strain, and the second metastable state is the second metastable state. The metastable state is
The liquid crystal molecules are in a state in which the splay distortion is eliminated by twisting the liquid crystal molecules in a direction opposite to the first metastable state with a twist angle of approximately 180 ° with respect to the alignment treatment direction of the one substrate.

【0021】[0021]

【実施例】以下、この発明を反射型の液晶表示装置に適
用した実施例を図面を参照して説明する。 [第1の実施例]図1〜図6はこの発明の第1の実施例
を示している。図1は液晶表示装置の基本構成を示す斜
視図であり、(a)は初期配向状態、(b)は第1の準
安定状態、(c)は第2の準安定状態を示している。図
2は液晶表示装置の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a reflection type liquid crystal display device will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. 1A and 1B are perspective views showing a basic configuration of a liquid crystal display device. FIG. 1A shows an initial alignment state, FIG. 1B shows a first metastable state, and FIG. 1C shows a second metastable state. FIG. 2 is a sectional view of the liquid crystal display device.

【0022】この実施例の液晶表示装置は、図1および
図2に示すように、液晶セル10をはさんでその表面側
と裏面側とに偏光板21,22を配置するとともに、裏
側の偏光板22の背後に反射板30を配置し、さらに前
記液晶セル10に、それを駆動するための駆動回路40
を接続して構成されている。
In the liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, polarizing plates 21 and 22 are arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 and the polarized light on the back surface is polarized. A reflection plate 30 is arranged behind the plate 22, and a driving circuit 40 for driving the liquid crystal cell 10 is further provided.
It is configured by connecting.

【0023】上記液晶セル10は、図2のように、内面
に透明電極13,14が設けられるとともにその上に配
向処理を施した配向膜15,16が形成された表裏一対
の透明基板11,12間に液晶18を挟持したものであ
り、前記一対の基板11,12は枠状のシール材17を
介して接合されており、液晶18は両基板11,12間
の前記シール材17で囲まれた領域に封入されている。
なお、前記配向膜15,16はポリイミド等からなる水
平配向膜であり、その膜面を所定の方向にラビングする
ことによって配向処理されている。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal cell 10 has a pair of front and back transparent substrates 11 and 14 having transparent electrodes 13 and 14 formed on the inner surfaces thereof and alignment films 15 and 16 having an alignment treatment formed thereon. A liquid crystal 18 is sandwiched between 12 and the pair of substrates 11 and 12 are bonded to each other via a frame-shaped sealing material 17, and the liquid crystal 18 is surrounded by the sealing material 17 between the substrates 11 and 12. It is enclosed in a closed area.
The alignment films 15 and 16 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and are subjected to alignment treatment by rubbing the film surface in a predetermined direction.

【0024】この液晶セル10は、単純マトリックス型
のものであり、その表側基板11に設けられた透明電極
13は、一方向(図2において左右方向)に沿わせて形
成された複数本の走査電極、裏側基板12に設けられた
透明電極14は、前記走査電極13とほぼ直交する方向
に沿わせて形成された複数本の信号電極である。
The liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type, and the transparent electrode 13 provided on the front substrate 11 has a plurality of scanning lines formed along one direction (horizontal direction in FIG. 2). Electrodes and transparent electrodes 14 provided on the back substrate 12 are a plurality of signal electrodes formed along a direction substantially orthogonal to the scanning electrodes 13.

【0025】さらに、この液晶セル10は、その液晶1
8に、カイラル剤を添加してツイスト配向性をもたせた
ネマティック液晶を用いたものであり、その液晶層は、
初期配向状態では、液晶分子がいずれか一方の基板の配
向処理方向を基準として一方の方向にほぼ90°のねじ
れ角でツイスト配向したスプレイ配向状態にある。
Further, this liquid crystal cell 10 has its liquid crystal 1
8 is a nematic liquid crystal having a twist orientation by adding a chiral agent, and its liquid crystal layer is
In the initial alignment state, the liquid crystal molecules are in a splay alignment state in which the liquid crystal molecules are twisted in one direction with a twist angle of approximately 90 ° with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates.

【0026】そして、この液晶セル10は、その液晶層
に、液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ270°のねじれ角でツ
イスト配向する第1の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記第1の準安定状
態とは逆の方向にほぼ90°のねじれ角でツイスト配向
する第2の準安定状態になる特性を有している。
In the liquid crystal cell 10, a reset pulse having a voltage value that causes liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied to the liquid crystal layer thereof, and then a predetermined voltage value lower than that is applied. By applying the selection pulse, the liquid crystal molecules are brought into a first metastable state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of approximately 270 ° with respect to the alignment processing direction of one of the substrates, and the reset pulse is applied. By applying a selection pulse having another predetermined voltage value lower than the applied voltage, the liquid crystal molecules are made to move in a direction approximately 90 degrees in the direction opposite to the first metastable state based on the alignment treatment direction of the one substrate. It has a characteristic of being in a second metastable state in which it is twist-oriented at a twist angle of °.

【0027】図1において、11a,12aは液晶セル
10の両基板11,12の配向処理方向(配向膜15,
16のラビング方向)を示しており、この実施例では、
表側基板11の配向膜15を、液晶表示装置の画面の横
軸xに対し表面側から見て左回りにほぼ45°ずれた方
向であって前記画面の左下から右上に向かう方向に配向
処理し、裏側基板12の配向膜16を、前記横軸xに対
し表面側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向であっ
て前記画面の左上から右下に向かう方向に配向処理して
いる。すなわち、両基板11,12の配向処理方向11
a,12aは、互いにほぼ直交する方向である。
In FIG. 1, 11a and 12a are the alignment treatment directions of the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 (alignment film 15,
16 rubbing directions), and in this embodiment,
The orientation film 15 of the front substrate 11 is oriented in a direction that is shifted by about 45 ° counterclockwise when viewed from the surface side with respect to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display device, that is, from the lower left to the upper right of the screen. The orientation film 16 of the back substrate 12 is oriented in a direction that is deviated from the horizontal axis x by about 45 ° clockwise when viewed from the front side, that is, from the upper left to the lower right of the screen. That is, the alignment treatment direction 11 of both substrates 11 and 12
a and 12a are directions substantially orthogonal to each other.

【0028】そして、この実施例では、上記液晶18と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル10の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって、表面側から見て左回り方向(カイラ
ル剤による付与されるねじれ方向)にほぼ90°のねじ
れ角でツイスト配向している。
In this embodiment, as the liquid crystal 18, a liquid crystal added with a chiral agent having a counterclockwise twist orientation when viewed from the surface side is used.
In the initial alignment state, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are twist-aligned with splay strain at a twist angle of approximately 90 ° in the counterclockwise direction (twisted direction given by the chiral agent) when viewed from the surface side.

【0029】この初期配向状態は、液晶分子が、両基板
11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向11
a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処理方
向12aを基準として、図1の(a)に破線矢印で示し
た方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
に、ほぼ90°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態である。
In this initial alignment state, liquid crystal molecules are aligned in the respective alignment treatment directions 11 in the vicinity of both substrates 11 and 12.
a and 12a, and a direction indicated by a broken line arrow in FIG. 1A, that is, a chiral agent, with reference to the orientation treatment direction of either one of the substrates, for example, the orientation treatment direction 12a of the back substrate 12. It is a splay alignment state in which the twist alignment is performed at a twist angle of approximately 90 ° in the twist direction given by.

【0030】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル10は、その各画素部
の液晶分子の配向状態を、上述した第1および第2の準
安定状態に配向させて表示駆動される。
The initial alignment state is a state not actually used for display, and the liquid crystal cell 10 sets the alignment state of the liquid crystal molecules in each pixel portion to the above-mentioned first and second metastable states. It is oriented and driven for display.

【0031】上記第1の準安定状態と第2の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ1
80°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、前記
裏側基板12の配向処理方向12aを基準として、カイ
ラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を+の
角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向とは
逆方向(カイラル剤によるねじれをほどく方向)へのね
じれ角を−の角度とすると、第1の準安定状態は、初期
配向状態に対してねじれ角が+180°変化したツイス
ト配向状態であり、第2の準安定状態は、初期配向状態
に対してねじれ角が−180°変化したツイスト配向状
態である。
In the first metastable state and the second metastable state, the twist angle of liquid crystal molecules is approximately 1 from the initial alignment state.
It is a state in which the splay distortion is eliminated by changing by 80 °, and the twist angle in the twist direction given by the chiral agent is + with respect to the orientation processing direction 12a of the back side substrate 12, and is given by the chiral agent. If the twist angle in the direction opposite to the twist direction (direction to untwist the chiral agent) is −, the first metastable state is the twist orientation in which the twist angle changes by + 180 ° with respect to the initial orientation state. The second metastable state is a twist orientation state in which the twist angle changes by −180 ° with respect to the initial orientation state.

【0032】上記初期配向状態から第1および第2の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル10の各画
素部の電極13,14間に、まず液晶分子が基板11,
12面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値(絶
対値)のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極13,14間に、所定の電圧値の選択パルスを印加
することによって行なわれる。
To switch the alignment state from the initial alignment state to the first and second metastable states, liquid crystal molecules are first transferred to the substrate 11 between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10.
It is performed by applying a splay distortion eliminating pulse having a voltage value (absolute value) that rises and is oriented almost perpendicularly to the 12th surface, and then applying a selection pulse having a predetermined voltage value between the electrodes 13 and 14. .

【0033】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値(絶対値)VS1の選択パルス(以
下、第1準安定状態選択パルスという)を印加すると、
液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ18
0°のねじれが加わったねじれ角(90°+180°=
270°)でツイストする状態に配向してスプレイ歪を
解消し、第1の準安定状態になる。
That is, after the liquid crystal molecules are risen and aligned substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 by applying the spray distortion eliminating pulse, a predetermined voltage value (absolute value) V S1 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. When the selection pulse (hereinafter referred to as the first metastable state selection pulse) is applied,
The twist angle of the liquid crystal molecules in the initial alignment state is about 18 more
Twist angle with 90 ° twist (90 ° + 180 ° =
At 270 °), the splay strain is eliminated by orienting in a twisted state, resulting in a first metastable state.

【0034】この第1の準安定状態は、液晶分子が、両
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図1の(b)に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方向
(カイラル剤により付与されるねじれ方向)に、ほぼ2
70°のねじれ角でツイスト配向する状態である。
In the first metastable state, the liquid crystal molecules are aligned along the respective alignment treatment directions 11a and 12a in the vicinity of both substrates 11 and 12, and the alignment treatment direction of either one of the substrates, for example, With reference to the orientation processing direction 12a of the back substrate 12, the twist direction shown by the broken line arrow in FIG. 1B, that is, the counterclockwise direction when viewed from the front side (the twisting direction imparted by the chiral agent) is approximately 2
It is in a twisted orientation with a twist angle of 70 °.

【0035】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値(絶対値)VS2の選択パルス(以下、第
2準安定状態選択パルスという)を印加すると、液晶分
子が初期配向状態でのねじれ角からほぼ180°のねじ
れを差し引いたねじれ角(90°−180°=−90
°)でツイストする状態に配向してスプレイ歪を解消
し、第2の準安定状態になる。
Further, after the liquid crystal molecules are risen and aligned substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 by applying the spray distortion eliminating pulse, a predetermined voltage value (absolute value) V S2 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. Is applied (hereinafter, referred to as a second metastable state selection pulse), a twist angle (90 ° −180 ° = −90) obtained by subtracting a twist of about 180 ° from the twist angle of the liquid crystal molecules in the initial alignment state.
Oriented to a twisted state at (°), the splay strain is eliminated, and the second metastable state is obtained.

【0036】この第2の準安定状態は、液晶分子が、両
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図1の(c)に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方向
(カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方向)
に、ほぼ90°のねじれ角でツイスト配向した状態であ
る。
In the second metastable state, the liquid crystal molecules are aligned along the respective alignment treatment directions 11a and 12a in the vicinity of the substrates 11 and 12, and the alignment treatment direction of either one of the substrates, for example, With reference to the orientation processing direction 12a of the back substrate 12, the twist direction shown by the broken line arrow in FIG. 1C, that is, the clockwise direction when viewed from the front side (the direction opposite to the twist direction imparted by the chiral agent).
In addition, it is in a twist-oriented state with a twist angle of approximately 90 °.

【0037】さらに、上記第1の準安定状態と第2の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極13,14間に液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第1または第2準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。
Further, the first metastable state and the second metastable state can be switched from one to the other, and in any metastable state of the liquid crystal molecules, First, liquid crystal molecules are placed between the electrodes 13 and 14 on the substrate 1.
Liquid crystal molecules can be obtained by applying a reset pulse having a voltage value that causes the liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the 1st and 12th planes to reset the metastable state, and then applying the first or second metastable state selection pulse. Can be switched from one metastable state to the other metastable state.

【0038】なお、上記第1準安定状態選択パルスの電
圧値VS1と、第2準安定状態選択パルスの電圧値V
S2は、使用する液晶18の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばVS1
S2であり、第1準安定状態選択パルスの電圧値V
S1は、ほどんど電圧を印加しない値(ほぼ0V)であ
り、第2準安定状態選択パルスの電圧値VS2も、ほとん
どの液晶分子が基板11,12面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。
The voltage value V S1 of the first metastable state selection pulse and the voltage value V 2 of the second metastable state selection pulse
S2 is determined by the characteristics of the liquid crystal 18 used, the characteristics of the chiral agent, and the amount added, and the absolute value is, for example, V S1 <
V S2, which is the voltage value V of the first metastable state selection pulse
S1 is a value at which almost no voltage is applied (approximately 0 V), and the voltage value V S2 of the second metastable state selection pulse is almost the same as or close to the pretilt angle with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 for most liquid crystal molecules. It is a low voltage value oriented at a tilt angle.

【0039】図3は上記初期配向状態とリセット状態と
第1および第2の準安定状態における液晶分子の配向状
態を液晶セル10の下縁方向(横軸xに対して直交する
方向)から見た模式図であり、18aは液晶分子を示し
ている。
FIG. 3 shows the alignment states of the liquid crystal molecules in the initial alignment state, the reset state, and the first and second metastable states seen from the lower edge direction of the liquid crystal cell 10 (direction orthogonal to the horizontal axis x). 18a shows a liquid crystal molecule.

【0040】この模式図のように、上記初期配向状態
(液晶分子が裏側基板12の配向処理方向12aを基準
として表面側から見て左回り方向にほぼ90°のねじれ
角でツイスト配向している状態)は、両基板11,12
の近傍の液晶分子はそれぞれの基板11,12面に対し
てその配向処理方向11a,12aに向かって数°程度
のプレチルト角で斜めに起き上がるように配向している
が、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときのそれぞ
れの基板11,12側でのプレチルト方向が互いに逆に
なっている状態であり、したがって液晶分子は、基板1
1,12から離れるのにともなってチルト角が小さくな
り、液晶層厚の中間(チルト角が0°になる点)を境に
して基板11,12面に対する傾き方向が逆になった状
態(スプレイ歪をもった状態)で安定したツイスト配向
状態にある。
As shown in this schematic diagram, the initial alignment state (the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of about 90 ° counterclockwise when viewed from the front side with reference to the alignment treatment direction 12a of the back substrate 12). (State) is for both substrates 11, 12
The liquid crystal molecules in the vicinity of are oriented so as to rise obliquely with respect to the respective surfaces 11 and 12 of the substrates 11 and 12a at a pretilt angle of about several degrees, but are twisted. The pretilt directions on the substrates 11 and 12 side when the molecules are expanded and viewed so that the major axes of the molecules are on the same plane are opposite to each other. Therefore, the liquid crystal molecules are 1
The tilt angle becomes smaller as the distance from 1 and 12 increases, and the tilt direction with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 is reversed with respect to the middle of the liquid crystal layer thickness (point where the tilt angle becomes 0 °) (spray). It is in a stable twist orientation state in a state with a strain).

【0041】また、上記リセット状態は、両基板11,
12の近傍の液晶分子(図では省略している)は初期配
向状態とほとんど変わらない状態(それぞれの基板1
1,12面に対してその配向処理方向11a,12aに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態)にあるが、基板11,12から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。
In the reset state, both substrates 11,
Liquid crystal molecules in the vicinity of 12 (omitted in the figure) are almost unchanged from the initial alignment state (each substrate 1
Although it is oriented so as to rise obliquely at a pretilt angle of about several degrees toward the orientation treatment directions 11a and 12a with respect to the 1st and 12th surfaces), it is almost apart from the substrates 11 and 12 to some extent or more. Liquid crystal molecules of the substrate 1
It is in a state of being oriented so as to rise almost perpendicularly to the 1st and 12th planes.

【0042】さらに、第1の準安定状態(液晶分子が一
方の方向にほぼ270°のねじれ角でツイスト配向する
状態)は、両基板11,12の近傍の液晶分子の配向状
態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液晶分子が
前記初期配向状態よりもさらにほぼ180°ねじれてツ
イスト配向した状態であり、したがって、液晶分子18
aは、それぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつ
液晶分子18aの傾き方向を同じ方向に向けて配向する
から、この第2の準安定状態は、スプレイ歪の無い非ツ
イスト配向状態である。
Further, in the first metastable state (a state in which liquid crystal molecules are twisted in one direction with a twist angle of approximately 270 °), the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 are in an initial alignment state. However, the liquid crystal molecules are twisted by about 180 ° more than the initial alignment, and therefore the liquid crystal molecules 18
Since a is oriented with the major axes of the respective molecules oriented in substantially the same direction and the tilt directions of the liquid crystal molecules 18a oriented in the same direction, this second metastable state is a non-twisted orientation state without splay distortion. is there.

【0043】また、第2の準安定状態(液晶分子が第1
の準安定状態とは逆方向にほぼ90°のねじれ角でツイ
スト配向する状態)は、両基板11,12の近傍の液晶
分子の配向状態は初期配向状態とほとんど変わらない
が、液晶分子のねじれ角が前記初期配向状態から前記第
1の準安定状態でのツイスト方向とは逆の方向にほぼ1
80°ねじれてツイスト配向した状態であり、したがっ
て、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときの液晶分
子18aの傾き方向は同じ方向であるから、この第2の
準安定状態は、スプレイ歪の無いツイスト配向状態であ
る。
The second metastable state (the liquid crystal molecules are the first
The state in which the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 are almost the same as the initial alignment state, but the twisting of liquid crystal molecules The angle is approximately 1 in the direction opposite to the twist direction in the first metastable state from the initial orientation state.
The liquid crystal molecules are in a twisted state by twisting by 80 °. Therefore, when the liquid crystal molecules in the twisted orientation are developed so that their long axes are on the same plane, the liquid crystal molecules 18a are tilted in the same direction. Therefore, this second metastable state is a twist orientation state without splay distortion.

【0044】上記第1と第2の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子18aのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子18aの基板11,12面に対する立
上がり状態は、電極13,14間に印加される駆動信号
の実効値(1フレームの間に印加される電圧の実効値)
に応じて変化する(ただし、両基板11,12の近傍の
液晶分子の配向状態はほとんど変わらない)。
The first and second metastable states are, respectively,
In this metastable state, the twist alignment state of the liquid crystal molecules 18a is maintained. In any metastable state, the rising state of the liquid crystal molecules 18a with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied between the electrodes 13 and 14. RMS value of driving signal (RMS value of voltage applied during one frame)
(However, the alignment state of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 hardly changes).

【0045】図3に示した第1および第2の準安定状態
における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配向
状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値V1-1 ,V
2-1であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上側
に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高い
値V1-2 ,V2-2 であるときの液晶分子の立上がり状態
を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶分
子は、その準安定状態におけるツイスト配向状態を保ち
ながら、駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変え
る。
Among the alignment states of the liquid crystal molecules in the first and second metastable states shown in FIG. 3, in the alignment state shown on the upper side, the effective values of the drive signals are relatively small values V 1-1 , V.
2-1 shows the rising state of the liquid crystal molecules, and the alignment state shown on the upper side shows the rising states of the liquid crystal molecules when the effective value of the drive signal is V 1-2 and V 2-2 which are high to some extent. In any of the metastable states, the liquid crystal molecules change the rising state according to the effective value of the drive signal while maintaining the twist alignment state in the metastable state.

【0046】なお、上記第1および第2の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、ツイスト配向状態はそのまま維持する状
態であり、いずれの準安定状態も、液晶分子18aを基
板11,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる
リセットパルスを印加して準安定状態をリセットするま
で保持される。
In the first and second metastable states, the rising state of liquid crystal molecules changes according to the effective value of the drive signal, but the twist alignment state is maintained as it is. The state is also maintained until a metastable state is reset by applying a reset pulse that causes the liquid crystal molecules 18a to rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12.

【0047】また、図1において、21a,22aは、
液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側とに配置し
た一対の偏光板21,22の透過軸を示しており、この
実施例では、表側偏光板21を、その透過軸21aを液
晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aとほぼ
平行な方向またはほぼ直交する方向(図ではほぼ平行な
方向)に向けて配置し、裏側偏光板22を、その透過軸
22aを前記表側偏光板21の透過軸21aに対してほ
ぼ直交する方向に向けて配置している。
Further, in FIG. 1, 21a and 22a are
The transmission axes of a pair of polarizing plates 21 and 22 arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 are shown, and in this embodiment, the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 21a thereof are set to the liquid crystal cell. 10 are arranged in a direction substantially parallel to or substantially orthogonal to the alignment treatment direction 11a of the front side substrate 11 (a direction substantially parallel in the figure), and the back side polarizing plate 22 has its transmission axis 22a whose front side is the front side polarizing plate 21. Are arranged in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 21a.

【0048】一方、上記駆動回路40は、液晶セル10
の各走査電極13を順次選択してこれらの走査電極13
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極14にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル10の各画素部の電極13,14間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路40は、液晶セル10の各画素
部の電極13,14間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第1と第2の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。
On the other hand, the drive circuit 40 includes the liquid crystal cell 10
These scanning electrodes 13 are sequentially selected by sequentially selecting the scanning electrodes 13 of
And a data signal to each signal electrode 14 in synchronism therewith, the potential difference between the scan signal and the data signal is generated between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10. This driving circuit 40 applies the reset pulse between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10 and then applies the voltage according to the first and second metastable states. Is applied, and then a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse is applied.

【0049】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板30で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル10の各画素部を、
その電極13,14間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル10を第1と第
2のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極13,14間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。
The liquid crystal display device of this embodiment uses external light such as natural light or indoor illumination light to reflect light incident from the front surface side by the reflection plate 30 arranged on the rear surface side for display. For display driving, the respective pixel parts of the liquid crystal cell 10 are
After applying the reset pulse between the electrodes 13 and 14, the selection pulse is applied to switch the liquid crystal cell 10 to one of the first and second metastable states, and in the metastable state, the electrodes 13 and 14 are switched. This is performed by applying a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse in between.

【0050】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル10の液晶分子が上述した初期配向状態(スプ
レイ歪をもった配向状態)に配向しているが、上記リセ
ットパルスを印加すれば、このリセットパルスをスプレ
イ歪解消パルスとして液晶分子が基板11,12面に対
してほぼ垂直に立上がるように配向し、その後に印加さ
れる選択パルスに応じて第1と第2のいずれかの準安定
状態に配向する。
In this case, before the driving of the liquid crystal display device is started,
The liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are aligned in the above-described initial alignment state (alignment state with splay distortion). However, when the reset pulse is applied, the reset pulse is used as a splay distortion eliminating pulse, and the liquid crystal molecules are applied to the substrate 11. , 12 planes so as to rise almost perpendicularly to the 12 planes, and are oriented in either the first or second metastable state according to the selection pulse applied thereafter.

【0051】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路40か
ら全ての画素部の電極13,14間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第1と第2の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。
When the driving of the liquid crystal display device is started, that is, when the power switch is turned on, the above-mentioned spray distortion eliminating pulse is applied from the driving circuit 40 between the electrodes 13 and 14 of all the pixel portions, and thereafter. By applying the selection pulse for selecting one of the first and second metastable states, the display drive can be started after all the pixel portions have the same metastable state.

【0052】上記液晶表示装置は、液晶セル10の液晶
分子を上記第1と第2のいずれかの準安定状態に配向さ
せ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板1
1,12面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に
応じて変化させて光の透過状態を制御するものであり、
第1の準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれ
か一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向に
ほぼ270°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと
偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第2
の準安定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の
基板の配向処理方向を基準として前記第1の準安定状態
とは逆の方向にほぼ90°のねじれ角でツイスト配向し
た液晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性
をもつ。
In the above liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are oriented in either the first or second metastable state, and the substrate 1 of the liquid crystal molecules in each of the metastable states is aligned.
The rising state for the 1st and 12th surfaces is changed according to the effective value of the drive signal to control the light transmission state.
When the first metastable state is selected, the liquid crystal molecule is composed of a liquid crystal cell and a polarizing plate twisted in one direction with a twist angle of approximately 270 ° with respect to the alignment processing direction of one of the substrates. It has the electro-optical characteristics of the device, the second
When the metastable state is selected, a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of approximately 90 ° in a direction opposite to the first metastable state with respect to the alignment treatment direction of the one substrate is used. It has electro-optical characteristics of a display device including a polarizing plate.

【0053】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。
That is, this liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Therefore, among the transmission states to be controlled stepwise, The plurality of transmission states can be controlled by utilizing one electro-optical characteristic, and the other plurality of transmission states can be controlled by utilizing the other electro-optical characteristic.

【0054】この場合、上記実施例では、表側偏光板2
1の透過軸21aの方向を液晶セル10の表側基板11
の配向処理方向11aとほぼ平行またはほぼ直交する方
向にし、裏側偏光板22の透過軸22aを、前記表側偏
光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方向に設
定しているため、第1の準安定状態を選択して透過状態
を制御するときも、第2の準安定状態を選択して透過状
態を制御するときも、ツイステッドネマティックモード
(以下、TNモードと記す)による表示を行なうことが
できる。
In this case, in the above embodiment, the front polarizing plate 2
The direction of the transmission axis 21a of 1 is the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10.
Since the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is set to be substantially orthogonal to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21, The display in the twisted nematic mode (hereinafter referred to as TN mode) is performed both when the metastable state is selected to control the transmissive state and when the second metastable state is selected to control the transmissive state. You can

【0055】すなわち、第1と第2のいずれの準安定状
態においても、表側偏光板21を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により液晶分子のツイスト配向状態に応じて旋光さ
れ、その光が裏側偏光板22に入射して、この裏側偏光
板22により透過を制御される。そして、裏側偏光板2
2を透過した光は、反射板30で反射され、前記裏側偏
光板22と液晶セル10と表側偏光板21とを順に透過
して出射する。
That is, in both the first and second metastable states, the linearly polarized light that has entered through the front-side polarizing plate 21 and enters the liquid crystal cell 10 undergoes birefringence action of the liquid crystal layer during the process of passing through the liquid crystal cell 10. The light is rotated according to the twist alignment state of the light, and the light is incident on the back side polarizing plate 22, and the transmission is controlled by the back side polarizing plate 22. And the back side polarizing plate 2
The light that has passed through 2 is reflected by the reflection plate 30, passes through the back-side polarizing plate 22, the liquid crystal cell 10, and the front-side polarizing plate 21 in this order, and is emitted.

【0056】そして、この液晶表示装置では、上記第1
の準安定状態を選択したときの液晶分子の配向状態が、
ねじれ角がほぼ270°と大きいツイスト配向状態であ
るため、このときは、液晶層の複屈折作用による旋光性
が各波長光ごとに異なり、したがって、各波長光が異な
る透過率で裏側偏光板22を透過して、この裏側偏光板
22を透過した光が、その光を構成する各波長光の強度
の比に応じた色の着色光になる。
In this liquid crystal display device, the first
When the metastable state of is selected, the alignment state of liquid crystal molecules is
Since the twist alignment state has a large twist angle of about 270 °, at this time, the optical rotatory power due to the birefringence action of the liquid crystal layer is different for each wavelength light, and therefore, each wavelength light has a different transmittance and the back side polarizing plate 22. The light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes a colored light having a color corresponding to the intensity ratio of the wavelength lights constituting the light.

【0057】このように、上記第1の準安定状態を選択
したときのTNモードによる表示は、着色した表示が得
られるカラー表示であり、その表示色は、電極13,1
4間に印加される駆動信号の実効値に応じて変化する。
As described above, when the first metastable state is selected, the display in the TN mode is a color display in which a colored display can be obtained, and the display color is the electrodes 13, 1
It changes according to the effective value of the drive signal applied between four.

【0058】すなわち、液晶分子は、駆動信号の実効値
に応じて前記準安定状態における配向状態を保ちながら
立上がり状態を変えるが、液晶分子の立上がり状態が変
化すると、それに応じた液晶層の複屈折性の変化によっ
て各波長の旋光性が変化するため、前記駆動信号の実効
値を制御することにより着色光の色を変化させることが
でき、したがって、1つの画素部で複数の色を表示する
ことができる。
That is, the liquid crystal molecule changes its rising state while maintaining the alignment state in the metastable state according to the effective value of the drive signal, but when the rising state of the liquid crystal molecule changes, the birefringence of the liquid crystal layer corresponding thereto changes. Since the optical rotatory power of each wavelength changes due to the change of the property, the color of the colored light can be changed by controlling the effective value of the drive signal, and therefore, one pixel portion can display a plurality of colors. You can

【0059】なお、上記カラー表示は、液晶セル10の
液晶層の複屈折作用と一対の偏光板21,22の偏光作
用とを利用して光を着色するものであり、したがってカ
ラーフィルタを用いて光を着色するものに比べて光の吸
収が少ないから、反射型の液晶表示装置であっても、表
示光の透過率を高くして明るい着色表示を得ることがで
きる。
The color display uses the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization effect of the pair of polarizing plates 21 and 22 to color light. Therefore, a color filter is used. Since light is absorbed less than that which colors light, even in a reflective liquid crystal display device, it is possible to obtain a bright colored display by increasing the transmittance of display light.

【0060】一方、上記第2の準安定状態を選択したと
きの液晶分子の配向状態は、ねじれ角がほぼ90°のツ
イスト配向状態であるため、このときのTNモードによ
る表示は、通常のTN型液晶表示装置の場合と基本的に
同じであり、この実施例の液晶表示装置では、表側偏光
板21と裏側偏光板22とをそれぞれの透過軸21a,
22aを互いにほぼ直交させて配置しているため、液晶
分子の立上がり角がプレチルト角に近いときは無彩色の
明表示である白が表示され、液晶分子の立上がり角が大
きくなのにともなって光の透過率が少なくなって、最終
的に無彩色の暗表示である黒が表示される。
On the other hand, when the second metastable state is selected, the alignment state of the liquid crystal molecules is a twist alignment state with a twist angle of about 90 °. Therefore, the display in the TN mode at this time is a normal TN mode. This is basically the same as the case of the liquid crystal display device of the present invention. In the liquid crystal display device of this embodiment, the front side polarizing plate 21 and the back side polarizing plate 22 are respectively provided with transmission axes 21a,
Since 22a are arranged substantially orthogonal to each other, when the rising angle of the liquid crystal molecules is close to the pretilt angle, white, which is an achromatic bright display, is displayed. The rate is reduced, and finally black, which is an achromatic dark display, is displayed.

【0061】この場合は、駆動信号の実効値に応じて液
晶分子が立上がり状態を変え、それに応じて液晶層の複
屈折性が変化するため、前記駆動信号の実効値を制御す
ることにより光の透過状態を段階的に制御して階調のあ
る白黒表示を行なうことができる。
In this case, the rising state of the liquid crystal molecules changes according to the effective value of the drive signal, and the birefringence of the liquid crystal layer changes accordingly. Therefore, the effective value of the drive signal is controlled to control the light By controlling the transmission state in stages, it is possible to perform grayscale black and white display.

【0062】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもってほぼ90°のねじれ角でツイスト
配向している状態は、実際の表示には使用しないが、こ
の初期配向状態もTNモードによる白黒表示が得られる
状態である。
The above-mentioned initial alignment state, that is, the state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned with a splay strain at a twist angle of about 90 ° is not used for actual display, but this initial alignment state is also black and white by the TN mode. It is in a state where the display can be obtained.

【0063】図4〜図6は、液晶セル10の両基板1
1,12の配向処理方向11a,12aと表裏の偏光板
21,22の透過軸21a,22aを図1に示したよう
に設定し、前記液晶セル10のΔnd(液晶の屈折率異
方性Δnと液晶層厚dとの積)の値を約1000nmに
選んだ液晶表示装置の印加電圧(駆動信号の実効値)に
対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図4の
(a),(b)は初期配向状態における電圧−出射率特
性図およびCIE色度図、図5の(a),(b)は第1
の準安定状態における電圧−出射率特性図およびCIE
色度図、図6の(a),(b)は第2の準安定状態にお
ける電圧−出射率特性図およびCIE色度図である。な
お、各図の(b)の色度図において、Wは無彩色点を示
している。
4 to 6 show both substrates 1 of the liquid crystal cell 10.
The orientation processing directions 11a and 12a of the liquid crystals 1 and 12 and the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22 on the front and back sides are set as shown in FIG. 1, and Δnd of the liquid crystal cell 10 (refractive index anisotropy Δn of liquid crystal) is set. And the liquid crystal layer thickness d) of the liquid crystal display device selected to have a value of about 1000 nm, the change in the light emission rate and the display color with respect to the applied voltage (effective value of the drive signal) is shown in FIG. ) And (b) are voltage-emission rate characteristic diagrams and CIE chromaticity diagrams in the initial alignment state, and (a) and (b) of FIG.
-Emission rate characteristic diagram and CIE in the metastable state of
The chromaticity diagram and FIGS. 6A and 6B are a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the second metastable state. In the chromaticity diagram of (b) of each figure, W indicates an achromatic color point.

【0064】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図4の(a)の
ように、電圧の変化に対して出射率がほぼ直線的に変化
する特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図4の
(b)のように、印加電圧が0V(電圧無印加状態)の
ときで白、液晶分子をほぼ垂直に立上がり状態に配向さ
せる値(例えば約5V)の電圧を印加したときで黒であ
る。
First, the initial alignment state will be described.
The voltage-emission rate characteristic in the initial orientation state is a characteristic in which the emission rate changes substantially linearly with respect to the voltage change, as shown in (a) of FIG. 4 (b), white when the applied voltage is 0 V (no voltage applied), and black when a voltage of a value (for example, about 5 V) for orienting the liquid crystal molecules in a substantially vertical rising state is applied. is there.

【0065】なお、液晶分子の立上がり状態は、上述し
たリセットパルスを印加したときに最も垂直に近くな
り、そのときに表示が最も黒くなるが、リセットパルス
の印加時間は極く短いため、リセット状態での表示は人
間の目にはほとんど認識されない。
The rising state of the liquid crystal molecules becomes the most vertical when the above-mentioned reset pulse is applied, and the display becomes the blackest at that time, but since the reset pulse application time is extremely short, the reset state The display at is almost unrecognizable to the human eye.

【0066】また、第1の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図5の(a)のように、印加電圧が0〜約2V
の範囲では出射率が高いレベルに保たれてほとんど変化
せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急激に小さ
くなる特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図5
の(b)のように、1.954Vの電圧を印加したとき
で赤、2.979Vの電圧を印加したときで青である。
Further, the voltage-emissivity characteristic in the first metastable state shows that the applied voltage is 0 to about 2 V as shown in FIG.
The emission rate is maintained at a high level and hardly changes in the range of, and the emission rate sharply decreases when the voltage becomes higher than that, and the change of the display color with respect to the voltage is as shown in FIG.
As shown in (b) of No. 2, when a voltage of 1.954V is applied, it is red, and when a voltage of 2.979V is applied, it is blue.

【0067】なお、上記赤のx,yコーデネイト値は、
x=0.353、y=0.350であり、Y値(明る
さ)は28.54である。また、上記青のx,yコーデ
ネイト値は、x=0.274、y=0.296であり、
Y値は11.64である。
The red x and y coordinate values are as follows:
x = 0.353, y = 0.350, and the Y value (brightness) is 28.54. Also, the x and y coordinate values of blue are x = 0.274 and y = 0.296,
The Y value is 11.64.

【0068】さらに、第2の準安定状態での電圧−出射
率特性は、図6の(a)のように、印加電圧が0〜約
1.5Vの範囲では出射率が高いレベルに保たれてほと
んど変化せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急
激に小さくなる特性であり、電圧に対する表示色の変化
は、図6の(b)のように、1.552Vの電圧を印加
したときで白、3.071Vの電圧を印加したときで黒
である。
Further, the voltage-emission rate characteristic in the second metastable state is maintained at a high level in the application voltage range of 0 to about 1.5 V as shown in FIG. 6 (a). The characteristic is that the emission rate sharply decreases when the voltage becomes higher than that, and the display color changes with respect to the voltage by applying a voltage of 1.552 V as shown in FIG. 6B. It is white at times and black when a voltage of 3.071 V is applied.

【0069】なお、上記白のx,yコーデネイト値は、
x=0.317、y=0.341であり、Y値は34.
41である。また、上記黒のx,yコーデネイト値は、
x=0.271、y=0.290であり、Y値は1.8
3である。
The white x and y coordinate values are as follows:
x = 0.317, y = 0.341, and the Y value is 34.
41. Also, the black x, y coordinate values are
x = 0.277, y = 0.290, and the Y value is 1.8.
It is 3.

【0070】すなわち、上記液晶表示装置は、第1の準
安定状態を選択して赤と青を表示し、第2の準安定状態
を選択して白と黒を表示するものであり、したがって、
表示の基本である白と黒の表示に加えて、赤と青の2色
のカラー表示を行なうことができる。
That is, the above liquid crystal display device selects the first metastable state to display red and blue, and selects the second metastable state to display white and black.
In addition to white and black which are the basics of display, two-color display of red and blue can be performed.

【0071】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第1
または第2の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分(使用する液晶18の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる)で初期
配向状態に戻り、画面全体が、初期配向状態における電
圧無印加時の状態(上記実施例では白)になる。
When the liquid crystal display device is turned off, the first
Alternatively, the alignment state of the liquid crystal molecules in the second metastable state is
After a few seconds to a few minutes (depending on the characteristics of the liquid crystal 18 to be used and the characteristics and addition amount of the chiral agent) due to spontaneous discharge, the initial alignment state is restored, and the entire screen is in the initial alignment state when no voltage is applied (the above-mentioned examples). Then white).

【0072】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するとき、つまり第1の準安定状態
を選択して透過状態を制御するときと、前記他方の電気
光学特性を利用するとき、つまり第2の準安定状態を選
択して透過状態を制御するときとに振り分けることがで
き、そのために、それぞれの準安定状態で駆動される段
階数が少なくなるから、それぞれの準安定状態の中で、
少ない段階数の時分割駆動を行なうことができる。
The liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment state of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Since it is possible to control a plurality of transmission states by using one electro-optical characteristic and control a plurality of other transmission states by using the other electro-optical characteristic, all stages of the transmission state are possible. When one of the electro-optical characteristics is used, that is, when the first metastable state is selected to control the transmission state, and when the other electro-optical characteristic is used, that is, the second metastable state is used. It is possible to select the state and to control the transmission state, and for that reason, since the number of stages driven in each metastable state is small, in each metastable state,
It is possible to perform time-divisional driving with a small number of steps.

【0073】このため、上記液晶表示装置によれば、液
晶セル10の駆動デューティに対して動作電圧マージン
を大きくとることができる。すなわち、上述した白と黒
の表示に加えて赤と青の2色のカラー表示を行なう液晶
表示装置の場合は、その駆動信号の実効値を、第1の準
安定状態を選択して赤と黒を表示するときは1.954
Vと2.979Vの2通りに設定し、第2の準安定状態
を選択して青と白を表示するときは1.552Vと3.
071Vの2通りに設定すればよく、したがって、それ
ぞれの準安定状態における実効値の差、つまり動作電圧
マージンを、第1の準安定状態で1.025V(=2.
979V−1.954V)、第2の準安定状態で1.5
19V(=3.071V−1.552V)と充分に大き
くとることができる。
Therefore, according to the liquid crystal display device described above, a large operating voltage margin can be secured with respect to the drive duty of the liquid crystal cell 10. That is, in the case of a liquid crystal display device that displays two colors of red and blue in addition to the above-described white and black display, the effective value of the drive signal is set to red by selecting the first metastable state. 1.954 when displaying black
V and 2.979V, and when selecting the second metastable state to display blue and white, 1.552V and 3.
It suffices to set two different values of 071V. Therefore, the difference between the effective values in each metastable state, that is, the operating voltage margin is 1.025V (= 2.
979V-1.954V), 1.5 in the second metastable state
It can be set sufficiently high as 19V (= 3.071V-1.552V).

【0074】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル10が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。
Therefore, according to the above liquid crystal display device,
Even if the liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type that is driven by controlling the effective value of the drive signal, the operating voltage margin is increased with respect to the drive duty, and time-division drive with high duty is possible. It is possible to realize the display of a high-definition image having a large number of pixels.

【0075】なお、上記液晶表示装置は、第1の準安定
状態を選択したときの表示色が赤と青になるものである
が、その表示色は、液晶セル10のΔndの値を変える
ことによって任意に選ぶことができる。
In the liquid crystal display device described above, the display colors when the first metastable state is selected are red and blue. The display color is obtained by changing the value of Δnd of the liquid crystal cell 10. You can choose arbitrarily.

【0076】また、上記実施例の液晶表示装置は、第1
と第2のいずれの準安定状態を選択したときもTNモー
ドによる表示を行なうものであって、第1の準安定状態
での表示がカラー表示となり、第2の準安定状態での表
示が白黒表示となるものであるが、少なくとも表側偏光
板21の透過軸21aの方向を、液晶セル10の表側基
板11の配向処理方向11aに対して斜めに交差する方
向にすれば、第1と第2の両方の準安定状態における表
示をそれぞれ複屈折効果モードによるカラー表示とする
ことができる。
Further, the liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is the first
The display in the TN mode is performed when either of the first and second metastable states is selected, the display in the first metastable state is a color display, and the display in the second metastable state is black and white. Although it is a display, if at least the direction of the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 is diagonally intersecting with the alignment treatment direction 11a of the front-side substrate 11 of the liquid crystal cell 10, the first and second directions are obtained. The display in both metastable states can be color display by the birefringence effect mode.

【0077】[第1の実施例の変形例]上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板21,22の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板21,22
のいずれか一方または両方と液晶セル10との間に位相
差板を配置してもよい。
[Modification of the First Embodiment] The liquid crystal display device of the above embodiment displays by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization effect of the pair of polarizing plates 21 and 22. In addition to that, the front and back polarizing plates 21 and 22
A retardation plate may be arranged between one or both of the above and the liquid crystal cell 10.

【0078】図7は上記第1の実施例の変形例を示す液
晶表示装置の断面図である。この表示装置は、表側偏光
板21と液晶セル10との間に位相差板23を配置した
ものであり、前記位相差板23は、その光学軸(例えば
遅相軸)を表側偏光板21の透過軸21aに対して斜め
にずらして設けられている。なお、この液晶表示装置
は、第1の実施例の液晶表示装置に位相差板23を付加
したものであるから、重複する説明は図に同符号を付し
て省略する。
FIG. 7 is a sectional view of a liquid crystal display device showing a modification of the first embodiment. In this display device, a retardation plate 23 is arranged between the front side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10, and the retardation plate 23 has its optical axis (for example, a slow axis) of the front side polarizing plate 21. It is provided so as to be slanted with respect to the transmission axis 21a. Since this liquid crystal display device is obtained by adding the retardation plate 23 to the liquid crystal display device of the first embodiment, the duplicate description will be given the same reference numerals in the drawings and omitted.

【0079】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板21を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板23の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
10の液晶層の複屈折作用によりさらに偏光状態を変え
て裏側偏光板22に入射するため、表示色が鮮明で色数
も多いカラー表示を行なうことができる。
According to the liquid crystal display device of this modification, the linearly polarized light that has passed through the front side polarizing plate 21 and is incident is first converted into elliptically polarized light having different polarization states by the birefringent action of the retardation plate 23. Since the light changes to a different polarization state due to the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and enters the back-side polarizing plate 22, a clear display color and a large number of colors can be displayed. .

【0080】すなわち、この液晶表示装置では、各波長
光が位相差板23と液晶セル10の液晶層との両方の複
屈折作用によりそれぞれの偏光状態を大きく変えて裏側
偏光板22に入射するため、裏側偏光板22を透過する
各波長光の透過率の差が大きくなり、したがって、裏側
偏光板22を透過した光が、その光を構成する各波長光
の強度の差が大きい鮮明な着色光になるし、また、駆動
信号の実効値に応じた液晶分子の立上がり状態の変化に
ともない、前記各波長光の透過率とその透過率差が大き
く変化して前記着色光の色が変化するため、表示色数も
多くなる。
That is, in this liquid crystal display device, light of each wavelength is incident on the back-side polarizing plate 22 after being largely changed in its polarization state by the birefringence action of both the retardation plate 23 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. , The difference in the transmittance of each wavelength light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes large, and therefore the light transmitted through the back side polarizing plate 22 has a large difference in the intensity of each wavelength light constituting the light. In addition, the transmittance of each wavelength light and the difference in the transmittance change significantly with the change in the rising state of the liquid crystal molecules according to the effective value of the drive signal, and the color of the colored light changes. The number of display colors also increases.

【0081】この液晶表示装置の表示色およびその色数
は、位相差板23および液晶セル10の液晶層による複
屈折性を決定する条件、つまり、液晶セル10のΔnd
の値と位相差板23のリタデーションおよびその光学軸
の方向等を設定することによって任意に選ぶことができ
る。
The display color and the number of colors of this liquid crystal display device are the conditions that determine the birefringence of the retardation film 23 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, that is, Δnd of the liquid crystal cell 10.
Can be arbitrarily selected by setting the value of, the retardation of the retardation film 23, the direction of its optical axis, and the like.

【0082】なお、この実施例において、表裏の偏光板
21,22の透過軸21a,22aの向きを図1に示し
たように設定する場合、前記複屈折性を決定する条件
を、第1の準安定状態(液晶分子が一方の方向にほぼ2
70°のねじれ角でツイスト配向する状態)では大きな
複屈折性を示し、第2の準安定状態(液晶分子が第1の
準安定状態とは逆方向にほぼ90°のねじれ角でツイス
ト配向する状態)では僅かな複屈折性しか示さないよう
に設定すれば、前記第1の準安定状態を選択したときの
表示を鮮明で色数の多いカラー表示とし、前記第2の準
安定状態を選択したときの表示はTNモードとあまり変
わらない白黒表示とすることができる。
In this embodiment, when the directions of the transmission axes 21a and 22a of the front and back polarizing plates 21 and 22 are set as shown in FIG. 1, the condition for determining the birefringence is the first. Metastable state (liquid crystal molecules are almost 2 in one direction)
A large birefringence is exhibited in a twisted orientation at a twist angle of 70 °, and a second metastable state (the liquid crystal molecules are twisted at a twist angle of about 90 ° in the opposite direction to the first metastable state). (State), if it is set so as to show only a small amount of birefringence, the display when the first metastable state is selected is a clear color display with a large number of colors, and the second metastable state is selected. The display at this time can be a black and white display which is not so different from the TN mode.

【0083】また、前記複屈折性を決定する条件を、第
1と第2のいずれの準安定状態でも大きな複屈折性を示
すように設定すれば、第1の準安定状態を選択したとき
も、第2の準安定状態を選択したときも、鮮明で色数の
多いカラー表示を行なうことができる。
Further, if the condition for determining the birefringence is set so as to exhibit a large birefringence in both the first and second metastable states, the first metastable state is selected. Even when the second metastable state is selected, vivid color display with a large number of colors can be performed.

【0084】さらに、上記位相差板23を付加する実施
例は、上述したように少なくとも表側偏光板21の透過
軸21aの方向を液晶セル10の表側基板11の配向処
理方向11aに対して斜めに交差する方向にして、第1
と第2の両方の準安定状態における表示をそれぞれ複屈
折効果モードによるカラー表示とする場合にも適用でき
るものであり、その場合は、両方の準安定状態における
表示色を鮮明にするとともにその色数を多くすることが
できる。
Further, in the embodiment in which the retardation film 23 is added, as described above, at least the direction of the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is oblique to the alignment treatment direction 11a of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. First in the direction of crossing
The present invention can be applied to the case where the display in both the second and second metastable states is a color display in the birefringence effect mode, and in that case, the display color in both the metastable states is made clear and The number can be increased.

【0085】[第2の実施例]図8〜図12はこの発明
の第2の実施例を示している。図8は液晶表示装置の基
本構成を示す斜視図であり、(a)は初期配向状態、
(b)は第1の準安定状態、(c)は第2の準安定状態
を示している。
[Second Embodiment] FIGS. 8 to 12 show a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing the basic configuration of a liquid crystal display device, in which (a) is an initial alignment state,
(B) shows the first metastable state, and (c) shows the second metastable state.

【0086】なお、この実施例の液晶表示装置は、図2
に示したように、液晶セル10をはさんでその表面側と
裏面側とに偏光板21,22を配置するとともに、裏側
の偏光板22の背後に反射板30を配置し、さらに前記
液晶セル10に、それを駆動するための駆動回路40を
接続して構成されるものであり、前記液晶セル10は、
初期配向状態と第1および第2の準安定状態における液
晶分子の配向状態が上記第1の実施例とは異なるが、セ
ル構造は同じである。
The liquid crystal display device of this embodiment is similar to that shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the polarizing plates 21 and 22 are arranged on the front surface side and the rear surface side of the liquid crystal cell 10 and the reflecting plate 30 is arranged behind the polarizing plate 22 on the back side. 10 is connected to a driving circuit 40 for driving it, and the liquid crystal cell 10 is
The initial alignment state and the alignment states of the liquid crystal molecules in the first and second metastable states are different from those in the first embodiment, but the cell structure is the same.

【0087】上記液晶セル10の液晶は、カイラル剤を
添加してツイスト配向性をもたせたネマティック液晶で
あり、その液晶層は、初期配向状態では、液晶分子がい
ずれか一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方
向にほぼ90°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態にある。
The liquid crystal of the liquid crystal cell 10 is a nematic liquid crystal added with a chiral agent so as to have a twist alignment property, and the liquid crystal layer has an initial alignment state in which the liquid crystal molecules are aligned in one of the substrates. Is the splay alignment state in which the twist alignment is performed in one direction at a twist angle of approximately 90 °.

【0088】そして、この液晶セル10は、その液晶層
に、液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ360°のねじれ角でツ
イスト配向する第1の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向に沿って非ツイスト配向する第2
の準安定状態になる特性を有している。
In the liquid crystal cell 10, a reset pulse having a voltage value that causes liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied to the liquid crystal layer, and then a predetermined voltage value lower than that is applied. By applying the selection pulse, the liquid crystal molecules become the first metastable state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of approximately 360 ° with respect to the alignment processing direction of one of the substrates, and the reset pulse is applied. A second selection pulse having a predetermined voltage value lower than the applied voltage is applied, whereby the liquid crystal molecules are non-twisted along the alignment treatment direction of the one substrate.
It has the characteristic of becoming a metastable state.

【0089】図8において、11a,12aは液晶セル
10の両基板11,12の配向処理方向(配向膜15,
16のラビング方向)を示しており、この実施例では、
表側基板11の配向膜15を、液晶表示装置の画面の横
軸xに対してほぼ直交する方向(ほぼ90°ずれた方
向)であって前記画面の下縁側から上縁側に向かう方向
に配向処理し、裏側基板12の配向膜16を、前記横軸
xに対してほぼ直交する方向であって前記画面の上縁側
から下縁側に向かう方向に配向処理している。すなわ
ち、両基板11,12の配向処理方向11a,12a
は、互いにほぼ平行でかつ逆向きの方向である。
In FIG. 8, 11a and 12a are the alignment treatment directions of the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 (alignment film 15,
16 rubbing directions), and in this embodiment,
The alignment film 15 on the front substrate 11 is aligned in a direction substantially orthogonal to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display device (direction shifted by about 90 °) from the lower edge side to the upper edge side of the screen. Then, the alignment film 16 on the back substrate 12 is subjected to an alignment treatment in a direction substantially orthogonal to the horizontal axis x and from the upper edge side to the lower edge side of the screen. That is, the alignment treatment directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12
Are directions substantially parallel to and opposite to each other.

【0090】そして、この実施例では、上記液晶18と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル10の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって、表面側から見て左回り方向(カイラ
ル剤による付与されるねじれ方向)にほぼ180°のね
じれ角でツイスト配向している。
In this embodiment, as the liquid crystal 18, a liquid crystal to which a chiral agent having a counterclockwise twist orientation when viewed from the surface side is added is used.
In the initial alignment state, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are twist-aligned with splay strain in a counterclockwise direction (twisted direction given by the chiral agent) at a twist angle of about 180 ° as viewed from the surface side.

【0091】この初期配向状態は、液晶分子が、両基板
11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向11
a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処理方
向12aを基準として、図8の(a)に破線矢印で示し
た方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
に、ほぼ180°のねじれ角でツイスト配向したスプレ
イ配向状態である。
In this initial alignment state, liquid crystal molecules are aligned in the respective alignment treatment directions 11 in the vicinity of both substrates 11 and 12.
a, 12a, and the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 8A, that is, the chiral agent, based on the orientation treatment direction of either one of the substrates, for example, the orientation treatment direction 12a of the back substrate 12. It is a splay alignment state in which the twist alignment is performed at a twist angle of about 180 ° in the twist direction given by.

【0092】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル10は、液晶分子の配
向状態を上述した第1および第2の準安定状態に配向さ
せて表示駆動される。
The initial alignment state is a state not actually used for display, and the liquid crystal cell 10 is driven for display by aligning the alignment state of liquid crystal molecules to the above-mentioned first and second metastable states. It

【0093】上記第1の準安定状態と第2の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ1
80°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、前記
裏側基板12の配向処理方向12aを基準として、カイ
ラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を+の
角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向とは
逆方向(カイラル剤によるねじれをほどく方向)へのね
じれ角を−の角度とすると、第1の準安定状態は、初期
配向状態に対してねじれ角が+180°変化したツイス
ト配向状態であり、第2の準安定状態は、初期配向状態
に対してねじれ角が−180°変化した非ツイスト配向
状態である。
In the first metastable state and the second metastable state, the twist angle of liquid crystal molecules is approximately 1 from the initial alignment state.
It is a state in which the splay distortion is eliminated by changing by 80 °, and the twist angle in the twist direction given by the chiral agent is + with respect to the orientation processing direction 12a of the back side substrate 12, and is given by the chiral agent. If the twist angle in the direction opposite to the twist direction (direction to untwist the chiral agent) is −, the first metastable state is the twist orientation in which the twist angle changes by + 180 ° with respect to the initial orientation state. The second metastable state is a non-twisted orientation state in which the twist angle changes by −180 ° with respect to the initial orientation state.

【0094】上記初期配向状態から第1および第2の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル10の各画
素部の電極13,14間に、まず液晶分子が基板11,
12面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値(絶
対値)のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極13,14間に、所定の電圧値の選択パルスを印加
することによって行なわれる。
In order to switch the alignment state from the initial alignment state to the first and second metastable states, the liquid crystal molecules are first transferred to the substrate 11 between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10.
It is performed by applying a splay distortion eliminating pulse having a voltage value (absolute value) that rises and is oriented almost perpendicularly to the 12th surface, and then applying a selection pulse having a predetermined voltage value between the electrodes 13 and 14. .

【0095】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値(絶対値)VS1の選択パルス(以
下、第1準安定状態選択パルスという)を印加すると、
液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ18
0°のねじれが加わったねじれ角(180°+180°
=360°)でツイストする状態に配向してスプレイ歪
を解消し、第1の準安定状態になる。
That is, after the liquid crystal molecules are risen and aligned substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 by applying the spray distortion eliminating pulse, a predetermined voltage value (absolute value) V S1 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. When the selection pulse (hereinafter referred to as the first metastable state selection pulse) is applied,
The twist angle of the liquid crystal molecules in the initial alignment state is about 18 more
Twist angle (180 ° + 180 °) with a twist of 0 °
= 360 °), the splay strain is eliminated by orienting in a twisted state, and the first metastable state is obtained.

【0096】この第1の準安定状態は、液晶分子が、両
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図8の(b)に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方向
(カイラル剤により付与されるねじれ方向)に、ほぼ3
60°のねじれ角でツイスト配向した状態である。
In the first metastable state, liquid crystal molecules are aligned along the respective alignment treatment directions 11a and 12a in the vicinity of both substrates 11 and 12, and the alignment treatment direction of either one of the substrates, for example, With the orientation processing direction 12a of the back substrate 12 as a reference, the twist direction shown by the broken line arrow in FIG. 8B, that is, the counterclockwise direction when viewed from the front side (the twisting direction imparted by the chiral agent) is approximately 3
It is in a twisted orientation with a twist angle of 60 °.

【0097】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値(絶対値)VS2の選択パルス(以下、第
2準安定状態選択パルスという)を印加すると、液晶分
子が、初期配向状態でのねじれ角からほぼ180°のね
じれを差し引いた、ねじれ角がほぼ0°(180°−1
80°=0°)の状態、つまり初期配向状態でのツイス
ト配向をほどいた非ツイスト状態に配向してスプレイ歪
を解消し、第2の準安定状態になる。
Further, by applying the spray distortion eliminating pulse, the liquid crystal molecules are risen and aligned almost perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12, and then a predetermined voltage value (absolute value) V S2 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. When a selection pulse (hereinafter, referred to as a second metastable state selection pulse) is applied, liquid crystal molecules have a twist angle of approximately 0 ° (180 ° -180 °- 1
(80 ° = 0 °) state, that is, the twist orientation in the initial orientation state is unwound, the non-twisted state is oriented to eliminate the splay strain, and the second metastable state is obtained.

【0098】この第2の準安定状態は、液晶分子がいず
れか一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の
配向処理方向12aに沿って非ツイスト配向した状態で
あり、液晶分子は、両基板11,12の近傍においてそ
れぞれの配向処理方向11a,12aに沿って配向する
とともに、液晶層の全厚にわたってツイストを生じるこ
となくホモジニアス配向している。
The second metastable state is a state in which the liquid crystal molecules are non-twisted along the alignment treatment direction of either one of the substrates, for example, the alignment treatment direction 12a of the back substrate 12, and the liquid crystal molecules are both twisted. In the vicinity of the substrates 11 and 12, the alignment is performed along the respective alignment treatment directions 11a and 12a, and the alignment is homogeneous over the entire thickness of the liquid crystal layer without generating twist.

【0099】さらに、上記第1の準安定状態と第2の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極13,14間に液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第1または第2準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。
Further, the first metastable state and the second metastable state can be switched from one to the other, and in any metastable state of liquid crystal molecules, First, liquid crystal molecules are placed between the electrodes 13 and 14 on the substrate 1.
Liquid crystal molecules can be obtained by applying a reset pulse having a voltage value that causes the liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the 1st and 12th planes to reset the metastable state, and then applying the first or second metastable state selection pulse. Can be switched from one metastable state to the other metastable state.

【0100】なお、上記第1準安定状態選択パルスの電
圧値VS1と、第2準安定状態選択パルスの電圧値V
S2は、使用する液晶18の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばVS1
S2であり、第1準安定状態選択パルスの電圧値V
S1は、ほどんど電圧を印加しない値(ほぼ0V)であ
り、第2準安定状態選択パルスの電圧値VS2も、ほとん
どの液晶分子が基板11,12面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。
The voltage value V S1 of the first metastable state selection pulse and the voltage value V S of the second metastable state selection pulse are
S2 is determined by the characteristics of the liquid crystal 18 used, the characteristics of the chiral agent, and the amount added, and the absolute value is, for example, V S1 <
V S2, which is the voltage value V of the first metastable state selection pulse
S1 is a value at which almost no voltage is applied (approximately 0 V), and the voltage value V S2 of the second metastable state selection pulse is almost the same as or close to the pretilt angle with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 for most liquid crystal molecules. It is a low voltage value oriented at a tilt angle.

【0101】図9は上記初期配向状態とリセット状態と
第1および第2の準安定状態における液晶分子の配向状
態を液晶セル10の右側縁方向(横軸xに沿った方向)
から見た模式図であり、18aは液晶分子を示してい
る。
FIG. 9 shows the alignment states of the liquid crystal molecules in the initial alignment state, the reset state, and the first and second metastable states in the right edge direction of the liquid crystal cell 10 (direction along the horizontal axis x).
18a is a schematic view seen from the above, and 18a indicates liquid crystal molecules.

【0102】この模式図のように、上記初期配向状態
(液晶分子が裏側基板12の配向処理方向12aを基準
として表面側から見て左回り方向にほぼ180°のねじ
れ角でツイスト配向している状態)は、両基板11,1
2の近傍の液晶分子はそれぞれの基板11,12面に対
してその配向処理方向11a,12aに向かって数°程
度のプレチルト角で斜めに起き上がるように配向してい
るが、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子
長軸が同一平面上にくるように展開して見たときのそれ
ぞれの基板11,12側でのプレチルト方向が互いに逆
になっている状態であり、したがって液晶分子は、基板
11,12から離れるのにともなってチルト角が小さく
なり、液晶層厚の中間(チルト角が0°になる点)を境
にして基板11,12面に対する傾き方向が逆になった
状態(スプレイ歪をもった状態)で安定したツイスト配
向状態にある。
As shown in this schematic diagram, the initial alignment state (the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of about 180 ° in the counterclockwise direction when viewed from the front side with reference to the alignment processing direction 12a of the back substrate 12). (State) indicates that both substrates 11 and 1
The liquid crystal molecules in the vicinity of 2 are oriented so as to rise obliquely with respect to the respective surfaces 11 and 12 of the substrates 11 and 12a with a pretilt angle of about several degrees, but twisted. The liquid crystal molecules are in a state where the pretilt directions on the substrates 11 and 12 side are opposite to each other when the liquid crystal molecules are expanded and viewed so that their long axes lie on the same plane. The tilt angle becomes smaller with the distance from the substrates 11 and 12, and the tilt direction with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 is reversed at the middle of the liquid crystal layer thickness (the point where the tilt angle becomes 0 °). It is in a stable twist orientation state with a splay distortion).

【0103】また、上記リセット状態は、両基板11,
12の近傍の液晶分子(図では省略している)は初期配
向状態とほとんど変わらない状態(それぞれの基板1
1,12面に対してその配向処理方向11a,12aに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態)にあるが、基板11,12から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。
In the reset state, both substrates 11,
Liquid crystal molecules in the vicinity of 12 (omitted in the figure) are almost unchanged from the initial alignment state (each substrate 1
Although it is oriented so as to rise obliquely at a pretilt angle of about several degrees toward the orientation treatment directions 11a and 12a with respect to the 1st and 12th surfaces), it is almost apart from the substrates 11 and 12 to some extent or more. Liquid crystal molecules of the substrate 1
It is in a state of being oriented so as to rise almost vertically to the 1st and 12th planes.

【0104】さらに、第1の準安定状態(液晶分子がほ
ぼ360°のねじれ角でツイスト配向する状態)は、両
基板11,12の近傍の液晶分子の配向状態は初期配向
状態とほとんど変わらないが、液晶分子のねじれ角が前
記初期配向状態に対して一方の方向にほぼ180°変化
した状態であり、したがって、ツイスト配向している液
晶分子をそれぞれの分子長軸が同一平面上にくるように
展開して見たときの液晶分子18aの傾き方向は同じ方
向であるから、この第1の準安定状態は、スプレイ歪の
無いツイスト配向状態である。
Furthermore, in the first metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of about 360 °), the alignment state of the liquid crystal molecules near both substrates 11 and 12 is almost the same as the initial alignment state. However, the twist angle of the liquid crystal molecules is changed by about 180 ° in one direction with respect to the initial alignment state, so that the liquid crystal molecules in the twist alignment are arranged so that their long axes are on the same plane. Since the liquid crystal molecules 18a are tilted in the same direction when viewed in the unfolded state, the first metastable state is a twist alignment state without splay distortion.

【0105】また、上記第2の準安定状態(液晶分子が
非ツイスト配向する状態)は、両基板11,12の近傍
の液晶分子の配向状態は初期配向状態とほとんど変わら
ないが、液晶分子のねじれ角が前記初期配向状態に対し
て前記第1の準安定状態とは逆の方向にほぼ180°変
化した状態であり、したがって、液晶分子18aは、そ
れぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつ液晶分子
18aの傾き方向を同じ方向に向けて配向するから、こ
の第2の準安定状態は、スプレイ歪の無い非ツイスト配
向状態である。
In the second metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are non-twisted), the alignment state of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 is almost the same as the initial alignment state. The twist angle is a state in which the twist angle is changed by about 180 ° in the direction opposite to the first metastable state with respect to the initial alignment state, and therefore, the liquid crystal molecules 18a have their molecular major axes oriented in substantially the same direction. Moreover, since the liquid crystal molecules 18a are aligned with the tilt directions thereof oriented in the same direction, the second metastable state is a non-twisted alignment state having no splay distortion.

【0106】上記第1と第2の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子18aのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子18aの基板11,12面に対する立
上がり状態は、電極13,14間に印加される駆動信号
の実効値(1フレームの間に電極間に印加される電圧の
実効値)に応じて変化する(ただし、両基板11,12
の近傍の液晶分子の配向状態はほとんど変わらない)。
The first and second metastable states are, respectively,
In this metastable state, the twist alignment state of the liquid crystal molecules 18a is maintained. In any metastable state, the rising state of the liquid crystal molecules 18a with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied between the electrodes 13 and 14. That varies depending on the effective value of the drive signal (effective value of the voltage applied between the electrodes during one frame)
The alignment state of liquid crystal molecules in the vicinity of is almost unchanged).

【0107】図9に示した第1および第2の準安定状態
における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配向
状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値V1-1 ,V
2-1であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上側
に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高い
値V1-2 ,V2-2 であるときの液晶分子の立上がり状態
を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶分
子は、その準安定状態における配向状態を保ちながら、
駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変える。
Among the alignment states of the liquid crystal molecules in the first and second metastable states shown in FIG. 9, the alignment state shown on the upper side has values V 1-1 and V at which the effective value of the drive signal is relatively small.
2-1 shows the rising state of the liquid crystal molecules, and the alignment state shown on the upper side shows the rising states of the liquid crystal molecules when the effective value of the drive signal is V 1-2 and V 2-2 which are high to some extent. In any of the metastable states, the liquid crystal molecule maintains the alignment state in the metastable state,
The rising state is changed according to the effective value of the drive signal.

【0108】なお、上記第1および第2の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、配向状態(第1の準安定状態ではツイス
ト配向状態、第2の準安定状態では非ツイスト配向状
態)はそのまま維持する状態であり、いずれの準安定状
態も、液晶分子18aを基板11,12面に対してほぼ
垂直に立上がり配向させるリセットパルスを印加して準
安定状態をリセットするまで保持される。
In the first and second metastable states, the rising state of liquid crystal molecules changes according to the effective value of the drive signal, but the alignment state (in the first metastable state, the twist alignment state, In the metastable state of No. 2, the non-twisted alignment state is maintained as it is. In any metastable state, a reset pulse is applied to align the liquid crystal molecules 18a substantially vertically to the surfaces of the substrates 11 and 12. It is held until the metastable state is reset.

【0109】また、図8において、21a,22aは、
液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側とに配置し
た一対の偏光板21,22の透過軸を示しており、この
実施例では、表側偏光板21を、その透過軸21aを液
晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aに対し
てほぼ45°のずれ角で斜めに交差する方向に向けて配
置し、裏側偏光板22を、その透過軸22aを前記表側
偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方向に
向けて配置している。
Further, in FIG. 8, 21a and 22a are
The transmission axes of a pair of polarizing plates 21 and 22 arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 are shown, and in this embodiment, the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 21a thereof are set to the liquid crystal cell. 10 are arranged so as to be obliquely intersecting with the alignment treatment direction 11a of the front side substrate 11 at a deviation angle of about 45 °, and the rear side polarizing plate 22 has its transmission axis 22a whose transmission axis 22a is the transmission axis of the front side polarizing plate 21. It is arranged in a direction substantially orthogonal to 21a.

【0110】一方、上記駆動回路40は、液晶セル10
の各走査電極13を順次選択してこれらの走査電極13
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極14にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル10の各画素部の電極13,14間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路40は、液晶セル10の各画素
部の電極13,14間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第1と第2の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。
On the other hand, the drive circuit 40 includes the liquid crystal cell 10
These scanning electrodes 13 are sequentially selected by sequentially selecting the scanning electrodes 13 of
And a data signal to each signal electrode 14 in synchronism therewith, the potential difference between the scan signal and the data signal is generated between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10. This driving circuit 40 applies the reset pulse between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10 and then applies the voltage according to the first and second metastable states. Is applied, and then a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse is applied.

【0111】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板30で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル10の各画素部を、
その電極13,14間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル10を第1と第
2のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極13,14間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。
The liquid crystal display device of this embodiment uses external light such as natural light and indoor illumination light to reflect light incident from the front surface side by the reflection plate 30 arranged on the back surface side for display. For display driving, the respective pixel parts of the liquid crystal cell 10 are
After applying the reset pulse between the electrodes 13 and 14, the selection pulse is applied to switch the liquid crystal cell 10 to one of the first and second metastable states, and in the metastable state, the electrodes 13 and 14 are switched. This is performed by applying a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse in between.

【0112】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル10の液晶分子が上述した初期配向状態(スプ
レイ歪をもった配向状態)に配向しているが、上記リセ
ットパルスを印加すれば、このリセットパルスをスプレ
イ歪解消パルスとして液晶分子が基板11,12面に対
してほぼ垂直に立上がるように配向し、その後に印加さ
れる選択パルスに応じて第1と第2のいずれかの準安定
状態に配向する。
In this case, before driving the liquid crystal display device,
The liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are aligned in the above-described initial alignment state (alignment state with splay distortion). However, when the reset pulse is applied, the reset pulse is used as a splay distortion eliminating pulse, and the liquid crystal molecules are applied to the substrate 11. , 12 planes so as to rise almost perpendicularly to the 12 planes, and are oriented in either the first or second metastable state according to the selection pulse applied thereafter.

【0113】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路40か
ら全ての画素部の電極13,14間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第1と第2の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。
When the driving of the liquid crystal display device is started, that is, when the power switch is turned on, the above-mentioned spray distortion eliminating pulse is applied from the driving circuit 40 between the electrodes 13 and 14 of all the pixel portions, and thereafter. By applying the selection pulse for selecting one of the first and second metastable states, the display drive can be started after all the pixel portions have the same metastable state.

【0114】上記液晶表示装置は、液晶セル10の液晶
分子を上記第1と第2のいずれかの準安定状態に配向さ
せ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板1
1,12面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に
応じて変化させて光の透過状態を制御するものであり、
第1の準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれ
か一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向に
ほぼ360°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと
偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第2
の準安定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の
基板の配向処理方向に沿って非ツイスト配向した液晶セ
ルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもつ。
In the above liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are oriented in either the first or second metastable state, and the substrate 1 of the liquid crystal molecules in each metastable state is arranged.
The rising state for the 1st and 12th surfaces is changed according to the effective value of the drive signal to control the light transmission state.
When the first metastable state is selected, the liquid crystal molecule is composed of a liquid crystal cell and a polarizing plate twisted in one direction with a twist angle of approximately 360 ° with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates. It has the electro-optical characteristics of the device, the second
When the metastable state is selected, the liquid crystal molecule has the electro-optical characteristics of a display device including a liquid crystal cell in which the one of the substrates is not twist-aligned along the alignment treatment direction and a polarizing plate.

【0115】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。
That is, this liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Therefore, among the transmission states to be controlled stepwise, The plurality of transmission states can be controlled by utilizing one electro-optical characteristic, and the other plurality of transmission states can be controlled by utilizing the other electro-optical characteristic.

【0116】この場合、上記実施例では、液晶セル10
をはさんで配置した一対の偏光板21,22のうちの表
側偏光板21の透過軸21aの方向を前記液晶セル10
の表側基板11の配向処理方向11aに対してほぼ45
°のずれ角で斜めに交差する方向に設定しているため、
第1の準安定状態を選択して透過状態を制御するとき
も、第2の準安定状態を選択して透過状態を制御すると
きも、複屈折効果モードによるカラー表示を行なうこと
ができる。
In this case, in the above embodiment, the liquid crystal cell 10 is used.
The direction of the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 of the pair of polarizing plates 21, 22 arranged with the liquid crystal cell 10 in between.
About 45 with respect to the alignment treatment direction 11a of the front substrate 11.
Since the angle of deviation is set to intersect diagonally,
When the first metastable state is selected to control the transmissive state and when the second metastable state is selected to control the transmissive state, color display in the birefringence effect mode can be performed.

【0117】この複屈折効果モードによるカラー表示に
ついて説明すると、上記第1と第2のいずれの準安定状
態においても、表側偏光板21を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その各波長光がそれぞれの偏光状
態に応じた透過率で裏側偏光板22を透過して、この裏
側偏光板22を透過した光が、その光を構成する各波長
光の光強度の比に応じた色の着色光になる。この着色光
は、反射板30で反射され、前記裏側偏光板22と液晶
セル10と表側偏光板21とを順に透過して出射する。
The color display by the birefringence effect mode will be described. In both the first and second metastable states, the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident passes through the liquid crystal cell 10. In the process, due to the birefringence effect of the liquid crystal layer, each wavelength light becomes an elliptically polarized light having a different polarization state, and each wavelength light transmits through the back side polarizing plate 22 at a transmittance corresponding to each polarization state, The light transmitted through the back-side polarizing plate 22 becomes colored light having a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelength light components of the light. This colored light is reflected by the reflection plate 30, passes through the back-side polarizing plate 22, the liquid crystal cell 10, and the front-side polarizing plate 21 in this order and is emitted.

【0118】このように、複屈折効果モードによるカラ
ー表示は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一対の
偏光板21,22の偏光作用とを利用して光を着色する
ものであり、したがってカラーフィルタを用いて光を着
色するものに比べて光の吸収が少ないから、反射型の液
晶表示装置であっても、表示光の透過率を高くして明る
いカラー表示を得ることができる。
As described above, the color display by the birefringence effect mode colors light by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization effect of the pair of polarizing plates 21 and 22. Therefore, since light is absorbed less than that in the case where the light is colored by using the color filter, it is possible to obtain a bright color display by increasing the transmittance of the display light even in the reflective liquid crystal display device.

【0119】そして、上記液晶表示装置では、上記第1
の準安定状態(液晶分子がほぼ360°のねじれ角でツ
イスト配向する状態)を選択したときと、第2の準安定
状態(液晶分子が非ツイスト配向する状態)を選択した
ときとの液晶分子の配向状態が異なり、それに応じて液
晶層が異なる複屈折性を示す。
In the liquid crystal display device, the first
Liquid crystal molecules when the metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of about 360 °) is selected and when the second metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are non-twisted) is selected. The liquid crystal layer exhibits different birefringence depending on the orientation state of the liquid crystal.

【0120】このため、第1の準安定状態を選択したと
きと、第2の準安定状態を選択したときとでは、裏側偏
光板22に入射する各波長光の偏光状態が異なり、それ
に応じて裏側偏光板22を透過した光が異なる色に着色
するから、第1の準安定状態を選択したときの表示色
と、第2の準安定状態を選択したときの表示色とは互い
に異なる色である。
Therefore, when the first metastable state is selected and when the second metastable state is selected, the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 is different, and accordingly, the polarization state is different. Since the light transmitted through the back-side polarizing plate 22 is colored in different colors, the display color when the first metastable state is selected and the display color when the second metastable state is selected are different from each other. is there.

【0121】さらに、この液晶表示装置では、上記第1
と第2のいずれの準安定状態においても、電極13,1
4間に印加される駆動信号の実効値に応じた液晶分子の
立上がり状態の変化によって液晶層の複屈折性が変化
し、それに応じて裏側偏光板22に入射する各波長光の
偏光状態が変化するため、前記駆動信号の実効値を制御
することによって着色光の色を変化させることができ、
したがって、1つの画素部で複数の色を表示することが
できる。
Furthermore, in this liquid crystal display device, the first
In both the second and the second metastable states, the electrodes 13, 1
The birefringence of the liquid crystal layer changes due to the change in the rising state of the liquid crystal molecules according to the effective value of the drive signal applied between the four, and the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes accordingly. Therefore, it is possible to change the color of the colored light by controlling the effective value of the drive signal,
Therefore, one pixel portion can display a plurality of colors.

【0122】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもってほぼ180°のねじれ角でツイス
ト配向している状態は、上述したように実際の表示には
使用しないが、この初期配向状態も複屈折効果モードに
よる表示が得られる状態である。
The above-mentioned initial alignment state, that is, the state in which liquid crystal molecules are twist-aligned with a splay strain at a twist angle of about 180 °, is not used for actual display as described above, but this initial alignment state is also not used. This is a state in which a display in the birefringence effect mode can be obtained.

【0123】図10〜図12は、液晶セル10の両基板
11,12の配向処理方向11a,12aと表裏の偏光
板21,22の透過軸21a,22aを図1に示したよ
うに設定し、前記液晶セル10のΔnd(液晶の屈折率
異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値を約900nmに
選んだ液晶表示装置の印加電圧(駆動信号の実効値)に
対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図10
の(a),(b)は初期配向状態における電圧−出射率
特性図およびCIE色度図、図11の(a),(b)は
第1の準安定状態における電圧−出射率特性図およびC
IE色度図、図12の(a),(b)は第2の準安定状
態における電圧−出射率特性図およびCIE色度図であ
る。なお、各図の(b)の色度図において、Wは無彩色
点を示している。
10 to 12, the alignment treatment directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the transmission axes 21a and 22a of the front and back polarizing plates 21 and 22 are set as shown in FIG. The emission of light with respect to the applied voltage (effective value of the drive signal) of the liquid crystal display device in which the value of Δnd (the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d) of the liquid crystal cell 10 is selected to be about 900 nm. FIG. 10 shows the change in the rate and the display color.
11A and 11B are voltage-emission rate characteristic diagrams and CIE chromaticity diagrams in the initial alignment state, and FIGS. 11A and 11B are voltage-emission rate characteristic diagrams in the first metastable state and C
The IE chromaticity diagram, and FIGS. 12A and 12B are a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the second metastable state. In the chromaticity diagram of (b) of each figure, W indicates an achromatic color point.

【0124】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図10の(a)
のように、電圧の変化に対して出射率が低レベルでほぼ
直線的に変化する特性であり、電圧に対する表示色の変
化は、図10の(b)のように、印加電圧が0V(電圧
無印加状態)のときでほぼ黒、液晶分子をほぼ垂直に立
上がり状態に配向させる値(例えば約5V)の電圧を印
加したときで紫である。なお、液晶分子の立上がり状態
は、リセットパルスを印加したときに最も垂直に近くな
るが、リセットパルスの印加時間は極く短いため、リセ
ット状態での表示は人間の目にはほとんど認識されな
い。
First, the initial alignment state will be described.
The voltage-emissivity characteristic in the initial alignment state is shown in FIG.
As shown in FIG. 10B, when the applied voltage is 0 V (voltage is It is almost black when no voltage is applied, and purple when a voltage having a value (for example, about 5 V) for orienting liquid crystal molecules in a vertically rising state is applied. The rising state of the liquid crystal molecules becomes the most vertical when the reset pulse is applied, but since the application time of the reset pulse is extremely short, the display in the reset state is hardly recognized by human eyes.

【0125】また、第1の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図11の(a)のように、印加電圧が0〜約
2.5Vの範囲では出射率が高いレベルに保たれてほと
んど変化せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急
激に小さくなる特性であり、電圧に対する表示色の変化
は、図11の(b)のように、2.506Vの電圧を印
加したときで赤、3.033Vの電圧を印加したときで
黒である。
The voltage-emission rate characteristic in the first metastable state is maintained at a high level in the range of applied voltage from 0 to about 2.5 V as shown in FIG. 11 (a). There is almost no change, and the emission rate sharply decreases when the voltage becomes higher than that. The change of the display color with respect to the voltage is as shown in FIG. 11B, when a voltage of 2.506V is applied. It is red at times and black when a voltage of 3.033 V is applied.

【0126】なお、上記赤のx,yコーデネイト値は、
x=0.418、y=0.460であり、Y値(明る
さ)は30.13である。また、上記黒のx,yコーデ
ネイト値は、x=0.271、y=0.291であり、
Y値は11.6である。
The red x and y coordinate values are as follows:
x = 0.418, y = 0.460, and the Y value (brightness) is 30.13. Further, the x and y coordinate values of the black are x = 0.272 and y = 0.291,
The Y value is 11.6.

【0127】さらに、第2の準安定状態での電圧−出射
率特性は、図12の(a)のように、印加電圧が0〜約
1.0Vと約2.0〜約3.0Vの2つの範囲では高い
出射率が得られるが、前記2つの範囲の電圧および約
3.0Vを越える電圧を印加すると出射率が急激に小さ
くなる特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図1
2の(b)のように、1.408Vの電圧を印加したと
きで青、3.018Vの電圧を印加したときで白であ
る。
Further, the voltage-emissivity characteristic in the second metastable state shows that the applied voltage is 0 to about 1.0 V and about 2.0 to about 3.0 V as shown in FIG. Although a high emission rate can be obtained in the two ranges, the emission rate sharply decreases when a voltage in the above two ranges and a voltage exceeding about 3.0 V are applied.
As shown in (b) of 2, it is blue when a voltage of 1.408V is applied, and white when a voltage of 3.018V is applied.

【0128】なお、上記青のx,yコーデネイト値は、
x=0.152、y=0.138であり、Y値は5.7
である。また、上記白のx,yコーデネイト値は、x=
0.290、y=0.314であり、Y値は26.7で
ある。
The blue x and y coordinate values are as follows:
x = 0.152, y = 0.138, and Y value is 5.7.
Is. The white x, y coordinate value is x =
0.290, y = 0.314, and the Y value is 26.7.

【0129】すなわち、上記液晶表示装置は、第1の準
安定状態を選択して赤と黒を表示し、第2の準安定状態
を選択して青と白を表示するものであり、したがって、
表示の基本である白と黒の表示に加えて、赤と青の2色
のカラー表示を行なうことができる。
That is, the liquid crystal display device selects the first metastable state to display red and black, and selects the second metastable state to display blue and white.
In addition to white and black which are the basics of display, two-color display of red and blue can be performed.

【0130】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第1
または第2の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分(使用する液晶18の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる)で初期
配向状態に戻り、画面全体が、前記初期配向状態におけ
る電圧無印加時の状態(上記実施例ではほぼ黒)にな
る。
When the power of the liquid crystal display device is turned off, the first
Alternatively, the alignment state of the liquid crystal molecules in the second metastable state is
After a few seconds to several minutes (depending on the characteristics of the liquid crystal 18 to be used and the characteristics and addition amount of the chiral agent) by natural discharge, the initial alignment state is restored, and the entire screen is in the initial alignment state when no voltage is applied (the above implementation It becomes almost black in the example).

【0131】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するとき、つまり第1の準安定状態
を選択して透過状態を制御するときと、前記他方の電気
光学特性を利用するとき、つまり第2の準安定状態を選
択して透過状態を制御するときとに振り分けることがで
き、そのために、それぞれの準安定状態で駆動される段
階数が少なくなるから、それぞれの準安定状態の中で、
少ない段階数の時分割駆動を行なうことができる。
The liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of the two display devices in which the alignment states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Since it is possible to control a plurality of transmission states by using one electro-optical characteristic and control a plurality of other transmission states by using the other electro-optical characteristic, all stages of the transmission state are possible. When one of the electro-optical characteristics is used, that is, when the first metastable state is selected to control the transmission state, and when the other electro-optical characteristic is used, that is, the second metastable state is used. It is possible to select the state and to control the transmission state, and for that reason, since the number of stages driven in each metastable state is small, in each metastable state,
It is possible to perform time-divisional driving with a small number of steps.

【0132】このため、上記液晶表示装置によれば、液
晶セル10の駆動デューティに対して動作電圧マージン
を大きくとることができる。すなわち、上記のように白
と黒の表示に加えて赤と青の2色のカラー表示を行なう
液晶表示装置の場合は、その駆動信号の実効値を、第1
の準安定状態を選択して赤と黒を表示するときは2.5
06Vと3.033Vの2通りに設定し、第2の準安定
状態を選択して青と白を表示するときは1.408Vと
3.018Vの2通りに設定すればよく、したがって、
それぞれの準安定状態における実効値の差、つまり動作
電圧マージンを、第1の準安定状態で0.527V(=
3.033V−2.506V)、第2の準安定状態で
1.610V(=3.018V−1.408V)と充分
に大きくとることができる。
Therefore, according to the above liquid crystal display device, a large operating voltage margin can be secured with respect to the drive duty of the liquid crystal cell 10. That is, in the case of a liquid crystal display device which displays two colors of red and blue in addition to the display of white and black as described above, the effective value of the drive signal is set to the first value.
2.5 when selecting the metastable state of and displaying red and black
There are two ways of setting 06V and 3.033V, and when selecting the second metastable state and displaying blue and white, it is only necessary to set two ways of 1.408V and 3.018V.
The difference between the effective values in each metastable state, that is, the operating voltage margin, is 0.527V (=
3.033V-2.506V) and 1.610V (= 3.018V-1.408V) in the second metastable state.

【0133】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル10が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。
Therefore, according to the above liquid crystal display device,
Even if the liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type that is driven by controlling the effective value of the drive signal, the operating voltage margin is increased with respect to the drive duty, and time-division drive with high duty is possible. It is possible to realize the display of a high-definition image having a large number of pixels.

【0134】なお、上記実施例の液晶表示装置は、第1
の準安定状態を選択したときの表示色が赤と黒であり、
第2の準安定状態を選択したときの表示色が青と白であ
るものであるが、この表示色は、液晶セル10のΔnd
の値を変えることによって任意に選ぶことができる。
The liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is the first
When the metastable state of is selected, the display colors are red and black,
The display colors when the second metastable state is selected are blue and white. The display colors are Δnd of the liquid crystal cell 10.
It can be arbitrarily selected by changing the value of.

【0135】[第2の実施例の変形例]上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板21,22の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板21,22
のいずれか一方または両方と液晶セル10との間に位相
差板を配置してもよい。
[Modification of Second Embodiment] The liquid crystal display device of the above embodiment displays by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization effect of the pair of polarizing plates 21 and 22. In addition to that, the front and back polarizing plates 21 and 22
A retardation plate may be arranged between one or both of the above and the liquid crystal cell 10.

【0136】その例としては、例えば図7に示した第1
の実施例の変形例のように、表側偏光板21と液晶セル
10との間に位相差板23を、その光学軸(例えば遅相
軸)を表側偏光板21の透過軸21aに対して斜めにず
らして配置することが考えられる。
As an example, the first example shown in FIG. 7 is used.
As in the modification of the embodiment, the retardation plate 23 is provided between the front-side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10, and its optical axis (eg, slow axis) is oblique to the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21. It is conceivable to shift the positions.

【0137】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板21を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板23の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
10の液晶層の複屈折作用によりその液晶分子のツイス
ト配向状態に応じてさらに偏光状態を変えて裏側偏光板
22に入射するため、第1および第2の準安定状態を選
択して表示するときの着色光をより鮮明にするとともに
着色光の色数も多くして多色カラー表示を実現すること
ができる。
According to the liquid crystal display device of this modified example, the linearly polarized light that has passed through the front polarizing plate 21 and is incident is first converted into elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of the retardation plate 23. The reflected light changes its polarization state according to the twist alignment state of the liquid crystal molecules by the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and enters the back-side polarizing plate 22. When the metastable state is selected and displayed, the colored light can be made clearer and the number of colors of the colored light can be increased to realize a multicolor display.

【0138】[第3の実施例]図13〜図17はこの発
明の第3の実施例を示している。図13は液晶表示装置
の基本構成を示す斜視図であり、(a)は初期配向状
態、(b)は第1の準安定状態、(c)は第2の準安定
状態を示している。
[Third Embodiment] FIGS. 13 to 17 show a third embodiment of the present invention. 13A and 13B are perspective views showing the basic configuration of the liquid crystal display device. FIG. 13A shows an initial alignment state, FIG. 13B shows a first metastable state, and FIG. 13C shows a second metastable state.

【0139】なお、この実施例の液晶表示装置は、図2
に示したように、液晶セル10をはさんでその表面側と
裏面側とに偏光板21,22を配置するとともに、裏側
の偏光板22の背後に反射板30を配置し、さらに前記
液晶セル10に、それを駆動するための駆動回路40を
接続して構成されるものであり、前記液晶セル10は、
初期配向状態と第1および第2の準安定状態における液
晶分子の配向状態が上記第1および第2の実施例とは異
なるが、セル構造は同じである。
The liquid crystal display device of this embodiment is similar to that shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the polarizing plates 21 and 22 are arranged on the front surface side and the rear surface side of the liquid crystal cell 10 and the reflecting plate 30 is arranged behind the polarizing plate 22 on the back side. 10 is connected to a driving circuit 40 for driving it, and the liquid crystal cell 10 is
The initial alignment state and the alignment states of the liquid crystal molecules in the first and second metastable states are different from those in the first and second embodiments, but the cell structure is the same.

【0140】上記液晶セル10の液晶は、カイラル剤を
添加してツイスト配向性をもたせたネマティック液晶で
あり、その液晶層は、初期配向状態では、液晶分子が非
ツイスト配向したスプレイ配向状態にある。
The liquid crystal of the liquid crystal cell 10 is a nematic liquid crystal in which a chiral agent is added to give a twist alignment property, and the liquid crystal layer thereof is in a splay alignment state in which liquid crystal molecules are in non-twist alignment in an initial alignment state. .

【0141】そして、この液晶セル10は、その液晶層
に、液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ180°のねじれ角でツ
イスト配向する第1の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記第1の準安定状
態とは逆の方向にほぼ180°のねじれ角でツイスト配
向する第2の準安定状態になる特性を有している。
In the liquid crystal cell 10, a reset pulse having a voltage value that causes liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied to the liquid crystal layer thereof, and then a predetermined voltage value lower than that is applied. By applying the selection pulse, the liquid crystal molecules are brought into a first metastable state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned in one direction with a twist angle of approximately 180 ° with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates, and the reset pulse is applied. By applying a selection pulse having a predetermined voltage value lower than the applied voltage after the application, the liquid crystal molecules are rotated by about 180 degrees in the direction opposite to the first metastable state with reference to the alignment treatment direction of the one substrate. It has a characteristic of being in a second metastable state in which it is twist-oriented at a twist angle of °.

【0142】図13において、11a,12aは液晶セ
ル10の両基板11,12の配向処理方向(配向膜1
5,16のラビング方向)を示しており、この実施例で
は、表側基板11の配向膜15と裏側基板12の配向膜
16とをそれぞれ、液晶表示装置の画面の横軸xと平行
であって前記画面の左縁側から右縁側に向かう方向に配
向処理している。すなわち、両基板11,12の配向処
理方向11a,12aは、互いにほぼ平行でかつ同じ向
きである。
In FIG. 13, 11a and 12a are the alignment treatment directions of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 (alignment film 1).
In this example, the alignment film 15 of the front substrate 11 and the alignment film 16 of the back substrate 12 are parallel to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display device. The orientation process is performed in the direction from the left edge side to the right edge side of the screen. That is, the alignment treatment directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12 are substantially parallel to each other and in the same direction.

【0143】そして、この実施例では、上記液晶18と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル10の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって非ツイスト配向している。
In this embodiment, as the liquid crystal 18, a liquid crystal to which a chiral agent having a counterclockwise twist orientation when viewed from the surface side is added is used.
In the initial alignment state, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are non-twisted with splay strain.

【0144】この初期配向状態は、液晶分子が図13の
(a)に破線で示したように、両基板11,12の配向
処理方向11a,12aに沿って、液晶層の全厚にわた
りツイストを生じることなくホモジニアス配向したスプ
レイ配向状態である。
In this initial alignment state, the liquid crystal molecules are twisted over the entire thickness of the liquid crystal layer along the alignment treatment directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12, as shown by the broken lines in FIG. It is in a splay alignment state in which it is homogeneously aligned without being generated.

【0145】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル10は、液晶分子の配
向状態を上述した第1および第2の準安定状態に配向さ
せて表示駆動される。
The initial alignment state is a state not actually used for display, and the liquid crystal cell 10 is driven for display by aligning the alignment state of liquid crystal molecules to the above-mentioned first and second metastable states. It

【0146】上記第1の準安定状態と第2の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子ほぼ180°のねじ
れ角でツイスト配向スプレイ歪を解消した状態であり、
前記裏側基板12の配向処理方向12aを基準として、
カイラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を
+の角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向
とは逆方向(カイラル剤によるねじれをほどく方向)へ
のねじれ角を−の角度とすると、第1の準安定状態は、
初期配向状態に対して+180°ねじれたツイスト配向
状態であり、第2の準安定状態は、初期配向状態に対し
て−180°ねじれたツイスト配向状態である。
The first metastable state and the second metastable state are the states in which the twist alignment splay strain is eliminated from the initial alignment state at a twist angle of approximately 180 ° of liquid crystal molecules,
Based on the orientation processing direction 12a of the back substrate 12,
When the twist angle in the twist direction imparted by the chiral agent is a + angle, and the twist angle in the direction opposite to the twist direction imparted by the chiral agent (the direction in which the twist by the chiral agent is unwound) is an angle of −, The first metastable state is
The twist orientation state is + 180 ° twisted with respect to the initial orientation state, and the second metastable state is the twist orientation state twisted with −180 ° with respect to the initial orientation state.

【0147】上記初期配向状態から第1および第2の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル10の各画
素部の電極13,14間に、まず液晶分子が基板11,
12面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値(絶
対値)のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極13,14間に、所定の電圧値の選択パルスを前記
電極13,14間に印加することによって行なわれる。
To switch the alignment state from the initial alignment state to the first and second metastable states, liquid crystal molecules are first transferred to the substrate 11 and the electrode 13 between electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10.
A splay distortion elimination pulse having a voltage value (absolute value) that rises and is oriented almost perpendicularly to the 12th surface is applied, and then a selection pulse having a predetermined voltage value is applied between the electrodes 13 and 14 between the electrodes 13 and 14. Is applied to

【0148】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値(絶対値)VS1の選択パルス(以
下、第1準安定状態選択パルスという)を印加すると、
液晶分子が初期配向状態である非ツイスト配向したスプ
レイ配向状態から、カイラル剤により付与されるねじれ
方向にほぼ180°のねじれ角でツイストする状態に配
向してスプレイ歪を解消し、第1の準安定状態になる。
That is, after the liquid crystal molecules are risen and aligned almost perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 by applying the spray distortion eliminating pulse, a predetermined voltage value (absolute value) V S1 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. When the selection pulse (hereinafter referred to as the first metastable state selection pulse) is applied,
The splay alignment state in which the liquid crystal molecules are in the non-twist alignment which is the initial alignment state is twisted in the twist direction given by the chiral agent at a twist angle of about 180 ° to eliminate the splay strain, and the first quasi Be in a stable state.

【0149】この第1の準安定状態は、液晶分子が、両
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図13の(b)に破線矢印
で示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方
向(カイラル剤により付与されるねじれ方向)に、ほぼ
180°のねじれ角でツイスト配向した状態である。
In the first metastable state, the liquid crystal molecules are aligned along the respective alignment treatment directions 11a and 12a in the vicinity of both substrates 11 and 12, and the alignment treatment direction of either one of the substrates, for example, With reference to the alignment treatment direction 12a of the back substrate 12, a twist direction shown by a broken line arrow in FIG. 13B, that is, a counterclockwise direction when viewed from the front side (a twisting direction imparted by the chiral agent) is approximately 180. It is in a twisted orientation with a twist angle of °.

【0150】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板11,12面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値(絶対値)VS2の選択パルス(以下、第
2準安定状態選択パルスという)を印加すると、液晶分
子が、液晶分子が初期配向状態である非ツイスト配向し
たスプレイ配向状態から、上記第1の準安定状態とは逆
の方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
とは逆方向にほぼ180°のねじれ角でツイストする状
態に配向してスプレイ歪を解消し、第2の準安定状態に
なる。
Further, after the liquid crystal molecules are risen and aligned almost perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12 by applying the spray distortion eliminating pulse, a predetermined voltage value (absolute value) V S2 lower than the spray distortion eliminating pulse is applied. When a selection pulse (hereinafter, referred to as a second metastable state selection pulse) is applied, the liquid crystal molecules are reversed from the first metastable state from the non-twisted splay alignment state in which the liquid crystal molecules are in the initial alignment state. Direction, that is, in the direction opposite to the twisting direction imparted by the chiral agent, is twisted at a twist angle of about 180 ° to eliminate the splay strain and become the second metastable state.

【0151】この第2の準安定状態は、液晶分子が、両
基板11,12の近傍においてそれぞれの配向処理方向
11a,12aに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板12の配向処
理方向12aを基準として、図13の(c)に破線矢印
で示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方
向(第1の準安定状態とは逆方向)に、ほぼ180°の
ねじれ角でツイスト配向した状態である。
In the second metastable state, the liquid crystal molecules are aligned along the respective alignment treatment directions 11a and 12a in the vicinity of both substrates 11 and 12, and the alignment treatment direction of one of the substrates, for example, With the orientation processing direction 12a of the back substrate 12 as a reference, in the twist direction shown by the broken line arrow in (c) of FIG. 13, that is, in the clockwise direction when viewed from the front side (the direction opposite to the first metastable state), It is in a twist-oriented state with a twist angle of about 180 °.

【0152】さらに、上記第1の準安定状態と第2の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極13,14間に液晶分子を基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第1または第2準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。
Furthermore, the first metastable state and the second metastable state can be switched from one to the other, and in any metastable state of liquid crystal molecules, First, liquid crystal molecules are placed between the electrodes 13 and 14 on the substrate 1.
Liquid crystal molecules can be obtained by applying a reset pulse having a voltage value that causes the liquid crystal molecules to rise and align substantially perpendicularly to the 1st and 12th planes to reset the metastable state, and then applying the first or second metastable state selection pulse. Can be switched from one metastable state to the other metastable state.

【0153】なお、上記第1準安定状態選択パルスの電
圧値VS1と、第2準安定状態選択パルスの電圧値V
S2は、使用する液晶18の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばVS1
S2であり、第1準安定状態選択パルスの電圧値V
S1は、ほどんど電圧を印加しない値(ほぼ0V)であ
り、第2準安定状態選択パルスの電圧値VS2も、ほとん
どの液晶分子が基板11,12面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。
It should be noted that the voltage value V S1 of the first metastable state selection pulse and the voltage value V S of the second metastable state selection pulse.
S2 is determined by the characteristics of the liquid crystal 18 used, the characteristics of the chiral agent, and the amount added, and the absolute value is, for example, V S1 <
V S2, which is the voltage value V of the first metastable state selection pulse
S1 is a value at which almost no voltage is applied (approximately 0 V), and the voltage value V S2 of the second metastable state selection pulse is almost the same as or close to the pretilt angle with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 for most liquid crystal molecules. It is a low voltage value oriented at a tilt angle.

【0154】図14は上記初期配向状態とリセット状態
と第1および第2の準安定状態における液晶分子の配向
状態を液晶セル10の下縁方向(横軸xに対して直交す
る方向)から見た模式図であり、18aは液晶分子を示
している。
FIG. 14 shows the alignment states of the liquid crystal molecules in the initial alignment state, the reset state, and the first and second metastable states seen from the lower edge direction of the liquid crystal cell 10 (direction orthogonal to the horizontal axis x). 18a shows a liquid crystal molecule.

【0155】この模式図のように、上記初期配向状態
(液晶分子が非ツイスト配向している状態)は、両基板
11,12の近傍の液晶分子はそれぞれの基板11,1
2面に対してその配向処理方向11a,12aに向かっ
て数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるように配
向しているが、それぞれの基板11,12側でのプレチ
ルト方向が互いに逆になっている状態であり、したがっ
て液晶分子18aは、基板11,12から離れるのにと
もなってチルト角が小さくなり、液晶層厚の中間(チル
ト角が0°になる点)を境にして基板11,12面に対
する傾き方向が逆になった状態(スプレイ歪をもった状
態)で安定した非ツイスト配向状態にある。
As shown in this schematic diagram, in the initial alignment state (the liquid crystal molecules are in non-twist alignment), the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrates 11 and 12 are in the respective substrates 11 and 1.
The two surfaces are oriented so as to be obliquely raised at a pretilt angle of several degrees toward the orientation processing directions 11a and 12a, but the pretilt directions on the respective substrates 11 and 12 are opposite to each other. Therefore, the tilt angle of the liquid crystal molecules 18a becomes smaller with the distance from the substrates 11 and 12, and the substrates 11 and 12 are bordered by the middle of the liquid crystal layer thickness (the point where the tilt angle becomes 0 °). It is in a stable non-twist orientation state in a state where the direction of inclination with respect to the surface is reversed (state with splay distortion).

【0156】また、上記リセット状態は、両基板11,
12の近傍の液晶分子(図では省略している)は初期配
向状態とほとんど変わらない状態(それぞれの基板1
1,12面に対してその配向処理方向11a,12aに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態)にあるが、基板11,12から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。
Further, in the reset state, both substrates 11,
Liquid crystal molecules in the vicinity of 12 (omitted in the figure) are almost unchanged from the initial alignment state (each substrate 1
Although it is oriented so as to rise obliquely at a pretilt angle of about several degrees toward the orientation treatment directions 11a and 12a with respect to the 1st and 12th surfaces), it is almost apart from the substrates 11 and 12 to some extent or more. Liquid crystal molecules of the substrate 1
It is in a state of being oriented so as to rise almost vertically to the 1st and 12th planes.

【0157】さらに、第1の準安定状態(液晶分子が裏
側基板12の配向処理方向12aを基準として表面側か
ら見て左回り方向にほぼ180°のねじれ角でツイスト
配向する状態)は、両基板11,12の近傍の液晶分子
の配向状態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液
晶分子18aが前記初期配向状態に対して一方の方向に
ほぼ180°のねじれ角でツイスト配向した状態であ
り、したがって、ツイスト配向している液晶分子をそれ
ぞれの分子長軸が同一平面上にくるように展開して見た
ときの液晶分子18aの傾き方向は同じ方向であるか
ら、この第1の準安定状態は、スプレイ歪の無いツイス
ト配向状態である。
Further, in the first metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned with a twist angle of about 180 ° in the counterclockwise direction when viewed from the front side with respect to the orientation processing direction 12a of the back substrate 12), The alignment state of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrates 11 and 12 is almost the same as the initial alignment state, but the liquid crystal molecules 18a are in a twist alignment with a twist angle of about 180 ° in one direction with respect to the initial alignment state. Therefore, when the twisted liquid crystal molecules are expanded and viewed so that their long axes are on the same plane, the tilt directions of the liquid crystal molecules 18a are the same, and thus the first metastable state is obtained. The state is a twist orientation state without splay distortion.

【0158】また、第2の準安定状態(液晶分子が裏側
基板12の配向処理方向12aを基準として表面側から
見て右回り方向にほぼ180°のねじれ角でツイスト配
向する状態)は、両基板11,12の近傍の液晶分子の
配向状態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液晶
分子18aが前記初期配向状態に対して前記第1の準安
定状態とは逆の方向にほぼ180°のねじれ角でツイス
ト配向した状態であり、したがって、ツイスト配向して
いる液晶分子をそれぞれの分子長軸が同一平面上にくる
ように展開して見たときの液晶分子18aの傾き方向は
同じ方向であるから、この第2の準安定状態は、スプレ
イ歪の無いツイスト配向状態である。
The second metastable state (the state in which the liquid crystal molecules are twist-aligned at a twist angle of about 180 ° in the clockwise direction when viewed from the front side with respect to the alignment treatment direction 12a of the back substrate 12) is The alignment state of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrates 11 and 12 is almost the same as the initial alignment state, but the liquid crystal molecules 18a have an angle of about 180 ° in the direction opposite to the first metastable state with respect to the initial alignment state. The liquid crystal molecules are in a twisted state at a twist angle. Therefore, when the liquid crystal molecules in the twisted orientation are expanded and viewed so that their long axes are on the same plane, the tilt directions of the liquid crystal molecules 18a are the same. Therefore, the second metastable state is a twist orientation state without splay distortion.

【0159】上記第1と第2の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子18aのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子18aの基板11,12面に対する立
上がり状態は、電極13,14間に印加される駆動信号
の実効値(1フレームの間に電極間に印加される電圧の
実効値)に応じて変化する(ただし、両基板11,12
の近傍の液晶分子の配向状態はほとんど変わらない)。
The first and second metastable states are, respectively,
In this metastable state, the twist alignment state of the liquid crystal molecules 18a is maintained. In any metastable state, the rising state of the liquid crystal molecules 18a with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 is applied between the electrodes 13 and 14. That varies depending on the effective value of the drive signal (effective value of the voltage applied between the electrodes during one frame)
The alignment state of liquid crystal molecules in the vicinity of is almost unchanged).

【0160】図14に示した第1および第2の準安定状
態における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配
向状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値V1-1
2-1 であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上
側に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高
い値V1-2 ,V2-2 であるときの液晶分子の立上がり状
態を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶
分子は、その準安定状態における配向状態を保ちなが
ら、駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変える。
Among the alignment states of the liquid crystal molecules in the first and second metastable states shown in FIG. 14, the alignment state shown on the upper side is a value V 1-1 in which the effective value of the drive signal is relatively small,
The rising state of the liquid crystal molecules when V 2-1 is shown, and the orientation state shown at the upper side is the rising state of the liquid crystal molecules when the effective value of the drive signal is V 1-2 or V 2-2, which is high to some extent. In any of the metastable states, the liquid crystal molecule changes the rising state according to the effective value of the drive signal while maintaining the alignment state in the metastable state.

【0161】なお、上記第1および第2の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、ツイスト配向状態はそのまま維持する状
態であり、いずれの準安定状態も、液晶分子18aを基
板11,12面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる
リセットパルスを印加して準安定状態をリセットするま
で保持される。
In the first and second metastable states, the rising state of liquid crystal molecules changes according to the effective value of the drive signal, but the twist alignment state is maintained as it is. The state is also maintained until a metastable state is reset by applying a reset pulse that causes the liquid crystal molecules 18a to rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12.

【0162】また、図13において、21a,22a
は、液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側とに配
置した一対の偏光板21,22の透過軸を示しており、
この実施例では、表側偏光板21を、その透過軸21a
を液晶セル10の表側基板11の配向処理方向11aに
対してほぼ45°のずれ角で斜めに交差する方向に向け
て配置し、裏側偏光板22を、その透過軸22aを前記
表側偏光板21の透過軸21aに対してほぼ直交する方
向に向けて配置している。
Further, in FIG. 13, 21a, 22a
Shows the transmission axes of a pair of polarizing plates 21 and 22 arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween.
In this embodiment, the front polarizing plate 21 has a transmission axis 21a.
Are arranged so as to be obliquely intersecting with the alignment treatment direction 11a of the front side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 at a shift angle of about 45 °, and the back side polarizing plate 22 has its transmission axis 22a whose front side is the front side polarizing plate 21. Are arranged in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 21a.

【0163】一方、上記駆動回路40は、液晶セル10
の各走査電極13を順次選択してこれらの走査電極13
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極14にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル10の各画素部の電極13,14間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路40は、液晶セル10の各画素
部の電極13,14間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第1と第2の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。
On the other hand, the drive circuit 40 includes the liquid crystal cell 10
These scanning electrodes 13 are sequentially selected by sequentially selecting the scanning electrodes 13 of
And a data signal to each signal electrode 14 in synchronism therewith, the potential difference between the scan signal and the data signal is generated between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10. This driving circuit 40 applies the reset pulse between the electrodes 13 and 14 of each pixel portion of the liquid crystal cell 10 and then applies the voltage according to the first and second metastable states. Is applied, and then a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse is applied.

【0164】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板30で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル10の各画素部を、
その電極13,14間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル10を第1と第
2のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極13,14間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。
The liquid crystal display device of this embodiment uses external light such as natural light or indoor illumination light to reflect the light incident from the front surface side by the reflection plate 30 arranged on the rear surface side for display. For display driving, the respective pixel parts of the liquid crystal cell 10 are
After applying the reset pulse between the electrodes 13 and 14, the selection pulse is applied to switch the liquid crystal cell 10 to one of the first and second metastable states, and in the metastable state, the electrodes 13 and 14 are switched. This is performed by applying a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse in between.

【0165】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル10の液晶分子が上述した初期配向状態(スプ
レイ歪をもった非ツイスト配向状態)に配向している
が、上記リセットパルスを印加すれば、このリセットパ
ルスをスプレイ歪解消パルスとして液晶分子が基板1
1,12面に対してほぼ垂直に立上がるように配向し、
その後に印加される選択パルスに応じて、第1と第2の
いずれかの準安定状態に配向する。
In this case, before driving the liquid crystal display device,
The liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are aligned in the above-mentioned initial alignment state (non-twist alignment state with splay distortion). Board 1
Oriented so as to rise almost perpendicularly to the 1 and 12 planes,
Depending on the selection pulse applied thereafter, the first or second metastable state is oriented.

【0166】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路40か
ら全ての画素部の電極13,14間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第1と第2の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。
When the driving of the liquid crystal display device is started, that is, when the power switch is turned on, the above-mentioned spray distortion eliminating pulse is applied from the driving circuit 40 between the electrodes 13 and 14 of all the pixel portions, and thereafter. By applying the selection pulse for selecting one of the first and second metastable states, the display drive can be started after all the pixel portions have the same metastable state.

【0167】上記液晶表示装置は、液晶セル10の液晶
分子を第1と第2のいずれかの準安定状態に配向させ、
それぞれの準安定状態における液晶分子の基板11,1
2面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて
変化させて光の透過状態を制御するものであり、第1の
準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれか一方
の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ1
80°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと偏光板
とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第2の準安
定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の基板の
配向処理方向を基準として前記第1の準安定状態とは逆
の方向にほぼ180°のねじれ角でツイスト配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。
In the above liquid crystal display device, liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are aligned in either the first or second metastable state,
Substrate 11, 1 of liquid crystal molecules in each metastable state
The rising state with respect to the two surfaces is changed according to the effective value of the drive signal to control the light transmission state. When the first metastable state is selected, the liquid crystal molecules are aligned on one of the substrates. Almost 1 in one direction based on the processing direction
When the second metastable state is selected with the electro-optical characteristics of the display device including the liquid crystal cell and the polarizing plate that are twist-aligned at a twist angle of 80 °, when the second metastable state is selected, the liquid crystal molecules change the alignment treatment direction of the one substrate. As a reference, it has the electro-optical characteristics of a display device including a liquid crystal cell and a polarizing plate that are twist-aligned in a direction opposite to the first metastable state with a twist angle of about 180 °.

【0168】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。
That is, this liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Therefore, among the transmission states to be controlled stepwise, The plurality of transmission states can be controlled by utilizing one electro-optical characteristic, and the other plurality of transmission states can be controlled by utilizing the other electro-optical characteristic.

【0169】この場合、上記実施例では、液晶セル10
をはさんで配置した一対の偏光板21,22のうちの表
側偏光板21の透過軸21aの方向を前記液晶セル10
の表側基板11の配向処理方向11aに対してほぼ45
°のずれ角で斜めに交差する方向に設定しているため、
第1の準安定状態を選択して透過状態を制御するとき
も、第2の準安定状態を選択して透過状態を制御すると
きも、複屈折効果モードによる表示を行なうことができ
る。
In this case, in the above embodiment, the liquid crystal cell 10
The direction of the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 of the pair of polarizing plates 21, 22 arranged with the liquid crystal cell 10 in between.
About 45 with respect to the alignment treatment direction 11a of the front substrate 11.
Since the angle of deviation is set to intersect diagonally,
When the first metastable state is selected to control the transmissive state and when the second metastable state is selected to control the transmissive state, display in the birefringence effect mode can be performed.

【0170】この複屈折効果モードによる表示について
説明すると、上記第1と第2のいずれの準安定状態にお
いても、表側偏光板21を透過して入射した直線偏光
が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折作用
により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光と
なった光となり、その各波長光がそれぞれの偏光状態に
応じた透過率で裏側偏光板22を透過して、この裏側偏
光板22を透過した光が、その光を構成する各波長光の
光強度の比に応じた彩色度の光になる。この光は、反射
板30で反射され、前記裏側偏光板22と液晶セル10
と表側偏光板21とを順に透過して出射する。
The display in the birefringence effect mode will be described. In both the first and second metastable states, the process in which the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident passes through the liquid crystal cell 10. Then, due to the birefringence effect of the liquid crystal layer, each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state, and each wavelength light transmits through the back side polarizing plate 22 at a transmittance corresponding to each polarization state, The light that has passed through the back-side polarizing plate 22 becomes light having a chromaticity corresponding to the ratio of the light intensities of the light of the respective wavelengths that make up the light. This light is reflected by the reflection plate 30, and the back side polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10 are reflected.
And the front side polarizing plate 21 are sequentially transmitted and emitted.

【0171】このように、上記液晶表示装置は、液晶セ
ル10の液晶層の複屈折作用と一対の偏光板21,22
の偏光作用とを利用して所望の透過率および彩色度の光
を得るものであり、前記液晶セル10のΔnd(液晶の
屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値と偏光板2
1,22の透過軸21a,22aの向きを選ぶことによ
って、ほぼ無彩色の白黒表示や、任意に色に着色したカ
ラー表示を行なうことができる。
As described above, in the above liquid crystal display device, the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarizing plates 21 and 22 are used.
And the value of Δnd (product of refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal layer thickness d) of the liquid crystal cell 10, Polarizing plate 2
By selecting the directions of the transmission shafts 21a and 22a of 1 and 22, it is possible to perform almost achromatic black and white display or color display arbitrarily colored.

【0172】なお、ほぼ無彩色の白黒表示を行なうに
は、裏側偏光板22を透過した光が、その各波長光の光
強度の差が小さい低彩色度の光となるように、液晶セル
10のΔndと偏光板21,22の透過軸21a,22
aの向きとを選べばよく、例えば、液晶セル10の両基
板11,12の配向処理方向11a,12aと表裏の偏
光板21,22の透過軸21a,22aを図13に示し
たように設定する場合は、前記液晶セル10のΔnd
(液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値を
約600nmに設定すればよい。
In order to display an almost achromatic black and white image, the liquid crystal cell 10 is arranged so that the light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes a light of low chromaticity with a small difference in the light intensity of the respective wavelength lights. Δnd and the transmission axes 21a and 22 of the polarizing plates 21 and 22.
The orientation of a may be selected, and for example, the alignment treatment directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the transmission axes 21a and 22a of the front and back polarizing plates 21 and 22 are set as shown in FIG. In case of doing, Δnd of the liquid crystal cell 10
The value of (product of refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal layer thickness d) may be set to about 600 nm.

【0173】また、カラー表示を行なう場合は、裏側偏
光板22を透過した光が、その各波長光の光強度の差が
大きい光、つまり各波長光の光強度の比に応じた色の着
色光となるように、液晶セル10のΔndと偏光板2
1,22の透過軸21a,22aの向きとを選べばよ
い。
Further, in the case of performing color display, the light transmitted through the back side polarizing plate 22 has a large difference in the light intensity of each wavelength light, that is, the color is colored according to the ratio of the light intensity of each wavelength light. Δnd of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 2 so as to become light.
The orientations of the transmission axes 21a and 22a of 1 and 22 may be selected.

【0174】なお、このカラー表示を行なう場合、上記
液晶表示装置は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と
一対の偏光板21,22の偏光作用とを利用して着色光
をうるものであるため、カラーフィルタを用いて光を着
色するものに比べて光の吸収が少ないから、反射型の液
晶表示装置であっても、表示光の透過率を高くして明る
い表示を得ることができる。
When performing this color display, the liquid crystal display device can obtain colored light by utilizing the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization action of the pair of polarizing plates 21 and 22. Therefore, since light absorption is less than that of the one that colors light using a color filter, it is possible to obtain a bright display by increasing the transmittance of display light even in a reflective liquid crystal display device. .

【0175】そして、上記液晶表示装置では、上記第1
と第2のいずれの準安定状態においても、液晶セル10
の各画素部の電極13,14間に印加される駆動信号の
実効値に応じた液晶分子の立上がり状態の変化によって
液晶層の複屈折性が変化し、それに応じて裏側偏光板2
2に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、前記
駆動信号の実効値を制御することによって光の透過率や
彩色度を変化させることができ、したがって、各画素部
の表示の明るさを複数段階に変化させる階調表示や、1
つの画素部で複数の色を表示するカラー表示を行なうこ
とができる。
In the above liquid crystal display device, the first
In both the second and the second metastable states, the liquid crystal cell 10
The birefringence of the liquid crystal layer changes due to the change in the rising state of the liquid crystal molecules according to the effective value of the drive signal applied between the electrodes 13 and 14 of each pixel section, and accordingly the back side polarizing plate 2
Since the polarization state of each wavelength light entering 2 changes, it is possible to change the light transmittance and chromaticity by controlling the effective value of the drive signal, and therefore the display brightness of each pixel unit. Gradation display that changes the value in multiple stages, or 1
It is possible to perform color display in which one pixel section displays a plurality of colors.

【0176】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもって非ツイスト配向している状態は、
上述したように実際の表示には使用しないが、この初期
配向状態も複屈折効果モードによる表示が得られる状態
である。
The above initial alignment state, that is, the state where the liquid crystal molecules are non-twisted with splay strain,
Although not used for actual display as described above, this initial orientation state is also a state in which display in the birefringence effect mode can be obtained.

【0177】図15〜図17は、液晶セル10の両基板
11,12の配向処理方向11a,12aと表裏の偏光
板21,22の透過軸21a,22aを図13に示した
ように設定し、前記液晶セル10のΔnd(液晶の屈折
率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値を約600nm
に選んだ、ほぼ無彩色の白黒表示を行なう液晶表示装置
の印加電圧(駆動信号の実効値)に対する光の出射率と
表示色の変化を示しており、図15の(a),(b)は
初期配向状態における電圧−出射率特性図およびCIE
色度図、図16の(a),(b)は第1の準安定状態に
おける電圧−出射率特性図およびCIE色度図、図17
の(a),(b)は第2の準安定状態における電圧−出
射率特性図およびCIE色度図である。なお、各図の
(b)の色度図において、Wは無彩色点を示している。
15 to 17, the orientation processing directions 11a and 12a of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the transmission axes 21a and 22a of the front and back polarizing plates 21 and 22 are set as shown in FIG. The value of Δnd (product of refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal layer thickness d) of the liquid crystal cell 10 is about 600 nm.
FIG. 15A and FIG. 15B show changes in light emission rate and display color with respect to applied voltage (effective value of drive signal) of the liquid crystal display device selected in FIG. Is the voltage-emission rate characteristic diagram and CIE in the initial alignment state.
Chromaticity diagram, (a) and (b) of FIG. 16 are a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the first metastable state, and FIG.
(A) and (b) are a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the second metastable state. In the chromaticity diagram of (b) of each figure, W indicates an achromatic color point.

【0178】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図15の(a)
のように、電圧の変化に対して出射率が低レベルでほぼ
直線的に変化する特性であり、電圧に対する表示色の変
化は、図15の(b)のように、印加電圧が0V(電圧
無印加状態)のときでほぼ黒、液晶分子をほぼ垂直に立
上がり状態に配向させる値(例えば約5V)の電圧を印
加したときで青である。
First, the initial alignment state will be described.
The voltage-emissivity characteristic in the initial alignment state is shown in FIG.
As shown in (b) of FIG. 15, the applied voltage is 0 V (voltage It is almost black when no voltage is applied, and blue when a voltage (for example, about 5 V) for vertically aligning liquid crystal molecules is applied (for example, about 5 V).

【0179】なお、液晶分子の立上がり状態は、上述し
たリセットパルスを印加したときに最も垂直に近くなる
が、リセットパルスの印加時間は極く短いため、リセッ
ト状態での表示は人間の目にはほとんど認識されない。
The rising state of the liquid crystal molecules becomes the most vertical when the above-mentioned reset pulse is applied, but since the reset pulse application time is extremely short, the display in the reset state is not visible to the human eye. Almost unrecognized.

【0180】次に、第1および第2の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性と表示の色度変化について説明する
と、上記第1の準安定状態における液晶分子のツイスト
配向状態と、第2の準安定状態における液晶分子のツイ
スト配向状態とは、ねじれ角がいずれもほぼ180°で
ツイスト方向が互いに逆の関係にあり、また、表側偏光
板21の透過軸21aが液晶セル10の表側基板11の
配向処理方向11aに対してほぼ45°のずれ角で斜め
に交差し、裏側偏光板22の透過軸22aが前記表側偏
光板21の透過軸21aに対してほぼ直交しているた
め、第1の準安定状態を選択したときの電気光学特性
と、第2の準安定状態を選択したときの電気光学特性と
は、ほぼ同じ特性である。
Next, the voltage-emission rate characteristics and the display chromaticity change in the first and second metastable states will be described. The twist alignment state of the liquid crystal molecules in the first metastable state and the second metastable state will be described. The twist alignment state of the liquid crystal molecules in the metastable state has a twist angle of about 180 ° and the twist directions are opposite to each other, and the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Since the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is substantially perpendicular to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21, The electro-optical characteristic when the metastable state is selected is substantially the same as the electro-optical characteristic when the second metastable state is selected.

【0181】すなわち、第1の準安定状態での電圧−出
射率特性は、図16の(a)のように、印加電圧が0〜
約2Vの範囲では、約1Vを越えた付近で一時的に出射
率が若干低下するものの高い出射率を示し、それよりも
電圧が高くなると出射率が緩やかに小さくなる特性であ
り、電圧に対する表示の色度変化は、図16の(b)の
ように、1.509Vの電圧を印加したときで白、4.
850Vの電圧を印加したときで黒である。
That is, the voltage-emission rate characteristics in the first metastable state are as shown in FIG.
In the range of about 2V, the emission rate temporarily decreases slightly above about 1V, but shows a high emission rate. When the voltage is higher than that, the emission rate gradually decreases. As shown in (b) of FIG. 16, the change in chromaticity is white when a voltage of 1.509 V is applied.
It is black when a voltage of 850 V is applied.

【0182】なお、上記白のx,yコーデネイト値は、
x=0.291、y=0.319であり、Y値(明る
さ)は29.4である。また、上記黒のx,yコーデネ
イト値は、x=0.269、y=0.287であり、Y
値は5.5である。
The white x and y coordinate values are as follows:
x = 0.291, y = 0.319, and the Y value (brightness) is 29.4. Further, the x and y coordinate values of the black are x = 0.269 and y = 0.287, and Y
The value is 5.5.

【0183】また、第2の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図17の(a)のように、上記第1の準安定状
態での電圧−出射率特性に良く似た特性であり、電圧に
対する表示の色度変化も、図17の(b)のように、
1.509Vの電圧を印加したときで白、4.850V
の電圧を印加したときで黒である。
The voltage-emission rate characteristic in the second metastable state is very similar to the voltage-emission rate characteristic in the first metastable state, as shown in FIG. There is also a change in chromaticity of the display with respect to the voltage, as shown in (b) of FIG.
White when a voltage of 1.509V is applied, 4.850V
It is black when the voltage is applied.

【0184】なお、上記白のx,yコーデネイト値は、
x=0.292、y=0.320であり、Y値(明る
さ)は29.4である。また、上記黒のx,yコーデネ
イト値は、x=0.269、y=0.287であり、Y
値は5.5である。
The white x and y coordinate values are
x = 0.292, y = 0.320, and the Y value (brightness) is 29.4. Further, the x and y coordinate values of the black are x = 0.269 and y = 0.287, and Y
The value is 5.5.

【0185】すなわち、上記液晶表示装置は、第1の準
安定状態を選択したときも、第2の準安定状態を選択し
たときも、印加電圧に応じて出射率と表示の色度が上記
のように変化するものであり、したがって、第1と第2
のいずれの準安定状態においても、駆動信号の実効値を
複数段階に制御することにより、階調をもたせた白黒表
示を行なうことができる。
That is, in the above liquid crystal display device, the emission rate and the chromaticity of the display are as described above in accordance with the applied voltage regardless of whether the first metastable state is selected or the second metastable state is selected. And therefore the first and second
In any of the metastable states, by controlling the effective value of the drive signal in a plurality of stages, it is possible to perform black and white display with gradation.

【0186】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第1
または第2の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分(使用する液晶18の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる)で初期
配向状態に戻り、画面全体が、前記初期配向状態におけ
る電圧無印加時の状態(上記実施例ではほぼ黒)にな
る。
When the power of the liquid crystal display device is turned off, the first
Alternatively, the alignment state of the liquid crystal molecules in the second metastable state is
After a few seconds to several minutes (depending on the characteristics of the liquid crystal 18 to be used and the characteristics and addition amount of the chiral agent) by natural discharge, the initial alignment state is restored, and the entire screen is in the initial alignment state when no voltage is applied (the above implementation It becomes almost black in the example).

【0187】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる2つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、前記一方の電気光学特性を利用する
とき、つまり第1の準安定状態を選択して透過状態を制
御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第2の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。
The liquid crystal display device has the electro-optical characteristics of two display devices in which the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are different from each other. Since a plurality of transmission states can be controlled by utilizing one electro-optical characteristic, and a plurality of other transmission states can be controlled by utilizing the other electro-optical characteristic, the one electro-optical characteristic can be controlled. When the characteristics are used, that is, when the first metastable state is selected to control the transmission state, and when the other electro-optical characteristic is used, that is, the second metastable state is selected, the transmission state is changed. The number of steps driven in each metastable state is reduced, and therefore, it is possible to perform time-divisional driving with a small number of steps in each metastable state. Kill.

【0188】すなわち、上記液晶表示装置は、第1の準
安定状態(液晶分子が一方の方向にほぼ180°のねじ
れ角でツイスト配向する状態)と、第2の準安定状態
(液晶分子が第1の準安定状態とは逆の方向にほぼ18
0°のねじれ角でツイスト配向する状態)とが、液晶分
子のねじれ角がほぼ同じでツイスト方向が逆である状態
であり、また表側偏光板21の透過軸21aが液晶セル
10の表側基板11の配向処理方向11aとほぼ平行ま
たはほぼ直交する方向にあり、裏側偏光板22の透過軸
22aが前記表側偏光板21の透過軸21aとほぼ直交
する方向にあるため、第1の準安定状態を選択したとき
の電気光学特性と、第2の準安定状態を選択したときの
電気光学特性とがほぼ同じである。
That is, the liquid crystal display device has a first metastable state (a state in which liquid crystal molecules are twisted in one direction with a twist angle of about 180 °) and a second metastable state (where the liquid crystal molecules are in a first direction). 18 in the direction opposite to the metastable state of 1
The state of twist orientation at a twist angle of 0 ° is a state in which the twist angles of liquid crystal molecules are almost the same and the twist directions are opposite, and the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Of the first side metastable state because the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is substantially orthogonal to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21. The electro-optical characteristics when selected and the electro-optical characteristics when the second metastable state is selected are almost the same.

【0189】このため、例えば10階調の白黒表示を行
なう場合は、1つおきの5つの階調(例えば奇数階調)
を第1の準安定状態を選択して表示し、他の1つおきの
5つの階調(例えば偶数階調)を第2の準安定状態を選
択して表示することが可能であり、したがって、第1の
準安定状態を選択して透過状態を制御するときの駆動信
号の実効値の段階数と、第2の準安定状態を選択して透
過状態を制御するときの駆動信号の実効値の段階数と
は、全階調数の半分ずつでよいから、液晶セル10の駆
動デューティに対して動作電圧マージンを大きくとるこ
とができる。
For this reason, for example, when performing black and white display with 10 gradations, every other 5 gradations (for example, odd gradations)
Can be displayed by selecting the first metastable state, and every other five gray levels (for example, even gray levels) can be displayed by selecting the second metastable state. , The number of stages of the effective value of the drive signal when the first metastable state is selected to control the transmissive state, and the effective value of the drive signal when the second metastable state is selected to control the transmissive state Since the number of steps may be half of the total number of gradations, a large operating voltage margin can be taken for the drive duty of the liquid crystal cell 10.

【0190】なお、図15〜図17に示したような電圧
−出射率特性および色変化特性を有する液晶表示装置に
おいて、10階調のうちの1つおきの5つの階調を第1
の準安定状態を選択して表示し、他の1つおきの5つの
階調を第2の準安定状態を選択して表示する場合は、第
1の準安定状態を選択して透過状態を制御するときの駆
動信号の実効値を、1.509V(白の表示電圧)〜
4.850V(黒の表示電圧)の間で5段階に設定し、
第2の準安定状態を選択して透過状態を制御するときの
駆動信号の実効値を、1.509V(白の表示電圧)〜
4.850V(黒の表示電圧)の間で5段階に設定すれ
ばよい。
In the liquid crystal display device having the voltage-emission rate characteristic and the color change characteristic as shown in FIGS. 15 to 17, every 5th gradation out of 10 gradations is set to the first gradation.
When selecting and displaying the metastable state of, and displaying every other five gradations by selecting the second metastable state, the first metastable state is selected and the transmissive state is selected. The effective value of the drive signal when controlling is from 1.509V (white display voltage) to
Set in 5 steps between 4.850V (black display voltage),
When the second metastable state is selected and the transmission state is controlled, the effective value of the drive signal is 1.509 V (white display voltage) to
It may be set in 5 steps between 4.850 V (black display voltage).

【0191】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル10が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。
Therefore, according to the above liquid crystal display device,
Even if the liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type that is driven by controlling the effective value of the drive signal, the operating voltage margin is increased with respect to the drive duty, and time-division drive with high duty is possible. It is possible to realize the display of a high-definition image having a large number of pixels.

【0192】また、上記液晶表示装置は、第1の準安定
状態における液晶分子のツイスト方向と、第2の準安定
状態における液晶分子のツイスト方向とが互いに逆であ
るため、第1の準安定状態を選択したときの視角の方向
(表示が最もコントラストが高い状態で見える観察方
向)と、第2の準安定状態を選択したときの視角の方向
とが互いに異なるから、各画素部をそれぞれ1〜数フレ
ームごと(好ましくは1フレームごと)に第1の準安定
状態と第2の準安定状態とを交互に選択して駆動すれ
ば、見かけ上の視角特性を2つの方向に視角を有する特
性にして、広視野角表示を行なうことができる。
Further, in the above liquid crystal display device, the twist direction of the liquid crystal molecules in the first metastable state and the twist direction of the liquid crystal molecules in the second metastable state are opposite to each other. Since the direction of the viewing angle when the state is selected (the viewing direction in which the display has the highest contrast) and the direction of the viewing angle when the second metastable state is selected are different from each other, each pixel unit is set to 1 ~ If the first metastable state and the second metastable state are alternately selected and driven for every several frames (preferably for each frame), the apparent visual angle characteristic has a visual angle in two directions. Thus, a wide viewing angle display can be performed.

【0193】なお、上記液晶表示装置は、上述したよう
に、液晶セル10のΔndの値と偏光板21,22の透
過軸21a,22aの向きとを、裏側偏光板22を透過
した光がその各波長光の光強度の差が大きい光になるよ
うに選ぶことによって、任意の色に着色したカラー表示
を行なうこともできるものである。
In the liquid crystal display device, as described above, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 and the directions of the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22 are determined by the light transmitted through the back side polarizing plate 22. By selecting so that the light intensity difference between the light beams of the respective wavelengths is large, it is possible to perform color display in which an arbitrary color is applied.

【0194】このカラー表示の場合は、液晶セル10の
Δndの値と偏光板21,22の透過軸21a,22a
の向きを適当に選ぶことにより、第1の準安定状態を選
択したときの表示色と、第2の準安定状態を選択したと
きの表示色(いずれの表示色も駆動信号の実効値に応じ
て変化する)とを、ほぼ同じにすることもできるし、ま
た、ぞれぞれの表示色を異ならせることもできる。
In the case of this color display, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 and the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22.
The display color when the first metastable state is selected and the display color when the second metastable state is selected (any display color depends on the effective value of the drive signal) Can be made to be almost the same, or the display color of each can be made different.

【0195】[第3の実施例の変形例]上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル10の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板21,22の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板21,22
のいずれか一方または両方と液晶セル10との間に位相
差板を配置してもよい。
[Modification of Third Embodiment] The liquid crystal display device of the above embodiment displays by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization effect of the pair of polarizing plates 21 and 22. In addition to that, the front and back polarizing plates 21 and 22
A retardation plate may be arranged between one or both of the above and the liquid crystal cell 10.

【0196】その例としては、例えば図7に示した第1
の実施例の変形例のように、表側偏光板21と液晶セル
10との間に位相差板23を、その光学軸(例えば遅相
軸)を表側偏光板21の透過軸21aに対して斜めにず
らして配置することが考えられる。
As an example thereof, the first example shown in FIG. 7 is used.
As in the modification of the embodiment, the retardation plate 23 is provided between the front-side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10, and its optical axis (eg, slow axis) is oblique to the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21. It is conceivable to shift the positions.

【0197】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板21を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板23の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
10の液晶層の複屈折作用によりさらに偏光状態を変え
て裏側偏光板22に入射するため、液晶セル10のΔn
dの値と前記位相差板23のリタデーションおよびその
光学軸の方向を適当に選ぶことにより、白黒表示におけ
る白の表示の帯色を抑制や、カラー表示における表示色
の鮮明化および多色化をはかることができる。
According to the liquid crystal display device of this modification, the linearly polarized light that has passed through the front polarizing plate 21 and is incident is first converted into elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of the retardation plate 23. The reflected light changes its polarization state by the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and enters the back-side polarizing plate 22.
By appropriately selecting the value of d, the retardation of the retardation plate 23 and the direction of the optical axis thereof, it is possible to suppress the banding of white display in black-and-white display and to make the display color sharp and multicolor in color display. You can measure.

【0198】すなわち、上述した位相差板を備えていな
い液晶表示装置においても、裏側偏光板22を透過した
光がその各波長光の光強度の差が小さい低彩色度の光と
なるように液晶セル10のΔndと偏光板21,22の
透過軸21a,22aの向きとを選べば、ほぼ無彩色の
白黒表示を行なうことができるが、複屈折効果モードに
よる表示では、裏側偏光板22に入射する光が、液晶セ
ル10の液晶層の複屈折作用により各波長光がそれぞれ
偏光状態の異なる楕円偏光となった光であるため、裏側
偏光板22を透過した各波長光の透過率にはある程度の
差があるから、裏側偏光板22を透過した光がその各波
長光の光強度の比に応じて僅かながら着色し、白の表示
が帯色してしまう。
That is, even in the liquid crystal display device which is not provided with the above-mentioned retardation plate, the liquid crystal so that the light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes the light of low chromaticity in which the difference in the light intensity of each wavelength light is small. By selecting Δnd of the cell 10 and the directions of the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22, almost achromatic black and white display can be performed, but in the display in the birefringence effect mode, it is incident on the back side polarizing plate 22. Since the light to be emitted is elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, the transmittance of each wavelength light transmitted through the back side polarizing plate 22 is to some extent. Therefore, the light transmitted through the back-side polarizing plate 22 is slightly colored according to the ratio of the light intensity of each wavelength light, and the white display is colored.

【0199】しかし、この実施例のように位相差板23
を付加すれば、表側偏光板21を透過して入射した直線
偏光が位相差板23と液晶セル10の液晶層との両方の
複屈折作用により偏光状態を変えて裏側偏光板22に入
射するため、この裏側偏光板22に入射する光の偏光状
態を決定する条件、つまり、液晶セル10のΔndの値
と位相差板23のリタデーションおよびその光学軸の方
向等を、各波長光がほとんど差の無い透過率で裏側偏光
板22を透過するように設定すれば、上記白の表示の帯
色を抑制して、より良好な白黒表示を行なうことができ
る。
However, as in this embodiment, the retardation film 23
Is added, linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident on the back-side polarizing plate 22 changes its polarization state due to the birefringence action of both the retardation plate 23 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. The conditions that determine the polarization state of the light incident on the back side polarizing plate 22, that is, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10, the retardation of the retardation plate 23, the direction of the optical axis thereof, and the like are substantially different between the light of each wavelength. If the setting is made so that the light is transmitted through the back-side polarizing plate 22 with no transmittance, it is possible to suppress the banding of the white display and perform better black and white display.

【0200】また、液晶セル10のΔndの値と偏光板
21,22の透過軸21a,22aの向きとを、裏側偏
光板22を透過した光がその各波長光の光強度の差が大
きい光になるように選んでカラー表示を行なう液晶表示
装置に前記位相差板23を付加する場合は、前記偏光状
態を決定する条件(液晶セル10のΔndの値と位相差
板23のリタデーションおよびその光学軸の方向等)
を、各波長光がさらに大きく異なる透過率で裏側偏光板
22を透過するように設定すればよく、このようにすれ
ば、鮮明で色数の多いカラー表示を行なうことができ
る。
Further, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 and the directions of the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22 are such that the light transmitted through the rear polarizing plate 22 has a large difference in the light intensity of each wavelength light. When the retardation plate 23 is added to the liquid crystal display device which is selected so as to perform the color display, the conditions for determining the polarization state (the value of Δnd of the liquid crystal cell 10, the retardation of the retardation plate 23 and the optical property thereof) are determined. Axis direction etc.)
Can be set so that light of each wavelength transmits through the back side polarizing plate 22 with a transmittance that is significantly different. By doing so, it is possible to perform a clear color display with a large number of colors.

【0201】[他の実施例]なお、この発明の液晶表示
装置において、液晶セル10は、上記第1〜第3の実施
例に限られるものではなく、液晶分子をいずれか一方の
基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ0°
〜ほぼ180°のねじれ角で非ツイストまたはツイスト
配向したスプレイ配向状態に初期配向させた液晶層を有
し、この液晶層に十分高い電圧値のリセットパルスを印
加し、引き続いて電圧値が前記リセットパルスより十分
低くその値が異なる2通りの選択パルスを選択的に印加
することにより、液晶分子が、初期配向状態から前記一
方の方向にさらにほぼ180°ねじれてスプレイ歪を解
消した第1の準安定状態(一方の基板の配向処理方向を
基準として一方の方向にほぼ180°〜ほぼ360°の
ねじれ角でツイスト配向する状態)と、前記初期配向状
態から前記一方の方向とは逆方向にほぼ180°ねじれ
てスプレイ歪を解消した第2の準安定状態(一方の基板
の配向処理方向を基準として他方の方向にほぼ180°
〜ほぼ0°のねじれ角でツイスト配向または非ツイスト
配向する状態)とに配向するものであればよい。
[Other Embodiments] In the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal cell 10 is not limited to the first to third embodiments, and liquid crystal molecules are aligned on one of the substrates. Almost 0 ° in one direction based on the processing direction
A liquid crystal layer initially aligned in a non-twisted or twisted splay alignment state with a twist angle of about 180 °, and a reset pulse having a sufficiently high voltage value is applied to the liquid crystal layer, and subsequently the voltage value is reset. By selectively applying two kinds of selection pulses whose values are sufficiently lower than the pulse and whose values are different from each other, the liquid crystal molecules are further twisted by about 180 ° in the one direction from the initial alignment state to eliminate the splay distortion. A stable state (a state in which twist orientation is performed in one direction with a twist angle of approximately 180 ° to approximately 360 ° with respect to the orientation processing direction of one substrate) and a state in which the orientation direction is substantially opposite to the one direction from the initial orientation state. The second metastable state in which splay distortion is eliminated by twisting 180 ° (almost 180 ° in the other direction with reference to the orientation processing direction of one substrate).
It may be oriented in a twist orientation or a non-twist orientation at a twist angle of about 0 °.

【0202】また、上記第1〜第3の実施例の液晶表示
装置はいずれも、その裏面側に反射板30を配置した反
射型のものであるが、この発明は、バックライトからの
光を利用して表示する透過型の液晶表示装置(反射板3
0の無いもの)にも適用することができる。
The liquid crystal display devices of the first to third embodiments are all of the reflection type in which the reflection plate 30 is arranged on the back surface side thereof. Transmission type liquid crystal display device (reflector 3
It can also be applied to those without 0).

【0203】さらに、この発明は、偏光板を1枚だけ備
え、液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前記液晶セル
の裏面側に反射板を配置した反射型液晶表示装置にも適
用できるものであり、その場合は、液晶セルの裏側基板
の外面に反射板を配置してもよいし、あるいは、前記裏
側基板の内面に設ける電極を金属膜で形成し、この電極
で反射板を兼用してもよい。
Furthermore, the present invention can be applied to a reflection type liquid crystal display device in which only one polarizing plate is provided, the polarizing plate is arranged on the front surface side of the liquid crystal cell, and the reflecting plate is arranged on the rear surface side of the liquid crystal cell. In that case, a reflection plate may be arranged on the outer surface of the back substrate of the liquid crystal cell, or an electrode provided on the inner surface of the back substrate is formed of a metal film, and this electrode also serves as the reflection plate. You may.

【0204】[0204]

【発明の効果】この発明の液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子を上記第1と第2のいずれかの準安定状態に配
向させ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板
面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて変
化させて光の透過状態を制御するものであり、第1の準
安定状態を選択したときは、液晶分子が一対の基板間に
おいて特定の状態で配向した液晶セルと偏光板とからな
る表示装置の電気光学特性をもち、第2の準安定状態を
選択したときは、液晶分子が前記一対の基板間において
前記第1の準安定状態とは異なる特定の状態で配向した
液晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性を
もつため、段階的に制御しようとする透過状態のうちの
複数の透過状態の制御を一方の電気光学特性を利用して
行ない、他の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特
性を利用して行なうことができる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are aligned in either of the first and second metastable states, and the liquid crystal molecules in the respective metastable states rise to the substrate surface. Is controlled according to the effective value of the drive signal to control the light transmission state. When the first metastable state is selected, liquid crystal molecules are aligned in a specific state between the pair of substrates. When the second metastable state is selected, which has electro-optical characteristics of a display device including a cell and a polarizing plate, a specific state in which liquid crystal molecules are different from the first metastable state between the pair of substrates. Since it has the electro-optical characteristics of a display device that is composed of a liquid crystal cell and a polarizing plate that are aligned with each other, one of the electro-optical characteristics is used to control a plurality of transmission states among the transmission states to be controlled stepwise. , Other more The control of the transmission state can be performed by using the other electro-optical properties.

【0205】このため、この液晶表示装置によれば、透
過状態の全段階数を、前記一方の電気光学特性を利用す
るとき、つまり第1の準安定状態を選択して透過状態を
制御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第2の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。
Therefore, according to this liquid crystal display device, the total number of stages of the transmissive state is used when the one electro-optical characteristic is utilized, that is, when the first metastable state is selected to control the transmissive state. And when the other electro-optical characteristic is utilized, that is, when the second metastable state is selected to control the transmissive state. Therefore, the step of driving in each metastable state can be performed. Since the number is reduced, it is possible to perform time-divisional driving with a small number of steps in each metastable state.

【0206】したがって、この液晶表示装置によれば、
駆動信号の実効値を制御して駆動される単純マトリック
ス方式の液晶セルを用いるものでありながら、その駆動
デューティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デ
ューティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高
精細画像の表示を実現することができる。
Therefore, according to this liquid crystal display device,
Although using a simple matrix type liquid crystal cell that is driven by controlling the effective value of the drive signal, the operating voltage margin is increased with respect to the drive duty to enable time-division drive at high duty, It is possible to display a large number of high-definition images.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例による液晶表示装置の
基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と第
2の準安定状態の斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an initial alignment state, a first metastable state and a second metastable state, showing a basic configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記液晶表示装置の断面図。FIG. 2 is a sectional view of the liquid crystal display device.

【図3】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット状
態と第1および第2の準安定状態における液晶分子の配
向状態を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an alignment state of liquid crystal molecules in an initial alignment state, a reset state, and first and second metastable states of the liquid crystal display device.

【図4】前記液晶表示装置の初期配向状態における電圧
−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 4 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in an initial alignment state of the liquid crystal display device.

【図5】前記液晶表示装置の第1の準安定状態における
電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 5 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram of the liquid crystal display device in a first metastable state.

【図6】前記液晶表示装置の第2の準安定状態における
電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 6 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram of the liquid crystal display device in a second metastable state.

【図7】第1の実施例の変形例を示す液晶表示装置の断
面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device showing a modification of the first embodiment.

【図8】この発明の第2の実施例による液晶表示装置の
基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と第
2の準安定状態の斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing a basic configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, in an initial alignment state, a first metastable state and a second metastable state.

【図9】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット状
態と第1および第2の準安定状態における液晶分子の配
向状態を示す模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an alignment state of liquid crystal molecules in an initial alignment state, a reset state, and first and second metastable states of the liquid crystal display device.

【図10】前記液晶表示装置の初期配向状態における電
圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 10 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the initial alignment state of the liquid crystal display device.

【図11】前記液晶表示装置の第1の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 11 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram of the liquid crystal display device in a first metastable state.

【図12】前記液晶表示装置の第2の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 12 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the second metastable state of the liquid crystal display device.

【図13】この発明の第3の実施例による液晶表示装置
の基本構成を示す、初期配向状態と第1の準安定状態と
第2の準安定状態の斜視図。
FIG. 13 is a perspective view showing a basic configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention in an initial alignment state, a first metastable state and a second metastable state.

【図14】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット
状態と第1および第2の準安定状態における液晶分子の
配向状態を示す模式図。
FIG. 14 is a schematic diagram showing an alignment state of liquid crystal molecules in an initial alignment state, a reset state, and first and second metastable states of the liquid crystal display device.

【図15】前記液晶表示装置の初期配向状態における電
圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 15 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in an initial alignment state of the liquid crystal display device.

【図16】前記液晶表示装置の第1の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 16 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram of the liquid crystal display device in a first metastable state.

【図17】前記液晶表示装置の第2の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびCIE色度図。
FIG. 17 is a voltage-emission rate characteristic diagram and a CIE chromaticity diagram in the second metastable state of the liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶セル 11a…表側基板の配向処理方向 12a…裏側基板の配向処理方向 18…カイラル剤が添加されたネマティック液晶 21,22…偏光板 21a,22a…透過軸 23…位相差板 30…反射板 40…駆動回路 10 ... Liquid crystal cell 11a ... Orientation processing direction of front side substrate 12a ... Orientation processing direction of back side substrate 18 ... Nematic liquid crystal added with chiral agent 21, 22 ... Polarizing plate 21a, 22a ... Transmission axis 23 ... Retardation plate 30 ... Reflector 40 ... Drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−95091(JP,A) 特開 平8−179274(JP,A) 特開 平8−271934(JP,A) 特開 平6−230751(JP,A) 特開 平2−10(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 560 G02F 1/133 510 G02F 1/133 545 G09G 3/36 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-8-95091 (JP, A) JP-A-8-179274 (JP, A) JP-A-8-271934 (JP, A) JP-A-6- 230751 (JP, A) JP-A 2-10 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/133 560 G02F 1/133 510 G02F 1/133 545 G09G 3 / 36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうち
の少なくとも表面側に配置された偏光板とを備え、 前記液晶セルは、内面に電極が設けられその上に配向処
理が施された一対の基板間に、カイラル剤が添加された
ネマティック液晶を挟持したものであって、その液晶分
子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値
のリセットパルスの印加後、それより低い所定の電圧値
の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対の
基板間において特定の状態で配向する第1の準安定状態
になり、前記リセットパルスの印加後、それより低い他
の所定の電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分
子が前記一対の基板間において前記第1の準安定状態と
は異なる特定の状態で配向する第2の準安定状態になる
特性を有しており、 前記液晶セルの各画素部が、前記リセットパルスを印加
した後に前記選択パルスを印加することにより前記第1
と第2のいずれかの準安定状態に切換えられ、その準安
定状態において、実効値が前記リセットパルスの電圧値
よりも低い範囲で変化する駆動信号の印加により駆動さ
れることを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal cell comprising a liquid crystal cell and a polarizing plate disposed on at least the front surface side of the front and back surfaces of the liquid crystal cell, wherein the liquid crystal cell is provided with an electrode on the inner surface and is subjected to an alignment treatment. A nematic liquid crystal added with a chiral agent is sandwiched between a pair of substrates, the liquid crystal molecules of which are lower than those after application of a reset pulse of a voltage value that rises and is aligned almost perpendicular to the substrate surface. By applying a selection pulse of a predetermined voltage value, the liquid crystal molecules are brought into a first metastable state in which they are aligned in a specific state between the pair of substrates, and after application of the reset pulse, another predetermined lower voltage is applied. By applying a selection pulse of a voltage value, the liquid crystal molecules have a characteristic of becoming a second metastable state in which they are oriented between the pair of substrates in a specific state different from the first metastable state, Serial pixel portions of the liquid crystal cell, the first by applying the selection pulse after applying the reset pulse
And a second metastable state, and in the metastable state, the liquid crystal is driven by applying a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse. Display device.
【請求項2】液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうち
の少なくとも表面側に配置された偏光板と、前記液晶セ
ルを駆動するための駆動回路とを備え、 前記液晶セルは、内面に電極が設けられその上に配向処
理が施された一対の基板間に、カイラル剤が添加された
ネマティック液晶を挟持したものであって、その液晶分
子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値
のリセットパルスの印加後、それより低い所定の電圧値
の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対の
基板間において特定の状態で配向する第1の準安定状態
になり、前記リセットパルスの印加後、それより低い他
の所定の電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分
子が前記一対の基板間において前記第1の準安定状態と
は異なる特定の状態で配向する第2の準安定状態になる
特性を有しており、 前記駆動回路は、前記液晶セルの各画素部に、前記リセ
ットパルスを印加した後、前記第1と第2の準安定状態
のいずれかを選択する選択パルスを印加し、その後に実
効値が前記リセットパルスの電圧値よりも低い範囲で変
化する駆動信号を印加することを特徴とする液晶表示装
置。
2. A liquid crystal cell, a polarizing plate disposed on at least the front surface side of the front and back surfaces of the liquid crystal cell, and a drive circuit for driving the liquid crystal cell, wherein the liquid crystal cell is provided on the inner surface. A nematic liquid crystal to which a chiral agent is added is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes and subjected to an alignment treatment, and the liquid crystal molecules rise and align almost vertically to the substrate surface. After the reset pulse having the voltage value is applied, the selection pulse having a predetermined voltage value lower than the reset pulse is applied to the first metastable state in which the liquid crystal molecules are aligned in a specific state between the pair of substrates, and the reset is performed. After the application of the pulse, by applying a selection pulse having another predetermined voltage value lower than that, the liquid crystal molecules are aligned between the pair of substrates in a specific state different from the first metastable state. 2 has a characteristic of becoming a metastable state, and the drive circuit applies one of the first and second metastable states to each pixel portion of the liquid crystal cell, after applying the reset pulse. A liquid crystal display device characterized in that a selection pulse for selection is applied, and then a drive signal whose effective value changes in a range lower than the voltage value of the reset pulse is applied.
【請求項3】前記液晶セルは、液晶分子をいずれか一方
の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ0
°〜ほぼ180°のねじれ角で非ツイストまたはツイス
ト配向したスプレイ配向状態に初期配向させた液晶層を
有しており、この液晶層に前記リセットパルスを印加
し、引き続いて前記2通りの選択パルスを選択的に印加
することにより、液晶分子が、初期配向状態から前記一
方の方向にさらにほぼ180°ねじれてスプレイ歪を解
消した第1の準安定状態と、前記初期配向状態から前記
一方の方向とは逆方向にほぼ180°ねじれてスプレイ
歪を解消した第2の準安定状態とに配向することを特徴
とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal cell, wherein the liquid crystal molecules are substantially zero in one direction with respect to the alignment treatment direction of one of the substrates.
The liquid crystal layer is initially aligned in a non-twisted or twisted splay alignment state with a twist angle of approximately 180 ° to 180 °, and the reset pulse is applied to the liquid crystal layer, and then the two selection pulses are successively applied. By selectively applying the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules are twisted further by about 180 ° from the initial alignment state to eliminate the splay strain, and the first alignment state is changed to the one direction. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is oriented in a second metastable state in which splay distortion is eliminated by twisting by approximately 180 ° in the opposite direction.
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