JP3557570B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【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る。
【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。
【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。
【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電圧を印加して表示駆動されており、前記電極間に駆動電圧を印加すると、液晶分子が電圧無印加の初期配向状態か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。
【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。
【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への書込み電圧の印加による駆動電圧の実効値（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（各階調を表示するための電圧の実効値の差）が小さくなり、明確な段階的表示ができなくなる。
【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。
【０００８】
この発明は、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ともに、表示品質の高い液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【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、互いに対向する面それぞれに電極が形成された一対の基板と、この一対の基板間にスプレイ配向状態で初期配向させて封入され、液晶分子の分子長軸を基板面に対してほぼ垂直に配向させるリセット電圧を印加した後、それより低い値の第１の準安定状態選択電圧とこの第１の準安定状態選択電圧とは異なる第２の準安定状態選択電圧の選択的な印加によって前記液晶分子が所定の配向状態で配向する第１の準安定状態と、この第１の準安定状態とは異なる配向状態で配向する第２の準安定状態と、第１の準安定状態と第２の準安定状態それぞれにおける液晶層に印加された電圧の実効値に応じて液晶分子の配向が変化する電界により誘起された書込み配向状態とを有するネマティック液晶と、前記一対の基板の少なくとも観察側の基板の前面に配置された偏向板とを備え、前記液晶セルは、前記初期配向状態における表示色を、前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとほぼ一致させたことを特徴とするものである。
【００１０】
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電圧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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
したがって、この液晶表示装置によれば、駆動電圧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。
【００１４】
しかも、この発明の液晶表示装置では、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させているので、表示装置の動作を停止させる際に、各画素部に前記初期配向状態の表示色を表示させる電圧を印加した後、その電圧を断つことにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させることができる。
【００１５】
また、この発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の動作を停止させる前に、この液晶セルの表示領域に形成された対向する電極間に、予め定めた同一の色を表示するための電圧を印加するようにしたので、液晶セルの動作の停止後に不要な表示が残こらないようにすることができる。
【００１６】
【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電圧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するとともに、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させることにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させるようにしたものである。
【００１７】
そして、この発明の液晶表示装置においては、供給された表示データに応じて、リセット電圧と、第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧の何れかと、予め定めた実効値を得るための電圧を順次供給するとともに、前記初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための電圧を前記電極間に供給した後、前記電極間への電圧の供給を停止する駆動手段をさらに備えている。
【００１８】
さらに、前記駆動手段は、液晶表示装置の動作を停止させるスイッチの操作に応じて、初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための電圧を前記電極間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えている。
【００１９】
また、この発明の液晶表示装置において、前記初期配向状態は、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であり、前記第１の準安定状態は、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向にさらにほぼ１８０°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態、前記第２の準安定態は、液晶分子が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°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態である。
【００２０】
またさらに、この発明の液晶表示装置は、液晶表示装置の動作を停止させるスイッチの操作に応じて、予め定めた表示色を表示するための第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧及び実効値電圧のうちの少なくとも１つを前記液晶セルの表示領域に配置された各電極間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えている。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００２５】
さらに、この液晶セル１０は、その液晶１８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ある。なお、この実施例では、前記初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほぼ９０°としている。
【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十分高い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、前記液晶分子が初期配向状態から前記一方の方向（初期配向状態でのツイスト方向と同じ方向）にさらにほぼ１８０°ねじれてツイスト配向してスプレイ歪を解消した第１の準安定状態になり、また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、前記液晶分子が初期配向状態から前記一方の方向とは逆方向（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１８０°ねじった角度でツイスト配向してスプレイ歪を解消した第２の準安定状態になるとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化する電界により誘起された配向状態を有している。なお、前記駆動電圧の印加が断たれると、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る。
【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１１ａ，１２ａは、互いにほぼ直交する方向である。
【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。
【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（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。
【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。
【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１８０°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、初期配向状態のねじれ角に対してねじれ角がさらに１８０°増加した角度（９０°＋１８０°）のツイスト配向状態であり、第２の準安定状態は、初期配向状態のねじれ角に対してねじれ角が１８０°差引かれた角度（９０°−１８０°）のツイスト配向状態である。
【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十分高い電圧値（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。
【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から前記一方の方向（初期配向状態でのツイスト配向方向と同じ方向）にさらにほぼ１８０°ねじれて配向してスプレイ歪を解消し、第１の準安定状態になる。
【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２７０°のねじれ角でツイスト配向する状態である。
【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、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向とは逆方向（第１の準安定状態とは逆の方向）にほぼ１８０°ねじれた状態、つまり、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。
【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。
【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１１，１２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。
【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ＶＳ２は、使用するネマティック液晶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＜ＶＳ２であり、第１準安定状態選択パルスの電圧値ＶＳ１はほぼ０Ｖ（ほどんど電圧を印加しない値）であり、第２準安定状態選択パルスの電圧値ＶＳ２は、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り、前記第２準安定状態選択パルスよりは絶対値が大きい電圧値のパルスである。
【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。
【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に向かって数度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側でのプレチルトの傾き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）のツイスト配向状態にある。
【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１１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数度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１１，１２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。
【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。
【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１８０°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。
【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のねじれ角を保持するツイスト配向状態であるが、いずれの準安定状態においても、液晶分子１８ａのチルト角、つまり基板１１，１２面に対する立上がり角度は、電極１３，１４間に印加される駆動電圧の実効値（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）。
【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、書込み電圧の印加による駆動電圧の実効値が比較的小さい値Ｖ１−１ ，Ｖ２−１ であるときの液晶分子の配向状態を示し、下側に示した配向状態は、前記駆動電圧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配向状態（第１の書込み状態）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、駆動電圧の実効値に応じて立上がり配向する。
【００４６】
上記第１および第２の準安定状態は、駆動電圧の実効値に応じて液晶分子のチルト角が変化するが、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か、あるいは、前記駆動電圧の印加が断たれるまで保持される。
【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。
【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、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書込み電圧を印加する。
【００４９】
この駆動回路４０は、電源スイッチ（手動スイッチ）４１の投入により前記液晶セル１０の駆動を開始するものであり、前記電源スイッチ４１が切られたときには、液晶セル１０の全ての画素部に、前記リセットパルスと前記第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つように構成されている。
【００５０】
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電圧を印加して駆動することにより行なわれる。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり電源スイッチ４１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。
【００５３】
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１１，１２面に対するチルト角を前記書込み電圧の印加による駆動電圧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。
【００５４】
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。
【００５５】
この場合、上記実施例では、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。
【００５６】
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２２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。
【００５７】
この出射光は、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）の値と液晶分子のツイスト配向状態および立上がり状態と表裏の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きに応じた色および透過率の光である。
【００５８】
この液晶表示装置では、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、液晶層の複屈折作用における旋光分散により旋光性が各波長光ごとに異なるため、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。
【００５９】
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１３，１４間に印加する書込み電圧に応じた駆動電圧の実効値に対応して変化する。
【００６０】
すなわち、液晶分子は、駆動電圧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応じた旋光分散の変化によって各波長の旋光性が変化するができ、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、液晶分子のチルト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、液晶分子のチルト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。
【００６３】
この場合は、駆動電圧の実効値に対応し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、印加する書込み電圧を選択して前記駆動電圧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。
【００６４】
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。
【００６５】
図４〜図６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の値を約１０００ｎｍに選んだ液晶表示装置の印加電圧（駆動電圧の実効値）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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１．８３である。
【００７２】
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。
【００７３】
また、電源スイッチ４１を切ると、駆動回路４０から液晶セル１０への電圧の印加（走査信号およびデータ信号の供給）が断たれ、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初期配向状態に戻って、画面が初期配向状態における電圧無印加時の画面（この実施例では全体が白の無地画面）になる。
【００７４】
この場合、電源スイッチ４１が切られるのと同時に駆動電圧の印加を断つと、その時点での表示画像が時間の経過にともなって崩れるように変化してゆき、最終的に、初期配向状態での電圧無印加時の画面になる。
【００７５】
これは、上記第１および第２の準安定状態が、駆動電圧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液晶分子の配向状態はそのまま維持する状態であり、駆動電圧の印加が断たれると、自然放電による電圧降下にともなって、ゆっくりと初期配向状態に戻るためである。
【００７６】
なお、第１および第２の準安定状態から初期配向状態に戻る時間は、使用するネマティック液晶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が、数秒〜数分程度である。
【００７７】
そして、電源スイッチ４１は、液晶表示装置が表示駆動されている状態で切られるため、それと同時に全ての画素部に対する駆動電圧の印加を断っても、すぐには画面が無地画面にならずに、駆動電圧の印加を断った時点での表示画像が残り、その残留像が時間の経過にともなって崩れるように変化してゆく。
【００７８】
この残留像は、特にカラー表示において問題になり、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、画像を表示している状態で駆動電圧の印加を断つと、第１の準安定状態にある画素部の表示が自然放電による電圧降下にともなって色を変えながら初期配向状態の白になり、第２の準安定状態にある画素部の表示が自然放電による電圧降下にともなって徐々に薄くなりながら初期配向状態の白になるため、初期配向状態に戻る過程での各画素ごとの色変化が異なり、したがって、前記残留像が崩れるように変化してゆく過程で、斑な意味をなさない表示が見える。
【００７９】
しかし、この実施例の液晶表示装置では、前記駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、上述したリセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【００８０】
この電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、望ましくは、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色であり、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色をこのようにするには、電源スイッチ４１が切られたときに選択する準安定状態と前記最終駆動電圧を、初期配向状態での電圧無印加時の出射光とほぼ同じ色および／または透過率の出射光が得られる準安定状態と実効値の駆動電圧とすればよい。
【００８１】
すなわち、上記実施例の液晶表示装置では、初期配向状態における電圧無印加時の画面の色が白であり、第１および第２の準安定状態において表示できる色が、第１の準安定状態では赤と青、第２の準安定状態では白と黒であるため、電源スイッチ４１が切られたときに全ての画素部を第２の準安定状態に切換え、その状態で全ての画素部に表示が無彩色の白になる実効値（１．５５２Ｖ）の最終駆動電圧を印加すればよい。
【００８２】
このように、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色を、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色にすれば、前記最終駆動電圧の印加が断たれた後に、自然放電による電圧降下にともなって液晶分子がゆっくりと初期配向状態に戻っても、その過程での画面の変化はほとんど目立たず、したがって、電源スイッチ４１を切った時点で、画面が初期配向状態での電圧無印加時の画面になったように見える。
【００８３】
図７は、初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光との分光特性を示しており、（ａ）は初期配向状態での分光特性図、（ｂ）は第２の準安定状態での分光特性図である。
【００８４】
この図７のように、初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光は、互いに良く似た分光特性の光であり、したがって、最終駆動電圧の印加が断たれた後に自然放電による電圧降下にともなって液晶分子が初期配向状態に戻る過程での画面が変化はほとんど目立たない。
【００８５】
なお、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色に限らず、上記第１および第２の準安定状態において表示できる色のうちの１つを任意に選んでもよい。
【００８６】
その場合は、最終駆動電圧の印加が断たれた後に自然放電による電圧降下にともなって液晶分子が初期配向状態に戻る過程で、画面の色が、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色から電圧無印加時の色に変化するが、その色変化は画面全体にわたる一様な変化であるため、極く自然に、画面が初期配向状態での電圧無印加時の画面に戻ったように見える。
【００８７】
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。
【００８８】
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、その駆動電圧の実効値を、第１の準安定状態を選択して赤と黒を表示するときは１．９５４Ｖ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１．５１９Ｖ（＝３．０７１Ｖ−１．５５２Ｖ）と充分に大きくとることができる。
【００８９】
したがって、上記液晶表示装置によれば、液晶セル１０が駆動電圧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。
【００９０】
しかも、上記液晶表示装置では、液晶セル１０を駆動するための駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、リセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［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。
【００９４】
図８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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、駆動電圧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。
【００９７】
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。
【００９８】
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２７０°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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
［第２の実施例］
図９〜図１３はこの発明の第２の実施例を示している。図９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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
上記液晶セル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の印加後、それより低い電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分子が、スプレイ歪を解消した第１と第２の準安定状態のいずれかに配向するとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化し、前記駆動電圧の印加が断たれることにより、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る特性を有するものであり、この実施例では、液晶セル１０の液晶層の初期配向状態を、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したスプレイ配向状態としている。
【０１０４】
図９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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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９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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、上述した第１の実施例と同様にして行なわれ、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の第１準安定状態選択を印加すると、液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ１８０°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。
【０１０９】
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９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３６０°のねじれ角でツイスト配向した状態である。
【０１１０】
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の第２準安定状態選択パルスを印加すると、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°−１８０°＝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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
さらに、上記第１の準安定状態と第２の準安定状態とは、まず電極１３，１４間に液晶分子を基板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ることにより、一方の準安定状態から他方の準安定状態に切換えられる。
【０１１３】
図１０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。
【０１１４】
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１１，１２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に向かって数度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。
【０１１５】
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１１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数度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１１，１２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、液晶分子は、それぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつそれぞれ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。
【０１１８】
そして、上記第１と第２の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電圧の実効値（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）。
【０１１９】
図１０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、駆動電圧の実効値が比較的小さい値Ｖ１−１ ，Ｖ２−１ であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、下側に示した配向状態は、駆動電圧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、駆動電圧の実効値に応じて立上がり状態を変える。
【０１２０】
なお、上記第１および第２の準安定状態は、駆動電圧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か、あるいは、前記駆動電圧の印加が断たれるまで保持される。
【０１２１】
また、図９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。
【０１２２】
さらに、上記駆動回路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電圧を印加するとともに、電源スイッチ４１が切られたときには、液晶セル１０の全ての画素部に、前記リセットパルスと前記第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つように構成されている。
【０１２３】
この液晶表示装置は、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１１，１２面に対する立上がり状態を駆動電圧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。
【０１２４】
この場合、この実施例では、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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１３，１４間に印加される駆動電圧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、前記駆動電圧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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
図１１〜図１３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９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（駆動電圧の実効値）に対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図１１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ＣＩＥ色度図、図１３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。
【０１３２】
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１１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１１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。
【０１３３】
また、第１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１２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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
さらに、第２の準安定状態での電圧−出射率特性は、図１３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１３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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
したがって、上記液晶表示装置によれば、液晶セル１０が駆動電圧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。
【０１４０】
しかも、この実施例の液晶表示装置では、前記駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、上述したリセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【０１４１】
この電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、望ましくは、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色であり、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色をこのようにするには、電源スイッチ４１が切られたときに選択する準安定状態と前記最終駆動電圧を、初期配向状態での電圧無印加時の出射光とほぼ同じ色および／または透過率の出射光が得られる準安定状態と実効値の駆動電圧とすればよい。
【０１４２】
すなわち、この実施例の液晶表示装置では、初期配向状態における電圧無印加時の画面の色が黒であり、第１および第２の準安定状態において表示できる色が、第１の準安定状態では赤と黒、第２の準安定状態では白と青であるため、電源スイッチ４１が切られたときに全ての画素部を第１の準安定状態に切換え、その状態で全ての画素部に表示が無彩色の黒になる実効値（３．０３３Ｖ）の最終駆動電圧を印加すればよい。
【０１４３】
なお、この実施例においても、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色に限らず、上記第１および第２の準安定状態において表示できる色のうちの１つを任意に選んでもよい。
【０１４４】
また、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。
【０１４５】
［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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
［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および第２の実施例のものに限らず、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）とに配向するとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化し、前記駆動電圧の印加が断たれることにより、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る特性を有するものであればよい。
【０１４９】
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３０の無いもの）にも適用することができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
【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電圧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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
したがって、この液晶表示装置によれば、液晶セル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。
【０１５４】
しかも、この発明の液晶表示装置では、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させているので、表示装置の動作を停止させる際に、各画素部に前記初期配向状態の表示色を表示させる電圧を印加した後、その電圧を断つことにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させることができ、表示品質を高くすることができる。
【０１５５】
また、この発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の動作を停止させる前に、この液晶セルの表示領域に形成された対向する電極間に、予め定めた同一の色を表示するための電圧を印加するようにしたので、液晶セルの動作の停止後に不要な表示が残らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】前記液晶表示装置の断面図。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図７】前記液晶表示装置における初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光との分光特性図。
【図８】第１の実施例の変形例を示す液晶表示装置の断面図。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【符号の説明】
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
４１…電源スイッチ
【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る。
【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。
【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。
【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電圧を印加して表示駆動されており、前記電極間に駆動電圧を印加すると、液晶分子が電圧無印加の初期配向状態か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。
【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。
【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への書込み電圧の印加による駆動電圧の実効値（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（各階調を表示するための電圧の実効値の差）が小さくなり、明確な段階的表示ができなくなる。
【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。
【０００８】
この発明は、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ともに、表示品質の高い液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【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、互いに対向する面それぞれに電極が形成された一対の基板と、この一対の基板間にスプレイ配向状態で初期配向させて封入され、液晶分子の分子長軸を基板面に対してほぼ垂直に配向させるリセット電圧を印加した後、それより低い値の第１の準安定状態選択電圧とこの第１の準安定状態選択電圧とは異なる第２の準安定状態選択電圧の選択的な印加によって前記液晶分子が所定の配向状態で配向する第１の準安定状態と、この第１の準安定状態とは異なる配向状態で配向する第２の準安定状態と、第１の準安定状態と第２の準安定状態それぞれにおける液晶層に印加された電圧の実効値に応じて液晶分子の配向が変化する電界により誘起された書込み配向状態とを有するネマティック液晶と、前記一対の基板の少なくとも観察側の基板の前面に配置された偏向板とを備え、前記液晶セルは、前記初期配向状態における表示色を、前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとほぼ一致させたことを特徴とするものである。
【００１０】
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電圧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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
したがって、この液晶表示装置によれば、駆動電圧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。
【００１４】
しかも、この発明の液晶表示装置では、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させているので、表示装置の動作を停止させる際に、各画素部に前記初期配向状態の表示色を表示させる電圧を印加した後、その電圧を断つことにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させることができる。
【００１５】
また、この発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の動作を停止させる前に、この液晶セルの表示領域に形成された対向する電極間に、予め定めた同一の色を表示するための電圧を印加するようにしたので、液晶セルの動作の停止後に不要な表示が残こらないようにすることができる。
【００１６】
【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電圧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するとともに、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させることにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させるようにしたものである。
【００１７】
そして、この発明の液晶表示装置においては、供給された表示データに応じて、リセット電圧と、第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧の何れかと、予め定めた実効値を得るための電圧を順次供給するとともに、前記初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための電圧を前記電極間に供給した後、前記電極間への電圧の供給を停止する駆動手段をさらに備えている。
【００１８】
さらに、前記駆動手段は、液晶表示装置の動作を停止させるスイッチの操作に応じて、初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための電圧を前記電極間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えている。
【００１９】
また、この発明の液晶表示装置において、前記初期配向状態は、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であり、前記第１の準安定状態は、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向にさらにほぼ１８０°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態、前記第２の準安定態は、液晶分子が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°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態である。
【００２０】
またさらに、この発明の液晶表示装置は、液晶表示装置の動作を停止させるスイッチの操作に応じて、予め定めた表示色を表示するための第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧及び実効値電圧のうちの少なくとも１つを前記液晶セルの表示領域に配置された各電極間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えている。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００２５】
さらに、この液晶セル１０は、その液晶１８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ある。なお、この実施例では、前記初期配向状態での液晶分子のねじれ角をほぼ９０°としている。
【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十分高い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、前記液晶分子が初期配向状態から前記一方の方向（初期配向状態でのツイスト方向と同じ方向）にさらにほぼ１８０°ねじれてツイスト配向してスプレイ歪を解消した第１の準安定状態になり、また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、前記液晶分子が初期配向状態から前記一方の方向とは逆方向（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１８０°ねじった角度でツイスト配向してスプレイ歪を解消した第２の準安定状態になるとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化する電界により誘起された配向状態を有している。なお、前記駆動電圧の印加が断たれると、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る。
【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１１ａ，１２ａは、互いにほぼ直交する方向である。
【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。
【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（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。
【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。
【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１８０°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、初期配向状態のねじれ角に対してねじれ角がさらに１８０°増加した角度（９０°＋１８０°）のツイスト配向状態であり、第２の準安定状態は、初期配向状態のねじれ角に対してねじれ角が１８０°差引かれた角度（９０°−１８０°）のツイスト配向状態である。
【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十分高い電圧値（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。
【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から前記一方の方向（初期配向状態でのツイスト配向方向と同じ方向）にさらにほぼ１８０°ねじれて配向してスプレイ歪を解消し、第１の準安定状態になる。
【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２７０°のねじれ角でツイスト配向する状態である。
【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、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向とは逆方向（第１の準安定状態とは逆の方向）にほぼ１８０°ねじれた状態、つまり、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。
【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。
【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１１，１２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。
【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ＶＳ２は、使用するネマティック液晶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＜ＶＳ２であり、第１準安定状態選択パルスの電圧値ＶＳ１はほぼ０Ｖ（ほどんど電圧を印加しない値）であり、第２準安定状態選択パルスの電圧値ＶＳ２は、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り、前記第２準安定状態選択パルスよりは絶対値が大きい電圧値のパルスである。
【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。
【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に向かって数度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側でのプレチルトの傾き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）のツイスト配向状態にある。
【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１１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数度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１１，１２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。
【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。
【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１８０°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。
【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のねじれ角を保持するツイスト配向状態であるが、いずれの準安定状態においても、液晶分子１８ａのチルト角、つまり基板１１，１２面に対する立上がり角度は、電極１３，１４間に印加される駆動電圧の実効値（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）。
【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、書込み電圧の印加による駆動電圧の実効値が比較的小さい値Ｖ１−１ ，Ｖ２−１ であるときの液晶分子の配向状態を示し、下側に示した配向状態は、前記駆動電圧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配向状態（第１の書込み状態）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、駆動電圧の実効値に応じて立上がり配向する。
【００４６】
上記第１および第２の準安定状態は、駆動電圧の実効値に応じて液晶分子のチルト角が変化するが、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か、あるいは、前記駆動電圧の印加が断たれるまで保持される。
【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。
【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、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書込み電圧を印加する。
【００４９】
この駆動回路４０は、電源スイッチ（手動スイッチ）４１の投入により前記液晶セル１０の駆動を開始するものであり、前記電源スイッチ４１が切られたときには、液晶セル１０の全ての画素部に、前記リセットパルスと前記第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つように構成されている。
【００５０】
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電圧を印加して駆動することにより行なわれる。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり電源スイッチ４１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。
【００５３】
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１１，１２面に対するチルト角を前記書込み電圧の印加による駆動電圧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。
【００５４】
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。
【００５５】
この場合、上記実施例では、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。
【００５６】
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２２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。
【００５７】
この出射光は、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）の値と液晶分子のツイスト配向状態および立上がり状態と表裏の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きに応じた色および透過率の光である。
【００５８】
この液晶表示装置では、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、液晶層の複屈折作用における旋光分散により旋光性が各波長光ごとに異なるため、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。
【００５９】
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１３，１４間に印加する書込み電圧に応じた駆動電圧の実効値に対応して変化する。
【００６０】
すなわち、液晶分子は、駆動電圧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応じた旋光分散の変化によって各波長の旋光性が変化するができ、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、液晶分子のチルト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、液晶分子のチルト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。
【００６３】
この場合は、駆動電圧の実効値に対応し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、印加する書込み電圧を選択して前記駆動電圧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。
【００６４】
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。
【００６５】
図４〜図６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の値を約１０００ｎｍに選んだ液晶表示装置の印加電圧（駆動電圧の実効値）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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１．８３である。
【００７２】
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。
【００７３】
また、電源スイッチ４１を切ると、駆動回路４０から液晶セル１０への電圧の印加（走査信号およびデータ信号の供給）が断たれ、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初期配向状態に戻って、画面が初期配向状態における電圧無印加時の画面（この実施例では全体が白の無地画面）になる。
【００７４】
この場合、電源スイッチ４１が切られるのと同時に駆動電圧の印加を断つと、その時点での表示画像が時間の経過にともなって崩れるように変化してゆき、最終的に、初期配向状態での電圧無印加時の画面になる。
【００７５】
これは、上記第１および第２の準安定状態が、駆動電圧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液晶分子の配向状態はそのまま維持する状態であり、駆動電圧の印加が断たれると、自然放電による電圧降下にともなって、ゆっくりと初期配向状態に戻るためである。
【００７６】
なお、第１および第２の準安定状態から初期配向状態に戻る時間は、使用するネマティック液晶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が、数秒〜数分程度である。
【００７７】
そして、電源スイッチ４１は、液晶表示装置が表示駆動されている状態で切られるため、それと同時に全ての画素部に対する駆動電圧の印加を断っても、すぐには画面が無地画面にならずに、駆動電圧の印加を断った時点での表示画像が残り、その残留像が時間の経過にともなって崩れるように変化してゆく。
【００７８】
この残留像は、特にカラー表示において問題になり、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、画像を表示している状態で駆動電圧の印加を断つと、第１の準安定状態にある画素部の表示が自然放電による電圧降下にともなって色を変えながら初期配向状態の白になり、第２の準安定状態にある画素部の表示が自然放電による電圧降下にともなって徐々に薄くなりながら初期配向状態の白になるため、初期配向状態に戻る過程での各画素ごとの色変化が異なり、したがって、前記残留像が崩れるように変化してゆく過程で、斑な意味をなさない表示が見える。
【００７９】
しかし、この実施例の液晶表示装置では、前記駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、上述したリセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【００８０】
この電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、望ましくは、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色であり、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色をこのようにするには、電源スイッチ４１が切られたときに選択する準安定状態と前記最終駆動電圧を、初期配向状態での電圧無印加時の出射光とほぼ同じ色および／または透過率の出射光が得られる準安定状態と実効値の駆動電圧とすればよい。
【００８１】
すなわち、上記実施例の液晶表示装置では、初期配向状態における電圧無印加時の画面の色が白であり、第１および第２の準安定状態において表示できる色が、第１の準安定状態では赤と青、第２の準安定状態では白と黒であるため、電源スイッチ４１が切られたときに全ての画素部を第２の準安定状態に切換え、その状態で全ての画素部に表示が無彩色の白になる実効値（１．５５２Ｖ）の最終駆動電圧を印加すればよい。
【００８２】
このように、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色を、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色にすれば、前記最終駆動電圧の印加が断たれた後に、自然放電による電圧降下にともなって液晶分子がゆっくりと初期配向状態に戻っても、その過程での画面の変化はほとんど目立たず、したがって、電源スイッチ４１を切った時点で、画面が初期配向状態での電圧無印加時の画面になったように見える。
【００８３】
図７は、初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光との分光特性を示しており、（ａ）は初期配向状態での分光特性図、（ｂ）は第２の準安定状態での分光特性図である。
【００８４】
この図７のように、初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光は、互いに良く似た分光特性の光であり、したがって、最終駆動電圧の印加が断たれた後に自然放電による電圧降下にともなって液晶分子が初期配向状態に戻る過程での画面が変化はほとんど目立たない。
【００８５】
なお、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色に限らず、上記第１および第２の準安定状態において表示できる色のうちの１つを任意に選んでもよい。
【００８６】
その場合は、最終駆動電圧の印加が断たれた後に自然放電による電圧降下にともなって液晶分子が初期配向状態に戻る過程で、画面の色が、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色から電圧無印加時の色に変化するが、その色変化は画面全体にわたる一様な変化であるため、極く自然に、画面が初期配向状態での電圧無印加時の画面に戻ったように見える。
【００８７】
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。
【００８８】
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、その駆動電圧の実効値を、第１の準安定状態を選択して赤と黒を表示するときは１．９５４Ｖ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１．５１９Ｖ（＝３．０７１Ｖ−１．５５２Ｖ）と充分に大きくとることができる。
【００８９】
したがって、上記液晶表示装置によれば、液晶セル１０が駆動電圧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。
【００９０】
しかも、上記液晶表示装置では、液晶セル１０を駆動するための駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、リセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［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。
【００９４】
図８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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、駆動電圧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。
【００９７】
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。
【００９８】
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２７０°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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
［第２の実施例］
図９〜図１３はこの発明の第２の実施例を示している。図９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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
上記液晶セル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の印加後、それより低い電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分子が、スプレイ歪を解消した第１と第２の準安定状態のいずれかに配向するとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化し、前記駆動電圧の印加が断たれることにより、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る特性を有するものであり、この実施例では、液晶セル１０の液晶層の初期配向状態を、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したスプレイ配向状態としている。
【０１０４】
図９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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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９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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、上述した第１の実施例と同様にして行なわれ、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の第１準安定状態選択を印加すると、液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ１８０°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。
【０１０９】
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９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３６０°のねじれ角でツイスト配向した状態である。
【０１１０】
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の第２準安定状態選択パルスを印加すると、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°−１８０°＝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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
さらに、上記第１の準安定状態と第２の準安定状態とは、まず電極１３，１４間に液晶分子を基板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ることにより、一方の準安定状態から他方の準安定状態に切換えられる。
【０１１３】
図１０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。
【０１１４】
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１１，１２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に向かって数度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。
【０１１５】
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１１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数度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１１，１２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、液晶分子は、それぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつそれぞれ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。
【０１１８】
そして、上記第１と第２の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電圧の実効値（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）。
【０１１９】
図１０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、駆動電圧の実効値が比較的小さい値Ｖ１−１ ，Ｖ２−１ であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、下側に示した配向状態は、駆動電圧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、駆動電圧の実効値に応じて立上がり状態を変える。
【０１２０】
なお、上記第１および第２の準安定状態は、駆動電圧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か、あるいは、前記駆動電圧の印加が断たれるまで保持される。
【０１２１】
また、図９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。
【０１２２】
さらに、上記駆動回路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電圧を印加するとともに、電源スイッチ４１が切られたときには、液晶セル１０の全ての画素部に、前記リセットパルスと前記第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つように構成されている。
【０１２３】
この液晶表示装置は、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１１，１２面に対する立上がり状態を駆動電圧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。
【０１２４】
この場合、この実施例では、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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１３，１４間に印加される駆動電圧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、前記駆動電圧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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
図１１〜図１３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９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（駆動電圧の実効値）に対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図１１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ＣＩＥ色度図、図１３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。
【０１３２】
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１１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１１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。
【０１３３】
また、第１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１２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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
さらに、第２の準安定状態での電圧−出射率特性は、図１３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１３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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
したがって、上記液晶表示装置によれば、液晶セル１０が駆動電圧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。
【０１４０】
しかも、この実施例の液晶表示装置では、前記駆動回路４０を、電源スイッチ４１が切られたときに、液晶セル１０の全ての画素部に、上述したリセットパルスと第１と第２の準安定状態のうちの所定の準安定状態を選択する選択パルスとを順次印加し、その後に所定の実効値の最終駆動電圧を印加してから、前記駆動電圧の印加を断つ構成としているため、電源スイッチ４１が切られた時点で、表示装置の画面を、全ての画素部の色および透過率がほぼ等しい無地画面とすることができる。
【０１４１】
この電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、望ましくは、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色であり、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色をこのようにするには、電源スイッチ４１が切られたときに選択する準安定状態と前記最終駆動電圧を、初期配向状態での電圧無印加時の出射光とほぼ同じ色および／または透過率の出射光が得られる準安定状態と実効値の駆動電圧とすればよい。
【０１４２】
すなわち、この実施例の液晶表示装置では、初期配向状態における電圧無印加時の画面の色が黒であり、第１および第２の準安定状態において表示できる色が、第１の準安定状態では赤と黒、第２の準安定状態では白と青であるため、電源スイッチ４１が切られたときに全ての画素部を第１の準安定状態に切換え、その状態で全ての画素部に表示が無彩色の黒になる実効値（３．０３３Ｖ）の最終駆動電圧を印加すればよい。
【０１４３】
なお、この実施例においても、電源スイッチ４１が切られた時点での無地画面の色は、初期配向状態における電圧無印加時の画面と同じ色に限らず、上記第１および第２の準安定状態において表示できる色のうちの１つを任意に選んでもよい。
【０１４４】
また、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。
【０１４５】
［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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
［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および第２の実施例のものに限らず、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）とに配向するとともに、前記第１および第２の準安定状態における液晶分子の立上がり状態が駆動電圧の実効値に応じて変化し、前記駆動電圧の印加が断たれることにより、液晶分子の配向状態が前記第１または第２の準安定状態から前記初期配向状態に戻る特性を有するものであればよい。
【０１４９】
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３０の無いもの）にも適用することができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
【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電圧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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
したがって、この液晶表示装置によれば、液晶セル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。
【０１５４】
しかも、この発明の液晶表示装置では、初期配向状態における表示色と前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとをほぼ一致させているので、表示装置の動作を停止させる際に、各画素部に前記初期配向状態の表示色を表示させる電圧を印加した後、その電圧を断つことにより、表示画面に表示ムラ等を生じさせることなく液晶表示装置の動作を停止させることができ、表示品質を高くすることができる。
【０１５５】
また、この発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の動作を停止させる前に、この液晶セルの表示領域に形成された対向する電極間に、予め定めた同一の色を表示するための電圧を印加するようにしたので、液晶セルの動作の停止後に不要な表示が残らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】前記液晶表示装置の断面図。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図７】前記液晶表示装置における初期配向状態での電圧無印加時の出射光と、第２の準安定状態を選択して表示が白になる実効値の駆動電圧を印加したときの出射光との分光特性図。
【図８】第１の実施例の変形例を示す液晶表示装置の断面図。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【符号の説明】
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
４１…電源スイッチ
Claims (5)
- 互いに対向する面それぞれに電極が形成された一対の基板と、この一対の基板間にスプレイ配向状態で初期配向させて封入され、液晶分子の分子長軸を基板面に対してほぼ垂直に配向させるリセット電圧を印加した後、それより低い値の第１の準安定状態選択電圧とこの第１の準安定状態選択電圧とは異なる第２の準安定状態選択電圧の選択的な印加によって前記液晶分子が所定の配向状態で配向する第１の準安定状態と、この第１の準安定状態とは異なる配向状態で配向する第２の準安定状態と、第１の準安定状態と第２の準安定状態それぞれにおける液晶層に印加された電圧の実効値に応じて液晶分子の配向が変化する電界により誘起された書込み配向状態とを有するネマティック液晶と、前記一対の基板の少なくとも観察側の基板の前面に配置された偏向板とを備え、
前記液晶セルは、前記初期配向状態における表示色を、前記書込み配向状態における表示色の少なくとも１つとほぼ一致させたことを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板に形成された対向する電極間に、供給された表示データに応じて、リセット電圧と、第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧のいずれかと、予め定めた実効値を得るための電圧を順次供給するともに、前記初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧および実効値電圧のうちの少なくとも１つを前記電極間に供給した後、前記電極間への電圧の供給を停止する駆動手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記駆動手段は、液晶表示装置の動作を停止させるスイッチの操作に応じて、初期配向状態における表示色と実質的に一致する色を表示するための第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧および実効値電圧のうちの少なくとも１つを前記電圧間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
- 前記初期配向状態は、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であり、前記第１の準安定状態は、液晶分子が前記初期配向状態から前記一方の方向にさらにほぼ１８０°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態、前記第２の準安定態は、液晶分子が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°ねじれて配向してスプレイ歪を解消した状態であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 互いに対向する面それぞれに電極が形成された一対の基板と、この一対の基板間にスプレイ配向状態で初期配向させて封入され、液晶分子の分子長軸を基板面に対してほぼ垂直に配向させるリセット電圧を印加した後、それより低い値の第１の準安定状態選択電圧とこの第１の準安定状態選択電圧とは異なる第２の準安定状態選択電圧の選択的な印加によって前記液晶分子が所定の配向状態で配向する第１の準安定状態と、この第１の準安定状態とは異なる配向状態で配向する第２の準安定状態と、第１の準安定状態と第２の準安定状態それぞれにおける液晶層に印加された電圧の実効値に応じて液晶分子の配向が変化する電界により誘起された書込み配向状態とを有するネマティック液晶とからなる液晶セルと、前記一対の基板の少なくとも観察側の基板の前面に配置された偏向板と、前記液晶セルを駆動するための駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、一対の基板に形成された対向する電極間に、供給された表示データに応じて、リセット電圧と、第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧のいずれかと、所定の実効値を得るための電圧を順次供給するとともに、予め定めた表示色を表示するための第１の準安定状態選択電圧と第２の準安定状態選択電圧及び実効値電圧のうちの少なくとも１つを前記液晶セルの表示領域に配置された各電極間に供給した後、対向する電極間への電圧の供給を停止する駆動回路を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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