JP3922014B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、動作が安定でコントラストも充分なＴＮ（ツイステッドネマティック）型、液晶分子の配向及び素子構造が単純で生産性に優れているホモジニアス配向型等の動作モードのものが知られており、これらの動作モードの液晶表示装置をアクティブ駆動することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アクティブ駆動される液晶表示装置であって、特に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子としたものは、アクティブ素子のオンにより画素電極と対向電極との間に印加された電圧が、前記アクティブ素子がオフしたときに低下する。
【０００４】
そして、このアクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量は、アクティブ素子のオン時にデータラインから画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じて変動するため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に、一方の極性にバイアスされたＤＣアンバランスが生じ、そのＤＣアンバランスにより電極間に印加される正負の電圧に差が生じて表示にフリッカを発生させる。また、前記ＤＣアンバランスが大きいと、電極間に電荷の偏りが生じ、液晶中に存在する浮遊イオンが一方の基板側に集まって表示の焼き付きを発生させる。
【０００５】
このように、アクティブ駆動の液晶表示装置は、表示のフリッカや焼き付きの問題がある。
【０００６】
この問題を解決する１つの方法は、各画素の液晶容量（画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される容量）と並列に接続された補償容量の静電容量の値を、前記アクティブ素子の浮遊容量（ＴＦＴのゲート電極とソース電極との間の容量）に較べて充分大きくすることである。
【０００７】
しかし、前記補償容量を大きくするには、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を大きくしなければならないため、開口率の低下を招き、明るい表示が得られない。
【０００８】
また、アクティブ駆動の液晶表示装置は、高速応答が要求されており、そのために、高い電圧で駆動すること、或いは液晶の誘電異方性Δεの値を大きくすることが提案されている。
【０００９】
すなわち、高い電圧で駆動すると、液晶分子に印加される電界強度が大きくなって応答策度が速くなる。また、誘電異方性Δεの大きい液晶は、電界との相互作用が強く、液晶分子の挙動が速いため、応答速度が改善される。
【００１０】
しかし、高い電圧で駆動するのでは、消費電力が多くなるだけでなく、耐圧の高い駆動回路が必要になる。
【００１１】
したがって、駆動電圧はできるだけ低く抑えるのが望ましいが、低い駆動電圧で高速応答させるためには、さらに誘電異方性Δεの大きい液晶を用いなければならない。
【００１２】
しかし、液晶の誘電異方性Δεの値を大きくすると、液晶層の静電容量が大きくなり、また液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が大きくなるため、フリッカを生じて表示品質が低下する。
【００１３】
このフリッカは、前記補償容量の静電容量値を、液晶層の静電容量に比べて充分に大きくすることで防止することができるが、補助容量の静電容量値を大きくするには、補償容量電極の面積をさらに大きくしなければならいため、開口率がさらに低下する。
【００１４】
この発明は、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答す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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子の少なくとも一方の面側に配置された偏光板と、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる第１の電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる第２の電圧との間の電圧範囲のうち、前記第１の電圧と第２の電圧の少なくとも一方の電圧を除いた印加電圧範囲内の電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段とを備え、前記液晶素子は、前記印加電圧範囲内の最も高い電圧が印加されたときの光路長差と、最も低い電圧が印加されたときの光路長差との差が、透過する光の波長λの実質的に１／２の整数倍となる光学特性を持った液晶層を有することを特徴とする。
【００１６】
なお、ここで、飽和配向状態とは、電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態である。
【００１７】
すなわち、この液晶表示装置は、前記配向制御手段により、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、前記液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲、つまり前記初期配向状態から前記飽和配向状態までの範囲のうち、その範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしたものである。
【００１８】
この液晶表示装置は、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、アクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（アクティブ素子のオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）が小さい。
【００１９】
そのため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくし、液晶素子の電極間に印加される正負の電圧差が小さくして、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００２０】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量（画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される容量）の変化量を小さくし、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を防ぐことができる。
【００２１】
したがって、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００２２】
上記のように、この発明の液晶表示装置は、液晶素子の電極間に、液晶分子を初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答するようにしたものである。
【００２３】
この液晶表示装置において、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が、前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましい。
【００２４】
その場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２５】
さらに、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態のいずれか一方の配向状態と、前記基板面に対して水平な方向と垂直な方向の間の斜めに傾いた方向に配向する傾斜配向状態との間で挙動させる範囲の電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２６】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が一対の基板間でツイストして配向したツイスト配向、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向、液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向したホメオトロピック配向、液晶分子が一方の基板側で実質的に垂直に他方の基板側で実質的に水平に配向したハイブリッド配向のうちのいずれか１つの初期配向状態を有する液晶からなっていればよく、特に、初期配向状態が前記ホモジニアス配向である液晶からなっているのが最も好ましい。
【００２７】
そして、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有する液晶からなっている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の配向状態を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態とのいずれか一方の配向状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２８】
また、この発明の他の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略水平或いは略垂直に配向する飽和配向状態（電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態）との間で、前記電極間に印加される電圧に応じて変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子を挟んで配置された一対の偏光板とを備え、前記液晶素子の液晶層は、前記液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の前記基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与え、前記傾斜配向状態以外の他の配向状態において、前記第１の光路長差に対して実質的に前記波長λの１／２異なった第２の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていることを特徴とする。
【００２９】
この液晶表示装置は、液晶素子の液晶層が、液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっているため、液晶分子を前記傾斜配向状態に配向させたときに透過率が最も高くなるか或いは最も低くなり、その状態から前記液晶分子の配向状態を変化させるのにともなって透過率が変化する。
【００３０】
そのため、この液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲、つまり前記初期配向状態から前記飽和配向状態までの範囲のうち、その範囲の一端または両端の配向状態を除き、且つ前記傾斜配向状態を含む範囲内で制御することにより明暗を表示することができ、したがって、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、アクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（アクティブ素子のオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）を小さくし、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくすることができるため、液晶素子の電極間に印加される正負の電圧差が小さくして、表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００３１】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端を配向状態を除いた範囲内で制御するため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量の変化量を小さくし、フリッカの発生を防ぐことができる。
【００３２】
そのため、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００３３】
上記のように、この発明の他の液晶表示装置は、液晶素子の液晶層を、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成することにより、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答するようにしたものである。
【００３４】
この液晶表示装置において、前記一対の偏光板がそれぞれ前記液晶素子に直接対向させて配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていればよい。
【００３５】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子と一対の偏光板の少なくとも一方との間に位相板が配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていればよい。
【００３６】
前記位相板を備えた液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の配向状態で且つ基板面に対する傾き角が異なる第１と第２の２つの傾斜配向状態を有し、前記第１と第２のいずれか一方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっており、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を、前記第１の傾斜配向状態と、前記第２の２つの傾斜配向状態と、これらの傾斜配向状態の間の配向状態とに配向させる電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段をさらに備えた構成のものが好ましい。
【００３７】
その場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有し、且つ前記液晶分子が、前記基板面に対して予め定めた第１の傾き角で配向する第１の傾斜配向状態と、前記基板面に対して前記第１の傾き角よりも小さい予め定めた第２の傾き角で配向する第２の傾斜配向状態とに配向する液晶からなっているのが好ましい。
【００３８】
さらに、前記液晶素子の液晶層は、前記第１の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、前記第２の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっているのが好ましい。
【００３９】
また、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記第１の傾斜配向状態と第２の傾斜配向状態との間での液晶分子の配向状態の変化による前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の挙動を制御するように構成するのが望ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１〜図５はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図である。
【００４１】
この実施例の液晶表示装置は、図１に示したように、液晶素子１と、前記液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５と、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０とを備えている。
【００４２】
図２は前記液晶素子１の一部分の断面図、図３は前記液晶素子１の１つの画素の等価回路図である。
この液晶素子１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子としたアクティブマトリックス型のものであり、図２のように、対向配置された前後一対の透明基板２，３のうち、一方の基板、例えば表示の観察側とは反対側の後側の基板３の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極４とこれら画素電極４にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（アクティブ素子）５とが形成され、他方の基板、つまり表示の観察側である前側の基板２の内面に、前記複数の画素電極４に対向する透明な対向電極１０が形成されるとともに、前記一対の基板２，３間に液晶層１３が設けられた構成となっている。
【００４３】
なお、前記ＴＦＴ５は、アモルファスシリコン薄膜を用いたものであり、このＴＦＴ５は、後側基板３の内面上に形成されたゲート電極Ｇと、このゲート電極Ｇを覆って前記後側基板３の略全体に形成された透明なゲート絶縁膜６と、前記ゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極Ｇと対向させて形成されたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄとからなっている。
【００４４】
また、前記後側基板３の内面には、各画素行の一側にそれぞれ沿わせて、各行のＴＦＴ５にゲート信号を供給するための複数のゲートラインＧＬ（図３参照）が設けられるとともに、各画素列の一側にそれぞれ沿わせて、各列のＴＦＴ５にデータ信号を供給するための複数のデータラインＤＬ（図３参照）が設けられている。
【００４５】
なお、前記ゲートラインＧＬは、後側基板３の内面上に前記ＴＦＴ５のゲート電極Ｇと一体に形成されており、前記データラインＤＬは、前記ゲート絶縁膜６の上に形成され、前記ＴＦＴ５のドレイン電極Ｄに接続されている。
【００４６】
そして、前記画素電極４は、前記ゲート絶縁膜６の上に形成されており、これらの画素電極４に、前記ＴＦＴ５のソース電極Ｓが接続されている。
【００４７】
さらに、前記後側基板３の内面には、前記画素電極４と前側基板２の内面に設けられた対向電極１０及びこれらの電極４，１０の間の液晶層１３とにより形成される各画素の液晶容量ＣＬＣ（図３参照）に対して並列に接続された補償容量Ｃｓが形成されている。
【００４８】
この補償容量Ｃｓは、前記後側基板３の内面上に、前記ゲート絶縁膜６を挟んで前記画素電極４の縁部に対向する補償容量電極８を設けることにより、この補償容量電極８と前記画素電極４の縁部とその間のゲート絶縁膜６とによって形成されている。
【００４９】
そして、前記後側基板３の内面には、前記複数のＴＦＴ５と前記データラインＤＬを覆ってオーバーコート絶縁膜９が形成されており、その上に、ポリイミド等からなる配向膜１１が、液晶層に対向する領域の全体にわたって形成されている。
【００５０】
一方、前側基板２の内面に形成された対向電極１０は、前記複数の画素電極４の全てに対向する一枚膜状の電極であり、この対向電極１０の上に、ポリイミド等からなる配向膜１２が、液晶層に対向する領域の全体にわたって形成されている。
【００５１】
そして、前記一対の基板２，３は、図示しない枠状のシール材を介して接合されており、こられの基板２，３間の前記シール材で囲まれた領域に、液晶分子の配向状態が、前記画素電極４と対向電極１０との間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、前記液晶分子が前記基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの飽和配向状態（電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態）との間で変化する液晶層１３が設けられている。
【００５２】
この実施例の液晶素子１は、前記一対の基板２，３間に、誘電異方性Δεが正（Δε＞０）のネマティック液晶からなる液晶層１３を設け、その液晶層１３の液晶分子の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としたものであり、前記一対の基板２，３の内面にそれぞれ設けられた配向膜１１，１２は、互いに略平行で且つ互いに逆方向に配向処理され、前記液晶層１３の液晶分子は、前記配向膜１１，１２の配向処理方向と略平行に、且つ、前記基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって、前記基板２，３面と実質的に平行に配向している。
【００５３】
なお、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３の液晶分子を、図１に示したように、画面の横軸ｘと実質的に平行な方向に沿わせてホモジニアス配向させている。
【００５４】
また、前記一対の偏光板１４，１５は、図１のように、その透過軸１４ａ，１５ａを前記液晶素子１の液晶分子のホモジニアス配向方向（画面の横軸ｘと実質的に平行な方向）１ａに対して実質的に４５°の角度で交差させるとともに、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置されている。
【００５５】
さらに、前記液晶素子１の液晶層１３は、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態（初期配向状態）と前記飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光、つまり後側の偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過して前側の偏光板１４に入射する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶からなっている。
【００５６】
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記一対の偏光板１４，１５をそれぞれ前記液晶素子１に直接対向させて配置したものであり、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に光路長差を与えるのは前記液晶素子１の液晶層１３だけである。
【００５７】
そのため、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶により形成している。
【００５８】
さらに、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、前記ホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、前記基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成している。
【００５９】
次に、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０について説明する。
【００６０】
この配向制御手段２０は、その構成は図示しないが、前記液晶素子１の複数のゲートラインＧＬにゲート信号を供給するゲート側ドライバと、前記液晶素子１の複数のデータラインＧＬにデータ信号を供給するデータ側ドライバと、これらのドライバの制御部とからなっており、前記液晶素子１の各行のＴＦＴ５を前記ゲートラインＧＬからのゲート信号の供給により順次オンさせ、前記複数のデータラインＧＬから前記ＴＦＴ４を介して前記画素電極４にデータ信号を供給することにより、前記液晶素子１の画素電極４と対向電極１０との間に電圧を印加して液晶分子の配向状態を制御する。
【００６１】
そして、この配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子を実質的に前記ホモジニアス配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加して液晶分子の配向状態を制御するように構成されている。
【００６２】
さらに、この配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは、液晶分子の挙動による液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成されている。
【００６３】
この実施例では、前記配向制御手段２０を、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の配向状態を、基板２，３面に対して実質的に水平に配向する状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による前記液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成している。
【００６４】
なお、上述したように、前記液晶素子１の液晶分子の初期配向状態は、液晶分子が基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向に配向したホモジニアス配向状態であり、また、前記液晶素子１の液晶層１３は、前記ホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にλ（透過光の波長λの１／２の偶数倍）の光路長差を与え、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にλ／２（透過光の波長λの１／２の奇数倍）の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶からなっている。
【００６５】
そのため、前記配向制御手段２０は、前記液晶分子の配向状態を実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態と、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成されている。
【００６６】
図４は前記液晶素子１の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図であり、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ１を印加し、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ２を印加し、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させた状態を示している。
【００６７】
そして、この実施例では、前記一対の偏光板１４，１５を、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置しているため、前記液晶分子１３ａを前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態（液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える配向状態）に配向させたときに透過率が最も高くなり、その状態から前記液晶分子１３ａの配向状態を基板２，３面に対して倒伏する方向に変化させるのにともなって透過率が変化し、液晶分子１３ａを前記ホモジニアス配向状態（液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与える配向状態）に配向させたときに透過率が最も低くなる。
【００６８】
すなわち、図４の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ１の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに対して略直交する直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４により吸収されて、その画素の表示が黒になる。
【００６９】
また、図４の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ２の印加により、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに沿った直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４を透過して前側に出射して、その画素の表示が白になる。
【００７０】
すなわち、この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０により、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子を実質的に、初期配向状態であるホモジニアス配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、前記液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲（ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの範囲）のうち、その範囲の一端の配向状態、つまり前記飽和配向状態になる側の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしたものである。
【００７１】
この液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態（飽和配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）が小さい。
【００７２】
すなわち、図５は、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位と、前記ＴＦＴ５がオフしたときの画素電極４の電位（以下、画素電位と言う）の低下量ΔＶを示している。
【００７３】
図５において、ＶＬは液晶分子を初期配向と実質的に等しいホモジニアス配向状態に配向させるためのデータ信号電位、ＶＨは液晶分子を基板２，３面に対して略垂直に立ち上がった飽和配向状態に配向させるためのデータ信号電位、ＶＳは液晶分子を前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態の間の任意の立ち上がり角の傾斜配向状態に配向させるためのデータ信号電位、Ｖｃｏｍは対向電極電位であり、前記対向電極電位Ｖｃｏｍは、予め定めた電位のデータ信号を、フレーム毎に正負を交互に反転させて前記画素電極４に供給したときの、正のデータ信号の印加に対するＴＦＴ５のオフ後の画素電位と、負のデータ信号の印加に対するＴＦＴ５のオフ後の画素電位との中間の値に設定されている。ＶＬ，ＶＨ，ＶＳ
図５に示したように、前記画素電位は、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたＶＬ，ＶＨ，ＶＳのいずれかのデータ信号電位に上昇し、前記ＴＦＴ５がオフしたときに、図３に示したＴＦＴ５のゲート，ソース電極間の浮遊容量Ｃgsへの分圧により、前記画素電極に保持される保持電位に低下する。
【００７４】
そして、前記ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量ΔＶは、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号ＶＬ，ＶＨ，ＶＳの電位によって異なるため、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲（ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの範囲）の全域で制御すると、ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量ΔＶが、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じて大きく変動し、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧にＤＣアンバランスが生じ、電極４，１０間に印加される正負の電圧に差が生じて表示にフリッカを発生させる。また、前記ＤＣアンバランスが大きいと、電極４，１０間に電荷の偏りが生じ、液晶中に存在する浮遊イオンが一方の基板側に集まって表示の焼き付きを発生させる。
【００７５】
しかし、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態、つまり飽和配向状態になる側の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、ＴＦＴ５がオフしたときの、前記ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動が、液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲の全域で制御する場合に比べて充分に小さい。
【００７６】
すなわち、
前記液晶素子１の各画素の補償容量をＣｓ、
ＴＦＴ５のゲート，ソース電極間の浮遊容量をＣgs、
液晶分子が基板２，３面に対して実質的に平行なホモジニアス配向状態に配向したときの各画素の液晶容量をＣＬＣ水平、
液晶分子が基板２，３面に対して実質的に垂直な飽和配向状態に配向したときの液晶容量をＣＬＣ垂直、
液晶分子が前記初期配向状態と飽和配向状態との間の傾斜配向状態に配向したときの液晶容量をＣＬＣ傾斜、
ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位をＶ、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの挙動可能範囲で制御した場合のＴＦＴ５がオフしたときの前記データ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量をΔΔＶ通常、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態と傾斜配向状態との間の範囲で制御した場合のＴＦＴ５がオフしたときの前記データ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量をΔΔＶ傾斜、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態と傾斜配向状態との間の範囲で制御した場合のＴＦＴ５のオン−オフによる液晶容量ＣＬＣの誘電率変化量をΔＣ傾斜とすると、
前記液晶容量ＣＬＣの誘電率変化量ΔＣ傾斜は、
ΔＣ傾斜＝ＣＬＣ傾斜−ＣＬＣ水平
である。
【００７７】
したがって、前記ΔΔＶ傾斜は、
となる。
【００７８】
そして、前記ΔＣ傾斜は、ΔＣ傾斜＝ＣＬＣ傾斜−ＣＬＣ水平であり、したがって、ＣＬＣ垂直＞＞ＣＬＣ傾斜＞＞ＣＬＣ水平であるため、
ΔΔＶ通常＞＞ΔΔＶ傾斜
となる。
【００７９】
このように、この実施例の液晶表示装置は、ＴＦＴ５がオフしたときのデータ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量（ΔΔＶ傾斜）が、液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲の全域で制御する場合の変動量（ΔΔＶ通常）に比べて充分に小さいため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極４，１０間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくし、液晶素子１の電極４，１０間に印加される正負の電圧差が小さくして、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００８０】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層１３の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量ＣＬＣの変化量を小さくし、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生を防ぐことができる。
【００８１】
そのため、前記液晶素子１の後側基板３の内面に各画素の液晶容量ＣＬＣと並列に接続して形成された補償容量Ｃｓの静電容量の値を、前記ＴＦＴ５の浮遊容量（ゲート，ソース電極間の容量）に較べて充分大きくする必要がなく、したがって、前記補償容量Ｃｓを形成するための補償容量電極８の面積が小さくてよいため、液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【００８２】
したがって、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００８３】
また、この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０を、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成しているため、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生を、より効果的に防ぐことができ、したがって、前記補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率をさらに高くすることができる。
【００８４】
前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をさらに効果的に防ぎ、液晶素子１の開口率をさらに高くすることができる。
【００８５】
さらに、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、初期配向状態であるホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の偶数倍（この実施例ではλ）の光路長差を与え、前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態の間の傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍（この実施例ではλ／２）の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成しているため、前記液晶層１３の液晶分子１３ａを図４の（ａ）のように、ホモジニアス配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になり、前記液晶層１３の液晶分子１３ａを図４の（ｂ）のように基板面２，３に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になる。
【００８６】
また、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶層１３の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としているため、液晶分子の配向及び液晶素子１の構造が単純であり、生産性に優れている。
【００８７】
なお、上記実施例では、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、初期配向状態であるホモジニアス配向状態と、前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態との間の範囲で変化させるようにしているが、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態は、前記傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間の範囲で変化させてもよい。
【００８８】
その場合は、前記一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａの向きを上記実施例と同じ（図１参照）にし、前記液晶素子１の液晶層１３を、基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、前記飽和配向状態に配向したときに、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる液晶により形成するとともに、配向制御手段２０を、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間で前記液晶分子の配向状態を、変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成すればよい。
【００８９】
図６は、この発明の第２の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の配向状態を前記傾斜配向状態と飽和配向状態との間の範囲で変化させる場合の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図であり、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ３を印加し、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ４を印加し、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる飽和配向状態に配向させた状態を示している。
【００９０】
この実施例の液晶表示装置では、前記一対の偏光板１４，１５が、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置されているため、図６の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ３の印加により、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに沿った直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４を透過して前側に出射して、その画素の表示が白になる。
【００９１】
また、図６の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ４の印加により、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる飽和配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、偏光状態をほとんど変えずに前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４により吸収されて、その画素の表示が黒になる。
【００９２】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態（この実施例では、初期配向状態であるホモジニアス配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量の変動ΔΔＶ（ＴＦＴ５のオフ時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位から降下する電圧降下量の前記データ信号の電位の違いによる変動）が小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００９３】
なお、上記第１及び第２の実施例では、一対の偏光板１４，１５をそれぞれ液晶素子１に直接対向させて配置しているが、前記液晶素子１と一対の偏光板１４，１５の少なくとも一方との間に、表示の視野角やコントラストを向上させるための位相板を配置してもよい。
【００９４】
図７はこの発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図であり、この実施例の液晶表示装置は、液晶素子１と、前記液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５と、前記液晶素子１と前側偏光板１４との間に配置された視野角やコントラストを向上させるための位相板１６と、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０とを備えている。
【００９５】
前記液晶素子１は、図２に示したような、ＴＦＴ５をアクティブ素子とするアクティブマトリックス型素子であり、その液晶層１３の液晶分子の初期配向状態は、基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向に配向したホモジニアス配向状態である。
【００９６】
そして、前記位相板１６は、図７のように、その遅相軸１６ａを前記液晶素子１の液晶分子のホモジニアス配向方向（画面の横軸ｘと実質的に平行な方向）１ａに対して実質的に４５°の角度で交差させて配置され、前側偏光板１４は、その透過軸１４ａを前記位相板１６の遅相軸１６ａに対して実質的に４５°の角度で交差させて配置されており、後側偏光板１５は、その透過軸１５ａを前記前側偏光板１４の透過軸１４ａと実質的に直交させて配置されている。
【００９７】
また、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記液晶分子の配向状態を、実質的にホモジニアス配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）とのいずれか一方の配向状態と、前記液晶分子が前記初期配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成されている。
【００９８】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄの値と、前記位相板１６のリタデーションとを、前記液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、一対の偏光板１４，１５の間を透過する光、つまり前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与えるように設定している。
【００９９】
なお、前記配向制御手段２０により前記液晶素子１の電極４，１０間に印加する電圧を、前記液晶分子の配向状態を実質的にホモジニアス配向状態と前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態との間で変化させる場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が実質的に前記ホモジニアス配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に、実質的に０、または透過光の波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成する。
【０１００】
この構成の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶分子を実質的にホモジニアス配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になり、前記液晶分子を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になる。
【０１０１】
また、前記配向制御手段２０により前記液晶素子１の電極４，１０間に印加する電圧を、前記液晶分子の配向状態を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間で変化させる場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、液晶分子が実質的に前記飽和配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に実質的に０の光路長差を与える屈折率異方性Δと液晶層厚ｄを有する液晶により形成する。
【０１０２】
この構成の液晶表示装置は、上記第２の実施例と同様に、前記液晶素子１の液晶分子を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になり、前記液晶分子を実質的に飽和配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になる。
【０１０３】
図８は、前記液晶素子１の液晶層１３を、屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄと誘電異方性Δεが、Δｎ＝０．１１３、ｄ＝５．２μｍ、Δε＝７．７の液晶により形成したときの、電極間電圧ＶＬＣと液晶層１３を透過する光に与えられる光路長差との関係を示している。
【０１０４】
図８のように、この液晶表示装置は、電極間電圧ＶＬＣを実質的に０Ｖにしたときに、液晶分子１３ａが実質的に、液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に０．５８８μmの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向して表示が白になり、前記電極間電圧ＶＬＣを約２Ｖにしたときに、液晶分子１３ａが、液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に０．３１３μmの光路長差を与える傾斜配向状態に配向して表示が黒になる。
【０１０５】
つまり、この液晶表示装置は、液晶素子１の電極間電圧が０Ｖのときと、２Ｖとのときとで、透過光の光路長差をその波長λ（λ＝５５０ｎｍ）のλ／２（０．５８８μm−０．３１３μm＝０．２７５μm＝λ／２）の範囲で変化させ、白黒表示を行なうものである。
【０１０６】
したがって、この液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶層１３を、Δｎ＝０．１１３、ｄ＝５．２μｍ、Δε＝７．７の液晶により形成することにより、前記液晶素子１を約２Ｖの比較的低い電圧で駆動し、しかもコントラストが充分な表示を得ることができる。 このように、この実施例の液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲のいずれか一端、つまり、初期配向状態であるホモジニアス配向状態になる側と、飽和配向状態になる側とのいずれか一方の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（ＴＦＴ５のオフ時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位から降下する電圧降下量の前記データ信号の電位の違いによる変動）が小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１０７】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１０８】
なお、この実施例では、前記液晶素子１の液晶分子が実質的にホモジニアス配向状態に配向したときに液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に与える光路長差をλ／２としたが、液晶分子が実質的にホモジニアス配向状態に配向したときに液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に与える光路長差は、透過光の波長λの１／２の奇数倍であれば、例えば３λ／２でもよい。
【０１０９】
さらに、この実施例では、液晶素子１と前側偏光板１４との間に位相板１６を配置しているが、前記位相板１６は、前記液晶素子１と後側偏光板１５との間に配置してもよい。
【０１１０】
また、位相板は１枚に限らず、複数の位相板を、前記液晶素子１と一方の偏光板１４または１５との間に積層して配置するか、或いは前記複数の位相板を、前記液晶素子１を挟んで前後の偏光板１４，１５との間に配置してもよく、その場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と複数の位相板の両方を透過する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成すればよい。
【０１１１】
また、上記第１〜第３の実施例の液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としたものであるが、前記液晶素子１の液晶層１３は、前記ホモジニアス配向に限らず、液晶分子が一対の基板間でツイストして配向したツイスト配向、液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向したホメオトロピック配向、液晶分子が一方の基板側で実質的に垂直に他方の基板側で実質的に水平に配向したハイブリッド配向のうちのいずれか１つの初期配向状態を有する液晶により形成してもよい。
【０１１２】
その場合も、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶層１３の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加するように構成すればよい。
【０１１３】
また、前記液晶素子１の液晶分子の初期配向状態を、前記ツイスト配向、ホメオトロピック配向、ハイブリッド配向のいずれにする場合も、一対の偏光板１４，１５は、上記実施例と同様に、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置すればよい。
【０１１４】
さらに、前記液晶素子１の液晶層１３は、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶、好ましくは、前記傾斜配向状態と、前記初期配向状態と飽和配向状態のいずれかの配向状態とのうち、一方の配向状態において、透過光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の配向状態において、実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶により形成するとともに、配向制御手段２０を、前記液晶分子の配向状態を前記一方の配向状態と他方の配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成すればよい。
【０１１５】
図９は、この発明の第４の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態をホメオトロピック配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図である。
【０１１６】
この実施例は、前記液晶素子１の液晶層１３を、誘電異方性Δεが負（Δε＜０）で、液晶分子１３ａが初期配向状態であるホメオトロピック配向状態に配向したときに、液晶層１３を透過する光にあたえる光路長差が実質的に０になり、前記液晶分子１３ａが前記ホメオトロピック配向状態と飽和配向状態（液晶分子１３ａが基板２，３面に対して略水平に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、液晶素子１を挟んで図１及び図７のように透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させて配置された一対の偏光板１４，１５の間を透過する光（位相板１６を備えない場合は、液晶素子１の液晶層１３を透過する光、位相板１６を備える場合は、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光）に、その波長の１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有するネマティック液晶により形成したものである。
【０１１７】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の電極４，１０間に電圧を印加で前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段２０（図１及び図７参照）を、前記液晶分子１３ａを実質的に、前記ホメオトロピック配向状態と前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成している。
【０１１８】
図９において、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ５を印加し、液晶分子１３ａを実質的に前記ホメオトロピック配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ６を印加し、液晶分子１３ａを前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態（液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与える配向状態）に配向させた状態を示している。
【０１１９】
この実施例の液晶表示装置では、図９の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ５の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光に実質的に０の光路長差を与えるホメオトロピック配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になり、図９の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ６の印加により、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になる。
【０１２０】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲、つまり初期配向状態であるホメオトロピック配向状態から飽和配向状態までの範囲の一端の配向状態（この実施例では、飽和配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動ΔΔＶが小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１２１】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１２２】
図１０は、この発明の第５の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態をハイブリッド配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図である。
【０１２３】
この実施例は、前記液晶素子１の液晶層１３を、誘電異方性Δεが負（Δε＜０）または正（Δε＞０）で、液晶分子１３ａが初期配向状態であるハイブリッド配向状態と飽和配向状態（液晶の誘電異方性Δεが負の場合は、液晶分子が基板２，３面に対して略水平に配向する電圧を印加したときの配向状態、液晶の誘電異方性Δεが正の場合は、液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３を透過する光（位相板１６を備えない場合は、液晶素子１の液晶層１３を透過する光、位相板１６を備える場合は、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光）に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δと液晶層厚ｄを有するネマティック液晶により形成したものである。
【０１２４】
図１０において、（ａ）は初期配向状態であるハイブリッド配向状態、（ｂ），（ｃ）は液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときと、正（Δε＞０）であるときの傾斜配向状態を示しており、液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときの傾斜配向状態は、（ｂ）のように、ハイブリッド配向した液晶分子１３ａのうちの中間の傾き角、つまり基板２，３面に対して略４５°の傾き角で配向する液晶分子（図においてハッチングを施して液晶分子）の位置が垂直配向された基板（図では前側基板２）側に片寄った配向状態、液晶の誘電異方性Δεが正（Δε＞０）であるときの傾斜配向状態は、（ｃ）のように、前記中間の傾き角の液晶分子１３ａの位置が水平配向された基板（図では後側基板３）側に片寄った配向状態として模式的に表される。
【０１２５】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、前記ハイブリッド配向状態と、前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態のいずれかの配向状態とのうち、一方の配向状態に液晶分子１３ａが配向したときに、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に、その波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、一方の配向状態に液晶分子１３ａが配向したときに、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に、その波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える液晶により形成している。
【０１２６】
また、この実施例では、前記液晶素子１の電極４，１０間に電圧を印加する配向制御手段２０（図１及び図７参照）を、前記液晶分子１３ａを実質的に、初期配向状態であるハイブリッド配向状態と前記２つの傾斜配向状態のいずれかとの間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成している。
【０１２７】
なお、液晶分子１３ａを図１０の（ａ）に示したハイブリッド配向状態に配向させる電圧Ｖ７は、実質的に略０Ｖでよい。また、液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときに液晶分子１３ａを図１０の（ｂ）に示した予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させる電圧Ｖ８と、液晶の誘電異方性Δεが正（Δε＞０）であるときに液晶分子１３ａを図１０の（ｃ）に示した予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させる電圧Ｖ９は、同じ値の電圧でも、異なる値の電圧でもよい。
【０１２８】
この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０からの印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ７の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、図１０の（ａ）のようなハイブリッド配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒と白の一方の表示になり、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ８またはＶ９の印加により、液晶分子１３ａを図１０の（ｂ）または（Ｃ）のような傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒と白の他方の表示になる。
【０１２９】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲、つまり初期配向状態であるハイブリッド配向状態から飽和配向状態までの範囲の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動ΔΔＶが小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１３０】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１３１】
なお、上記第１〜第５の各実施例では、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲（初期配向状態から飽和配向状態までの範囲）の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしているが、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態は、その挙動可能範囲の両端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしてもよい。
【０１３２】
さらに、上記各実施例では、液晶素子１を挟んで配置された前後一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させているが、前記偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａの向きは、直交に限らず、例えば実質的に平行してもよい。
【０１３３】
また、上記各実施例の液晶表示装置は、いずれも、液晶素子１の後側に配置される図示しない光源からの光を利用して表示する透過型表示装置であるが、この発明は、外部環境の光である外光または液晶素子の前側に配置される光源からの光を利用し、前側からの入射光を液晶素子の後側に設けられた反射膜により反射して表示する反射型液晶表示装置にも適用することができる。
【０１３４】
その場合、前記反射型液晶表示装置は、液晶素子を挟んで前後一対の偏光板を配置し、後側の偏光板の外面に反射膜を設けた構成としても、液晶素子の前側だけに１枚の偏光板を配置し、前記液晶素子の後側基板の内面に反射膜を設けた構成としてもよい。
【０１３５】
なお、液晶素子の後側基板の内面に反射膜を設けた内面反射型の液晶表示装置の場合は、液晶素子の前側に配置された偏光板を透過して入射した光が前記液晶素子の液晶層を往復して透過し、その光のうち、前記偏光板の透過軸に沿った偏光成分の光が前側に出射するため、前記液晶素子の液晶層は、上記各実施例のように液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させた場合と同じ、透過光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよい。
【０１３６】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子の少なくとも一方の面側に配置された偏光板と、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段とを備えたものであるため、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１３７】
この液晶表示装置において、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が、前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【０１３８】
その場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生をさらに効果的に防ぎ、液晶素子の開口率をさらに高くすることができる。
【０１３９】
さらに、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態のいずれか一方の配向状態と、前記基板面に対して水平な方向と垂直な方向の間の斜めに傾いた方向に配向する傾斜配向状態との間で挙動させる範囲の電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記アクティブ素子がオフしたときのデータ信号の電位に応じた電極間電圧の低下量の変動量を充分に小さくし、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【０１４０】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子の液晶層は、特に、初期配向状態が前記ホモジニアス配向である液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、液晶分子の配向及び液晶素子の構造を単純にし、生産性を良くすることができる。
【０１４１】
そして、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有する液晶からなっている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の配向状態を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態とのいずれか一方の配向状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記補償容量を大きくすることなく、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を小さくして、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【０１４２】
また、この発明の他の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子を挟んで配置された一対の偏光板とを備え、前記液晶素子の液晶層は、前記液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の前記基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっているため、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１４３】
この液晶表示装置において、前記一対の偏光板がそれぞれ前記液晶素子に直接対向させて配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよく、このようにすることにより、前記効果を得ることができる。
【０１４４】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子と一対の偏光板の少なくとも一方との間に位相板が配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよく、このようにすることにより、前記効果を得ることができる。
【０１４５】
前記位相板を備えた液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の配向状態で且つ基板面に対する傾き角が異なる第１と第２の２つの傾斜配向状態を有し、前記第１と第２のいずれか一方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっており、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を、前記第１の傾斜配向状態と、前記第２の２つの傾斜配向状態と、これらの傾斜配向状態の間の配向状態とに配向させる電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段をさらに備えた構成のものが好ましく、このようにすることにより、良好なコントラストを得ることができる。
【０１４６】
その場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有し、且つ前記液晶分子が、前記基板面に対して予め定めた第１の傾き角で配向する第１の傾斜配向状態と、前記基板面に対して前記第１の傾き角よりも小さい予め定めた第２の傾き角で配向する第２の傾斜配向状態とに配向する液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、液晶分子の配向及び液晶素子の構造を単純にし、生産性を良くすることができる。
【０１４７】
さらに、前記液晶素子の液晶層は、前記第１の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、前記第２の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、良好なコントラストを得ることができる。
【０１４８】
また、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記第１の傾斜配向状態と第２の傾斜配向状態との間での液晶分子の配向状態の変化による前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の挙動を制御するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記補償容量を大きくするなく、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を小さくして、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記液晶表示装置の液晶素子の一部分の断面図。
【図３】前記液晶素子の１つの画素の等価回路図。
【図４】前記液晶素子の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図５】ＴＦＴのオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位と、前記ＴＦＴがオフしたときの電極間電圧の低下量を示す図。
【図６】この発明の第２の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の配向状態を傾斜配向状態と飽和配向状態との間の範囲で変化させる場合の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図７】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図８】第３の実施例の液晶表示装置における液晶素子の電極間電圧と液晶層を透過する光に与えられる光路長差との関係を示す図。
【図９】この発明の第４の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の初期配向状態をホメオトロピック配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図１０】この発明の第５の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の初期配向状態をハイブリッド配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【符号の説明】
１…液晶素子
１ａ…ホモジニアス配向方向
２，３…基板
４…画素電極
５…ＴＦＴ（アクティブ素子）
１０…対向電極
１３…液晶層
１３ａ…液晶分子
１４，１５…偏光板
１４ａ，１５ｂ…透過軸
１６…位相板
１６ａ…遅相軸
２０…配向制御手段
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、動作が安定でコントラストも充分なＴＮ（ツイステッドネマティック）型、液晶分子の配向及び素子構造が単純で生産性に優れているホモジニアス配向型等の動作モードのものが知られており、これらの動作モードの液晶表示装置をアクティブ駆動することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アクティブ駆動される液晶表示装置であって、特に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子としたものは、アクティブ素子のオンにより画素電極と対向電極との間に印加された電圧が、前記アクティブ素子がオフしたときに低下する。
【０００４】
そして、このアクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量は、アクティブ素子のオン時にデータラインから画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じて変動するため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に、一方の極性にバイアスされたＤＣアンバランスが生じ、そのＤＣアンバランスにより電極間に印加される正負の電圧に差が生じて表示にフリッカを発生させる。また、前記ＤＣアンバランスが大きいと、電極間に電荷の偏りが生じ、液晶中に存在する浮遊イオンが一方の基板側に集まって表示の焼き付きを発生させる。
【０００５】
このように、アクティブ駆動の液晶表示装置は、表示のフリッカや焼き付きの問題がある。
【０００６】
この問題を解決する１つの方法は、各画素の液晶容量（画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される容量）と並列に接続された補償容量の静電容量の値を、前記アクティブ素子の浮遊容量（ＴＦＴのゲート電極とソース電極との間の容量）に較べて充分大きくすることである。
【０００７】
しかし、前記補償容量を大きくするには、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を大きくしなければならないため、開口率の低下を招き、明るい表示が得られない。
【０００８】
また、アクティブ駆動の液晶表示装置は、高速応答が要求されており、そのために、高い電圧で駆動すること、或いは液晶の誘電異方性Δεの値を大きくすることが提案されている。
【０００９】
すなわち、高い電圧で駆動すると、液晶分子に印加される電界強度が大きくなって応答策度が速くなる。また、誘電異方性Δεの大きい液晶は、電界との相互作用が強く、液晶分子の挙動が速いため、応答速度が改善される。
【００１０】
しかし、高い電圧で駆動するのでは、消費電力が多くなるだけでなく、耐圧の高い駆動回路が必要になる。
【００１１】
したがって、駆動電圧はできるだけ低く抑えるのが望ましいが、低い駆動電圧で高速応答させるためには、さらに誘電異方性Δεの大きい液晶を用いなければならない。
【００１２】
しかし、液晶の誘電異方性Δεの値を大きくすると、液晶層の静電容量が大きくなり、また液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が大きくなるため、フリッカを生じて表示品質が低下する。
【００１３】
このフリッカは、前記補償容量の静電容量値を、液晶層の静電容量に比べて充分に大きくすることで防止することができるが、補助容量の静電容量値を大きくするには、補償容量電極の面積をさらに大きくしなければならいため、開口率がさらに低下する。
【００１４】
この発明は、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答す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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子の少なくとも一方の面側に配置された偏光板と、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる第１の電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる第２の電圧との間の電圧範囲のうち、前記第１の電圧と第２の電圧の少なくとも一方の電圧を除いた印加電圧範囲内の電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段とを備え、前記液晶素子は、前記印加電圧範囲内の最も高い電圧が印加されたときの光路長差と、最も低い電圧が印加されたときの光路長差との差が、透過する光の波長λの実質的に１／２の整数倍となる光学特性を持った液晶層を有することを特徴とする。
【００１６】
なお、ここで、飽和配向状態とは、電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態である。
【００１７】
すなわち、この液晶表示装置は、前記配向制御手段により、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、前記液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲、つまり前記初期配向状態から前記飽和配向状態までの範囲のうち、その範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしたものである。
【００１８】
この液晶表示装置は、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、アクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（アクティブ素子のオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）が小さい。
【００１９】
そのため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくし、液晶素子の電極間に印加される正負の電圧差が小さくして、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００２０】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量（画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される容量）の変化量を小さくし、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を防ぐことができる。
【００２１】
したがって、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００２２】
上記のように、この発明の液晶表示装置は、液晶素子の電極間に、液晶分子を初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答するようにしたものである。
【００２３】
この液晶表示装置において、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が、前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましい。
【００２４】
その場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２５】
さらに、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態のいずれか一方の配向状態と、前記基板面に対して水平な方向と垂直な方向の間の斜めに傾いた方向に配向する傾斜配向状態との間で挙動させる範囲の電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２６】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が一対の基板間でツイストして配向したツイスト配向、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向、液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向したホメオトロピック配向、液晶分子が一方の基板側で実質的に垂直に他方の基板側で実質的に水平に配向したハイブリッド配向のうちのいずれか１つの初期配向状態を有する液晶からなっていればよく、特に、初期配向状態が前記ホモジニアス配向である液晶からなっているのが最も好ましい。
【００２７】
そして、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有する液晶からなっている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の配向状態を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態とのいずれか一方の配向状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましい。
【００２８】
また、この発明の他の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略水平或いは略垂直に配向する飽和配向状態（電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態）との間で、前記電極間に印加される電圧に応じて変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子を挟んで配置された一対の偏光板とを備え、前記液晶素子の液晶層は、前記液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の前記基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与え、前記傾斜配向状態以外の他の配向状態において、前記第１の光路長差に対して実質的に前記波長λの１／２異なった第２の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていることを特徴とする。
【００２９】
この液晶表示装置は、液晶素子の液晶層が、液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっているため、液晶分子を前記傾斜配向状態に配向させたときに透過率が最も高くなるか或いは最も低くなり、その状態から前記液晶分子の配向状態を変化させるのにともなって透過率が変化する。
【００３０】
そのため、この液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲、つまり前記初期配向状態から前記飽和配向状態までの範囲のうち、その範囲の一端または両端の配向状態を除き、且つ前記傾斜配向状態を含む範囲内で制御することにより明暗を表示することができ、したがって、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、アクティブ素子がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（アクティブ素子のオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）を小さくし、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくすることができるため、液晶素子の電極間に印加される正負の電圧差が小さくして、表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００３１】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端または両端を配向状態を除いた範囲内で制御するため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量の変化量を小さくし、フリッカの発生を防ぐことができる。
【００３２】
そのため、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００３３】
上記のように、この発明の他の液晶表示装置は、液晶素子の液晶層を、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成することにより、表示のフリッカや焼き付きを生じることなく高速で応答するようにしたものである。
【００３４】
この液晶表示装置において、前記一対の偏光板がそれぞれ前記液晶素子に直接対向させて配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていればよい。
【００３５】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子と一対の偏光板の少なくとも一方との間に位相板が配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていればよい。
【００３６】
前記位相板を備えた液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の配向状態で且つ基板面に対する傾き角が異なる第１と第２の２つの傾斜配向状態を有し、前記第１と第２のいずれか一方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっており、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を、前記第１の傾斜配向状態と、前記第２の２つの傾斜配向状態と、これらの傾斜配向状態の間の配向状態とに配向させる電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段をさらに備えた構成のものが好ましい。
【００３７】
その場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有し、且つ前記液晶分子が、前記基板面に対して予め定めた第１の傾き角で配向する第１の傾斜配向状態と、前記基板面に対して前記第１の傾き角よりも小さい予め定めた第２の傾き角で配向する第２の傾斜配向状態とに配向する液晶からなっているのが好ましい。
【００３８】
さらに、前記液晶素子の液晶層は、前記第１の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、前記第２の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっているのが好ましい。
【００３９】
また、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記第１の傾斜配向状態と第２の傾斜配向状態との間での液晶分子の配向状態の変化による前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の挙動を制御するように構成するのが望ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１〜図５はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図である。
【００４１】
この実施例の液晶表示装置は、図１に示したように、液晶素子１と、前記液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５と、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０とを備えている。
【００４２】
図２は前記液晶素子１の一部分の断面図、図３は前記液晶素子１の１つの画素の等価回路図である。
この液晶素子１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子としたアクティブマトリックス型のものであり、図２のように、対向配置された前後一対の透明基板２，３のうち、一方の基板、例えば表示の観察側とは反対側の後側の基板３の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極４とこれら画素電極４にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（アクティブ素子）５とが形成され、他方の基板、つまり表示の観察側である前側の基板２の内面に、前記複数の画素電極４に対向する透明な対向電極１０が形成されるとともに、前記一対の基板２，３間に液晶層１３が設けられた構成となっている。
【００４３】
なお、前記ＴＦＴ５は、アモルファスシリコン薄膜を用いたものであり、このＴＦＴ５は、後側基板３の内面上に形成されたゲート電極Ｇと、このゲート電極Ｇを覆って前記後側基板３の略全体に形成された透明なゲート絶縁膜６と、前記ゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極Ｇと対向させて形成されたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄとからなっている。
【００４４】
また、前記後側基板３の内面には、各画素行の一側にそれぞれ沿わせて、各行のＴＦＴ５にゲート信号を供給するための複数のゲートラインＧＬ（図３参照）が設けられるとともに、各画素列の一側にそれぞれ沿わせて、各列のＴＦＴ５にデータ信号を供給するための複数のデータラインＤＬ（図３参照）が設けられている。
【００４５】
なお、前記ゲートラインＧＬは、後側基板３の内面上に前記ＴＦＴ５のゲート電極Ｇと一体に形成されており、前記データラインＤＬは、前記ゲート絶縁膜６の上に形成され、前記ＴＦＴ５のドレイン電極Ｄに接続されている。
【００４６】
そして、前記画素電極４は、前記ゲート絶縁膜６の上に形成されており、これらの画素電極４に、前記ＴＦＴ５のソース電極Ｓが接続されている。
【００４７】
さらに、前記後側基板３の内面には、前記画素電極４と前側基板２の内面に設けられた対向電極１０及びこれらの電極４，１０の間の液晶層１３とにより形成される各画素の液晶容量ＣＬＣ（図３参照）に対して並列に接続された補償容量Ｃｓが形成されている。
【００４８】
この補償容量Ｃｓは、前記後側基板３の内面上に、前記ゲート絶縁膜６を挟んで前記画素電極４の縁部に対向する補償容量電極８を設けることにより、この補償容量電極８と前記画素電極４の縁部とその間のゲート絶縁膜６とによって形成されている。
【００４９】
そして、前記後側基板３の内面には、前記複数のＴＦＴ５と前記データラインＤＬを覆ってオーバーコート絶縁膜９が形成されており、その上に、ポリイミド等からなる配向膜１１が、液晶層に対向する領域の全体にわたって形成されている。
【００５０】
一方、前側基板２の内面に形成された対向電極１０は、前記複数の画素電極４の全てに対向する一枚膜状の電極であり、この対向電極１０の上に、ポリイミド等からなる配向膜１２が、液晶層に対向する領域の全体にわたって形成されている。
【００５１】
そして、前記一対の基板２，３は、図示しない枠状のシール材を介して接合されており、こられの基板２，３間の前記シール材で囲まれた領域に、液晶分子の配向状態が、前記画素電極４と対向電極１０との間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、前記液晶分子が前記基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの飽和配向状態（電極間電圧を高くするのにともなう液晶分子の倒伏または立ち上がり挙動が見掛け上限界に達し、それ以上に電極間電圧を高くしても、液晶分子がほとんど挙動しなくなるときの配向状態）との間で変化する液晶層１３が設けられている。
【００５２】
この実施例の液晶素子１は、前記一対の基板２，３間に、誘電異方性Δεが正（Δε＞０）のネマティック液晶からなる液晶層１３を設け、その液晶層１３の液晶分子の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としたものであり、前記一対の基板２，３の内面にそれぞれ設けられた配向膜１１，１２は、互いに略平行で且つ互いに逆方向に配向処理され、前記液晶層１３の液晶分子は、前記配向膜１１，１２の配向処理方向と略平行に、且つ、前記基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって、前記基板２，３面と実質的に平行に配向している。
【００５３】
なお、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３の液晶分子を、図１に示したように、画面の横軸ｘと実質的に平行な方向に沿わせてホモジニアス配向させている。
【００５４】
また、前記一対の偏光板１４，１５は、図１のように、その透過軸１４ａ，１５ａを前記液晶素子１の液晶分子のホモジニアス配向方向（画面の横軸ｘと実質的に平行な方向）１ａに対して実質的に４５°の角度で交差させるとともに、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置されている。
【００５５】
さらに、前記液晶素子１の液晶層１３は、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態（初期配向状態）と前記飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光、つまり後側の偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過して前側の偏光板１４に入射する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶からなっている。
【００５６】
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記一対の偏光板１４，１５をそれぞれ前記液晶素子１に直接対向させて配置したものであり、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に光路長差を与えるのは前記液晶素子１の液晶層１３だけである。
【００５７】
そのため、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶により形成している。
【００５８】
さらに、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、前記ホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、前記基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成している。
【００５９】
次に、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０について説明する。
【００６０】
この配向制御手段２０は、その構成は図示しないが、前記液晶素子１の複数のゲートラインＧＬにゲート信号を供給するゲート側ドライバと、前記液晶素子１の複数のデータラインＧＬにデータ信号を供給するデータ側ドライバと、これらのドライバの制御部とからなっており、前記液晶素子１の各行のＴＦＴ５を前記ゲートラインＧＬからのゲート信号の供給により順次オンさせ、前記複数のデータラインＧＬから前記ＴＦＴ４を介して前記画素電極４にデータ信号を供給することにより、前記液晶素子１の画素電極４と対向電極１０との間に電圧を印加して液晶分子の配向状態を制御する。
【００６１】
そして、この配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子を実質的に前記ホモジニアス配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加して液晶分子の配向状態を制御するように構成されている。
【００６２】
さらに、この配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは、液晶分子の挙動による液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成されている。
【００６３】
この実施例では、前記配向制御手段２０を、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の配向状態を、基板２，３面に対して実質的に水平に配向する状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による前記液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成している。
【００６４】
なお、上述したように、前記液晶素子１の液晶分子の初期配向状態は、液晶分子が基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向に配向したホモジニアス配向状態であり、また、前記液晶素子１の液晶層１３は、前記ホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にλ（透過光の波長λの１／２の偶数倍）の光路長差を与え、液晶分子が前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にλ／２（透過光の波長λの１／２の奇数倍）の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶からなっている。
【００６５】
そのため、前記配向制御手段２０は、前記液晶分子の配向状態を実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態と、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成されている。
【００６６】
図４は前記液晶素子１の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図であり、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ１を印加し、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ２を印加し、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させた状態を示している。
【００６７】
そして、この実施例では、前記一対の偏光板１４，１５を、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置しているため、前記液晶分子１３ａを前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態（液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える配向状態）に配向させたときに透過率が最も高くなり、その状態から前記液晶分子１３ａの配向状態を基板２，３面に対して倒伏する方向に変化させるのにともなって透過率が変化し、液晶分子１３ａを前記ホモジニアス配向状態（液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与える配向状態）に配向させたときに透過率が最も低くなる。
【００６８】
すなわち、図４の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ１の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに対して略直交する直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４により吸収されて、その画素の表示が黒になる。
【００６９】
また、図４の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ２の印加により、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに沿った直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４を透過して前側に出射して、その画素の表示が白になる。
【００７０】
すなわち、この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０により、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子を実質的に、初期配向状態であるホモジニアス配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加することにより、前記液晶分子の配向状態を、印加電圧に応じて挙動し得る挙動可能範囲（ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの範囲）のうち、その範囲の一端の配向状態、つまり前記飽和配向状態になる側の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしたものである。
【００７１】
この液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態（飽和配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じた変動）が小さい。
【００７２】
すなわち、図５は、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位と、前記ＴＦＴ５がオフしたときの画素電極４の電位（以下、画素電位と言う）の低下量ΔＶを示している。
【００７３】
図５において、ＶＬは液晶分子を初期配向と実質的に等しいホモジニアス配向状態に配向させるためのデータ信号電位、ＶＨは液晶分子を基板２，３面に対して略垂直に立ち上がった飽和配向状態に配向させるためのデータ信号電位、ＶＳは液晶分子を前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態の間の任意の立ち上がり角の傾斜配向状態に配向させるためのデータ信号電位、Ｖｃｏｍは対向電極電位であり、前記対向電極電位Ｖｃｏｍは、予め定めた電位のデータ信号を、フレーム毎に正負を交互に反転させて前記画素電極４に供給したときの、正のデータ信号の印加に対するＴＦＴ５のオフ後の画素電位と、負のデータ信号の印加に対するＴＦＴ５のオフ後の画素電位との中間の値に設定されている。ＶＬ，ＶＨ，ＶＳ
図５に示したように、前記画素電位は、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたＶＬ，ＶＨ，ＶＳのいずれかのデータ信号電位に上昇し、前記ＴＦＴ５がオフしたときに、図３に示したＴＦＴ５のゲート，ソース電極間の浮遊容量Ｃgsへの分圧により、前記画素電極に保持される保持電位に低下する。
【００７４】
そして、前記ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量ΔＶは、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号ＶＬ，ＶＨ，ＶＳの電位によって異なるため、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲（ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの範囲）の全域で制御すると、ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量ΔＶが、ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じて大きく変動し、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極間に印加される電圧にＤＣアンバランスが生じ、電極４，１０間に印加される正負の電圧に差が生じて表示にフリッカを発生させる。また、前記ＤＣアンバランスが大きいと、電極４，１０間に電荷の偏りが生じ、液晶中に存在する浮遊イオンが一方の基板側に集まって表示の焼き付きを発生させる。
【００７５】
しかし、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態、つまり飽和配向状態になる側の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、ＴＦＴ５がオフしたときの、前記ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動が、液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲の全域で制御する場合に比べて充分に小さい。
【００７６】
すなわち、
前記液晶素子１の各画素の補償容量をＣｓ、
ＴＦＴ５のゲート，ソース電極間の浮遊容量をＣgs、
液晶分子が基板２，３面に対して実質的に平行なホモジニアス配向状態に配向したときの各画素の液晶容量をＣＬＣ水平、
液晶分子が基板２，３面に対して実質的に垂直な飽和配向状態に配向したときの液晶容量をＣＬＣ垂直、
液晶分子が前記初期配向状態と飽和配向状態との間の傾斜配向状態に配向したときの液晶容量をＣＬＣ傾斜、
ＴＦＴ５のオン時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位をＶ、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態から飽和配向状態までの挙動可能範囲で制御した場合のＴＦＴ５がオフしたときの前記データ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量をΔΔＶ通常、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態と傾斜配向状態との間の範囲で制御した場合のＴＦＴ５がオフしたときの前記データ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量をΔΔＶ傾斜、
液晶分子の配向状態を前記ホモジニアス配向状態と傾斜配向状態との間の範囲で制御した場合のＴＦＴ５のオン−オフによる液晶容量ＣＬＣの誘電率変化量をΔＣ傾斜とすると、
前記液晶容量ＣＬＣの誘電率変化量ΔＣ傾斜は、
ΔＣ傾斜＝ＣＬＣ傾斜−ＣＬＣ水平
である。
【００７７】
したがって、前記ΔΔＶ傾斜は、
【００７８】
そして、前記ΔＣ傾斜は、ΔＣ傾斜＝ＣＬＣ傾斜−ＣＬＣ水平であり、したがって、ＣＬＣ垂直＞＞ＣＬＣ傾斜＞＞ＣＬＣ水平であるため、
ΔΔＶ通常＞＞ΔΔＶ傾斜
となる。
【００７９】
このように、この実施例の液晶表示装置は、ＴＦＴ５がオフしたときのデータ信号の電位に応じた画素電位の低下量ΔＶの変動量（ΔΔＶ傾斜）が、液晶分子の配向状態を前記挙動可能範囲の全域で制御する場合の変動量（ΔΔＶ通常）に比べて充分に小さいため、フレーム毎に正負を交互に反転させて電極４，１０間に印加される電圧に生じるＤＣアンバランスを小さくし、液晶素子１の電極４，１０間に印加される正負の電圧差が小さくして、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００８０】
しかも、この液晶表示装置は、上記のように、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、液晶の誘電異方性Δεの値が大きく、液晶層１３の静電容量が大きくても、液晶分子の挙動により変化する液晶容量ＣＬＣの変化量を小さくし、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生を防ぐことができる。
【００８１】
そのため、前記液晶素子１の後側基板３の内面に各画素の液晶容量ＣＬＣと並列に接続して形成された補償容量Ｃｓの静電容量の値を、前記ＴＦＴ５の浮遊容量（ゲート，ソース電極間の容量）に較べて充分大きくする必要がなく、したがって、前記補償容量Ｃｓを形成するための補償容量電極８の面積が小さくてよいため、液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【００８２】
したがって、この液晶表示装置によれば、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００８３】
また、この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０を、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成しているため、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生を、より効果的に防ぐことができ、したがって、前記補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率をさらに高くすることができる。
【００８４】
前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をさらに効果的に防ぎ、液晶素子１の開口率をさらに高くすることができる。
【００８５】
さらに、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、初期配向状態であるホモジニアス配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の偶数倍（この実施例ではλ）の光路長差を与え、前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態の間の傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍（この実施例ではλ／２）の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成しているため、前記液晶層１３の液晶分子１３ａを図４の（ａ）のように、ホモジニアス配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になり、前記液晶層１３の液晶分子１３ａを図４の（ｂ）のように基板面２，３に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になる。
【００８６】
また、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶層１３の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としているため、液晶分子の配向及び液晶素子１の構造が単純であり、生産性に優れている。
【００８７】
なお、上記実施例では、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、初期配向状態であるホモジニアス配向状態と、前記ホモジニアス配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態との間の範囲で変化させるようにしているが、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態は、前記傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間の範囲で変化させてもよい。
【００８８】
その場合は、前記一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａの向きを上記実施例と同じ（図１参照）にし、前記液晶素子１の液晶層１３を、基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、前記飽和配向状態に配向したときに、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる液晶により形成するとともに、配向制御手段２０を、液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間で前記液晶分子の配向状態を、変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成すればよい。
【００８９】
図６は、この発明の第２の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の配向状態を前記傾斜配向状態と飽和配向状態との間の範囲で変化させる場合の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図であり、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ３を印加し、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ４を印加し、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる飽和配向状態に配向させた状態を示している。
【００９０】
この実施例の液晶表示装置では、前記一対の偏光板１４，１５が、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置されているため、図６の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ３の印加により、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、前側偏光板１４の透過軸１４ａに沿った直線偏光となって前記前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４を透過して前側に出射して、その画素の表示が白になる。
【００９１】
また、図６の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ４の印加により、液晶分子１３ａを、液晶層１３を透過する光に与える光路長差が実質的に０になる飽和配向状態に配向させると、後側偏光板１５により直線偏光とされて入射し、液晶素子１の液晶層１３を透過した光が、偏光状態をほとんど変えずに前側偏光板１４に入射し、その光のほとんどが前記前側偏光板１４により吸収されて、その画素の表示が黒になる。
【００９２】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲の一端の配向状態（この実施例では、初期配向状態であるホモジニアス配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの画素電位の低下量の変動ΔΔＶ（ＴＦＴ５のオフ時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位から降下する電圧降下量の前記データ信号の電位の違いによる変動）が小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【００９３】
なお、上記第１及び第２の実施例では、一対の偏光板１４，１５をそれぞれ液晶素子１に直接対向させて配置しているが、前記液晶素子１と一対の偏光板１４，１５の少なくとも一方との間に、表示の視野角やコントラストを向上させるための位相板を配置してもよい。
【００９４】
図７はこの発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図であり、この実施例の液晶表示装置は、液晶素子１と、前記液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５と、前記液晶素子１と前側偏光板１４との間に配置された視野角やコントラストを向上させるための位相板１６と、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態を制御するための配向制御手段２０とを備えている。
【００９５】
前記液晶素子１は、図２に示したような、ＴＦＴ５をアクティブ素子とするアクティブマトリックス型素子であり、その液晶層１３の液晶分子の初期配向状態は、基板２，３面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向に配向したホモジニアス配向状態である。
【００９６】
そして、前記位相板１６は、図７のように、その遅相軸１６ａを前記液晶素子１の液晶分子のホモジニアス配向方向（画面の横軸ｘと実質的に平行な方向）１ａに対して実質的に４５°の角度で交差させて配置され、前側偏光板１４は、その透過軸１４ａを前記位相板１６の遅相軸１６ａに対して実質的に４５°の角度で交差させて配置されており、後側偏光板１５は、その透過軸１５ａを前記前側偏光板１４の透過軸１４ａと実質的に直交させて配置されている。
【００９７】
また、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記液晶分子の配向状態を、実質的にホモジニアス配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）とのいずれか一方の配向状態と、前記液晶分子が前記初期配向状態と飽和配向状態との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成されている。
【００９８】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄの値と、前記位相板１６のリタデーションとを、前記液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、一対の偏光板１４，１５の間を透過する光、つまり前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与えるように設定している。
【００９９】
なお、前記配向制御手段２０により前記液晶素子１の電極４，１０間に印加する電圧を、前記液晶分子の配向状態を実質的にホモジニアス配向状態と前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態との間で変化させる場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が実質的に前記ホモジニアス配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に、実質的に０、または透過光の波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成する。
【０１００】
この構成の液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶分子を実質的にホモジニアス配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になり、前記液晶分子を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になる。
【０１０１】
また、前記配向制御手段２０により前記液晶素子１の電極４，１０間に印加する電圧を、前記液晶分子の配向状態を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態と前記飽和配向状態との間で変化させる場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、液晶分子が実質的に前記飽和配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に実質的に０の光路長差を与える屈折率異方性Δと液晶層厚ｄを有する液晶により形成する。
【０１０２】
この構成の液晶表示装置は、上記第２の実施例と同様に、前記液晶素子１の液晶分子を前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になり、前記液晶分子を実質的に飽和配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になる。
【０１０３】
図８は、前記液晶素子１の液晶層１３を、屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄと誘電異方性Δεが、Δｎ＝０．１１３、ｄ＝５．２μｍ、Δε＝７．７の液晶により形成したときの、電極間電圧ＶＬＣと液晶層１３を透過する光に与えられる光路長差との関係を示している。
【０１０４】
図８のように、この液晶表示装置は、電極間電圧ＶＬＣを実質的に０Ｖにしたときに、液晶分子１３ａが実質的に、液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に０．５８８μmの光路長差を与えるホモジニアス配向状態に配向して表示が白になり、前記電極間電圧ＶＬＣを約２Ｖにしたときに、液晶分子１３ａが、液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に０．３１３μmの光路長差を与える傾斜配向状態に配向して表示が黒になる。
【０１０５】
つまり、この液晶表示装置は、液晶素子１の電極間電圧が０Ｖのときと、２Ｖとのときとで、透過光の光路長差をその波長λ（λ＝５５０ｎｍ）のλ／２（０．５８８μm−０．３１３μm＝０．２７５μm＝λ／２）の範囲で変化させ、白黒表示を行なうものである。
【０１０６】
したがって、この液晶表示装置は、前記液晶素子１の液晶層１３を、Δｎ＝０．１１３、ｄ＝５．２μｍ、Δε＝７．７の液晶により形成することにより、前記液晶素子１を約２Ｖの比較的低い電圧で駆動し、しかもコントラストが充分な表示を得ることができる。 このように、この実施例の液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲のいずれか一端、つまり、初期配向状態であるホモジニアス配向状態になる側と、飽和配向状態になる側とのいずれか一方の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動（ＴＦＴ５のオフ時に画素電極４に供給されたデータ信号の電位から降下する電圧降下量の前記データ信号の電位の違いによる変動）が小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１０７】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１０８】
なお、この実施例では、前記液晶素子１の液晶分子が実質的にホモジニアス配向状態に配向したときに液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に与える光路長差をλ／２としたが、液晶分子が実質的にホモジニアス配向状態に配向したときに液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光に与える光路長差は、透過光の波長λの１／２の奇数倍であれば、例えば３λ／２でもよい。
【０１０９】
さらに、この実施例では、液晶素子１と前側偏光板１４との間に位相板１６を配置しているが、前記位相板１６は、前記液晶素子１と後側偏光板１５との間に配置してもよい。
【０１１０】
また、位相板は１枚に限らず、複数の位相板を、前記液晶素子１と一方の偏光板１４または１５との間に積層して配置するか、或いは前記複数の位相板を、前記液晶素子１を挟んで前後の偏光板１４，１５との間に配置してもよく、その場合は、前記液晶素子１の液晶層１３を、液晶分子が前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３と複数の位相板の両方を透過する光に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有する液晶により形成すればよい。
【０１１１】
また、上記第１〜第３の実施例の液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態を、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板２，３面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向としたものであるが、前記液晶素子１の液晶層１３は、前記ホモジニアス配向に限らず、液晶分子が一対の基板間でツイストして配向したツイスト配向、液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向したホメオトロピック配向、液晶分子が一方の基板側で実質的に垂直に他方の基板側で実質的に水平に配向したハイブリッド配向のうちのいずれか１つの初期配向状態を有する液晶により形成してもよい。
【０１１２】
その場合も、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶層１３の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加するように構成すればよい。
【０１１３】
また、前記液晶素子１の液晶分子の初期配向状態を、前記ツイスト配向、ホメオトロピック配向、ハイブリッド配向のいずれにする場合も、一対の偏光板１４，１５は、上記実施例と同様に、それぞれの透過軸１４ａ，１５ａを実質的に互いに直交させて配置すればよい。
【０１１４】
さらに、前記液晶素子１の液晶層１３は、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態（液晶分子が基板２，３面に対して略水平或いは略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の基板２，３面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、液晶層１３を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶、好ましくは、前記傾斜配向状態と、前記初期配向状態と飽和配向状態のいずれかの配向状態とのうち、一方の配向状態において、透過光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の配向状態において、実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δｎを有する液晶により形成するとともに、配向制御手段２０を、前記液晶分子の配向状態を前記一方の配向状態と他方の配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成すればよい。
【０１１５】
図９は、この発明の第４の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態をホメオトロピック配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図である。
【０１１６】
この実施例は、前記液晶素子１の液晶層１３を、誘電異方性Δεが負（Δε＜０）で、液晶分子１３ａが初期配向状態であるホメオトロピック配向状態に配向したときに、液晶層１３を透過する光にあたえる光路長差が実質的に０になり、前記液晶分子１３ａが前記ホメオトロピック配向状態と飽和配向状態（液晶分子１３ａが基板２，３面に対して略水平に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、液晶素子１を挟んで図１及び図７のように透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させて配置された一対の偏光板１４，１５の間を透過する光（位相板１６を備えない場合は、液晶素子１の液晶層１３を透過する光、位相板１６を備える場合は、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光）に、その波長の１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与える屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを有するネマティック液晶により形成したものである。
【０１１７】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の電極４，１０間に電圧を印加で前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段２０（図１及び図７参照）を、前記液晶分子１３ａを実質的に、前記ホメオトロピック配向状態と前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態との間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成している。
【０１１８】
図９において、（ａ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記配向制御手段２０による印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ５を印加し、液晶分子１３ａを実質的に前記ホメオトロピック配向状態に配向させた状態、（ｂ）は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ６を印加し、液晶分子１３ａを前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態（液晶層１３を透過する光にλの光路長差を与える配向状態）に配向させた状態を示している。
【０１１９】
この実施例の液晶表示装置では、図９の（ａ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ５の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、液晶層１３を透過する光に実質的に０の光路長差を与えるホメオトロピック配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒になり、図９の（ｂ）のように、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ６の印加により、液晶分子１３ａを液晶層１３を透過する光にλ／２の光路長差を与える傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が白になる。
【０１２０】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲、つまり初期配向状態であるホメオトロピック配向状態から飽和配向状態までの範囲の一端の配向状態（この実施例では、飽和配向状態になる側の配向状態）を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動ΔΔＶが小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１２１】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１２２】
図１０は、この発明の第５の実施例を示す、液晶素子１の液晶分子の初期配向状態をハイブリッド配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図である。
【０１２３】
この実施例は、前記液晶素子１の液晶層１３を、誘電異方性Δεが負（Δε＜０）または正（Δε＞０）で、液晶分子１３ａが初期配向状態であるハイブリッド配向状態と飽和配向状態（液晶の誘電異方性Δεが負の場合は、液晶分子が基板２，３面に対して略水平に配向する電圧を印加したときの配向状態、液晶の誘電異方性Δεが正の場合は、液晶分子が基板２，３面に対して略垂直に配向する電圧を印加したときの配向状態）との間の予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向したときに、前記液晶層１３を透過する光（位相板１６を備えない場合は、液晶素子１の液晶層１３を透過する光、位相板１６を備える場合は、前記液晶層１３と位相板１６の両方を透過する光）に、その波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性Δと液晶層厚ｄを有するネマティック液晶により形成したものである。
【０１２４】
図１０において、（ａ）は初期配向状態であるハイブリッド配向状態、（ｂ），（ｃ）は液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときと、正（Δε＞０）であるときの傾斜配向状態を示しており、液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときの傾斜配向状態は、（ｂ）のように、ハイブリッド配向した液晶分子１３ａのうちの中間の傾き角、つまり基板２，３面に対して略４５°の傾き角で配向する液晶分子（図においてハッチングを施して液晶分子）の位置が垂直配向された基板（図では前側基板２）側に片寄った配向状態、液晶の誘電異方性Δεが正（Δε＞０）であるときの傾斜配向状態は、（ｃ）のように、前記中間の傾き角の液晶分子１３ａの位置が水平配向された基板（図では後側基板３）側に片寄った配向状態として模式的に表される。
【０１２５】
そして、この実施例では、前記液晶素子１の液晶層１３を、前記ハイブリッド配向状態と、前記予め定めた傾き角の傾斜配向状態のいずれかの配向状態とのうち、一方の配向状態に液晶分子１３ａが配向したときに、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に、その波長λの１／２の奇数倍、例えばλ／２の光路長差を与え、一方の配向状態に液晶分子１３ａが配向したときに、前記一対の偏光板１４，１５の間を透過する光に、その波長λの１／２の偶数倍、例えばλの光路長差を与える液晶により形成している。
【０１２６】
また、この実施例では、前記液晶素子１の電極４，１０間に電圧を印加する配向制御手段２０（図１及び図７参照）を、前記液晶分子１３ａを実質的に、初期配向状態であるハイブリッド配向状態と前記２つの傾斜配向状態のいずれかとの間で変化させる電圧を前記液晶素子１の電極４，１０間に印加するように構成している。
【０１２７】
なお、液晶分子１３ａを図１０の（ａ）に示したハイブリッド配向状態に配向させる電圧Ｖ７は、実質的に略０Ｖでよい。また、液晶の誘電異方性Δεが負（Δε＜０）であるときに液晶分子１３ａを図１０の（ｂ）に示した予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させる電圧Ｖ８と、液晶の誘電異方性Δεが正（Δε＞０）であるときに液晶分子１３ａを図１０の（ｃ）に示した予め定めた傾き角の傾斜配向状態に配向させる電圧Ｖ９は、同じ値の電圧でも、異なる値の電圧でもよい。
【０１２８】
この液晶表示装置は、前記配向制御手段２０からの印加電圧範囲のうちの最も低い電圧Ｖ７の印加により、液晶分子１３ａを実質的に、図１０の（ａ）のようなハイブリッド配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒と白の一方の表示になり、前記印加電圧範囲のうちの最も高い電圧Ｖ８またはＶ９の印加により、液晶分子１３ａを図１０の（ｂ）または（Ｃ）のような傾斜配向状態に配向させたときに、その画素の表示が黒と白の他方の表示になる。
【０１２９】
この実施例の液晶表示装置も、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲、つまり初期配向状態であるハイブリッド配向状態から飽和配向状態までの範囲の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するものであるため、前記挙動可能範囲の全域で液晶分子の配向状態を制御する場合に比べて、ＴＦＴ５がオフしたときの電極間電圧の低下量の変動ΔΔＶが小さく、したがって、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１３０】
この実施例においても、前記配向制御手段２０は、前記液晶素子１の電極４，１０間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量ＣＬＣの変化量が、前記補償容量Ｃｓの静電容量値よりも小さい範囲、好ましくは前記補償容量Ｃｓの静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量ＣＬＣの変化によるフリッカの発生をより効果的に防ぐことができるため、補償容量電極８の面積をより小さくし、前記液晶素子１の開口率を高くすることができる。
【０１３１】
なお、上記第１〜第５の各実施例では、液晶素子１の液晶分子の配向状態を、その挙動可能範囲（初期配向状態から飽和配向状態までの範囲）の一端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしているが、前記液晶素子１の液晶分子の配向状態は、その挙動可能範囲の両端の配向状態を除いた範囲内で制御するようにしてもよい。
【０１３２】
さらに、上記各実施例では、液晶素子１を挟んで配置された前後一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させているが、前記偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａの向きは、直交に限らず、例えば実質的に平行してもよい。
【０１３３】
また、上記各実施例の液晶表示装置は、いずれも、液晶素子１の後側に配置される図示しない光源からの光を利用して表示する透過型表示装置であるが、この発明は、外部環境の光である外光または液晶素子の前側に配置される光源からの光を利用し、前側からの入射光を液晶素子の後側に設けられた反射膜により反射して表示する反射型液晶表示装置にも適用することができる。
【０１３４】
その場合、前記反射型液晶表示装置は、液晶素子を挟んで前後一対の偏光板を配置し、後側の偏光板の外面に反射膜を設けた構成としても、液晶素子の前側だけに１枚の偏光板を配置し、前記液晶素子の後側基板の内面に反射膜を設けた構成としてもよい。
【０１３５】
なお、液晶素子の後側基板の内面に反射膜を設けた内面反射型の液晶表示装置の場合は、液晶素子の前側に配置された偏光板を透過して入射した光が前記液晶素子の液晶層を往復して透過し、その光のうち、前記偏光板の透過軸に沿った偏光成分の光が前側に出射するため、前記液晶素子の液晶層は、上記各実施例のように液晶素子１を挟んで配置された一対の偏光板１４，１５の透過軸１４ａ，１５ａを実質的に直交させた場合と同じ、透過光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよい。
【０１３６】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子の少なくとも一方の面側に配置された偏光板と、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる電圧との差よりも小さい値の変化幅の電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段とを備えたものであるため、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１３７】
この液晶表示装置において、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が、前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【０１３８】
その場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生をさらに効果的に防ぎ、液晶素子の開口率をさらに高くすることができる。
【０１３９】
さらに、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態のいずれか一方の配向状態と、前記基板面に対して水平な方向と垂直な方向の間の斜めに傾いた方向に配向する傾斜配向状態との間で挙動させる範囲の電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記アクティブ素子がオフしたときのデータ信号の電位に応じた電極間電圧の低下量の変動量を充分に小さくし、ＤＣアンバランスによる表示のフリッカや焼き付きの発生を防ぐことができる。
【０１４０】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子の液晶層は、特に、初期配向状態が前記ホモジニアス配向である液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、液晶分子の配向及び液晶素子の構造を単純にし、生産性を良くすることができる。
【０１４１】
そして、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有する液晶からなっている場合、前記配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の配向状態を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態とのいずれか一方の配向状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記補償容量を大きくすることなく、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を小さくして、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【０１４２】
また、この発明の他の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、前記液晶素子を挟んで配置された一対の偏光板とを備え、前記液晶素子の液晶層は、前記液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の前記基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっているため、表示にフリッカや焼き付きを生じさせること無く液晶の誘電異方性Δεの値を大きくし、応答速度を速くすることができる。
【０１４３】
この液晶表示装置において、前記一対の偏光板がそれぞれ前記液晶素子に直接対向させて配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよく、このようにすることにより、前記効果を得ることができる。
【０１４４】
また、この液晶表示装置において、前記液晶素子と一対の偏光板の少なくとも一方との間に位相板が配置されている場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が前記予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶により形成すればよく、このようにすることにより、前記効果を得ることができる。
【０１４５】
前記位相板を備えた液晶表示装置は、前記液晶素子の液晶層が、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の配向状態で且つ基板面に対する傾き角が異なる第１と第２の２つの傾斜配向状態を有し、前記第１と第２のいずれか一方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっており、前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を、前記第１の傾斜配向状態と、前記第２の２つの傾斜配向状態と、これらの傾斜配向状態の間の配向状態とに配向させる電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段をさらに備えた構成のものが好ましく、このようにすることにより、良好なコントラストを得ることができる。
【０１４６】
その場合、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有し、且つ前記液晶分子が、前記基板面に対して予め定めた第１の傾き角で配向する第１の傾斜配向状態と、前記基板面に対して前記第１の傾き角よりも小さい予め定めた第２の傾き角で配向する第２の傾斜配向状態とに配向する液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、液晶分子の配向及び液晶素子の構造を単純にし、生産性を良くすることができる。
【０１４７】
さらに、前記液晶素子の液晶層は、前記第１の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、前記第２の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっているのが好ましく、このようにすることにより、良好なコントラストを得ることができる。
【０１４８】
また、前記液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されている場合、前記配向制御手段は、前記第１の傾斜配向状態と第２の傾斜配向状態との間での液晶分子の配向状態の変化による前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の挙動を制御するように構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記補償容量を大きくするなく、前記液晶容量の変化によるフリッカの発生を効果的に防ぎ、前記補償容量を形成するための補償容量電極の面積を小さくして、液晶素子の開口率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記液晶表示装置の液晶素子の一部分の断面図。
【図３】前記液晶素子の１つの画素の等価回路図。
【図４】前記液晶素子の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図５】ＴＦＴのオン時に画素電極に供給されたデータ信号の電位と、前記ＴＦＴがオフしたときの電極間電圧の低下量を示す図。
【図６】この発明の第２の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の配向状態を傾斜配向状態と飽和配向状態との間の範囲で変化させる場合の液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図７】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図８】第３の実施例の液晶表示装置における液晶素子の電極間電圧と液晶層を透過する光に与えられる光路長差との関係を示す図。
【図９】この発明の第４の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の初期配向状態をホメオトロピック配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【図１０】この発明の第５の実施例を示す、液晶素子の液晶分子の初期配向状態をハイブリッド配向としたときの液晶分子の配向状態の変化を示す模式図。
【符号の説明】
１…液晶素子
１ａ…ホモジニアス配向方向
２，３…基板
４…画素電極
５…ＴＦＴ（アクティブ素子）
１０…対向電極
１３…液晶層
１３ａ…液晶分子
１４，１５…偏光板
１４ａ，１５ｂ…透過軸
１６…位相板
１６ａ…遅相軸
２０…配向制御手段
Claims (13)
- 対向配置された一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で変化する液晶層が設けられた液晶素子と、
前記液晶素子の少なくとも一方の面側に配置された偏光板と、
前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を実質的に前記初期配向状態に配向させる第１の電圧と前記液晶分子を実質的に前記飽和配向状態に配向させる第２の電圧との間の電圧範囲のうち、前記第１の電圧と第２の電圧の少なくとも一方の電圧を除いた印加電圧範囲内の電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段とを備え、
前記液晶素子は、前記印加電圧範囲内の最も高い電圧が印加されたときの光路長差と、最も低い電圧が印加されたときの光路長差との差が、透過する光の波長λの実質的に１／２の整数倍となる光学特性を持った液晶層を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されており、
配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動により変化する前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。 - 配向制御手段は、液晶素子の電極間に、液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値の１／５〜１／１０よりも小さい範囲で前記液晶分子の配向状態を変化させる電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
- 配向制御手段は、液晶素子の電極間に、液晶分子を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態のいずれか一方の配向状態と、前記基板面に対して水平な方向と垂直な方向の間の斜めに傾いた方向に配向する傾斜配向状態との間で挙動させる範囲の電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 液晶素子の液晶層は、液晶分子が一対の基板間でツイストして配向したツイスト配向、液晶分子がツイストすることなく一方方向に且つ基板面と実質的に平行に配向したホモジニアス配向、液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向したホメオトロピック配向、液晶分子が一方の基板側で実質的に垂直に他方の基板側で実質的に水平に配向したハイブリッド配向のうちのいずれか１つの初期配向状態を有する液晶からなっ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。
- 液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平に且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有する液晶からなり、
配向制御手段は、前記液晶素子の電極間に、液晶分子の配向状態を、基板面に対して実質的に水平に配向する状態と前記基板面に対して実質的に垂直に配向する状態とのいずれか一方の配向状態と、その配向状態からの液晶分子の挙動による液晶容量の変化量が補償容量の静電容量値よりも小さい範囲の配向状態との間で変化させる電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。 - 対向配置された一対の基板の一方の内面に、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子とが形成され、他方の基板の内面に、前記画素電極に対向する対向電極が形成されるとともに、前記一対の基板間に、液晶分子の配向状態が、前記電極間に印加される電圧に応じて、電圧が印加されないときの予め規定された初期配向状態と、印加電圧の変化に対して液晶分子が実質的に挙動しなくなる充分高い電圧を印加したときの前記基板面に対して略垂直或いは略水平に配向する飽和配向状態との間で、前記電極間に印加される電圧に応じて変化する液晶層が設けられた液晶素子と、
前記液晶素子を挟んで配置された一対の偏光板とを備え、
前記液晶素子の液晶層は、前記液晶分子が前記初期配向状態と前記飽和配向状態との間の前記基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記一対の偏光板の間を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与え、前記傾斜配向状態以外の他の配向状態において、前記第１の光路長差に対して実質的に前記波長λの１／２異なった第２の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶素子の液晶層は、液晶分子が予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
- 液晶素子と一対の偏光板の少なくとも一方との間に位相板が配置されており、前記液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めた傾き角で配向した傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の整数倍の光路長差を与える屈折率異方性を有する液晶からなっていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
- 液晶素子の液晶層は、液晶分子が初期配向状態と飽和配向状態との間の配向状態で且つ基板面に対する傾き角が異なる第１と第２の２つの傾斜配向状態を有し、前記第１と第２のいずれか一方の傾斜配向状態において、前記液晶層と前記位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、他方の傾斜配向状態において、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっており、
前記液晶素子の電極間に、前記液晶層の液晶分子を、前記第１の傾斜配向状態と、前記第２の２つの傾斜配向状態と、これらの傾斜配向状態の間の配向状態とに配向させる電圧を印加して前記液晶分子の配向状態を制御する配向制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。 - 液晶素子の液晶層は、液晶分子が基板面に対して予め定めたプレチルト角をもって実質的に水平で且つ一方方向にホモジニアス配向した初期配向状態を有し、且つ前記液晶分子が、基板面に対して予め定めた第１の傾き角で配向する第１の傾斜配向状態と、前記基板面に対して前記第１の傾き角よりも小さい予め定めた第２の傾き角で配向する第２の傾斜配向状態とに配向する液晶からなっていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
- 液晶素子の液晶層は、第１の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光にその波長λの１／２の奇数倍の光路長差を与え、第２の傾斜配向状態で、前記液晶層と位相板の両方を透過する光に実質的に０または透過光の波長λの１／２の偶数倍の光路長差を与える屈折率異方性と液晶層厚を有する液晶からなっていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
- 液晶素子の一方の基板に、画素電極と対向電極及びこれらの電極の間の液晶層とにより形成される液晶容量に対して並列に接続された補償容量が形成されており、
配向制御手段は、第１の傾斜配向状態と第２の傾斜配向状態との間での液晶分子の配向状態の変化による前記液晶容量の変化量が前記補償容量の静電容量値よりも小さい範囲で前記液晶分子の挙動を制御することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
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