JPH02167528A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ツイスト配向状態を有するネマティツク液晶
を用いたｌ＆品表示素子に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕液晶表示
素子は、テレビジョンセット、ワードプロセッサ、コン
ピュータの端末機器、パーソナルコンピュータ等のデイ
スプレィ素子として広く用いられている。

これらの液晶表示素子には、一方の基板に形成された行
方向に配列する電極と、他方の基板に形成された列方向
に配列する電極とか７夜晶を介して互いに交差する点を
それぞれ１つの画素とする単純マトリックス型の液晶マ
トリックス表示素子と、一方の基板に形成された共通電
極と、他方の基板に配列形成した多数の微小電極とが液
晶を介して互いに交差する点をそれぞれ１つの画素とし
、この各画素ごとに能動素子（薄膜トランジスタ）を設
けたアクティブ・マトリックス型の液晶マトリックス表
示素子とがある。

このようなマトリックス型の液晶表示素子は、大画面化
及び解像度の向上が要求されており、そのため、１つの
表示素子に配列される画素数が極めて多くなっている。

その結果、最近の液晶表示素子は、高デユーテイのマル
チプレックス駆動をし得ることが要望されている。

テレビジョンセットのように動画を表示するための表示
素子としては、応答速度が比較的速く、且つコントラス
トか比較的高いＴ　Ｎ　（ｔｗｉｓｔｅｄｎｃｍａｔｊ
ｃ　）型液晶表示素子が用いられている。このＴＮ型肢
晶表示素子（以下、ＴＮ−ＬＣＤという）は、一対の基
板間に封入されたネマティック液晶を、液晶分子の分子
軸の方向が側基板間で９０°ねじれるように配列させた
もので、前記一対の基板の外側にはそれぞれ偏光板が配
置されている。この液晶分子のねじれ配列は、所定の間
隙を隔てて対向配置された一対の基板の内面にそれぞれ
配向処理を施すことによって実現されている。

この配向処理は、液晶に配向規制力を与えるために前記
基板面に形成された配向膜と、液晶分子の分子長軸を一
定方向に整列させるために、この配向膜の表面をラビン
グすることからなっている。

これによって、配向膜の表面近傍の液晶分子はその長軸
がラビングの方向とほぼ平行となるように配列させられ
る（以下この配向処理の配向規制力によって液晶分子が
配列させられる方向を配向処理方向と定義する）。

一対の基板の内面に施された配向処理の方向と、一対の
基板の外側に配した偏光板の偏光軸（吸収軸または透過
軸）との関係を第１７図に示す。第１７図において、下
基板１の配向処理の方向は、破線矢印３で示すように下
基板１の左上から右下方向に向かい、且つ下基板の縁に
対して４５°の方向である。上基板２の配向処理の方向
は、実線矢印４で示すように上基板２の左下から右上方
向に向かって上基板２の縁に対して４５°の方向である
。

つまり、下基板１の配向処理の方向と上基板２の配向処
理の方向とは、光が下基板１側から上基板２の方向に向
かって透過するとき、この透過光の進行方向に向かって
（図を紙面の裏側から見て）、右回り９０°ずれている
。その結果、下基板１と上基板２の間に封入される液晶
は、その分子軸が下基板１の近傍では破線矢印３の方向
と平行に整列され、上基板２の近傍では実線矢印４の方
向に整列させられ、そして、中間の液晶分子は、前述し
た透過光の進行方向に向かって見たとき、分子軸が順次
左回り方向にねじれた状態で配向する。したがって、前
記液晶は、下基板１と上基板２の間で左回りに９０°ね
じれた状態で配向する。

また、下基板１と上基板２の外側にそれぞれ配置される
偏光板の偏光軸（吸収軸または透過軸）の方向は、第１
７図に示すように設定される。すなわち、下基板１の外
側に配置された下偏光板の偏光軸の方向は破線矢印５に
示すように下基板１の配向処理の方向と平行に設定され
、上基板２の外側に配置された上偏光板の偏光軸の方向
は、実線矢印６のように下偏光板の偏光軸の方向に対し
て９０°で交差する方向に設定されている。そして、コ
ントラストを高くするために、液晶の光屈折率異方性Δ
ｎと、液晶層の層厚ｄ（セルギャップ）との積で表され
るリターデーションΔｎ−ｄの値がほぼ１に設定されて
いる。

上述したＴＮ−ＬＣＤは、その透過光の分光分布が第２
１図に示すように比較的フラットであり、したがって画
素のＯＮ（光透過）状態でも０ＦＦ（光遮断）状態でも
ほとんど着色は見られないし、また応答速度が速（、且
つ比較的コントラストが高いため、種々の表示素子とし
て広く使用されている。

しかし、このＴＮ−ＬＣＤは、マルチプレックス駆動の
デユーティが高くなる（時分割数が多くなる）と、動作
マージンが少くなり、コントラストが低下する。そのた
め、このＴＮ−ＬＣＤは、高デユーテイのマルチプレッ
クス駆動が困難であった。

ＴＮ−ＬＣＤにおける上述した動作マージンの低下は、
このＴＮ−ＬＣＤのしきい値特性の急峻性（印加電圧に
対する輝度変化の割合、以下γ特性という）が悪いため
に生ずるものである。

このγ特性を改善するには、印加電圧に対する液晶配向
状態の変化の度合を大きくするために液晶分子配列のツ
イスト角を１８０°〜３６０°に大きくすること、およ
び液晶の肌性定数を小さくすることが提案されている。

このようにツイスト角を１８０°〜３６０°に設定した
液晶表示素子としては、ツイスト角が比較的小さいＳ　
Ｔ　Ｎ　（ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｅ
　）型液晶表示素子（以下、５ＴＮ−ＬＣＤという）と
、ツイスト角が比較的大きいＳ　Ｂ　Ｅ　（ｓｕｐｅｒ
　ｂｉｒｅｆ’ｒｉｎｇｅｎｃｅ　ｅｆ’ｆ’ｅｃｔ）
型液晶表示素子（以下、５ＢＥ−ＬＣＤという）とがあ
り、この５ＢＥ−ＬＣＤについては、米国特許４．．６
９７，８８４号および米円特許４，８３４，２２９号に
開示されている。

上記５ＢＥ−ＬＣＤにおける対向する一対の基板の配向
処理の方向と、偏光板の偏光軸の方向を第１８図に示す
。第１８図において、下基板７の配向処理方向は、下基
板７の下縁に対して右下がりに約４５°傾いた破線矢印
８の方向であり、上基板９の配向処理方向は、図を紙面
の裏側から見て（透過光の進行方向に向かって）、右回
りに測って２７０°ずれた実線矢印１０の方向である。

これによって、側基板間に封入された液晶は、その液晶
分子の分子軸が下基板７の配向処理の方向（破線矢印８
）から上基板９の配向処理方向（実線矢印１０）まで、
透過光の進行方向から見て左回りに２７０°ねじれた配
向状態となる。下基板７の外側に配置された偏光板の偏
光軸は、下基板７の配向処理方向（破線矢印８）に対し
て４５°ずれた破線矢印１１の方向に設定され、また上
基板９の外側に配置された上偏光板の偏光軸は、上基板
９の配向処理方向（実線矢印１０）に対して４５°ずれ
た実線矢印１２の方向に設定されている。そして、側基
板間には、光屈折率異方性Δｎと液晶層厚との積の値Δ
ｎ−ｄの値か０．７８μｍ〜０．８４μｍとなるネマテ
ィック液晶が封入されている。

上述したように、５ＢＥ−ＬＣＤおよび５ＴＮ−ＬＣＤ
は、波高分子配列のツイスト角を大きくすることにより
γ特性を改善し、且つ液晶の複屈折効果を利用すること
により視角的なコントラストを向上させている。

しかしながら、その反面、５ＢＥ−ＬＣＤおよび５ＴＮ
−ＬＣＤは、ツイスト角が大きいために応答速度が遅く
なる。また、複屈折効果を利用するため、光屈折率の波
長依存性により、第２２図に示すように透過光の分光分
布にピークが生じ、そのため、第２３図のＣＩＥ色度図
で表わしたように、ＯＮ（光遮断）状態で薄青色、ＯＦ
Ｆ　（光透過）状態で黄緑色を帯び、表示画面が着色す
るという欠点かあった。そのため、この５ＢＥ−ＬＣＤ
および５ＴＮ−ＬＣＤは、文字表示には適しているもの
の、テレビジョン画像のような動画の表示には適さず、
且つカラー表示にも適していない。

そコテ、上記５ＢＮ−ＬＣＤおよび５ＴＮ−ＬＣＤの欠
点を解消するため、液晶の光屈折率異方性へｎと液晶層
厚ｄとの積Δｎ−ｄ（以下リタデーションΔｎ−ｄとい
う）の値を小さくすることにより、表示画面の着色を防
止することが提案されている。

この液晶表示素子は、ＯＭ　Ｉ　　（ｏｐｔｉｃａｌ　
ｍｏｄｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｅｆｒｅｃｔ）型
液晶表示素子（以下、０Ｍｌ−ＬＣＤという）として、
Ｍ、５ｃｈａｄｔ　ａｎｄＰ、　ｌ　ｅｅｎｈｏｕｔｓ
等により、Ａｐｐｌ、ｐｈｙｓ、Ｉｅｔｔ、５０（２）
。

２　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　１９８７　　およびＳＩＤ　Ｄ
ＩＧＥＳＴ　１９８７Ｐ、３７２〜３７５に報告されて
いる。

この０Ｍｌ−ＬＣＤにおける一対の基板表面の配向処理
方向と偏光板の偏光ヤ山の方向を第１９図に示した。第
１９図において、下基板１３の配向処理方向は、下基板
１３の下縁と平行な破線矢印１４の方向であり、上基板
１５の配向処理方向は、下基板１３の配向処理方向と平
行な実線矢印１６の方向である。その結果、両基板１３
．１５間に封入される液晶は、その分子軸が下基板１３
の配向処理の方向（破線矢印１４）から、図を紙面の裏
側から見て（透過光の進行方向に向かって）、左回りに
Ｉ２Ｏ３ねじれた状態で配向する。下基板１３の外側に
配置された偏光板の偏光軸の方向は、下基板１３の配向
処理方向（破線矢印１４）と平行な破線矢印１７の方向
に設定され、上基板１５の外側に配置された下偏光板の
偏光軸の方向は、下偏光板の偏光軸方向（破線矢印１７
）と直交する実線矢印１８の方向に設定されている。そ
して、側基板間には、０　、５５　Ｂｒｎ程度のりター
プ−ジョンΔｎ−ｄの値をもったネマティック液晶が封
入されている。

この０Ｍｌ−ＬＣＤは、表示の着色を抑えるために、Δ
ｎ−ｄの値を極めて小さくしており、その結果、はとん
ど無彩色の表示が可能である。

しかし、この０Ｍｌ−ＬＣＤは、表示を無彩色とするた
めに、光透過状態における透過率が低く、したがって表
示が暗いという欠点かあり、また、γ特性も悪いという
欠点があった。

また、上述した５ＴＮ−ＬＣＤや０ＭｌＬＣＤを変形し
た種々の提案が、例えば特開昭８２−３１８２２号、特
開昭６２−８０６１．９号、特開昭８２−８０６２０号
、特開昭６２−８０ｆ１２２号、特開昭８２−１２９８
１８号、特開昭６２−１４４１３４号、特開昭６２−１
５３８２１号、および特開昭６２−２０４２３０号等に
開示されている。これらの液晶表示素子における周基板
の配向処理方向と一対の偏光板の偏光軸の方向は第２０
図に示すように、下基板１つの配向処理方向を破線矢印
２０で示し、上基板２１の配向処理方向を実線矢印２２
で示すとき、この間に封入される液晶の分子配列のツイ
スト角φが１６０°〜３６０°の範囲、下基板１９の配
向処理方向（破線矢印２０）と破線矢印２３で示される
この下基板１９の外側に配置された下偏光板の偏光軸の
方向とのなす角αが０６〜１１０°の範囲てあり、且つ
上基板２１の外側に配置される上偏光板の偏光軸の方向
を実線矢印２４で示すとき、上下の偏光板の交角ψが０
゜〜９０°の範囲にそれぞれ設定されている。そして上
下の基板２１．１９間には、０．４〜０．６および／ま
たは０．７〜１．２のリタデーションΔｎ−ｄの値をも
ったネマティック液晶が封入されている。

しかし、これらの液晶表示素子も、上述した５ＴＮ−Ｌ
ＣＤや０Ｍｌ−ＬＣＤと実質的に変わらず、上述したよ
うな欠点が未だ十分解決されていない。したがって、表
示の着色、低透過率、およびγ特性が悪いという問題を
もっている。

本発明は上述した実情にかんがみてなされたものであり
、その目的とするところは、表示が着色することなく、
明るい表示が得られ、且つγ特性が優れた液晶表示素子
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶表示素子は、 複数の第１電極が配列された第１の基板と、前記第１電
極に対向する第２電極が配列され、前記第１の基板に対
し所定の間隙を隔てて対峙するようにシール材によって
接合された第２の基板と、 前記第１の電極の表面および第１の基板の表面を覆い、
液晶分子を第１の方向に整列させて配列させるための第
１の配向手段と、 前記第２の電極の表面および第２の基板の表面を覆い、
液晶分子を前記第１の方向と異なった第２の方向に整列
させて配列させるための第２の配向手段と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間隙に介在され、
前記第１の配向手段と第２の配向手段との間で所定角度
のねじれをもってツイスト配向させられるネマティック
液晶と、 前記液晶の層の外側に配置された偏光板とからなり、 前記第２の配向手段は、透過光の進行方向へ向かって見
たとき、前記第１の方向から予め定めた第１の回転方向
に測って０°〜９０°で交差する前記第２の方向に前記
液晶の分子を整列させて配列させるための配向処理が施
されており、前記液晶は、その光屈折率異方性Δｎが０
．１２以下、誘電異方性Δεと分子軸に垂直な方向の誘
電率ε⊥との比Δε／ε⊥で表される誘電定量が１．０
以下の値をもち、且つ前記光屈折率異方性Δｎと液晶層
の層厚ｄとの積で表されるリターデーションΔｎ−ｄが
、波長が４５０ｎｍ　〜５５０ｎＩＩｌの光に対して、
０．４μｍより大きく１．０μｍより小さい値をもって
おり、 前記液晶の分子は、前記第１の配向手段と前記第２の配
向手段との間で、透過光の進行方向へ向かって見たとき
、前記第１の回転方向に　１８０°〜２７０°ねじれて
ツイスト配向させられていることを特徴とするものであ
る。

また、本発明においては、 液晶層の層厚ｄは、４即以上、９μ以下である］８ こと、 ｌ液晶は、誘電光方性Δεと分子軸に垂直な方向の誘電
率ε⊥との比Δε／ε⊥で表される誘電定量が０．５以
下の値をもっていること、第１と第２の配向手段のうち
、少なくとも一方の配向手段は、その表面近傍の液晶分
子を前記表面に対して５″以下のプレチルト角をもって
配向させる配向膜の表面にラビングによる配向処理を施
したものであること、 偏光板は、第１の配向手段の外側に配置され透過光の進
行方向へ向かって見たとき第１の方向から第１の回転方
向に測って１８０°〜１１５°で交差する方向に偏光軸
をもった第１の偏光板と、第２の配向手段の外（ｆｉｌ
ｌに配置され透過光の進行方向へ向かって見たとき前記
第１の偏光板の偏光軸の方向から第１の回転方向に測っ
て９０°〜２０°で交差する方向に偏光軸をもった第２
の偏光板とからなること、 第２の配向手段は、透過光の進行方向へ向かって見たと
き、第１の方向から第１の回転方向に測って０°〜６０
°で交差する第２の方向に液晶分子を整列させて配列さ
せるための配向処理が施されたものであり、液晶の分子
は、第１の配向手段と第２の配向手段との間で、透過光
の進行方向へ向かって見たとき、前記第１の回転方向に
１８０°〜２４０°ねじれてツイスト配向させられてい
ること、液晶は、光屈折率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄ
との積で表されるリターデーションΔｎφｄが、０．５
μｍより大きく０．７μｍより小さい値をもっているこ
と、 対向する第１電極と第２電極とが交差する複数の部分に
、１７／ｙ〒１　（Ｎは時分割数）より大きいバイアス
比の値をもった駆動信号を印加するマルチプレックス駆
動手段を備えていること、上記第１電極と第２電極とが
交差する複数の部分に、これらの交差部分を繰返し選択
駆動するためのフレーム周波数が時分割数より高い周波
数をもった駆動信号を印加するマルチプレックス駆動手
段を備えていること、 さらに、上記第１電極と第２電極とが交差する複数の部
分に、１／　ＪｙＴ了ＣＮは時分割数）より大きいバイ
アス比の値をもち、且つ、これらの交差部分を繰返し選
択駆動するためのフレーム周波数が時分割数Ｎより高い
周波数をもった駆動信号を印加するマルチプレックス駆
動手段を備えていること、 が望ましい。

〔作用〕

上記のように、本発明の液晶表示素子は、一対の基板間
に介在させる液晶の分子配列のツイスト角を　１８０°
〜２７０６　と大きくし、且つこのツイスト角に応じて
リターデーションΔｎ−ｄの値を、波長が４５０ｎｍ〜
５５０ｎｍの光に対して、０．４より大きく、　（，０
より小さくした。そのため、入射光は可視光帯域の長波
長側の光が液晶層の複屈折効果により楕円偏光となって
出射し、短波長側の光が液晶層の複屈折効果及び偏光面
を回転させる旋光力の作用によって、長軸が回転した楕
円偏光となって出射する。その結果、出射光は、可視光
の全波長帯域にわたって旋光力の作用で楕円偏光の長軸
が回転させられていないので、屈折率の波長依存性があ
るために波長ごとの旋光角の違いによって生ずる透過光
の着色がなくなる。したがって、本発明の液晶表示素子
は、無彩色の表示を有することができ、且つ光透過状態
に制御したときの透過率が高く、明るい表示を得ること
ができる。

この場合、液晶の光屈折率異方性Δｎを０．１２以下と
小さくしているため、液晶の光屈折率異方性の波長依存
性が小さくなり、透過光の着色をより一層確実に防ぐこ
とができる。

また本発明の液晶表示素子は、誘電穴方性Δεを液晶分
子の長軸に直交する方向の誘電率ε±の値で徐した誘電
定量Δε／ε上が１，０以下と小さい液晶を用いている
。その結果、対向する一対の基板間で液晶分子が挙動し
たときの液晶層に印加される有効な電圧の変化が少くな
り、応答速度が速く、且つγ特性が良くなる。

さらに本発明の液晶表示素子は、いずれか一方の基板の
配向処理方向と、この基板の外側に設けられる偏光板の
偏光軸とのなす角度が、１８０°〜１１５°の範囲で設
定され、且つ、一対の基板の外側に配置される一対の偏
光板の偏光軸の成す角は９０°〜２０°の範囲で設定さ
れている。したがって、前記一対の偏光板の偏光軸は、
液晶を透過する光の偏光状態に応じて最も適した方向に
設定することができるので、コントラストが高くなる。

さらにまた、本発明の液晶表示素子は、液晶層の層厚ｄ
を９μｍ以下、４即以上にしたので、電界強度が強く、
且つ、液晶分子の配向が側基板近傍の配向規制力によっ
て規制される液晶層の部分に比べて液晶層の中間で電界
によって配向が制御される液晶層の部分の割合が大きく
なり、その結果、急峻性、及び応答速度において優れて
いる。

また本発明の液晶表示素子は、プレチルト角が５°以下
であるので、電界印加状態における液晶分子の配向の変
化が大きくなって急峻性が良くなるとともに、プレチル
ト角の温度依存性が小さくなって、安定した配向が得ら
れる。

上述した本発明の液晶表示素子はマルチプレックス駆動
される。この場合、この液晶表示素子は、理論的な計算
によって得られた従来の適性バイアス電圧よりも高いバ
イアス電圧を印加するためのドライブ信号によって駆動
され、および／または時分割数より大きい値のフレーム
周波数をもった駆動信号によって駆動される。その結果
、高いバイアス電圧の印加、および／または高周波数の
駆動信号が用いられることによって、光遮断状態におけ
る透過率が低下し、高コントラストが得られる。

このように、本発明の液晶表示素子は、γ特性が優れ、
表示が着色せず、且つ高コントラストが得られ、したが
って、テレビジョンセットのような動画を表示するのに
最適である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、液晶表示素子の構造について説明する。

第１図はテレビジョン画像等の画像表示に利用されるマ
トリックス表示方式の液晶表示素子を示している。

第１図において、３１．３２はシール利３３を介して接
着された一対の透明基板であり、一方の基板、例えば入
射光側基板３１（図では下基板）の上面には、多数本の
ストライプ状透明走査電極３４が形成され、出射光側基
板３２（図では上基板）の下面には上記走査電極３４と
交差対向する多数本のストライプ状透明信号電極３５が
形成されている。さらにこの側基板３１．３２の互いに
対向する面にはそれぞれ配向処理が施されており、この
配向処理は、前記側基板の対向面に形成された配向膜３
６，３７と、これらの配向膜を一方向にラビングするこ
とからなっている。３８は両基板３１．３２間に封入さ
れたネマティック液晶であり、この液晶中には液晶分子
の配列をツイストさせるための光学活性物質（例えばカ
イラル液晶）が混入されており、この液晶３８の分子は
、側基板３１．３２の対向面の配向膜３６．３７と一方
向のラビングによりその向きを規制されて、両基板３１
．３２間においてツイスト配列している。

３９．４０は側基板３１．３２の外面に配置された一対
の偏光板である。なお、第１図では単純マトリックス型
の液晶表示素子を示したが、この液晶表示素子は、薄膜
トランジスタによって各画素電極を駆動するアクティブ
・マトリックス型のものでもよい。

次に、上記液晶表示素子における側基板３１゜３２の配
向処理方向および液晶分子配列のツイスト方向と、入射
光側偏光板３９と出射光側偏光板４０の偏光軸（透過軸
または吸収軸）の方向について説明する。ここでは、液
晶表示素子の視角位置Ｆ（コントラストが最も高く見え
る方向）が液晶表示素子の前縁側にくる場合の例を示す
。

第２図は入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１と入射光
側偏光板３９の偏光軸方向Ｂ１を示しており、入射光側
基板３１の配向処理方向Ａ１は、基板の横軸Ｘと平行な
実線矢印の方向から前記横軸Ｘを基準として透過光の進
行方向に向かって（図を紙面の裏面から見て）右回りに
３０’回転させた鎖線矢印の方向までの間の３０°の角
度範囲内に設定されている。

なお、以下に記す右回りおよび左回りは、いずれも透過
光の進行方向に向かって見た回転方向である。

第３図は出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２と出射光
側偏光板４０の偏光軸方向Ｂ２を示しており、出射光側
基板３２の配向処理方向Ａ２は、基板の横軸Ｘと平行な
実線矢印の方向から前記横軸Ｘを基準として左回りに３
０°回動させた鎖線矢印の方向までの間の３０°の角度
範囲内に設定されている。すなわち、入射光側基板３１
の配向処理方向Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向
Ａ２とは、０°　（平行）〜６０°の角度をもって交差
している。そして、側基板３１．３２間に封入されたネ
マティック液晶３８には左旋性の光学活性物質が混入さ
れており、この液晶３８の分子は側基板３１．３２間に
おいて左回りに、最小で１８０゜（側基板３１．３２の
配向処理方向ＡＩ、Ａ２とが平行の場合）から最大で２
４０°　（側基板３１゜３２の配向処理方向ＡＩ、Ａ２
との交差角が最大角６０°の場合）ツイスト配列されて
いる。第２図および第３図において、Ｔは液晶分子配列
のツイスト方向（以下液晶ツイスト方向という）を示し
ており、液晶分子はその左旋性により入射光側基板３１
から出射光側基板３２に向かって（図を紙面の裏側から
見て）左回りにツイスト配列されている。また、入射光
側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、第２図に示すように、入
射光側基板３１の配向処理方向Ａ１に対し、液晶分子配
列のツイスト角φが１８０°の場合でα＝１８０°〜１
４５゜（１１５°＋３０’）、前記ツイスト角φが２４
０°の場合でα＝１５０°　（１１５°＋３５°）〜１
１５°、液晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした範囲（
実線矢印の方向から鎖線矢印の方向の範囲）に設定され
ており、出射光側偏光板の偏光相方向Ｂ２は第３図に示
すように、液晶のΔｎの値に応じて、入射光側基板３１
の配向処理方向Ａ１に対し、７液晶分子配列のツイスト
角φが１８０°の場合てβ＝１２５°〜９０°　（６０
°＋３０°）、前記ツイスト角φが２４０°の場合でβ
＝９５°　（６０°＋３５°）〜６０６、液晶ツイスト
方向Ｔと逆方向にずらした範囲（実線矢印の方向から鎖
線矢印の方向の範囲）に設定されている。すなわちツイ
スト角および液晶のΔｎの値に応じて、入射光側偏光板
の偏光軸方向Ｂ１は、入射光側基板３１の配向処理方向
Ａ１に対しα＝１８０°〜１１５°の範囲にあり、出射
光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側基板３１の配
向処理方向Ａ１に対してβ＝１２５°〜６０°の範囲に
ある。また、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射光
側偏光板の偏光軸方向Ｂ２とのずれ角ψは、９０°〜２
０°である。

上記液晶表示素子は、液晶３８として、５４０ｎｍ〜５
５０ｎｍの波長における屈折率異方性Δｎの値が０．１
２以下のものを使用し、且つ液晶３８の光面折率異方性
Δｎと液晶層の層厚ｄ（第１図参照）との積で表わされ
るリターデーションΔｎ−ｄの値を、０．４〈Δｎ−ｄ
＜１．０の範囲に設定している。

このΔｎ−ｄの値は、０．５〜０．９の範囲にあるのが
望ましい。さらに望ましくはΔｎ−ｄの値は０．６〜０
．８の範囲である。また上記液晶３８としては、その誘
電異方性Δεと液晶分子軸方向に直角な誘電率ε⊥との
比で表わされる誘電定量Δε／ε±の値が１．Ｑ以下の
ものが使用されている。さらに上記液晶表示素子では、
液晶層の層厚ｄか、４伸≦ｄ≦９即であり、基板３１．
３２の配向膜３６，３７の近傍における液晶分子のプレ
チルト角が５°以下に設定されている。

しかして、上記実施例の液晶表示素子においては、一対
の基板３１．３２間における液晶分子配列のツイスト角
φを１８０°〜２４０°と大きくしているから、電界を
印加したときの光学的な変化が大きい。また、液晶３８
の誘電定量Δε／ε上の値を１．０以下と小さくしてい
るために、電界の印加により液晶分子が基板に対して垂
直に立って行くときの誘電率の変化が少なく、液晶３８
のインピーダンスの低下が小さい。そのため、液晶３８
に印加される実質的な電圧の低下が少なく、液晶３８に
は高い電圧が印加される。このようにツイスト角が大き
く、且つΔｎ−ｄの値が小さい液晶表示素子では、上記
インピーダンスの低下を小さく抑さえて液晶３８に高電
圧を印加することによるγ特性への影響が、従来の５Ｔ
Ｎ−ＬＣＤ等におけるような液晶の弾性定数を小さくす
ることによるγ特性への影響に比べてはるかに大きい。

よって、上記ツイスト角を大きくした点と、誘電定量Δ
ε／ε⊥を小さくしたことの２点によりγ特性が良くな
り、高時分割駆動に対しても良好なコントラストが得ら
れる。この場合、上記誘電定量Δε／ε±の値は小さい
方が好ましく、特に０，５以下であることが望ましい。

また、上記実施例では、上記ツイスト角に応じて、可視
光帯域のほぼ中央の波長光（λ＝　　５４０ｎｍ〜５５
０ｎｍ）に対するリターデーションΔｎ−ｄの値が０．
４−〜１．０μｍの範囲に設定されている。すなわち、
可視光帯域の中に複屈折の作用を受ける波長帯域と、旋
光の作用を受ける波長帯域とが存在するように前記リタ
ーデーションΔｎ−ｄの値が設定されている。そのため
、入射光は、長波長側の光が液晶層の複屈折の作用によ
り楕円偏光となって出Ａ＝）　Ｌ、短波長側の光が液晶
層の複屈折の作用と偏光面を回転させる旋光力の作用に
よって、長軸が回転させられた楕円偏光となって出射す
る。

したがってこの液晶表示素子によれば、旋光を可視光の
全波長帯域にわたって作用させることがないので、光屈
折率異方性Δｎの波長依存性による旋光角度の違いが小
さく、また、複屈折の作用を受ける波長帯域の光は、Δ
ｎ−ｄの値を調整することによりその楕円偏光の長軸を
前記旋光された光の楕円偏光の長軸にほぼ一致させるか
、または円偏光に近くすることができるので、各波長ご
との透過率の違いが少くなる。したがって、分光分布が
平坦となって着色しない表示が得られる。そして、この
場合、液晶の波長が５４０ｎｍ〜５５０ｎｍの光に対す
る光屈折率異方性Δｎの値が０，１２以下と小さいため
、液晶の光屈折率異方性Δｎ自体の波長依存性が小さく
、より一層、分光分布が平坦となり着色しない。

ここで、液晶分子配列のツイスト角φが２００゜リター
デーションΔｎ−ｄが０．８８１Ｕ、液晶の光屈折率異
方性Δｎが０．０９３　（５４３ｎｍ）の値をもった上
記実施例の液晶表示素子について、ＯＮ（光透過）状態
とＯＦＦ　（光処断）状態での分光特性を第４図に示し
、また、この第４図の分光分布に基づいて求めたＯＮ状
態とＯＦＦ状態での色相を珀５図に示した。これら第４
図および第５図と、従来の５ＴＮ−ＬＣＤにおける第２
２図および第２３図に示した分光特性および色相とを比
較すれば明らかなように、上記実施例の液晶表示素子は
、ＯＮ状態での透過率の波長依存性が小さく、分光分布
曲線がフラットであり、またＯＦＦ状態での偏光が小さ
く、コントラストが高い。そして、第５図から明らかな
ように、上記実施例の液晶表示素子は、ＯＮ、　ＯＦＦ
状態のいずれにおいてもその透過光が無彩色点Ｃに近く
、したがって、透過光の着色はほとんどない。

そして、上記液晶表示素子においては、いずれか一方の
基板の配向処理方向と、この一方の基板の外側に設けら
れる偏光板の偏光軸のなす角度αか１８０６〜１１５°
の範囲で設定され、且つ、一対の基板の外側に配置され
る一対の偏光板の偏光軸のなす角ψが９０°〜２０’の
範囲で設定されている。

このように入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１と入射
光側偏光板３９の偏光軸方向Ｂ１とのなす角αを１３５
°とし、入射光側偏光板３９の偏光軸方向Ｂ１と出射光
側偏光板４０の偏光軸Ｂ２とのなす角ψを６０°とした
上記液晶表示素子と、前記角αを４５°、前記角ψを３
０°とした液晶表示素子について、各方向から見たとき
のコントラストを測定した結果を［表１］に示した。

［表 １］ 但し、ツイスト角φ＝２４０°、縦方向の視角は、液晶
表示素子の法線方向を０°とし、平面的に見て上下方向
に傾いた方向から見たときの法線に対する角度で、上方
向に傾いた方向を（−）とする。

横方向の視角は、法線に対して左右に傾いた方向を表わ
す。

この［表１］から明らかなように、上記実施例のように
偏光板の偏光軸を設定したものの方が、比較例に比べて
コントラストが高い。したがって、一対の偏光板の偏光
軸は、液晶層を透過する光の偏光状態に応じて最も適し
た方向に設定されているので、透過状態における透過率
が高く、また光遮断状態における漏れ光を最小限に少く
することができ、その結果、コントラストが高い。

また、液晶表示素子においては、液晶層の層厚ｄが９仰
以上であると、液晶に作用する電界が弱くなって応答速
度が低下し、また液晶層の層厚ｄが４−以下であると、
電気的変化に対する光学的変化の急峻性が悪くなる。何
故ならば基板近傍の液晶分子は基板の配向規制力を受け
ているため、電界が印加されても配向は変わらない。こ
の配向が変わらない液晶の層厚は、液晶の種類および基
板面の配向膜に依存して異なるが、少なからず存在する
。そして、液晶層の層厚ｄが４部以下であると、液晶の
層厚ｄ中における電界に応じて配向が変わる液晶の層厚
部分の割合が小さくなる。したがって、液晶層の層厚ｄ
を４ｎ以下としたのでは、液晶層全体の電気的変化に対
する光学的変化が小さくなり、電気光学的変化の急峻性
は悪くなる。これに対して、上記実施例のように液晶層
の層厚ｄが、ｄ≧４−であれば、電界に対して配向が変
化しない液晶（基板近傍の配向規制力を受けている液晶
）の層厚部分の割合が、電界に応じて配向が変わる液晶
の層厚部分に比べて小さくなるから、上記電気光学的変
化の急峻性の低下はほとんどない。したがって、上記実
施例のように、液晶層の層厚ｄを４即≦ｄ≦９部の範囲
に設定しておけば、応答性の低下がなく、また電気光学
的変化の急峻性をさらに高くすることができる。

さらに、液晶表示素子では、基板面近傍における液晶分
子のプレチルト角が５°より大きいと、このプレチルト
角の温度依存性が大きくなり、また液晶分子配列が不均
一になるだけでなく、電気光学的変化の急峻性も悪くな
る。このため、上記実施例では、基板３１．３２の配向
膜３６，３６近傍の液晶分子のチルト角を５°以下にす
ることによって、チルト角の温度依存性を小さくしてチ
ルト角の安定性を向上させ、且つ電気光学的変化の急峻
性を高く保っている。

なお上記実施例では、一対の基板３１．３２間における
液晶分子配列のツイスト角φを１８０°〜２４０°とし
ているが、このツイスト角φは１８０゜〜２７０°の範
囲であっても、上記の作用効果が得られる。

また、上記実施例では、入射光側偏光板３つの偏光軸方
向Ｂ１を、入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１に対し
て液晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらしているが、この
入射光側偏光板３つの偏光軸方向Ｂ１は、入射光側基板
３１の配向処理方向Ａ１に対して液晶ツイスト方向Ｔと
同方向にずらしてもよい。また液晶分子配列のツイスト
方向Ｔは左回りに限らず右回りでもよい。

以下に、上述した実施例に従ったより具体的な実施例に
ついて説明する。

まず、液晶分子配列のツイスト角φを１８０”に設定し
た第１の実施例について説明する。ツイスト角φが１８
０°の場合、入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１と出
射光側基板３２の配向処理方向とは平行な同一方向であ
り、入射光側偏光板３９の偏光軸（透過軸）Ｂｌは、入
射光側基板３１の配向処理方向Ａ１に対してα−１６０
°〜１８０°の範囲に、出射光側偏光板４０の偏光軸（
透過軸）Ｂ２は、入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１
に対してβ−９０°〜１１０°の範囲に設定される。そ
して、液晶のりタープ−ジョンΔｎ−ｄの値は、０．５
−〜０．７−の範囲に設定される。

この場合の入射光側及び出射光側偏光板の偏光軸の角度
とコントラストとの関係を第６図に示した。この第６図
は、リターデーションΔｎ−ｄの値を０．６５μとし、
波長が５４０ｎｍの光（緑色光）を用い、１／１１２デ
ユーテイでマルチプレックス駆動したとき、入射光側偏
光板の偏光軸の角度αに対して最大コントラストが得ら
れる出射光側偏光板の偏光軸の角度βを曲線ａで示し、
この時のコントラストの値を曲線すで示している。この
図から明らかなように、入射光側偏光板の偏光軸の角度
αが１８０°〜１６０°、出射光側偏光板の偏光軸の角
度βが９０°〜１（０°の範囲で、コントラストか９０
以上を示し、従来のＴＮ−ＬＣＤや５ＴＮＬＣＤのコン
トラストと比較して極めて高い。そして、上述した偏光
板の偏光軸の角度α、βとコントラストの関係は、リタ
ーデーションΔｎ−ｄの値を０．５伸〜０．７μ−に設
定した場合にも同様の結果が得られる。

この実施例におけるリターデーションΔｎ−ｄの値に対
する各色光の透過率、コントラスト、および透過率に視
感度を乗じたＹ値の関係を、リターデーションΔｎ−ｄ
を（１、５Ｂｍ　、　　０　、　Ｂ　１ｕｂ　、　　０
　、７４ｍにそれぞれ選んだ３種類の例について調べた
結果を［表２］に示し、比較のために、従来のＴＮ−Ｌ
ＣＤおよび５ＴＮ−ＬＣＤにおける各色光に対する透過
率、コントラスト及びＹ値の関係を［表３コに示した。

なお、［表２］および［表３］は、１／１１２デユーテ
イでマルチプレックス駆動したときの測定値である。

この［表２］と［表３］とを比較すれば明らかなように
、上記第１の実施例の液晶表示素子は、いずれの例も、
従来のＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示素子よりコントラス
トが高く、分光分布がフラットである。そして［表２３
において、リターデーションΔｎ−ｄが０．６μｍの例
１は、コントラスト及びＹ値が最も優れている。なお、
リターデーションΔｎ−ｄが０．５μｍの例２では、赤
色光に対する画素ＯＮ状態の値が低くなって、表示が暗
くなる傾向を示し、またリターデーションΔｎ−ｄが０
．７如の例３では、Ｙ値が悪化する傾向を示す。

したがってツイスト角が１８０°の場合は、リターデー
ションΔｎ−ｄの値は０．５〜０，７μの範囲であるの
が望ましい。

次に、本発明を用いた他の具体的な実施例について、第
７図〜第１２図を参照して説明する。

第７図に示す第２の実施例は、液晶分子配列のツイスト
角φを＋−８０°　　リターデーションΔｎ・ｄの値を
０．６即としたもので、入射光側基板３１の配向処理方
向Ａ１と出射光側延板３２の配向部捜方向Ａ２は基板横
軸Ｘと平行であり、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は
、入射光側基板３］の配向処理方向Ａ１に対してα＝ｔ
７０°液晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向とさ
れ、また出射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側
基板３１の配向処理方向Ａ］に対してβ＝１００°液晶
ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向に設定されてい
る。この場合の入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射
光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２とのすれ角ψは７０°てあ
り、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は基板横軸Ｘに対
して液晶ツイスト方向Ｔと同方向に１０°ずれ、出射光
側偏光板の偏光軸方向Ｂ２は基板縦軸Ｙに対して液晶ツ
イスト方向Ｔと逆方向にｌＯｏずれている。

第８図に示す第３の実施例は、液晶分子配列のツイスト
角φを　１８０°　リターデーションΔｎ−ｄの値を０
．７μとしたもので、入射光側基板３１の配向処理方向
Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２は第７図と
同じであり、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、入射
光側基板３１の配向処理方向Ａ１に対してα＝１６５°
波品ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向、出射光側
偏光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側基板３１の配向処
理方向Ａ１に対してβ＝１０５°戒晶ツイスト方向Ｔと
逆方向にずらした方向に設定されている。

この場合の入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射光側
偏光板の偏光軸方向Ｂ２とのすれ角ψは６０°であり、
入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、基板横軸Ｘに対し
て液晶ツイスト方向Ｔと同方向に１５°ずれ、出射光側
偏光板の偏光軸方向Ｂ２は、基板縦軸Ｙに対して液晶ツ
イスト方向Ｔと逆方向に１５°ずれている。

また第９図に示した第４の実施例は、液晶分子配列のツ
イスト角φを２００°　リターデーションΔｎ−ｄの値
を０，７μｍとしたもので、入射光側基板３１の配向処
理方向Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２は基
板横軸Ｘに対して互いに逆方向に１０°ずつずらした方
向とされ、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、入射光
側基板３１の配向処理方向Ａ１に対してα＝１６５°液
晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向、出射光側偏
光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側基板３１の配向処理
方向Ａ１に対し・てβ＝８５°　（出射光側基板３２の
配向処理方向Ａ２に対しては１０５°）液晶ツイスト方
向Ｔと逆方向にずらした方向に設定されている。この場
合の、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射光側偏光
板の偏光軸方向Ｂ２とのずれ角ψは８０°であり、入射
光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は基板横軸Ｘに対して液晶
ツイスト方向Ｔと同方向に５°ずれ、出射光側偏光板の
偏光軸方向Ｂ２は基板縦軸Ｙに対して液晶ツイスト方向
Ｔと逆方向に５°ずれている。

第１０図に示した第５の実施例は、液晶分子配列のツイ
スト角φを２００°　リターデーションΔｎ−ｄの値を
０．９μｍとしたもので、入射光側基板３１の配向処理
方向Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２は第９
図と同じであり、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、
入射光側基板３］の配向処理方向Ａ１に対してα＝１５
０°岐晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向、出射
光側偏先板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側基板３１の配
向処理方向Ａ１に対してβ＝１００°　（出１１光側基
板３２の配向処理方向Ａ２に対しては１２０°）液晶ツ
イスト方向Ｔと逆方向にずらした方向に設定されている
。この場合の入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射光
側偏光板の偏光軸方向Ｂ２とのずれ角は５０°であり、
入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は基板横軸Ｘに対して
液晶ツイスト方向Ｔと同方向に２０°ずれ、また出射光
側偏光板の偏光軸方向Ｂ２は基板縦軸Ｙに対して液晶ツ
イスト方向Ｔと逆方向に２０°ずれている。

第１１図に示した第６の実施例は、液晶分子配列のツイ
スト角φを２４０°　　リターデーションΔｎ−ｄの値
を０，６μｓとしたもので、入射光側基板３１の配向処
理方向Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２は基
板横軸Ｘに対して互いに逆方向に３０°ずつずらした方
向とされ、入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１は、入射光
側基板３１の配向処理方向Ａ１に対してα＝１３５°液
晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした方向、出射光側偏
光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射光側基板３１の配向処理
方向Ａ１に対してβ＝７５°　（出射光側基板３２の配
向処理方向Ａ２に対しては＋３５”）液晶ツイスト方向
Ｔと逆方向にずらした方向に設定されている。この場合
の入射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ１と出射光側偏光板の
偏光軸方向Ｂ２とのずれ角ψは６０°であり、入射光側
偏光板の偏光軸方向Ｂ１は基板横軸Ｘに対して液晶ツイ
スト方向Ｔと同方向に１５°ずれ、出射光側偏光板の偏
光軸方向Ｂ２は基板縦軸Ｙに対して液晶ツイスト方向Ｔ
と逆方向に１５°ずれている。

さらに、第１２図に示した第７の実施例は、液晶分子配
列のツイスト角φを２４０°　リターデーションΔｎ−
ｄの値を０，８μｍとしたもので、入射光側基板３１の
配向処理方向Ａ１と出射光側基板３２の配向処理方向Ａ
２は第１１図と同じであり、入射光側偏光板の偏光軸方
向Ｂ］は、入射光側基板３１の配向処理方向Ａ１に対し
てα＝１１５°液晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらした
方向とされ、出射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２は、入射
光側基板３１の配向処理方向Ａ］に対してβ−９２，５
゜（出射光側基板３２の配向処理方向Ａ２に対しては１
．５２　、５°）液晶ツイスト方向Ｔと逆方向にずらし
た方向に設定されている。この場合の入射光側偏光板の
偏光軸方向Ｂ１と出射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２との
ずれ角ψは２２．５°であり、入射光側偏光板の偏光軸
方向Ｂ１は、基板横軸Ｘに対して液晶ツイスト方向Ｔと
同方向に３５°ずれ、出射光側偏光板の偏光軸方向Ｂ２
は、基板縦軸Ｙに対して液晶ツイスト方向Ｔと逆方向に
３２．５°ずれている。

次に、上記実施例の液晶表示素子を駆動する場合につい
て説明する。

」二連したように構成された液晶表示素子は、第１３図
に示された駆動回路によってマルチプレックス駆動され
る。すなわち、入射光側基板３１に配列された複数の走
査電極３４はそれぞれ走査電極ドライバ４１に接続され
、出射光側基板３２に配列された複数の信号電極３５は
それぞれ信号電極ドライバ４２に接続されている。上記
走査電極ドライバ４１は、タイミング信号発生部４３か
らのタイミング信号と、電源４４から複数の電源電圧の
供給を受け、所望のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚま
たは１２０Ｈｚ）をもった走査信号を個々の信号電極３
４に順次所定のタイミングずつ周期をすらせて供給する
。信号電極ドライバ４２は、タイミング信号発生部４３
と電源４４からタイミング信号と複数の電源電圧の供給
を受け、表示信号発生部４５から出力された表示信号に
従って、前記走査信号に同期した選択または非選択の駆
動信号を前記信号電極にり−える。ここで、上記表示信
号発生部４５は、表示装置の外部から供給される表示デ
ータを受け、タイミング信号発生部４３からのタイミン
グ信号に同期した表示信号を発生し、信号電極ドライバ
４２に供給する。これによって、信号電極３５と走査電
極３４との交差する部分が信号電極３５に与えられた駆
動信号によって任意に選択駆動され、所望のパターンが
表示される。

選択点の画電極３５．３４間に印加される電圧の波形は
第１４図（ａ）に示した波形であり、選択期間に高い動
作電圧Ｖ。が印加され、他の非選択期間にはバイアス電
圧ＶＩＩが印加される。半選択点の両電極３５．３４間
に印加される電圧の波形は第１４図（ｂ）に示した波形
であり、選択期間にしきい値電圧より低い非動作電圧Ｖ
ｎが印加され、他の非選択期間にはバイアス電圧ＶＢが
印加される。また非選択点の両電極３５．３４間には、
第１４図（ｃ）に示した波形のバイアス電圧ＶＢが印加
されている。

上記液晶表示素子は、上述したマルチプレックス駆動に
よって、通常、動作マージンを最も大きくすることがで
きるとされている理論的な計算値で得られた従来の適性
バイアス比より大きなバイアス比となるようなバイアス
電圧を印加され、および／または周波数が時分割に対応
したフレーム周波数より高いフレーム周波数をもった走
査信号および駆動信号によって駆動される。

すなわち、上記駆動方法におけるバイアス比Ａは、Ｎを
時分割数とするとき、 ＶＳＥｏ：駆動信号の電圧 ＶｃｏＭ：走査信号の電圧 の条件を満足するものであり、この実施例におけるフレ
ーム周波数は、従来の適正なフレーム周波数の整数倍で
あって、例えば２倍である。

このような駆動方法で実際に液晶表示素子をフレーム周
波数を８０Ｈｚで駆動したときの駆動電圧波形を第１５
図（ａ）に示し、そのときの透過率特性を第１５図（ｂ
）に示した。また、フレーム周波数を１２０Ｈｚで駆動
したときの駆動波形を第１６図（ａ）に示し、そのとき
の透過率特性を第１６図（ｂ）に示した。この第１５図
（ｂ）および第１６図（ｂ）から明らかなように、従来
の適性バイアスで駆動した場合の透過率特性を示す曲線
Ｃ１ｅに比べて、バイアス比を大きくした上記実施例の
駆動電圧で駆動した場合の透過率特性を示す曲線ｄ、ｆ
の方が、光遮断状態における漏れ光量が少ない。また、
第１５図（ｂ）と第１６図（ｂ）とを比べると、　１２
０Ｈｚのフレーム周波数で駆動した方が［１０Ｈｚのフ
レーム周波数で駆動した場合に比べて漏れ光量が極めて
少い。

また、上記実施例の液晶表示素子において、ツイスト角
が異なる素子を上述した駆動電圧で駆動したときのコン
トラストを［表４］に示し、また比較のために従来例も
［表４］に併せて示した。

なお、この［表４］のデータは、ｌ／１２０デユーテイ
でマルチプレックス駆動した場合のデータであり、測定
温度は２７°Ｃである。

この［表４］に示すように、従来例と上記実施例の各側
４，５．６を比べると、バイアス比の値が大きい方がコ
ントラストが高く、また、従来例と各側５，４．６とを
比べると、フレーム周波数が高い方がコントラストが高
い。

上述したように、上記実施例の液晶表示素子は、ツイス
ト角を大きくしているために、γ特性が極めて良くなっ
ている。また上記実施例の液晶表示素子は、上記駆動方
法のようにバイアス比の値を従来の適性バイアスより大
きくすることによって動作マージンは低下するが、この
場合、遮光状態の漏れ光が少ない方がコントラストが高
くなる。

そして、バイアス比の値をさらに大きくすると、光遮断
状態に制御する選択点の液晶分子は基板に対してより垂
直に配列するため漏れ光が少くなるか、その反面、動作
マージンの低下によって、光透過状態に制御するときの
透過率が低下する。したがって、バイアス比の値を大き
くしていくとコントラストの極大値が存在する。よって
、バイアス比の値は、上述したコントラストの極大値が
現われるまでの゛範囲で大きくすることができる。

上述した実施例のより具体的な例について説明する。上
述したように構成された液晶表示素子の電気光学特性を
［表５］に示した。比較のために、従来のＴＮ−ＬＣＤ
と５ＴＮ−ＬＣＤの電気光学特性も併せて［表５］に示
す。この場合の測定温度は２５℃である。なお、［表５
］においてＶｔｈは各素子におけるコントラストの最大
値が得られる動作電圧である。

また、上記例に使用されるネマティック液晶の物性値を
［表６］に示した。この［表６］において、液晶■と液
晶■は、［表５コのＴＮ−ＬＣＤと５ＴＮ−ＬＣＤに用
いられる液晶であり、液晶■〜液晶■は、上記［表５］
の例で用いられた液晶である。

上記［表５コに示されるように、従来のＴＮＬＣＤおよ
び５ＴＮ−ＬＣＤに比べて上記実施例の各素子例の方が
コントラストが高く、また着色することがなく、高デユ
ーテイのマルチプレックス駆動ができる。

また、［表５］において、例７と例８は、同じ液晶表示
素子を異なるバイアス比の駆動信号で駆動したものであ
り、バイアス比を１／７で駆動した例８は、コントラス
トが極めて高い。

さらに、例９は例７と同じ液晶表示素子を、フレーム周
波数が２倍（１２０Ｈｚ）の駆動信号で駆動した例であ
り、このようにフレーム周波数を高くした場合も、コン
トラストは２４とかなり高い。このように、バイアス比
を大きくすること、および／またはフレーム周波数を高
くすることは、非選択期間での漏光を軽減する効果があ
り、ＯＦＦ時の透過率を顕著に下げてコントラストを大
幅に向上させることができる。

また、例１０は、使用する液晶の光屈折率異方性Δｎの
値を若干大きくシ（液晶■のΔｎの値は、０．１０７　
　［表６］参照）、液晶層の層厚ｄも若干大きくしてリ
ターデーションΔｎ−ｄの値を僅かに大きくした例であ
り、この場合も、リターデーションΔｎ−ｄの値に応じ
て偏光板配置を第１２図のような適正配置とすれば、コ
ントラストを２０と高くすることができる。なお、この
ようにリターデーションΔｎ−ｄの値を大きくする場合
は、本発明の条件を満した上で、できるだけ光屈折率異
方性Δｎの大きい７夜晶を使用するのが望ましく、Δｎ
が大きければそれたけ液晶層の層厚ｄは小さくてすむか
ら、応答性の面で有利である。しかし、透過光の着色を
防ぐ上からは、Δｎの値が小さい方が望ましい。したが
ってこのΔｎの値は、応答性と着色とのどちらに重点を
置くかによって適宜選択すればよい。

さらに、例１１は、光屈折率異方性Δｎの小さい液晶Ｖ
（Δｎ＝０゜０９３［表６コ参照）を使用し、Δｎ−ｄ
の値に応じて偏光板配置を第９図のような適正配置とし
て、フレーム周波数１２０Ｈｚで駆動したもので、この
例１１によれば、従来のＳＴＮ−ＬＣＤよりも小さなツ
イスト角（２００°）でも、上記５ＴＮ−ＬＣＤに比べ
てはるかに高いコントラスト（コントラスト比１９）を
得ることができる。

また、上記各実施例の液晶表示素子は、いずれも透過光
の着色がなく、またＯＮ状態での光の透過率も高くて、
十分な明るさの画像を表示する。

〔発明の効果〕

請求項１〜７の発明の液晶表示素子によれば、入射光は
可視光帯域の長波長側の光が液晶層の複屈折効果により
楕円偏光となって出射し、短波長側の光が液晶層の複屈
折効果及び偏光面を回転させる旋光力の作用により長軸
が回転した楕円偏光となって出射する。その結果、出射
光は、可視光の全波長帯域にわたって旋光力の作用で楕
円偏光の長軸が回転させられていないので、屈折率の波
長依存性があるために波長ごとの旋光角の違いによって
生ずる透過光の着色がなくなる。また、液晶の光屈折率
異方性の波長依存性が小さくなり、透過光の着色をより
一層確実に防ぐことができるし、さらに対向する一対の
基板間で液晶分子が挙動したときの液晶層に印加される
有効な電圧の変化か少くなり、応答速度が速く、目、つ
γ特性か良くなる。さらに、一対の偏光板の偏光軸は、
液晶を透過する光の偏光状態に応じて最も適した方向に
設定することができ、したがってコントラストが高くな
る。

また、本発明の液晶表示素子はマルチプレックス駆動さ
れるが、請求項８〜ｌＯの発明の液晶表示素子は、理論
的な計算によって得られた従来の適性バイアス電圧より
も高いバイアス電圧を印加するためのドライブ信号によ
って駆動され、および／または時分割数より大きい値の
フレーム周波数をもったドライブ信号によって駆動され
るため、高いバイアス電圧の印加、および／または高周
波数のドライブ信号が用いられることによって、光遮断
状態における透過率が低下し、高コントラストが得られ
る。

したかって、本発明の７夜晶表示素子は、γ特性が優れ
、表示が着色せず、且つ高コントラストが得られ、テレ
ビジョンセットのような動画を表示するのに最適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の基本的な実施例を示したもの
で、 第１図は液晶表示素子の断面図、 第２図は入射光側基板の配向処理方向と入射光側偏光板
の偏光軸の方向との関係を示す平面図、第３図は出射光
側基板の配向処理方向と出射光側偏光板の偏光軸の方向
との関係を示す平面図、第４図はＯＮ状態とＯＦＦ状態
の透過光の分光分布を示す分光特性図、 第５図はＯＮ状態とＯＦＦ状態の透過光の色を第４図の
分光特性に基づいて求めたＣＩＥ色度図、第６図は入射
光側偏光板の偏光軸の方向と出射光側偏光板の偏光軸の
方向に対するコントラストの変化を示す図である。 第７図〜第１２図は本発明の具体的な実施例を示したも
ので、 第７図は第１の実施例を示す、ツイスト角φ＝１８０°
　Δｎ−ｄ＝０．６とした液晶表示素子の入射光側基板
と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光板と
出射光側偏光板の偏光軸の方向を示す平面図、 第８図は第２の実施例を示す、ツイスト角φ＝１８０°
　Δｎ−ｄ＝０．７とした液晶表示素子の入射光側基板
と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光板と
出射光側偏光板の偏光軸の方向を示す平面図、 第９園は第３の実施例を示す、ツイスト角φ＝２００°
　Δｎ−ｄ＝０．７とした液晶表示素子の入射光側基板
と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光板と
出射光側偏光板の偏光軸の方向を示す平面図、 第１０図は第４の実施例を示す、ツイスト角φ＝２００
°　Δｎ−ｄ＝０．．９とした液晶表示素子の入射光側
基板と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光
板と出射光側偏光板の偏光軸の方向を示す平面図、 第１１図は第５の実施例を示す、ツイスト角φ−２４０
°　Δｎ−ｄ−０．６とした液晶表示素子の入射光側基
板と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光板
と出射光側偏光板の偏光軸の方向を示すｌ乙部図、 第１２図は第６の実施例を示す、ツイスト角φ＝２４０
°　Δｎ−ｄ＝０．８とした液晶表示素子の入射光側基
板と出射光側基板の配向処理方向および入射光側偏光板
と出射光側偏光板の偏光軸の方向を示す平面図である。 第１３図は本発明の液晶表示素子を駆動する駆動回路の
概略構成を示すブロック回路図、第１４図は本発明の液
晶表示素子において液晶を介して対向する信号電極と走
査電極との間に印加される、選択点と、半選択点と、非
選択点の電圧を示す電圧波形図、 第１５図は本発明の液晶表示素子をフレーム周波数が６
０Ｈｚの駆動信号で駆動するときのＯＮ状態における印
加電圧の波形と、この波形の電圧を液晶に印加したとき
の光の透過率の変化を示す図、第１６図は本発明の液晶
表示素子をフレーム周波数が１２０Ｈｚの駆動信号で駆
動するときのＯＮ状態における印加電圧の波形と、この
波形の電圧を液晶に印加したときの光の透過率の変化を
示す図である。 第１７図は従来のＴＮ型７夜品表示素子における配向処
理方向と、偏光板の偏光軸の方向との関係を示す概略斜
視図、 第１８図は従来のＳＴＮ型液晶表示素子における配向処
理方向と、偏光板の偏光軸の方向との関係を示す概略斜
視図、 第１９図は従来のＯＭＩ型液晶表示素子における配向処
理方向と、偏光板の偏光軸の方向との関係を示す概略斜
視図、 第２０図はＳＴＮ型またはＯＭＩ型戒晶液晶素子を変形
した従来の液晶表示素子における配向処理方向と、偏光
板の偏光軸の方向との関係を示す概略斜視図、 第２１図は第１７図に示したＴＮ型波晶表示素子におけ
るＯＮ状態とＯＦＦ状態の透過光の分光分布を示す分光
特性図、 第２２図は第１８図に示したＳＴＮ型液晶表示素子にお
けるＯＮ状態とＯＦＦ状態の透過光の分光分布を示す分
光特性間、 第２３図は第１８図に示したＳＴＮ型波品表示素子にお
けるＯＮ状態とＯＦＦ状態の透過光の色を第２２図の分
光特性に基づいて求めたＣＩＥ色度図である。 ３１・・・入射光側基板 ３２・・・出射光側基板 ３３・・・シール材 ３４・・・走査電極 ３５・・・信号電極 ３６．３７・・・配向膜 ３８・・・液晶 ３９・・・入射光側偏光板 ４０・・・出射光側偏光板 Ａ１・・・入射光側基板の配向処理方向Ａ２・・・出射
光側基板の配向処理方向Ｂ１・・・入射光側偏光板の偏
光軸方向Ｂ２・・・出射光側偏光板の偏光軸方向智會壷 ，Ｑ ０つ　寸

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の第１電極が配列された第１の基板と、 前記第１電極に対向する第２電極が配列され、前記第１
   の基板に対し所定の間隙を隔てて対峙するようにシール
   材によって接合された第２の基板と、 前記第１の電極の表面および第１の基板の表面を覆い、
   液晶分子を第１の方向に整列させて配列させるための第
   １の配向手段と、 前記第２の電極の表面および第２の基板の表面を覆い、
   液晶分子を前記第１の方向と異なった第２の方向に整列
   させて配列させるための第２の配向手段と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間隙に介在され、
   前記第１の配向手段と第２の配向手段との間で所定角度
   のねじれをもってツイスト配向させられるネマティック
   液晶と、 前記液晶の層の外側に配置された偏光板とからなり、 前記第２の配向手段は、透過光の進行方向へ向かって見
   たとき、前記第１の方向から予め定めた第１の回転方向
   に測って０°〜９０°で交差する前記第２の方向に液晶
   分子を整列させて配列させるための配向処理が施されて
   おり、 前記液晶は、その光屈折率異方性Δｎが０．１２以下、
   誘電異方性Δεと分子軸に垂直な方向の誘電率ε⊥との
   比Δε／ε⊥で表される誘電定量が１．０以下の値をも
   ち、且つ、前記光屈折率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄと
   の積で表されるリターデーションΔｎ・ｄが、波長が４
   ５０ｎｍ〜５５０ｎｍの光に対して、０．４μｍより大
   きく１．０μｍより小さい値をもっており、 前記液晶の分子は、前記第１の配向手段と前記第２の配
   向手段との間で、透過光の進行方向へ向かって見たとき
   、前記第１の回転方向に１８０°〜２７０°ねじれてツ
   イスト配向させられていることを特徴とする液晶表示素
   子。
2. （２）液晶層の層厚ｄは、４μｍ以上、９μｍ以下であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. （３）液晶は、誘電異方性Δεと分子軸に垂直な方向の
   誘電率ε⊥との比Δε／ε⊥で表される誘電定量が０．
   ５以下の値をもっていることを特徴とする請求項１に記
   載の液晶表示素子。
4. （４）第１と第２の配向手段のうち、少なくとも一方の
   配向手段は、その表面近傍の液晶分子を前記表面に対し
   て５°以下のプレチルト角をもって配向させる配向膜の
   表面にラビングによる配向処理を施したものであること
   を特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
5. （５）偏光板は、第１の配向手段の外側に配置され透過
   光の進行方向へ向かって見たとき第１の方向から第１の
   回転方向に測って１８０°〜１１５°で交差する方向に
   偏光軸をもった第１の偏光板と、第２の配向手段の外側
   に配置され透過光の進行方向へ向かって見たとき前記第
   １の偏光板の偏光軸の方向から第１の回転方向に測って
   ９０°〜２０°で交差する方向に偏光軸をもった第２の
   偏光板とからなることを特徴とする請求項１に記載の液
   晶表示素子。
6. （６）第２の配向手段は、透過光の進行方向へ向かって
   見たとき、第１の方向から第１の回転方向に測って０°
   〜６０°で交差する第２の方向に液晶分子を整列させて
   配列させるための配向処理が施されたものであり、液晶
   分子は、第１の配向手段と第２の配向手段との間で、透
   過光の進行方向へ向かって見たとき、第１の回転方向に
   １８０°〜２４０°ねじれてツイスト配向させられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
7. （７）液晶は、光屈折率異方性Δｎと液晶 層の層厚ｄとの積で表されるリターデーションΔｎ・ｄ
   が０．５μｍより大きく０．７μｍより小さい値をもっ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子
   。
8. （８）対向する第１電極と第２電極とが交差する複数の
   部分に、１／√／〔Ｎ＋１〕（Ｎは時分割数）より大き
   いバイアス比の値をもった駆動信号を印加するマルチプ
   レックス駆動手段を備えていることを特徴とする請求項
   １に記載の液晶表示素子。
9. （９）対向する第１電極と第２電極とが交差する複数の
   部分に、これらの交差部分を繰返し選択駆動するための
   フレーム周波数が時分割数より高い周波数をもった駆動
   信号を印加するマルチプレックス駆動手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
10. （１０）対向する第１電極と第２電極とが交差する複数
    の部分に、１／〔Ｎ＋１〕（Ｎは時分割数）より大きい
    バイアス比の値をもち、且つ、これらの交差部分を繰返
    し選択駆動するためのフレーム周波数が時分割数Ｎより
    高い周波数をもった駆動信号を印加するマルチプレック
    ス駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記
    載の液晶表示素子。