JPH0980390A

JPH0980390A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0980390A
Application number: JP7237194A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sawayama; 豊澤山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】保持電圧印加時に直ちに配向を安定化して安
定した過渡応答特性で出力でき、かつ、応答速度が１ｍ
ｓｅｃ以下であり、しかも動画表示を可能とする。【解決手段】一対の基板に狭持され、各々の液晶分子
が該基板に対し略平行である液晶部と、液晶部への特定
の偏光光、および該液晶部からの特定の偏光光のうち、
少なくともいずれかを得る偏光素子とリターデイション
補償手段とを備え、液晶層の複屈折効果を利用し、信号
電圧を印加する以前に、第１の予備電圧としての信号電
圧以上の電圧と第２の予備電圧としての信号電圧以下の
電圧との少なくとも一方の電圧が液晶層に印加されると
共に、該少なくとも一方の電圧と該信号電圧との印加の
際に、液晶層の厚み方向中央付近の液晶分子が該基板と
ほぼ垂直方向に配向する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の光学的な過
渡応答特性を利用した高速応答型の液晶表示装置に関
し、特に、安定な出力が可能な新規な高速応答型の液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置として、ネマティック液晶
を用いたものが知られている。このネマティック液晶を
用いた液晶表示装置は、液晶の応答速度が遅いという難
点がある。その理由は、以下の通りである。

【０００３】電界効果を利用した液晶表示方式では、一
般に、液晶分子の配向変化における立ち上がりは印加す
る電圧により決定されることが知られている。これに対
し、液晶分子の配向の立ち下がりは、配向変化の自然な
緩和を利用するため外力にはほとんど依存しない。この
緩和に要する時間が、液晶表示装置の応答速度の遅さに
大きく影響する。このため、緩和に要する時間が長いネ
マティック液晶を用いた液晶表示装置においては、液晶
の応答速度が遅いものとなる。

【０００４】このようなネマティック液晶を用いた液晶
表示装置において、液晶を高速に駆動する方式が提案さ
れている［Shin-Tson Wu and Ching-Sheng Wu,Invited
paper presented at the 3rd International Topical M
eeting on Optics of LCs,Oct..15,1990,Italy］。以
下、この提案方式を高速緩和方式と称する。

【０００５】上記高速緩和方式は、ホモジニアス配向の
液晶に高電圧を印加し、初期配向状態からの大きな配向
変化によって生じる配向エネルギと、初期配向状態の配
向エネルギの落差とを利用し、分子配向の高速な緩和を
生じさせ、その過渡応答特性を利用する方式である。こ
の方式により、応答速度が数１０μｓｅｃのネマティッ
ク液晶光シャッタが得られる。

【０００６】他の方式としては、液晶セルに光学補償セ
ルを付加すると共に、この光学補償セルに５Ｖ〜８Ｖ程
度の電圧を付与することによりリターデイションが０と
なるようにした前記液晶セルを、特願平５−３２０３３
５号に記載された駆動電圧波形で駆動する方式がある。
ここで、「特願平５−３２０３３５号に記載された駆動
電圧波形で駆動する方式」とは、液晶層の複屈折効果を
利用し、液晶層の印加電圧と光透過率との特性における
光透過率を最大とする極限値と該光透過率を最小とする
極値との印加電圧間で光学的なｏｎ、ｏｆｆを行うよ
う、信号電圧を印加する以前に、第１の予備電圧として
の信号電圧以上の電圧と第２の予備電圧としての信号電
圧以下の電圧との少なくとも一方の電圧を液晶層に印加
する方式をいう。このことは、以下においても同様であ
る。

【０００７】この方式により、１０Ｖ以下の駆動電圧
で、応答速度１ｍｓｅｃ以下である光シャッタが得られ
る。加えて、特願平５−３２０３３５号の駆動電圧波形
を使用することにより、マトリックス表示や動画表示が
可能となる上、応答速度１ｍｓｅｃ以下という高速応答
性を有するようにでき、フィールドシーケンシャル液晶
表示装置を作製することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ネ
マティック液晶を用いて高速応答の表示を行う場合に、
上述した高速緩和方式においても、特願平５−３２０３
３５号の駆動電圧波形を使用する方式においても、それ
ぞれ以下の問題がある。

【０００９】高速緩和方式の場合は、基板表面の配向規
制力を受けた液晶分子の複屈折性（残留複屈折）を電圧
により消すためには、数１０Ｖ〜１００Ｖといった高電
圧が必要となり表示装置としては不向きである。更に、
或る時間に表示を行った場合、その直前の状態が配向エ
ネルギの高い状態への遷移期間となっているため、動画
表示には向かないという問題である。

【００１０】一方、特願平５−３２０３３５号の駆動電
圧波形を使用する方式の場合は、基板表面の配向規制力
を受けた液晶分子による残留複屈折を、光学補償セルを
使用して打ち消し、これにより駆動電圧の低減化を図っ
たとき、その光学応答特性は液晶層の中間層（バルク）
の液晶分子の影響を主として受けることとなる。換言す
ると、この方式は、光学補償セルに所定の電圧を付与す
ることによりリターデイションを０とし、電圧無印加期
間を設けることで高速な緩和を起こさせ、所定の透過率
を示す配向状態となった時に、その配向状態を保持する
保持電圧を印加する方法であるが、バルクの液晶分子は
この保持電圧を印加した場合に減衰振動しつつ安定す
る。この減衰振動により光学特性に「ゆらぎ」が生じる
という問題がある。

【００１１】以下に、「ゆらぎ」の生じる理由につき説
明する。

【００１２】特願平５−３２０３３５号の駆動電圧波形
を使用する方式の場合、液晶の屈折率異方性を大きくす
ることにより、液晶分子の微小変位で大きな光学変化を
得ようする技術である。ここで、セル厚が、たとえば４
μｍの透過セルは、図９（ａ）に示す電圧−透過率特性
を持っている。これに対し、特願平５−３２０３３５号
の駆動電圧波形を使用する方式の場合は、光学補償セル
を使用し、図９（ｂ）に示すように６〜８Ｖ程度でリタ
ーデイション＝０となるように設定している。そして、
このリターデイション＝０となる点Ｃと透過率が最大と
なる点Ｂとの間で駆動する。図９（ｃ）は、このときの
分子配向状態を示している。つまり、この駆動による
際、液晶層のバルクの液晶分子は基板に対し傾いた状態
であるため、信号電圧を印加してこの配向状態を保持し
ようとしても、液晶分子がトルクの作用する方向に変動
して直ちには安定しないため、光学特性に「ゆらぎ」が
発生する。なお、図９（ｃ）における液晶の配向状態
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図９（ｂ）における電圧−透過率関
係のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応したものであり、また、図９
（ｃ）における電圧−透過率関係のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図
９（ｃ）における液晶の配向状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなる
ときの位置を示す。

【００１３】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、保持電圧印加時に直ちに
配向を安定化して安定した過渡応答特性で出力でき、か
つ、応答速度が１ｍｓｅｃ以下であり、しかも動画表示
の可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板に狭
持され、各々の液晶分子が該基板に対し略平行である液
晶部と、該液晶部への特定の偏光光、および該液晶部か
らの特定の偏光光のうち、少なくともいずれかを得る偏
光素子とリターデイション補償手段とを備える液晶表示
装置において、該液晶層の複屈折効果を利用し、該液晶
層の印加電圧と光透過率との特性における該光透過率を
最大とする極限値と該光透過率を最小とする極値との印
加電圧間で光学的なｏｎ、ｏｆｆを行うよう、信号電圧
を印加する以前に、第１の予備電圧としての信号電圧以
上の電圧と第２の予備電圧としての信号電圧以下の電圧
との少なくとも一方の電圧が該液晶層に印加されると共
に、該少なくとも一方の電圧と該信号電圧との印加の際
に、該液晶層の厚み方向中央付近の液晶分子が該基板と
ほぼ垂直方向に配向する構成となっており、そのことに
より上記目的が達成される。

【００１５】本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方
が光透過性を有する一対の基板に狭持され、各々の液晶
分子が該基板に対し略平行である液晶部と、該液晶部へ
の特定の偏光光、および該液晶部からの特定の偏光光の
うち、少なくともいずれかを得る偏光素子とリターデイ
ション補償手段とを備える液晶表示装置において、該液
晶層の複屈折効果を利用し、該液晶層の印加電圧と光透
過率との特性における該光透過率を最大とする極限値と
該光透過率を最小とする極値との印加電圧間で光学的な
ｏｎ、ｏｆｆを行うよう、信号電圧を印加する以前に、
第１の予備電圧としての信号電圧以上の電圧と第２の予
備電圧としての信号電圧以下の電圧との少なくとも一方
の電圧が該液晶層に印加されると共に、該液晶層が厚み
３μ以下であり、かつ、該少なくとも一方の電圧と該信
号電圧との印加の際に、該液晶層の厚み方向中央付近の
液晶分子がホモジニアス配向し、該液晶層への照射光が
該液晶層を１度通過する場合には、液晶層の厚さｄと液
晶の屈折率異方性Δｎとの積で規定されるリターデイシ
ョンが、該照射光の波長λに対して、λ／２＜ｄ・Δｎ
≦λの関係を満足し、該照射光が該偏光素子を介さず該
液晶層を２度通過する場合には、λ／２＜２・ｄ・Δｎ
≦λの関係を満足する構成となっており、そのことによ
り上記目的が達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の液晶表示装置の原
理について説明する。

【００１７】本発明の高速応答型の液晶表示装置は、表
示用の液晶セルに加えて光学補償セルを使用する。ま
た、駆動電圧を低減化した際にも、過渡光学応答特性に
「ゆらぎ」を発生させないために、Ｂｅｎｄ配向を利用
する。

【００１８】ここで述べたＢｅｎｄ配向とは、電圧を印
加した際に、例えば、図１（ｃ）に示すような配向変化
をする表示方式において、その配向規制方向が液晶層の
上下で対称であり、分子配向変化の緩和の際に生じるト
ルクが逆方向である配向方法である。このＢｅｎｄ配向
を利用することにより、バルクの液晶分子の挙動を制限
することが可能となる。なお、図１（ａ）は表示用の液
晶セルにおける印加電圧−透過率特性を示す図、図１
（ｂ）は光学補償セルを使用したときの表示用の液晶セ
ルにおける印加電圧−透過率特性を示す図であり、図１
（ａ）（ｂ）中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１（ｃ）におけ
る液晶の配向状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなるときの位置を示
す。

【００１９】そして、この様な液晶セルを、特願平５−
３２０３３５号の駆動電圧波形を使用する方式を用いて
駆動する。これにより、１ｍｓｅｃ以下の応答速度で高
速に応答し、安定した光学出力の得られる液晶光シャッ
タおよびこの光シャッタを用いた液晶表示装置が得られ
ることとなる。

【００２０】図２（ｂ−１）〜（ｂ−３）に、本発明に
よる場合の過渡応答特性を示す。つまり、Ｂｅｎｄ配向
する表示用の液晶セルに光学補償セルを付加し、その光
学補償セルに所定の電圧を付与することにより、表示用
の液晶セルに付与する電圧を変化させた際に、光学補償
セルと表示用の液晶セルとの合計のリターデイションが
０またはその近傍となる点が電圧透過率特性の任意の地
点（例えば、図１（ｂ）の点Ｃの状態）に存在させ得る
ようにしたセルを、特願平５−３２０３３５号の駆動電
圧波形を使用する方式を用いて駆動した場合の過渡応答
特性を示す。また、図２（ａ−１）〜（ａ−３）に、従
来の液晶表示装置（特願平５−３２０３３５号）の過渡
応答特性を示す。この図２において、Ｔ₀は光学出力が
所望の値になるまでに必要な緩和時間であり、Ｔ₁は実
際に光学応答特性を測定したときの緩和時間である。

【００２１】従来の場合は、図２（ａ−１）に示すよう
にＴ₁＜Ｔ₀のときには、応答速度の劣化が生じ、また、
図２（ａ−２）および（ａ−３）に示すようにＴ₁≧Ｔ₀
のときには、液晶分子が緩和する前に次の電圧がかかっ
て光強度が低下する。これにより、信号電圧である保持
電圧を印加した後にも光学特性が安定せず、光学特性に
「ゆらぎ」が生じる。これに対し、本発明の場合は、Ｔ
₀に対するＴ₁の長短により、図２（ｂ−１）に示す応答
速度の劣化や、図２（ｂ−３）に示す光学特性のオーバ
ーシュート（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）等が生じるもの
の、信号電圧として印加する保持電圧印加後には直ちに
安定する。

【００２２】また、本発明は、Ｂｅｎｄ配向以外に、ホ
モジニアス配向の液晶セルにも適用できる。この場合、
ホモジニアス配向の液晶セルを構成する各種条件を最適
化する必要がある。上述した特願平５−３２０３３５号
の液晶表示装置では、液晶分子の微小変位によって大き
な光学出力を得ることを目的としているものの、信号電
圧印加時に生じるバルクの分子のゆらぎが与える光学特
性への影響が非常に大きくなる。そのため、本発明で
は、液晶セルの構成条件となるセル厚ｄと、リターデイ
ションを可能な限り小さくすることで、バルクの液晶分
子への影響を低減する。但し、リターデイションは、光
学応答を出力するために必要なλ／２以上とする。

【００２３】このような条件を設定した場合に問題とな
るのが、光学応答を得るために必要となる分子配向の変
位が大きくなり、応答速度が劣化することである。この
問題については、セル厚を薄くすることで対応が可能で
あることは一般に良く知られている。

【００２４】そこで、ホモジニアス配向の液晶セルのセ
ル厚（液晶層の厚み）を変化させてみた。図３に、セル
厚を変化させたときの応答速度の変化を示す。セル厚４
μｍのセルを、特願平５−３２０３３５号の駆動電圧波
形を使用する方式を用いて駆動したところ、図２（ａ−
１）〜（ａ−３）と同様の光学応答波形となり、ゆらぎ
が生じてしまった。一方、セル厚２μｍのセルを、同様
に駆動したところ、図２（ｂ−１）〜（ｂ−３）と同様
の光学応答波形となり、ゆらぎの生じない高速応答を示
した。

【００２５】このような実験を繰り返し行い、安定した
光学特性は、セル厚を３μ以下とし、かつ、リターデイ
ション、つまり液晶層の厚さｄと液晶の屈折率異方性Δ
ｎとの積ｄ・Δｎを、入射光の１／２波長以上１波長以
下に設定することにより、安定した高速応答の光学特性
が得られることを確認した。但し、リターデイション
は、液晶層への照射光が液晶層を１度通過する場合、た
とえば透過型の液晶表示装置の場合には、λ／２＜ｄ・
Δｎ≦λ（λ：照射光の波長）の関係を満足するように
する。また、照射光が液晶層を２度通過する場合、たと
えば反射型の液晶表示装置のように、透明基板側から入
射して液晶層を通った光が、反射板の設けられた基板側
の偏光素子を介さずに、再度同一の液晶層を通る場合に
は、リターデイションは、λ／２＜２・ｄ・Δｎ≦λの
関係を満足するようにする。

【００２６】以下に、本発明の実施形態につき具体的に
説明する。

【００２７】（実施形態１）本実施形態は、液晶層にＢ
ｅｎｄ配向を用いた場合である。

【００２８】図４は、本実施形態１にかかる液晶表示装
置を示す断面図である。この液晶表示装置は、前面基板
１と背面基板２との間に液晶層６が支持され、各基板
１、２の液晶層６側にＩＴＯ膜３および液晶配向膜４が
形成された液晶セルを４枚有する。具体的には、上述の
構成の２枚の液晶セルを、一方を光学補償セル７、他方
を表示用セル８として、そのダイレクタ５が互いに直交
するように重ね合わされている。更に、これと同様に、
光学補償セル７と表示用セル８とが重ね合わされたもの
を、表示用セル８同士が隣合うように重ね合わされ、各
セル間には接着剤１１が充填されている。なお、本実施
形態では、光学補償セル７と表示用セル８とが重ね合わ
されたものを２組使用するのは、リターデイション変化
の効果を倍化させるべく反射型において検討するが、反
射光学系による測定は光学系が複雑化し、液晶そのもの
の評価が行いにくいことから、透過光学系により測定す
るため反射型を透過型に変更するためである。

【００２９】かかる４枚のセルが積層されたものの入射
側および出力側のそれぞれに、偏光素子９を、その偏光
軸が液晶のダイレクタ５とは４５°をなし、偏光軸同士
が互いに直交するよう設置してある。

【００３０】このような構成の液晶表示装置は、以下の
ように作製される。

【００３１】先ず、前面基板１および背面基板２とし
て、７０５９（コーニング社製）を用い、この基板１、
２の表面に透明電極としてＩＴＯ膜３をスパッタリング
法により１０００オングストローム程度形成し、フォト
リソ工程により電極形状を所定の形状とする。本実施形
態では１画素分の電極を形成する。

【００３２】次に、この電極上に、液晶配向膜４として
ＲＮ−１０２４（日産化学社製）をスピンコートにより
５００オングストローム程度形成し、１８０℃で１時間
焼成した後、ラビング法により配向処理を施す。

【００３３】次に、この１組の基板１及び２を、液晶配
向膜４が対向し、かつ配向処理であるラビング方向５が
互いに平行となるよう、接着剤（図示せず）により貼り
合わせ、液晶セルを作製する。このとき、両基板１と２
の間には、たとえば粒径４．５μｍのガラスビーズスペ
ーサ（図示せず）を介在させ、両基板間に一定の間隔で
ある、後に液晶層６となる空隙部を形成しておく。

【００３４】次に、このようにして作製された液晶セル
の空隙部に、液晶（ＢＬ０３５：Δｎ＝０．２６７、メ
ルク社製）を毛細管現象を利用して導入する。これによ
り得られる液晶層６は、図１（ｃ）に示すように電圧印
加によりバルクの液晶分子が基板にほぼ垂直な方向を向
いた状態になるものである。

【００３５】次に、作製された液晶セルを２枚、そのダ
イレクタ５が互いに直交するように重ね合わせ、一方を
光学補償セル７、他方を表示用セル８とする。さらに、
本実施形態では、上述の理由により、光学補償セル７と
表示用セル８を更にもう１組積層した。各セル間の空隙
部は、接着剤１１としてロックタイト３６３（ロックタ
イト社製）が充填されている。

【００３６】次に、その積層セルの入射側および出力側
のそれぞれに偏光素子９を、その偏光軸が液晶のダイレ
クタ５とは４５°をなし、偏光軸同士が互いに直交する
よう設置する。

【００３７】図１（ｂ）は、このようにして作製された
液晶表示装置の光学補償セルに、６Ｖの電圧を印加し、
表示用セルの印加電圧−透過率特性を測定した結果を示
す。なお、図１（ａ）は光学補償セルに電圧印加を行わ
ない場合の表示用セルの印加電圧−透過率特性を測定し
た結果を示す。

【００３８】この図１（ｂ）の結果を基に、特願平５−
３２０３３５号記載の駆動電圧波形として、図６に示す
ように、第１の予備電圧：Ｖ_h＝１０Ｖ、第２の予備電
圧：Ｖ₁＝０Ｖ、信号電圧：３≦Ｖ_on≦６、光学補償セ
ルに印加する電圧：Ｖ＝６Ｖと設計し、図７（ａ）に示
す印加電圧波形により上述の液晶表示装置を駆動した。

【００３９】図７（ｂ）は、そのときの光学応答特性を
測定した結果を示す。この図から理解されるように、本
実施形態の液晶表示装置を使用する場合には、階調表示
が可能であり、過渡応答特性で安定な出力となり、応答
速度が１ｍｓｅｃ以下である等の特徴が得られる。

【００４０】なお、上述した本実施形態では測定の簡略
化のため反射光学系を透過光学系に変換し、そのために
透過セルを積層したが、本発明はこれに限らず、表示用
セルの背面基板の電極をアルミニウム等の光反射性を有
する反射電極としても良く、また、積層することなくそ
のまま透過型であってもかまわない。

【００４１】また、本実施形態では光学補償手段とし
て、表示用セルと同一の液晶セルを補償セルとしたが、
位相差板等のフィルムに置き換えてもかまわない。

【００４２】更に、液晶層に関しても、本実施形態では
Ｂｅｎｄ配向セルを使用したが、同等の効果が得られる
のであればそれに限定されず、高分子ネットワークによ
りバルクの分子の挙動を規制しても構わない。

【００４３】（実施形態２）本実施形態は、液晶層にホ
モジニアス配向を用いた場合である。

【００４４】この実施形態の液晶表示装置は、図４とほ
ぼ同様に構成され、液晶層にホモジニアス配向を用いた
点と、ガラスビーズスペーサの粒径が１．８μｍと小さ
い点において異なっている。

【００４５】この液晶表示装置の作製につき説明する。

【００４６】先ず、前面基板１および背面基板２として
７０５９（コーニング社製）を用い、基板１と２の表面
に、透明電極としてＩＴＯ膜３をスパッタリング法によ
り１０００オングストローム程度形成し、フォトリソ行
程により電極形状を所定の形状とする。本実施形態では
１画素分の電極を形成する。

【００４７】次に、この電極上に、液晶配向膜４として
ＲＮ−１０２４（日産化学社製）をスピンコートにより
５００オングストローム程度形成し、１８０°で１時間
焼成した後、ラビング法により配向処理を施す。

【００４８】次に、この１組の基板１及び２を、液晶配
向膜４が対向し、かつ配向処理であるラビング方向５が
互いに反平行となるように、接着剤（図示せず）により
貼り合わせ、液晶セルを作製する。このとき、両基板間
には粒径１．８μｍのガラスビーズスペーサ（図示せ
ず）を介在させ、両基板間に一定の間隔で、後に液晶層
６となる空隙部を形成しておく。

【００４９】次に、このように作製された液晶セルの空
隙部に、液晶（ＢＬ０３５：Δｎ＝０．２６７、メルク
社製）を毛細管現象を利用して導入する。これにより得
られる液晶層６は、図５（ｃ）記載の状態Ｄに示すよう
に電圧印加によりバルクの液晶分子が基板にほぼ垂直な
方向を向いたホモジニアス配向になるものである。

【００５０】次に、作製された液晶セルを２枚、そのダ
イレクタ５が互いに直交するように重ね合わせ、一方を
光学補償セル７、他方を表示用セル８とする。さらに、
本実施形態では、複雑な光学系をさけるため、また、反
射光学系を必要とする反射型を透過型に変換するため、
上述の光学補償セル７と表示用セル８を更にもう１組積
層した。なお、各セル間の空隙部は、接着剤１１として
ロックタイト３６３（ロックタイト社製）が充填されて
いる。

【００５１】次に、その積層セルの入射側および出力側
のそれぞれに偏光素子９を、その偏光軸が液晶のダイレ
クタ５とは４５°をなし、偏光軸同士が互いに直交する
よう設置する。この場合は、照射光が該偏光素子を介さ
ず液晶層を２度通過する場合に相当し、表示用セルのリ
ターデイションはλ／２＜２・ｄ・Δｎ≦λの関係を満
足するようにする。なお、液晶層への照射光が液晶層を
１度通過する場合には、λ／２＜ｄ・Δｎ≦λの関係を
満足するようにする。

【００５２】この下線部分は、クレーム２に該当する箇
所であり、２通りのリターデイションの範囲のどちらを
使用すればよいかが解るように、十分に記載を行う必要
がありますので、チェックを宜しくお願います。また、
（実施形態１）の直上の下線部分についても同様であり
ます。

【００５３】図５（ｂ）は、このように作製された液晶
表示装置の光学補償セルに、６Ｖの電圧を印加し、表示
用セルの印加電圧−透過率特性を測定した結果を示す。
なお、図５（ａ）は光学補償セルに電圧印加を行わない
場合の表示用セルの印加電圧−透過率特性を測定した結
果を示す。

【００５４】この図５（ｂ）の結果を基に、特願平５−
３２０３３５号記載の駆動電圧波形として、図６に示す
ように、第１の予備電圧：Ｖ_h＝１０Ｖ、第２の予備電
圧：Ｖ₁＝０Ｖ、信号電圧：２≦Ｖ_on≦６、光学補償セ
ルに印加する電圧：Ｖ＝６Ｖと設計し、図８（ａ）に示
す印加電圧波形で液晶表示装置を駆動した。

【００５５】図８（ｂ）は、そのときの光学応答特性を
測定した結果を示す。この図から理解されるように、本
実施形態の液晶表示装置を使用することで、階調表示が
可能、過渡応答特性が安定して出力される、応答速度が
１ｍｓｅｃ以下である等の特徴が得られる。

【００５６】なお、本実施形態では測定の簡略化のため
反射光学系を透過光学系に変換し、そのために透過セル
を積層したが、本発明はこれに限らず、表示用セルの背
面基板電極をアルミニウム等の光反射性を有する反射電
極としても良く、積層することなくそのまま透過型であ
ってもかまわない。

【００５７】また、光学補償手段として、表示用セルと
同一の液晶セルを補償セルとしたが、位相差板等のフィ
ルムに置き換えてもかまわない。

【００５８】更に、本発明にあっては、液晶層に関して
も、同等の効果が得られるのであればそれに限定されな
い。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、保持電圧印加時に直ちに配向を安定化して安定し
た過渡応答特性で出力でき、かつ、応答速度が１ｍｓｅ
ｃ以下であり、しかも動画表示の可能な液晶表示装置を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の特性（Ｂｅｎｄ配向）
を示す図であり、（ａ）は表示用セルの印加電圧−透過
率特性を示す図、（ｂ）は光学補償セルを使用したとき
の表示用セルの印加電圧−透過率特性を示す図、（ｃ）
は（ａ）及び（ｂ）に対応した液晶層の配向変化を示す
図である。

【図２】（ｂ−１）〜（ｂ−３）は本発明の液晶表示装
置における光学応答特性を示す図、（ａ−１）〜（ａ−
３）は特願平５−３２０３３５号の液晶表示装置におけ
る光学応答特性を示す図である。

【図３】本発明をホモジニアス配向の液晶セルに適用す
る場合においてセル厚を決定する際に用いた図であり、
セル厚の変化に伴う応答速度の変化を示す図である。

【図４】本発明に係る液晶表示装置の構成を示す断面図
である。

【図５】本発明の液晶表示装置の特性（ホモジニアス配
向）を示す図であり、（ａ）は表示用セルの印加電圧−
透過率特性を示す図、（ｂ）は光学補償セルを使用した
ときの表示用セルの印加電圧−透過率特性を示す図、
（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）に対応した液晶層の配向変化
を示す図である。

【図６】実施形態１及び２の液晶表示装置に使用する駆
動電圧波形を示す図である。

【図７】（ａ）は実施形態１の液晶表示装置の印加電圧
波形を示す図、（ｂ）はそのときの光学応答特性（階調
表示状態：Ｂｅｎｄ配向）を示す図である。

【図８】（ａ）は実施形態２の液晶表示装置の印加電圧
波形を示す図、（ｂ）はそのときの光学応答特性（階調
表示状態：ホモジニアス配向）を示す図である。

【図９】特願平５−３２０３３５号に記載の液晶表示装
置の特性を示す図であり、（ａ）は表示用セルの印加電
圧−透過率特性を示す図、（ｂ）は光学補償セルを使用
したときの表示用セルの印加電圧−透過率特性を示す
図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）に対応した液晶層の配向
変化を示す図である。

【符号の説明】

１前面基板２背面基板３ＩＴＯ膜４液晶配向膜５ラビング方向（液晶分子のダイレクタ）６液晶層７光学補償セル８表示用セル９偏光素子１１接着剤（充填材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が光透過性を有する一対
の基板に狭持され、各々の液晶分子が該基板に対し略平
行である液晶部と、該液晶部への特定の偏光光、および
該液晶部からの特定の偏光光のうち、少なくともいずれ
かを得る偏光素子とリターデイション補償手段とを備え
る液晶表示装置において、該液晶層の複屈折効果を利用し、該液晶層の印加電圧と
光透過率との特性における該光透過率を最大とする極限
値と該光透過率を最小とする極値との印加電圧間で光学
的なｏｎ、ｏｆｆを行うよう、信号電圧を印加する以前
に、第１の予備電圧としての信号電圧以上の電圧と第２
の予備電圧としての信号電圧以下の電圧との少なくとも
一方の電圧が該液晶層に印加されると共に、該少なくと
も一方の電圧と該信号電圧との印加の際に、該液晶層の
厚み方向中央付近の液晶分子が該基板とほぼ垂直方向に
配向する構成となっている高速応答型の液晶表示装置。
【請求項２】少なくとも一方が光透過性を有する一対
の基板に狭持され、各々の液晶分子が該基板に対し略平
行である液晶部と、該液晶部への特定の偏光光、および
該液晶部からの特定の偏光光のうち、少なくともいずれ
かを得る偏光素子とリターデイション補償手段とを備え
る液晶表示装置において、該液晶層の複屈折効果を利用し、該液晶層の印加電圧と
光透過率との特性における該光透過率を最大とする極限
値と該光透過率を最小とする極値との印加電圧間で光学
的なｏｎ、ｏｆｆを行うよう、信号電圧を印加する以前
に、第１の予備電圧としての信号電圧以上の電圧と第２
の予備電圧としての信号電圧以下の電圧との少なくとも
一方の電圧が該液晶層に印加されると共に、該液晶層が
厚み３μ以下であり、かつ、該少なくとも一方の電圧と
該信号電圧との印加の際に、該液晶層の厚み方向中央付
近の液晶分子がホモジニアス配向し、該液晶層への照射
光が該液晶層を１度通過する場合には、液晶層の厚さｄ
と液晶の屈折率異方性Δｎとの積で規定されるリターデ
イションが、該照射光の波長λに対して、λ／２＜ｄ・
Δｎ≦λの関係を満足し、該照射光が該偏光素子を介さ
ず該液晶層を２度通過する場合には、λ／２＜２・ｄ・
Δｎ≦λの関係を満足する構成となっている高速応答型
の液晶表示装置。