JPH1062751A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶セルが単純マトリックス方式のものであっ
ても、駆動デューティに対して動作電圧マージンを大き
くし、高時分割駆動を可能とする。 【解決手段】液晶分子をほぼ垂直に立上がり配向させる
リセットパルスを印加した後に印加する選択パルスの電
圧値に応じて、液晶分子が基板間において特定の状態で
配向する第１の準安定状態になり、前記リセットパルス
の印加後、それより低い他の所定の電圧値の選択パルス
の印加により、液晶分子が基板間において前記第１の準
安定状態とは異なる特定の状態で配向する第２の準安定
状態になる特性をもった液晶セル１０をはさんで一対の
偏光板２１，２２を配置し、その液晶セル１０の各画素
部を、リセットパルスを印加した後に前記選択パルスを
印加して第１と第２のいずれかの準安定状態に切換え、
その準安定状態で駆動信号を印加して駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高デューティで
の時分割駆動を可能とした液晶表示装置に関するもので
あって、特に、単純マトリックス方式の液晶セルを用い
るものを対象としたものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置には、バックライトからの
光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室内照
明光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあ
る。これらの液晶表示装置は、液晶セルをはさんでその
表面側と裏面側とに偏光板を配置したものであり、反射
型の液晶表示装置は、裏側偏光板の裏面側に反射板を配
置して構成されている。なお、反射型の液晶表示装置に
は、偏光板を１枚だけ備えたものもあり、この反射型液
晶表示装置は、液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前
記液晶セルの裏面側に反射板を配置して構成されてい
る。

【０００３】これらの液晶表示装置に用いられる液晶セ
ルは、内面に電極が設けられるとともにその上に配向処
理を施した配向膜が形成された一対の基板間に液晶を挟
持した構成となっており、液晶の分子は、それぞれの基
板の近傍における配向方向を前記配向膜により規制され
て、所定の配向状態（例えばツイスト配向状態）で配向
している。

【０００４】上記液晶表示装置は、液晶セルの各画素部
の電極間に駆動信号を印加して表示駆動されており、前
記電極間に駆動信号を印加すると、液晶分子が電圧無印
加状態での配向状態を保ちながら基板面に対して立上が
るように動作し、その立上がり状態に応じて光の透過が
制御される。

【０００５】ところで、上記液晶表示装置には、単純マ
トリックス方式の液晶セルを用いるものと、アクティブ
マトリックス方式の液晶セルを用いるものとがあるが、
液晶セルの構造が極く簡単で低コストに得られるという
点では、単純マトリックス方式が有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純マ
トリックス方式の液晶セルを用いる液晶表示装置は、液
晶セルの各画素部の電極間に印加する駆動信号の実効値
（１フレームの間に電極間に印加される電圧の実効値）
を制御して表示駆動されるため、光の透過状態を段階的
に制御する表示を行なう場合、時分割数が多くなると、
各段階に対応する実効値の差を大きくとることができな
くなり、そのために、高デューティで時分割駆動しよう
とすると、液晶セルを駆動する際の動作電圧マージン
（実効値の差）が小さくなり、明確な段階的表示ができ
なくなる。

【０００７】このため、単純マトリックス方式の液晶セ
ルを用いる液晶表示装置は、高デューティでの時分割駆
動が難しく、したがって、画素数を多くして表示画像の
高精細化をはかることは困難であった。

【０００８】この発明は、駆動信号の実効値を制御して
駆動される単純マトリックス方式の液晶セルを用いるも
のでありながら、その駆動デューティに対して動作電圧
マージンを大きくして、高デューティでの時分割駆動を
可能とし、画素数の多い高精細画像の表示を実現するこ
とができる液晶表示装置を提供することを目的としたも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうちの少なく
とも表面側に配置された偏光板とを備え、前記液晶セル
は、内面に電極が設けられその上に配向処理が施された
一対の基板間に、カイラル剤が添加されたネマティック
液晶を挟持したものであって、その液晶分子が基板面に
対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値のリセットパ
ルスの印加後、それより低い所定の電圧値の選択パルス
の印加により、前記液晶分子が前記一対の基板間におい
て特定の状態で配向する第１の準安定状態になり、前記
リセットパルスの印加後、それより低い他の所定の電圧
値の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対
の基板間において前記第１の準安定状態とは異なる特定
の状態で配向する第２の準安定状態になる特性を有して
おり、前記液晶セルの各画素部が、前記リセットパルス
を印加した後に前記選択パルスを印加することにより前
記第１と第２のいずれかの準安定状態に切換えられ、そ
の準安定状態において、実効値が前記リセットパルスの
電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号の印加により
駆動されることを特徴とするものである。

【００１０】この液晶表示装置は、前記液晶セルを駆動
するための駆動回路を備えており、この駆動回路によ
り、前記液晶セルの各画素部に、前記リセットパルスを
印加した後、前記第１と第２の準安定状態のいずれかを
選択する選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リ
セットパルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信
号を印加して駆動される。

【００１１】この発明の液晶表示装置は、液晶セルの液
晶分子を上記第１と第２のいずれかの準安定状態に配向
させ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板面
に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて変化
させて光の透過状態を制御するものであり、第１の準安
定状態を選択したときは、液晶分子が一対の基板間にお
いて特定の状態で配向した液晶セルと偏光板とからなる
表示装置の電気光学特性をもち、第２の準安定状態を選
択したときは、液晶分子が前記一対の基板間において前
記第１の準安定状態とは異なる特定の状態で配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。

【００１２】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が互いに異なる２つの表示装置の
電気光学特性を合わせ持ったものであり、したがって、
段階的に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過
状態の制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他
の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用し
て行なうことができる。

【００１３】このため、この液晶表示装置によれば、透
過状態の全段階数を、前記一方の電気光学特性を利用す
るとき、つまり第１の準安定状態を選択して透過状態を
制御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第２の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。

【００１４】したがって、この液晶表示装置によれば、
駆動信号の実効値を制御して駆動される単純マトリック
ス方式の液晶セルを用いるものでありながら、その駆動
デューティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デ
ューティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高
精細画像の表示を実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、液晶
分子が上記第１の準安定状態と上記第２の準安定状態と
に配向する液晶セルを用い、前記第１および第２の準安
定状態のそれぞれにおいて、表示データに対応して実効
値が変化する駆動信号を選択的に印加することにより、
前記第１および第２の準安定状態の各々において光の透
過状態を複数の段階に制御されるようにしたものであ
る。

【００１６】そして、この発明は、前記リセットパル
ス、選択パルス、および表示データに対応して実効値が
変化する駆動信号等を供給する駆動回路を備えており、
この駆動回路により前記液晶セルを駆動するものであ
る。

【００１７】この発明の液晶表示装置において、前記液
晶セルは、液晶分子をいずれか一方の基板の配向処理方
向を基準として一方の方向にほぼ０°〜ほぼ１８０°の
ねじれ角で非ツイストまたはツイスト配向したスプレイ
配向状態に初期配向させた液晶層を有し、この液晶層に
十分高い電圧値のリセットパルスを印加し、引き続いて
電圧値が前記リセットパルスより十分低くその値が異な
る２通りの選択パルスを選択的に印加することにより、
液晶分子が、初期配向状態から前記一方の方向にさらに
ほぼ１８０°ねじれてスプレイ歪を解消した第１の準安
定状態（一方の基板の配向処理方向を基準として一方の
方向にほぼ１８０°〜ほぼ３６０°のねじれ角でツイス
ト配向する状態）と、前記初期配向状態から前記一方の
方向とは逆方向にほぼ１８０°ねじれてスプレイ歪を解
消した第２の準安定状態（一方の基板の配向処理方向を
基準として他方の方向にほぼ１８０°〜ほぼ０°のねじ
れ角でツイスト配向または非ツイスト配向する状態）と
に配向するものである。

【００１８】その一例は、初期配向状態が、液晶分子が
一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほ
ぼ９０°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ配向状
態であって、第１の準安定状態が、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記一方の方向にほ
ぼ２７０°のねじれ角でツイスト配向してスプレイ歪を
解消した状態であり、第２の準安定状態が、液晶分子が
前記一方の基板の配向処理方向を基準として前記第１の
準安定状態とは逆方向にほぼ９０°のねじれ角でツイス
ト配向してスプレイ歪を解消した状態である。

【００１９】また、他の例は、初期配向状態が、液晶分
子が一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向
にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態であって、第１の準安定状態が、液晶分子が前
記一方の基板の配向処理方向を基準として前記一方の方
向にほぼ３６０°のねじれ角でツイスト配向してスプレ
イ歪を解消した状態であり、第２の準安定状態が、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準としてほぼ
０°のねじれ角、つまり分子配列のねじれがなくなった
状態に非ツイスト配向してスプレイ歪を解消した状態で
ある。

【００２０】さらに他の例は、液晶分子がいずれか一方
の基板の配向処理方向を基準としてほぼ０°のねじれ角
（分子配列のねじれがない状態）で非ツイスト配向した
スプレイ配向状態であって、第１の準安定状態が、液晶
分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として一方
の方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配向してス
プレイ歪を解消した状態であり、第２の準安定状態が、
液晶分子が前記一方の基板の配向処理方向を基準として
前記第１の準安定状態とは逆方向にほぼ１８０°のねじ
れ角でツイスト配向してスプレイ歪を解消した状態であ
る。

【００２１】

【実施例】以下、この発明を反射型の液晶表示装置に適
用した実施例を図面を参照して説明する。 ［第１の実施例］図１〜図６はこの発明の第１の実施例
を示している。図１は液晶表示装置の基本構成を示す斜
視図であり、（ａ）は初期配向状態、（ｂ）は第１の準
安定状態、（ｃ）は第２の準安定状態を示している。図
２は液晶表示装置の断面図である。

【００２２】この実施例の液晶表示装置は、図１および
図２に示すように、液晶セル１０をはさんでその表面側
と裏面側とに偏光板２１，２２を配置するとともに、裏
側の偏光板２２の背後に反射板３０を配置し、さらに前
記液晶セル１０に、それを駆動するための駆動回路４０
を接続して構成されている。

【００２３】上記液晶セル１０は、図２のように、内面
に透明電極１３，１４が設けられるとともにその上に配
向処理を施した配向膜１５，１６が形成された表裏一対
の透明基板１１，１２間に液晶１８を挟持したものであ
り、前記一対の基板１１，１２は枠状のシール材１７を
介して接合されており、液晶１８は両基板１１，１２間
の前記シール材１７で囲まれた領域に封入されている。
なお、前記配向膜１５，１６はポリイミド等からなる水
平配向膜であり、その膜面を所定の方向にラビングする
ことによって配向処理されている。

【００２４】この液晶セル１０は、単純マトリックス型
のものであり、その表側基板１１に設けられた透明電極
１３は、一方向（図２において左右方向）に沿わせて形
成された複数本の走査電極、裏側基板１２に設けられた
透明電極１４は、前記走査電極１３とほぼ直交する方向
に沿わせて形成された複数本の信号電極である。

【００２５】さらに、この液晶セル１０は、その液晶１
８に、カイラル剤を添加してツイスト配向性をもたせた
ネマティック液晶を用いたものであり、その液晶層は、
初期配向状態では、液晶分子がいずれか一方の基板の配
向処理方向を基準として一方の方向にほぼ９０°のねじ
れ角でツイスト配向したスプレイ配向状態にある。

【００２６】そして、この液晶セル１０は、その液晶層
に、液晶分子が基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ２７０°のねじれ角でツ
イスト配向する第１の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記第１の準安定状
態とは逆の方向にほぼ９０°のねじれ角でツイスト配向
する第２の準安定状態になる特性を有している。

【００２７】図１において、１１ａ，１２ａは液晶セル
１０の両基板１１，１２の配向処理方向（配向膜１５，
１６のラビング方向）を示しており、この実施例では、
表側基板１１の配向膜１５を、液晶表示装置の画面の横
軸ｘに対し表面側から見て左回りにほぼ４５°ずれた方
向であって前記画面の左下から右上に向かう方向に配向
処理し、裏側基板１２の配向膜１６を、前記横軸ｘに対
し表面側から見て右回りにほぼ４５°ずれた方向であっ
て前記画面の左上から右下に向かう方向に配向処理して
いる。すなわち、両基板１１，１２の配向処理方向１１
ａ，１２ａは、互いにほぼ直交する方向である。

【００２８】そして、この実施例では、上記液晶１８と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル１０の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって、表面側から見て左回り方向（カイラ
ル剤による付与されるねじれ方向）にほぼ９０°のねじ
れ角でツイスト配向している。

【００２９】この初期配向状態は、液晶分子が、両基板
１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向１１
ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処理方
向１２ａを基準として、図１の（ａ）に破線矢印で示し
た方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
に、ほぼ９０°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態である。

【００３０】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル１０は、その各画素部
の液晶分子の配向状態を、上述した第１および第２の準
安定状態に配向させて表示駆動される。

【００３１】上記第１の準安定状態と第２の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ１
８０°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、前記
裏側基板１２の配向処理方向１２ａを基準として、カイ
ラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を＋の
角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向とは
逆方向（カイラル剤によるねじれをほどく方向）へのね
じれ角を−の角度とすると、第１の準安定状態は、初期
配向状態に対してねじれ角が＋１８０°変化したツイス
ト配向状態であり、第２の準安定状態は、初期配向状態
に対してねじれ角が−１８０°変化したツイスト配向状
態である。

【００３２】上記初期配向状態から第１および第２の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル１０の各画
素部の電極１３，１４間に、まず液晶分子が基板１１，
１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値（絶
対値）のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極１３，１４間に、所定の電圧値の選択パルスを印加
することによって行なわれる。

【００３３】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S1の選択パルス（以
下、第１準安定状態選択パルスという）を印加すると、
液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ１８
０°のねじれが加わったねじれ角（９０°＋１８０°＝
２７０°）でツイストする状態に配向してスプレイ歪を
解消し、第１の準安定状態になる。

【００３４】この第１の準安定状態は、液晶分子が、両
基板１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向
１１ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処
理方向１２ａを基準として、図１の（ｂ）に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方向
（カイラル剤により付与されるねじれ方向）に、ほぼ２
７０°のねじれ角でツイスト配向する状態である。

【００３５】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S2の選択パルス（以下、第
２準安定状態選択パルスという）を印加すると、液晶分
子が初期配向状態でのねじれ角からほぼ１８０°のねじ
れを差し引いたねじれ角（９０°−１８０°＝−９０
°）でツイストする状態に配向してスプレイ歪を解消
し、第２の準安定状態になる。

【００３６】この第２の準安定状態は、液晶分子が、両
基板１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向
１１ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処
理方向１２ａを基準として、図１の（ｃ）に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方向
（カイラル剤により付与されるねじれ方向とは逆方向）
に、ほぼ９０°のねじれ角でツイスト配向した状態であ
る。

【００３７】さらに、上記第１の準安定状態と第２の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極１３，１４間に液晶分子を基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第１または第２準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。

【００３８】なお、上記第１準安定状態選択パルスの電
圧値Ｖ_S1と、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S2は、使用する液晶１８の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばＶ_S1＜
Ｖ_S2であり、第１準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S1は、ほどんど電圧を印加しない値（ほぼ０Ｖ）であ
り、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ_S2も、ほとん
どの液晶分子が基板１１，１２面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。

【００３９】図３は上記初期配向状態とリセット状態と
第１および第２の準安定状態における液晶分子の配向状
態を液晶セル１０の下縁方向（横軸ｘに対して直交する
方向）から見た模式図であり、１８ａは液晶分子を示し
ている。

【００４０】この模式図のように、上記初期配向状態
（液晶分子が裏側基板１２の配向処理方向１２ａを基準
として表面側から見て左回り方向にほぼ９０°のねじれ
角でツイスト配向している状態）は、両基板１１，１２
の近傍の液晶分子はそれぞれの基板１１，１２面に対し
てその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数°程度
のプレチルト角で斜めに起き上がるように配向している
が、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときのそれぞ
れの基板１１，１２側でのプレチルト方向が互いに逆に
なっている状態であり、したがって液晶分子は、基板１
１，１２から離れるのにともなってチルト角が小さくな
り、液晶層厚の中間（チルト角が０°になる点）を境に
して基板１１，１２面に対する傾き方向が逆になった状
態（スプレイ歪をもった状態）で安定したツイスト配向
状態にある。

【００４１】また、上記リセット状態は、両基板１１，
１２の近傍の液晶分子（図では省略している）は初期配
向状態とほとんど変わらない状態（それぞれの基板１
１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態）にあるが、基板１１，１２から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。

【００４２】さらに、第１の準安定状態（液晶分子が一
方の方向にほぼ２７０°のねじれ角でツイスト配向する
状態）は、両基板１１，１２の近傍の液晶分子の配向状
態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液晶分子が
前記初期配向状態よりもさらにほぼ１８０°ねじれてツ
イスト配向した状態であり、したがって、液晶分子１８
ａは、それぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつ
液晶分子１８ａの傾き方向を同じ方向に向けて配向する
から、この第２の準安定状態は、スプレイ歪の無い非ツ
イスト配向状態である。

【００４３】また、第２の準安定状態（液晶分子が第１
の準安定状態とは逆方向にほぼ９０°のねじれ角でツイ
スト配向する状態）は、両基板１１，１２の近傍の液晶
分子の配向状態は初期配向状態とほとんど変わらない
が、液晶分子のねじれ角が前記初期配向状態から前記第
１の準安定状態でのツイスト方向とは逆の方向にほぼ１
８０°ねじれてツイスト配向した状態であり、したがっ
て、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子長
軸が同一平面上にくるように展開して見たときの液晶分
子１８ａの傾き方向は同じ方向であるから、この第２の
準安定状態は、スプレイ歪の無いツイスト配向状態であ
る。

【００４４】上記第１と第２の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子１８ａのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子１８ａの基板１１，１２面に対する立
上がり状態は、電極１３，１４間に印加される駆動信号
の実効値（１フレームの間に印加される電圧の実効値）
に応じて変化する（ただし、両基板１１，１２の近傍の
液晶分子の配向状態はほとんど変わらない）。

【００４５】図３に示した第１および第２の準安定状態
における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配向
状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値Ｖ_1-1 ，Ｖ
_2-1であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上側
に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高い
値Ｖ_1-2 ，Ｖ_2-2 であるときの液晶分子の立上がり状態
を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶分
子は、その準安定状態におけるツイスト配向状態を保ち
ながら、駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変え
る。

【００４６】なお、上記第１および第２の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、ツイスト配向状態はそのまま維持する状
態であり、いずれの準安定状態も、液晶分子１８ａを基
板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる
リセットパルスを印加して準安定状態をリセットするま
で保持される。

【００４７】また、図１において、２１ａ，２２ａは、
液晶セル１０をはさんでその表面側と裏面側とに配置し
た一対の偏光板２１，２２の透過軸を示しており、この
実施例では、表側偏光板２１を、その透過軸２１ａを液
晶セル１０の表側基板１１の配向処理方向１１ａとほぼ
平行な方向またはほぼ直交する方向（図ではほぼ平行な
方向）に向けて配置し、裏側偏光板２２を、その透過軸
２２ａを前記表側偏光板２１の透過軸２１ａに対してほ
ぼ直交する方向に向けて配置している。

【００４８】一方、上記駆動回路４０は、液晶セル１０
の各走査電極１３を順次選択してこれらの走査電極１３
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極１４にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル１０の各画素部の電極１３，１４間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路４０は、液晶セル１０の各画素
部の電極１３，１４間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第１と第２の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。

【００４９】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板３０で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル１０の各画素部を、
その電極１３，１４間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル１０を第１と第
２のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極１３，１４間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。

【００５０】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル１０の液晶分子が上述した初期配向状態（スプ
レイ歪をもった配向状態）に配向しているが、上記リセ
ットパルスを印加すれば、このリセットパルスをスプレ
イ歪解消パルスとして液晶分子が基板１１，１２面に対
してほぼ垂直に立上がるように配向し、その後に印加さ
れる選択パルスに応じて第１と第２のいずれかの準安定
状態に配向する。

【００５１】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路４０か
ら全ての画素部の電極１３，１４間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第１と第２の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。

【００５２】上記液晶表示装置は、液晶セル１０の液晶
分子を上記第１と第２のいずれかの準安定状態に配向さ
せ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板１
１，１２面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に
応じて変化させて光の透過状態を制御するものであり、
第１の準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれ
か一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向に
ほぼ２７０°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと
偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第２
の準安定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の
基板の配向処理方向を基準として前記第１の準安定状態
とは逆の方向にほぼ９０°のねじれ角でツイスト配向し
た液晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性
をもつ。

【００５３】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。

【００５４】この場合、上記実施例では、表側偏光板２
１の透過軸２１ａの方向を液晶セル１０の表側基板１１
の配向処理方向１１ａとほぼ平行またはほぼ直交する方
向にし、裏側偏光板２２の透過軸２２ａを、前記表側偏
光板２１の透過軸２１ａに対してほぼ直交する方向に設
定しているため、第１の準安定状態を選択して透過状態
を制御するときも、第２の準安定状態を選択して透過状
態を制御するときも、ツイステッドネマティックモード
（以下、ＴＮモードと記す）による表示を行なうことが
できる。

【００５５】すなわち、第１と第２のいずれの準安定状
態においても、表側偏光板２１を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル１０を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により液晶分子のツイスト配向状態に応じて旋光さ
れ、その光が裏側偏光板２２に入射して、この裏側偏光
板２２により透過を制御される。そして、裏側偏光板２
２を透過した光は、反射板３０で反射され、前記裏側偏
光板２２と液晶セル１０と表側偏光板２１とを順に透過
して出射する。

【００５６】そして、この液晶表示装置では、上記第１
の準安定状態を選択したときの液晶分子の配向状態が、
ねじれ角がほぼ２７０°と大きいツイスト配向状態であ
るため、このときは、液晶層の複屈折作用による旋光性
が各波長光ごとに異なり、したがって、各波長光が異な
る透過率で裏側偏光板２２を透過して、この裏側偏光板
２２を透過した光が、その光を構成する各波長光の強度
の比に応じた色の着色光になる。

【００５７】このように、上記第１の準安定状態を選択
したときのＴＮモードによる表示は、着色した表示が得
られるカラー表示であり、その表示色は、電極１３，１
４間に印加される駆動信号の実効値に応じて変化する。

【００５８】すなわち、液晶分子は、駆動信号の実効値
に応じて前記準安定状態における配向状態を保ちながら
立上がり状態を変えるが、液晶分子の立上がり状態が変
化すると、それに応じた液晶層の複屈折性の変化によっ
て各波長の旋光性が変化するため、前記駆動信号の実効
値を制御することにより着色光の色を変化させることが
でき、したがって、１つの画素部で複数の色を表示する
ことができる。

【００５９】なお、上記カラー表示は、液晶セル１０の
液晶層の複屈折作用と一対の偏光板２１，２２の偏光作
用とを利用して光を着色するものであり、したがってカ
ラーフィルタを用いて光を着色するものに比べて光の吸
収が少ないから、反射型の液晶表示装置であっても、表
示光の透過率を高くして明るい着色表示を得ることがで
きる。

【００６０】一方、上記第２の準安定状態を選択したと
きの液晶分子の配向状態は、ねじれ角がほぼ９０°のツ
イスト配向状態であるため、このときのＴＮモードによ
る表示は、通常のＴＮ型液晶表示装置の場合と基本的に
同じであり、この実施例の液晶表示装置では、表側偏光
板２１と裏側偏光板２２とをそれぞれの透過軸２１ａ，
２２ａを互いにほぼ直交させて配置しているため、液晶
分子の立上がり角がプレチルト角に近いときは無彩色の
明表示である白が表示され、液晶分子の立上がり角が大
きくなのにともなって光の透過率が少なくなって、最終
的に無彩色の暗表示である黒が表示される。

【００６１】この場合は、駆動信号の実効値に応じて液
晶分子が立上がり状態を変え、それに応じて液晶層の複
屈折性が変化するため、前記駆動信号の実効値を制御す
ることにより光の透過状態を段階的に制御して階調のあ
る白黒表示を行なうことができる。

【００６２】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもってほぼ９０°のねじれ角でツイスト
配向している状態は、実際の表示には使用しないが、こ
の初期配向状態もＴＮモードによる白黒表示が得られる
状態である。

【００６３】図４〜図６は、液晶セル１０の両基板１
１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと表裏の偏光板
２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａを図１に示したよう
に設定し、前記液晶セル１０のΔｎｄ（液晶の屈折率異
方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値を約１０００ｎｍに
選んだ液晶表示装置の印加電圧（駆動信号の実効値）に
対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図４の
（ａ），（ｂ）は初期配向状態における電圧−出射率特
性図およびＣＩＥ色度図、図５の（ａ），（ｂ）は第１
の準安定状態における電圧−出射率特性図およびＣＩＥ
色度図、図６の（ａ），（ｂ）は第２の準安定状態にお
ける電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図である。な
お、各図の（ｂ）の色度図において、Ｗは無彩色点を示
している。

【００６４】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図４の（ａ）の
ように、電圧の変化に対して出射率がほぼ直線的に変化
する特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図４の
（ｂ）のように、印加電圧が０Ｖ（電圧無印加状態）の
ときで白、液晶分子をほぼ垂直に立上がり状態に配向さ
せる値（例えば約５Ｖ）の電圧を印加したときで黒であ
る。

【００６５】なお、液晶分子の立上がり状態は、上述し
たリセットパルスを印加したときに最も垂直に近くな
り、そのときに表示が最も黒くなるが、リセットパルス
の印加時間は極く短いため、リセット状態での表示は人
間の目にはほとんど認識されない。

【００６６】また、第１の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図５の（ａ）のように、印加電圧が０〜約２Ｖ
の範囲では出射率が高いレベルに保たれてほとんど変化
せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急激に小さ
くなる特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図５
の（ｂ）のように、１．９５４Ｖの電圧を印加したとき
で赤、２．９７９Ｖの電圧を印加したときで青である。

【００６７】なお、上記赤のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．３５３、ｙ＝０．３５０であり、Ｙ値（明る
さ）は２８．５４である。また、上記青のｘ，ｙコーデ
ネイト値は、ｘ＝０．２７４、ｙ＝０．２９６であり、
Ｙ値は１１．６４である。

【００６８】さらに、第２の準安定状態での電圧−出射
率特性は、図６の（ａ）のように、印加電圧が０〜約
１．５Ｖの範囲では出射率が高いレベルに保たれてほと
んど変化せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急
激に小さくなる特性であり、電圧に対する表示色の変化
は、図６の（ｂ）のように、１．５５２Ｖの電圧を印加
したときで白、３．０７１Ｖの電圧を印加したときで黒
である。

【００６９】なお、上記白のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．３１７、ｙ＝０．３４１であり、Ｙ値は３４．
４１である。また、上記黒のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．２７１、ｙ＝０．２９０であり、Ｙ値は１．８
３である。

【００７０】すなわち、上記液晶表示装置は、第１の準
安定状態を選択して赤と青を表示し、第２の準安定状態
を選択して白と黒を表示するものであり、したがって、
表示の基本である白と黒の表示に加えて、赤と青の２色
のカラー表示を行なうことができる。

【００７１】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第１
または第２の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分（使用する液晶１８の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる）で初期
配向状態に戻り、画面全体が、初期配向状態における電
圧無印加時の状態（上記実施例では白）になる。

【００７２】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するとき、つまり第１の準安定状態
を選択して透過状態を制御するときと、前記他方の電気
光学特性を利用するとき、つまり第２の準安定状態を選
択して透過状態を制御するときとに振り分けることがで
き、そのために、それぞれの準安定状態で駆動される段
階数が少なくなるから、それぞれの準安定状態の中で、
少ない段階数の時分割駆動を行なうことができる。

【００７３】このため、上記液晶表示装置によれば、液
晶セル１０の駆動デューティに対して動作電圧マージン
を大きくとることができる。すなわち、上述した白と黒
の表示に加えて赤と青の２色のカラー表示を行なう液晶
表示装置の場合は、その駆動信号の実効値を、第１の準
安定状態を選択して赤と黒を表示するときは１．９５４
Ｖと２．９７９Ｖの２通りに設定し、第２の準安定状態
を選択して青と白を表示するときは１．５５２Ｖと３．
０７１Ｖの２通りに設定すればよく、したがって、それ
ぞれの準安定状態における実効値の差、つまり動作電圧
マージンを、第１の準安定状態で１．０２５Ｖ（＝２．
９７９Ｖ−１．９５４Ｖ）、第２の準安定状態で１．５
１９Ｖ（＝３．０７１Ｖ−１．５５２Ｖ）と充分に大き
くとることができる。

【００７４】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル１０が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。

【００７５】なお、上記液晶表示装置は、第１の準安定
状態を選択したときの表示色が赤と青になるものである
が、その表示色は、液晶セル１０のΔｎｄの値を変える
ことによって任意に選ぶことができる。

【００７６】また、上記実施例の液晶表示装置は、第１
と第２のいずれの準安定状態を選択したときもＴＮモー
ドによる表示を行なうものであって、第１の準安定状態
での表示がカラー表示となり、第２の準安定状態での表
示が白黒表示となるものであるが、少なくとも表側偏光
板２１の透過軸２１ａの方向を、液晶セル１０の表側基
板１１の配向処理方向１１ａに対して斜めに交差する方
向にすれば、第１と第２の両方の準安定状態における表
示をそれぞれ複屈折効果モードによるカラー表示とする
ことができる。

【００７７】［第１の実施例の変形例］上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル１０の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板２１，２２
のいずれか一方または両方と液晶セル１０との間に位相
差板を配置してもよい。

【００７８】図７は上記第１の実施例の変形例を示す液
晶表示装置の断面図である。この表示装置は、表側偏光
板２１と液晶セル１０との間に位相差板２３を配置した
ものであり、前記位相差板２３は、その光学軸（例えば
遅相軸）を表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して斜め
にずらして設けられている。なお、この液晶表示装置
は、第１の実施例の液晶表示装置に位相差板２３を付加
したものであるから、重複する説明は図に同符号を付し
て省略する。

【００７９】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板２１を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板２３の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
１０の液晶層の複屈折作用によりさらに偏光状態を変え
て裏側偏光板２２に入射するため、表示色が鮮明で色数
も多いカラー表示を行なうことができる。

【００８０】すなわち、この液晶表示装置では、各波長
光が位相差板２３と液晶セル１０の液晶層との両方の複
屈折作用によりそれぞれの偏光状態を大きく変えて裏側
偏光板２２に入射するため、裏側偏光板２２を透過する
各波長光の透過率の差が大きくなり、したがって、裏側
偏光板２２を透過した光が、その光を構成する各波長光
の強度の差が大きい鮮明な着色光になるし、また、駆動
信号の実効値に応じた液晶分子の立上がり状態の変化に
ともない、前記各波長光の透過率とその透過率差が大き
く変化して前記着色光の色が変化するため、表示色数も
多くなる。

【００８１】この液晶表示装置の表示色およびその色数
は、位相差板２３および液晶セル１０の液晶層による複
屈折性を決定する条件、つまり、液晶セル１０のΔｎｄ
の値と位相差板２３のリタデーションおよびその光学軸
の方向等を設定することによって任意に選ぶことができ
る。

【００８２】なお、この実施例において、表裏の偏光板
２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きを図１に示し
たように設定する場合、前記複屈折性を決定する条件
を、第１の準安定状態（液晶分子が一方の方向にほぼ２
７０°のねじれ角でツイスト配向する状態）では大きな
複屈折性を示し、第２の準安定状態（液晶分子が第１の
準安定状態とは逆方向にほぼ９０°のねじれ角でツイス
ト配向する状態）では僅かな複屈折性しか示さないよう
に設定すれば、前記第１の準安定状態を選択したときの
表示を鮮明で色数の多いカラー表示とし、前記第２の準
安定状態を選択したときの表示はＴＮモードとあまり変
わらない白黒表示とすることができる。

【００８３】また、前記複屈折性を決定する条件を、第
１と第２のいずれの準安定状態でも大きな複屈折性を示
すように設定すれば、第１の準安定状態を選択したとき
も、第２の準安定状態を選択したときも、鮮明で色数の
多いカラー表示を行なうことができる。

【００８４】さらに、上記位相差板２３を付加する実施
例は、上述したように少なくとも表側偏光板２１の透過
軸２１ａの方向を液晶セル１０の表側基板１１の配向処
理方向１１ａに対して斜めに交差する方向にして、第１
と第２の両方の準安定状態における表示をそれぞれ複屈
折効果モードによるカラー表示とする場合にも適用でき
るものであり、その場合は、両方の準安定状態における
表示色を鮮明にするとともにその色数を多くすることが
できる。

【００８５】［第２の実施例］図８〜図１２はこの発明
の第２の実施例を示している。図８は液晶表示装置の基
本構成を示す斜視図であり、（ａ）は初期配向状態、
（ｂ）は第１の準安定状態、（ｃ）は第２の準安定状態
を示している。

【００８６】なお、この実施例の液晶表示装置は、図２
に示したように、液晶セル１０をはさんでその表面側と
裏面側とに偏光板２１，２２を配置するとともに、裏側
の偏光板２２の背後に反射板３０を配置し、さらに前記
液晶セル１０に、それを駆動するための駆動回路４０を
接続して構成されるものであり、前記液晶セル１０は、
初期配向状態と第１および第２の準安定状態における液
晶分子の配向状態が上記第１の実施例とは異なるが、セ
ル構造は同じである。

【００８７】上記液晶セル１０の液晶は、カイラル剤を
添加してツイスト配向性をもたせたネマティック液晶で
あり、その液晶層は、初期配向状態では、液晶分子がい
ずれか一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方
向にほぼ９０°のねじれ角でツイスト配向したスプレイ
配向状態にある。

【００８８】そして、この液晶セル１０は、その液晶層
に、液晶分子が基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ３６０°のねじれ角でツ
イスト配向する第１の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向に沿って非ツイスト配向する第２
の準安定状態になる特性を有している。

【００８９】図８において、１１ａ，１２ａは液晶セル
１０の両基板１１，１２の配向処理方向（配向膜１５，
１６のラビング方向）を示しており、この実施例では、
表側基板１１の配向膜１５を、液晶表示装置の画面の横
軸ｘに対してほぼ直交する方向（ほぼ９０°ずれた方
向）であって前記画面の下縁側から上縁側に向かう方向
に配向処理し、裏側基板１２の配向膜１６を、前記横軸
ｘに対してほぼ直交する方向であって前記画面の上縁側
から下縁側に向かう方向に配向処理している。すなわ
ち、両基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａ
は、互いにほぼ平行でかつ逆向きの方向である。

【００９０】そして、この実施例では、上記液晶１８と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル１０の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって、表面側から見て左回り方向（カイラ
ル剤による付与されるねじれ方向）にほぼ１８０°のね
じれ角でツイスト配向している。

【００９１】この初期配向状態は、液晶分子が、両基板
１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向１１
ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一方の
基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処理方
向１２ａを基準として、図８の（ａ）に破線矢印で示し
た方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
に、ほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配向したスプレ
イ配向状態である。

【００９２】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル１０は、液晶分子の配
向状態を上述した第１および第２の準安定状態に配向さ
せて表示駆動される。

【００９３】上記第１の準安定状態と第２の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子のねじれ角がほぼ１
８０°変化してスプレイ歪を解消した状態であり、前記
裏側基板１２の配向処理方向１２ａを基準として、カイ
ラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を＋の
角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向とは
逆方向（カイラル剤によるねじれをほどく方向）へのね
じれ角を−の角度とすると、第１の準安定状態は、初期
配向状態に対してねじれ角が＋１８０°変化したツイス
ト配向状態であり、第２の準安定状態は、初期配向状態
に対してねじれ角が−１８０°変化した非ツイスト配向
状態である。

【００９４】上記初期配向状態から第１および第２の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル１０の各画
素部の電極１３，１４間に、まず液晶分子が基板１１，
１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値（絶
対値）のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極１３，１４間に、所定の電圧値の選択パルスを印加
することによって行なわれる。

【００９５】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S1の選択パルス（以
下、第１準安定状態選択パルスという）を印加すると、
液晶分子が初期配向状態でのねじれ角にさらにほぼ１８
０°のねじれが加わったねじれ角（１８０°＋１８０°
＝３６０°）でツイストする状態に配向してスプレイ歪
を解消し、第１の準安定状態になる。

【００９６】この第１の準安定状態は、液晶分子が、両
基板１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向
１１ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処
理方向１２ａを基準として、図８の（ｂ）に破線矢印で
示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方向
（カイラル剤により付与されるねじれ方向）に、ほぼ３
６０°のねじれ角でツイスト配向した状態である。

【００９７】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S2の選択パルス（以下、第
２準安定状態選択パルスという）を印加すると、液晶分
子が、初期配向状態でのねじれ角からほぼ１８０°のね
じれを差し引いた、ねじれ角がほぼ０°（１８０°−１
８０°＝０°）の状態、つまり初期配向状態でのツイス
ト配向をほどいた非ツイスト状態に配向してスプレイ歪
を解消し、第２の準安定状態になる。

【００９８】この第２の準安定状態は、液晶分子がいず
れか一方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の
配向処理方向１２ａに沿って非ツイスト配向した状態で
あり、液晶分子は、両基板１１，１２の近傍においてそ
れぞれの配向処理方向１１ａ，１２ａに沿って配向する
とともに、液晶層の全厚にわたってツイストを生じるこ
となくホモジニアス配向している。

【００９９】さらに、上記第１の準安定状態と第２の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極１３，１４間に液晶分子を基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第１または第２準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。

【０１００】なお、上記第１準安定状態選択パルスの電
圧値Ｖ_S1と、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S2は、使用する液晶１８の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばＶ_S1＜
Ｖ_S2であり、第１準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S1は、ほどんど電圧を印加しない値（ほぼ０Ｖ）であ
り、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ_S2も、ほとん
どの液晶分子が基板１１，１２面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。

【０１０１】図９は上記初期配向状態とリセット状態と
第１および第２の準安定状態における液晶分子の配向状
態を液晶セル１０の右側縁方向（横軸ｘに沿った方向）
から見た模式図であり、１８ａは液晶分子を示してい
る。

【０１０２】この模式図のように、上記初期配向状態
（液晶分子が裏側基板１２の配向処理方向１２ａを基準
として表面側から見て左回り方向にほぼ１８０°のねじ
れ角でツイスト配向している状態）は、両基板１１，１
２の近傍の液晶分子はそれぞれの基板１１，１２面に対
してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かって数°程
度のプレチルト角で斜めに起き上がるように配向してい
るが、ツイスト配向している液晶分子をそれぞれの分子
長軸が同一平面上にくるように展開して見たときのそれ
ぞれの基板１１，１２側でのプレチルト方向が互いに逆
になっている状態であり、したがって液晶分子は、基板
１１，１２から離れるのにともなってチルト角が小さく
なり、液晶層厚の中間（チルト角が０°になる点）を境
にして基板１１，１２面に対する傾き方向が逆になった
状態（スプレイ歪をもった状態）で安定したツイスト配
向状態にある。

【０１０３】また、上記リセット状態は、両基板１１，
１２の近傍の液晶分子（図では省略している）は初期配
向状態とほとんど変わらない状態（それぞれの基板１
１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態）にあるが、基板１１，１２から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。

【０１０４】さらに、第１の準安定状態（液晶分子がほ
ぼ３６０°のねじれ角でツイスト配向する状態）は、両
基板１１，１２の近傍の液晶分子の配向状態は初期配向
状態とほとんど変わらないが、液晶分子のねじれ角が前
記初期配向状態に対して一方の方向にほぼ１８０°変化
した状態であり、したがって、ツイスト配向している液
晶分子をそれぞれの分子長軸が同一平面上にくるように
展開して見たときの液晶分子１８ａの傾き方向は同じ方
向であるから、この第１の準安定状態は、スプレイ歪の
無いツイスト配向状態である。

【０１０５】また、上記第２の準安定状態（液晶分子が
非ツイスト配向する状態）は、両基板１１，１２の近傍
の液晶分子の配向状態は初期配向状態とほとんど変わら
ないが、液晶分子のねじれ角が前記初期配向状態に対し
て前記第１の準安定状態とは逆の方向にほぼ１８０°変
化した状態であり、したがって、液晶分子１８ａは、そ
れぞれの分子長軸をほぼ同じ方向に向け、かつ液晶分子
１８ａの傾き方向を同じ方向に向けて配向するから、こ
の第２の準安定状態は、スプレイ歪の無い非ツイスト配
向状態である。

【０１０６】上記第１と第２の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子１８ａのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子１８ａの基板１１，１２面に対する立
上がり状態は、電極１３，１４間に印加される駆動信号
の実効値（１フレームの間に電極間に印加される電圧の
実効値）に応じて変化する（ただし、両基板１１，１２
の近傍の液晶分子の配向状態はほとんど変わらない）。

【０１０７】図９に示した第１および第２の準安定状態
における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配向
状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値Ｖ_1-1 ，Ｖ
_2-1であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上側
に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高い
値Ｖ_1-2 ，Ｖ_2-2 であるときの液晶分子の立上がり状態
を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶分
子は、その準安定状態における配向状態を保ちながら、
駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変える。

【０１０８】なお、上記第１および第２の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、配向状態（第１の準安定状態ではツイス
ト配向状態、第２の準安定状態では非ツイスト配向状
態）はそのまま維持する状態であり、いずれの準安定状
態も、液晶分子１８ａを基板１１，１２面に対してほぼ
垂直に立上がり配向させるリセットパルスを印加して準
安定状態をリセットするまで保持される。

【０１０９】また、図８において、２１ａ，２２ａは、
液晶セル１０をはさんでその表面側と裏面側とに配置し
た一対の偏光板２１，２２の透過軸を示しており、この
実施例では、表側偏光板２１を、その透過軸２１ａを液
晶セル１０の表側基板１１の配向処理方向１１ａに対し
てほぼ４５°のずれ角で斜めに交差する方向に向けて配
置し、裏側偏光板２２を、その透過軸２２ａを前記表側
偏光板２１の透過軸２１ａに対してほぼ直交する方向に
向けて配置している。

【０１１０】一方、上記駆動回路４０は、液晶セル１０
の各走査電極１３を順次選択してこれらの走査電極１３
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極１４にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル１０の各画素部の電極１３，１４間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路４０は、液晶セル１０の各画素
部の電極１３，１４間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第１と第２の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。

【０１１１】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板３０で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル１０の各画素部を、
その電極１３，１４間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル１０を第１と第
２のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極１３，１４間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。

【０１１２】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル１０の液晶分子が上述した初期配向状態（スプ
レイ歪をもった配向状態）に配向しているが、上記リセ
ットパルスを印加すれば、このリセットパルスをスプレ
イ歪解消パルスとして液晶分子が基板１１，１２面に対
してほぼ垂直に立上がるように配向し、その後に印加さ
れる選択パルスに応じて第１と第２のいずれかの準安定
状態に配向する。

【０１１３】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路４０か
ら全ての画素部の電極１３，１４間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第１と第２の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。

【０１１４】上記液晶表示装置は、液晶セル１０の液晶
分子を上記第１と第２のいずれかの準安定状態に配向さ
せ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板１
１，１２面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に
応じて変化させて光の透過状態を制御するものであり、
第１の準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれ
か一方の基板の配向処理方向を基準として一方の方向に
ほぼ３６０°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと
偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第２
の準安定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の
基板の配向処理方向に沿って非ツイスト配向した液晶セ
ルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をもつ。

【０１１５】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。

【０１１６】この場合、上記実施例では、液晶セル１０
をはさんで配置した一対の偏光板２１，２２のうちの表
側偏光板２１の透過軸２１ａの方向を前記液晶セル１０
の表側基板１１の配向処理方向１１ａに対してほぼ４５
°のずれ角で斜めに交差する方向に設定しているため、
第１の準安定状態を選択して透過状態を制御するとき
も、第２の準安定状態を選択して透過状態を制御すると
きも、複屈折効果モードによるカラー表示を行なうこと
ができる。

【０１１７】この複屈折効果モードによるカラー表示に
ついて説明すると、上記第１と第２のいずれの準安定状
態においても、表側偏光板２１を透過して入射した直線
偏光が、液晶セル１０を透過する過程で液晶層の複屈折
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その各波長光がそれぞれの偏光状
態に応じた透過率で裏側偏光板２２を透過して、この裏
側偏光板２２を透過した光が、その光を構成する各波長
光の光強度の比に応じた色の着色光になる。この着色光
は、反射板３０で反射され、前記裏側偏光板２２と液晶
セル１０と表側偏光板２１とを順に透過して出射する。

【０１１８】このように、複屈折効果モードによるカラ
ー表示は、液晶セル１０の液晶層の複屈折作用と一対の
偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して光を着色する
ものであり、したがってカラーフィルタを用いて光を着
色するものに比べて光の吸収が少ないから、反射型の液
晶表示装置であっても、表示光の透過率を高くして明る
いカラー表示を得ることができる。

【０１１９】そして、上記液晶表示装置では、上記第１
の準安定状態（液晶分子がほぼ３６０°のねじれ角でツ
イスト配向する状態）を選択したときと、第２の準安定
状態（液晶分子が非ツイスト配向する状態）を選択した
ときとの液晶分子の配向状態が異なり、それに応じて液
晶層が異なる複屈折性を示す。

【０１２０】このため、第１の準安定状態を選択したと
きと、第２の準安定状態を選択したときとでは、裏側偏
光板２２に入射する各波長光の偏光状態が異なり、それ
に応じて裏側偏光板２２を透過した光が異なる色に着色
するから、第１の準安定状態を選択したときの表示色
と、第２の準安定状態を選択したときの表示色とは互い
に異なる色である。

【０１２１】さらに、この液晶表示装置では、上記第１
と第２のいずれの準安定状態においても、電極１３，１
４間に印加される駆動信号の実効値に応じた液晶分子の
立上がり状態の変化によって液晶層の複屈折性が変化
し、それに応じて裏側偏光板２２に入射する各波長光の
偏光状態が変化するため、前記駆動信号の実効値を制御
することによって着色光の色を変化させることができ、
したがって、１つの画素部で複数の色を表示することが
できる。

【０１２２】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもってほぼ１８０°のねじれ角でツイス
ト配向している状態は、上述したように実際の表示には
使用しないが、この初期配向状態も複屈折効果モードに
よる表示が得られる状態である。

【０１２３】図１０〜図１２は、液晶セル１０の両基板
１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと表裏の偏光
板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａを図１に示したよ
うに設定し、前記液晶セル１０のΔｎｄ（液晶の屈折率
異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値を約９００ｎｍに
選んだ液晶表示装置の印加電圧（駆動信号の実効値）に
対する光の出射率と表示色の変化を示しており、図１０
の（ａ），（ｂ）は初期配向状態における電圧−出射率
特性図およびＣＩＥ色度図、図１１の（ａ），（ｂ）は
第１の準安定状態における電圧−出射率特性図およびＣ
ＩＥ色度図、図１２の（ａ），（ｂ）は第２の準安定状
態における電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図であ
る。なお、各図の（ｂ）の色度図において、Ｗは無彩色
点を示している。

【０１２４】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図１０の（ａ）
のように、電圧の変化に対して出射率が低レベルでほぼ
直線的に変化する特性であり、電圧に対する表示色の変
化は、図１０の（ｂ）のように、印加電圧が０Ｖ（電圧
無印加状態）のときでほぼ黒、液晶分子をほぼ垂直に立
上がり状態に配向させる値（例えば約５Ｖ）の電圧を印
加したときで紫である。なお、液晶分子の立上がり状態
は、リセットパルスを印加したときに最も垂直に近くな
るが、リセットパルスの印加時間は極く短いため、リセ
ット状態での表示は人間の目にはほとんど認識されな
い。

【０１２５】また、第１の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図１１の（ａ）のように、印加電圧が０〜約
２．５Ｖの範囲では出射率が高いレベルに保たれてほと
んど変化せず、それよりも電圧が高くなると出射率が急
激に小さくなる特性であり、電圧に対する表示色の変化
は、図１１の（ｂ）のように、２．５０６Ｖの電圧を印
加したときで赤、３．０３３Ｖの電圧を印加したときで
黒である。

【０１２６】なお、上記赤のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．４１８、ｙ＝０．４６０であり、Ｙ値（明る
さ）は３０．１３である。また、上記黒のｘ，ｙコーデ
ネイト値は、ｘ＝０．２７１、ｙ＝０．２９１であり、
Ｙ値は１１．６である。

【０１２７】さらに、第２の準安定状態での電圧−出射
率特性は、図１２の（ａ）のように、印加電圧が０〜約
１．０Ｖと約２．０〜約３．０Ｖの２つの範囲では高い
出射率が得られるが、前記２つの範囲の電圧および約
３．０Ｖを越える電圧を印加すると出射率が急激に小さ
くなる特性であり、電圧に対する表示色の変化は、図１
２の（ｂ）のように、１．４０８Ｖの電圧を印加したと
きで青、３．０１８Ｖの電圧を印加したときで白であ
る。

【０１２８】なお、上記青のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．１５２、ｙ＝０．１３８であり、Ｙ値は５．７
である。また、上記白のｘ，ｙコーデネイト値は、ｘ＝
０．２９０、ｙ＝０．３１４であり、Ｙ値は２６．７で
ある。

【０１２９】すなわち、上記液晶表示装置は、第１の準
安定状態を選択して赤と黒を表示し、第２の準安定状態
を選択して青と白を表示するものであり、したがって、
表示の基本である白と黒の表示に加えて、赤と青の２色
のカラー表示を行なうことができる。

【０１３０】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第１
または第２の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分（使用する液晶１８の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる）で初期
配向状態に戻り、画面全体が、前記初期配向状態におけ
る電圧無印加時の状態（上記実施例ではほぼ黒）にな
る。

【０１３１】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、透過状態の全段階数を、前記一方の
電気光学特性を利用するとき、つまり第１の準安定状態
を選択して透過状態を制御するときと、前記他方の電気
光学特性を利用するとき、つまり第２の準安定状態を選
択して透過状態を制御するときとに振り分けることがで
き、そのために、それぞれの準安定状態で駆動される段
階数が少なくなるから、それぞれの準安定状態の中で、
少ない段階数の時分割駆動を行なうことができる。

【０１３２】このため、上記液晶表示装置によれば、液
晶セル１０の駆動デューティに対して動作電圧マージン
を大きくとることができる。すなわち、上記のように白
と黒の表示に加えて赤と青の２色のカラー表示を行なう
液晶表示装置の場合は、その駆動信号の実効値を、第１
の準安定状態を選択して赤と黒を表示するときは２．５
０６Ｖと３．０３３Ｖの２通りに設定し、第２の準安定
状態を選択して青と白を表示するときは１．４０８Ｖと
３．０１８Ｖの２通りに設定すればよく、したがって、
それぞれの準安定状態における実効値の差、つまり動作
電圧マージンを、第１の準安定状態で０．５２７Ｖ（＝
３．０３３Ｖ−２．５０６Ｖ）、第２の準安定状態で
１．６１０Ｖ（＝３．０１８Ｖ−１．４０８Ｖ）と充分
に大きくとることができる。

【０１３３】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル１０が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。

【０１３４】なお、上記実施例の液晶表示装置は、第１
の準安定状態を選択したときの表示色が赤と黒であり、
第２の準安定状態を選択したときの表示色が青と白であ
るものであるが、この表示色は、液晶セル１０のΔｎｄ
の値を変えることによって任意に選ぶことができる。

【０１３５】［第２の実施例の変形例］上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル１０の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板２１，２２
のいずれか一方または両方と液晶セル１０との間に位相
差板を配置してもよい。

【０１３６】その例としては、例えば図７に示した第１
の実施例の変形例のように、表側偏光板２１と液晶セル
１０との間に位相差板２３を、その光学軸（例えば遅相
軸）を表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して斜めにず
らして配置することが考えられる。

【０１３７】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板２１を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板２３の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
１０の液晶層の複屈折作用によりその液晶分子のツイス
ト配向状態に応じてさらに偏光状態を変えて裏側偏光板
２２に入射するため、第１および第２の準安定状態を選
択して表示するときの着色光をより鮮明にするとともに
着色光の色数も多くして多色カラー表示を実現すること
ができる。

【０１３８】［第３の実施例］図１３〜図１７はこの発
明の第３の実施例を示している。図１３は液晶表示装置
の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は初期配向状
態、（ｂ）は第１の準安定状態、（ｃ）は第２の準安定
状態を示している。

【０１３９】なお、この実施例の液晶表示装置は、図２
に示したように、液晶セル１０をはさんでその表面側と
裏面側とに偏光板２１，２２を配置するとともに、裏側
の偏光板２２の背後に反射板３０を配置し、さらに前記
液晶セル１０に、それを駆動するための駆動回路４０を
接続して構成されるものであり、前記液晶セル１０は、
初期配向状態と第１および第２の準安定状態における液
晶分子の配向状態が上記第１および第２の実施例とは異
なるが、セル構造は同じである。

【０１４０】上記液晶セル１０の液晶は、カイラル剤を
添加してツイスト配向性をもたせたネマティック液晶で
あり、その液晶層は、初期配向状態では、液晶分子が非
ツイスト配向したスプレイ配向状態にある。

【０１４１】そして、この液晶セル１０は、その液晶層
に、液晶分子が基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向する電圧値のリセットパルスを印加した後に
それより低い所定の電圧値の選択パルスを印加すること
により、液晶分子がいずれか一方の基板の配向処理方向
を基準として一方の方向にほぼ１８０°のねじれ角でツ
イスト配向する第１の準安定状態になり、前記リセット
パルスを印加した後にそれより低い他の所定の電圧値の
選択パルスを印加することにより、液晶分子が前記一方
の基板の配向処理方向を基準として前記第１の準安定状
態とは逆の方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配
向する第２の準安定状態になる特性を有している。

【０１４２】図１３において、１１ａ，１２ａは液晶セ
ル１０の両基板１１，１２の配向処理方向（配向膜１
５，１６のラビング方向）を示しており、この実施例で
は、表側基板１１の配向膜１５と裏側基板１２の配向膜
１６とをそれぞれ、液晶表示装置の画面の横軸ｘと平行
であって前記画面の左縁側から右縁側に向かう方向に配
向処理している。すなわち、両基板１１，１２の配向処
理方向１１ａ，１２ａは、互いにほぼ平行でかつ同じ向
きである。

【０１４３】そして、この実施例では、上記液晶１８と
して、表面側から見て左回りのツイスト配向性を有する
カイラル剤を添加したものを用いており、したがって、
この液晶セル１０の液晶分子は、初期配向状態では、ス
プレイ歪をもって非ツイスト配向している。

【０１４４】この初期配向状態は、液晶分子が図１３の
（ａ）に破線で示したように、両基板１１，１２の配向
処理方向１１ａ，１２ａに沿って、液晶層の全厚にわた
りツイストを生じることなくホモジニアス配向したスプ
レイ配向状態である。

【０１４５】上記初期配向状態は、実際に表示には使用
しない状態であり、上記液晶セル１０は、液晶分子の配
向状態を上述した第１および第２の準安定状態に配向さ
せて表示駆動される。

【０１４６】上記第１の準安定状態と第２の準安定状態
は、前記初期配向状態から液晶分子ほぼ１８０°のねじ
れ角でツイスト配向スプレイ歪を解消した状態であり、
前記裏側基板１２の配向処理方向１２ａを基準として、
カイラル剤により付与されるねじれ方向へのねじれ角を
＋の角度、前記カイラル剤により付与されるねじれ方向
とは逆方向（カイラル剤によるねじれをほどく方向）へ
のねじれ角を−の角度とすると、第１の準安定状態は、
初期配向状態に対して＋１８０°ねじれたツイスト配向
状態であり、第２の準安定状態は、初期配向状態に対し
て−１８０°ねじれたツイスト配向状態である。

【０１４７】上記初期配向状態から第１および第２の準
安定状態への配向状態の切換えは、液晶セル１０の各画
素部の電極１３，１４間に、まず液晶分子が基板１１，
１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値（絶
対値）のスプレイ歪解消パルスを印加し、その後、前記
電極１３，１４間に、所定の電圧値の選択パルスを前記
電極１３，１４間に印加することによって行なわれる。

【０１４８】すなわち、スプレイ歪解消パルスの印加に
より液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立
上がり配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスより
も低い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S1の選択パルス（以
下、第１準安定状態選択パルスという）を印加すると、
液晶分子が初期配向状態である非ツイスト配向したスプ
レイ配向状態から、カイラル剤により付与されるねじれ
方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイストする状態に配
向してスプレイ歪を解消し、第１の準安定状態になる。

【０１４９】この第１の準安定状態は、液晶分子が、両
基板１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向
１１ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処
理方向１２ａを基準として、図１３の（ｂ）に破線矢印
で示したツイスト方向、つまり表面側から見て左回り方
向（カイラル剤により付与されるねじれ方向）に、ほぼ
１８０°のねじれ角でツイスト配向した状態である。

【０１５０】また、スプレイ歪解消パルスの印加により
液晶分子を基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上が
り配向させた後に、前記スプレイ歪解消パルスよりも低
い所定の電圧値（絶対値）Ｖ_S2の選択パルス（以下、第
２準安定状態選択パルスという）を印加すると、液晶分
子が、液晶分子が初期配向状態である非ツイスト配向し
たスプレイ配向状態から、上記第１の準安定状態とは逆
の方向、つまりカイラル剤により付与されるねじれ方向
とは逆方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイストする状
態に配向してスプレイ歪を解消し、第２の準安定状態に
なる。

【０１５１】この第２の準安定状態は、液晶分子が、両
基板１１，１２の近傍においてそれぞれの配向処理方向
１１ａ，１２ａに沿って配向するとともに、いずれか一
方の基板の配向処理方向、例えば裏側基板１２の配向処
理方向１２ａを基準として、図１３の（ｃ）に破線矢印
で示したツイスト方向、つまり表面側から見て右回り方
向（第１の準安定状態とは逆方向）に、ほぼ１８０°の
ねじれ角でツイスト配向した状態である。

【０１５２】さらに、上記第１の準安定状態と第２の準
安定状態とは、その一方から他方に切換えることが可能
であり、液晶分子がいずれの準安定状態に配向している
状態でも、まず電極１３，１４間に液晶分子を基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる電圧
値のリセットパルスを印加して前記準安定状態をリセッ
トし、その後に上記第１または第２準安定状態選択パル
スを印加すれば、液晶分子の配向状態を、一方の準安定
状態から他方の準安定状態に切換えることができる。

【０１５３】なお、上記第１準安定状態選択パルスの電
圧値Ｖ_S1と、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S2は、使用する液晶１８の特性およびカイラル剤の特性
と添加量によって決まるが、その絶対値は例えばＶ_S1＜
Ｖ_S2であり、第１準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ
_S1は、ほどんど電圧を印加しない値（ほぼ０Ｖ）であ
り、第２準安定状態選択パルスの電圧値Ｖ_S2も、ほとん
どの液晶分子が基板１１，１２面に対するプレチルト角
と同程度またはそれに近い傾き角で配向する低い電圧値
である。

【０１５４】図１４は上記初期配向状態とリセット状態
と第１および第２の準安定状態における液晶分子の配向
状態を液晶セル１０の下縁方向（横軸ｘに対して直交す
る方向）から見た模式図であり、１８ａは液晶分子を示
している。

【０１５５】この模式図のように、上記初期配向状態
（液晶分子が非ツイスト配向している状態）は、両基板
１１，１２の近傍の液晶分子はそれぞれの基板１１，１
２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに向かっ
て数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるように配
向しているが、それぞれの基板１１，１２側でのプレチ
ルト方向が互いに逆になっている状態であり、したがっ
て液晶分子１８ａは、基板１１，１２から離れるのにと
もなってチルト角が小さくなり、液晶層厚の中間（チル
ト角が０°になる点）を境にして基板１１，１２面に対
する傾き方向が逆になった状態（スプレイ歪をもった状
態）で安定した非ツイスト配向状態にある。

【０１５６】また、上記リセット状態は、両基板１１，
１２の近傍の液晶分子（図では省略している）は初期配
向状態とほとんど変わらない状態（それぞれの基板１
１，１２面に対してその配向処理方向１１ａ，１２ａに
向かって数°程度のプレチルト角で斜めに起き上がるよ
うに配向している状態）にあるが、基板１１，１２から
ある程度以上離れているほとんどの液晶分子は基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がるように配向した
状態である。

【０１５７】さらに、第１の準安定状態（液晶分子が裏
側基板１２の配向処理方向１２ａを基準として表面側か
ら見て左回り方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト
配向する状態）は、両基板１１，１２の近傍の液晶分子
の配向状態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液
晶分子１８ａが前記初期配向状態に対して一方の方向に
ほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配向した状態であ
り、したがって、ツイスト配向している液晶分子をそれ
ぞれの分子長軸が同一平面上にくるように展開して見た
ときの液晶分子１８ａの傾き方向は同じ方向であるか
ら、この第１の準安定状態は、スプレイ歪の無いツイス
ト配向状態である。

【０１５８】また、第２の準安定状態（液晶分子が裏側
基板１２の配向処理方向１２ａを基準として表面側から
見て右回り方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配
向する状態）は、両基板１１，１２の近傍の液晶分子の
配向状態は初期配向状態とほとんど変わらないが、液晶
分子１８ａが前記初期配向状態に対して前記第１の準安
定状態とは逆の方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイス
ト配向した状態であり、したがって、ツイスト配向して
いる液晶分子をそれぞれの分子長軸が同一平面上にくる
ように展開して見たときの液晶分子１８ａの傾き方向は
同じ方向であるから、この第２の準安定状態は、スプレ
イ歪の無いツイスト配向状態である。

【０１５９】上記第１と第２の準安定状態はそれぞれ、
その準安定状態における液晶分子１８ａのツイスト配向
状態を保持する状態であるが、いずれの準安定状態にお
いても、液晶分子１８ａの基板１１，１２面に対する立
上がり状態は、電極１３，１４間に印加される駆動信号
の実効値（１フレームの間に電極間に印加される電圧の
実効値）に応じて変化する（ただし、両基板１１，１２
の近傍の液晶分子の配向状態はほとんど変わらない）。

【０１６０】図１４に示した第１および第２の準安定状
態における液晶分子の配向状態のうち、上側に示した配
向状態は、駆動信号の実効値が比較的小さい値Ｖ_1-1 ，
Ｖ_2-1 であるときの液晶分子の立上がり状態を示し、上
側に示した配向状態は、駆動信号の実効値がある程度高
い値Ｖ_1-2 ，Ｖ_2-2 であるときの液晶分子の立上がり状
態を示しており、いずれの準安定状態においても、液晶
分子は、その準安定状態における配向状態を保ちなが
ら、駆動信号の実効値に応じて立上がり状態を変える。

【０１６１】なお、上記第１および第２の準安定状態
は、駆動信号の実効値に応じて液晶分子の立上がり状態
が変化するが、ツイスト配向状態はそのまま維持する状
態であり、いずれの準安定状態も、液晶分子１８ａを基
板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向させる
リセットパルスを印加して準安定状態をリセットするま
で保持される。

【０１６２】また、図１３において、２１ａ，２２ａ
は、液晶セル１０をはさんでその表面側と裏面側とに配
置した一対の偏光板２１，２２の透過軸を示しており、
この実施例では、表側偏光板２１を、その透過軸２１ａ
を液晶セル１０の表側基板１１の配向処理方向１１ａに
対してほぼ４５°のずれ角で斜めに交差する方向に向け
て配置し、裏側偏光板２２を、その透過軸２２ａを前記
表側偏光板２１の透過軸２１ａに対してほぼ直交する方
向に向けて配置している。

【０１６３】一方、上記駆動回路４０は、液晶セル１０
の各走査電極１３を順次選択してこれらの走査電極１３
に走査信号を供給するとともに、それに同期させて各信
号電極１４にデータ信号を供給することにより、前記液
晶セル１０の各画素部の電極１３，１４間に、前記走査
信号とデータ信号との電位差に応じた電圧を印加するも
のであり、この駆動回路４０は、液晶セル１０の各画素
部の電極１３，１４間に、上記リセットパルスを印加し
た後、上記第１と第２の準安定状態のいずれかを選択す
る選択パルスを印加し、その後に実効値が前記リセット
パルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印
加するように構成されている。

【０１６４】この実施例の液晶表示装置は、自然光や室
内照明光等の外光を利用し表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板３０で反射させて表示するものであ
り、その表示駆動は、上記液晶セル１０の各画素部を、
その電極１３，１４間に上記リセットパルスを印加した
後に上記選択パルスを印加して液晶セル１０を第１と第
２のいずれかの準安定状態に切換え、その準安定状態に
おいて前記電極１３，１４間に実効値が前記リセットパ
ルスの電圧値よりも低い範囲で変化する駆動信号を印加
して駆動することにより行なわれる。

【０１６５】この場合、液晶表示装置の駆動開始前は、
液晶セル１０の液晶分子が上述した初期配向状態（スプ
レイ歪をもった非ツイスト配向状態）に配向している
が、上記リセットパルスを印加すれば、このリセットパ
ルスをスプレイ歪解消パルスとして液晶分子が基板１
１，１２面に対してほぼ垂直に立上がるように配向し、
その後に印加される選択パルスに応じて、第１と第２の
いずれかの準安定状態に配向する。

【０１６６】なお、液晶表示装置の駆動開始時、つまり
電源スイッチがオンされたときに、上記駆動回路４０か
ら全ての画素部の電極１３，１４間に上述したスプレイ
歪解消パルスを印加し、その後に第１と第２の準安定状
態のいずれか一方を選択する選択パルスを印加するよう
にすれば、全ての画素部を同じ準安定状態にしてから表
示駆動を開始することができる。

【０１６７】上記液晶表示装置は、液晶セル１０の液晶
分子を第１と第２のいずれかの準安定状態に配向させ、
それぞれの準安定状態における液晶分子の基板１１，１
２面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて
変化させて光の透過状態を制御するものであり、第１の
準安定状態を選択したときは、液晶分子がいずれか一方
の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ１
８０°のねじれ角でツイスト配向した液晶セルと偏光板
とからなる表示装置の電気光学特性をもち、第２の準安
定状態を選択したときは、液晶分子が前記一方の基板の
配向処理方向を基準として前記第１の準安定状態とは逆
の方向にほぼ１８０°のねじれ角でツイスト配向した液
晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性をも
つ。

【０１６８】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光
学特性を合わせ持ったものであり、したがって、段階的
に制御しようとする透過状態のうちの複数の透過状態の
制御を一方の電気光学特性を利用して行ない、他の複数
の透過状態の制御を他方の電気光学特性を利用して行な
うことができる。

【０１６９】この場合、上記実施例では、液晶セル１０
をはさんで配置した一対の偏光板２１，２２のうちの表
側偏光板２１の透過軸２１ａの方向を前記液晶セル１０
の表側基板１１の配向処理方向１１ａに対してほぼ４５
°のずれ角で斜めに交差する方向に設定しているため、
第１の準安定状態を選択して透過状態を制御するとき
も、第２の準安定状態を選択して透過状態を制御すると
きも、複屈折効果モードによる表示を行なうことができ
る。

【０１７０】この複屈折効果モードによる表示について
説明すると、上記第１と第２のいずれの準安定状態にお
いても、表側偏光板２１を透過して入射した直線偏光
が、液晶セル１０を透過する過程で液晶層の複屈折作用
により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光と
なった光となり、その各波長光がそれぞれの偏光状態に
応じた透過率で裏側偏光板２２を透過して、この裏側偏
光板２２を透過した光が、その光を構成する各波長光の
光強度の比に応じた彩色度の光になる。この光は、反射
板３０で反射され、前記裏側偏光板２２と液晶セル１０
と表側偏光板２１とを順に透過して出射する。

【０１７１】このように、上記液晶表示装置は、液晶セ
ル１０の液晶層の複屈折作用と一対の偏光板２１，２２
の偏光作用とを利用して所望の透過率および彩色度の光
を得るものであり、前記液晶セル１０のΔｎｄ（液晶の
屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値と偏光板２
１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きを選ぶことによ
って、ほぼ無彩色の白黒表示や、任意に色に着色したカ
ラー表示を行なうことができる。

【０１７２】なお、ほぼ無彩色の白黒表示を行なうに
は、裏側偏光板２２を透過した光が、その各波長光の光
強度の差が小さい低彩色度の光となるように、液晶セル
１０のΔｎｄと偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２
ａの向きとを選べばよく、例えば、液晶セル１０の両基
板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと表裏の偏
光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａを図１３に示し
たように設定する場合は、前記液晶セル１０のΔｎｄ
（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値を
約６００ｎｍに設定すればよい。

【０１７３】また、カラー表示を行なう場合は、裏側偏
光板２２を透過した光が、その各波長光の光強度の差が
大きい光、つまり各波長光の光強度の比に応じた色の着
色光となるように、液晶セル１０のΔｎｄと偏光板２
１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きとを選べばよ
い。

【０１７４】なお、このカラー表示を行なう場合、上記
液晶表示装置は、液晶セル１０の液晶層の複屈折作用と
一対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して着色光
をうるものであるため、カラーフィルタを用いて光を着
色するものに比べて光の吸収が少ないから、反射型の液
晶表示装置であっても、表示光の透過率を高くして明る
い表示を得ることができる。

【０１７５】そして、上記液晶表示装置では、上記第１
と第２のいずれの準安定状態においても、液晶セル１０
の各画素部の電極１３，１４間に印加される駆動信号の
実効値に応じた液晶分子の立上がり状態の変化によって
液晶層の複屈折性が変化し、それに応じて裏側偏光板２
２に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、前記
駆動信号の実効値を制御することによって光の透過率や
彩色度を変化させることができ、したがって、各画素部
の表示の明るさを複数段階に変化させる階調表示や、１
つの画素部で複数の色を表示するカラー表示を行なうこ
とができる。

【０１７６】なお、上記初期配向状態、つまり液晶分子
がスプレイ歪をもって非ツイスト配向している状態は、
上述したように実際の表示には使用しないが、この初期
配向状態も複屈折効果モードによる表示が得られる状態
である。

【０１７７】図１５〜図１７は、液晶セル１０の両基板
１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと表裏の偏光
板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａを図１３に示した
ように設定し、前記液晶セル１０のΔｎｄ（液晶の屈折
率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値を約６００ｎｍ
に選んだ、ほぼ無彩色の白黒表示を行なう液晶表示装置
の印加電圧（駆動信号の実効値）に対する光の出射率と
表示色の変化を示しており、図１５の（ａ），（ｂ）は
初期配向状態における電圧−出射率特性図およびＣＩＥ
色度図、図１６の（ａ），（ｂ）は第１の準安定状態に
おける電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図、図１７
の（ａ），（ｂ）は第２の準安定状態における電圧−出
射率特性図およびＣＩＥ色度図である。なお、各図の
（ｂ）の色度図において、Ｗは無彩色点を示している。

【０１７８】まず、初期配向状態について説明すると、
初期配向状態での電圧−出射率特性は、図１５の（ａ）
のように、電圧の変化に対して出射率が低レベルでほぼ
直線的に変化する特性であり、電圧に対する表示色の変
化は、図１５の（ｂ）のように、印加電圧が０Ｖ（電圧
無印加状態）のときでほぼ黒、液晶分子をほぼ垂直に立
上がり状態に配向させる値（例えば約５Ｖ）の電圧を印
加したときで青である。

【０１７９】なお、液晶分子の立上がり状態は、上述し
たリセットパルスを印加したときに最も垂直に近くなる
が、リセットパルスの印加時間は極く短いため、リセッ
ト状態での表示は人間の目にはほとんど認識されない。

【０１８０】次に、第１および第２の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性と表示の色度変化について説明する
と、上記第１の準安定状態における液晶分子のツイスト
配向状態と、第２の準安定状態における液晶分子のツイ
スト配向状態とは、ねじれ角がいずれもほぼ１８０°で
ツイスト方向が互いに逆の関係にあり、また、表側偏光
板２１の透過軸２１ａが液晶セル１０の表側基板１１の
配向処理方向１１ａに対してほぼ４５°のずれ角で斜め
に交差し、裏側偏光板２２の透過軸２２ａが前記表側偏
光板２１の透過軸２１ａに対してほぼ直交しているた
め、第１の準安定状態を選択したときの電気光学特性
と、第２の準安定状態を選択したときの電気光学特性と
は、ほぼ同じ特性である。

【０１８１】すなわち、第１の準安定状態での電圧−出
射率特性は、図１６の（ａ）のように、印加電圧が０〜
約２Ｖの範囲では、約１Ｖを越えた付近で一時的に出射
率が若干低下するものの高い出射率を示し、それよりも
電圧が高くなると出射率が緩やかに小さくなる特性であ
り、電圧に対する表示の色度変化は、図１６の（ｂ）の
ように、１．５０９Ｖの電圧を印加したときで白、４．
８５０Ｖの電圧を印加したときで黒である。

【０１８２】なお、上記白のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．２９１、ｙ＝０．３１９であり、Ｙ値（明る
さ）は２９．４である。また、上記黒のｘ，ｙコーデネ
イト値は、ｘ＝０．２６９、ｙ＝０．２８７であり、Ｙ
値は５．５である。

【０１８３】また、第２の準安定状態での電圧−出射率
特性は、図１７の（ａ）のように、上記第１の準安定状
態での電圧−出射率特性に良く似た特性であり、電圧に
対する表示の色度変化も、図１７の（ｂ）のように、
１．５０９Ｖの電圧を印加したときで白、４．８５０Ｖ
の電圧を印加したときで黒である。

【０１８４】なお、上記白のｘ，ｙコーデネイト値は、
ｘ＝０．２９２、ｙ＝０．３２０であり、Ｙ値（明る
さ）は２９．４である。また、上記黒のｘ，ｙコーデネ
イト値は、ｘ＝０．２６９、ｙ＝０．２８７であり、Ｙ
値は５．５である。

【０１８５】すなわち、上記液晶表示装置は、第１の準
安定状態を選択したときも、第２の準安定状態を選択し
たときも、印加電圧に応じて出射率と表示の色度が上記
のように変化するものであり、したがって、第１と第２
のいずれの準安定状態においても、駆動信号の実効値を
複数段階に制御することにより、階調をもたせた白黒表
示を行なうことができる。

【０１８６】なお、液晶表示装置の電源を切ると、第１
または第２の準安定状態にある液晶分子の配向状態が、
自然放電により数秒〜数分（使用する液晶１８の特性お
よびカイラル剤の特性と添加量によって異なる）で初期
配向状態に戻り、画面全体が、前記初期配向状態におけ
る電圧無印加時の状態（上記実施例ではほぼ黒）にな
る。

【０１８７】そして、上記液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子の配向状態が異なる２つの表示装置の電気光学
特性を合わせ持ったものであって、段階的に制御しよう
とする透過状態のうちの複数の透過状態の制御を一方の
電気光学特性を利用して行ない、他の複数の透過状態の
制御を他方の電気光学特性を利用して行なうことができ
るものであるため、前記一方の電気光学特性を利用する
とき、つまり第１の準安定状態を選択して透過状態を制
御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第２の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。

【０１８８】すなわち、上記液晶表示装置は、第１の準
安定状態（液晶分子が一方の方向にほぼ１８０°のねじ
れ角でツイスト配向する状態）と、第２の準安定状態
（液晶分子が第１の準安定状態とは逆の方向にほぼ１８
０°のねじれ角でツイスト配向する状態）とが、液晶分
子のねじれ角がほぼ同じでツイスト方向が逆である状態
であり、また表側偏光板２１の透過軸２１ａが液晶セル
１０の表側基板１１の配向処理方向１１ａとほぼ平行ま
たはほぼ直交する方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸
２２ａが前記表側偏光板２１の透過軸２１ａとほぼ直交
する方向にあるため、第１の準安定状態を選択したとき
の電気光学特性と、第２の準安定状態を選択したときの
電気光学特性とがほぼ同じである。

【０１８９】このため、例えば１０階調の白黒表示を行
なう場合は、１つおきの５つの階調（例えば奇数階調）
を第１の準安定状態を選択して表示し、他の１つおきの
５つの階調（例えば偶数階調）を第２の準安定状態を選
択して表示することが可能であり、したがって、第１の
準安定状態を選択して透過状態を制御するときの駆動信
号の実効値の段階数と、第２の準安定状態を選択して透
過状態を制御するときの駆動信号の実効値の段階数と
は、全階調数の半分ずつでよいから、液晶セル１０の駆
動デューティに対して動作電圧マージンを大きくとるこ
とができる。

【０１９０】なお、図１５〜図１７に示したような電圧
−出射率特性および色変化特性を有する液晶表示装置に
おいて、１０階調のうちの１つおきの５つの階調を第１
の準安定状態を選択して表示し、他の１つおきの５つの
階調を第２の準安定状態を選択して表示する場合は、第
１の準安定状態を選択して透過状態を制御するときの駆
動信号の実効値を、１．５０９Ｖ（白の表示電圧）〜
４．８５０Ｖ（黒の表示電圧）の間で５段階に設定し、
第２の準安定状態を選択して透過状態を制御するときの
駆動信号の実効値を、１．５０９Ｖ（白の表示電圧）〜
４．８５０Ｖ（黒の表示電圧）の間で５段階に設定すれ
ばよい。

【０１９１】したがって、上記液晶表示装置によれば、
液晶セル１０が駆動信号の実効値を制御して駆動される
単純マトリックス方式のものであっても、その駆動デュ
ーティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デュー
ティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高精細
画像の表示を実現することができる。

【０１９２】また、上記液晶表示装置は、第１の準安定
状態における液晶分子のツイスト方向と、第２の準安定
状態における液晶分子のツイスト方向とが互いに逆であ
るため、第１の準安定状態を選択したときの視角の方向
（表示が最もコントラストが高い状態で見える観察方
向）と、第２の準安定状態を選択したときの視角の方向
とが互いに異なるから、各画素部をそれぞれ１〜数フレ
ームごと（好ましくは１フレームごと）に第１の準安定
状態と第２の準安定状態とを交互に選択して駆動すれ
ば、見かけ上の視角特性を２つの方向に視角を有する特
性にして、広視野角表示を行なうことができる。

【０１９３】なお、上記液晶表示装置は、上述したよう
に、液晶セル１０のΔｎｄの値と偏光板２１，２２の透
過軸２１ａ，２２ａの向きとを、裏側偏光板２２を透過
した光がその各波長光の光強度の差が大きい光になるよ
うに選ぶことによって、任意の色に着色したカラー表示
を行なうこともできるものである。

【０１９４】このカラー表示の場合は、液晶セル１０の
Δｎｄの値と偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａ
の向きを適当に選ぶことにより、第１の準安定状態を選
択したときの表示色と、第２の準安定状態を選択したと
きの表示色（いずれの表示色も駆動信号の実効値に応じ
て変化する）とを、ほぼ同じにすることもできるし、ま
た、ぞれぞれの表示色を異ならせることもできる。

【０１９５】［第３の実施例の変形例］上記実施例の液
晶表示装置は、液晶セル１０の液晶層の複屈折作用と一
対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して表示する
ものであるが、それに加えて、表裏の偏光板２１，２２
のいずれか一方または両方と液晶セル１０との間に位相
差板を配置してもよい。

【０１９６】その例としては、例えば図７に示した第１
の実施例の変形例のように、表側偏光板２１と液晶セル
１０との間に位相差板２３を、その光学軸（例えば遅相
軸）を表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して斜めにず
らして配置することが考えられる。

【０１９７】この変形例の液晶表示装置によれば、表側
偏光板２１を透過して入射した直線偏光が、まず位相差
板２３の複屈折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となり、その光が液晶セル
１０の液晶層の複屈折作用によりさらに偏光状態を変え
て裏側偏光板２２に入射するため、液晶セル１０のΔｎ
ｄの値と前記位相差板２３のリタデーションおよびその
光学軸の方向を適当に選ぶことにより、白黒表示におけ
る白の表示の帯色を抑制や、カラー表示における表示色
の鮮明化および多色化をはかることができる。

【０１９８】すなわち、上述した位相差板を備えていな
い液晶表示装置においても、裏側偏光板２２を透過した
光がその各波長光の光強度の差が小さい低彩色度の光と
なるように液晶セル１０のΔｎｄと偏光板２１，２２の
透過軸２１ａ，２２ａの向きとを選べば、ほぼ無彩色の
白黒表示を行なうことができるが、複屈折効果モードに
よる表示では、裏側偏光板２２に入射する光が、液晶セ
ル１０の液晶層の複屈折作用により各波長光がそれぞれ
偏光状態の異なる楕円偏光となった光であるため、裏側
偏光板２２を透過した各波長光の透過率にはある程度の
差があるから、裏側偏光板２２を透過した光がその各波
長光の光強度の比に応じて僅かながら着色し、白の表示
が帯色してしまう。

【０１９９】しかし、この実施例のように位相差板２３
を付加すれば、表側偏光板２１を透過して入射した直線
偏光が位相差板２３と液晶セル１０の液晶層との両方の
複屈折作用により偏光状態を変えて裏側偏光板２２に入
射するため、この裏側偏光板２２に入射する光の偏光状
態を決定する条件、つまり、液晶セル１０のΔｎｄの値
と位相差板２３のリタデーションおよびその光学軸の方
向等を、各波長光がほとんど差の無い透過率で裏側偏光
板２２を透過するように設定すれば、上記白の表示の帯
色を抑制して、より良好な白黒表示を行なうことができ
る。

【０２００】また、液晶セル１０のΔｎｄの値と偏光板
２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａの向きとを、裏側偏
光板２２を透過した光がその各波長光の光強度の差が大
きい光になるように選んでカラー表示を行なう液晶表示
装置に前記位相差板２３を付加する場合は、前記偏光状
態を決定する条件（液晶セル１０のΔｎｄの値と位相差
板２３のリタデーションおよびその光学軸の方向等）
を、各波長光がさらに大きく異なる透過率で裏側偏光板
２２を透過するように設定すればよく、このようにすれ
ば、鮮明で色数の多いカラー表示を行なうことができ
る。

【０２０１】［他の実施例］なお、この発明の液晶表示
装置において、液晶セル１０は、上記第１〜第３の実施
例に限られるものではなく、液晶分子をいずれか一方の
基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ０°
〜ほぼ１８０°のねじれ角で非ツイストまたはツイスト
配向したスプレイ配向状態に初期配向させた液晶層を有
し、この液晶層に十分高い電圧値のリセットパルスを印
加し、引き続いて電圧値が前記リセットパルスより十分
低くその値が異なる２通りの選択パルスを選択的に印加
することにより、液晶分子が、初期配向状態から前記一
方の方向にさらにほぼ１８０°ねじれてスプレイ歪を解
消した第１の準安定状態（一方の基板の配向処理方向を
基準として一方の方向にほぼ１８０°〜ほぼ３６０°の
ねじれ角でツイスト配向する状態）と、前記初期配向状
態から前記一方の方向とは逆方向にほぼ１８０°ねじれ
てスプレイ歪を解消した第２の準安定状態（一方の基板
の配向処理方向を基準として他方の方向にほぼ１８０°
〜ほぼ０°のねじれ角でツイスト配向または非ツイスト
配向する状態）とに配向するものであればよい。

【０２０２】また、上記第１〜第３の実施例の液晶表示
装置はいずれも、その裏面側に反射板３０を配置した反
射型のものであるが、この発明は、バックライトからの
光を利用して表示する透過型の液晶表示装置（反射板３
０の無いもの）にも適用することができる。

【０２０３】さらに、この発明は、偏光板を１枚だけ備
え、液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前記液晶セル
の裏面側に反射板を配置した反射型液晶表示装置にも適
用できるものであり、その場合は、液晶セルの裏側基板
の外面に反射板を配置してもよいし、あるいは、前記裏
側基板の内面に設ける電極を金属膜で形成し、この電極
で反射板を兼用してもよい。

【０２０４】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置は、液晶セルの
液晶分子を上記第１と第２のいずれかの準安定状態に配
向させ、それぞれの準安定状態における液晶分子の基板
面に対する立上がり状態を駆動信号の実効値に応じて変
化させて光の透過状態を制御するものであり、第１の準
安定状態を選択したときは、液晶分子が一対の基板間に
おいて特定の状態で配向した液晶セルと偏光板とからな
る表示装置の電気光学特性をもち、第２の準安定状態を
選択したときは、液晶分子が前記一対の基板間において
前記第１の準安定状態とは異なる特定の状態で配向した
液晶セルと偏光板とからなる表示装置の電気光学特性を
もつため、段階的に制御しようとする透過状態のうちの
複数の透過状態の制御を一方の電気光学特性を利用して
行ない、他の複数の透過状態の制御を他方の電気光学特
性を利用して行なうことができる。

【０２０５】このため、この液晶表示装置によれば、透
過状態の全段階数を、前記一方の電気光学特性を利用す
るとき、つまり第１の準安定状態を選択して透過状態を
制御するときと、前記他方の電気光学特性を利用すると
き、つまり第２の準安定状態を選択して透過状態を制御
するときとに振り分けることができ、そのために、それ
ぞれの準安定状態で駆動される段階数が少なくなるか
ら、それぞれの準安定状態の中で、少ない段階数の時分
割駆動を行なうことができる。

【０２０６】したがって、この液晶表示装置によれば、
駆動信号の実効値を制御して駆動される単純マトリック
ス方式の液晶セルを用いるものでありながら、その駆動
デューティに対して動作電圧マージンを大きくし、高デ
ューティでの時分割駆動を可能として、画素数の多い高
精細画像の表示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による液晶表示装置の
基本構成を示す、初期配向状態と第１の準安定状態と第
２の準安定状態の斜視図。

【図２】前記液晶表示装置の断面図。

【図３】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット状
態と第１および第２の準安定状態における液晶分子の配
向状態を示す模式図。

【図４】前記液晶表示装置の初期配向状態における電圧
−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図５】前記液晶表示装置の第１の準安定状態における
電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図６】前記液晶表示装置の第２の準安定状態における
電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図７】第１の実施例の変形例を示す液晶表示装置の断
面図。

【図８】この発明の第２の実施例による液晶表示装置の
基本構成を示す、初期配向状態と第１の準安定状態と第
２の準安定状態の斜視図。

【図９】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット状
態と第１および第２の準安定状態における液晶分子の配
向状態を示す模式図。

【図１０】前記液晶表示装置の初期配向状態における電
圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図１１】前記液晶表示装置の第１の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図１２】前記液晶表示装置の第２の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図１３】この発明の第３の実施例による液晶表示装置
の基本構成を示す、初期配向状態と第１の準安定状態と
第２の準安定状態の斜視図。

【図１４】前記液晶表示装置の初期配向状態とリセット
状態と第１および第２の準安定状態における液晶分子の
配向状態を示す模式図。

【図１５】前記液晶表示装置の初期配向状態における電
圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図１６】前記液晶表示装置の第１の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【図１７】前記液晶表示装置の第２の準安定状態におけ
る電圧−出射率特性図およびＣＩＥ色度図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１ａ…表側基板の配向処理方向 １２ａ…裏側基板の配向処理方向 １８…カイラル剤が添加されたネマティック液晶 ２１，２２…偏光板 ２１ａ，２２ａ…透過軸 ２３…位相差板 ３０…反射板 ４０…駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうち
   の少なくとも表面側に配置された偏光板とを備え、 前記液晶セルは、内面に電極が設けられその上に配向処
   理が施された一対の基板間に、カイラル剤が添加された
   ネマティック液晶を挟持したものであって、その液晶分
   子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値
   のリセットパルスの印加後、それより低い所定の電圧値
   の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対の
   基板間において特定の状態で配向する第１の準安定状態
   になり、前記リセットパルスの印加後、それより低い他
   の所定の電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分
   子が前記一対の基板間において前記第１の準安定状態と
   は異なる特定の状態で配向する第２の準安定状態になる
   特性を有しており、 前記液晶セルの各画素部が、前記リセットパルスを印加
   した後に前記選択パルスを印加することにより前記第１
   と第２のいずれかの準安定状態に切換えられ、その準安
   定状態において、実効値が前記リセットパルスの電圧値
   よりも低い範囲で変化する駆動信号の印加により駆動さ
   れることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶セルと、この液晶セルの表裏面のうち
   の少なくとも表面側に配置された偏光板と、前記液晶セ
   ルを駆動するための駆動回路とを備え、 前記液晶セルは、内面に電極が設けられその上に配向処
   理が施された一対の基板間に、カイラル剤が添加された
   ネマティック液晶を挟持したものであって、その液晶分
   子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向する電圧値
   のリセットパルスの印加後、それより低い所定の電圧値
   の選択パルスの印加により、前記液晶分子が前記一対の
   基板間において特定の状態で配向する第１の準安定状態
   になり、前記リセットパルスの印加後、それより低い他
   の所定の電圧値の選択パルスの印加により、前記液晶分
   子が前記一対の基板間において前記第１の準安定状態と
   は異なる特定の状態で配向する第２の準安定状態になる
   特性を有しており、 前記駆動回路は、前記液晶セルの各画素部に、前記リセ
   ットパルスを印加した後、前記第１と第２の準安定状態
   のいずれかを選択する選択パルスを印加し、その後に実
   効値が前記リセットパルスの電圧値よりも低い範囲で変
   化する駆動信号を印加することを特徴とする液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】前記液晶セルは、液晶分子をいずれか一方
   の基板の配向処理方向を基準として一方の方向にほぼ０
   °〜ほぼ１８０°のねじれ角で非ツイストまたはツイス
   ト配向したスプレイ配向状態に初期配向させた液晶層を
   有しており、この液晶層に前記リセットパルスを印加
   し、引き続いて前記２通りの選択パルスを選択的に印加
   することにより、液晶分子が、初期配向状態から前記一
   方の方向にさらにほぼ１８０°ねじれてスプレイ歪を解
   消した第１の準安定状態と、前記初期配向状態から前記
   一方の方向とは逆方向にほぼ１８０°ねじれてスプレイ
   歪を解消した第２の準安定状態とに配向することを特徴
   とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。