JPH1144885A - 液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents

液晶パネルおよび液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶分子のプレチルト角を設定することによ
り、ディスクリネーションが広い領域で発生することを
抑制して、高い有効表示面積を実現する液晶パネルを提
供するとともに、該液晶パネルを用いることにより、高
い表示品位の画像を表示する複屈折制御方式の液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】 対向基板１１ａと画素基板１１ｂとの間
に、負の誘電異方性を有する液晶材料からなる液晶層１
７を封入して、複屈折制御の液晶パネル１０を得る。こ
のとき、液晶材料としての液晶分子１７ａが、上記対向
基板１１ａおよび画素基板１１ｂの法線方向に対して１
°〜１０°の範囲内で傾斜した配向状態を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複屈折制御方式に
より画像表示を行う液晶パネルと、この液晶パネルを用
いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶表示装置における液晶分
子の動作の制御方式としては、複屈折制御方式の液晶表
示装置が知られている。この方式は、垂直に配向した液
晶分子に駆動電圧を印加することによって、その駆動電
圧の強度に応じて液晶分子が傾斜（チルト）し、それに
より生じる複屈折の変化により光の透過を制御して画像
表示を行うものである。
【０００３】このような液晶表示装置に用いられる液晶
パネルとしては、通常、共通電極と配向膜とを備える対
向基板と、複数の画素電極と配向膜とを備える画素基板
とを対向し、その間に液晶層が封入され、さらにその外
側に一対の偏光板が配置されてなる構成を有している。
【０００４】このような液晶パネルでは、図１４に示す
ように、上記対向基板５１ａまたは画素基板５１ｂに対
して、液晶層５３の液晶分子５２…が完全な垂直の状態
で配向していると、駆動電圧の印加時に該液晶分子がラ
ンダムな方向に傾斜して画像表示の品位を非常に低下さ
せる。このため、駆動電圧を印加しない状態において、
液晶分子を一定の角度（プレチルト角）で予め傾斜させ
ておく。これによって、駆動電圧の印加時における液晶
分子の配向状態を決定することができる。
【０００５】このような液晶表示装置としては、たとえ
ば、上記対向基板または画素基板のうち、片方の基板の
みでプレチルト角を有する配向をさせて、液晶分子の配
向状態を決定する特開平２−１５１８３０号公報に開示
された液晶表示装置がある。また、液晶分子の配向制御
については、上記の基板に対して垂直配向処理した上で
さらにラビングを行うことにより配向制御を行う特開平
２−２１１４２４号公報に開示された液晶表示装置の製
造方法により得られる液晶表示装置や、垂直配向膜とし
てポリイミド膜を用い、このポリイミド膜をラビングす
ることにより液晶分子を配向させる特開平３−１０７９
２５号公報の液晶表示装置などが知られている。
【０００６】上記液晶分子のプレチルト角は、従来の液
晶表示装置においては、上記画素基板の法線方向に対し
て０．５°〜３°の範囲内の角度が好ましく、０．５°
〜１°の範囲内の角度が特に好ましいとされている。
【０００７】また、従来から、上記液晶表示装置に用い
られる液晶パネルにおいては、画素電極を除いた領域、
たとえば、画素の間隙にある非表示部などを小さくする
ことが行われている。これは、画素電極をできるだけ大
きく採ることによって、有効な表示面積を確保して、液
晶パネルの画像表示を明るくするためである。ここで、
画素電極をできるだけ大きく採ると、隣接する画素間の
距離が液晶パネルのセル厚（液晶層のセルギャップ）よ
りも小さくなるか、あるいは、ほぼ同じ程度となる。
【０００８】このように隣接する画素間の距離が小さく
なると、各画素の画素電極同士に生じる横方向の電界が
大きくなる。この横方向の電界は、画素間に存在する液
晶分子の配列に影響を与え、液晶分子の配列を乱すこと
になる。液晶分子の配列が乱れると、上記画素間におい
て、液晶分子の配向方向が他の領域とは逆方向となっ
た、リバースチルト領域の発生を招来する。
【０００９】上記リバースチルト領域は、画像上に液晶
分子の配向の境界であるディスクリネーションによるラ
インを生じさせることになる。このラインの領域では、
画像表示は暗くなり、輝度が低下することになる。さら
に、画像そのものの表示品位が低下して、粗くざらつい
た画像となる。
【００１０】上記の悪影響は、特に、ライン反転駆動
（Ｖ反転駆動など）やドット反転駆動などの駆動方式を
採用した高精細の液晶パネルにおいて顕著であり、液晶
パネル全体が暗くなり、表示品位を極端に低下させるこ
とになる。
【００１１】ここで、液晶分子に対して上記のプレチル
ト角を与えると、液晶の配向が横電界によって乱れにく
く、リバースチルト領域の発生が抑制される。このた
め、広い領域でのディスクリネーションの発生が回避さ
れ、上記の悪影響を回避することが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな０．５°〜３°の角度の範囲内のプレチルト角の条
件は、非表示部の領域がある程度の広さを有している場
合での条件である。つまり、１つの画素において、有効
表示部である開口部がそれほど大きくなく、非表示部の
領域を適度に確保できる場合では、上記プレチルト角の
条件を満足することによって、ディスクリネーションの
領域を、非表示部であるブラックマトリクスなどによっ
て遮蔽することができる。
【００１３】上記の条件下では、ディスクリネーション
の領域は画像表示には利用されていないため、得られる
表示画面においては、コントラストを十分満足する液晶
表示装置を得ることができる。ところが、画素の開口部
を大きくしていくことに伴って非表示部が小さくなる
と、上記ブラックマトリクスなどの非表示部で配向の乱
れた領域を遮蔽することが困難となる。
【００１４】特に、偏光光を利用する反射型式の液晶パ
ネルでは、ブラックマトリクスは対向基板側に形成され
ることになるが、この場合、基板同士を貼り合わせるマ
ージンが必要となり、ブラックマトリクスの領域を広く
とる必要がある。この構成はディスクリネーションの領
域を遮蔽することについては問題ないが、有効表示面積
の拡大を阻害することになる。
【００１５】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、液晶分子のプレチルト角を所定の角度範
囲に設定することにより、広い領域においてディスクリ
ネーションが発生することを抑制して、高い有効表示面
積を実現することができる液晶パネルを提供するととも
に、この液晶パネルを用いることによって、高い表示品
位を有する複屈折制御方式の液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶パネルは、上記の課題を解決するために、対向基板
と画素基板とが対向して配され、両基板間に、負の誘電
異方性を有する液晶材料からなる液晶層が封入されてな
る複屈折制御方式の液晶パネルにおいて、上記液晶材料
である液晶分子が、上記画素基板の法線方向に対して１
°〜１０°の範囲内で傾斜した配向状態となっているこ
とを特徴としている。
【００１７】上記の請求項１記載の構成によれば、液晶
層に対して駆動電圧が印加されると、液晶分子の最初の
傾斜角度であるプレチルト角が従来の値（０．５°〜３
°）よりも大きいためにリバースチルト領域の発生が抑
制され、隣接する画素間における電位の影響で形成され
るディスクリネーションのラインが、画素の端部に移動
する。このディスクリネーションのラインの移動によ
り、広い領域でのディスクリネーションの発生が抑制さ
れ、画素の有効反射率が増加する。
【００１８】また、プレチルト角が従来の値よりも大き
いと液晶分子の傾斜が急峻に変化するため、液晶分子の
反応速度を速くすることができる。これによって、液晶
パネルに対する画像の書き込み時間を短くすることがで
きる。
【００１９】したがって、入射した光の利用効率が高
く、明るい画像を表示でき、さらに、高速の応答が可能
な液晶パネルを得ることができる。
【００２０】本発明の請求項２記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１記載の構成に
加えて、画像を表示するための光の利用型式として反射
型式が用いられるとともに、上記液晶層の厚さが１μｍ
〜４μｍの範囲内であることを特徴としている。
【００２１】上記請求項２記載の構成によれば、画像を
表示するための光の利用型式として反射型式を用いるこ
とによって、液晶層の厚さ、すなわち、セルギャップを
従来の液晶表示装置の値（約５μｍ）よりも小さくする
ことができる。このため、液晶分子の応答速度をより速
くすることができるとともに、隣接する画素間における
横方向の電界の影響も小さくすることができる。また、
セルギャップが小さいために、液晶パネルそのものを小
さくする場合には、セルギャップを維持するためのスペ
ーサを不要とすることもできる。
【００２２】本発明の請求項３記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１または２記載
の構成に加えて、上記液晶分子の配向方向が、画素基板
に備えられている走査線の形成されている方向に対して
４０°〜５０°の範囲内であることを特徴としている。
【００２３】上記の請求項３記載の構成によれば、液晶
分子の配向方向を４０°〜５０°の範囲内、特に好まし
くは４５°に配向させると、他の角度に配向させる場合
と比較して、ディスクリネーションのラインが画素電極
の向きと平行になり、液晶分子の配向が乱れたり、ある
いは、液晶分子の配向が不安定となったりする領域が減
少する。これに対して、上記の範囲以外の配向方向で
は、ドメインに起因する画像の表示の乱れの発生や表示
画面上暗くなる部分の発生が増加する。それゆえ、上記
のように液晶分子の配向方向を４０°〜５０°の範囲内
で配向させることによって、表示品位がより向上した液
晶パネルが得られる。
【００２４】本発明の請求項４記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１、２または３
記載の構成に加えて、上記対向基板または画素基板が背
向面側に位相差板を備えていることを特徴としている。
【００２５】上記の請求項４記載の構成によれば、背向
面側に備えられた位相差板を用いて液晶層を透過する光
の位相差を補償することにより、上記プレチルト角を大
きくすることに伴うコントラストの低下を低減すること
ができる。
【００２６】また、隣接する画素間における走査線が形
成されている方向に沿った方向の電界の影響を小さくす
るために、セルギャップの値をより小さくすることが行
われるが、このセルギャップを小さくすることに伴う位
相差も上記位相差板にて補償することができる。それゆ
え、表示される画像のコントラストをより向上させるこ
とができる。
【００２７】本発明の請求項５記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１から４の何れ
か１項に記載の構成に加えて、金属製の材料からなる格
子状のパターンが、上記画素基板に備えられている複数
の画素電極の間の非表示部となる領域として対向基板上
に形成されていることを特徴としている。
【００２８】上記の請求項５記載の構成によれば、画素
基板上における画素電極の間の領域に形成されている配
線の電位により液晶層の表示が乱れることになるが、上
記の領域を金属製の材料からなる格子状パターンにより
画像表示の上で黒表示にすることによって、上記表示の
乱れが画像に影響を及ぼすことが回避される。
【００２９】また、上記の金属製の格子状パターンは対
向基板に形成されるため、液晶パネルに入射する光を反
射するとともに、反射した光は、液晶層を透過しないた
めに偏光することなく光源部へと返還され、出射光に影
響を及ぼすことがない。したがって、表示される画像に
おいて、画素間における液晶分子の配向の乱れや画素間
における漏光を防止することができる。
【００３０】本発明の請求項６記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１から５の何れ
か１項に記載の構成に加えて、上記液晶パネルが、画素
基板に備えられている複数の走査線および／または複数
のデータ線において２ライン以上の複数ライン毎に駆動
電圧の極性の反転を行う駆動方式によって駆動されるこ
とを特徴としている。
【００３１】上記請求項６記載の構成によれば、駆動さ
れている液晶パネル上において、隣接する画素電極同士
の駆動電圧の極性が等しくなる部分が生じる。それゆ
え、上記隣接する画素電極間の電界が小さくなり、リバ
ースチルトによるディスクリネーションの発生をさらに
抑制することができる。そのため、液晶パネルにおい
て、駆動の際に表示を暗くしている要因を従来よりも減
少させることになり、液晶パネルの表示をより明るくす
ることができる。
【００３２】本発明の請求項７記載の液晶パネルは、上
記の課題を解決するために、上記請求項１から６の何れ
か１項に記載の構成に加えて、上記液晶パネルが、画素
基板に備えられている複数の走査線のうち、書き込み中
の走査線を境界として、該走査線に隣接する一方側の領
域における駆動電圧の極性と他方側の領域における駆動
電圧の極性とが互いに異なっているとともに、上記各領
域内では駆動電圧の極性は全て同一となっている駆動方
式により駆動されることを特徴としている。
【００３３】上記請求項７記載の構成によれば、駆動さ
れている液晶パネル上において、走査線が形成されてい
る方向に沿った方向で隣接する画素電極同士の駆動電圧
の極性が等しくなるとともに、書き込み中の領域以外で
は駆動電圧の極性が等しくなる。そのため、上記隣接す
る画素電極間における走査線が形成されている方向に沿
った方向の電界がより小さくなり、リバースチルトによ
るディスクリネーションの発生をさらに抑制することが
できる。そのため、液晶パネルにおいて、駆動の際に表
示を暗くしている要因を従来よりもより一層減少させる
ことになり、液晶パネルの表示をより明るくすることが
できる。
【００３４】本発明の請求項８記載の液晶表示装置は、
上記の課題を解決するために、上記請求項１から７の何
れか１項に記載の液晶パネルを備えていることを特徴と
している。
【００３５】上記請求項８記載の構成によれば、上記の
液晶パネルを用いることによって、応答速度が速く、小
型でより明るい画像を表示できる投射型の液晶表示装置
を得ることができる。加えて、上記の液晶パネルは小型
化が可能であるため、液晶表示装置全体を小型化できる
とともに、製造コストも削減できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１ないし図９に基づいて説明すれば以下の通りであ
る。なお、これによって本発明が限定されるものではな
い。本実施の形態では、複屈折制御により画像表示を行
う、アクティブマトリクス方式の反射型式の液晶パネル
を用いた投射型の液晶表示装置を例に挙げて説明を行
う。
【００３７】本発明の液晶表示装置に用いられる反射型
式の液晶パネル１０は、図２に示すように、対向基板１
１ａと画素基板１１ｂとを対向させ、その間に、封止材
１５によって液晶層１７を封入してなっている。対向基
板１１ａの対向面には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
などからなる共通電極としての透明電極層１３と、ポリ
イミド、ポリビニルアルコールなどからなる配向膜１２
ａとが形成されている。なお、一般的な直視反射型の液
晶表示装置などに用いられる液晶パネルには、上記各構
成以外にカラーフィルタなどの構成が備えられている。
【００３８】同様に、画素基板１１ｂの対向面にも、Ｉ
ＴＯなどからなる複数の画素電極１４…と、この画素電
極１４…を駆動させるための駆動素子である薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴとする）１６…と、ポリイミドな
どからなる配向膜１２ｂが形成されている。上記画素電
極１４…は、通常、数百個単位でマトリクス状に配列さ
れており、複数の上記カラーフィルタに対応する位置に
形成されている。また、本実施の形態では、液晶パネル
１０が反射型式の液晶パネルであるため、上記画素電極
１４…は、光の反射率の高い材料からなっている。
【００３９】上記ＴＦＴ１６…のソース電極１６ａ…は
対応する画素電極１４…に接続されている。また、画素
電極１４…とＴＦＴ１６…との間には、画素電極１４…
の形成面を平坦とすべく有機高分子膜などからなる層間
絶縁膜１８が形成されている。１つのＴＦＴ１６に対し
ては、図３に示すように、走査線４１とデータ線４２と
が１ラインずつ接続されている。走査線４１は、ＴＦＴ
１６のゲート電極１６ｂに接続されており、データ線４
２は、ＴＦＴ１６のドレイン電極１６ｃに接続されてい
る。また、ＴＦＴ１６のソース電極１６ａは、図２にも
示すように、画素電極１４に接続されている。
【００４０】この走査線４１およびデータ線４２は画素
基板１１ｂ上に複数形成されている。走査線４１は、得
られる液晶パネル１０に表示される画像において左右方
向となる方向（以下、横方向とする）に沿って、互いに
平行となるように形成されている。一方、データ線４２
は、走査線４１が形成されている方向と直交する方向
（以下、縦方向とする）に沿って、互いに平行となるよ
うに形成されている。
【００４１】つまり、上記走査線４１…およびデータ線
４２…は、互いに直交するように画素基板１１ｂ上に形
成されており、この走査線４１…およびデータ線４２…
の交点にＴＦＴ１６…が形成されている。さらに、走査
線４１…およびデータ線４２…で囲まれた複数の領域そ
れぞれに画素電極１４…が形成されている。
【００４２】図１（ａ）・（ｂ）に示すように、上記液
晶層１７を形成している液晶材料である液晶分子１７ａ
…は、対向基板１１ａまたは画素基板１１ｂの法線方向
に対して１°〜１０°の範囲内のプレチルト角を有して
傾斜している。この状態は、図１（ｂ）に示すように、
対向基板１１ａまたは画素基板１１ｂの水平方向に対し
て８０°〜８９°のプレチルト角を有して液晶分子１７
ａ…が傾斜しているとも見なすことができる。
【００４３】配向膜１２ａ・１２ｂの各表面は、介在す
る液晶分子１７ａ…が、上記のようなプレチルト角を有
する傾斜配向をするように、ラビング処理などの配向処
理が予め施されている。この配向処理の方向は、配向膜
１２ａ・１２ｂともに同一の方向となっており、画素基
板１１ｂに形成されている画素電極１４…における走査
線４１…が形成されている方向に対して約４５°の角度
を有する方向となっている。すなわち、この状態では、
液晶層１７の液晶分子１７ａ…は、上下各配向膜１２ａ
・１２ｂの配向方向が同一であるために、ツイストしな
い状態となっている。
【００４４】具体的には、液晶パネル１０に駆動電圧を
印加しない状態では、液晶分子１７ａ…は、上述した通
り、図１（ｂ）に示すように、画素基板１１ｂの法線方
向から１°〜１０°の範囲内で傾斜している状態となっ
ている。さらに、この液晶分子１７ａ…は、図４（ａ）
に示すように、上記配向膜１２ａ・１２ｂの配向処理に
よって、上記横方向である矢印Ａ方向（走査線４１…の
形成されている方向）に対して、約４５°の角度を有す
る方向（矢印Ｂ方向）に配向している。すなわち、液晶
分子１７ａ…は、対向基板１１ａまたは画素基板１１ｂ
に対して、１°〜１０°の角度で傾斜しながら立ってい
る状態にあり、このときの傾斜している方向が上記矢印
Ｂ方向になる。
【００４５】そして、この液晶パネル１０に対して、駆
動電圧を印加すると、図４（ｂ）に示すように、全ての
液晶分子１７ａ…は、図１（ｂ）に示すような、対向基
板１１ａまたは画素基板１１ｂに対して傾斜して立って
いる状態から、該水平方向に平行な状態となるようにそ
の傾斜を変化させることになる。なお、このとき、液晶
分子１７ａ…の配向方向は、上記矢印Ｂ方向のままであ
る。
【００４６】液晶層１７を形成する液晶材料（液晶分子
１７ａ…）としては、誘電異方性が負であるネマティッ
ク液晶が用いられる。また、上記対向基板１１ａと画素
基板１１ｂとの間の幅、すなわち、液晶層１７の厚さで
あるセルギャップは、用いられる液晶分子１７ａ…のリ
タデーションから考慮しておよそ２μｍ〜３μｍが好ま
しい。このセルギャップは公知の液晶パネルのセルギャ
ップ（約５μｍ）と比較して小さい値となっている。な
お、セルギャップは、対向基板１１ａと画素基板１１ｂ
との間に存在する図示しないスペーサや封止材１５など
として用いられるシール材によって維持される。
【００４７】上記液晶層１７では、図１（ｂ）に示すよ
うに、液晶分子が、対向基板１１ａまたは画素基板１１
ｂの法線方向から１°〜１０°の範囲内のプレチルト角
となるように制御される。このプレチルト角は、液晶材
料にもよるが、３°〜７°の範囲内の角度が特に好まし
い。
【００４８】上記プレチルト角の設定は、対向基板１１
ａおよび画素基板１１ｂのそれぞれにおいて、同一であ
ってもよいが異なっていてもよい。また、プレチルト角
の設定は、上記対向基板１１ａと画素基板１１ｂとのう
ちの片側の基板のみであってもよい。このときは、両側
の基板にプレチルト角を設定する場合と比較して、約２
倍の角度を設定する必要がある。
【００４９】上記プレチルト角の変化は、駆動電圧の印
加されていない状態での液晶分子１７ａ…の配向状態を
決定するとともに、駆動電圧を印加した状態での液晶分
子１７ａ…の配向状態も決定する。
【００５０】つまり、駆動電圧が印加された状態では、
液晶分子１７ａ…の最初の傾斜角度であるプレチルト角
が大きいため、該液晶分子１７ａ…の傾斜は急峻に変化
する。このため、液晶分子の応答速度が速くなる。ま
た、リバースチルト領域が狭くなることにより、隣接す
る画素間における電位の影響で形成されるディスクリネ
ーションのラインが、画素の端部に移動する。このディ
スクリネーションのラインの移動により、広い領域での
ディスクリネーションの発生が抑制されるため、画素の
有効反射率が増加する。したがって、液晶分子１７ａ…
のプレチルト角を大きく設定することは、液晶パネルの
明るさを向上させる上において大きく寄与する。
【００５１】液晶パネルに駆動電圧を印加した際により
明るい表示とするためには、上記プレチルト角はできる
限り大きな角度とした方がよい。しかし、この大きな角
度の状態では、液晶分子１７ａ…が傾斜しすぎて一部偏
光を起こす。この液晶分子の傾斜によっては、明るい表
示は可能となるが、駆動電圧を印加しない状態におい
て、黒の表示が他の表示から浮き上がり、表示される画
像においてコントラストを低下させることになる。した
がって、プレチルト角の範囲は、３°〜７°の範囲内で
あることが好ましい。
【００５２】上記プレチルト角は、配向膜の材質を適宜
選択することと、配向膜に施されるラビング処理の方法
・強度・方向とにより制御することができる。このラビ
ング処理の方向としては、前述した図４（ｂ）に示すよ
うに、上記横方向である矢印Ａ方向に対して、４０°〜
５０°の範囲内の角度、特に好ましくは約４５°の角度
を有する方向（矢印Ｂ方向）となっている。
【００５３】液晶分子１７ａ…の配向方向を、横方向に
対して上記の範囲内の角度、特に好ましくは４５°の角
度に配向させると、他の角度に配向させる場合と比較し
て、上記ディスクリネーションのラインが画素の端部で
垂直に形成されることになる。このため、ディスクリネ
ーションのラインが画素電極１４…の向きと平行にな
り、画素電極１４…上において、液晶分子１７ａ…の配
向が乱れたり、液晶分子１７ａ…の配向が不安定となっ
たりするディスクリネーションの領域の発生が減少す
る。それゆえ、表示品位のより向上した液晶パネルが得
られる。
【００５４】また、液晶層１７の厚さ、すなわち、セル
ギャップの値は、前述したように、２μｍ〜３μｍの範
囲内であり、従来の液晶パネルの値と比較してセルギャ
ップが小さくなっている。このため、液晶分子の応答速
度が速くなるとともに、隣接する画素間における横方向
の電界の影響がより小さくなる。
【００５５】また、上記の液晶パネル１０は液晶パネル
そのものを小型化することができる。この場合、上述し
たようにセルギャップが小さいので、スペーサを用いな
くともセルギャップを一定に維持することが可能であ
る。
【００５６】さらに、位相差板を対向基板１１ａに備え
ることによって、上記の黒の表示の浮き上がりを低減し
てコントラストの低下を抑制することができる。そのた
め、プレチルト角をより一層大きくすることが可能とな
る。なお、上記位相差板は画素基板１１ｂに備えられて
いてもよい。
【００５７】また、上記液晶パネルとしては、対向基板
１１ａに対して、液晶パネルの非表示部となる領域に、
光の反射率が高い金属からなる格子状のパターンを形成
した液晶パネル２０であってもよい。
【００５８】たとえば、上記液晶パネル２０は、図５に
示すように、図２に示した液晶パネル１０における、対
向基板１１ａの対向面上に、共通電極１３、配向膜１２
ａに加えて、金属製の格子状のパターンであるブラック
マトリクス（ＢＭ）１９を形成している。このＢＭ１９
は、対向する画素基板１１ｂの対向面上に、層間絶縁膜
１８を介して配向膜１２ｂに覆われて形成されている画
素電極１４…の間の非表示部となる領域１９ａに対応す
るようなパターンとして形成されている。
【００５９】上記画素電極１４…の間の領域１９ａに
は、下層にＴＦＴ１６…のソース電極１６ａ…や前述し
た走査線４１…・データ線４２…などの配線が形成され
ている（走査線４１…およびデータ線４２…は図５では
図示しない）。このため、この各配線の電位により液晶
層１７に対して駆動電圧が印加され、本来、表示される
はずの表示が得られなかったり、液晶分子の配向の乱れ
を引き起こしたりするなどの表示の乱れが招来される。
【００６０】そこで、ＢＭ１９によって上記領域１９ａ
を画像表示の上では黒の表示にすることによって、上記
の液晶層の表示の乱れが画像に影響することを回避する
ことが可能となる。
【００６１】しかも、上記のＢＭ１９のような光の反射
率の高い金属製の格子状パターンは、対向基板１１ａの
対向面上に形成されるため、液晶パネル１０に入射する
光のうち該ＢＭ１９に入射する光は液晶層１７に到達す
る前に反射することになる。また、ＢＭ１９上で反射し
た反射光は液晶層１７を透過しないため、液晶層１７に
より偏光することなく光源部へと返還される。それゆ
え、上記反射光は出射光に影響を及ぼすことがない。し
たがって、表示される画像において、画素間における液
晶分子の配向の乱れや画素間における漏光を防止するこ
とができる。
【００６２】上記液晶パネル１０や液晶パネル２０など
といった本発明にかかる液晶パネルにおける駆動方式
は、特に限定されるものではなく、Ｖ反転駆動方式やＨ
反転駆動方式など一般的な液晶パネルの駆動方式を用い
ることができる。しかしながら、より好ましい駆動方式
としては、走査線４１…および／またはデータ線４２…
において２ライン以上の複数ライン毎に駆動電圧の極性
の反転を行う駆動方式である。
【００６３】通常、上記液晶パネル１０・２０などのア
クティブマトリクス方式の液晶パネルを駆動する場合、
該液晶パネルの寿命の観点から、フレーム毎に駆動電圧
の極性を反転させる交流駆動がなされる。これは、液晶
に対して直流電圧を長時間印加すると、液晶の材料物性
が変化してさまざまな劣化現象を引き起こすことになる
ためである。ここで、上記交流駆動の駆動方式として
は、Ｖ反転駆動方式、Ｈ反転駆動方式、ドット反転駆動
方式などの各方式が知られている。
【００６４】たとえば、上記液晶パネル１０・２０をＶ
反転駆動方式により駆動すると、図３に示すような液晶
パネル１０における表示面に形成されている画素電極１
４…に対して、縦方向に形成されているデータ線４２毎
に駆動電圧の極性の反転が行われる。この駆動方式は、
フリッカの発生を大幅に低減できるなど表示品位を向上
させる効果を有しており、一般の液晶パネルの駆動方式
としてよく用いられている。
【００６５】ところが、このＶ反転駆動方式では、隣接
する画素電極１４間における横方向の電位差が大きくな
り、横方向の電界が大きくなる。それゆえ、リバースチ
ルトによるディスクリネーションが生じて表示が暗くな
る。本発明にかかる液晶パネル１０・２０では、このＶ
反転駆動方式でもディスクリネーションの発生を効果的
に抑制することができるが、表示の明るさを重視した場
合、このＶ反転駆動方式は、あまり好ましい駆動方式と
はいえない。
【００６６】また、画素電極１４…に対して横方向に形
成されている走査線４１毎に駆動電圧の極性の反転が行
われるＨ反転駆動方式や、１つの画素（画素電極１４）
毎に駆動電圧の極性の反転が行われるドット反転駆動方
式でも、Ｖ反転駆動方式と同様の問題が生じる。これら
各駆動方式も、Ｖ反転駆動方式と同様に、表示品位を向
上させるような効果をそれぞれ有しているので、一般的
によく用いられている駆動方式であり、これら駆動方式
を用いた場合でも、本発明にかかる液晶パネルでは、デ
ィスクリネーションの発生を効果的に抑制できる。しか
しながら、表示の明るさを重視した場合、やはり、あま
り好ましい駆動方式とはいえない。
【００６７】そこで、液晶パネル１０・２０の駆動方式
として、上記のような、走査線４１…および／またはデ
ータ線４２…において２ライン以上の複数ライン毎に駆
動電圧の極性を反転するような駆動方式を用いる。
【００６８】この駆動方式の例として、走査線４１…お
よびデータ線４２…のそれぞれ２ライン毎に駆動電圧の
極性が反転される場合について説明する。この駆動方式
によって液晶パネル１０または２０を駆動させると、図
６に示すように、複数の走査線４１…のうち、２ライン
毎の走査線４１ａ・４１ｃ・４１ｅと、複数のデータ線
４２…のうち、２ライン毎のデータ線４２ａ・４２ｃ・
４２ｅとでそれぞれ囲まれる領域毎に駆動電圧の極性の
反転が行われる。
【００６９】このとき、走査線４１ａ・４１ｃ・４１ｅ
の一方側に隣接している領域の駆動電圧の極性と、他方
側に隣接している領域の駆動電圧の極性とは互いに異な
っている。また、上記各領域の内側では、領域内全体の
駆動電圧の極性が同一の極性となっている。
【００７０】たとえば、走査線４１ａ・４１ｃおよびデ
ータ線４２ａ・４２ｃで囲まれている領域４３と、走査
線４１ｃ・４１ｅおよびデータ線４２ａ・４２ｃで囲ま
れている領域４４とについて説明する。上記領域４３に
おける駆動電圧の極性は、全ての画素電極１４…で＋と
なっているが、走査線４１ｃを境界として、領域４３の
縦方向下方となっている領域４４における駆動電圧の極
性は、全ての画素電極１４…で−となっている。
【００７１】すなわち、走査線４１ｃの一方側である縦
方向上方に隣接している領域４３と、走査線４１ｃの他
方側である縦方向下方に隣接している領域４４との駆動
電圧の極性は互いに異なっている。駆動電圧の極性の分
布は、２ライン毎の走査線４１ａや４１ｅ近傍において
も、走査線４１ｃ近傍と同様となっている。
【００７２】一方、走査線４１…１ライン毎について見
ると、走査線４１ａ・４１ｃ・４１ｅそれぞれの間に位
置している走査線４１ｂ・４１ｄ・４１ｆでは、それぞ
れの走査線４１…を境界としても、縦方向に隣接してい
る領域では、駆動電圧の極性が同一となっている。
【００７３】なお、データ線４２…においても、走査線
４１…と同様のことがいえる。すなわち、２ライン毎の
データ線４２ａ・４２ｃ・４２ｅでは、横方向に隣接し
ている領域で駆動電圧の極性が異なっているが、１ライ
ン毎では、データ線４２ｂ・４２ｄ・４２ｆのように、
横方向に隣接している領域で駆動電圧の極性が同一とな
っている。
【００７４】このような駆動電圧の極性の分布状態で、
液晶パネル１０または２０が駆動されれば、上記領域４
３・４４のように、隣接する画素電極１４同士の駆動電
圧の極性が等しくなる部分が生じる。それゆえ、隣接す
る画素電極１４間の電界が小さくなり、リバースチルト
によるディスクリネーションの発生をさらに抑制するこ
とができる。
【００７５】そのため、上記駆動方式を用いた液晶パネ
ル１０・２０では、Ｖ反転駆動方式などを用いた場合に
生じる、隣接する画素電極１４間の電界が大きくなると
いう問題を効果的に抑制することができる。
【００７６】つまり、走査線４１…およびデータ線４２
…のそれぞれが２ライン以上の複数ライン毎に駆動電圧
の極性を反転するような駆動方式を用いて液晶パネル１
０・２０を駆動することで、横方向の電界が大きくなる
ことを効果的に抑制することができる。そのため、液晶
パネルにおいて、駆動の際に表示を暗くしている要因を
従来よりも減少させることになる。それゆえ、液晶パネ
ル１０・２０において、表示をより明るくすることがで
きる。
【００７７】なお、本実施の形態では、走査線４１…お
よびデータ線４２…において、それぞれ、２ライン毎に
駆動電圧の極性を反転させる駆動方式としたが、走査線
４１…のみ、あるいは、データ線４２…のみにおいて、
２ライン以上の複数ライン毎に駆動電圧の極性を反転さ
せる駆動方式としてもよい。
【００７８】さらに、液晶パネル１０・２０に対する駆
動方式としては、上記駆動方式の構成に加えて、該液晶
パネル１０・２０に対して画像が書き込まれている際
に、書き込み中の走査線４１を境界として、該走査線４
１の縦方向上方側の領域と縦方向下方側の領域における
駆動電圧の極性が互いに異なっているとともに、上記各
領域内では、駆動電圧の極性が全て同一となっているこ
とがより好ましい。
【００７９】たとえば、図７に示すように、走査線４１
…において２ライン毎に駆動電圧の極性を反転させる場
合に、図６に示した走査線４１ｃが書込み中であるとす
る。このとき、走査線４１ｃの上方側に隣接する領域４
５における駆動電圧の極性は＋であり、下方側に隣接す
る領域４６における極性は−である。しかも、領域４５
内の画素電極１４…では、駆動電圧の極性が全て＋であ
り、一方、領域４６内の画素電極１４…では、駆動電圧
の極性が全て−である。
【００８０】このように、液晶パネル１０・２０の駆動
方式が、書き込み中の走査線４１ｃに隣接する一方側の
領域（上方側の領域４５）における駆動電圧の極性と他
方側の領域（下方側の領域４６）における駆動電圧の極
性とが互いに異なっているとともに、上記各領域（領域
４５および領域４６）内では駆動電圧の極性は全て同一
となっておれば、駆動されている液晶パネル１０・２０
上で、隣接する画素電極１４同士の駆動電圧の極性が等
しくなるとともに、書き込み中の領域以外では駆動電圧
の極性は全て等しくなる。
【００８１】そのため、隣接する画素電極１４間におけ
る走査線４１…が形成されている方向に沿った方向の電
界がより小さくなり、リバースチルトによるディスクリ
ネーションの発生をさらに抑制することができる。その
ため、液晶パネル１０・２０において、駆動の際に表示
を暗くしている要因を従来よりもより一層減少させるこ
とになり、表示をより一層明るくすることができる。
【００８２】なお、上述したような駆動方式は、走査線
４１…および／またはデータ線４２…の複数ライン毎に
駆動電圧の極性を反転する駆動方式と組み合わされない
場合、フレーム反転駆動方式と同一となる。このフレー
ム反転駆動方式により駆動を行うと、液晶パネル１０の
表示面に形成されている画素電極１４…全てに対して駆
動電圧の極性の反転が行われる。そのため、隣接する画
素電極１４間における横方向の電位差が小さくなり、横
方向の電界が小さくなる。それゆえ、液晶分子のリバー
スチルトによるディスクリネーションが見られず、Ｖ反
転駆動方式などと比較して、明るい表示が可能となる。
【００８３】このフレーム反転駆動方式では、フリッカ
（画面のちらつき）が発生し易くなるなどといった表示
品位の低下が生じるために、一般的な液晶パネルの駆動
方式としてはあまり用いられていない。しかしながら、
このフレーム反転駆動方式では、たとえば、フレーム周
波数を増加させて、観視者にフリッカを認識させないよ
うにすることによって表示品位を向上させることができ
る。そのため、表示の明るさを重視する本発明にかかる
液晶パネル１０・２０の駆動方式としては、一般的に用
いられているＶ反転駆動方式などよりも好適なものとな
っている。
【００８４】次に、上記の反射型式の液晶パネルを用い
た本発明の投射型の液晶表示装置３０について説明す
る。本発明の投射型の液晶表示装置３０は、図８に示す
ように、入射光源であるランプ３１、偏光ビームスプリ
ッタ（ＰＢＳ）３２、クロスダイクロイックプリズム３
３、液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃ、投影レンズ３
４、位相差板３５…およびスクリーン４０からなってい
る。
【００８５】液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃは、上
述した構成を有する液晶パネル１０であって、それぞ
れ、クロスダイクロイックプリズム３３の３面に配置さ
れる。すなわち、液晶パネル１０ａ・１０ｃがクロスダ
イクロイックプリズム３３を挟持するような上下の位置
に配置され、液晶パネル１０ｂが、投影レンズ３４に対
向して、その間にＰＢＳ３２とクロスダイクロイックプ
リズム３３とを介するような位置に配置される。
【００８６】したがって、コ字状に配置された３つの液
晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃの内側にクロスダイク
ロイックプリズム３３が配置され、さらに、この液晶パ
ネル１０ｂおよびクロスダイクロイックプリズム３３
と、ＰＢＳ３２と、投影レンズ３４とがこの順序でほぼ
直線状に１列に配置されるようになっている。また、ラ
ンプ３１は、ＰＢＳ３２に対して、入射光を供給し、か
つ、供給された入射光がスクリーン４０へと出射される
までの経路を妨げない位置に配置される。
【００８７】上記液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃ
は、それぞれ表示画面における赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青
（Ｂ）の各光を分担している。すなわち、入射・分光さ
れた光が各液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃによって
反射される場合、各液晶パネル１０に応じた色のみが反
射される。本実施の形態では、液晶パネル１０ａがＲ、
液晶パネル１０ｂがＧ、液晶パネル１０ｃがＢの光を分
担して反射している。
【００８８】上記各液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃ
によって反射されたＲ・Ｇ・Ｂの各光は、クロスダイク
ロイックプリズム３３およびＰＢＳ３２を経由して合成
され、投影レンズ３４により拡大されて出射され、スク
リーン４０に投影される。このようにしてカラーの画像
表示を行うことができる。
【００８９】また、液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃ
の前面、すなわち、各液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０
ｃにおける対向基板の背向面側には、位相差板３５…が
備えられている。１つの液晶パネル１０に備えられてい
る位相差板３５は、１枚のみであってもよく、２枚以上
が重ねられていてもよい。
【００９０】上記ＰＢＳ３２は、２枚の偏光ビームスプ
リッタがそれぞれの偏光軸をほぼ直交させるように組み
合わせられて配置されている。すなわち、図９に示すよ
うに、ＰＢＳ３２における光の入射側の入射偏光軸２１
と出射側の出射偏光軸２２とは、互いに直交するように
なっている。また、入射偏光軸２１と出射偏光軸２２と
は、それぞれ、上記配向処理の方向２３に対して４５°
の角度となるように配置されている。
【００９１】次に、上記の液晶表示装置３０の画像表示
動作について説明を行う。液晶パネル１０ａ・１０ｂ・
１０ｃにおける液晶分子の駆動は、通常のアクティブマ
トリクス駆動方式である。このアクティブマトリクス駆
動方式の際、液晶分子に対する駆動電圧の印加として
は、フレーム反転駆動方式、Ｖ反転駆動方式、Ｈ反転駆
動方式、ドット反転駆動方式などの駆動方式が考えられ
る。一般的には、液晶パネルの駆動方式としては、クロ
ストークやシャドウイングなどを減少させるために、Ｖ
反転駆動方式、Ｈ反転駆動方式、ドット反転駆動方式な
どのように、隣接する画素電極に印加される駆動電圧の
極性の異なる駆動方式を用いることが多い。
【００９２】しかしながら、本発明にかかる液晶パネル
１０・２０では、表示の明るさを重視するため、上述し
た図６または図７に示すような、隣接する画素電極同士
の駆動電圧の極性が等しくなる部分を有する駆動方式
（フレーム反転駆動方式も含む）が好適に用いられる。
【００９３】上記の駆動方式で画素電極に印加された駆
動電圧の強度に応じて、液晶分子の配向状態が初期配向
の状態からエネルギーの最も低くなる配向状態に変化す
る。この配向状態の変化によって、液晶層１７のリタデ
ーションが変化し、液晶層１７を透過する光の偏光状態
が変化する。
【００９４】上記の偏光状態が変化した液晶パネル１０
ａ・１０ｂ・１０ｃに対して、入射光源であるランプ３
１からの光が入射することになる。このとき、ランプ３
１からの光は、ＰＢＳ３２で反射された際に直線偏光の
光となり、クロスダイクロイックプリズム３３を透過す
る際にＲ・Ｇ・Ｂの各光に分解される。次に、この直線
偏光の各光が液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃの液晶
層１７を透過する間に、その偏光状態は適宜変化する。
【００９５】偏光状態が変化した光は、反射板を兼ねる
上記液晶パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃの画素電極に反
射される。この反射光は、各液晶パネル１０の液晶層１
７の状態に応じて偏光状態が変化した光となっていると
ともに、液晶パネル１０ａの反射光はＲ、液晶パネル１
０ｂの反射光はＧ、液晶パネル１０ｃの反射光はＢの光
となっている。これら、Ｒ・Ｇ・Ｂの各光は、クロスダ
イクロイックプリズム３３を経由して、ＰＢＳ３２を透
過する。この光が投影レンズ３４から出射してスクリー
ン４０に投射されることになる。
【００９６】上記の液晶表示装置３０においては、液晶
パネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃで、液晶分子の曲がり変
形を利用しているため、応答速度が速くなっている。ま
た、液晶層１７のセルギャップが小さいため、液晶分子
の応答速度をより速くすることができる。加えて、液晶
分子のプレチルト角を大きくすることによって、応答速
度をさらに速くすることができる。したがって、液晶パ
ネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃに対する画像の書き込み時
間を短くすることができるために、スムーズな画像表示
が可能となる。
【００９７】また、前述したように、プレチルト角を大
きくすることに伴うコントラストの低下の低減は、位相
差板３５…を用いて行う。この位相差板３５…は、黒の
表示の浮き上がりを抑制するために、複数枚を適宜組み
合わせてもよい。なお、この位相差板３５…は、液晶パ
ネル１０ａ・１０ｂ・１０ｃの液晶層１７を透過する光
の位相差を補償するためのものである。それゆえ、この
位相差板３５…は、液晶表示装置３０の画像表示におい
て、コントラストを上昇させることになり、表示品位が
より向上する。
【００９８】さらに、上記の液晶パネルでは、セルギャ
ップが小さいために、隣接する画素間における横方向の
電界の影響は小さくなっている。なお、この横方向の電
界の影響をより小さくするために、セルギャップをさら
に小さくするとともに、それに伴う位相差も上記位相差
板３５…にて補償してもよい。
【００９９】加えて、上記液晶パネルにおいては、駆動
電圧を印加しない場合は表示が黒の表示となるため、セ
ルギャップを維持するためのスペーサが目立つことが回
避される。また、液晶パネルそのものが小さい上にセル
ギャップも小さくなるために、スペーサを用いないこと
も可能である。
【０１００】以上のように、液晶分子のプレチルト角、
液晶層のセルギャップ、液晶パネルの駆動方式、位相差
板を適宜組み合わせることにより、液晶分子の物性値が
異なっていても、入射した光の利用効率の向上、明るい
画像表示の実現、コントラストの上昇などといった表示
品位の向上に加えて、さらに、高速の応答が可能な、た
とえば反射型式の液晶パネルを得ることができる。ま
た、この液晶パネルを用いることによって、小型でより
明るい画像表示を行うことができる投射型の液晶表示装
置を得ることができる。加えて、液晶パネルの小型化が
可能であるため、液晶表示装置全体の小型化も可能とな
るとともに、製造コストの削減も可能となる。
【０１０１】なお、以上の実施の形態では、画素電極を
駆動させるためのアクティブ素子としてＴＦＴを用いた
が、ＭＩＭなどをアクティブ素子として用いてもよい。
また、本実施の形態では、画像を表示するための光の利
用型式が反射型式である液晶パネルについての例示を行
ったが、本発明の液晶パネルの光の利用型式はこれに限
定されるものではなく透過型式であってもよい。ただ
し、この透過型式の場合、液晶層の厚さを１μｍ〜４μ
ｍの範囲内とすることは困難となる。
【０１０２】
【実施例】本発明の液晶表示装置に用いられる液晶パネ
ルの具体的な実施例について、図１０ないし図１３に基
づいて以下に説明する。 〔実施例１〕図２に示す液晶パネル１０において、複屈
折がΔｎ＝０．０８２５およびΔε＝−４．２である液
晶分子を用い、さらに、そのときの液晶層１７のセルギ
ャップをｄ＝２．３μｍに設定した場合について、画像
表示を実施した。
【０１０３】この条件の液晶パネル１０の画像表示のシ
ミュレーションによるイメージでは、プレチルト角が
０．１°の場合では、図１０（ａ）に示すように、画素
全体にリバースチルト領域に伴うディスクリネーション
の発生が見られた。これに対して、プレチルト角が３°
の場合では、図１０（ｂ）に示すように、各画素の境界
に当たる非表示部付近にのみディスクリネーションが見
られた。また、プレチルト角が５°の場合では、図１０
（ｃ）に示すように、プレチルト角が３°の場合と同様
に非表示部付近にのみディスクリネーションが見られた
が、リバースチルト領域は若干プレチルト角が３°の場
合よりも小さくなっていた。なお、図１０（ａ）・
（ｂ）・（ｃ）のシミュレーションの表示は、一辺が５
６．０μｍであり、矢印の方向が液晶分子の配向方向と
なっている。
【０１０４】また、上記の条件下において、液晶パネル
１０に入射された光の平均反射率と液晶分子のプレチル
ト角との関係としては、図１１に示すように、プレチル
ト角が１°〜１０°の範囲内では高い平均反射率を有し
ているが、プレチルト角が１°未満となった場合では、
急激に反射率が低下することとなった。
【０１０５】さらに、上記条件下における液晶パネル１
０の応答速度について、プレチルト角が１°の場合と５
°の場合とで計算すると、図１２に示すように、どちら
も速い応答速度を有しているが、特に、５°の場合、応
答率そのものが高くなっていることがわかった。
【０１０６】本実施例においては、反射型式の液晶パネ
ルにおける計算によるコントラストは約３０００の値を
実現することが可能であった。また、この反射型式の液
晶パネルの明るさは、液晶を駆動しない状態で９０％以
上の反射率を有する場合では、約６５％の反射率を有す
る明るさとなった。このときの液晶の駆動方式としては
Ｖ反転駆動方式を用いている。
【０１０７】なお、上記の液晶の駆動方式としては、Ｖ
反転駆動方式に限定されるものではなく、Ｈ反転駆動方
式であってもよい。本発明の液晶パネルでは、液晶の駆
動方式の違いに関わらず、高い反射率を有する液晶パネ
ルを得ることができる。
【０１０８】〔実施例２〕本実施例では、前記実施例１
と同一の液晶パネルである、図２に示す液晶パネル１０
を用いた。この液晶パネル１０においては、前記実施例
１と同様に、複屈折がΔｎ＝０．０８２５およびΔε＝
−４．２である液晶分子を用い、さらに、そのときの液
晶層１７のセルギャップはｄ＝２．３μｍに設定した。
また、液晶分子のプレチルト角は５°とした。
【０１０９】この液晶パネル１０の駆動方式として、前
述した書き込み中の走査線４１を境界として、該走査線
４１に隣接する上方側の領域における駆動電圧の極性と
下方側の領域における駆動電圧の極性とが互いに異なっ
ているとともに、上記各領域内では駆動電圧の極性は全
て同一となっている駆動方式を用いた場合について、画
像表示を実施した。
【０１１０】この条件の液晶パネル１０の画像表示のシ
ミュレーションによるイメージでは、図１３に示すよう
に、各画素の境界に当たる非表示部付近に生じるディス
クリネーションが前記実施例１の場合よりも非常に小さ
くなっていた。なお、図１３のシミュレーションの表示
は、実施例１における図１０（ａ）・（ｂ）・（ｃ）と
同様に、一辺が５６．０μｍであり、矢印の方向が液晶
分子の配向方向となっている。
【０１１１】上記液晶パネル１０の明るさは、液晶を駆
動しない状態で９０％以上の反射率を有する場合では、
約８８％の反射率を有する明るさとなった。それゆえ、
実施例１のようなＶ反転駆動方式や、Ｈ反転駆動方式、
ドット反転駆動方式に比べて非常に明るい液晶パネルと
することができた。また、本実施例の駆動方式では、ク
ロストークやフリッカの発生は、他の駆動方式に比べる
と若干増えるが、カップリング容量が小さくなるような
構造にすることや、フレーム周波数を大きくすることな
どにより、上記クロストークやフリッカの発生を抑制し
て、表示品位の低下を回避することができる。また、プ
レチルト角を大きくすることでディスクリネーションの
領域をさらに小さくすることも可能である。
【０１１２】以上より、液晶分子のプレチルト角が、対
向基板または画素基板の法線方向に対して、１°〜１０
°、好ましくは３°〜７°の範囲内であれば、リバース
チルト領域の発生が広い領域となることを抑制すること
ができる。このリバースチルト領域の発生の抑制によっ
て、ディスクリネーションのラインが画像表示に影響を
与えることは回避される。したがって、より表示品位の
高い複屈折制御方式の液晶パネルを得ることが可能とな
る。
【０１１３】また、この液晶パネルの駆動方式を、隣接
する画素電極同士における駆動電圧の極性が等しくなる
部分を有する駆動方式とすることによって、より表示品
位の高い複屈折制御方式の液晶パネルを得ることが可能
となる。さらに、この液晶パネルを用いた投射型の液晶
表示装置は、小型でより明るい画像を表示することがで
きる。
【０１１４】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶パネルは、
以上のように、対向基板と画素基板とが対向して配さ
れ、両基板間に、負の誘電異方性を有する液晶材料から
なる液晶層が封入されてなる複屈折制御方式の液晶パネ
ルにおいて、上記液晶材料である液晶分子が、上記画素
基板の法線方向に対して１°〜１０°の範囲内で傾斜し
た配向状態となっている構成である。
【０１１５】それゆえ、上記構成では、液晶層に対して
駆動電圧が印加されると、液晶分子の最初の傾斜角度で
あるプレチルト角が従来の値（０．５°〜３°）よりも
大きいためにリバースチルト領域の発生が抑制され、隣
接する画素間における電位の影響で形成されるディスク
リネーションのラインが、画素の端部に移動する。この
ディスクリネーションのラインの移動により、広い領域
でのディスクリネーションの発生が抑制され、画素の有
効反射率が増加する。
【０１１６】また、プレチルト角が従来の値よりも大き
いと液晶分子の傾斜が急峻に変化するため、液晶分子の
反応速度を速くすることができる。これによって、液晶
パネルに対する画像の書き込み時間を短くすることがで
きる。
【０１１７】したがって、入射した光の利用効率が高
く、明るい画像を表示でき、さらに、高速の応答が可能
な反射型式の液晶パネルを得ることができるという効果
を奏する。
【０１１８】本発明の請求項２記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１記載の構成に加えて、画像を
表示するための光の利用型式として反射型式が用いられ
るとともに、上記液晶層の厚さが１μｍ〜４μｍの範囲
内である構成である。
【０１１９】それゆえ、上記構成では、画像を表示する
ための光の利用型式として反射型式を用いることによっ
て、液晶層の厚さ、すなわち、セルギャップを従来の液
晶表示装置の値（約５μｍ）よりも小さくすることがで
きる。このため、液晶分子の応答速度をより速くするこ
とができるとともに、隣接する画素間における横方向の
電界の影響も小さくすることができる。また、セルギャ
ップが小さいために、液晶パネルそのものを小さくする
場合には、セルギャップを維持するためのスペーサを不
要とすることもできるという効果を奏する。
【０１２０】本発明の請求項３記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１または２記載の構成に加え
て、上記液晶分子の配向方向が、画素基板に備えられて
いる走査線の形成されている方向に対して４０°〜５０
°の範囲内である構成である。
【０１２１】それゆえ、上記構成では、液晶分子の配向
方向を４０°〜５０°の範囲内、特に好ましくは４５°
に配向させると、他の角度に配向させる場合と比較し
て、ディスクリネーションのラインが画素電極の向きと
平行になり、液晶分子の配向が乱れたり、あるいは、液
晶分子の配向が不安定となったりする領域が減少する。
これに対して、上記の範囲以外の配向方向では、ドメイ
ンに起因する画像の表示の乱れの発生や表示画面上暗く
なる部分の発生が増加する。それゆえ、上記のように液
晶分子の配向方向を４０°〜５０°の範囲内で配向させ
ることによって、表示品位がより向上した液晶パネルを
得ることができるという効果を奏する。
【０１２２】本発明の請求項４記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１、２または３記載の構成に加
えて、上記対向基板または画素基板が背向面側に位相差
板を備えている構成である。
【０１２３】それゆえ、上記構成では、背向面側に備え
られた位相差板を用いて液晶層を透過する光の位相差を
補償することにより、上記プレチルト角を大きくするこ
とに伴うコントラストの低下を低減することができる。
また、隣接する画素間における走査線が形成されている
方向に沿った方向の電界の影響を小さくするために、セ
ルギャップの値をより小さくすることが行われるが、こ
のセルギャップを小さくすることに伴う位相差も上記位
相差板にて補償することができる。それゆえ、表示され
る画像のコントラストをより向上させることができると
いう効果を奏する。
【０１２４】本発明の請求項５記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１から４の何れか１項に記載の
構成に加えて、金属製の材料からなる格子状のパターン
が、上記画素基板に備えられている複数の画素電極の間
の非表示部となる領域として対向基板上に形成されてい
る構成である。
【０１２５】それゆえ、上記構成では、画素基板上にお
ける画素電極の間の領域に形成されている配線の電位に
より液晶層の表示が乱れることになるが、上記の領域を
金属製の材料からなる格子状パターンにより画像表示の
上で黒表示にすることによって、上記表示の乱れが画像
に影響を及ぼすことが回避される。また、上記の金属製
の格子状パターンは対向基板に形成されるため、液晶パ
ネルに入射する光を反射するとともに、反射した光は、
液晶層を透過しないために偏光することなく光源部へと
返還され、出射光に影響を及ぼすことがない。したがっ
て、表示される画像において、画素間における液晶分子
の配向の乱れや画素間における漏光を防止することがで
きるという効果を奏する。
【０１２６】本発明の請求項６記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１から５の何れか１項に記載の
構成に加えて、上記液晶パネルが、画素基板に備えられ
ている複数の走査線および／または複数のデータ線にお
いて２ライン以上の複数ライン毎に駆動電圧の極性の反
転を行う駆動方式によって駆動される構成である。
【０１２７】それゆえ、上記構成では、隣接する画素電
極同士の駆動電圧の極性が等しくなる部分が生じる。そ
れゆえ、隣接する画素電極間の電界が小さくなり、リバ
ースチルトによるディスクリネーションの発生をさらに
抑制することができる。そのため、液晶パネルにおい
て、駆動の際に表示を暗くしている要因を従来よりも減
少させることになり、液晶パネルの表示をより明るくす
ることができるという効果を奏する。
【０１２８】本発明の請求項７記載の液晶パネルは、以
上のように、上記請求項１から６の何れか１項に記載の
構成に加えて、上記液晶パネルが、画素基板に備えられ
ている複数の走査線のうち、書き込み中の走査線を境界
として、該走査線に隣接する一方側の領域における駆動
電圧の極性と他方側の領域における駆動電圧の極性とが
互いに異なっているとともに、上記各領域内では駆動電
圧の極性は全て同一となっている駆動方式により駆動さ
れる構成である。
【０１２９】それゆえ、上記構成では、駆動されている
液晶パネル上で、隣接する画素電極同士の駆動電圧の極
性が等しくなるとともに、書き込み中の領域以外では駆
動電圧の極性が等しくなる。そのため、隣接する画素電
極間における走査線が形成されている方向に沿った方向
の電界がより小さくなり、リバースチルトによるディス
クリネーションの発生をさらに抑制することができる。
そのため、液晶パネルにおいて、駆動の際に表示を暗く
している要因を従来よりもより一層減少させることにな
り、液晶パネルの表示をより一層明るくすることができ
るという効果を奏する。
【０１３０】本発明の請求項８記載の液晶表示装置は、
以上のように、上記請求項１から７の何れか１項に記載
の液晶パネルを備えている構成である。
【０１３１】それゆえ、上記構成では、上記の液晶パネ
ルを用いることによって、応答速度が速く、小型でより
明るい画像を表示できる投射型の液晶表示装置を得るこ
とができる。加えて、上記の液晶パネルは小型化が可能
であるため、液晶表示装置全体を小型化できるととも
に、製造コストも削減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態に係る液晶表
示装置に用いられる液晶パネルにおいて、液晶層におけ
る液晶分子の傾斜配向状態を示す模式図であり、（ｂ）
は、（ａ）の液晶パネルにおける液晶分子の傾斜角度を
示す模式図である。
【図２】図１の液晶層を有する液晶パネルの構成を示す
断面図である。
【図３】図２の液晶パネルにおける画素基板の構成を示
す回路図である。
【図４】（ａ）は、図２の液晶パネルに駆動電圧が印加
されていない場合における液晶分子の配向状態を示す模
式図であり、（ｂ）は、図２の液晶パネルに駆動電圧が
印加された場合における液晶分子の配向状態を示す模式
図である。
【図５】図２の液晶パネルの変形例の構成を示す断面図
である。
【図６】図２の液晶パネルにおける画像の書き込みがな
されている際の駆動電圧の極性の分布状態を示す説明図
である。
【図７】図２の液晶パネルにおける画像の書き込みがな
されている際の駆動電圧の極性の他の分布状態を示す説
明図である。
【図８】図２の液晶パネルを用いた投射型の液晶表示装
置の構成を示すブロック図である。
【図９】図７の液晶表示装置における、液晶パネルの水
平方向における液晶分子の配向方向と偏光ビームスプリ
ッタの偏光軸との関係を示す説明図である。
【図１０】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は、図２の液晶パネ
ルにおいて、画像表示のシミュレーションによるイメー
ジを示す説明図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置に用いられる液晶パネ
ルの平均反射率とプレチルト角との関係を示すグラフで
ある。
【図１２】本発明の液晶表示装置に用いられる液晶パネ
ルの応答率と時間との関係を示すグラフである。
【図１３】図２の液晶パネルにおいて、画像表示のシミ
ュレーションによる他のイメージを示す説明図である。
【図１４】従来の液晶パネルの液晶層における液晶分子
の配向状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 液晶パネル １１ａ 対向基板 １１ｂ 画素基板 １２ａ 配向膜 １２ｂ 配向膜 １４ 画素電極 １７ 液晶層 １７ａ 液晶分子 １９ ブラックマトリクス（格子状のパターン） ２０ 液晶パネル ３０ 液晶表示装置 ３５ 位相差板 ４１ 走査線 ４２ データ線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼藤 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向基板と画素基板とが対向して配され、
    両基板間に、負の誘電異方性を有する液晶材料からなる
    液晶層が封入されてなる複屈折制御方式の液晶パネルに
    おいて、 上記液晶材料である液晶分子が、上記画素基板の法線方
    向に対して１°〜１０°の範囲内で傾斜した配向状態と
    なっていることを特徴とする液晶パネル。
  2. 【請求項２】画像を表示するための光の利用型式として
    反射型式が用いられるとともに、上記液晶層の厚さが１
    μｍ〜４μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１
    記載の液晶パネル。
  3. 【請求項３】上記液晶分子の配向方向が、画素基板に備
    えられている走査線の形成されている方向に対して４０
    °〜５０°の範囲内であることを特徴とする請求項１ま
    たは２記載の液晶パネル。
  4. 【請求項４】上記対向基板または画素基板が背向面側に
    位相差板を備えていることを特徴とする請求項１、２ま
    たは３記載の液晶パネル。
  5. 【請求項５】金属製の材料からなる格子状のパターン
    が、上記画素基板に備えられている複数の画素電極の間
    の非表示部となる領域として対向基板上に形成されてい
    ることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載
    の液晶パネル。
  6. 【請求項６】上記液晶パネルが、画素基板に備えられて
    いる複数の走査線および／または複数のデータ線におい
    て２ライン以上の複数ライン毎に駆動電圧の極性の反転
    を行う駆動方式によって駆動されることを特徴とする請
    求項１から５の何れか１項に記載の液晶パネル。
  7. 【請求項７】上記液晶パネルが、画素基板に備えられて
    いる複数の走査線のうち、書き込み中の走査線を境界と
    して、該走査線に隣接する一方側の領域における駆動電
    圧の極性と他方側の領域における駆動電圧の極性とが互
    いに異なっているとともに、上記各領域内では駆動電圧
    の極性は全て同一となっている駆動方式により駆動され
    ることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載
    の液晶パネル。
  8. 【請求項８】上記請求項１から７の何れか１項に記載の
    液晶パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装
    置。
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