(57)【要約】【課題】液晶表示素子の視野角の拡大と着色現象の防止とを図ると共に、応答速度及び開口率の向上を図る。【解決手段】画素３は、一対の基板の間で基板に実質的に平行な方向に電界を発生させる画素電極３１及び対向電極３２と、画素電極３１及び対向電極３２により区分される２つの領域Ｓ１，Ｓ２とを備えている。２つの領域Ｓ１，Ｓ２で発生する電界の方向は、隣接する領域Ｓ１，Ｓ２同士で互いに逆方向となるように構成されている。そして、液晶層は、基板の法線方向から見たときの屈折率異方性を示す遅相軸が、電界が発生していないときに、電界が発生する方向に対して垂直である一方、電界が発生するときに、基板の法線方向を軸として回転し且つ回転方向が隣接する領域Ｓ１，Ｓ２において互いに逆方向となるように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
上記一対の基板に狭持された液晶層とを備え、
上記一対の基板の一部と該一対の基板の間の上記液晶層とにより構成された画素が、
マトリクス状に複数配置された液晶表示素子であって、
上記画素は、上記一対の基板の間で該基板に実質的に平行な方向に電界を発生させる第１電極及び第２電極と、上記第１電極及び第２電極により区分される複数の領域とを備え、
上記複数の領域で発生する上記電界の方向は、隣接する領域同士で互いに逆方向となるように構成され、
上記液晶層は、上記基板の法線方向から見たときの屈折率異方性を示す遅相軸が、上記電界が発生していないときに、上記電界が発生する方向に対して垂直又は平行である一方、上記電界が発生するときに、上記基板の法線方向を軸として回転し且つ回転方向が隣接する領域において互いに逆方向となるように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
請求項１において、
上記液晶層には、第１電極と第２電極との間で電界が発生していないときに、分極が存在している
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】
請求項２において、
上記液晶層における平均の分極方向の基板に平行な方向の成分は、第１電極と第２電極との間で電界が発生していないときに、上記電界が発生する方向に直交している
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項４】
請求項２において、
上記液晶層の分極は、フレクソエレクトリック効果により生じている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項５】
請求項１において、
上記液晶層の液晶分子は、該液晶層と少なくとも一方の基板との界面でプレチルト角を有している
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】
請求項５において、
上記液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向は、第１電極と第２電極との間で生じる電界の方向に直交している
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項７】
請求項５において、
上記液晶分子のプレチルト角は、ラビング又は光配向処理により規定されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項８】
請求項５において、
上記液晶分子は、液晶層と各基板との双方の界面でプレチルト角を有し、
上記液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向は、互いに同一の方向である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
請求項１において、
上記第１電極及び第２電極は、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動される
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１０】
請求項１において、
上記画素は、液晶層を駆動するためのスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続され、格子状に配置された信号配線及び走査配線とを備え、
上記第１電極及び第２電極は、上記信号配線又は走査配線に対して平行に延びるように形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１１】
請求項１において、
上記第１電極及び第２電極は、交互に並んで配置されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１２】
請求項１において、
上記第１電極及び第２電極により構成される電極群の周囲の少なくとも一部は、共通配線に接続された対向電極により構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】
請求項１において、
上記液晶層は、映像信号のフレーム周波数の偶数倍の周波数で駆動され、正及び負の極性の電界で駆動されている時間が同じになるように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１４】
請求項１において、
上記液晶層は、映像信号の垂直同期期間毎に印加される信号電圧がパルス的に０となるように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１５】
請求項１において、
上記液晶層は、映像信号の垂直同期期間毎に、該垂直同期期間に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧が印加されるように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１６】
請求項１において、
上記液晶層の配向状態は、スプレイ配向である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１７】
請求項１において、
上記液晶層の配向状態は、ベンド配向である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１８】
請求項１において、
上記液晶層の配向状態は、ハイブリッド配向である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１９】
請求項１において、
上記液晶層の誘電率異方性の絶対値は、３以下である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２０】
請求項１において、
上記液晶層の誘電率異方性の絶対値は、１以下である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２１】
請求項１の液晶表示素子を駆動する方法であって、
上記第１電極及び第２電極は、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動される
ことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項２２】
請求項１の液晶表示素子を駆動する方法であって、
上記液晶層を映像信号のフレーム周波数の偶数倍の周波数で駆動すると共に、正及び負の極性の電界で駆動する時間を同じにする
ことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項２３】
請求項１の液晶表示素子を駆動する方法であって、
上記液晶層に対し、映像信号の垂直同期期間毎に印加する信号電圧をパルス的に０にする
ことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項２４】
請求項１の液晶表示素子を駆動する方法であって、
上記液晶層に対し、映像信号の垂直同期期間毎に、該垂直同期期間に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧を印加する
ことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速応答で広視野の表示特性を有する液晶表示素子、及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、各種の表示素子のうちでも薄型で軽量且つ低消費電力という優れた特徴を有するため、テレビやビデオ等の画像表示装置や、モニター、ワープロ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器に広く用いられている。
【０００３】
従来より、例えばネマチック液晶を用いたＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示素子が実用化されている。ＴＮモードの液晶表示素子は、対向配置された一対の基板と、上記各基板の間に設けられた液晶層とを備え、各基板にそれぞれ設けられた電極間で電界を生じさせることにより、上記液晶層を駆動するように構成されている。すなわち、液晶層の液晶分子は、上記各基板間における電界の有無により、基板に対して立ち上がるようにスイッチングされる。しかし、上記ＴＮモードの液晶表示素子は、応答速度が遅い、視野角が狭い等の欠点を有している。
【０００４】
これに対し、応答速度が速く且つ視野角が広い表示モードとして、強誘電性液晶（ＦＬＣ）や、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）等が知られているが、耐ショック性や温度特性等に大きな欠点を有するため、広く実用化されるまでには至っていない。
【０００５】
そこで、従来より、基板に対して液晶分子が常に平行であるようにスイッチングする表示モードであるＩＰＳ（In-Plane Switchig）モードが知られている（例えば、特許文献１参照）例えば図２０に示すように、ＩＰＳモードの液晶表示素子１００は、液晶層を挟む一対の基板と、一方の基板に基板面上で平行に配置された一対の電極である第１電極１０１及び第２電極１０２とを備えている。
【０００６】
液晶表示素子１００は、基板上で互いに平行に延びる複数の走査配線１０３と、走査配線１０３に直交する複数の信号配線１０４と、上記走査配線１０３に平行に延びる共通配線１０５と、上記走査配線１０３及び信号配線１０４により区画された画素領域に設けられた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する）１０６とを備えている。
【０００７】
上記ＴＦＴ１０６には、信号配線１０４が接続される一方、第１電極１０１の基端部が接続されている。第１電極１０１の先端部は、信号配線１０４に平行に延びている。一方、上記共通配線１０５には、上記第２電極１０２の基端部が接続されている。第２電極１０２の先端部も、上記信号配線１０４に平行に延びている。つまり、第１電極１０１の先端部及び第２電極１０２の先端部は、互いに平行に配置されている。
【０００８】
そして、上記第１電極１０１と第２電極１０２との間に所定の電界を生じさせることにより、液晶層の液晶分子を基板に平行な面内で駆動させてスイッチングすることにより、表示を行うようになっている。このＩＰＳモードの液晶表示素子は、液晶分子が斜めに立ち上がることがないため、ＴＮモードに比べて、広い視野角特性を得ることができる。
【０００９】
ところで、従来より、基板上に画素を２つの領域に区画する櫛歯状の電極を有するＦＬＣモードの液晶表示素子も知られている（例えば、非特許文献１参照）。１つの画素を模式的に示す斜視図である図２１及び図２２に示すように、上記非特許文献１の液晶表示素子１００は、アレイ基板１２１と、アレイ基板１２１に対向する対向基板１２２と、アレイ基板１２１及び対向基板１２２の間に設けられたＦＬＣモードの液晶層１２３とを備えている。
【００１０】
上記アレイ基板１２１には、櫛歯状電極構造を構成する第１電極１０１及び第２電極１０２が形成されている。各画素内は、上記第１電極１０１及び第２電極１０２により２つの領域（ドメイン）に分割され、上記第１電極１０１及び第２電極１０２の間で電界の大きさを０又は所定の値に切り替えることによって、液晶層１２３の液晶分子１０８を駆動するようになっている。
【００１１】
電界の大きさが０である場合には、図２１に示すように、液晶層１２３は、液晶分子１０８が、アレイ基板１２１に対して所定の角度で斜めに立ち上がった状態で、基板１２１の法線方向の軸Ｌの周りに螺旋状に初期配向するスメクチック液晶層になっている。
【００１２】
一方、第１電極１０１及び第２電極１０２の間で所定の大きさの電界を生じさせた場合には、図２２に示すように、各層の液晶分子１０８は、斜めに立ち上がった状態で上記軸Ｌの周りに回転し、各領域毎に所定の方向で揃うこととなる。このことにより、液晶表示素子１００の表示の応答速度を向上させようとしている。
【００１３】
ところが、上記非特許文献１の液晶表示素子１００では、上記電極１０１，１０２間の電界が０であるときに、基板１２１，１２２の法線方向から見ると、屈折率異方性は生じない。図２３は、屈折率楕円体を示す説明図であり、Ｘ、Ｙ方向は基板１２１，１２２に平行な方向を示し、Ｚ方向は基板１２１，１２２の法線方向を示している。図２３に示すように、屈折率楕円体を表す３つの主軸ｎａ，ｎｂ，ｎｃのうち、最も大きい値を有する主軸ｎｃは、電界が０であるときに基板法線方向Ｚを向いており、電界が所定値であるときに電界方向（つまりＸ，Ｙ方向に平行な方向）を軸として、矢印Ｂで示すように回転する。
【００１４】
したがって、上記非特許文献１の液晶表示素子１００の表示特性は、液晶分子が基板に対して垂直配向された液晶表示素子の複屈折モード（以降、垂直配向の複屈折モードと称する）と等価であるといえる。さらに、上記液晶表示素子１００の画素は、電界方向が互いに逆方向となる２つの領域を有することから、その表示特性は、垂直配向の複屈折モードを２分割した液晶表示素子と同等である。
【００１５】
すなわち、上記非特許文献１の液晶表示素子１００は、実際のところ、公知である４分割の垂直配向の複屈折モードよりも視野角特性が劣るものであり、さらに言えば、ＩＰＳモードよりも視野角特性が劣るものである。
【００１６】
ところが、上記ＩＰＳモードでは、各画素内でドメイン分割を行っていないため、十分な広視野角特性を得ることが困難である。加えて、上記ＩＰＳモードには、視野角による着色現象（カラーシフト）の問題がある。すなわち、ＩＰＳモードの表示は、所定の視野角方向では黄色に着色される一方、他の視野角方向では青色に着色されてしまうため、表示品位は低い。
【００１７】
そこで、従来より、上記ＩＰＳモードに対し、着色現象を抑制するように改良されたＳ−ＩＰＳ（Super In-Plane Switchig）モードが提案されている（例えば、特許文献２参照）。例えば図２４に示すように、Ｓ−ＩＰＳモードの液晶表示素子１００は、ジグザグ状の櫛歯電極構造を有している。例えば、液晶表示素子１００は、基板上に、格子状に形成された走査配線１０３及び信号配線１０４と、各走査配線１０３及び信号配線１０４の交差点に設けられたＴＦＴ１０６と、ＴＦＴ１０６に接続された櫛形状の第１電極である画素電極１０１と、画素電極１０１に咬合するように形成された櫛形状の第２電極である共通電極１０２とを備えている。共通電極１０２の基端は、画素の中央で走査配線１０３に平行に延びる共通配線１０５に接続されている。
【００１８】
上記ジグザグ状の櫛歯電極構造は、画素電極１０１及び共通電極１０２により構成されている。そして、上記共通配線１０５の両側には、２つのドメインとして第１表示領域１１１及び第２表示領域１１２がそれぞれ形成されることとなる。上記液晶表示素子１００の液晶分子の初期配向は、図２４に示すように、ラビング処理された配向膜により、信号配線１０４に平行な方向Ａに規定されている。
【００１９】
そして、上記画素電極１０１及び共通電極１０２の間に電圧を印加すると、画素電極１０１及び共通電極１０２の長さ方向に直交する方向に電界が発生するため、第１表示領域１１１の液晶分子１０８ａと、第２表示領域１１２の液晶分子１０８ｂとは、上記電界に沿うように逆方向にそれぞれ回転駆動する。このことにより、広視野角化を図ると共に、黄色の着色方向と青色の着色方向とを重ねて視角に対する色変化を互いに補償することにより、着色現象を抑制するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１６１１２８号公報
【特許文献２】特開平１０−１４８８２６号公報
【非特許文献１】ＩＤＷ´９９  ｐ１２９(International Display Workshop '99)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記Ｓ−ＩＰＳモードでは、電界無印加時における液晶層の屈折率異方性の方向は、基板法線方向から見たときに、電界印加時の電界方向と直交でもなく平行でもない。典型的には、図２４に示すように、電界無印加時における液晶層の屈折率異方性の方向は、電界方向に対して８０度前後の角度をなすようになっている。なぜなら、９０度にしておくと、電界印加時における液晶分子の回転方向が、左回り又は右回りの何れになるかが定まらず、表示不良を生じさせるためである。したがって、液晶分子の回転方向を一意的に決めるために、電界無印加時における液晶分子と電界方向との角度を、９０度からある程度傾けておく必要がある。
【００２１】
加えて、上記Ｓ−ＩＰＳモードでは、視野角を拡大し且つ着色現象を抑制するために、各画素においてドメイン分割を行っているが、ドメイン分割には、各ドメイン毎に液晶分子の回転方向を異ならせる目的で、櫛歯電極をジグザグ状に形成する必要がある。その結果、走査配線及び信号配線を簡単な格子パターンに形成する限り、図２４に示すように、画素内の端部領域Ｓにおいて液晶分子を有効に回転駆動させることができないため、開口率が大幅に低下してしまうという問題がある。
【００２２】
さらに、上記Ｓ−ＩＰＳモードでは、液晶層が有する誘電率異方性により液晶分子を駆動しているため、自発分極している液晶分子に比べて応答時間が長いという問題がある。特に電界強度が減少する際には、上記液晶分子は、電界による推進力を得られず、単に基板界面のアンカリングによる復元力によってのみ回転するため、この問題は顕著なものとなる。
【００２３】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶表示素子の視野角の拡大と着色現象の防止とを図ると共に、応答速度及び開口率の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板に狭持された液晶層とを備え、上記一対の基板の一部と該一対の基板の間の上記液晶層とにより構成された画素が、マトリクス状に複数配置された液晶表示素子であって、上記画素は、上記一対の基板の間で該基板に実質的に平行な方向に電界を発生させる第１電極及び第２電極と、上記第１電極及び第２電極により区分される複数の領域とを備え、上記複数の領域で発生する上記電界の方向は、隣接する領域同士で互いに逆方向となるように構成され、上記液晶層は、上記基板の法線方向から見たときの屈折率異方性を示す遅相軸が、上記電界が発生していないときに、上記電界が発生する方向に対して垂直又は平行である一方、上記電界が発生するときに、上記基板の法線方向を軸として回転し且つ回転方向が隣接する領域において互いに逆方向となるように構成されている。
【００２５】
上記液晶層には、第１電極と第２電極との間で電界が発生していないときに、分極が存在していることが好ましい。
【００２６】
上記液晶層における平均の分極方向の基板に平行な方向の成分は、第１電極と第２電極との間で電界が発生していないときに、上記電界が発生する方向に直交していることが好ましい。
【００２７】
上記液晶層の分極は、フレクソエレクトリック効果により生じるようにしてもよい。
【００２８】
上記液晶層の液晶分子は、該液晶層と少なくとも一方の基板との界面でプレチルト角を有していることが好ましい。
【００２９】
上記液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向は、第１電極と第２電極との間で生じる電界の方向に直交していることが好ましい。
【００３０】
上記液晶分子のプレチルト角は、ラビング又は光配向処理により規定されるようにしてもよい。
【００３１】
上記液晶分子は、液晶層と各基板との双方の界面でプレチルト角を有し、上記液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向は、互いに同一の方向であることが好ましい。
【００３２】
上記第１電極及び第２電極は、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動されるように構成されていてもよい。
【００３３】
上記画素は、液晶層を駆動するためのスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続され、格子状に配置された信号配線及び走査配線とを備え、上記第１電極及び第２電極は、上記信号配線又は走査配線に対して平行に延びるように形成されていることが好ましい。
【００３４】
上記第１電極及び第２電極は、交互に並んで配置されていてもよい。
【００３５】
上記第１電極及び第２電極により構成される電極群の周囲の少なくとも一部は、共通配線に接続された対向電極により構成されていることが好ましい。
【００３６】
上記液晶層は、映像信号のフレーム周波数の偶数倍の周波数で駆動され、正及び負の極性の電界で駆動されている時間が同じになるように構成されていることが好ましい。
【００３７】
上記液晶層は、映像信号の垂直同期期間毎に印加される信号電圧がパルス的に０となるように構成してもよい。
【００３８】
上記液晶層は、映像信号の垂直同期期間毎に、該垂直同期期間に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧が印加されるように構成してもよい。
【００３９】
上記液晶層の配向状態は、スプレイ配向であることが好ましい。また、液晶層の配向状態は、ベンド配向であってもよい。また、液晶層の配向状態は、ハイブリッド配向であってもよい。
【００４０】
上記液晶層の誘電率異方性の絶対値は、３以下であることが好ましい。また、液晶層の誘電率異方性の絶対値は、１以下であることがさらに好ましい。
【００４１】
また、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、上記第１電極及び第２電極が、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動される。
【００４２】
また、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、上記液晶層を映像信号のフレーム周波数の偶数倍の周波数で駆動すると共に、正及び負の極性の電界で駆動する時間を同じにする。
【００４３】
また、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、上記液晶層に対し、映像信号の垂直同期期間毎に印加する信号電圧をパルス的に０にする。
【００４４】
また、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法は、上記液晶層に対し、映像信号の垂直同期期間毎に、該垂直同期期間に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧を印加する。
【００４５】
−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
【００４６】
画素には複数の領域が設けられ、各領域において、第１電極及び第２電極に所定の電圧を印加することにより、上記第１電極及び第２電極の間に所定の電界が発生する。この電界の方向は、基板に実質的に平行であり、且つ隣接する領域同士で互いに逆方向になっている。
【００４７】
第１電極及び第２電極の間に上記電界が生じていないときには、上記各領域における液晶層の遅相軸は、上記電界が発生する方向に対し、垂直又は平行になっている。一方、第１電極及び第２電極の間に上記電界が生じているときには、上記各領域における液晶層の遅相軸は、基板の法線方向を軸として回転する。言い換えれば、液晶層の液晶分子は、基板の法線方向を軸として回転する。その回転方向は、隣接する領域において互いに逆方向となる。このように、第１電極及び第２電極への電圧の印加により、液晶層がスイッチング駆動される。
【００４８】
したがって、本発明の液晶表示素子によると、液晶層の液晶分子は、複数に分割された領域（ドメイン）において基板に平行な面内で回転し、斜めに立ち上がることがないため、ＴＮモードよりも広い視野角特性が得られる。また、各画素の液晶層の液晶分子は、隣接する領域で互いに逆方向に回転し、各領域の視角に対する色変化を互いに補償するため、着色現象が抑制される。
【００４９】
さらに、液晶層の液晶分子は、第１電極及び第２電極の間に発生させる電界の正負を切り替えることにより、正回転方向及び逆回転方向の双方において、電界により推進力が得られるため、表示の応答速度が向上する。また、着色現象を抑制するために第１電極及び第２電極をジグザグ状に形成する必要がないので、画素の端部領域の液晶分子が好適に回転駆動され、Ｓ−ＩＰＳモードよりも開口率を向上させることが可能となる。
【００５０】
また、上記電界が発生していないときに液晶層が分極を有することにより、液晶層の遅相軸の回転方向（つまり、液晶分子の回転方向）は、電界の正負に応じて逆方向となる。
【００５１】
上記電界が発生していないときに、液晶層の平均分極方向の基板平行方向の成分が上記電界の発生方向に直交しているため、液晶分子の回転角度は、電界の方向が正及び負の各場合において互いに等しくなる。その結果、隣接する領域で液晶分子が左右対称に回転するため、電界の極性反転によるフリッカーは生じない。
【００５２】
上記液晶層の液晶分子が、液晶層と基板との界面でプレチルト角を有することにより、フレクソエレクトリック効果が発現して液晶層に分極が生じる。また、液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向が電界の方向に直交していることにより、隣接する領域で液晶分子が左右対称に回転するため、電界の極性反転によるフリッカーは生じない。
【００５３】
また、液晶分子が、液晶層と各基板との双方の界面でプレチルト角を有し、液晶分子のプレチルトの方向を基板に射影した方向を互いに同一にすることにより、フレクソエレクトリック効果により生じる分極は増大する。
【００５４】
そして、第１電極及び第２電極が、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動されることにより、表示の焼き付きが抑制される。さらに、スイッチング素子等の配置により複数の領域の面積比が異なる場合であっても、斜め方向の視角におけるフリッカーが抑制される。
【００５５】
上記画素が、格子状に配置された信号配線及び走査配線を備え、上記第１電極及び第２電極を信号線又は走査線に平行に形成することにより、画素の側部領域においても液晶分子が好適に駆動されるため、画素の開口率が向上する。
【００５６】
また、第１電極及び第２電極により構成される電極群の周囲の少なくとも一部を、共通配線に接続された対向電極により構成することによって、各画素における信号配線と、第１電極又は第２電極との間のクロストーク（シャドー）が抑制される。
【００５７】
上記液晶層が、映像信号のフレーム周波数の偶数倍の周波数で駆動され、正及び負の極性の電界で駆動されている時間が同じであることにより、表示のフリッカーが抑制される。
【００５８】
映像信号の垂直同期期間毎に印加される信号電圧をパルス的に０とすることにより、また、映像信号の垂直同期期間毎に、該垂直同期期間に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧を印加することにより、連続する画像の間に黒表示が挿入され、動画表示性能が向上する。
【００５９】
また、液晶層の配向状態を、スプレイ配向、ベンド配向、又はハイブリッド配向とすることにより、フレクソエレクトリック効果による分極が得られる。
【００６０】
ところで、従来のように液晶層の誘電率異方性による応答では、電界の正負で回転方向を逆にすることができず、また、応答速度も遅いため、誘電率異方性による応答は抑制することが望ましい。これに対し、誘電率異方性の絶対値を３以下好ましくは１以下とすることにより、誘電率異方性による電界応答の寄与が抑制され、分極応答が有効に発揮される。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、液晶層の液晶分子（液晶層の遅相軸）を、複数に分割された領域において基板に実質的に平行な面内で回転させるため、広い視野角特性を得ることできる。また、隣接する領域で互いに逆方向に回転させるため、着色現象を抑制することができる。
【００６２】
そのことに加えて、液晶層の液晶分子は、正回転方向及び逆回転方向の双方において、電界により推進力が得られるため、表示の応答速度を向上させることができる。また、着色現象を抑制するために第１電極及び第２電極をジグザグ状に形成する必要がないので、画素の端部領域の液晶分子を好適に回転駆動することができ、開口率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００６４】
《発明の実施形態１》
図１〜図１２は、本発明に係る液晶表示素子及びその駆動方法の実施形態１を示している。図１は、液晶表示素子１の１つの画素を拡大して示す平面図であり、図２は、図１におけるII−II線断面図である。
【００６５】
液晶表示素子１は、図２に示すように、一対の基板１１，１２と、上記一対の基板１１，１２に狭持された液晶層１３とを備えている。上記一対の基板１１，１２は、スイッチング素子であるＴＦＴ２０がマトリクス状に複数配置されたアレイ基板１１と、アレイ基板１１に対向して設けられた対向基板１２とにより構成されている。液晶表示素子１には、図１に拡大して示すように、上記ＴＦＴ２０を有する画素３がマトリクス状に複数配置されている。上記各画素３は、上記アレイ基板１１の一部と、そのアレイ基板１１の一部に対向する対向基板１２の一部と、各基板の一部同士の間の液晶層１３とにより構成されている。
【００６６】
そして、液晶表示素子１は、例えば透過型の液晶表示素子であり、背面側であるアレイ基板１１側に配置されたバックライト（図示省略）の光を透過することにより、所望の表示を行うようになっている。
【００６７】
上記アレイ基板１１及び対向基板１２は、断面図である図３に示すように、例えば透明な絶縁性基板であるガラス基板１５と、各基板１１，１２が向かい合う表面（つまり液晶層１３との界面）設けられた配向膜１６とをそれぞれ備えている。アレイ基板１１及び対向基板１２の各配向膜１６には、図３に示すように同じ方向Ａにラビング処理が施されている。
【００６８】
上記アレイ基板１１は、図１に示すように、液晶層１３を駆動するための複数のＴＦＴ２０と、ＴＦＴ２０に走査信号を供給する複数の走査配線２１と、ＴＦＴ２０に画像信号を供給する信号配線２２とを備えている。上記走査配線２１は、ＴＦＴ２０のゲート電極（図示省略）に接続される一方、上記信号配線２２は、ＴＦＴ２０のソース電極（図示省略）に接続されている。
【００６９】
複数の走査配線２１は、互いに平行に延びるように形成されている。一方、複数の信号配線２２は、上記各走査配線２１に直交するように形成されている。つまり、走査配線２１及び信号配線２２は、格子状に形成されている。上記ＴＦＴ２０は、走査配線２１及び信号配線２２の交差位置の近傍に配置されている。そして、隣り合う走査配線２１と、隣り合う信号配線２２とにより区画された長方形の領域が画素３に構成されている。
【００７０】
上記アレイ基板１１は、アレイ基板１１に実質的に平行な方向に電界を発生させるための櫛歯状電極構造を備えている。櫛歯状電極構造は、第１電極である画素電極３１と、第２電極である対向電極とが、交互に並んで配置されることにより構成されている。
【００７１】
上記ＴＦＴ２０のドレイン電極（図示省略）には、画素電極３１の基端部が接続されている。画素電極３１は、図１に示すように、画素３の左右中央位置で信号配線２２と平行に延びるように形成されている。画素電極３１の先端部は、隣の画素３のＴＦＴ２０に接続されている走査配線２１の近傍まで延びている。
【００７２】
また、アレイ基板１１には、共通配線２３が設けられている。共通配線２３は、隣の画素３のＴＦＴ２０に接続されている走査配線２１の近傍に配置されると共に、走査配線２１に平行に延びるように形成されている。一方、上記画素電極３１の先端部には、上記共通配線２３に平行に延びる容量電極３４が、共通配線２３に対し、アレイ基板１１の法線方向に重なるように設けられている。言い換えれば、容量電極３４は、画素電極３１の先端に接続されると共に、共通配線２３に重なっている。この容量電極３４及び共通配線２３が重なり合う部分が補助容量３５を構成している。この補助容量３５は、各画素３毎に設けられている。
【００７３】
そして、画素３には、図１に示すように、対向電極３２が例えば２つ設けられている。対向電極３２は、上記画素電極３１の左右両側において画素電極３１に対向するように配置され、画素電極３１に対して平行に延びるように形成されている。つまり、対向電極３２は、信号配線２２に対して平行に延びている。対向電極３２の基端部は、共通配線２３に接続される一方、対向電極３２の先端部は、走査配線２１の近傍で内側（つまり画素電極３１側）に折れ曲がるように形成されている。また、対向電極３２は、画素３における信号配線２２の内側近傍位置に配置されている。対向電極３２は、画素３のなるべく外側に配置することが望ましい。そして、画素電極３１及び対向電極３２により構成される電極群３１，３２の周囲の少なくとも一部は、対向電極３２により構成されている。
【００７４】
このように、画素３は、図１に示すように、画素電極３１及び対向電極３２により区分される２つの領域Ｓ１，Ｓ２を備えている。第１の領域Ｓ１は、図１で画素電極３１の左側に区分された領域であり、第２の領域Ｓ２は、図１で画素電極３１の右側に区分された領域である。また、画素３は、ＴＦＴ２０、画素電極３１、対向電極３２、走査配線２１、信号配線２２、共通配線２３、及び補助容量３５を備えている。
【００７５】
次に、アレイ基板１１の構成を、断面図である図２を参照して説明する。ガラス基板１５の上には、共通配線２３、対向電極３２及び走査配線２１が、フォトリソグラフィ等によりそれぞれパターン形成されている。ガラス基板１５の上には、上記共通配線２３、対向電極３２及び走査配線２１を覆うように絶縁膜２６が形成されている。絶縁膜２６の上には、画素電極３１及び信号配線２２が同じくフォトリソグラフィ等によりパターン形成されている。そして、上記絶縁膜２６の上には、画素電極３１及び信号配線２２を覆うように、配向膜１６が設けられている。
【００７６】
こうして、画素電極３１及び対向電極３２は、画素電極３１にＴＦＴ２０を介して所定の信号電圧を印加することによって、アレイ基板１１及び対向基板１２の間で、各基板１１，１２に実質的に平行であり、且つ互いに平行な画素電極３１及び対向電極３２に直交する方向に電界を発生させるように構成されている。この第１の領域Ｓ１及び第２の領域Ｓ２で発生する電界の方向は、隣接する領域Ｓ１，Ｓ２同士で互いに逆方向となるように構成されている。言い換えれば、各画素３で発生する電界は、隣接する領域Ｓ１，Ｓ２において１８０度異なる方向となる。
【００７７】
すなわち、画素電極３１に正の信号電圧を印加することにより、図５に黒矢印で示すように、外側の対向電極３２から内側の画素電極３１へ向かう方向に電界が発生する（この電界の方向を正方向とする）。一方、画素電極３１に負の電圧を印加することにより、図６に黒矢印で示すように、内側の画素電極３１から外側の対向電極３２へ向かう方向に電界が発生する（この電界の方向を負方向とする）。
【００７８】
上記液晶層１３の液晶分子１３ａは、図３に示すように、上記ラビング処理によって液晶層１３と各基板１１，１２との双方の界面でそれぞれプレチルト角を有するように規定されている。図１に示すように、液晶分子１３ａのプレチルトの方向をアレイ基板１１に射影した方向ａは、液晶層１３に電界が形成されていない状態で、互いに同一の方向であり、画素電極３１と対向電極３２との間で生じる電界の方向に対して、直交するようになっている。
【００７９】
また、図３に示すように、液晶層１３における平均の分極方向の基板１１，１２に平行な方向の成分ｂは、画素電極３１と対向電極３２との間で電界が発生していないときに、電界が発生する方向に直交するようになっている。すなわち、液晶層１３の配向状態は、スプレイ配向となっている。このとき、液晶層１３には、スプレイ配向変形に誘起されたフレクソ分極が発生するしている。つまり、液晶層１３には、フレクソエレクトリック効果により分極が生じている。
【００８０】
液晶層１３の液晶材料には、以下に示すように、正の誘電率異方性を有する化合物と、負の誘電率異方性を有する化合物とを混合して、誘電率異方性を相殺させるようにした。尚、誘電率異方性とは、液晶分子の長軸方向の誘電率から液晶分子の短軸方向の誘電率を差し引いた値を、真空の誘電率で除した値をいう。
【００８１】
次の化１は、正の誘電率異方性を有する化合物の例を示している。
【００８２】
【化１】
2007516464.tif 000003
【００８３】
また、次の化２〜化４は、負の誘電率異方性を有する化合物の例を示している。化２〜化４の混合割合は、化２を３０wt％、化３を４０wt％、化４を３０wt％とすることが好ましい。
【００８４】
【化２】
2007516464.tif 000004
【００８５】
【化３】
2007516464.tif 000005
【００８６】
【化４】
2007516464.tif 000006
【００８７】
この液晶層１３の誘電率異方性の絶対値は３以下になっている。上記誘電率異方性の絶対値は１以下であることがさらに好ましい。最適な誘電率異方性の値は０であった。その理由としては、誘電率異方性が３以上であると、フレクソ分極だけでなく誘電率異方性による応答の効果が大きく現れるため、電界の正負で回転方向を逆転させる本発明の特性を得られなくなると共に、応答速度が遅くなってしまうという問題が生じるからである。
【００８８】
そして、液晶層１３は、上記各基板１１，１２の法線方向から見たときの屈折率異方性を示す遅相軸が、上記電界が発生していないときに、電界が発生する方向に対して垂直になっている。一方、上記電界が発生するときには、液晶層１３の遅相軸は、上記各基板１１，１２の法線方向を軸として回転し且つ回転方向が隣接する領域において互いに逆方向となるように構成されている。
【００８９】
すなわち、図４に示すように、液晶層１３の液晶分子１３ａは、上記画素電極３１及び対向電極３２の間で電界が発生していないときに、配向膜１６により規制され、上記電界発生方向に垂直な方向である画素電極３１の長さ方向に配向する。一方、分極している液晶分子１３ａは、上記電界が発生しているときに、その電界により推進力を得て、各領域Ｓ１，Ｓ２においてそれぞれ逆方向に同じ大きさの角度だけ回転するようになっている。その結果、液晶層１３の遅相軸は、液晶分子１３ａの回転に応じて回転することとなる。
【００９０】
−液晶表示素子の駆動方法−
次に、本発明に係る液晶表示素子１の駆動方法について、図４〜図１２を参照して説明する。図７〜図１２は、画素電極３１に印加する信号電圧のタイムチャートである。
【００９１】
液晶表示素子１の基本的な駆動方法を、図７に示す。図７に示すように、液晶表示素子１は、基本的に、フレーム毎に液晶層１３に発生させる電界の極性を反転させるように駆動される。
【００９２】
これに対して、図８に示す駆動方法では、液晶層１３は、映像信号のフレーム周波数の２以上の偶数倍の周波数で駆動される。そして、液晶層１３が正及び負の極性の電界で駆動されている時間が同じになるようにする。このことにより、表示のフリッカーを抑制することができる。
【００９３】
すなわち、図７に示すように、画素電極３１及び対向電極３２は、映像信号の垂直同期期間に対応する時間ｔ毎に、電位の高低関係が交互に入れ替わるように駆動される。つまり、時間ｔ毎に画素電極３１に印加する信号電圧の正負を切り替える。
【００９４】
画素電極３１に正の信号電圧が印加されるときには、図５に黒矢印で示すように、各領域Ｓ１，Ｓ２において対向電極３２から画素電極３１へ向かう正方向に電界が発生する。この正方向の電界により、分極している液晶分子１３ａは、アレイ基板１１の手前側（図４〜図６で紙面手前側）から見て、第１の領域Ｓ１において時計回りに所定角度だけ回転する一方、第２の領域Ｓ２において反時計回りに同じ角度だけ回転する。
【００９５】
時間ｔが経過して、画素電極３１に負の信号電圧が印加されるときには、図６に黒矢印で示すように、各領域Ｓ１，Ｓ２において画素電極３１から対向電極３２へ向かう負方向に電界が発生する。この負方向の電界により、分極している液晶分子１３ａは、アレイ基板１１の手前側から見て、第１の領域Ｓ１において反時計回りに所定角度だけ回転する一方、第２の領域Ｓ２において時計回りに同じ角度だけ回転する。このようにして、時間ｔ毎の印加電圧の切り替えに応じて画像が切り替えられ、映像が表示される。
【００９６】
そして、画素３の各領域Ｓ１，Ｓ２において電界の発生方向を交互に入れ替えるようにしたので、画素３の焼き付き現象を回避できるだけでなく、ＴＦＴ２０等の存在により各領域Ｓ１，Ｓ２の面積が僅かに異なる場合であっても、斜め方向の視角におけるフリッカーを防止することができる。
【００９７】
図９は、映像信号の垂直同期期間毎に、液晶層１３に印加される信号電圧をパルス的に０にする駆動方法を示している。すなわち、時間ｔのうち初めの時間ｔ１の間に、画素電極３１に対して正または負の信号電圧を印加すると共に、時間ｔのうち後の時間ｔ０（ｔ０＝ｔ−ｔ１）の間に、画素電極３１に印加する信号電圧を０にする。このように、画像が切り替えられる１垂直同期期間毎に画素電極３１への印加電圧を０とすることにより、連続する画像の間に黒表示を挿入できるため、動画表示性能を向上してＣＲＴと同等なインパルス表示を実現することができる。
【００９８】
図１０は、映像信号の垂直同期期間毎に、その垂直同期期間に液晶層１３に印加される信号電圧とは逆極性のパルス電圧を印加する駆動方法を示している。すなわち、時間ｔのうち初めの時間ｔ１の間に、画素電極３１に対して正または負の信号電圧を印加すると共に、時間ｔのうち後の時間ｔ０（ｔ０＝ｔ−ｔ１）の間に、時間ｔ１に印加した信号電圧とは逆の極性の信号電圧を印加する。
【００９９】
例えば、図１０に示すように、１つの垂直同期期間において、時間ｔ１の間に正の信号電圧を印加した後に、時間ｔ０の間に負の信号電圧を印加する。この時間ｔ０の間に印加する負の信号電圧の実効値は、時間ｔ１の間に印加する正の信号電圧の実効値よりも小さくする。続いて、次の垂直同期期間では、時間ｔ１の間に負の信号電圧を印加し、その後の時間ｔ０において、この時間ｔ１における負の信号電圧の実効値よりも小さい実効値の正の信号電圧をする。こうして、逆極性の信号電圧をパルス的に印加することにより、液晶分子１３ａを強制的に逆回転させることができるため、黒表示により速く変化させて動画表示性能をさらに向上させることができる。尚、実効値とは、電圧の２乗の時間平均値をいう。
【０１００】
また、図１１、図１２は、上述の黒表示を挿入する駆動方法である図９、図１０において、フレーム周波数の２倍の周波数で駆動する方法を組み合わせた場合について示している。この場合でも、１垂直同期期間において、画素電極３１に印加する信号電圧を０にする期間を１つ設けるようにしている。このように、図１１、図１２に示す駆動方法によっても、フリッカーを抑制すると共に動画表示性能を向上させることができる。
【０１０１】
−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、液晶層１３の液晶分子１３ａは、複数に分割されたドメインである各領域Ｓ１，Ｓ２においてアレイ基板１１に実質的に平行な面内で回転し、斜めに立ち上がることがないため、ＴＮモードよりも広い視野角特性を得ることができる。また、各画素３の液晶層１３の液晶分子１３ａは、隣接する領域Ｓ１，Ｓ２で互いに逆方向に回転し、各領域Ｓ１，Ｓ２の視角に対する色変化を互いに補償できるため、視角による着色現象を好適に抑制することができる。
【０１０２】
そのことに加え、液晶層１３の液晶分子１３ａは、画素電極３１及び対向電極３２の間に発生する電界の正負を切り替えることにより、正回転方向及び逆回転方向の双方において、電界による推進力を得ることができるため、表示の応答速度を向上させることができる。また、従来のＳ−ＩＰＳモードのように、着色現象を抑制するために画素電極３１及び対向電極３２をジグザグ状に形成する必要がないので、走査配線２１及び信号配線２２を簡単な格子パターンに形成する場合において、画素３の全域に亘って液晶分子１３ａが好適に回転駆動することが可能となり、開口率を向上させることができる。
【０１０３】
さらに、上記電界が発生していないときに液晶層１３における平均分極方向の基板平行方向の成分が上記電界の発生方向に直交するようにしたので、液晶分子１３ａの回転角度を、電界の方向が正及び負の各場合において互いに等しくできる。また、液晶分子１３ａのプレチルトの方向をアレイ基板１１に射影した方向が電界の方向に直交するようにしたので、隣接する領域Ｓ１，Ｓ２で液晶分子１３ａが左右対称に回転するため、電界の極性反転によるフリッカーを防止することができる。このとき、液晶分子１３ａのプレチルトの方向を、基板に射影した方向が互いに同一としたので、フレクソエレクトリック効果により生じる分極を増大させることができる。
【０１０４】
また、画素電極３１及び対向電極３２により構成される電極群の両側部を、対向電極３２により構成することにより、画素電極３１と信号配線２２との距離を比較的大きくできるため、各画素３における画素電極３１と信号配線２２との間のクロストーク（シャドー）を抑制することができる。
【０１０５】
《発明の実施形態２》
図１３は、本発明に係る液晶表示素子１の実施形態２を示し、液晶表示素子１の１つの画素を拡大して示す平面図である。尚、以下の各実施形態では、図１〜図７と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１０６】
上記実施形態１では、各画素３に第１領域Ｓ１及び第２領域Ｓ２の２つの領域を設けていたのに対し、本実施形態では、各画素に例えば６つの領域を設けている。尚、本発明に係る液晶表示素子１は、各画素３に複数の領域を備えていればよいため、その他の複数の領域を各画素３に設けるようにしてもよい。
【０１０７】
図１３に示すように、各画素３には、３つの画素電極３１が設けられている。画素電極３１は、ＴＦＴ２０のドレイン電極（図示省略）と、容量電極３４とを接続する第１の画素電極３１ａと、その左右両側に間隔をおいて配置された第２の画素電極３１ｂ及び第３の画素電極３１ｃとにより構成されている。各画素電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、互いに平行に延びるように形成されており、第２及び第３の画素電極３１ｂ，３１ｃの一端は、容量電極３４に接続されている。
【０１０８】
一方、各画素電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃの左右両側には、対向電極３２が設けられている。対向電極３２は、図１３に示すように、第１の対向電極３２ａと、第２の対向電極３２ｂと、第３の対向電極３２ｃと、第４の対向電極３２ｄとにより構成されている。各対向電極３２ａ〜３２ｄは、それぞれ画素電極３１に平行に形成されている。
【０１０９】
第１の対向電極３２ａは、第２の画素電極３１ｂの左側に設けられる一方、第２の対向電極３２ｂは、第２の画素電極３１ｂ及び第１の画素電極３１ａの間に設けられている。そして、第１の対向電極３２ａ及び第２の対向電極３２ｂは、先端部で互いに接続される一方、基端部が共通配線２３にそれぞれ接続されている。
【０１１０】
同様に、第３の対向電極３２ｃは、第１の画素電極３１ａ及び第３の画素電極３１ｃの間に設けらる一方、第４の対向電極３２ｄは、第３の画素電極３１ｃの右側に設けられている。そして、第３の対向電極３２ｃ及び第４の対向電極３２ｄは、先端部で互いに接続される一方、基端部が共通配線２３にそれぞれ接続されている。
【０１１１】
このようにして、各画素電極３１ａ〜３１ｃと、各対向電極３２ａ〜３２ｄとの間に６つの領域が形成されることとなる。この実施形態の液晶表示素子１を駆動する場合には、上記実施形態１と同様に、隣接する領域同士で互いに逆方向の電界を発生させる。このことにより、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。この場合、画素電極３１と対向電極３２との間隔を狭くすることにより、所定の電界を発生させるための信号電圧の大きさを低減することが可能となる。
【０１１２】
《発明の実施形態３》
図１４〜図１６は、本発明に係る液晶表示素子１の実施形態３を示している。図１４は、アレイ基板１１の下層部分を示す平面図であり、図１５は、アレイ基板１１の上層部分を示す平面図である。また、図１６は、図１４及び図１５におけるXI−XI線断面図である。図１４及び図１５において、破線は１つの画素３を示している。
【０１１３】
この実施形態では、対向電極３２の少なくとも一部を信号配線２２に対して、アレイ基板１１の法線方向に重ねるようにしている。
【０１１４】
図１４及び図１６に示すように、アレイ基板１１は、上記実施形態１と同様に、ガラス基板１５上に設けられた走査配線２１、信号配線２２、ＴＦＴ２０、共通配線２３、補助容量３５を備えている。さらに、アレイ基板１１は、ガラス基板１５上に層間絶縁膜４１を介して設けられた画素電極３１及び対向電極３２を備えている。
【０１１５】
上記共通配線２３は、図１４に示すように、ガラス基板１５の上に設けられると共に、画素３の中央位置で走査配線２１に平行に延びるようにパターン形成されている。ガラス基板１５の上には、図１６に示すように、共通配線２３を覆うように絶縁膜２６が設けられている。
【０１１６】
上記ＴＦＴ２０のドレイン電極（図示省略）には、導電性の延長部４２の基端部が接続されている。一方、延長部４２の先端部は、上記共通配線２３に沿って延びる容量電極３４に接続されている。上記延長部４２、容量電極３４、及び信号配線２２等は、図１６に示すように、上記絶縁膜２６の上にパターン形成されている。すなわち、容量電極３４及び共通配線２３は、補助容量３５を構成している。
【０１１７】
上記絶縁膜２６の上には、層間絶縁膜４１が、延長部４２、容量電極３４、及び信号配線２２を覆うように設けられている。層間絶縁膜４１には、上記容量電極３４の上方位置で層間絶縁膜４１を上下に貫通するコンタクトホール４３が形成されている。コンタクトホール４３の内部には導電性材料が充填されている。
【０１１８】
図１５に示すように、層間絶縁膜４１の上には、画素電極３１及び対向電極３２がパターン形成されている。画素電極３１は、コンタクトホール４３の上方位置で信号配線２２に平行に延びるように形成されている。画素電極３１は、コンタクトホール４３内の導電材料を介して上記容量電極３４に接続されている。
【０１１９】
一方、対向電極３２は、信号配線２２の上方位置で、信号配線２２に沿って延びるように形成されている。隣り合う対向電極３２は、走査配線２１に沿って延びる接続部３２ａを介して接続されている。言い換えれば、対向電極３２は、走査配線２１及び信号配線２２に対し、アレイ基板１１の法線方向に重なるように格子状に形成されている。こうして、信号配線２２に重なる対向電極３２と、画素電極３１とは、互いに平行に配置されている。この実施形態の液晶表示素子１は、上記実施形態１と同様に駆動することができる。
【０１２０】
したがって、この実施形態３によると、対向電極３２の少なくとも一部を信号配線２２に重ねることができるため、各画素３の開口率を向上させることができる。その結果、表示光の輝度を高めて表示品位を向上させることができる。
【０１２１】
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、液晶層１３と、アレイ基板１１及び対向基板１２の双方との界面で、液晶分子１３ａがプレチルト角を有するように構成し、液晶層１３の配向状態をスプレイ配向状態としたが、本発明はこれに限らず、一方の界面においてのみ液晶分子１３ａがプレチルト角を有するようにしてもよい。
【０１２２】
例えば、図１７に示すように、アレイ基板１１の配向膜１６に対し、上記実施形態１のラビング方向とは反対の方向Ａ′にラビング処理を施すことにより、アレイ基板１１と液晶層１３との界面でプレチルト角を設ける。さらに、対向基板１２と液晶層１３との界面で垂直配向状態（液晶分子１３ａの長さ方向が対向基板１２に垂直となる配向状態）とする。このようにして、液晶層１３の配向状態をハイブリッド配向としてもよい。
【０１２３】
また、図１８に示すように、アレイ基板１１及び対向基板１２の双方の配向膜１６に対し、上記実施形態１のラビング方向とは反対の方向Ａ′にラビング処理を施すことにより、アレイ基板１１及び液晶層１３の界面と、対向基板１２及び液晶層１３の界面との双方にプレチルト角を設ける。このようにして、液晶層１３の配向状態をベンド配向としてもよい。これらハイブリッド配向やベンド配向によっても、液晶層１３にフレクソエレクトリック効果による分極を得ることができる。また、液晶分子１３ａのプレチルト角をラビング処理によって規定するようにしたが、その他に光配向処理により規定するようにしてもよい。
【０１２４】
また、上記各実施形態では、画素電極３１及び対向電極３２の双方を、アレイ基板１１に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、図１９に示すように、例えば２つの対向電極３２をアレイ基板１１に設ける一方、１つの画素電極３１を、基板法線方向から見て上記２つの対向電極３２の間に配置されるように、対向基板１２に設けるようにしてもよい。アレイ基板１１と対向基板１２との間隔は非常に小さいため、上記のように各電極３１，３２を設けるようにしても、基板１１，１２に略平行な方向に電界を発生させることが可能となる。その結果、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、一対の基板１１，１２の双方が透明な基板である透過型の液晶表示素子について説明したが、本発明はこれに限らず、一対の基板１１，１２の一方のみを透明な基板として反射型の液晶表示素子に適用することもできる。
【０１２６】
そして、上記各実施形態では、上記各基板１１，１２の法線方向から見たときの液晶層１３の遅相軸が、電界が発生していないときに、電界が発生する方向に対して垂直であるようにしたが、本発明はこれに限らず、電界が発生する方向に対して平行となるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、液晶表示素子及びその駆動方法について有用であり、特に、表示の視野角の拡大と視野角による着色現象の防止とを図ると共に、表示の応答速度及び開口率の向上を図る場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、実施形態１の液晶表示素子を拡大して示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図３は、液晶表示素子の断面を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、信号電圧が０であるときの液晶表示素子を示す平面図である。
【図５】図５は、正の信号電圧が印加されたときの液晶表示素子を示す平面図である。
【図６】図６は、負の信号電圧が印加されたときの液晶表示素子を示す平面図である。
【図７】図７は、液晶表示素子の基本駆動方法を説明するためのタイムチャート図である。
【図８】図８は、フレーム周波数の２倍の駆動方法を説明するためのタイムチャート図である。
【図９】図９は、基本駆動方法に対し黒表示を挿入する駆動方法を示すタイムチャート図である。
【図１０】図１０は、基本駆動方法に対し黒表示を挿入する駆動方法を示すタイムチャート図である。
【図１１】図１１は、フレーム周波数の２倍の駆動方法に対し、黒表示を挿入する駆動方法を示すタイムチャート図である。
【図１２】図１２は、フレーム周波数の２倍の駆動方法に対し、黒表示を挿入する駆動方法を示すタイムチャート図である。
【図１３】図１３は、実施形態２の液晶表示素子を拡大して示す平面図である。
【図１４】図１４は、実施形態３の液晶表示素子のアレイ基板における下層部分を示す平面図である。
【図１５】図１５は、実施形態３の液晶表示素子のアレイ基板における上層部分を示す平面図である。
【図１６】図１６は、図１４及び図１５におけるXI−XI線断面図である。
【図１７】図１７は、その他の実施形態であるハイブリッド配向の液晶層を示す説明図である。
【図１８】図１８は、その他の実施形態であるベンド配向の液晶層を示す説明図である。
【図１９】図１９は、画素電極が対向基板に設けられた実施形態を示す概略断面図である。
【図２０】図２０は、従来のＩＰＳモードの液晶表示素子を拡大して示す平面図である。
【図２１】図２１は、従来の液晶表示素子の電圧無印加状態を示す斜視図である。
【図２２】図２２は、従来の液晶表示素子の電圧印加状態を示す斜視図である。
【図２３】図２３は、屈折率楕円体を示す説明図である。
【図２４】図２４は、従来のＳ−ＩＰＳモードの液晶表示素子を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｓ１，Ｓ２      領域 
１      液晶表示素子 
３      画素 
１１      アレイ基板（基板）
１２      対向基板（基板）
１３      液晶層 
２０      ＴＦＴ（スイッチング素子） 
２１      走査配線 
２２      信号配線 
２３      共通配線 
３１      画素電極（第１電極）
３２      対向電極（第２電極）
【図１】
2007516464.tif 000007
【図２】
2007516464.tif 000008
【図３】
2007516464.tif 000009
【図４】
2007516464.tif 000010
【図５】
2007516464.tif 000011
【図６】
2007516464.tif 000012
【図７】
2007516464.tif 000013
【図８】
2007516464.tif 000014
【図９】
2007516464.tif 000015
【図１０】
2007516464.tif 000016
【図１１】
2007516464.tif 000017
【図１２】
2007516464.tif 000018
【図１３】
2007516464.tif 000019
【図１４】
2007516464.tif 000020
【図１５】
2007516464.tif 000021
【図１６】
2007516464.tif 000022
【図１７】
2007516464.tif 000023
【図１８】
2007516464.tif 000024
【図１９】
2007516464.tif 000025
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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