(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶を挟持し、前記一対の基板のうち一方の基板には、電極間に第１の所定方向の電界を発生させる第１の電極対と、前記第１の所定方向と交差させた第２の所定方向の電界を電極間に発生させる第２の電極対とが形成され、前記一方の基板のいずれかの基板の前記液晶側には、前記液晶の分子を少なくとも２つの方向に配向させる配向膜が備えられ、前記２つの方向のうちいずれか一方の方向が、前記第１の所定方向もしくは前記第２の所定方向にほぼ等しいことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記一対の基板のうち他方の基板には、電極は形成されておらず、前記第１及び第２の所定方向とは異なる第３の所定方向に配向処理が施された配向膜を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１の電極対の電極間隔は前記第２の電極対の電極間隔より大きく、前記第１の電極対の電極間に印加される電圧は、前記第２の電極対の電極間に印加される電圧より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記第２の電極対は櫛歯状の電極であって、該電極対の一方の電極の電極間に他方の電極が所定の間隔を保ちつつ挿入されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記第２の電極対の一方の電極と他方の電極は、前記第２の所定方向に間隔の狭い部分と広い部分とが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記第１の電極対の一方の電極と、前記第２の電極対の一方の電極は共通電極とされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記第１の電極対の他方の電極は第１のスイッチング素子に電気的に接続され、前記第２の電極対の他方の電極は第２のスイッチング素子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記配向膜は、光配向膜であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の液晶装置をディスプレイとして備えてなることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置等の液晶装置および当該液晶装置の駆動方法並びに当該液晶装置を適用した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置は、基板の少なくとも一方にラビング処理を施した配向膜を有し、電界を加えない状態では上記配向膜のラビング方向にそって液晶の分子が配列している。また、電界を加えた状態では電界方向に上記液晶の分子が配列する。
【０００３】
例えば、ここに示すＩＰＳ（In Plane Switching）モードとＴＮ（Twisted Nematic,ねじれネマティック）モードがその例である。
【０００４】
まず、図１０はＩＰＳモードの表示原理を示す概略図であり、電極４２ａ，４２ｂ間に電界がない状態（左側）と、電極４２ａ，４２ｂ間に電界がある状態（右側）とを示す。この状態からわかるように電界がない状態では、液晶分子は基板面と平行に同じ方向に配向している。これは配向膜に施したラビングによるものである。また、電界がある状態では、図示されているように電界方向に液晶分子が配列する。このようにして、図１０の場合、電極４２ａ，４２ｂ間に電圧を印加したとき、上方から入射した光は液晶を透過して下方へ出射する（ノーマリー・ブラックモード）。
【０００５】
また、図１１はＴＮモードの表示原理を示す概略図であり、電極５２ａ，５２ｂ間に電界がない状態（左側）と、電極５２ａ，５２ｂ間に電界がある状態（右側）とを示す。電界がない状態では、液晶分子はツイスト配向してなり、電界がある状態では、液晶分子は電界方向に配列する。このようにして、図１１の場合、電極５２ａ，５２ｂ間に電圧を印加したときには、上方から入射した光は液晶層を透過し、偏光板５１ｂで遮断される（ノーマリー・ホワイトモード）。
【０００６】
上述したように、従来の液晶装置の構成は、液晶を挟持する一対の基板の少なくとも一方にラビング処理を施した配向膜を形成し、配向膜による規制力によって初期の配列状態（第１の状態）を保持し、印加される横電界（基板面に対して平行な電界）または縦電界（基板面に対して垂直な電界）により液晶を第２の状態に遷移させるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した液晶表示方法では、加えていた電界がなくなると液晶分子は必然的に配向安定な第１の状態に戻ってしまう。これらの現象はコントラストの低下や明るさ不足、視角特性の劣化等の表示品質を下げる原因となる。この問題の改善のためには、各画素の電界を、書き込み時以外でも保持するようにしなくてはいけない。具体的な方策として、通常はＴＦＴ等のスイッチングデバイスを各画素毎に設けるが、これは製造プロセスの複雑化を招き、コストの増加にもなる。しかもこのような方策によっても、実際は各画素の電界を数百ミリ秒程度保持するのが限界である。そのため従来の液晶装置では数十Ｈｚという一定の周期で定常的に書き込みを行うことが必要である。このような連続的かつ頻繁な書き込み動作は、液晶装置に映し出される内容が変化するしないに関わらず必要であり、常に一定の消費電力を必要とする。
【０００８】
一方でＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal，強誘電性液晶）を使った液晶装置では、液晶層自身が持つメモリ性により一度書き込んだ後は、定期的な書き込み動作は不必要になる。このため、ＦＬＣはＴＦＴなどのスイッチング素子なしで表示品質を高めたり、消費電力を減らす点で有利であるが、液晶ディスプレイの画面全体でセルギャップを均一に薄く制御しなくてはいけない、中間調表示が難しいなどの問題点を有している。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するものであり、液晶の種類に関係なくメモリ性を備える液晶装置を提供するとともに、さらに、中間調表示も可能とする液晶表示装置および当該液晶表示装置ディスプレイとして備えた電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持し、前記一対の基板のうち一方の基板には、電極間に第１の所定方向の電界を発生させる第１の電極対と、前記第１の所定方向と交差させた第２の所定方向の電界を電極間に発生させる第２の電極対とが形成され、前記一方の基板のいずれかの基板の前記液晶側には、前記液晶の分子を少なくとも２つの方向に配向させる配向膜が備えられ、、前記２つの方向のうちいずれか一方の方向が、前記第１の所定方向もしくは前記第２の所定方向にほぼ等しいことを特徴とする。
【００１２】
これにより、液晶層にメモリ性を付与することが可能になり、ＴＦＴ等のスイッチング素子がなくても高いコントラスト等のすぐれた表示品質を持つ液晶装置を得ることができる。これらの特徴は、特に走査線の数が増えたような場合に有効になる。例えば走査線の数が１０００本を越えるような超高精細表示体においてもフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ，ちらつき）が目立たない、すぐれた液晶装置を得ることができる。
【００１３】
また、電界が必要となるのは液晶の状態を遷移するとき、すなわち表示内容を変更するときのみとなり低消費電力化にも貢献できる。これは、特に表示内容の書き換え頻度が少ない情報機器向け表示体として使った場合に有効である。
【００１４】
またここで、これら２つの電界の方向と、２つの配向安定方向のうち、電界と配向の少なくとも１つの組み合わせが、同じ方向であることが望ましい。
【００１５】
そうすることにより、液晶が電界によって向きを揃えたまさしくその向きで配向安定となるので、電界がなくなった後に液晶が向きを変えることがなく、表示特性を向上させることが出来る。
【００１６】
ここで、上記第１及び第２の電極対に印加される信号により上記第１の所定方向の電界と上記第２の所定方向の電界とが制御されるように形成されるとよい。これにより、液晶分子は異なる２つの方向の間で向きを変えることが可能となる。
【００１７】
さらに、上記第１及び第２の電極対は、上記第１の所定方向の電界と上記第２の所定方向の電界とが、上記基板面と平行な方向に制御されるように形成される。これにより、上記に説明したようないくつものすぐれた特徴の他に、ＩＰＳモードと同等の広視角特性も得ることが出来る。
【００１８】
また、本発明の液晶装置は、前記第１の電極対の電極間隔は前記第２の電極対の電極間隔より大きく、前記第１の電極対の電極間に印加される電圧は、前記第２の電極対の電極間に印加される電圧より小さいことを特徴とする。
また、前記第２の電極対は櫛歯状の電極であって、該電極対の一方の電極の電極間に他方の電極が所定の間隔を保ちつつ挿入されてなることを特徴とする。
また、前記第２の電極対の一方の電極と他方の電極は、前記第２の所定方向に間隔の狭い部分と広い部分とが設けられていることを特徴とする。
これにより、電圧の強さを調節することにより中間調の表示が可能となる。
また、前記第１の電極対の一方の電極と、前記第２の電極対の一方の電極は共通電極とされていることを特徴とする。
また、前記第１の電極対の他方の電極は第１のスイッチング素子に電気的に接続され、前記第２の電極対の他方の電極は第２のスイッチング素子に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１９】
また、上記液晶の配向手段は光配向膜で形成されるとよい。光配向膜に、それぞれ１つの配向方向を決める２種類の光を照射することにより、液晶分子が複数の方向で配向安定状態となることができる。
【００２０】
また、電界の制御手段は画素単位で配設されるとよい。これにより、各画素ごとに液晶分子を制御することができる。
【００２１】
さらに、各画素内に設けられた第1の電界または第2の電界を発生させる複数の電極にそれぞれスイッチング素子を設けることも可能である。これにより、例えばＵＸＧＡ等の超高精細の表示体において各画素に割り当てられる書き込み時間が液晶の応答速度に対して十分でなくなっても、一定の時間電界を保持することにより、十分な書き込みを行うことが可能になる。
【００２２】
また、上記スイッチング素子にＴＦＴを用いることができる。
【００２３】
さらに、上記液晶として正または負の誘電率異方性を持つネマティック液晶を使用することにより、その屈折率異方性に起因する光学的な効果により光の透過状態を制御することができる。ネマティック液晶は、従来から一般的に使われている液晶材料であり、扱いが容易である。
【００２４】
また、この液晶装置を２枚の偏光フィルムで挟み込むとともに、一方の基板と偏光フィルムの間には位相差フィルムを設けることにより、より表示品質の高い液晶装置を得ることができる。
【００２５】
もしくは、一方の基板に反射板を設け、また他方の基板の外側に位相差フィルムと偏光フィルムを設けることにより反射型として機能するようにした液晶装置とすることもできる。
【００２６】
さらには、どちらか一方の基板側にカラーフィルターを設けることにより、カラー表示可能な液晶装置とすることもできる。
【００２７】
また、上記液晶装置をディスプレイとして備える電子機器にあっては、バッテリにより長時間の駆動が可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１に本発明の液晶装置の構成例を示す。図１（ａ）は液晶装置の平面図、（ｂ）はＨ−Ｈ’断面における断面図である。本液晶装置は、アクティブマトリクス基板９１と対向基板９６とをシール材９４で貼り合せ、これらの２枚の基板間に液晶９３が挟持されて構成される。アクティブマトリクス基板９１上には、複数の画素電極９２が形成され、さらにこの電極９２上に配向膜９８が形成されている。対向基板９６上には、カラーフィルタ９５が形成され、さらにこのカラーフィルタ上に配向膜９７が形成されている。電極９２と配向膜９７、98により、液晶９３の配向状態を制御できるようになっている。
【００３０】
このような基本構成に基づき図２に単位画素の概略図を示す。図２（ａ）は基板表面に形成される配向膜に施した配向処理の方向（以下、配向方向という）を示す斜視図、図２（ｂ）、（ｃ）は液晶分子の配列状態が安定となる二つの状態を示す斜視図である。下基板１００ｂには二つの電極対１１０，１２０が形成されており、電極対１１０は電極１１０ａ，１１０ｂが対向してなり、電極対１２０は電極１２０ａ，１２０ｂが対向してなり、電極対１１０によって印加される電界方向と電極対１２０によって印加される電界方向とが互いに直交するように各電極が形成される。また、下基板１００ｂの液晶側の表面には二つの方向Ａ２，Ａ３に配向処理が施された配向膜が形成され、上基板１００ａには配向方向Ａ２，Ａ３と異なる方向Ａ１に配向処理が施された配向膜が形成されている。
【００３１】
次に、液晶の配列状態について説明する。
【００３２】
まず、対向する一対の電極１１０ａ，１１０ｂにおいて、一方の電極１１０ａを陽極、他方の電極１１０ｂを陰極にすると、図２（ｂ）に示すように、１１０ａから１１０ｂの方向に電界Ｅ１（第１の電界）が生じ、液晶分子の誘電率異方性が正の場合、液晶分子１３０は上基板１００ａ付近では配向方向Ａ１に沿って配列し、下基板１００ｂに近づくにつれ電界Ｅ１に沿って配列する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、液晶１３０は上基板から下基板に向かって右にねじれて配向し安定な状態となる。下基板１００ｂに形成される配向膜には電界Ｅ１と同じ方向に配向処理（A２）が施されているので、電界Ｅ１を取り去っても液晶分子１３０の配列状態は安定であり、その状態は維持される。
【００３３】
次に、他方の対向する一対の電極１２０ａ，１２０ｂにおいて、一方の電極１２０ａを陽極、他方の電極１２０ｂを陰極にすると、図２（ｃ）に示すように、１２０ａから１２０ｂの方向に電界Ｅ２（第２の電界）が生じ、液晶分子１３０は上基板１００ａ付近では配向方向Ａ１に配列し、下基板１００ｂに近づくにつれ電界Ｅ２に沿って配列する。すなわち、図２（ｃ）に示すように、液晶１３０は上基板から下基板に向かって左にねじれて配向し安定な状態となる。下基板１００ｂに形成される配向膜には電界Ｅと同じ方向Ｅ２にも配向処理が施されているので、電界Ｅ２を取り去っても液晶分子１３０の配列状態は安定であり、その状態は維持される。
【００３４】
このように一度書き込んだ内容が電界を除去した後も保持される点が本発明の特徴である。
【００３５】
このような構成によれば、表示内容を変化させるときだけ、つまり、液晶の状態を変化させるときだけ電圧を印加して電界を発生すればよく、特に液晶分子の配列状態を電圧によって保持する必要がないために大幅に消費電力を低減することができるという効果を有する。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図２において、上基板１００ａ表面に、方向Ａ２および方向Ａ３の２方向に配向処理を施された配向膜が形成されてもよい。この場合、電界Ｅ１を発生させることにより、液晶分子は電界Ｅ１と平行な状態に制御され、電界Ｅ２を発生させることにより、液晶分子は電界Ｅ２と平行な状態に制御される。つまりこの場合は液晶分子１３０はねじられることなく、平行な位置を保ったまま、その向きを変える。さらに、上基板にも下基板と同様の電極が形成されてもよい。すなわち、液晶分子を基板面に平行な二つの状態に制御できるように電極および配向膜を形成すればよく、これらの方向は制限されない。
【００３７】
また、本実施例においては、電界の極性をある特定の向きに規定したが、もちろんその逆でも良く、また書き込みを行う度にその極性を反転させることも可能である。
【００３８】
また、本実施例においては、電界と配向安定方向の組み合わせにおいてＥ１とＡ２、Ｅ２とＡ３を同じ向きとしたが、これらは必ずしも同じである必要はない。例えばある電界方向に対応する配向安定な方向は、その電界が取り去られた後で液晶分子が配向する向きでさえあれば良い。
【００３９】
次に、図３に示す電極構造を形成した場合の液晶の配列状態について説明する。すなわち、液晶分子を基板面に平行な面で、異なる二つの状態に制御するときの実施例を示す。図３（ａ）は単位画素の平面図、図３（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面における断面図、図３（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’断面における断面図である。ここで、図中の符号１ａ，１ｂはＹ方向に電界を印加するための電極であり、２ａ，２ｂはＸ方向に電界を印加するための電極であり、Ａ４，Ａ５は配向方向、Ｅ３は電界を示す。
【００４０】
なお、ここでは特に、二つの電界および二つの配向方向が互いに直交する場合について説明する。
【００４１】
一対の基板間には正の誘電率異方性を有するネマチック液晶が挟持されている。下基板４ｂにはＸ方向の電界用電極、Ｙ方向の電界用電極が形成されている。上基板４ａに形成された配向膜５ａ、下基板４ｂに形成された配向膜５ｂにはＸ方向とＹ方向の二方向に配向処理が施されている
下基板４ｂの表面には、櫛歯状の構造をしたＸ方向の電界用電極２ａ，２ｂが互いの櫛歯が等間隔でかみ合わさるように配設されているとともに、該Ｘ方向の電界用電極２と直交するようにＹ方向の電界用電極１ａ，１ｂが配設されている。Ｙ方向の電界用電極１ａ，１ｂに電圧を印加することにより発生する電界は配向方向Ａ５と平行なＹ方向の電界となり、Ｘ方向の電界用電極２ａ，２ｂに電圧を印加することにより発生する電界は配向方向Ａ４と平行なＸ方向の電界となる。
【００４２】
基板４ａ，４ｂの液晶側に形成される配向膜５ａ，５ｂには偏光したＵＶ光（紫外線）を使用して配向処理が施されている。まず、ポリ珪皮酸ビニルやポリシキロサンシンナメート等からなる配向剤を基板上に所定の量スピンコートにより塗布し、所定の強度を持つ二つの偏光したＵＶ光を所望の角度（ここでは９０度）をなすように重ねて照射する。その後、所定の温度、望ましくは１２０〜２８０℃で焼成することにより、安定した配向膜が生成される。これにより、基板上にはエネルギー的に同程度安定な二つの配向方向を持つ配向膜が形成される。
【００４３】
以上が本実施形態に係る液晶装置の概略構成であり、以下にその動作について説明する。
【００４４】
まず、初期状態として液晶３は配向方向Ａ４にそって並んでいるものとする。Ｙ方向の電界用電極１ａ，１ｂにおいて一方の電極１ａを陽極、他方の電極１ｂを陰極にすると、１ａ→１ｂにＹ方向の電界（第２の電界に相当）が生じ、液晶分子３はＹ方向の電界に沿って向きをそろえる。配向膜（５ａ，５ｂ）には方向Ａ５に液晶分子の配向が安定となるように処理が施されているので、Ｙ方向の電界を取り去っても液晶分子３の状態は維持される。
【００４５】
次に、Ｘ方向の電界用電極２ａ，２ｂにおいて一方の電極２ａを陽極、他方の電極２ｂを陰極にすると、櫛歯上の枝電極間には２ａ→２ｂに同じ大きさの電界が方向を逆にして交互に現れ、液晶分子３はＸ方向に向きを変える。配向膜（５ａ，５ｂ）には方向Ａ４にも液晶分子の配向が安定となるように処理が施されているので、その後Ｘ方向の電界を取り去っても液晶分子３の状態は維持される。
【００４６】
ここで、図３に示す単位画素のサイズが２００μｍ角ならば、液晶３の向きをすべてＹ方向の電界と平行にそろえるには、電極１ａ，１ｂ間に５０Ｖ以上の電圧を印加する必要がある。一方、液晶３の向きをすべてＸ方向の電界と平行にそろえるには、櫛歯間隔は狭いので電極２ａ，２ｂ間に数Ｖ程度の電位差を与えるだけでよい。
【００４７】
本実施形態によると、液晶分子が高いメモリ性を持つため、液晶の状態を遷移させるとき、つまり表示状態を変化させるときにだけ電圧を印加すればよく、消費電力を低減することができるとともに、書き込み時の負荷軽減に貢献することが可能となる。
【００４８】
ここで図３（ｂ）、図３（ｃ）において電極２ａ、２ｂ、１ａ、１ｂが立体的に形成された様子を示したが、これらは同一平面内に形成することも可能である。
【００４９】
また、上記櫛歯構造をした電極２ａ，２ｂにおいて、櫛歯の間隔をかえて中間調の表示が行えるようにすることもできる。櫛歯の間隔を変えたときの電極構造を図４に示す。このとき、電極２０ａ，２０ｂ間に電圧を印加すると、それぞれの櫛歯間には異なる強さの電界が生じる。電界の強さは櫛歯間隔の狭い方が当然強くなるため、電界の強さはＥ４＞Ｅ５となる。初期的にＹ方向に液晶分子の向きを揃えておいた後に、電極２０ａ，２０ｂ間に印加される電圧と、そのときの電圧に対するＸ方向を向く液晶分子の割合は図５のようになり、液晶分子は図５の斜線部（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で向きを変える。例えば、図５の斜線部（Ａ）の領域では、電界Ｅ４付近の液晶分子はＸ方向に向き始めるが、電界Ｅ５付近の液晶分子は前に書きこまれた状態のままであることになる。すなわち、画素中にはＸ方向（第１の方向）を向いている液晶分子３と、Ｙ方向（第２の方向）を向いている液晶分子が混在することになる。つまり、印加する電圧の大きさを制御することにより、単位画素において、Ｘ方向を向く液晶分子とＹ方向を向く液晶分子の比率を調整し、光の透過率を調整し中間調を表示することが可能となる。
【００５０】
このとき、液晶の状態を一度Ｙ方向（第２の方向）に揃えてから、Ｘ方向（第１の方向）に所定の電圧を印加して液晶を制御するとよい。図６に電界を制御する一連のパルス信号の生成タイミングを示し、上記のように中間調を表示する際の駆動方法について説明する。またこのとき階調表示のための信号は電圧変調方式となる。図６において信号３１は電極１０ａ、１０ｂ間に印加する信号を示し、信号３２は電極２０ａ、２０ｂ間に印加される信号を示す。
【００５１】
初期状態として、液晶分子は、直前の書き込みにおいて行われた書き込みの結果が保存されている状態にある。まず、書き込みを行う前にＹ方向の電界を制御するパルス信号３１ａ（以下、リセットパルスと称する）が送信される。ここで、リセットパルス３１はＹ方向電界を発生させ、液晶分子の向きを一時的にＹ方向に揃える。このリセットパルス３１の大きさは、液晶の応答速度を速めるために、大きければ大きいほどよいが、駆動回路の負荷等を考慮して設定するのがよい。リセットパルス３１ａが印加された後では、液晶分子はすべてＹ方向に並び、完全に初期化された状態になる。
【００５２】
その後、Ｘ方向の電界を制御するパルス信号３２ａ（以下、書き込みパルスと称する）が送信され、Ｘ方向電界が発生し、液晶分子はＸ方向に沿って移行する。ここで、書き込みパルス３２ａの大きさＶdataが図５の（Ｂ）領域であれば、櫛歯間隔の広い部分では液晶分子はＹ方向を維持したまま、櫛歯間隔の狭い部分の液晶分子だけＸ方向に移行する。すなわちＶdataの大きさを調整することで、所望の中間調が表示可能となる。このＶdataを画素ごとに制御することにより、中間調表示可能な液晶装置を得ることができる。
【００５３】
リセットパルス３１は、書き込みパルス３２の大きさによって一義的に階調が決まるようにする目的で加えられている。もし、リセットパルスなしで書き込みパルス３２を加えると、たとえ同じ大きさの書き込みパルスを加えた場合でも、その前の液晶分子の状態がメモリされた状態になっているので所望の表示が得られない。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、液晶分子を基板面に平行な二つの状態に制御できるように電極および配向膜を形成すればよく、これらの方向は制限されない。また、本実施例においては、電界の極性をある特定の向きに規定したが、もちろんその逆でも良く、また書き込みを行う度にその極性を反転させることも可能である。
【００５５】
次に、図７（ａ）に本発明に係る液晶装置を透過型の液晶装置として用いた場合の例である。７０は上記で説明した１対の基板６４ａ，６４ｂと、それに挟持された液晶６１よりなる液晶装置、６２ａ、６２ｂは偏光フィルム、６３は位相差フィルムである。なお、電極は省略してあるが、基板６４ａ，６４ｂの液晶側の面に、ＩＴＯなどの透明電極が設けられており、この電極の表面に配向膜６７ａ，６７ｂが形成されている。表示は図２で説明した２つの電界によりもたらされる液晶配列の２つの状態を利用して行われる。ここで、この液晶装置７０を図７（ａ）に示すように特定の状態に設定された２枚の偏光フィルム６２ａ、６２ｂで挟み込み、また場合によっては光学補償用の位相差フィルム６３を偏光フィルム６２ａと上基板６４ａとの間に形成し、後方からバックライト装置により光Ｌを照射することにより、光の透過率を液晶分子の配列の状態で制御できるようになる。
【００５６】
またバックライト装置を用いなくとも、図７（ｂ）に示すように下基板６４ｂの液晶側に反射板６５を設置することにより、反射型の液晶装置とすることも可能である。図７（ｂ）に示す反射型液晶装置は、下基板６４ｂの液晶側に反射板６５が形成され、上基板６４ａの上表面に光学的位相差フィルム６３、偏光フィルム６２が形成された液晶装置である。なお、電極は省略しているが、上基板６４ａの液晶側の面には、ＩＴＯなどの透明電極が設けられており、下基板６４ｂには、Ａｌ等の金属材料からなる反射板６５が設けられており、反射板であると同時に、電極としての役割も果たしている。また、これらの図示しない電極の表面に配向膜６７ａ，６７ｂが形成されている。反射型の液晶装置の場合も、上方から入射した光を上記と同様の方法（図３）によって制御することにより表示を行う。
【００５７】
さらに図７（ｃ）のように、上基板６４ａ上に各画素毎に、赤、緑、青などの配列からなるカラーフィルター６６を設けることによりカラー表示を行うことも可能である。
【００５８】
次に図８を用いて、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を基板上に設けた場合の実施例について説明する。本実施例では、第１の実施形態と同じく基板面と平行に異なる２つの電界を発生できるようにした場合のものである。図８（ａ）、図８（ｂ）は、図２（ａ）、図２（ｂ）と同様、２つの電界の向きについて説明するもので、図８（ｃ）はその場合のＴＦＴ素子の接続の方法について示すものである。
【００５９】
この場合、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、電極７１ａ、７１ｃと共通電極である７１ｅが組になり第１電界を発生させ、電極７１ｂ、７１ｄと７１ｅが組になって第２の電界を発生するようになっている。
【００６０】
共通電極７１ｅは常に共通電位に固定されている。またそれぞれの電極と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）との電気的接続は図８（ｃ）のようになっている。ＴＦＴを介して電極７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに接続してなるゲートライン７３が選択されたとき、ＴＦＴ素子７２ａに接続されているソース線７４ａに印加される信号により図８（ａ）に示す電界Ｅ８が発生し、一方、ＴＦＴ素子７２ｂに接続されているソース線７４ｂに印加される信号により図８（ｂ）に示す電界Ｅ９が発生する。この場合電界はそれぞれの電極と共通電極７１ｅの間に発生する。
【００６１】
このようにＴＦＴ素子を用いた場合は、書き込みを行う際に、画素に接続されている２つのＴＦＴ素子のうち、どちらの素子にデータを送るかによって液晶の状態を変化させることができる。
【００６２】
このようにＴＦＴ素子などのスイッチング素子を用いることは、表示体の解像度が上がることなどによって、各画素の書き込みに割り当てられる書き込み時間が短くなったときに有効である。つまりＴＦＴ素子により液晶が応答するのに必要な時間は電界を維持しつづけることが出来るので、各画素が選択される時間が短くなっても、十分な書き込みを行うことが出来る。液晶が応答した後で電界を取り去っても、これまでに説明した効果により液晶は配向安定となり、液晶の配列状態は維持される。
【００６３】
上述した透過型および反射型液晶装置をディスプレイとして備える電子機器に、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ページャ、携帯電話、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、腕時計、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
【００６４】
図９は本発明に係る液晶装置を電子機器に応用した場合の一例であり、液晶装置をディスプレイとして組み込んだノート型パソコン等の携帯型情報処理装置である。１０００は情報処理装置を示し、１０２０はキーボード等の入力部、１０１０は本発明の液晶装置を用いた表示部を示す。本発明によれば表示内容が変化するとき以外は液晶に電界をかける必要がないので、とくにこれらの機器においては消費電力の低減に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる液晶装置の(a)平面図と（ｂ）断面図である。
【図２】本発明にかかる液晶装置の単位画素の概略図である。
【図３】本発明にかかる液晶装置の電極構造の一例を示す単位画素の概略図である。
【図４】本発明にかかる液晶表示装置を使用して中間表示するときの電極構造の一例を示す単位画素の概略図である。
【図５】電圧に対するＸ方向を向く液晶分子の割合の変化を示す図である。
【図６】中間調を表示する際の一連のパルス信号の発生タイミングチャートである。
【図７】本発明に係る液晶装置を透過型液晶表示装置および反射型液晶表示装置に適用したときの構造を示す断面図である。
【図８】スイッチング素子としてＴＦＴ素子を基板上に設けた場合の単位画素の概略図である。
【図９】本発明に係る液晶表示装置をディスプレイとして備えたノート型パソコン等の携帯型情報処理装置である。
【図１０】ＩＰＳモードの表示原理を示す概略図である。
【図１１】ＴＮモードの表示原理を示す概略図である。
【符号の説明】
９１  アクティブマトリクス基板
９２  電極
９３  液晶
９４  シール材
９５  カラーフィルタ
９６  対向基板
９７，９８  配向膜
１００ａ，１００ｂ  基板
１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ  電極
１３０  液晶
Ａ１〜Ａ７  配向方向
Ｅ１〜Ｅ９  電界
１ａ，１ｂ  Ｙ方向の電界用電極
２ａ，２ｂ  Ｘ方向の電界用電極
３  液晶分子
４ａ，４ｂ  基板
５ａ，５ｂ  配向膜
１０ａ，１０ｂ  Ｙ方向の電界用電極
２０ａ，２０ｂ  Ｘ方向の電界用電極
３１  リセットパルス
３２  書き込みパルス
６０ａ，６０ｂ  液晶表示装置
６１  液晶
６２，６２ａ、６２ｂ  偏光フィルム
６３  位相差フィルム
６４ａ，６４ｂ  ガラス基板
６５  反射板
６６  カラーフィルタ
６７ａ，６７ｂ  配向膜
７０  液晶装置
７１ａ〜７１ｄ  電極
７１ｅ  共通電極
７２ａ，７２ｂ  ＴＦＴ素子
７３  ゲートライン
７４ａ，７４ｂ  ソースライン
１０００  携帯型情報処理装置
１０１０  液晶表示パネル等のディスプレイ
１０２０  キーボード等の入力部
【図１】
0003775089.tif 000002
【図２】
0003775089.tif 000003
【図３】
0003775089.tif 000004
【図４】
0003775089.tif 000005
【図５】
0003775089.tif 000006
【図６】
0003775089.tif 000007
【図７】
0003775089.tif 000008
【図８】
0003775089.tif 000009
【図９】
0003775089.tif 000010
【図１０】
0003775089.tif 000011
【図１１】
0003775089.tif 000012