JP2985125B2 - Display element and display element device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、強誘電相を有す
る液晶を用いた表示素子及び表示素子装置に関する。The present invention relates to a display device and a display device using a liquid crystal having a ferroelectric phase.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より広く使用されているネマチック
液晶を用いた液晶表示素子に代えて、高速応答特性及び
広い視野角特性が期待される強誘電性液晶、反強誘電性
液晶等を用いた液晶表示素子が開発されている。これら
の液晶表示素子は、対向する内面に電極を形成した対向
する一対の基板間に、強誘電性液晶或いは反強誘電性液
晶を介在させたものである。2. Description of the Related Art Instead of a liquid crystal display device using a nematic liquid crystal, which has been widely used, a ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal, which are expected to have a high-speed response characteristic and a wide viewing angle characteristic, are used. Liquid crystal display devices have been developed. In these liquid crystal display elements, a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal is interposed between a pair of opposing substrates having electrodes formed on opposing inner surfaces.

【０００３】強誘電性液晶を用いたものでは、対向する
電極間に一方の極性の所定の電圧を印加することにより
液晶分子を一方の強誘電性相に配向させた第１の配向安
定状態と、電極間に他方の極性の所定の電圧を印加する
ことにより液晶分子を他方の強誘電性相に配向させた第
２の配向安定状態との双安定性を利用して駆動すること
により所望の画像を表示させるものである。In the case of using a ferroelectric liquid crystal, a first alignment stable state in which liquid crystal molecules are aligned in one ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of one polarity between opposing electrodes is obtained. By applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes to drive the liquid crystal molecules utilizing the bistability with the second alignment stable state in which the liquid crystal molecules are aligned in the other ferroelectric phase, the desired state is obtained. An image is displayed.

【０００４】また、反強誘電性液晶を用いたものでは、
対向する電極間に一方の極性の所定の電圧を印加するこ
とにより液晶分子を一方の強誘電性相に配向させた第１
の配向安定状態と、電極間に他方の極性の所定の電圧を
印加することにより液晶分子を他方の強誘電性相に配向
させた第２の配向安定状態と、さらに電界を印加しない
ときの反強誘電性相に配向した第３の配向安定状態との
３安定性を利用して駆動することにより所望の画像を表
示させるものである。[0004] In the case of using an antiferroelectric liquid crystal,
A first type in which liquid crystal molecules are oriented to one ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of one polarity between opposing electrodes.
And a second alignment stable state in which liquid crystal molecules are aligned in the other ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes, and a reverse alignment state when no electric field is applied. A desired image is displayed by driving using the three stability of the third orientation stable state oriented to the ferroelectric phase.

【０００５】これらの液晶表示素子では、液晶分子を、
強誘電性相或いは反強誘電性相の安定した状態に配向さ
せて、そのメモリ効果を利用して２値表示を行うもので
あり、再現性の良い階調表示を行うことは困難である。In these liquid crystal display devices, liquid crystal molecules are
Since the ferroelectric phase or the antiferroelectric phase is oriented in a stable state and a binary display is performed by utilizing the memory effect, it is difficult to perform a gradation display with good reproducibility.

【０００６】階調表示が可能な強誘電性液晶表示素子と
して、ＤＨＦ液晶（Deformed Helical Ferroelectric L
iquid Crystal)を使用した液晶表示素子が提案されてい
る。ＤＨＦ液晶表示素子は、ショートピッチの強誘電性
液晶を螺旋が存在する状態で基板間に介在させ、対向す
る電界に応じて螺旋を歪ませることにより、一方の強誘
電性相から他方の強誘電性相まで液晶のダイレクタを連
続的に変化させるものである。A DHF liquid crystal (Deformed Helical Ferroelectric L
Liquid crystal display devices using iquid crystal) have been proposed. In a DHF liquid crystal display device, a ferroelectric liquid crystal having a short pitch is interposed between substrates in the presence of a helix, and the helix is distorted in accordance with an opposing electric field. The director of the liquid crystal is continuously changed up to the characteristic phase.

【０００７】また、近時、一部の反強誘電性液晶が示す
中間配向状態を用いて階調表示を行う反強誘電性液晶表
示素子等も提案されている。Further, recently, an antiferroelectric liquid crystal display device which performs gradation display using an intermediate alignment state of some antiferroelectric liquid crystals has been proposed.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した強誘電性液晶
及び反強誘電性液晶は、液晶分子が分子長軸とほぼ直交
する方向に永久双極子を持ち、この永久双極子と電界と
の直接的な相互作用により液晶分子が挙動する。このた
め、応答速度が速く、又液晶のダイレクタの変化が基板
と平行な面内で動くので、視野角が広くなる。In the above-mentioned ferroelectric liquid crystal and antiferroelectric liquid crystal, liquid crystal molecules have a permanent dipole in a direction substantially orthogonal to the molecular long axis. Liquid crystal molecules behave due to a natural interaction. Therefore, the response speed is high, and the change in the director of the liquid crystal moves in a plane parallel to the substrate, so that the viewing angle is widened.

【０００９】しかしながら、これらの液晶は、液晶分子
の永久双極子による自発分極を持っているため、基板側
にその自発分極と逆極性の電荷が蓄積されて基板との相
互作用が大きくなって、液晶分子が電界に応じて十分自
由に挙動できなくなり、画像が残像として残ってしまう
という、表示の焼き付き現象が生じる。However, since these liquid crystals have spontaneous polarization due to permanent dipoles of the liquid crystal molecules, charges having the opposite polarity to the spontaneous polarization are accumulated on the substrate side, and the interaction with the substrate becomes large. The display burn-in phenomenon occurs in that the liquid crystal molecules cannot behave sufficiently freely in response to the electric field and an image remains as an afterimage.

【００１０】従来の強誘電性液晶素子及び反強誘電性液
晶素子では、表示の焼き付き現象を低減する方法とし
て、液晶に印加する電圧の極性をフレーム毎に或いはラ
イン毎に反転させる駆動方法が提案されている。また、
駆動パルス毎に逆極性の補償パルスを印加する駆動方法
も提案されている。In the conventional ferroelectric liquid crystal element and antiferroelectric liquid crystal element, as a method of reducing the image sticking phenomenon, a driving method of inverting the polarity of the voltage applied to the liquid crystal for each frame or line is proposed. Have been. Also,
A driving method for applying a compensation pulse of the opposite polarity for each driving pulse has also been proposed.

【００１１】しかし、これらの方法では、電荷の片寄り
を十分無くすことができず、焼き付きを無くすことがで
きない。また、正極性と逆極性のパルスに対する液晶の
応答が異なるためにフリッカが発生するという問題があ
る。However, in these methods, the bias of the electric charge cannot be sufficiently eliminated, and the burn-in cannot be eliminated. In addition, there is a problem that flicker occurs due to a difference in response of the liquid crystal to a pulse having a positive polarity and a pulse having a reverse polarity.

【００１２】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、高速応答性及び広視野角特性を有し、さらに、焼き
付き現象を低減でき、フリッカを低減することができる
表示素子及び表示素子装置を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a display element and a display element device having a high-speed response and a wide viewing angle characteristic, capable of reducing a burn-in phenomenon and reducing flicker. The purpose is to provide.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる表示素子は、対向面
に電極がそれぞれ形成された一対の基板と、前記一対の
基板の間に配置され、前記電極間に印加された一方極性
の第１の電圧に応じて液晶分子が第１の方向にほぼ配列
した第１の強誘電相を示す第１の配向状態と、前記電極
間に印加された他方極性の第２の電圧に応じて液晶分子
が第２の方向にほぼ配列した第２の強誘電相を示す第２
の配向状態と、前記電極間に電圧を印加していないとき
にスメクティック相の層の法線方向とほぼ一致する第３
の方向に液晶分子がそのダイレクタを向けて配向する第
３の配向状態とを有し、前記第１の電圧と第２の電圧と
の中間の任意の第３の電圧の印加に応じて液晶分子がそ
のダイレクタを前記第１の方向と前記第２の方向との間
の方向に向けて配向する強誘電相を示す液晶と、前記一
対の基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学軸が前
記第１と第２の方向のいずれか一方と前記第３の方向と
により挟まれる角度範囲で、且つ前記第１と第２の方向
のいずれか一方に対して、前記第１の方向と前記第２の
方向とがなす角度の２分の１未満の角度で交差する方向
に設置され、他方の光学軸が前記一方の光学軸と実質的
に垂直または平行にそれぞれ配置された一対の偏光板
と、を備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, a display element according to a first aspect of the present invention comprises a pair of substrates, each having an electrode formed on an opposing surface, between the pair of substrates. A first alignment state in which a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are arranged in a first direction in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes; Second liquid crystal molecules exhibiting a second ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a second direction in accordance with the applied second voltage of the other polarity.
And a third state that substantially matches the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes.
And a third alignment state in which the liquid crystal molecules are oriented with their directors directed in the direction of. The liquid crystal molecules are responsive to the application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase in which the director is oriented in a direction between the first direction and the second direction, and one of the optical axes is disposed with the pair of substrates interposed therebetween. An angle range sandwiched by one of the first and second directions and the third direction , and the first and second directions
The first direction and the second direction
A pair of polarized light beams installed in a direction that intersects at an angle less than one-half of the angle between the two directions and the other optical axis is arranged substantially perpendicular or parallel to the one optical axis, respectively. And a plate.

【００１４】このような構成によれば、一対の偏光板の
いずれか一方の光学軸は、前記第１と第２の方向のいず
れか一方と前記第３の方向とにより挟まれる角度範囲に
設定され、第1または第2の方向に設定されないので、液
晶分子のダイレクタが強誘電相のダイレクタである第１
の方向又は第2の方向に向けることなく透過率の最大値
または最小値が得られる。よって、液晶を第1，第2の強
誘電相に配向させることなく、高いコントラストを得る
ように駆動することができる。 また、一対の偏光板のず
れか一方の光学軸は、第１と第２の方向のいずれか一方
に対して、前記第１の方向と前記第２の方向とがなす角
度の２分の１未満の角度で交差する方向に設置され、液
晶のダイレクタの振れ角の中心からずれた範囲に設定さ
れているので、印加電圧の極性が変わる電圧変化に対し
て透過率が連続的に変化し、よって、液晶素子の直流的
な駆動が可能になる。 そして、第１の方向と第２の方向
の交角を４５゜より大きく取り、液晶のダイレクタを一
方の偏光板の光学軸の方向とそれから４５゜傾いた方向
との間で駆動することにより、液晶を強誘電相に配向さ
せることなく、且つ最大階調と最小階調を表示すること
ができる。液晶を強誘電相に配向させることなく駆動す
ることにより、表示の焼き付き現象を抑えることができ
る。また、印加電圧に応じて表示階調が一義的に定まる
ため、いわゆる直流駆動が可能になり、フリッカーを抑
えることができる。また、強誘電相を示す液晶を使用す
ることにより、高速応答性及び広視野角特性を確保する
ことができる。According to such a configuration, the pair of polarizing plates
Either optical axis is in either of the first and second directions.
In the angle range sandwiched between one of them and the third direction.
Set and not set in the first or second direction,
No. 1 where the director of the crystalline molecule is the director of the ferroelectric phase
The maximum value of the transmittance without directing in the direction of or the second direction
Or a minimum is obtained. Therefore, the liquid crystal is first and second strong.
High contrast without orientation in dielectric phase
Can be driven as follows. Also, without a pair of polarizing plates
One of the optical axes is in one of the first and second directions.
An angle between the first direction and the second direction
Installed in a direction that intersects at an angle of less than one-half degree,
Of the deflection angle of the crystal director
Voltage change that changes the polarity of the applied voltage.
The transmittance changes continuously, and therefore the DC
Driving becomes possible. Then, the intersection angle between the first direction and the second direction is set to be larger than 45 °, and the director of the liquid crystal is driven between the direction of the optical axis of one of the polarizing plates and the direction inclined by 45 ° from the direction. Can be displayed in the maximum gradation and the minimum gradation without orienting in the ferroelectric phase. By driving the liquid crystal without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase, a display burn-in phenomenon can be suppressed. In addition, since the display gradation is uniquely determined according to the applied voltage, so-called DC driving becomes possible, and flicker can be suppressed. Further, by using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, high-speed response and wide viewing angle characteristics can be ensured.

【００１５】この表示素子において、前記強誘電相を示
す液晶は、前記第１の方向と前記第２の方向とがなす角
度が、前記一対の偏光板の光学軸が互いに交差する角度
の２分の１より大きい第１，第２の配向状態を有し、ま
た、前記一対の偏光板は、一方の光学軸を、前記第１と
第２の方向のいずれか一方の方向と、前記第１の方向と
前記第２の方向とがなす角度から前記２つの光学軸がな
す角度を引いた角度で交差する方向との間の方向に配置
するのが好適である。 In this display device, the ferroelectric phase is indicated.
The liquid crystal has an angle formed by the first direction and the second direction.
Is the angle at which the optical axes of the pair of polarizing plates intersect each other.
Has a first and second orientation state larger than one half of
In addition, the pair of polarizing plates has one optical axis, the first and the second.
One of the second directions, the first direction,
The angle between the two optical axes is determined from the angle formed by the second direction.
Place in the direction between the intersections at the angle minus the angle
It is preferred to do so.

【００１６】前記液晶としては、前記第１の方向と前記
第２の方向とのなす交角が４５°より大きい角度で夫々
配向する強誘電性相をもっているものとすることができ
る。この場合、前記一対の偏光板の一方は、例えば、前
記第１の方向と前記第２の方向のいずれかに対して、前
記交角より４５°を差し引いた角度の範囲に、その光学
軸の方向を配置することができる。The liquid crystal may have a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than 45 °. In this case, one of the pair of polarizers has, for example, a direction of its optical axis within a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to any one of the first direction and the second direction. Can be arranged.

【００１７】前記液晶としては、前記第１の方向と前記
第２の方向とのなす交角がほぼ６０°より大きい角度で
夫々配向する強誘電性相をもっているものが望ましい。
この場合、前記一対の偏光板の一方は、例えば、前記第
１の方向と前記第２の方向のいずれかに対して、ほぼ１
２．５°以上の角度でその光学軸の方向を配置すること
ができる。It is preferable that the liquid crystal has a ferroelectric phase in which the intersection between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than approximately 60 °.
In this case, one of the pair of polarizers is, for example, approximately one in one of the first direction and the second direction.
The direction of the optical axis can be arranged at an angle of 2.5 ° or more.

【００１８】前記液晶としては、前記第１の方向と前記
第２の方向とのなす交角が９０°より大きい角度で夫々
配向する強誘電性相をもっているものがさらに望まし
い。この場合、前記一対の偏光板の一方は、例えば、前
記液晶のスメクティック層の法線方向とほぼ平行に、そ
の光学軸の方向を配置する。More preferably, the liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than 90 °. In this case, one of the pair of polarizers has, for example, an optical axis direction substantially parallel to a normal direction of the smectic layer of the liquid crystal.

【００１９】前記液晶は、例えば、前記対向する電極間
に電圧が印加されていないときに、液晶のダイレクタが
前記第１の方向と前記第２の方向とでなす角度のほぼ２
等分線と平行な方向に向いた反強誘電性相を示す反強誘
電性液晶から構成される。The liquid crystal has, for example, an angle formed by the director of the liquid crystal between the first direction and the second direction of about 2 when no voltage is applied between the opposing electrodes.
It is composed of an antiferroelectric liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase oriented in a direction parallel to the bisector.

【００２０】上記目的を達成するため、この発明の第２
の観点にかかる表示素子は、対向面に電極がそれぞれ形
成された一対の基板と、前記一対の基板の間に配置さ
れ、前記電極間に印加された一方極性の第１の電圧に応
じて液晶分子が第１の方向にほぼ配列した第１の強誘電
相を示す第１の配向状態と、前記電極間に印加された他
方極性の第２の電圧に応じて液晶分子が第２の方向にほ
ぼ配列した第２の強誘電相を示す第２の配向状態と、前
記電極間に電圧を印加していないときにスメクティック
相の層の法線方向とほぼ一致する第３の方向に液晶分子
がそのダイレクタを向けて配向する第３の配向状態とを
有し、前記第１の電圧と第２の電圧との中間の任意の第
３の電圧の印加に応じて液晶分子がそのダイレクタを前
記第１の方向と前記第２の方向との間の方向に向けて配
向する強誘電相を示す液晶と、前記一対の基板を挟んで
配置され、いずれか一方の光学軸が前記第１と第２の方
向のいずれか一方と前記第３の方向とにより挟まれる角
度範囲に設定され、他方の光学軸はその光学軸と前記一
方の光学軸とのなす角度の２分の１が前記第１の方向と
前記第２の方向とがなす角度より小さくなるように配置
された一対の偏光板と、を備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is provided.
The display element according to the aspect of the present invention comprises: a pair of substrates each having electrodes formed on opposing surfaces; and a liquid crystal disposed between the pair of substrates, the liquid crystal being responsive to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules move in the second direction according to a first alignment state indicating a first ferroelectric phase in which the molecules are substantially aligned in the first direction and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are aligned in a second alignment state indicating a substantially aligned second ferroelectric phase and in a third direction substantially matching the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. A third alignment state in which the director is oriented toward the director, and in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage, liquid crystal molecules cause the director to move to the director. 1 shows a ferroelectric phase oriented in a direction between the first direction and the second direction. Liquid crystal and is arranged to sandwich the pair of substrates, either towards one of the optical axes of the first and the second
Angle between one of the directions and the third direction
Angle range and the other optical axis is
And characterized in that it comprises a square and a pair of polarizing plates one half of the angle between the optical axis is placed so as to be smaller than the angle formed with said second direction and said first direction is the I do.

【００２１】このような構成によれば、一対の偏光板を
その光学軸が直交するように配置し、さらに、第１の方
向と第２の方向の交角を４５°より大きく取り、液晶の
ダイレクタを一方の偏光板の光学軸の方向とそれから４
５°傾いた方向との間で駆動することにより、液晶を強
誘電相に配向させることなく、且つ、最大階調と最小階
調を表示することができる。液晶を強誘電相に配向させ
ることなく駆動することにより、表示の焼き付き現象を
抑えることができる。また、印加電圧に応じて表示階調
が一義的に定まるため、いわゆる直流駆動が可能にな
り、フリッカを抑えることができる。また、強誘電相を
示す液晶を使用することにより、高速応答性及び広視野
角特性を確保することができる。According to such a configuration, the pair of polarizing plates are arranged so that their optical axes are orthogonal to each other, and the angle of intersection between the first direction and the second direction is set to be larger than 45 °, and the liquid crystal director is formed. To the direction of the optical axis of one polarizer and 4
By driving between the directions inclined by 5 °, it is possible to display the maximum gradation and the minimum gradation without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase. By driving the liquid crystal without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase, a display burn-in phenomenon can be suppressed. Further, since the display gradation is uniquely determined in accordance with the applied voltage, so-called DC driving becomes possible, and flicker can be suppressed. Further, by using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, high-speed response and wide viewing angle characteristics can be ensured.

【００２２】この表示素子において、前記一対の偏光板
は、前記一方の光学軸が前記第１の方向と第２の方向と
の間に挟まれる角度範囲で、且つ前記第１と第２の方向
のいずれか一方と前記第１の方向と前記第２の方向とが
なす角度から前記２つの光学軸がなす角度を引いた角度
で交差する方向に配置することを好適とする。In this display device, the pair of polarizing plates may be arranged in an angle range in which the one optical axis is sandwiched between the first direction and the second direction, and in the first and second directions. It is preferable that the first optical axis and the second optical axis are arranged so as to intersect with each other at an angle obtained by subtracting an angle formed by the two optical axes from an angle formed by any one of the first direction and the second direction.

【００２３】上記目的を達成するため、この発明の第３
の観点にかかる表示素子装置は、対向面に電極がそれぞ
れ形成された一対の基板と、前記一対の基板の間に配置
され、前記電極間に印加された一方極性の第１の電圧に
応じて液晶分子が第１の方向にほぼ配列した第１の強誘
電相を示す第１の配向状態と、前記電極間に印加された
他方極性の第２の電圧に応じて液晶分子が第２の方向に
ほぼ配列した第２の強誘電相を示す第２の配向状態と、
前記電極間に電圧を印加していないときにスメクティッ
ク相の層の法線方向とほぼ一致する第３の方向に液晶分
子がそのダイレクタを向けて配向する第３の配向状態と
を有し、前記第１の電圧と第２の電圧との中間の任意の
第３の電圧の印加に応じて液晶分子がそのダイレクタを
前記第１の方向と前記第２の方向との間の方向に向けて
配向する強誘電相を示す液晶と、前記一対の基板を挟ん
で配置され、いずれか一方の光学軸が前記第１と第２の
方向のいずれか一方と前記第３の方向とにより挟まれる
角度範囲に設置され、他方の光学軸が前記一方の光学軸
と実質的に垂直または平行にそれぞれ配置された一対の
偏光板と、前記電極間の前記液晶に、液晶のダイレクタ
を前記第１の方向と第２の方向とにより挟まれる角度範
囲より狭い角度範囲で変化させる電圧を印加する駆動手
段と、を備えることを特徴とする。To achieve the above object, a third aspect of the present invention is provided.
The display element device according to the aspect of the present invention is arranged between a pair of substrates each having electrodes formed on opposing surfaces, and disposed between the pair of substrates, according to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. In response to a first alignment state indicating a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a first direction and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes, the liquid crystal molecules are moved in a second direction. A second orientation state showing a second ferroelectric phase substantially arranged in
A third alignment state in which liquid crystal molecules are oriented with their directors oriented in a third direction substantially coincident with the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes, In response to the application of any third voltage intermediate the first and second voltages, the liquid crystal molecules orient their directors in a direction between the first and second directions. And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, and an angle range in which one of the optical axes is sandwiched by one of the first and second directions and the third direction. And a pair of polarizing plates, the other optical axis of which is disposed substantially perpendicular or parallel to the one optical axis, and the liquid crystal between the electrodes, the director of the liquid crystal in the first direction. An angle range narrower than the angle range sandwiched by the second direction Characterized in driving means for applying a voltage to vary, in that it comprises.

【００２４】この表示素子装置において、前記駆動手段
は、前記液晶を強誘電相とさせない角度範囲で前記液晶
のダイレクタを変化させる電圧を印加する。In this display device, the driving means applies a voltage that changes the director of the liquid crystal within an angle range in which the liquid crystal does not have a ferroelectric phase.

【００２５】このような構成によれば、駆動手段は、液
晶を強誘電相に配向させることなく駆動する。従って、
表示の焼き付き現象を抑えることができる。また、印加
電圧に応じて表示階調が一義的に定まるため、いわゆる
直流駆動が可能になり、フリッカを抑えることができ
る。また、強誘電相を示す液晶を使用することにより、
高速応答性及び広視野角特性を確保することができる。According to such a configuration, the driving means drives the liquid crystal without aligning the liquid crystal in the ferroelectric phase. Therefore,
The display burn-in phenomenon can be suppressed. Further, since the display gradation is uniquely determined in accordance with the applied voltage, so-called DC driving becomes possible, and flicker can be suppressed. In addition, by using a liquid crystal that exhibits a ferroelectric phase,
High-speed response and wide viewing angle characteristics can be ensured.

【００２６】上記構成の表示素子装置の液晶としては、
前記第１の方向と前記第２の方向とのなす交角が４５°
より大きい角度で夫々配向する強誘電性相をもっている
ものがよく、この場合、前記駆動手段は、液晶のダイレ
クタを前記第１の方向と前記第２の方向とにより挟まれ
る角度範囲の内のほぼ４５°の角度範囲で変化させる電
圧を印加する。As the liquid crystal of the display element device having the above structure,
An intersection angle between the first direction and the second direction is 45 °
It is preferable that the driving means have a ferroelectric phase which is oriented at a larger angle. In this case, the driving means is arranged so that the director of the liquid crystal is substantially within an angle range sandwiched by the first direction and the second direction. A voltage that changes in an angle range of 45 ° is applied.

【００２７】前記一対の偏光板は、例えば、いずれか一
方の光学軸が、前記駆動手段によって変化させられるダ
イレクタの角度範囲の一方の側の方向と実質的に平行に
なるように配置される。The pair of polarizing plates are arranged, for example, such that one of the optical axes is substantially parallel to a direction on one side of the angle range of the director which is changed by the driving means.

【００２８】前記一対の偏光板の一方は、例えば、前記
第１の方向と前記第２の方向のいずれかに対して、前記
交角より４５°を差し引いた角度の範囲に、その光学軸
の方向が配置される。One of the pair of polarizers has, for example, an optical axis direction within a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to one of the first direction and the second direction. Is arranged.

【００２９】上記の表示素子及び表示素子装置は、例え
ば、アクティブマトリックス型素子でも、シンプルマト
リックス型（パッシブマトリックス型）素子でも良い。The display element and the display element device may be, for example, an active matrix type element or a simple matrix type (passive matrix type) element.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１はこの実施の形態の表示素
子の断面図、図２は画素電極とアクティブ素子を形成し
た透明基板の平面図である。この表示素子は、アクティ
ブマトリクス方式のものであり、図１に示すように、一
対の透明基板（例えば、ガラス基板）１１、１２と、透
明基板１１、１２の間に配置された液晶２１と、透明基
板１１、１２を挟んで配置された一対の偏光板２３、２
４と、から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a display element of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view of a transparent substrate on which pixel electrodes and active elements are formed. This display element is of an active matrix type, and as shown in FIG. 1, a pair of transparent substrates (for example, glass substrates) 11 and 12, a liquid crystal 21 disposed between the transparent substrates 11 and 12, and A pair of polarizing plates 23, 2 disposed with the transparent substrates 11, 12 interposed therebetween
4.

【００３１】図１において下側の透明基板（以下、下基
板）１１には、ＩＴＯ等の透明導電材料から構成された
画素電極１３と画素電極１３にソースが接続された薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transisto
r））１４とがマトリクス状に形成されている。In FIG. 1, a lower transparent substrate (hereinafter referred to as a lower substrate) 11 has a pixel electrode 13 made of a transparent conductive material such as ITO and a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT (hereinafter referred to as TFT) having a source connected to the pixel electrode 13. Thin Film Transisto
r)) 14 are formed in a matrix.

【００３２】図２に示すように、画素電極１３の行間に
ゲートライン（走査ライン）１５が配線され、画素電極
１３の列間にデータライン（階調信号ライン）１６が配
線されている。各ＴＦＴ１４のゲート電極は対応するゲ
ートライン１５に接続され、ドレイン電極は対応するデ
ータライン１６に接続されている。As shown in FIG. 2, a gate line (scanning line) 15 is wired between rows of the pixel electrodes 13, and a data line (gradation signal line) 16 is wired between columns of the pixel electrodes 13. The gate electrode of each TFT 14 is connected to a corresponding gate line 15, and the drain electrode is connected to a corresponding data line 16.

【００３３】ゲートライン１５は、行ドライバ３１に接
続され、データライン１６は列ドライバ３２に接続され
ている。行ドライバ３１は、後述するゲート電圧を印加
して、ゲートライン１５をスキャンする。一方、列ドラ
イバ３２は、画像データ（階調信号）を受け、データラ
イン１６に画像データに対応するデータ信号を印加す
る。The gate line 15 is connected to a row driver 31 and the data line 16 is connected to a column driver 32. The row driver 31 scans the gate line 15 by applying a gate voltage described later. On the other hand, the column driver 32 receives the image data (gradation signal) and applies a data signal corresponding to the image data to the data line 16.

【００３４】図１において、上側の透明基板（以下、上
基板）１２には、下基板１１の各画素電極１３と対向
し、基準電圧Ｖ０が印加されている対向（共通）電極１
７が形成されている。対向電極１７は、例えば、ＩＴＯ
等から形成された透明電極である。下基板１１と上基板
１２の電極形成面には、それぞれ配向膜１８、１９が設
けられている。配向膜１８、１９は、例えば、厚さが２
５〜３５ｎｍ程度のポリイミド等の有機高分子化合物か
らなる水平配向膜であり、分散力ｅｓｄが３０〜５０、
極性力ｅｓｐが比較的弱く３〜２０程度のものが使用さ
れる。これらのはい硬膜１８、１９の対向する面の少な
くとも一方には、互いに平行で且つ逆方向に１回ずつラ
ビングする配向処理が施されている。In FIG. 1, an upper transparent substrate (hereinafter, referred to as an upper substrate) 12 opposes each pixel electrode 13 of a lower substrate 11 and has an opposite (common) electrode 1 to which a reference voltage V0 is applied.
7 are formed. The counter electrode 17 is made of, for example, ITO.
And the like. Alignment films 18 and 19 are provided on the electrode formation surfaces of the lower substrate 11 and the upper substrate 12, respectively. The alignment films 18 and 19 have, for example, a thickness of 2
A horizontal alignment film made of an organic polymer compound such as polyimide of about 5 to 35 nm, and a dispersing force esd of 30 to 50;
The one having a relatively weak polar force esp of about 3 to 20 is used. At least one of the opposing surfaces of the hardened films 18 and 19 is subjected to an alignment treatment for rubbing once in a direction parallel to and opposite to each other.

【００３５】下基板１１と上基板１２は、その外周縁部
において枠状のシール材２０を介して接着され、液晶セ
ル２５を構成している。配向膜１８、１９の間隔は、シ
ール材２０及びギャップ材２２により、例えば、１．４
μｍ〜２．４μｍの一定間隔に規制されている。液晶２
１は、基板１１、１２とシール材２０で囲まれた領域に
封入されている。The lower substrate 11 and the upper substrate 12 are bonded to each other at the outer peripheral edge thereof via a frame-shaped sealing material 20 to form a liquid crystal cell 25. The spacing between the alignment films 18 and 19 is set to, for example, 1.4 by the sealing material 20 and the gap material 22.
It is regulated at a fixed interval of μm to 2.4 μm. Liquid crystal 2
1 is enclosed in a region surrounded by the substrates 11 and 12 and the sealing material 20.

【００３６】液晶２１の分子（以下、液晶分子という）
は、バルクの状態では、一重螺旋構造（強誘電性液晶の
場合）又は二重螺旋構造（反強誘電性液晶の場合）を有
し、液晶セルのギャップ長が螺旋ピッチよりも短いた
め、螺旋が解けた状態で液晶セル２５に封入されてい
る。また、液晶２１は、各分子が自発分極Ｐｓを有し、
分子が描くコーンの軸とコーンの成す角（チルト角）θ
の２倍（コーンアングル）２θが４５゜より大きい（望
ましくは、６０゜以上）カイラルスメクティックＣ相又
はＣA相（ＳｍＣ^*又はＳｍＣA^*）の液晶組成物（強誘電
性液晶又は反強誘電性液晶）からなる。The molecules of the liquid crystal 21 (hereinafter referred to as liquid crystal molecules)
Has a single helix structure (in the case of ferroelectric liquid crystal) or a double helix structure (in the case of antiferroelectric liquid crystal) in the bulk state, and the gap length of the liquid crystal cell is shorter than the helix pitch. Is sealed in the liquid crystal cell 25 in a state where it is melted. Further, in the liquid crystal 21, each molecule has a spontaneous polarization Ps,
The angle (tilt angle) θ between the cone axis drawn by the molecule and the cone
Liquid crystal composition (ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal) having a chiral smectic C phase or a CA phase (SmC ^* or SmCA ^* ) in which twice (cone angle) 2θ is larger than 45 ° (preferably 60 ° or more) ).

【００３７】液晶２１のダイレクタ（液晶２１を構成す
る複数の液晶分子の長軸の平均的な配向方向）の水平方
向成分（基板１１、１２の主面に平行な面上に投影した
方向）は印加電圧に応じて連続的に変化する。The horizontal component of the director of the liquid crystal 21 (the average orientation direction of the long axes of a plurality of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal 21) (the direction projected on a plane parallel to the main surfaces of the substrates 11 and 12) is as follows. It changes continuously according to the applied voltage.

【００３８】このよう特性を有する液晶としては、例え
ば、化学式１に示す骨格構造を有する液晶物質Ｉ〜III
をそれぞれ２０重量％、４０重量％、４０重量％の割合
で混合することにより得られる反強誘電性液晶がある。As the liquid crystal having such characteristics, for example, liquid crystal substances I to III having a skeletal structure represented by Chemical Formula 1
Are mixed in proportions of 20% by weight, 40% by weight and 40% by weight, respectively.

【００３９】[0039]

【化１】 Embedded image

【００４０】これらの液晶化合物は、エーテル結合され
たカイラル末端鎖を有し、オプショナリーにフッ素置換
されたフェニル環を有する反強誘電性液晶化合物であ
る。このような反強誘電性液晶化合物を用いた液晶表示
素子は、反強誘電性液晶の電場誘起転移のしきい値を低
下させ、前駆現象が顕著に現れる。その結果、液晶２１
は、その電気光学特性において明確なしきい値を有して
いない。These liquid crystal compounds are antiferroelectric liquid crystal compounds having a chiral terminal chain bonded with an ether bond and having a phenyl ring optionally substituted with fluorine. In a liquid crystal display device using such an antiferroelectric liquid crystal compound, the threshold value of the electric field induced transition of the antiferroelectric liquid crystal is reduced, and the precursor phenomenon appears remarkably. As a result, the liquid crystal 21
Have no definite threshold in their electro-optical properties.

【００４１】また、このような構成及び物性を有する液
晶は、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギー
の障壁が通常の反強誘電性液晶に比較して小さく、通常
の反強誘電性液晶に比較して、反強誘電相の秩序が乱れ
やすく、相転移前駆現象が大きいという特徴を有する。
相転移前駆現象は、反強誘電相を形成している液晶分子
に印加する電界強度を徐々に強くしたとき、反強誘電相
から強誘電相に相転移が起こる前に、液晶素子（一対の
偏光板それぞれの透過軸を互いに直交させ、一方の偏光
板の透過軸をスメクティック層の法線方向ほぼ一致させ
た光学配置）の透過率が高くなる現象を指しており、透
過率の上昇は、液晶分子が相転移前に挙動することを意
味している。そして、この相転移前の液晶分子の挙動
は、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギーの
障壁が小さいことを意味している。The liquid crystal having such a structure and physical properties has a barrier against potential energy of an antiferroelectric phase and a ferroelectric phase smaller than that of a normal antiferroelectric liquid crystal. In comparison with the above, the order of the antiferroelectric phase is easily disordered, and the phase transition precursor phenomenon is large.
The phase transition precursor phenomenon occurs when the electric field applied to the liquid crystal molecules forming the antiferroelectric phase is gradually increased, and before the phase transition from the antiferroelectric phase to the ferroelectric phase occurs, the liquid crystal element (a pair of The transmission axis of each polarizing plate is orthogonal to each other, and the transmission axis of one of the polarizing plates almost coincides with the normal direction of the smectic layer. It means that the liquid crystal molecules behave before the phase transition. The behavior of the liquid crystal molecules before the phase transition means that the barrier of the potential energy between the antiferroelectric phase and the ferroelectric phase is small.

【００４２】このような反強誘電性液晶は、バルクの状
態では、分子配列の層構造と螺旋構造を有しており、隣
接する液晶分子は層毎に仮想的なコーン上でほぼ１８０
゜シフトして螺旋を描いた二重螺旋構造を有し、隣接す
るスメクティック層の液晶分子同士でその自発分極がキ
ャンセルされている。基板１１，１２間に封入された前
記反強誘電性液晶は、基板間のギャツプ（液晶表示素子
２５のセルギャップ）が、１．５μ程度であり、液晶の
螺旋構造の１ピッチ（ナチュラルピッチ）とほぼ等し
い。このため、液晶分子の二重螺旋構造が消失する。In the bulk state, such an antiferroelectric liquid crystal has a layer structure and a helical structure of a molecular arrangement, and adjacent liquid crystal molecules are almost 180 degrees on a virtual cone for each layer.
゜ It has a double helix structure in which the helix is shifted, and the spontaneous polarization is canceled between the liquid crystal molecules of adjacent smectic layers. The antiferroelectric liquid crystal sealed between the substrates 11 and 12 has a gap between the substrates (cell gap of the liquid crystal display element 25) of about 1.5 μ, and one pitch (natural pitch) of a spiral structure of the liquid crystal. Is almost equal to Therefore, the double helical structure of the liquid crystal molecule disappears.

【００４３】そして、反強誘電性液晶に電界が印加され
ると、反強誘電相と強誘電相のポテンシャルエネルギー
の障壁が小さいため、その電界の強さに応じて、反強誘
電相の液晶分子がその電界の強さに応じて前記仮想的な
コーンの沿って挙動する。従って、反強誘電性液晶のダ
イレクタの水平方向成分は印加電圧に応じて連続的に変
化する。When an electric field is applied to the antiferroelectric liquid crystal, the barrier of the potential energy between the antiferroelectric phase and the ferroelectric phase is small. Molecules behave along the virtual cone according to the strength of the electric field. Therefore, the horizontal component of the director of the antiferroelectric liquid crystal changes continuously according to the applied voltage.

【００４４】次に、配向膜１８、１９に施された配向処
理の方向、偏光板２３、２４の光学軸と液晶２１の液晶
分子の配向方向との関係を図３を参照して説明する。Next, the relationship between the direction of the alignment treatment applied to the alignment films 18 and 19, the optical axes of the polarizing plates 23 and 24, and the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 21 will be described with reference to FIG.

【００４５】図３において、符号２１Ｃは配向膜１８、
１９に施された配向処理の方向を示し、液晶２１は、電
圧が印加されていない状態では、カイラルスメクティッ
クＣ相又はＣA相が有する層構造の層の法線を、±２°
程度の誤差範囲内で配向処理の方向２１Ｃに向けて配向
している。In FIG. 3, reference numeral 21C denotes an alignment film 18,
19 shows the direction of the alignment treatment performed, and the liquid crystal 21 changes the normal of the layer having the layer structure of the chiral smectic C phase or the CA phase by ± 2 ° when no voltage is applied.
It is oriented toward the direction 21C of the orientation process within a margin of error.

【００４６】負極性の所定の電圧−ＶＳより低い電圧を
液晶２１に印加した時、液晶２１は、第１の配向状態
（強誘電相）となり、液晶分子の配向方向はほぼ第１の
方向２１Ａとなる。正極性の所定の電圧＋ＶＳより高い
電圧を液晶２１に印加したとき、液晶２１は第２の配向
状態となり、液晶分子の配向方向はほぼ第２の方向２１
Ｂとなる。一方、印加電圧が０のとき、液晶分子の平均
的な配向方向は液晶のスメクティック相の層のほぼ法線
方向、即ち、第１と第２の方向２１Ａと２１Ｂのほぼ中
間の方向（ほぼ配向処理の方向）２１Ｃとなる。When a voltage lower than the predetermined negative voltage -VS is applied to the liquid crystal 21, the liquid crystal 21 enters the first alignment state (ferroelectric phase), and the alignment direction of the liquid crystal molecules is substantially in the first direction 21A. Becomes When a voltage higher than the predetermined positive voltage + VS is applied to the liquid crystal 21, the liquid crystal 21 enters the second alignment state, and the alignment direction of the liquid crystal molecules is substantially the second direction 21.
B. On the other hand, when the applied voltage is 0, the average orientation direction of the liquid crystal molecules is almost the normal direction of the smectic phase layer of the liquid crystal, that is, almost the middle direction between the first and second directions 21A and 21B (substantially the orientation). (Direction of processing) 21C.

【００４７】第１の方向２１Ａと第２の方向２１Ｂとの
ずれ角２θは、４５゜以上であり、望ましくは５０°以
上、さらに望ましくは６０゜以上である。The deviation angle 2θ between the first direction 21A and the second direction 21B is 45 ° or more, preferably 50 ° or more, more preferably 60 ° or more.

【００４８】偏光板２３の透過軸２３Ａは、第１の方向
２１Ａと配向処理方向２１Ｃとにより挟まれる角度範囲
に設定され、配向処理方向２１Ｃに対して４５°／２の
角度で交差するように設定されることが望ましく、この
実施の形態では、配向処理方向２１Ｃに対しほぼ２２．
５°の方向に設定されている。偏光板２４の透過軸２４
Ａは、偏光板２３の透過軸２３Ａとほぼ直交する方向に
設定されている。つまり、一方の偏光板の光学軸（透過
軸）は、一対の偏光板の光学軸の交角の１／２の角度で
液晶のスメクティック層の層法線と交差するように配置
するのが望ましい。The transmission axis 23A of the polarizing plate 23 is set in an angle range sandwiched between the first direction 21A and the alignment processing direction 21C, and intersects the alignment processing direction 21C at an angle of 45 ° / 2. In this embodiment, it is preferable to set about 22.
The direction is set to 5 °. Transmission axis 24 of polarizing plate 24
A is set in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. In other words, it is desirable that the optical axis (transmission axis) of one of the polarizing plates be disposed so as to intersect with the layer normal of the smectic layer of the liquid crystal at an angle of half the intersection angle of the optical axes of the pair of polarizing plates.

【００４９】そして、偏光板２３の透過軸２３Ａと第１
の方向２１Ａとは、前記ずれ角２θから４５°を差し引
いた角度の１／２の角度で交差するように設定される。
すなわち、前記ずれ角２θが５０°以上の場合、偏光板
２３の透過軸２３Ａと第１の方向２１Ａとは、２．５°
或はそれより大きい角度で交差させるように設定し、ま
た前記ずれ角２θが６０°以上の場合、偏光板２３の透
過軸２３Ａと第１の方向２１Ａとは、７．５°或はそれ
より大きい角度で交差させるように設定するのが好まし
い。Then, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first
Is set so as to intersect with the direction 21A at an angle of １ ／ of an angle obtained by subtracting 45 ° from the shift angle 2θ.
That is, when the shift angle 2θ is equal to or greater than 50 °, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first direction 21A become 2.5 °.
Or, if the angle is set to intersect at an angle larger than that, and the deviation angle 2θ is 60 ° or more, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and the first direction 21A are 7.5 ° or more. It is preferable to set so as to intersect at a large angle.

【００５０】図３に示すように偏光板２３、２４の透過
軸２３Ａ，２４Ａを設定した表示素子は、液晶分子の平
均的な配向方向を偏光板２３の透過軸２３Ａに平行に設
定した時に透過率が最も低く（表示が最も暗く）なり、
液晶分子の平均的な配向方向を偏光板２３の透過軸２３
Ａに対し４５°の方向２１Ｄに設定した時に透過率が最
も高く（最も明るく）なる。As shown in FIG. 3, a display device in which the transmission axes 23A and 24A of the polarizing plates 23 and 24 are set, transmits light when the average alignment direction of the liquid crystal molecules is set parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. Lowest rate (darkest display)
The average alignment direction of the liquid crystal molecules is determined by the transmission axis 23 of the polarizing plate 23.
The transmittance becomes highest (brightest) when set in a direction 21D at 45 ° to A.

【００５１】すなわち、液晶分子の平均的な配向方向が
透過軸２３Ａの方向を向いた状態では、入射側の偏光板
２３を通った直線偏光は液晶２１の偏光作用をほとんど
受けず、直線偏光のまま液晶２１の層を通過し、直角方
向に透過軸２４Ａが設定されている偏光板２４で吸収さ
れ、表示が暗くなる。That is, in a state where the average orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented in the direction of the transmission axis 23A, the linearly polarized light passing through the polarizing plate 23 on the incident side is hardly affected by the polarization action of the liquid crystal 21, and The light passes through the layer of the liquid crystal 21 as it is, and is absorbed by the polarizing plate 24 whose transmission axis 24A is set in the perpendicular direction, and the display becomes dark.

【００５２】一方、液晶分子の平均的な配向方向が透過
軸２３Ａに対して４５°の方向２１Ｄを向いた状態で
は、入射側の偏光板２３を通過した直線偏光は液晶２１
の複屈折作用により偏光状態が変化（円偏光または楕円
偏光）する。この偏光光のうちの出射側偏光板２４の透
過軸２４Ａと平行な成分が偏光板２４を透過して出射す
る。このため、表示は最も明るくなる。On the other hand, when the average orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented at 45 ° to the transmission axis 23A in the direction 21D, the linearly polarized light passing through the incident side polarizing plate 23 is
Changes the state of polarization (circularly polarized light or elliptically polarized light) due to the birefringent action of. A component of the polarized light parallel to the transmission axis 24A of the output side polarizing plate 24 passes through the polarizing plate 24 and is output. Therefore, the display becomes the brightest.

【００５３】その他の配向状態では、その配向状態に応
じた複屈折作用により、その配向状態に応じて変化し偏
光光となる。この偏光光のうちの出射側偏光板２４の透
過軸２４Ａと平行な成分が偏光板２４を透過して出射す
る。このため、表示は配向状態に応じた明るさになる。In other orientation states, the light changes depending on the orientation state and becomes polarized light due to the birefringence action according to the orientation state. A component of the polarized light parallel to the transmission axis 24A of the output side polarizing plate 24 passes through the polarizing plate 24 and is output. Therefore, the display has a brightness according to the orientation state.

【００５４】画素電極１３と対向電極１７との間に印加
する電圧に応じて、液晶分子はその配向方向を変化させ
る。このため、図４に示すように、画素電極１３と対向
電極１７の間に比較的低周波（０．１Ｈｚ程度）の鋸波
状の電圧を印加した場合の透過率は、連続的に変化す
る。The orientation of the liquid crystal molecules changes according to the voltage applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17. For this reason, as shown in FIG. 4, the transmittance when a relatively low frequency (about 0.1 Hz) sawtooth voltage is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 changes continuously.

【００５５】この表示素子は、アクティブマトリクス方
式のものであるため、非選択期間中も液晶２１を任意の
配向状態に維持する電圧を保持しておくことができる。
このため、上記構成の表示素子は、透過率を変化させて
階調のある表示を行わせることが可能である。Since this display element is of the active matrix type, it is possible to hold a voltage for maintaining the liquid crystal 21 in an arbitrary alignment state even during the non-selection period.
Therefore, the display element having the above structure can perform gradation display by changing the transmittance.

【００５６】この液晶素子の透過率は液晶のダイレクタ
が偏光板２３の透過軸２３Ａと平行のとき最小、４５°
で交差するとき最大となる。この表示素子は、透過率が
ＴminとＴmaxを示す配向状態の間で使用することによ
り、液晶２１を第１及び第２の配向状態に配向させるこ
となく駆動することができる。第１及び第２の配向状態
は、液晶層内の全ての分子が完全に同一方向に揃った強
誘電相を示す状態であり、自発分極による電荷が保持さ
れやすく、分子の反転が起こりづらくなり、焼き付きや
すくなる。The transmittance of this liquid crystal element is a minimum of 45 ° when the director of the liquid crystal is parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23.
It becomes maximum when crossing at. The display element can be driven without aligning the liquid crystal 21 in the first and second alignment states by using the display element in the alignment state in which the transmittance indicates Tmin and Tmax. The first and second alignment states are states in which all molecules in the liquid crystal layer exhibit a ferroelectric phase in which the molecules are completely aligned in the same direction. Charges due to spontaneous polarization are likely to be held, making it difficult for the molecules to be inverted. , Easy to burn.

【００５７】しかし、液晶分子が完全に揃っていない強
誘電相を示さない配向状態であれば、自発分極による電
荷が基板１１、１２の内側表面にたまりにくい。また、
液晶分子は、揃っていない分子を核にして反転が起こり
やすく、焼き付きが軽減される。即ち、画素電極１３と
対向電極１７との間に印加する駆動電圧をＶTmaxとＶTm
inの範囲内で変化させることにより、強誘電相を使用す
ることなく液晶２１を駆動し、この液晶表示素子に連続
階調を表示させることができる。However, if the liquid crystal molecules are in an alignment state in which the ferroelectric phase is not completely aligned, charges due to spontaneous polarization hardly accumulate on the inner surfaces of the substrates 11 and 12. Also,
Inversion of liquid crystal molecules is likely to occur with non-aligned molecules as nuclei, and burn-in is reduced. That is, the drive voltage applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 is VTmax and VTm.
By changing the in-range, the liquid crystal 21 can be driven without using a ferroelectric phase, and a continuous gradation can be displayed on the liquid crystal display element.

【００５８】次に、上記構成の表示素子の駆動方法を図
５を参照して説明する。図５（Ａ）は行ドライバ３１が
任意の行のゲートライン１５に印加するゲート信号を、
図５（Ｂ）は列ドライバ３２がゲート信号に同期して各
データライン１６に印加するデータ信号を示す。データ
パルスの電圧は液晶２１を強誘電相に配向させない電
圧、即ち、ＶTmaxとＶTminとの間で、表示したい透過率
に対応する電圧に設定されている。図５（Ｃ）は、図５
（Ｂ）に示すデータパルスの電圧が画素電極１３に印加
された時のその画素における液晶表示素子の透過率を示
す。Next, a method of driving the display element having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a gate signal applied by the row driver 31 to the gate line 15 in an arbitrary row.
FIG. 5B shows a data signal applied to each data line 16 by the column driver 32 in synchronization with the gate signal. The voltage of the data pulse is set to a voltage that does not align the liquid crystal 21 in the ferroelectric phase, that is, a voltage corresponding to the transmittance to be displayed between VTmax and VTmin. FIG.
FIG. 3B shows the transmittance of the liquid crystal display element in the pixel when the voltage of the data pulse shown in FIG.

【００５９】ゲートパルスがオンすると選択行のＴＦＴ
１４がオンする。列ドライバ３２から各データライン１
６に印加された表示階調に対応するデータ信号は、オン
したＴＦＴ１４を介して画素電極１３と対向電極１７と
の間に印加される。ゲートパルスがオフするとＴＦＴ１
４がオフする。ＴＦＴ１４がオフしたとき、画素電極１
３と対向電極１７との間に印加されていた電圧は、画素
電極１３と対向電極１７とその間の液晶２１とにより形
成される画素容量に保持される。このため、図５（Ｃ）
に示すように、この保持電圧に対応する表示階調がこの
行の次の選択期間まで保持される。従って、この駆動方
法によれば、データパルスの電圧を制御することにより
任意の階調画像を上記構成の液晶表示素子に表示させる
ことができる。When the gate pulse is turned on, the TFT in the selected row
14 turns on. Each data line 1 from the column driver 32
The data signal corresponding to the display gradation applied to 6 is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 via the turned-on TFT 14. When the gate pulse turns off, TFT1
4 turns off. When the TFT 14 is turned off, the pixel electrode 1
The voltage applied between 3 and the counter electrode 17 is held in the pixel capacitance formed by the pixel electrode 13, the counter electrode 17, and the liquid crystal 21 therebetween. For this reason, FIG.
As shown in (1), the display gradation corresponding to the hold voltage is held until the next selection period of this row. Therefore, according to this driving method, an arbitrary gradation image can be displayed on the liquid crystal display element having the above configuration by controlling the voltage of the data pulse.

【００６０】液晶２１が図４に示す電気光学特性に大き
なヒステリシスを有している場合、図５に示す駆動方法
では、データパルスの電圧に対する表示階調が一義的に
定まらない。このような場合には、例えば、図６に示す
駆動方法を採用すればよい。図６（Ａ）は行ドライバ３
１が任意の行のゲートライン１５に印加するゲート信号
を、図６（Ｂ）は列ドライバ３２がゲート信号に同期し
て各データライン１６に印加するデータ信号を示す。図
６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示すデータ信号が印加された
時の透過率の変化を示す。When the liquid crystal 21 has a large hysteresis in the electro-optical characteristics shown in FIG. 4, the display method with respect to the voltage of the data pulse cannot be uniquely determined by the driving method shown in FIG. In such a case, for example, the driving method shown in FIG. 6 may be adopted. FIG. 6A shows the row driver 3.
1 shows a gate signal applied to the gate line 15 of an arbitrary row, and FIG. 6B shows a data signal applied to each data line 16 by the column driver 32 in synchronization with the gate signal. FIG. 6C shows a change in transmittance when the data signal shown in FIG. 6B is applied.

【００６１】選択期間の間、ゲートパルスがオンするこ
とにより選択行のＴＦＴ１４がオンする。列ドライバ３
２から各データライン１６に印加されたデータパルス
は、オンしたＴＦＴ１４を介して画素電極１３と対向電
極１７との間に印加される。データパルスは、液晶分子
を所定の配向状態（但し、液晶２１を強誘電相とさせな
い配向状態）に配向させるための設定パルスＶＨと、こ
の設定パルスの直流成分を相殺するためのリセットパル
スＶＬと、表示階調に対応する階調パルスＶＤからな
る。During the selection period, when the gate pulse is turned on, the TFT 14 in the selected row is turned on. Column driver 3
The data pulse applied to each data line 16 from 2 is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 via the turned-on TFT 14. The data pulse includes a set pulse VH for aligning liquid crystal molecules in a predetermined alignment state (however, an alignment state in which the liquid crystal 21 does not have a ferroelectric phase), and a reset pulse VL for canceling a DC component of the set pulse. , And a gradation pulse VD corresponding to the display gradation.

【００６２】ゲートパルスがオフするとＴＦＴ１４がオ
フする。ＴＦＴ１４がオフしたとき、画素電極１３と対
向電極１７との間に印加されていた階調パルスＶＤの電
圧が、画素電極１３と対向電極１７とその間の液晶２１
とにより形成される画素容量に保持される。このため、
図６（Ｃ）に示すように、この保持電圧に対応する表示
階調がこの行の次の選択期間まで保持される。従って、
この駆動方法によれば、データパルスの電圧を制御する
ことにより任意の階調画像を上記構成の液晶表示素子に
表示させることができる。しかも、設定パルスＶＨを印
加することにより、液晶２１をほぼ一定の状態に配向さ
せているので、液晶２１の電気光学特性にヒステリシス
がある場合でも、階調パルスＶＤに対する表示階調を一
義的に定めることができる。また、リセットパルスＶＬ
を印加しているので、液晶２１に印加される不必要な直
流成分を相殺することができる。このため、基板１１、
１２の内側表面に電荷が蓄積されて液晶分子の反転が起
こりづらくなることがなく、表示の焼き付きを低減する
ことができる。When the gate pulse turns off, the TFT 14 turns off. When the TFT 14 is turned off, the voltage of the gradation pulse VD applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17 is changed to the voltage of the liquid crystal 21 between the pixel electrode 13 and the counter electrode 17.
And is held in the pixel capacitance formed by For this reason,
As shown in FIG. 6C, the display gradation corresponding to the hold voltage is held until the next selection period of this row. Therefore,
According to this driving method, an arbitrary gradation image can be displayed on the liquid crystal display element having the above configuration by controlling the voltage of the data pulse. In addition, since the liquid crystal 21 is oriented in a substantially constant state by applying the setting pulse VH, even when there is hysteresis in the electro-optical characteristics of the liquid crystal 21, the display gradation with respect to the gradation pulse VD is uniquely determined. Can be determined. Also, the reset pulse VL
Is applied, unnecessary DC components applied to the liquid crystal 21 can be canceled. For this reason, the substrate 11,
The electric charges are not accumulated on the inner surface of the liquid crystal 12 and the inversion of the liquid crystal molecules does not easily occur, and the burn-in of the display can be reduced.

【００６３】図６に示した液晶表示素子の駆動方法にお
いては、リセットパルスＶＬと設定パルスＶＨとを逆極
性で電圧の絶対値が同一のパルスとしたが、リセットパ
ルスＶＬを設定パルスＶＨと階調パルスＶＤの電圧の和
の逆極性の電圧としてもよい。設定パルスをＶＬ、リセ
ットパルスをＶＨとしてもよい。各ＴＦＴ１４がオンし
ている書き込み期間ＴＳに、リセットパルスＶＬ、設定
パルスＶＨ、階調パルスＶＤを順次印加したが、設定パ
ルスＶＨと階調パルスＶＤのみを印加してもよい。ま
た、リセットパルスＶＬを印加する前に階調パルスＶＤ
と電圧の絶対値が同一で極性が反対の電圧を有する補償
パルス−ＶＤを印加してもよい。リセットパルスＶＬと
補償パルス−ＶＤを印加する順序を逆にしてもよい。In the method of driving the liquid crystal display element shown in FIG. 6, the reset pulse VL and the setting pulse VH are pulses of opposite polarity and the same absolute value of the voltage. The voltage may have a polarity opposite to the sum of the voltages of the adjustment pulses VD. The setting pulse may be VL and the reset pulse may be VH. Although the reset pulse VL, the setting pulse VH, and the gradation pulse VD are sequentially applied during the writing period TS in which each TFT 14 is on, only the setting pulse VH and the gradation pulse VD may be applied. Also, before applying the reset pulse VL, the gradation pulse VD
And a compensation pulse -VD having the same absolute value of the voltage and the opposite polarity. The order in which the reset pulse VL and the compensation pulse -VD are applied may be reversed.

【００６４】上記表示素子及び図５または７に示した駆
動方法によれば、液晶２１を強誘電相に配向させること
なく、階調を連続的に変化させて任意の階調画像を表示
することができる。強誘電相では、液晶分子の有する自
発分極ＰＳの向きが揃うため、表示の焼き付きが起こり
やすい。この実施の形態では、自発分極ＰＳが完全に揃
うことがない。従って、表示の焼き付きが起こりにく
く、高品質の画像を表示することができる。According to the display element and the driving method shown in FIG. 5 or 7, it is possible to display an arbitrary gradation image by continuously changing the gradation without aligning the liquid crystal 21 in the ferroelectric phase. Can be. In the ferroelectric phase, the direction of the spontaneous polarization PS of the liquid crystal molecules is aligned, so that image burn-in easily occurs. In this embodiment, the spontaneous polarization PS is not completely aligned. Therefore, display burn-in hardly occurs, and a high-quality image can be displayed.

【００６５】また、液晶２１として、自発分極ＰＳを有
するカイラルスメクティック相の液晶を使用しているの
で、応答速度が速く、広視野角の表示素子が得られる。
さらに、図５または７に示すように、この実施の形態の
表示素子は、いわゆる直流駆動することが可能となる。
この実施の形態の液晶表示素子は、交流駆動のように１
つの階調に対して極性が異なる２つの電圧を印加する場
合と異なり、１つの階調に対して１つの電圧を印加する
ため、フリッカを低減することができる。Since a liquid crystal of a chiral smectic phase having spontaneous polarization PS is used as the liquid crystal 21, a display element having a high response speed and a wide viewing angle can be obtained.
Further, as shown in FIG. 5 or 7, the display element of this embodiment can be driven by a so-called DC drive.
The liquid crystal display element of this embodiment has one
Unlike the case where two voltages having different polarities are applied to one gray scale, one voltage is applied to one gray scale, so that flicker can be reduced.

【００６６】なお、この発明は上記実施の形態に限定さ
れず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、液晶
のダイレクタが電界により変化する最大の角度範囲より
も小さい角度範囲で、液晶を駆動しても液晶が強誘電相
にならないようにすることができ、また液晶分子を強誘
電相に配向させることなく駆動するならば、液晶のダイ
レクタの振れ角を４５°に達しない角度範囲で駆動する
ようにしても良い。しかし、この場合は最大透過率と最
小透過率を得ることができない。従って、最大のコント
ラストを得るためには、液晶のダイレクタを強誘電相に
ならない範囲で４５°の振れ角で駆動するのが好まし
い。また、液晶のダイレクタを４５°の角度範囲内で強
誘電相にならないように駆動する場合、一方の偏光板の
透過軸は、４５°より大きい角度範囲を持った液晶のず
れ角２θの範囲内で、強誘電相となるダイレクタの方向
を除く任意の方向に設定すことができる。例えば、液晶
のずれ角２θが６０°以上の場合に、偏光板２３の透過
軸２３Ａを第１の方向２１Ａから１２．５°の位置に設
定し、偏光板２４の透過軸２４Ａを透過軸２３Ａに直交
又は平行になるように設定し、液晶２１のダイレクタを
偏光板２３の透過軸２３Ａの方向とこの方向に対して４
５°傾いた方向との間で駆動するようにしてもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, when the liquid crystal is driven in an angle range smaller than the maximum angle range in which the director of the liquid crystal changes due to the electric field, the liquid crystal can be prevented from being in the ferroelectric phase, and the liquid crystal molecules can be oriented in the ferroelectric phase. If driving is performed without causing the liquid crystal to be driven, driving may be performed in an angle range in which the deflection angle of the director of the liquid crystal does not reach 45 °. However, in this case, the maximum transmittance and the minimum transmittance cannot be obtained. Therefore, in order to obtain the maximum contrast, it is preferable to drive the director of the liquid crystal at a deflection angle of 45 ° within a range not in the ferroelectric phase. When the director of the liquid crystal is driven so as not to be in a ferroelectric phase within the angle range of 45 °, the transmission axis of one polarizing plate is within the range of the shift angle 2θ of the liquid crystal having an angle range larger than 45 °. Thus, the direction can be set to any direction except for the direction of the director serving as a ferroelectric phase. For example, when the shift angle 2θ of the liquid crystal is 60 ° or more, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 is set at a position 12.5 ° from the first direction 21A, and the transmission axis 24A of the polarizing plate 24 is set to the transmission axis 23A. The direction of the liquid crystal 21 is set to be orthogonal or parallel to the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and 4
The driving may be performed between the direction inclined by 5 °.

【００６７】また、例えば、ずれ角２θが９０°以上の
液晶を使用してもよい。この場合、例えば、偏光板２３
の透過軸２３Ａをスメクティック層の法線方向に設定
し、偏光板２４の透過軸２４Ａを透過軸２３Ａに直交又
は平行に設定してもよい。For example, a liquid crystal having a shift angle 2θ of 90 ° or more may be used. In this case, for example, the polarizing plate 23
May be set in the normal direction of the smectic layer, and the transmission axis 24A of the polarizing plate 24 may be set to be orthogonal or parallel to the transmission axis 23A.

【００６８】また、上記実施の形態においては、液晶２
１の螺旋構造を解いた状態で液晶２１を液晶セル２５に
封入したが、螺旋構造を維持したまま液晶２１を液晶セ
ルに封入してもよい。この場合も、上述の化学式１に示
した基本構成を有する液晶を使用することができる。In the above embodiment, the liquid crystal 2
Although the liquid crystal 21 is sealed in the liquid crystal cell 25 in a state where the spiral structure of FIG. 1 is released, the liquid crystal 21 may be sealed in the liquid crystal cell while maintaining the spiral structure. Also in this case, a liquid crystal having the basic structure shown in Chemical Formula 1 can be used.

【００６９】液晶２１としては、コーン角２θが４５°
以上のＤＨＦ（Deformed Helical Ferroelectric）液晶
を使用することも可能である。ＤＨＦ液晶は、螺旋ピッ
チが基板間隔より十分小さく、自発分極を持ち、且つ強
誘電相を示す液晶であり、基板１１と１２の間に、液晶
分子の螺旋構造を維持した状態で封入される。The liquid crystal 21 has a cone angle 2θ of 45 °.
It is also possible to use the DHF (Deformed Helical Ferroelectric) liquid crystal described above. The DHF liquid crystal is a liquid crystal having a helical pitch sufficiently smaller than the substrate interval, having spontaneous polarization, and exhibiting a ferroelectric phase, and is sealed between the substrates 11 and 12 while maintaining a helical structure of liquid crystal molecules.

【００７０】一方の極性で且つ絶対値が所定の値以上の
電圧を印加した時、ＤＨＦ液晶は、螺旋が解けた第１の
強誘電相となり、液晶分子は図３に示す第１の方向２１
Ａにほぼ配向する。他方の極性で且つ絶対値が所定の値
以上の電圧を印加したとき、ＤＨＦ液晶は螺旋が解けた
第２の強誘電相となり、液晶分子は図３に示す第２の方
向２１Ｂにほぼ配向する。When a voltage having one polarity and an absolute value equal to or more than a predetermined value is applied, the DHF liquid crystal becomes the first ferroelectric phase in which the spiral is unwound, and the liquid crystal molecules move in the first direction 21 shown in FIG.
A is almost oriented. When a voltage having the other polarity and the absolute value of which is equal to or more than a predetermined value is applied, the DHF liquid crystal becomes a second ferroelectric phase in which the spiral is unwound, and the liquid crystal molecules are substantially oriented in the second direction 21B shown in FIG. .

【００７１】中間の電圧が印加されると、液晶分子の描
く螺旋構造が印加電圧に応じて歪み、液晶分子の長軸方
向の平均的な方向が前記第１の方向２１Ａと第２の方向
２１Ｂの間の任意の方向となる中間配向状態に設定され
る。When an intermediate voltage is applied, the helical structure drawn by the liquid crystal molecules is distorted according to the applied voltage, and the average direction of the major axes of the liquid crystal molecules is changed to the first direction 21A and the second direction 21B. Are set in an intermediate orientation state in an arbitrary direction.

【００７２】このため、ＤＨＦ液晶を使用した液晶表示
素子でも、図３に示すように一対の偏光板を配置し、印
加電圧を変化させると、透過率は図４に示すように変化
する。そこで、液晶２１としてＤＨＦ液晶を使用する場
合にも、液晶２１が強誘電相を示さないように、印加電
圧をＶTminとＶTmaxの間で制御し、液晶２１のダイレク
タを透過軸２３Ａと透過軸２３Ａに対し４５°の方向２
１Ｄの間で制御することにより、表示の焼き付き等を防
止し、しかも、最大の階調幅を表示することができる。For this reason, even in a liquid crystal display device using a DHF liquid crystal, when a pair of polarizing plates are arranged as shown in FIG. 3 and the applied voltage is changed, the transmittance changes as shown in FIG. Therefore, even when a DHF liquid crystal is used as the liquid crystal 21, the applied voltage is controlled between VTmin and VTmax so that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase, and the director of the liquid crystal 21 is controlled by the transmission axis 23A and the transmission axis 23A. Direction 2 at 45 ° to
By controlling between 1D, display burn-in and the like can be prevented, and the maximum gradation width can be displayed.

【００７３】また、偏光板２４の透過軸２４Ａと偏光板
２３の透過軸２３Ａとを平行に設定しても良い。この場
合、表示される画像の階調は、明と暗とが上記の場合と
逆になる。偏光板２３、２４は、透過軸の代わりに吸収
軸を使用したものでもよい。The transmission axis 24A of the polarizing plate 24 and the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 may be set in parallel. In this case, the gray scale of the displayed image is opposite between the light and dark cases described above. The polarizing plates 23 and 24 may use an absorption axis instead of a transmission axis.

【００７４】この発明は、赤、緑、青の各波長成分の光
のみを選択透過するカラーフィルタを所定の順序で配置
し、フルカラー画像を表示するカラー液晶表示素子にも
適用可能である。The present invention can also be applied to a color liquid crystal display device that displays a full-color image by arranging a color filter that selectively transmits only the light of each wavelength component of red, green, and blue in a predetermined order.

【００７５】また、本発明はＴＦＴをアクティブ素子と
する表示素子に限らず、ＭＩＭ（Metal Insulator Meta
l）をアクティブ素子とする表示素子にも適用可能であ
る。さらに、この発明は、図７に示すように、対向する
基板１１と１２のそれぞれの対向面に走査電極７１と、
走査電極７１に直交する信号電極７２を配置した単純マ
トリクス型（パッシブマトリクス型）の表示素子にも適
用可能である。また、この発明は、スタティック駆動に
よって駆動される液晶表示素子にも適用可能である。Further, the present invention is not limited to a display element using a TFT as an active element, but may be a MIM (Metal Insulator Meta).
The present invention is also applicable to a display element having l) as an active element. Further, according to the present invention, as shown in FIG. 7, a scanning electrode 71 is provided on each of the opposing surfaces of the opposing substrates 11 and 12,
The present invention is also applicable to a simple matrix type (passive matrix type) display element in which a signal electrode 72 orthogonal to the scanning electrode 71 is arranged. The present invention is also applicable to a liquid crystal display element driven by static driving.

【００７６】[0076]

【実施例】【Example】

（第１実施例）化学式１（Ｉ）〜（III）に示す液晶を
基本組成とし、表１に示す物性を有する三種類の反強誘
電性液晶（１）〜（３）を用意した。(First Example) Three kinds of antiferroelectric liquid crystals (1) to (3) having the basic composition of the liquid crystal shown in Chemical Formulas 1 (I) to (III) and having the physical properties shown in Table 1 were prepared.

【表１】 [Table 1]

【００７７】次に、液晶２１としてこれらの反強誘電性
液晶（１）〜（３）を用いた図１〜図３に示す構成を液
晶表示素子をそれぞれ形成した。それぞれの液晶表示素
子を以下に示す駆動方法で駆動して、その電気光学特性
を測定した。Next, liquid crystal display elements having the configurations shown in FIGS. 1 to 3 using these antiferroelectric liquid crystals (1) to (3) as the liquid crystal 21 were formed. Each liquid crystal display element was driven by the following driving method, and the electro-optical characteristics were measured.

【００７８】この実験においては、液晶表示素子の偏光
板２３を、その透過軸２３Ａがスメクティック相の有す
る層構造の層（スメクティック層）の法線に対して２
２．５°傾けて配置した。他方の偏光板２４を、その透
過軸２４Ａが偏光板２３の透過軸２３Ａと直交するよう
に配置した。In this experiment, the polarizing plate 23 of the liquid crystal display element was moved so that its transmission axis 23A was shifted by 2 with respect to the normal line of the layer having the smectic phase (smectic layer).
It was arranged at an angle of 2.5 °. The other polarizing plate 24 was disposed such that its transmission axis 24A was orthogonal to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23.

【００７９】この第１実施例では、液晶表示素子の電気
光学特性を、液晶表示素子を次のように駆動することに
よって測定した。 １． 液晶２１が強誘電相を示すように駆動する場合に
は、画素電極１３と共通電極１７との間にパルス電圧を
＋２０Ｖから−２０Ｖまで、０．５Ｖ刻みで、約３０秒
ずつ順次印加し、各パルス電圧における透過率を測定す
る。液晶２１が強誘電相を示さないように駆動する場合
には、画素電極１３と共通電極１７との間にパルス電圧
を＋５Ｖから−５Ｖまで、０．５Ｖ刻みで、約３０秒ず
つ順次印加し、各パルス電圧における透過率を測定する
（第１回目の駆動）。In the first embodiment, the electro-optical characteristics of the liquid crystal display device were measured by driving the liquid crystal display device as follows. 1. When the liquid crystal 21 is driven so as to exhibit a ferroelectric phase, a pulse voltage is sequentially applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from +20 V to −20 V in steps of 0.5 V for about 30 seconds. The transmittance at each pulse voltage is measured. When the liquid crystal 21 is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, a pulse voltage is sequentially applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from + 5V to -5V in steps of 0.5V for about 30 seconds. Then, the transmittance at each pulse voltage is measured (first drive).

【００８０】２． その後、液晶２１が強誘電相を示す
ように駆動する場合には、画素電極１３と共通電極１７
との間に＋２０Ｖを約３０分間印加し続ける。液晶２１
が強誘電相を示さないように駆動する場合には、画素電
極１３と共通電極１７との間に＋５Ｖを約３０分間印加
し続ける。 ３． 第１回目の駆動と同一の駆動方法で液晶表示素子
を駆動し、各パルス電圧における透過率を測定する（第
２回目の駆動）。2. Thereafter, when the liquid crystal 21 is driven to exhibit a ferroelectric phase, the pixel electrode 13 and the common electrode 17 are driven.
Is continuously applied for about 30 minutes. Liquid crystal 21
Is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, +5 V is continuously applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 for about 30 minutes. 3. The liquid crystal display element is driven by the same drive method as the first drive, and the transmittance at each pulse voltage is measured (second drive).

【００８１】このような駆動方法により、得られた透過
率の変化を図８〜図１０に示す。図８（Ａ）は、液晶２
１として反強誘電性液晶（１）を使用し、液晶２１が強
誘電相を示さないように駆動した場合の印加電圧と透過
率との関係を示す。一方、図８（Ｂ）は、液晶２１とし
て反強誘電性液晶（１）を使用し、液晶２１が強誘電相
を示すように駆動した場合の印加電圧と透過率との関係
を示す。なお、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）と同一の電圧
範囲での特性のみ示す。FIGS. 8 to 10 show changes in transmittance obtained by such a driving method. FIG. 8A shows the liquid crystal 2.
The relationship between the applied voltage and the transmittance when the antiferroelectric liquid crystal (1) is used as 1 and the liquid crystal 21 is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase is shown. On the other hand, FIG. 8B shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the anti-ferroelectric liquid crystal (1) is used as the liquid crystal 21 and the liquid crystal 21 is driven to exhibit a ferroelectric phase. Note that FIG. 8B shows only characteristics in the same voltage range as FIG. 8A.

【００８２】図９（Ａ）は、液晶２１として反強誘電性
液晶（２）を使用し、液晶２１が強誘電相を示さないよ
うに駆動した場合の印加電圧と透過率との関係を示す。
一方、図９（Ｂ）は、液晶２１として反強誘電性液晶
（２）を使用し、液晶２１が強誘電相を示すように駆動
した場合の印加電圧と透過率との関係を示す。なお、図
９（Ｂ）は、図９（Ａ）と同一の電圧範囲での特性のみ
示す。FIG. 9A shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the antiferroelectric liquid crystal (2) is used as the liquid crystal 21 and the liquid crystal 21 is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase. .
On the other hand, FIG. 9B shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the anti-ferroelectric liquid crystal (2) is used as the liquid crystal 21 and the liquid crystal 21 is driven to exhibit a ferroelectric phase. Note that FIG. 9B shows only characteristics in the same voltage range as FIG. 9A.

【００８３】図１０（Ａ）は、液晶２１として反強誘電
性液晶（３）を使用し、液晶２１が強誘電相を示さない
ように駆動した場合の印加電圧と透過率との関係を示
す。この場合、液晶分子の動作角は４４°（＝有効コー
ンアングル２θ_eff）であった。一方、図１０（Ｂ）
は、液晶２１として反強誘電性液晶（３）を使用し、液
晶２１が強誘電相を示すように駆動した場合の印加電圧
と透過率との関係を示す。なお、図１０（Ｂ）は、図１
０（Ａ）と同一の電圧範囲での特性のみ示す。FIG. 10A shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the anti-ferroelectric liquid crystal (3) is used as the liquid crystal 21 and the liquid crystal 21 is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase. . In this case, the operation angle of the liquid crystal molecules was 44 ° (= effective cone angle 2θ _eff ). On the other hand, FIG.
Shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the antiferroelectric liquid crystal (3) is used as the liquid crystal 21 and the liquid crystal 21 is driven so as to exhibit a ferroelectric phase. Note that FIG.
Only the characteristics in the same voltage range as 0 (A) are shown.

【００８４】図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）に
示すように、液晶２１が強誘電相を示すように液晶表示
素子を駆動した場合には、第１回目の駆動と第２回目の
駆動とで電気光学特性に違いが生じている。すなわち、
液晶２１が強誘電相を示すように液晶表示素子を駆動し
た場合は、液晶表示素子の焼き付き現象が発生している
ことが理解できる。これに対し、図８（Ａ）、図９
（Ａ）、図１０（Ａ）に示すように、液晶２１が強誘電
相を示さないように液晶表示素子を駆動した場合には、
第１回目の駆動と第２回目の駆動とで電気光学特性が実
質的に一致する。すなわち、液晶２１が強誘電相を示さ
ないように液晶表示素子を駆動した場合は、液晶表示素
子の焼き付き現象が発生しておらず、この発明の効果が
あることが理解できる。As shown in FIGS. 8 (B), 9 (B), and 10 (B), when the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 exhibits a ferroelectric phase, the first driving is performed. There is a difference in electro-optical characteristics between the second driving and the second driving. That is,
When the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 exhibits a ferroelectric phase, it can be understood that the burn-in phenomenon of the liquid crystal display element has occurred. In contrast, FIGS. 8A and 9
(A), when the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 does not show a ferroelectric phase as shown in FIG.
The electro-optical characteristics of the first drive and the second drive substantially match. That is, when the liquid crystal display element is driven such that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase, the burn-in phenomenon of the liquid crystal display element does not occur, and it can be understood that the effect of the present invention is obtained.

【００８５】図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）に
示すように、表１のいずれの物性を有する液晶を用いた
場合も、液晶２１が強誘電相を示さないように駆動した
場合に比べて、第１回目の駆動と第２回目の駆動とで電
気光学特性の違いが小さくなるが、特に、コーンアング
ル２θが４５°、５０°、６０°と大きくなるに従っ
て、液晶２１の電気光学特性の違いが小さくなり、コー
ンアングル２θを６０°とした場合には、ほぼ完全に電
気光学特性の違いがなくなる。As shown in FIGS. 8 (A), 9 (A), and 10 (A), even when a liquid crystal having any of the physical properties shown in Table 1 is used, the liquid crystal 21 does not show a ferroelectric phase. Although the difference in electro-optical characteristics between the first drive and the second drive is smaller than that in the case where the cone angle 2θ is driven, in particular, as the cone angle 2θ increases to 45 °, 50 °, and 60 °, The difference in the electro-optical characteristics of the liquid crystal 21 is reduced, and when the cone angle 2θ is set to 60 °, the difference in the electro-optical characteristics is almost completely eliminated.

【００８６】（第２実施例）次に、コーンアングル２θ
が６１°、ＩＳＯ−ＳA転移温度が６５．９°、ＳA−Ｓ
C^*転移温度が６４．３、自発分極が１１０nc／cm²、チ
ルト角θが３０．５°の物性を有するＤＨＦを液晶２１
として使用した液晶表示素子を用いて第１実施例と同様
の実験を行った。(Second Embodiment) Next, a cone angle 2θ
61 °, ISO-SA transition temperature 65.9 °, SA-S
DHF having physical properties of C ^* transition temperature of 64.3, spontaneous polarization of 110 nc / cm ² , and tilt angle θ of 30.5 ° was prepared using liquid crystal 21.
An experiment similar to that of the first embodiment was performed using the liquid crystal display element used as the first embodiment.

【００８７】この第２実施例では、液晶表示素子の電気
光学特性を、液晶表示素子を次のように駆動することに
よって測定した。 １． 液晶２１が強誘電相を示すように駆動する場合に
は、画素電極１３と共通電極１７との間にパルス電圧を
＋２０Ｖから−２０Ｖまで、０．５Ｖ刻みで、約３０秒
ずつ順次印加し、各パルス電圧における透過率を測定す
る。液晶２１が強誘電相を示さないように駆動する場合
には、画素電極１３と共通電極１７との間にパルス電圧
を＋６Ｖから−６Ｖまで、０．５Ｖ刻みで、約３０秒ず
つ順次印加し、各パルス電圧における透過率を測定する
（第１回目の駆動）。In the second embodiment, the electro-optical characteristics of the liquid crystal display device were measured by driving the liquid crystal display device as follows. 1. When the liquid crystal 21 is driven so as to exhibit a ferroelectric phase, a pulse voltage is sequentially applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from +20 V to −20 V in steps of 0.5 V for about 30 seconds. The transmittance at each pulse voltage is measured. When the liquid crystal 21 is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, a pulse voltage is sequentially applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from + 6V to -6V in 0.5V steps for about 30 seconds. Then, the transmittance at each pulse voltage is measured (first drive).

【００８８】２． その後、液晶２１が強誘電相を示す
ように駆動する場合には、画素電極１３と共通電極１７
との間に＋２０Ｖを約３０分間印加し続ける。液晶２１
が強誘電相を示さないように駆動する場合には、画素電
極１３と共通電極１７との間に＋６Ｖを約３０分間印加
し続ける。 ３． 第１回目の駆動と同一の駆動方法で液晶表示素子
を駆動し、各パルス電圧における透過率を測定する（第
２回目の駆動）。2. Thereafter, when the liquid crystal 21 is driven to exhibit a ferroelectric phase, the pixel electrode 13 and the common electrode 17 are driven.
Is continuously applied for about 30 minutes. Liquid crystal 21
Is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, +6 V is continuously applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 for about 30 minutes. 3. The liquid crystal display element is driven by the same drive method as the first drive, and the transmittance at each pulse voltage is measured (second drive).

【００８９】図１１（Ａ）は、液晶２１として上記の物
性を有するＤＨＦ液晶を使用した液晶表示素子を、液晶
２１が強誘電相を示さないように駆動した場合の印加電
圧と透過率との関係を示す。一方、図１１（Ｂ）は、液
晶２１として上記の物性を有するＤＨＦ液晶を使用し、
液晶２１が強誘電相を示すように駆動した場合の印加電
圧と透過率との関係を示す。なお、図１１（Ｂ）は、図
１１（Ａ）と同一の電圧範囲での特性のみ示す。FIG. 11A shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when the liquid crystal display element using the DHF liquid crystal having the above-mentioned properties as the liquid crystal 21 is driven so that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase. Show the relationship. On the other hand, FIG. 11B shows a case where a DHF liquid crystal having the above physical properties is used as the liquid crystal 21,
The relationship between the applied voltage and the transmittance when the liquid crystal 21 is driven to exhibit a ferroelectric phase is shown. Note that FIG. 11B shows only characteristics in the same voltage range as FIG. 11A.

【００９０】図１１（Ｂ）に示すように、液晶２１が強
誘電相を示すように液晶表示素子を駆動した場合には、
第１回目の駆動と第２回目の駆動とで電気光学特性に違
いが生じている。すなわち、液晶２１が強誘電相を示す
ように液晶表示素子を駆動した場合は、液晶表示素子の
焼き付き現象が発生していることが理解できる。これに
対し、図１１（Ａ）に示すように、液晶２１が強誘電相
を示さないように液晶表示素子を駆動した場合には、第
１回目の駆動と第２回目の駆動とで光学特性が実質的に
一致する。液晶２１が強誘電相を示さないように液晶表
示素子を駆動した場合には、液晶表示素子の焼き付き現
象が発生しておらず、この発明の効果があることが理解
できる。As shown in FIG. 11B, when the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 exhibits a ferroelectric phase,
There is a difference in electro-optical characteristics between the first drive and the second drive. That is, when the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 exhibits the ferroelectric phase, it can be understood that the burn-in phenomenon of the liquid crystal display element has occurred. On the other hand, as shown in FIG. 11A, when the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase, the optical characteristics are changed between the first drive and the second drive. Substantially match. When the liquid crystal display element is driven so that the liquid crystal 21 does not exhibit a ferroelectric phase, the burn-in phenomenon of the liquid crystal display element does not occur, and it can be understood that the effect of the present invention is obtained.

【００９１】（第３実施例）次に、表１に示す反強誘電
性液晶（１）について、図５に示す駆動方法（１パルス
駆動法）と図６に示す駆動方法（３パルス駆動法）との
両方における比較実験を行った。(Third Embodiment) Next, with respect to the antiferroelectric liquid crystal (1) shown in Table 1, the driving method shown in FIG. 5 (one-pulse driving method) and the driving method shown in FIG. ) Were compared.

【００９２】この実施例において、第１実施例で用いた
液晶２１として表１に示す反強誘電性液晶（１）を用い
た液晶表示素子を形成した。次に、各画素の選択期間６
０μ秒、１／２２０デューティでこの液晶表示素子を１
パルス駆動方と３パルス駆動方のそれぞれについて以下
に示すように駆動した。In this embodiment, a liquid crystal display element using the antiferroelectric liquid crystal (1) shown in Table 1 as the liquid crystal 21 used in the first embodiment was formed. Next, the selection period 6 for each pixel
This liquid crystal display element is set to 1 at 0 μsec, 1/220 duty.
Each of the pulse driving method and the three pulse driving method was driven as described below.

【００９３】１パルス駆動法では、各選択期間に、画素
電極１３と共通電極１７との間に階調パルス電圧を＋５
Ｖから−５Ｖまで０．５Ｖ刻みで印加し、各階調パルス
電圧における透過率を測定する。−５Ｖまでの測定が終
了したら、逆に、画素電極１３と共通電極１７との間に
−５Ｖから＋５Ｖまで０．５Ｖ刻みで、書き込み電圧を
印加し、各階調パルス電圧における透過率を測定する。In the one-pulse driving method, the gradation pulse voltage is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 by +5 during each selection period.
The voltage is applied from V to −5 V in steps of 0.5 V, and the transmittance at each gradation pulse voltage is measured. When the measurement up to -5 V is completed, conversely, a write voltage is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 in steps of 0.5 V from -5 V to +5 V, and the transmittance at each gradation pulse voltage is measured. .

【００９４】３パルス駆動法では、各選択期間に、画素
電極１３と共通電極１７との間に−５Ｖと＋５Ｖのパル
スを２０μ秒ずつ印加した後、階調パルスを印加する。
階調パルスは、＋５Ｖから−５Ｖまで０．５Ｖ刻みで変
化させ、各階調パルス電圧における透過率を測定する。
−５Ｖまでの階調パルス電圧における透過率の測定が終
了したら、逆に、画素電極１３と共通電極１７との間に
階調パルス電圧を−５Ｖから＋５Ｖまで０．５Ｖ刻みで
印加し、各階調パルス電圧における透過率を測定する。In the three-pulse driving method, during each selection period, a pulse of −5 V and a voltage of +5 V are applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 for 20 μsec each, and then a gradation pulse is applied.
The gradation pulse is changed from +5 V to −5 V in 0.5 V steps, and the transmittance at each gradation pulse voltage is measured.
When the measurement of the transmittance at a gradation pulse voltage of −5 V is completed, on the contrary, a gradation pulse voltage is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 from −5 V to +5 V in 0.5 V steps. The transmittance at the modulation pulse voltage is measured.

【００９５】１パルス駆動法による光学特性を図１２
（Ａ）に、３パルス駆動法による光学特性を図１２
（Ｂ）にそれぞれ示す。図１２（Ａ）に示すように、１
パルス駆動法によりヒステリシスが発生する場合でも、
図１２（Ｂ）に示すように、３パルス駆動法を使用する
ことにより、ヒステリシスの影響を低減し、安定した階
調表示を行うことができる。FIG. 12 shows the optical characteristics obtained by the one-pulse driving method.
FIG. 12A shows the optical characteristics obtained by the three-pulse driving method.
(B) shows each. As shown in FIG.
Even when hysteresis occurs due to the pulse driving method,
As shown in FIG. 12B, by using the three-pulse driving method, the effect of hysteresis can be reduced, and stable gradation display can be performed.

【００９６】なお、階調パルスＶＤの他に設定パルスＶ
Ｈのみを印加する２パルス駆動法によって液晶表示素子
を駆動した場合でも、上記の３パルス駆動法の場合とほ
ぼ同様の結果が得られる。また、階調パルスＶＤ、設定
パルスＶＨ及びリセットパルスＶＬに加えて補償パルス
−ＶＤを印加する４パルス駆動法によって液晶表示素子
を駆動した場合でも、上記の３パルス駆動法の場合とほ
ぼ同様の結果が得られる。Note that, besides the gradation pulse VD, the setting pulse V
Even when the liquid crystal display element is driven by the two-pulse driving method in which only H is applied, substantially the same result as in the above-described three-pulse driving method is obtained. Further, even when the liquid crystal display element is driven by a four-pulse driving method in which a compensation pulse −VD is applied in addition to the gradation pulse VD, the setting pulse VH, and the reset pulse VL, substantially the same as the above-described three-pulse driving method. The result is obtained.

【００９７】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示素子
によれば、液晶分子が第１，第２の強誘電相に配列する
ことなく透過率の最大値または最小値が得られ、また、
一対の偏光板の一方の光学軸を、液晶のダイレクタの振
れ角の中心からずれた範囲に設定しているので、液晶素
子の直流的な駆動が可能になり、そして強誘電相を使用
することなく、液晶を駆動するので、自発分極による表
示の焼き付きの少ない表示素子を得ることができる。し
かも、広視野角、高速応答性が得られる。As described above, according to the display element of the present invention, the liquid crystal molecules are arranged in the first and second ferroelectric phases.
The maximum or minimum value of the transmittance can be obtained without
One of the optical axes of the pair of polarizing plates is aligned with the vibration of the liquid crystal director.
Angle is set off the center of the angle.
Since the element can be driven in a DC manner and the liquid crystal is driven without using a ferroelectric phase, a display element with less display burn-in due to spontaneous polarization can be obtained. In addition, a wide viewing angle and high-speed response can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a display element according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す表示素子の下基板の構成を示す平面
図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a lower substrate of the display element shown in FIG.

【図３】偏光板の透過軸と液晶分子の配向方向の関係を
示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a transmission axis of a polarizing plate and an alignment direction of liquid crystal molecules.

【図４】液晶の印加電圧と透過率との関係を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an applied voltage of a liquid crystal and transmittance.

【図５】この発明の実施の形態にかかる表示素子の駆動
方法により画素に印加される電圧の波形と透過率との関
係を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing a relationship between a waveform of a voltage applied to a pixel and a transmittance by a method of driving a display element according to an embodiment of the present invention.

【図６】この発明の実施の形態にかかる表示素子の駆動
方法により画素に印加される電圧の波形と透過率との関
係を示すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing a relationship between a waveform of a voltage applied to a pixel and a transmittance by a method of driving a display element according to an embodiment of the present invention.

【図７】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
の他の例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another example of the structure of the display element according to the embodiment of the present invention;

【図８】（Ａ）と（Ｂ）は、表１に示す反強誘電性液晶
（１）を使用した実施例を、それぞれ、液晶が強誘電相
を示さないように駆動した場合と、液晶が強誘電相を示
すように駆動した場合の印加電圧と透過率との関係を示
す。8 (A) and (B) show an example using an antiferroelectric liquid crystal (1) shown in Table 1 in a case where the liquid crystal was driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, and a case where a liquid crystal was used. Shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when driven to show a ferroelectric phase.

【図９】（Ａ）と（Ｂ）は、表１に示す反強誘電性液晶
（２）を使用した実施例を、それぞれ、液晶が強誘電相
を示さないように駆動した場合と、液晶が強誘電相を示
すように駆動した場合の印加電圧と透過率との関係を示
す。9 (A) and (B) show an example using an antiferroelectric liquid crystal (2) shown in Table 1 when the liquid crystal is driven so that the liquid crystal does not show a ferroelectric phase; Shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when driven to show a ferroelectric phase.

【図１０】（Ａ）と（Ｂ）は、表１に示す反強誘電性液
晶（３）を使用した実施例を、それぞれ、液晶が強誘電
相を示さないように駆動した場合と、液晶が強誘電相を
示すように駆動した場合の印加電圧と透過率との関係を
示す。10 (A) and (B) show an example using an antiferroelectric liquid crystal (3) shown in Table 1 when the liquid crystal is driven so as not to exhibit a ferroelectric phase, Shows the relationship between the applied voltage and the transmittance when driven to show a ferroelectric phase.

【図１１】（Ａ）と（Ｂ）は、ＤＨＦ液晶を使用した実
施例を、それぞれ、液晶が強誘電相を示さないように駆
動した場合と、液晶が強誘電相を示すように駆動した場
合の印加電圧と透過率との関係を示す。FIGS. 11A and 11B show examples using a DHF liquid crystal when driven so that the liquid crystal does not show a ferroelectric phase and when driven so that the liquid crystal shows a ferroelectric phase, respectively. The relationship between the applied voltage and the transmittance in the case is shown.

【図１２】（Ａ）は１パルス駆動法による光学特性を、
（Ｂ）は３パルス駆動法による光学特性をそれぞれ示
す。FIG. 12A shows optical characteristics obtained by a one-pulse driving method.
(B) shows the optical characteristics by the three-pulse driving method, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１・・・透明基板（下基板）、１２・・・透明基板（上基
板）、１３・・・画素電極、１４・・・アクティブ素子（ＴＦ
Ｔ）、１５・・・ゲートライン（走査ライン）、１６・・・デ
ータライン（階調信号ライン）、１７・・・対向電極、１
８・・・配向膜、１９・・・配向膜、２０・・・シール材、２１・
・・液晶、２２・・・ギャップ材、２３・・・偏光板（下偏光
板）、２４・・・偏光板（上偏光板）、３１・・・行ドライ
バ、３２・・・列ドライバ11: transparent substrate (lower substrate), 12: transparent substrate (upper substrate), 13: pixel electrode, 14: active element (TF
T), 15: gate line (scan line), 16: data line (gradation signal line), 17: counter electrode, 1
8 ... alignment film, 19 ... alignment film, 20 ... sealing material, 21.
..Liquid crystal, 22 gap material, 23 polarizing plate (lower polarizing plate), 24 polarizing plate (upper polarizing plate), 31 row driver, 32 column driver

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−289367（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−226624（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297350（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−303081（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/141 G02F 1/1335 G02F 1/133 G09G 3/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-2899367 (JP, A) JP-A-1-288826 (JP, A) JP-A-63-226624 (JP, A) JP-A-5-288 297350 (JP, A) JP-A-5-303081 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) G02F 1/141 G02F 1/1335 G02F 1/133 G09G 3/36

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】対向面に電極がそれぞれ形成された一対の
基板と、 前記一対の基板の間に配置され、前記電極間に印加され
た一方極性の第１の電圧に応じて液晶分子が第１の方向
にほぼ配列した第１の強誘電相を示す第１の配向状態
と、前記電極間に印加された他方極性の第２の電圧に応
じて液晶分子が第２の方向にほぼ配列した第２の強誘電
相を示す第２の配向状態と、前記電極間に電圧を印加し
ていないときにスメクティック相の層の法線方向とほぼ
一致する第３の方向に液晶分子がそのダイレクタを向け
て配向する第３の配向状態とを有し、前記第１の電圧と
第２の電圧との中間の任意の第３の電圧の印加に応じて
液晶分子がそのダイレクタを前記第１の方向と前記第２
の方向との間の方向に向けて配向する強誘電相を示す液
晶と、 前記一対の基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学
軸が前記第１と第２の方向のいずれか一方と前記第３の
方向とにより挟まれる角度範囲で、且つ前記第１と第２
の方向のいずれか一方に対して、前記第１の方向と前記
第２の方向とがなす角度の２分の１未満の角度で交差す
る方向に設置され、他方の光学軸が前記一方の光学軸と
実質的に垂直または平行にそれぞれ配置された一対の偏
光板と、 を備える強誘電性相を示す液晶を用いた表示素子。1. A pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface, and a liquid crystal molecule disposed between the pair of substrates, wherein liquid crystal molecules are formed in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are substantially aligned in the second direction according to the first alignment state indicating the first ferroelectric phase substantially aligned in the first direction and the second voltage of the other polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules move their directors in a second orientation state indicative of a second ferroelectric phase and in a third direction substantially coincident with the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. And a third alignment state in which the liquid crystal molecules are oriented in the first direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. And the second
And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase oriented in a direction between the first and second directions, and one of the optical axes is disposed between one of the first and second directions. An angle range sandwiched by the third direction and the first and second angles
The first direction and the
Intersect at less than half the angle between the second direction
And a pair of polarizers, each of which is disposed in a different direction, and whose other optical axis is substantially perpendicular or parallel to the one optical axis, comprising: a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase. 【請求項２】前記強誘電相を示す液晶は、前記第１の方
向と前記第２の方向とがなす角度が、前記一対の偏光板
の光学軸が互いに交差する角度の２分の１より大きい第
１，第２の配向状態を有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の表示素子。 2. A liquid crystal exhibiting the ferroelectric phase, comprising:
Direction and the angle between the second direction, the pair of polarizing plates
The optical axes of
2. The display element according to claim 1, wherein the display element has a first alignment state . 【請求項３】前記一対の偏光板は、一方の光学軸を、前
記第１と第２の方向のいずれか一方の方向と、前記第１
の方向と前記第２の方向とがなす角度から前記２つの光
学軸がなす角度を引いた角度で交差する方向との間の方
向に配置した、 ことを特徴とする請求項２に記載の表示素子。 3. The polarizing plate of claim 1, wherein one of the optical axes is set to the front.
The one of the first and second directions and the first
From the angle between the direction of
The direction between the direction intersecting at an angle minus the angle formed by the academic axes
The display element according to claim 2, wherein the display element is arranged in a direction . 【請求項４】前記液晶は、前記第１の方向と前記第２の
方向とのなす交角が４５゜より大きい角度で夫々配向す
る強誘電性相をもっており、 前記一対の偏光板の一方は、前記第１の方向と前記第２
の方向のいずれかに対して、前記交角より４５゜を差し
引いた角度の範囲にその光学軸の方向を配置した、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載
の表示素子。4. The liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than 45 °, and one of the pair of polarizing plates includes: The first direction and the second direction
The display element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the direction of the optical axis is arranged in a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to any of the directions. . 【請求項５】前記液晶は、前記第１の方向と前記第２の
方向とのなす交角がほぼ６０゜より大きい角度で夫々配
向する強誘電性相をもっており、 前記一対の偏光板の一方は、前記第１の方向と前記第２
の方向のいずれかに対して、ほぼ１２．５゜以上の角度
でその光学軸の方向を配置した、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載
の表示素子。5. The liquid crystal has a ferroelectric phase in which an intersection angle between the first direction and the second direction is oriented at an angle larger than approximately 60 °, and one of the pair of polarizing plates is , The first direction and the second direction
The display element according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction of the optical axis is arranged at an angle of about 12.5 ° or more with respect to any of the directions. 【請求項６】前記液晶は、前記第１の方向と前記第２の
方向とのなす交角が９０゜より大きい角度で夫々配向す
る強誘電性相をもっている、 ことを特徴とする請求項１に記載の表示素子。Wherein said liquid crystal, said first direction forming an angle of intersection between the second direction has the ferroelectric phase respectively oriented at an angle greater than 90 °, to claim 1, wherein The display element as described in the above. 【請求項７】前記液晶は、対向する前記電極間に電圧が
印加されていないときに、液晶のダイレクタが前記第１
の方向と前記第２の方向とでなす角度のほぼ２等分線と
平行な方向に向いた反強誘電性相を示す反強誘電性液晶
である、 ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載
の表示素子。7. The liquid crystal is configured such that when no voltage is applied between the opposing electrodes, the director of the liquid crystal is the first liquid crystal.
Claims 1 to 6 in the direction is anti-ferroelectric liquid crystal exhibiting antiferroelectric phase oriented in a direction parallel to the substantially bisector of the angle formed by said second direction, characterized in that The display element according to any one of the above. 【請求項８】対向面に電極がそれぞれ形成された一対の
基板と、 前記一対の基板の間に配置され、前記電極間に印加され
た一方極性の第１の電圧に応じて液晶分子が第１の方向
にほぼ配列した第１の強誘電相を示す第１の配向状態
と、前記電極間に印加された他方極性の第２の電圧に応
じて液晶分子が第２の方向にほぼ配列した第２の強誘電
相を示す第２の配向状態と、前記電極間に電圧を印加し
ていないときにスメクティック相の層の法線方向とほぼ
一致する第３の方向に液晶分子がそのダイレクタを向け
て配向する第３の配向状態とを有し、前記第１の電圧と
第２の電圧との中間の任意の第３の電圧の印加に応じて
液晶分子がそのダイレクタを前記第１の方向と前記第２
の方向との間の方向に向けて配向する強誘電相を示す液
晶と、 前記一対の基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学
軸が前記第１と第２の方向のいずれか一方と前記第３の
方向とにより挟まれる角度範囲に設定され、他方の光学
軸はその光学軸と前記一方の光学軸とのなす角度の２分
の１が前記第１の方向と前記第２の方向とがなす角度よ
り小さくなるように配置された一対の偏光板と、 を備える強誘電相を示す液晶を用いた表示素子。8. A pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface, and a liquid crystal molecule disposed between the pair of substrates, wherein liquid crystal molecules are formed in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are substantially aligned in the second direction according to the first alignment state indicating the first ferroelectric phase substantially aligned in the first direction and the second voltage of the other polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules move their directors in a second orientation state indicative of a second ferroelectric phase and in a third direction substantially coincident with the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. And a third alignment state in which the liquid crystal molecules are oriented in the first direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. And the second
And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase oriented in a direction between the first and second directions, and one of the optical axes is disposed between one of the first and second directions. The third
Is set in the angle range sandwiched by the
Axis and a pair of polarizing plates placed so that one half of the angle is smaller than the angle formed with said second direction and said first direction of said one of the optical axis and their optical axes A display element using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, comprising: 【請求項９】前記一対の偏光板は、一方の光学軸を、前
記第１と第２の方向のいずれか一方の方向と、前記第１
の方向と前記第２の方向とがなす角度から前記２つの光
学軸がなす角度を引いた角度で交差する方向との間の方
向に配置した、 ことを特徴とする請求項８に記載の表示素子。9. A pair of polarizing plates , wherein one of the optical axes is aligned with one of the first and second directions and the first optical axis .
9. The display according to claim 8 , wherein the display device is arranged in a direction between a direction intersecting at an angle obtained by subtracting an angle formed by the two optical axes from an angle formed by the second direction and the angle formed by the second direction. element. 【請求項１０】対向面に電極がそれぞれ形成された一対
の基板と、 前記一対の基板の間に配置され、前記電極間に印加され
た一方極性の第１の電圧に応じて液晶分子が第１の方向
にほぼ配列した第１の強誘電相を示す第１の配向状態
と、前記電極間に印加された他方極性の第２の電圧に応
じて液晶分子が第２の方向にほぼ配列した第２の強誘電
相を示す第２の配向状態と、前記電極間に電圧を印加し
ていないときにスメクティック相の層の法線方向とほぼ
一致する第３の方向に液晶分子がそのダイレクタを向け
て配向する第３の配向状態とを有し、前記第１の電圧と
第２の電圧との中間の任意の第３の電圧の印加に応じて
液晶分子がそのダイレクタを前記第１の方向と前記第２
の方向との間の方向に向けて配向する強誘電相を示す液
晶と、 前記一対の基板を挟んで配置され、いずれか一方の光学
軸が前記第１と第２の方向のいずれか一方と前記第３の
方向とにより挟まれる角度範囲に設置され、他方の光学
軸が前記一方の光学軸と実質的に垂直または平行にそれ
ぞれ配置された一対の偏光板と、 前記電極間の前記液晶に、液晶のダイレク夕を前記第１
の方向と第２の方向とにより挟まれる角度範囲より狭い
角度範囲で変化させる電圧を印加する駆動手段と、 を備える強誘電性相を示す液晶を用いた表示素子装置。10. A pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface, and a liquid crystal molecule disposed between the pair of substrates, wherein liquid crystal molecules are formed in response to a first voltage of one polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules are substantially aligned in the second direction according to a first alignment state indicating a first ferroelectric phase substantially aligned in one direction and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes. The liquid crystal molecules move their directors in a second orientation state indicative of a second ferroelectric phase and in a third direction substantially coincident with the normal direction of the smectic phase layer when no voltage is applied between the electrodes. A third orientation state in which the liquid crystal molecules are oriented toward the first direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. And the second
And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase oriented in a direction between the first and second directions, and one of the optical axes is disposed between the first and second directions. A pair of polarizing plates disposed in an angle range sandwiched by the third direction and the other optical axis being substantially perpendicular or parallel to the one optical axis, and the liquid crystal between the electrodes; , The liquid crystal director
A driving means for applying a voltage that changes in an angle range narrower than the angle range sandwiched between the direction and the second direction, and a display element device using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase. 【請求項１１】前記駆動手段は、前記液晶を強誘電相と
させない角度範囲で前記液晶のダイレクタを変化させる
電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項１０記載の表示素子装置。11. The display device according to claim 10 , wherein said driving means applies a voltage for changing a director of said liquid crystal within an angle range in which said liquid crystal does not have a ferroelectric phase. 【請求項１２】前記液晶は、前記第１の方向と前記第２
の方向とのなす交角か４５゜より大きい角度で夫々配向
する強誘電性相をもっており、 前記駆動手段は、液晶のダイレクタを前記第１の方向と
第２の方向とにより挟まれる角度範囲の内のほぼ４５゜
の角度範囲で変化させる電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の表示素
子装置。12. The liquid crystal according to claim 1, wherein the liquid crystal is in the first direction and the second direction.
The driving means has a ferroelectric phase which is oriented at an angle of intersection with the direction of the liquid crystal or at an angle larger than 45 °, wherein the driving means is disposed within an angle range between the first direction and the second direction. The display element device according to claim 10 or 11 , wherein a voltage that changes in an angle range of approximately 45 ° is applied. 【請求項１３】前記一対の偏光板は、いずれか一方の光
学軸を、前記駆動手段によって変化させられるダイレク
夕の角度範囲の一方の側の方向と実質的に平行に配置し
た、 ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１つに
記載の表示素子装置。13. The pair of polarizing plates, wherein one of the optical axes is disposed substantially parallel to a direction on one side of an angle range of a director changed by the driving means. display device according to any one of claims 10 to 12,. 【請求項１４】前記一対の偏光板の一方は、前記第１の
方向と前記第２の方向のいずれかに対して、前記交角よ
り４５゜を差し引いた角度の範囲に、その光学軸の方向
を配置した、 ことを特徴とする請求項１０に記載の表示素子装置。14. An optical axis direction of one of the pair of polarizing plates is set in a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle with respect to one of the first direction and the second direction. The display device according to claim 10 , wherein: 【請求項１５】前記一対の基板は、 画素電極と該画素電極に接続されたアクティブ素子がマ
トリクス状に配列された一方の基板と、 前記画素電極に対向する対向電極が形成された他方の基
板と、より構成されている、 ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１つに
記載の表示素子装置。15. The pair of substrates, wherein one substrate in which pixel electrodes and active elements connected to the pixel electrodes are arranged in a matrix, and the other substrate on which a counter electrode facing the pixel electrodes is formed. The display element device according to any one of claims 10 to 14 , further comprising: 【請求項１６】前記一対の基板は、 走査電極が形成された一方の基板と、 前記走査電極に対して垂直方向に延びる信号電極が形成
された他方の基板と、より構成されている、 ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１つに
記載の表示素子装置。16. The pair of substrates includes one substrate on which a scanning electrode is formed, and the other substrate on which a signal electrode extending in a direction perpendicular to the scanning electrode is formed. display device according to any one of claims 10 to 14, wherein the.