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JPH06202100A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

Info

Publication number
JPH06202100A
JPH06202100A JP5280640A JP28064093A JPH06202100A JP H06202100 A JPH06202100 A JP H06202100A JP 5280640 A JP5280640 A JP 5280640A JP 28064093 A JP28064093 A JP 28064093A JP H06202100 A JPH06202100 A JP H06202100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
pixel
electrode
crystal display
cell thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5280640A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinjiro Okada
伸二郎 岡田
Kazunori Katakura
一典 片倉
Yutaka Inaba
豊 稲葉
Makoto Kojima
誠 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5280640A priority Critical patent/JPH06202100A/en
Publication of JPH06202100A publication Critical patent/JPH06202100A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain good color characteristics and gradation characteristics by a ferroelectric liquid crystal by changing an electrode area or color filter area according to cell thicknesses. CONSTITUTION:An electrode 41, an insulating film 42 and an oriented film 43 are formed as flat surfaces on one substrate 45 of a pair of the substrates 45, 45'. On the other hand, electrodes 41' are formed for respective picture elements on a member 40 having a slope on the other substrate 45' and the surface thereof is covered with an oriented film 43'. The electrode 41 on the substrate is common to the two picture elements. The cell thickness gradient is such that the cell thickness changes continuously toward the surface of the substrate from d1 to d2 and the area ratio at the respective cell thicknesses d1, (d1<=di<=d2) is standardized according to the cell thickness di in such a manner that the transmittance is equaled, there by the phenomenon of the decrease in the quantity of transmitted light by the cell thickness di is averted. Namely, the specified transmittance is maintained regardless of the cell thickness di by fluctuating the electrode area according to the cell thickness gradient.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの端末、
テレビ受像機、ワードプロセッサ、タイプライター等に
用いられる表示装置やプロジェクターの光バルブ、ビデ
オカメラレコーダーのビューファインダー等に用いられ
る液晶表示素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a computer terminal,
The present invention relates to a liquid crystal display device used for a display device used in a television receiver, a word processor, a typewriter, a light valve of a projector, a viewfinder of a video camera recorder, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子としてはツイスティッド・
ネマティック(TN)液晶を用いたもの、ゲスト・ホス
ト型のもの、スメクティック(Sm)液晶を用いたもの
等が知られている。
2. Description of the Related Art As a liquid crystal display element, a twisted
Known types include those using nematic (TN) liquid crystals, guest-host type ones, and those using smectic (Sm) liquid crystals.

【0003】これらの液晶は一対の基板間に配され、印
加電圧に応じて光の透過率が変化する。よって、基板間
隔いわゆる液晶層の厚みによって印加される電界強度が
異なる。
These liquid crystals are arranged between a pair of substrates, and the light transmittance changes according to the applied voltage. Therefore, the applied electric field strength varies depending on the substrate spacing, that is, the thickness of the liquid crystal layer.

【0004】このような、液晶層に印加される電界強度
の大小を制御する方法が、米国特許第4,712,87
7号明細書に詳しく記されている。
A method for controlling the magnitude of the electric field strength applied to the liquid crystal layer is described in US Pat. No. 4,712,87.
It is described in detail in the specification No. 7.

【0005】この方法は、単位画素内に液晶層の異なる
厚みの領域を形成し、同じ印加電圧が供給されても、液
晶にかかる電界強度をその領域に応じて異なるようにす
るものである。
According to this method, regions having different thicknesses of the liquid crystal layer are formed in the unit pixel, and even if the same applied voltage is applied, the electric field strength applied to the liquid crystal is made different depending on the region.

【0006】このような方法は、TN液晶だけでなく強
誘電性液晶(FLC)にも適用でき、良好な階調表示が
行なえるという特徴を持つ。
Such a method can be applied not only to the TN liquid crystal but also to the ferroelectric liquid crystal (FLC) and is characterized in that good gradation display can be performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表示素子においては、表示させる画像が階調の度合
によっては設計通りの画像にならない場合があった。
However, in such a display element, an image to be displayed may not be an image as designed depending on the degree of gradation.

【0008】本発明者らはその原因を探るべく研究を重
ねた結果、液晶層の複屈折性のために領域によって液晶
を透過する光の強度が異ることが原因となっていること
を見い出した。
As a result of repeated research to find out the cause, the inventors found that the intensity of light passing through the liquid crystal varies depending on the region due to the birefringence of the liquid crystal layer. It was

【0009】本発明の目的は上述した技術的課題を解決
し、良好な画像表示の行なえる液晶表示素子を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to provide a liquid crystal display device capable of displaying an excellent image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、第1
に対向配置した一対の電極基板間に液晶を挟持してなる
液晶表示素子であって、少なくとも一方の電極基板に複
数のフィルターを配し、画素の面積を該画素に対応する
フィルターの種類毎に変えたことを特徴とする液晶表示
素子を提供するものである。
Means and Action for Solving the Problems
A liquid crystal display element in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode substrates arranged to face each other, and a plurality of filters are arranged on at least one of the electrode substrates, and a pixel area is set for each type of filter corresponding to the pixel. The present invention provides a liquid crystal display device characterized by being changed.

【0011】次に本発明の第2は、対向配置した一対の
電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子
であって、上下基板の交差部で各画素を構成し、一方の
電極上に3種類以上のカラーフィルターを配し、上記セ
ル厚に応じてカラーフィルターを通過した透過光の液晶
層の透過率が一定になるようにカラーフィルターの面積
及び/又は形状或いは電極交差部の面積及び/又は形状
を変えたことを特徴とする液晶表示素子を提供するもの
である。
Next, a second aspect of the present invention is a liquid crystal display device comprising a pair of electrode substrates arranged opposite to each other and sandwiching a ferroelectric liquid crystal, wherein each pixel is formed at the intersection of the upper and lower substrates. Areas and / or shapes of the color filters or electrode crossing so that three or more types of color filters are arranged on the electrodes of the color filters and the transmittance of the liquid crystal layer of the transmitted light passing through the color filters becomes constant according to the cell thickness. It is intended to provide a liquid crystal display device characterized in that the area and / or the shape of a part are changed.

【0012】また本発明の第3は、対向配置した一対の
電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子
であって、上下基板の交差部で各画素を構成し、一方の
電極上に各画素毎に凹凸を設けて1画素内にセル厚の勾
配を設け、該セル厚に応じて電極交差部の面積及び/又
は形状を変えて、入力電圧に対して透過率の変化が対数
的になるように各画素内での強誘電性液晶の閾値分布を
設定したことを特徴とする液晶表示素子である。
A third aspect of the present invention is a liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode substrates arranged to face each other, each pixel being formed at the intersection of the upper and lower substrates. The unevenness is provided for each pixel on the electrode, the gradient of the cell thickness is provided within one pixel, and the area and / or the shape of the electrode crossing portion is changed according to the cell thickness to change the transmittance with respect to the input voltage. The liquid crystal display element is characterized in that the threshold distribution of the ferroelectric liquid crystal in each pixel is set so that is logarithmic.

【0013】さらに本発明の第4は、対向配置した一対
の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素
子であって、上下基板の交差部で各画素を構成し、一方
の電極上に各画素毎に凹凸を設けて1画素内にセル厚の
勾配を設け、且つ少なくとも一方の電極基板に3種類以
上のカラーフィルターを配し、上記セル厚に応じて各カ
ラーフィルターを通過した透過光の輝度が一定になるよ
うにカラーフィルターの面積及び/又は形状或いは電極
交差部の面積及び/又は形状を変えたことを特徴とする
液晶表示素子を提供するものである。
Further, a fourth aspect of the present invention is a liquid crystal display element comprising a pair of electrode substrates arranged opposite to each other and sandwiching a ferroelectric liquid crystal, wherein each pixel is formed at the intersection of the upper and lower substrates. Concavity and convexity are provided for each pixel on the electrode to provide a cell thickness gradient within one pixel, and at least one of the electrode substrates is provided with three or more types of color filters and passes through each color filter according to the cell thickness. The present invention provides a liquid crystal display device characterized in that the area and / or shape of a color filter or the area and / or shape of an electrode intersection portion is changed so that the brightness of transmitted light becomes constant.

【0014】さらにまた本発明の第5は、対向配置した
一対の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表
示素子であって、上下基板の交差部で各画素を構成し、
一方の電極上に各画素毎に凹凸を設けて1画素内にセル
厚の勾配を設け、且つ少なくとも一方の電極基板に3種
類以上のカラーフィルターを配し、複数の画素で表示単
位を構成し上記セル厚により該複数の画素の面積が異な
り且つ該複数の画素の面積がセル厚の増加に伴い減少す
る部分と増加する画素が存在することを特徴とする液晶
表示素子を提供するものである。
Further, a fifth aspect of the present invention is a liquid crystal display device comprising a pair of electrode substrates arranged opposite to each other and sandwiching a ferroelectric liquid crystal, wherein each pixel is formed at the intersection of the upper and lower substrates,
Concavity and convexity are provided for each pixel on one electrode to provide a cell thickness gradient within one pixel, and at least one type of electrode substrate is provided with three or more types of color filters to form a display unit with a plurality of pixels. The present invention provides a liquid crystal display device characterized in that the areas of the plurality of pixels are different depending on the cell thickness, and there are a portion where the area of the plurality of pixels decreases and an area where the area increases as the cell thickness increases. .

【0015】加えて本発明の第6は、対向配置した一対
の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素
子であって、上下基板の交差部で各画素を構成し、一方
の電極上に各画素毎に凹凸を設けて1画素内にセル厚の
勾配を設け、且つ少なくとも一方の電極基板に3種類以
上のカラーフィルターを配し、複数の画素で表示単位を
構成し上記セル厚により該複数の画素の面積が異なり且
つ該複数の画素の面積の合計がセル厚によらずほぼ等し
いことを特徴とする液晶表示素子を提供するものであ
る。
In addition, a sixth aspect of the present invention is a liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode substrates arranged to face each other, each pixel being formed at the intersection of the upper and lower substrates. Unevenness is provided on each electrode of each pixel to provide a cell thickness gradient within one pixel, and at least one of the electrode substrates is provided with three or more kinds of color filters to form a display unit with a plurality of pixels. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device characterized in that the areas of the plurality of pixels are different depending on the cell thickness, and the total area of the plurality of pixels is substantially the same regardless of the cell thickness.

【0016】本発明の好適な実施態様においては、中間
調表示における画素内の透過率のずれを、該画素内で該
透過率を呈している領域の面積によって補償しようとす
るものである。
In a preferred embodiment of the present invention, a shift in transmittance within a pixel in halftone display is compensated by the area of a region exhibiting the transmittance within the pixel.

【0017】該画素は、通常一対の電極基板にそれぞれ
設けられた電極として機能する部分同士が重なった部位
と、必要に応じて設けられるフィルター、或いは同様に
必要に応じて設けられる遮光部材、等との組み合わせに
よって規定される。
In the pixel, a portion where portions functioning as electrodes, which are usually provided on a pair of electrode substrates, overlap each other, a filter provided if necessary, or a light shielding member similarly provided if necessary, etc. It is specified by the combination with.

【0018】以下、具体例を挙げて本発明の実施態様に
ついて説明する。
The embodiments of the present invention will be described below with reference to specific examples.

【0019】画素内で、液晶層の厚みを変化させて、階
調表示を行おうとする方式においては、液晶層の複屈折
性のために液晶層を通過する光の強度が異る。一般に、
透過強度比R(入射光と透過光との強度比;透過率)
は、光の波長λ,液晶層の厚みd,液晶層の屈折率異方
性Δnにより、次の式で表わされる。
In the method of changing the thickness of the liquid crystal layer in the pixel to perform gradation display, the intensity of light passing through the liquid crystal layer is different due to the birefringence of the liquid crystal layer. In general,
Transmission intensity ratio R (intensity ratio between incident light and transmitted light; transmittance)
Is expressed by the following equation by the wavelength λ of light, the thickness d of the liquid crystal layer, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer.

【0020】R∝sin2 (π・Δn・d/λ) 従って、液晶層の厚み即ちセル厚dによって、どの波長
の入射光を透過させ易いかが異ってくる。
R∝sin 2 (πΔnd / λ) Therefore, depending on the thickness of the liquid crystal layer, that is, the cell thickness d, which wavelength of incident light is likely to be transmitted is different.

【0021】図1は液晶セル、カラーフィルター、光学
フィルター、光源の分光特性を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the spectral characteristics of the liquid crystal cell, color filter, optical filter, and light source.

【0022】図1において、(A),(B)は、液晶層
の厚み(セル厚)が1.0μmと、1.5μmの液晶セ
ルの透過光の分光特性を示している。強誘電液晶の屈折
率異方性Δnは約0.15〜0.19である。図1
(A)では、波長にして400nm近傍の透過率が高
く、650nm近傍では低くなっている。逆に図1
(B)においては、400nm近傍での透過率は650
nm近傍での透過率に比べて低い。
In FIGS. 1A and 1B, FIGS. 1A and 1B show spectral characteristics of transmitted light of a liquid crystal cell having a liquid crystal layer thickness (cell thickness) of 1.0 μm and 1.5 μm. The refractive index anisotropy Δn of the ferroelectric liquid crystal is about 0.15 to 0.19. Figure 1
In (A), the transmittance is high near the wavelength of 400 nm and is low near the wavelength of 650 nm. Conversely, Figure 1
In (B), the transmittance in the vicinity of 400 nm is 650.
It is lower than the transmittance in the vicinity of nm.

【0023】540nm近傍では、400,650nm
程ではないが差はある。
400,650 nm near 540 nm
To a lesser extent, there are differences.

【0024】この分光強度の比、例えば(A),(B)
の場所でのR(650nm),G(540nm),B
(400nm)の波長の強度比を(A)のR(650n
m)を1として規格化した場合の値を次の表に表す。
The ratio of the spectral intensities, eg (A), (B)
R (650nm), G (540nm), B at
The intensity ratio of the wavelength of (400 nm) is set to R (650 n) of (A).
The following table shows the values when m) is standardized as 1.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】(A),(B)のセル厚部分の面積は次表
のようにするとそのセル厚部分の透過率を各波長によっ
て等しく設定することができる。
When the areas of the cell thick portions of (A) and (B) are set as shown in the following table, the transmittance of the cell thick portion can be set equal for each wavelength.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】図2は本発明に用いられる液晶セルの断面
を示す図であり、2画素分の断面を示している。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a liquid crystal cell used in the present invention, showing a cross section of two pixels.

【0029】一対の基板の一方45には電極41、絶縁
膜42、配向膜43、が平坦な面として形成されてい
る。対照的に他方の基板45’上には傾斜面を持つ部材
40上にそれぞれの画素毎に電極41’が形成されその
上を配向膜43’で覆っている。ここでは上基板の電極
41は2つの画素に共通になっている。
On one of the pair of substrates 45, an electrode 41, an insulating film 42, and an alignment film 43 are formed as flat surfaces. On the other hand, on the other substrate 45 ', an electrode 41' is formed for each pixel on a member 40 having an inclined surface and is covered with an alignment film 43 '. Here, the electrode 41 on the upper substrate is common to the two pixels.

【0030】図2に示したセル厚勾配は、セル厚がd1
からd2 まで基板の表面方向に連続に変化しているがそ
の各々のセル厚di ,(d1 i 2 )においての
面積比を、透過率が等しくなるように該セル厚di に応
じて規格化することで、セル厚によって、透過光量が異
なるという現象を回避することができる。
In the cell thickness gradient shown in FIG. 2, the cell thickness is d 1
Cell thickness but each has changed continuously toward the surface of the substrate to d 2 from d i, the cell thickness to the area ratio, the transmittance is equal to the (d 1 <d i <d 2) By normalizing according to d i , it is possible to avoid the phenomenon that the amount of transmitted light differs depending on the cell thickness.

【0031】図3は、セル厚と画素の形状とを示す模式
図である。従来は破線のような正方形の画素であったの
に対し、本発明ではセル厚の勾配方向即ちL方向によっ
てその画素の巾wが変化している。こうして、各画素は
単位面積当りの透過率の小さい部分は巾wを大きくする
ことにより透過光量を増やし、単位面積当りの透過率の
大きい部分は巾wを小さくすることにより透過光量を減
らすよう調整されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the cell thickness and the pixel shape. Conventionally, the pixel has a square shape like a broken line, but in the present invention, the width w of the pixel changes depending on the gradient direction of the cell thickness, that is, the L direction. In this way, each pixel is adjusted to increase the amount of transmitted light by increasing the width w in a portion having a small transmittance per unit area, and reduce the amount of transmitted light in a portion having a large transmittance per unit area by decreasing the width w. Has been done.

【0032】実際の液晶セルにおいて、画素の面積を変
える方法は数種類ある。
In an actual liquid crystal cell, there are several methods for changing the area of a pixel.

【0033】図4は、その代表例を示すための模式図で
あり、理解し易いよう、2つの画素を例に挙げている
が、実際には100以上の画素で大型の表示画面は作ら
れる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a typical example thereof, and two pixels are taken as an example for easy understanding, but in reality, a large display screen is made up of 100 or more pixels. .

【0034】図4の(A)は一方の電極の形状を前述し
た設計思想に基づいて切り欠いた構成である。もちろん
このような切欠きは電極41’に形成してもよいし、両
電極41,41’に形成してもよい。
FIG. 4A shows a configuration in which the shape of one electrode is cut out based on the above-mentioned design concept. Of course, such a notch may be formed in the electrode 41 'or both electrodes 41, 41'.

【0035】図4の(B)は電極41,41’は切り欠
くことなく、画素部分に重ねるフィルター(FT)の形
状を前述した設計思想に基づいて切り欠いている。
In FIG. 4B, the electrodes 41 and 41 'are not cut out, but the shape of the filter (FT) to be superimposed on the pixel portion is cut out based on the above-mentioned design concept.

【0036】該切り欠いた部分には必要に応じて、遮光
部材BMを設けてもよい。特に後述する実施例の中に見
られるように他の画素の切り欠き部を適宜組み合わせて
画素の配置密度を高めれば、遮光部材BMを必要としな
いで構成できる。
If necessary, a light blocking member BM may be provided in the cutout portion. In particular, as will be seen in Examples described later, if the notch portions of other pixels are appropriately combined to increase the pixel arrangement density, the light shielding member BM can be eliminated.

【0037】本発明に用いられる液晶としては、周知の
TN液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等がある。例
えば、シッフ塩基系のアルコキシベンジリデンアルキル
アニリン、アルキルアルコキシアゾベンゼン、フェニル
ベンゾエート系液晶、シアノビフェニル系液晶、シクロ
ヘキシルカルボン酸エステル系液晶、2,3−ジフルオ
ロフェニレン系の液晶、等のネマティック液晶材料、D
OBAMBC、HOBACPC等のスメクティック液晶
材料が挙げられる。
As the liquid crystal used in the present invention, there are known TN liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal and the like. For example, a nematic liquid crystal material such as Schiff base type alkoxybenzylidene alkylaniline, alkylalkoxyazobenzene, phenylbenzoate type liquid crystal, cyanobiphenyl type liquid crystal, cyclohexylcarboxylic acid ester type liquid crystal, 2,3-difluorophenylene type liquid crystal, D
Examples include smectic liquid crystal materials such as OBAMBC and HOBACPC.

【0038】本発明に用いられる電極としては、酸化す
ず、酸化インジウム、酸化インジウムすず等の透明導電
膜が好ましく用いられ、必要に応じて、金属導電膜が低
抵抗化のために部分的に配されて構成される。
As the electrode used in the present invention, a transparent conductive film of tin oxide, indium oxide, indium tin oxide or the like is preferably used, and if necessary, a metal conductive film is partially arranged to reduce the resistance. Is configured.

【0039】また、画素内にセル厚の差異を生じさせる
ための凹凸形成用の部材としては光を透過する樹脂や無
機材料で構成される。
A member for forming irregularities for producing a difference in cell thickness within a pixel is made of a resin or an inorganic material that transmits light.

【0040】本発明において、フィルターを設ける場合
には、米国特許第4,712,874号、第4,80
2,743号、第4,786,148号等の明細書に開
示されているフィルターを用いることができる。
When a filter is provided in the present invention, US Pat. Nos. 4,712,874 and 4,80 are used.
The filters disclosed in the specifications such as 2,743, 4,786,148 and the like can be used.

【0041】また、階調表示を行う場合には、米国特許
第4,747,671号、第4,796,980号、第
4,712,877号明細書に開示されている駆動方法
を用いることができる。
When gradation display is performed, the driving method disclosed in US Pat. Nos. 4,747,671, 4,796,980 and 4,712,877 is used. be able to.

【0042】次に、前述した構造の画素を用い、液晶と
して強誘電性液晶を使用して液晶セルを構成した例につ
いて述べる。
Next, an example in which a liquid crystal cell is constructed by using a ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal using the pixel having the above-mentioned structure will be described.

【0043】強誘電性液晶(FLC)を用いた表示素子
に関しては米国特許第4,639,089号、同第4,
655,561号及び同第4,681,404号公報等
に記載されている。本発明には、これらの米国特許に記
されているように透明電極を形成し配向処理を施した2
枚のガラス基板を、透明電極が内面になるように1〜3
μm程度のセルギャップを保って構成した液晶セルに、
強誘電性液晶を注入したものが用いられる。
Display devices using ferroelectric liquid crystal (FLC) are disclosed in US Pat. Nos. 4,639,089 and 4,439.
No. 655,561 and No. 4,681,404. In the present invention, as described in these US patents, a transparent electrode was formed and subjected to orientation treatment.
1 to 3 glass substrates so that the transparent electrode is the inner surface
A liquid crystal cell with a cell gap of about μm
A liquid crystal in which a ferroelectric liquid crystal is injected is used.

【0044】強誘電性液晶を用いた上記表示素子の特徴
は、2つ有る。1つは、強誘電性液晶が自発分極を持つ
ことにより外部電界と自発分極の結合力とをスイッチン
グに利用出来ることであり、もう1つは、強誘電性液晶
分子の長軸方向が自発分極の向きと1対1に対応してい
るため外部電極の極性によってスイッチングできること
である。
The display device using the ferroelectric liquid crystal has two features. One is that since the ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization, the external electric field and the coupling force of the spontaneous polarization can be used for switching, and the other is that the long-axis direction of the ferroelectric liquid crystal molecules is spontaneously polarized. It is possible to perform switching depending on the polarity of the external electrode because it has a one-to-one correspondence with the direction of.

【0045】強誘電性液晶は一般にカイラル・スメクテ
ィック液晶(SmC* 、SmH* )を用いているのでバ
ルク状態では液晶分子長軸がねじれた配向を示すが、上
述の1〜3μm程度のセルギャップを有するセル内に注
入した状態にすることにより、液晶分子長軸のねじれを
解消できる。この現象については、p213〜p234
N.A.CLARK et al.,MCLC,19
83,Vol 94.等に記載されている。
Since the ferroelectric liquid crystal is generally a chiral smectic liquid crystal (SmC * , SmH * ), the long axis of the liquid crystal molecules exhibits twisted alignment in the bulk state. By injecting the liquid crystal into the cell, the twist of the long axis of the liquid crystal molecule can be eliminated. For this phenomenon, see p213 to p234.
N. A. CLARK et al. , MCLC, 19
83, Vol 94. Etc.

【0046】強誘電性液晶は、2つの安定状態を光透過
状態及び光遮断状態とし、主として2値(明・暗)の表
示素子として利用されているが、多値表示、即ち中間調
表示も可能である。中間調表示法の1つは、画素内の双
安定状態(光透過状態又は光遮断状態)の面積比を制御
することにより中間的な光透過状態を実現するものであ
る。上記のような階調表示方法(以下、面積変調法と称
す)について詳しく説明する。
Ferroelectric liquid crystal is used mainly as a binary (bright / dark) display element by setting two stable states to a light transmitting state and a light blocking state, but multivalue display, that is, halftone display is also used. It is possible. One of the halftone display methods is to realize an intermediate light transmission state by controlling the area ratio of the bistable state (light transmission state or light blocking state) in the pixel. The above gradation display method (hereinafter referred to as area modulation method) will be described in detail.

【0047】図5は強誘電性液晶素子のスイッチングパ
ルス電圧Vと透過光量Iの関係を模式的に示した図であ
り、初め完全な光遮断(暗)状態にあった画素に一方極
性の単発パルスを印加した後の透過光量Iを、単発パル
スの電圧Vの関数としてプロットしたグラフである。パ
ルス電圧Vが閾値Vth未満の時(V<Vth)透過光量は
変化せず、パルス印加後の透過状態は図6(b)のよう
に印加前の状態を示す図6(a)と変わらない。パルス
電圧Vが閾値を越えると(Vth<V)画素内の一部分が
他方の安定状態、即ち図6(c)に示す光透過状態に遷
移し、全体として中間的な透過光量を示す。更にパルス
電圧Vが大きくなり、飽和値Vsat を越え(Vsat
V)になると、図6(d)に示すように画素全部が光透
過状態になるので光量は一定値に達する(飽和する)。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the switching pulse voltage V of the ferroelectric liquid crystal element and the amount of transmitted light I. A single-polarity single-shot event occurs in a pixel that was initially in a completely light-blocking (dark) state. 6 is a graph in which the amount I of transmitted light after applying a pulse is plotted as a function of the voltage V of a single pulse. When the pulse voltage V is less than the threshold value V th (V <V th ), the amount of transmitted light does not change, and the transmission state after pulse application is as shown in FIG. 6 (a) showing the state before application as shown in FIG. 6 (b). does not change. When the pulse voltage V exceeds the threshold value (V th <V), a part of the pixel transitions to the other stable state, that is, the light transmission state shown in FIG. 6C, and shows an intermediate amount of transmitted light as a whole. The pulse voltage V further increases and exceeds the saturation value V sat (V sat <
At V), all the pixels are in a light transmitting state as shown in FIG. 6D, and thus the light amount reaches a certain value (saturates).

【0048】即ち、面積階調法は画素に印加する電圧
を、パルス電圧VがVth<V<Vsatを満たすように制
御して、そのパルス電圧Vに対応した中間調を表示する
ものである。
That is, in the area gradation method, the voltage applied to the pixel is controlled so that the pulse voltage V satisfies V th <V <V sat , and the halftone corresponding to the pulse voltage V is displayed. is there.

【0049】しかし、図5に示した電圧−透過光量の関
係がセル厚と温度に依存するため、表示パネル内にセル
厚分布や温度分布があると、一定の電圧を持つパルス電
圧の印加に対して、表示パネルの場所によって異なる階
調が表示されてしまう場合がある。
However, since the voltage-transmitted light amount relationship shown in FIG. 5 depends on the cell thickness and the temperature, if there is a cell thickness distribution or a temperature distribution in the display panel, it is not possible to apply a pulse voltage having a constant voltage. On the other hand, different gradations may be displayed depending on the location of the display panel.

【0050】図7は、このことを説明するための図であ
り、図5と同じく、パルス電圧Vと透過光量Iとの関係
を示したグラフであるが、異なった温度における両者の
関係、即ち高温での関係を示す曲線Hと低温での関係を
示す曲線Lを示している。一般に、表示サイズが大きい
ディスプレイでは同一パネル内に温度分布が生じてくる
ことは珍しくない。従って、ある駆動電圧Vapによって
中間調を表示しようとしても、図7に示すようにI1
らI2 までの範囲にわたって同一パネル内での中間調レ
ベルがばらついてしまい、均一な階調表示状態を得るこ
とができなくなる場合がある。
FIG. 7 is a diagram for explaining this, and is a graph showing the relationship between the pulse voltage V and the amount of transmitted light I, as in FIG. 5, but the relationship between the two at different temperatures, that is, A curve H showing a relationship at a high temperature and a curve L showing a relationship at a low temperature are shown. In general, it is not uncommon for a display having a large display size to have a temperature distribution within the same panel. Therefore, even if the halftone is displayed by a certain driving voltage V ap , the halftone level in the same panel varies over the range from I 1 to I 2 as shown in FIG. 7, resulting in a uniform gradation display state. May not be able to get.

【0051】以上のような問題を解決するために、本出
願人が特開平4−218022号公報にて先に提案した
駆動法(以下4パルス法という)が既に考え出されてい
る。「4パルス法」は、本願図8,9に示されている通
り、1つのパネル内の同一走査線上にあり、互いに異な
る閾値を有する複数の画素全てに対して、複数のパルス
(図8のパルスA、B、C、D)を印加することによ
り、図9に示すように最終的には等しい光透過量を得る
ようにしたものである。尚、図8中T1 、T2 、T3
パルス(B)、(C)、(D)に同期して設定された選
択時間である。また、図9中Q0 、Q0’、Q1
2 、Q3 は画素の階調レベルを示し、Q0 は黒(0
%)、Q0’は白(100%)である。図9中の画素は
画素内に閾値分布を持ち、図中左側から右側へ向かって
(VthからVsat へ向かって)閾値が高くなっている。
In order to solve the above problems, a driving method (hereinafter referred to as a 4-pulse method) previously proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-218022 has been devised. As shown in FIGS. 8 and 9 of the present application, the “four-pulse method” is a method in which a plurality of pulses (in FIG. 8) are provided for all pixels on the same scanning line in one panel and having different thresholds. By applying the pulses A, B, C, D), finally, as shown in FIG. 9, an equal light transmission amount is obtained. Note that T 1 , T 2 , and T 3 in FIG. 8 are selection times set in synchronization with the pulses (B), (C), and (D). Further, in FIG. 9, Q 0 , Q 0 ′, Q 1 ,
Q 2 and Q 3 indicate the gradation level of the pixel, and Q 0 is black (0
%), Q 0 'is white (100%). The pixels in FIG. 9 have a threshold distribution in the pixels, and the threshold increases from the left side to the right side (from V th to V sat ) in the figure.

【0052】更に、本出願人は本発明に先立ち、画素シ
フト法という駆動法を提案している。画素シフト法は複
数の走査信号線に同時に異なる走査信号を入力して、選
択することにより、複数の走査線にまたがった電界強度
の分布を作り、階調表示をする方式である。
Further, the present applicant has proposed a driving method called a pixel shift method prior to the present invention. The pixel shift method is a method in which different scanning signals are simultaneously input to a plurality of scanning signal lines and selected to create a distribution of electric field intensity across a plurality of scanning lines and display a gradation.

【0053】この方法によれば、温度変化による閾値の
変動を、複数の走査線に渡って書き込み領域をシフトさ
せることによって吸収できる。
According to this method, the fluctuation of the threshold value due to the temperature change can be absorbed by shifting the writing area over a plurality of scanning lines.

【0054】このような駆動法(4パルス法、画素シフ
ト法)は、画素内で一様な閾値分布があるときに有効
で、図2に示したようなセル厚勾配をもったセルにおけ
る駆動に適したものであった。
Such a driving method (4 pulse method, pixel shift method) is effective when there is a uniform threshold distribution in the pixel, and driving in a cell having a cell thickness gradient as shown in FIG. Was suitable for.

【0055】前述した通り画素内で、液晶層の厚みを変
化させて、階調表示を行おうとする方式においては、液
晶層の複屈折性のために液晶層を通過する光の強度が異
るという問題が有る。一般に、透過強度比R(入射光と
透過光との強度比;透過率)は、光の波長λ,液晶層の
厚みd,液晶層の屈折率異方性Δnにより、次の式で表
わされる。
As described above, in the method of performing gradation display by changing the thickness of the liquid crystal layer in the pixel, the intensity of light passing through the liquid crystal layer is different due to the birefringence of the liquid crystal layer. There is a problem. In general, the transmission intensity ratio R (intensity ratio between incident light and transmitted light; transmittance) is expressed by the following equation based on the wavelength λ of light, the thickness d of the liquid crystal layer, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer. .

【0056】R∝sin2 (π・Δn・d/λ) 従って、液晶層の厚み即ちセル厚dによって、どの波長
の入射光を透過させ易いかが異ってくる。
R∝sin 2 (πΔnd / λ) Therefore, depending on the thickness of the liquid crystal layer, that is, the cell thickness d, which wavelength of incident light is likely to be transmitted is different.

【0057】このことは、画素内に、セル厚の勾配を作
って階調表示をする場合に前述した4パルス法ないしは
画素シフト法を用いたとしても、温度変動によって同一
階調における中心透過波長が異なり、温度による色づき
を生じる原因となる。
This means that even if the four-pulse method or the pixel shift method described above is used when a gradation of the cell thickness is formed in a pixel and the gradation is displayed, the central transmission wavelength at the same gradation is changed due to the temperature variation. Are different from each other, which causes coloring due to temperature.

【0058】またカラーフィルターを用いてカラー表示
を行おうとする場合には、温度によって各三原色の波長
の透過率が変動するために、その合成で表示される色も
異ってしまう。このように温度によって明度が異なるだ
けではなく色を構成する三刺激値(例えばR,G,B)
のバランスが崩れてしまい、カラー表示素子としては品
質を落としてしまう。
When a color display is performed using a color filter, the transmittance of the wavelengths of each of the three primary colors varies depending on the temperature, so that the colors displayed by combining them also differ. In this way, the tristimulus values (eg, R, G, B) that make up not only the lightness depending on the temperature but also the color
However, the color balance is lost and the quality of the color display device is deteriorated.

【0059】上記のような課題を解決するために本発明
者らが講じた手段はセル厚勾配に従って電極面積を変動
させることにより、セル厚によらずに、透過率を一定に
保つというものである。カラー表示を行わないときに
は、電極面積をセル厚の薄いところでは大きく、セル厚
の厚い所では小さく取ることによって、良好な階調表示
を行うことができる。またカラー表示を行う時や、白黒
表示時においても透過光の波長特性を制御することが要
求される場合においては、カラーフィルター毎にセル厚
に対応した透過率の制御を行わなくてはならない。例え
ば、カラーフィルターの面積をセル厚によって変動させ
る場合にはセル厚の薄い所では赤(R)、緑(G)のフ
ィルター面積を厚い所に比べて大きくして、逆に青
(B)は厚い所で面積を大きくして薄い所では面積を小
さくするようにする。そして各々のフィルターにおいて
各階調レベルにおける液晶層の透過率を等しくするよう
に、全体の大きさをコントロールすることで階調レベル
によって、色バランスの崩れを少なくできる。またさら
に4パルス法、画素シフト法などの温度補償法を用いた
場合においても、温度変動による色の変化(特にR,
G,Bの合成色)を少なくすることができる。
The means taken by the present inventors to solve the above problems is to keep the transmittance constant regardless of the cell thickness by changing the electrode area according to the cell thickness gradient. is there. When color display is not performed, good gradation display can be performed by making the electrode area large at a thin cell thickness and small at a thick cell thickness. Further, when it is required to control the wavelength characteristics of transmitted light even when performing color display or during black-and-white display, it is necessary to control the transmittance corresponding to the cell thickness for each color filter. For example, in the case where the area of the color filter is changed by the cell thickness, the red (R) and green (G) filter areas are made larger at the thin cell thickness than the thick one, and conversely the blue (B) Increase the area in thick places and decrease the area in thin places. Then, by controlling the overall size of each filter so that the transmittance of the liquid crystal layer at each gradation level becomes equal, it is possible to reduce color balance disruption depending on the gradation level. Furthermore, even when a temperature compensation method such as a 4-pulse method or a pixel shift method is used, a color change (especially R,
The composite color of G and B) can be reduced.

【0060】このような効果はカラーフィルターと電極
共に変化させることが最適であるが、電極のみ、もしく
はカラーフィルターのみの制御によっても、遮光部分の
設定次第で、良好な階調表示を達成することができる。
It is optimum to change both the color filter and the electrode for such an effect. However, even by controlling only the electrode or only the color filter, good gradation display can be achieved depending on the setting of the light-shielding portion. You can

【0061】[0061]

【実施例】【Example】

(実施例1)第1の実施例においては、図2に示したよ
うなセル厚の変化を画素内に有するセルにおいて、透過
光量の補償を行った。
(Example 1) In the first example, the amount of transmitted light was compensated for in a cell having a cell thickness change as shown in FIG.

【0062】本実施例では図2における、d1 を電極間
隙が最短な部分のセル厚,d2 を電極間隙が最大になる
部分の間隙とし、Lが1画素の幅を示している。紙面に
垂直な方向の電極41’を走査電極として、走査電極4
1’側に部材40による凹凸形状を作り込んだ。
In this embodiment, d 1 in FIG. 2 is the cell thickness of the portion where the electrode gap is the shortest, d 2 is the gap where the electrode gap is the maximum, and L is the width of one pixel. The electrode 41 ′ in the direction perpendicular to the paper surface is used as the scanning electrode, and the scanning electrode 4
An uneven shape was formed by the member 40 on the 1'side.

【0063】先ず、ガラス基板上にUV硬化性樹脂を薄
層に形成し金型を押し付けて、UV露光を行い、傾斜面
を持つ凹凸形状を成形した。
First, a UV curable resin was formed in a thin layer on a glass substrate, a mold was pressed against the substrate, and UV exposure was performed to form an uneven shape having an inclined surface.

【0064】このようにして作った凹凸基板上及びもう
一方の基板上にスパッタ法によってITO膜(シート抵
抗:約30Ω□)を形成し、電極形状にパターニングし
た。次に両基板の電極上に配向膜として日立化成社製
(LQ−1802)を約400Åの膜厚で形成ラビング
処理を行った。ラビング処理は、凹凸基板の畝に略直交
方向に、上下基板共同一な方向に行った。こうして、両
基板を対向させ、注入口を除く端部を封止して、両基板
間に液晶を注入して、スメクティック相を呈する液晶セ
ルを作製した。
An ITO film (sheet resistance: about 30 Ω □) was formed on the uneven substrate thus formed and the other substrate by a sputtering method and patterned into an electrode shape. Next, a rubbing treatment was performed on the electrodes of both substrates to form an alignment film of Hitachi Chemical Co., Ltd. (LQ-1802) with a film thickness of about 400 Å. The rubbing treatment was performed in a direction substantially orthogonal to the ridges of the uneven substrate, in a direction common to the upper and lower substrates. In this way, the two substrates were opposed to each other, the ends except the injection port were sealed, and liquid crystal was injected between the two substrates to manufacture a liquid crystal cell exhibiting a smectic phase.

【0065】このセルではd1 =1.0μm、d2
1.40μm、L=200μmとした。
In this cell, d 1 = 1.0 μm and d 2 =
It was set to 1.40 μm and L = 200 μm.

【0066】本例で使用した液晶の相転移等の特性を表
3に示す。この液晶はΔn=0.18であった。
Table 3 shows characteristics such as phase transition of the liquid crystal used in this example. This liquid crystal had Δn = 0.18.

【0067】[0067]

【表3】 [Table 3]

【0068】図10において(a)は図2における1画
素を示したもので1画素内でセル厚がd1 =1.0μm
からd2 =1.4μmまで、連続的に変化している。表
4に、前出の図1の(E)に示すような分光特性の光を
発する光源として三波長管を使用した場合の中心波長
(610nm,545nm,435nm)における各セ
ル厚部分の透過率を示した。
FIG. 10A shows one pixel in FIG. 2 in which the cell thickness d 1 = 1.0 μm in one pixel.
To d 2 = 1.4 μm continuously changing. Table 4 shows the transmittance of each cell thick portion at the central wavelength (610 nm, 545 nm, 435 nm) when a three-wavelength tube is used as a light source that emits light having the spectral characteristics shown in FIG. showed that.

【0069】この表4の透過率はセル厚が0.8μmの
場所での波長610nmの光の透過率を基準(これを1
とおいた)としたものである。
The transmittance of Table 4 is based on the transmittance of light having a wavelength of 610 nm at a cell thickness of 0.8 μm (1
It is said to be).

【0070】表4の数字は単位面積当りの透過率を表わ
すので、この数字が異る場所では、画素面積が同じ場合
には透過光量が異なってしまう。この問題を解決するた
めに、同一の透過光量を与える画素面積を求めると、表
4の( )内の値になる。この数字は、波長とセル厚に
よって決定される透過率の逆数であり、1の透過光量
(ある規準量を1とする)を得るためには、この逆数の
比率で画素面積を構成すれば良いことになる。
Since the numbers in Table 4 represent the transmittance per unit area, in the places where the numbers are different, the amount of transmitted light is different when the pixel area is the same. In order to solve this problem, when the pixel area which gives the same amount of transmitted light is obtained, the value in parentheses in Table 4 is obtained. This number is the reciprocal of the transmittance determined by the wavelength and the cell thickness, and in order to obtain the amount of transmitted light of 1 (assuming a certain reference amount is 1), the pixel area may be configured by the ratio of this reciprocal. It will be.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】図10の(a)に示したようなセル厚勾配
のセルにおいては、図3において示したように、セル厚
の変化方向の長さLは固定されているので、電極幅wを
可変にすることで、該当セル厚部分の面積を変えること
ができる。
In the cell having the cell thickness gradient shown in FIG. 10A, the length L in the changing direction of the cell thickness is fixed as shown in FIG. By making it variable, the area of the corresponding cell thickness portion can be changed.

【0073】本実施例においては、図10の(b),
(c),(d)に示したように、セル厚d1 =1.0μ
mの所の電極幅wを、赤のカラーフィルターを付設した
電極では142μm、緑のカラーフィルターを付設した
電極では124μm、青のカラーフィルターを付設した
電極では98μmに設定した。ここで用いたカラーフィ
ルターの中心波長は、表4に示してある三波長に一致し
ている。つまり赤の中心波長は610nmであり、緑の
中心波長は545nmであり、青の中心波長は435n
mである。この場合の各色の電極幅の比は表4の透過率
の逆数の比によっている。(表4中では面積比と表わし
てある)このようにして、表4における面積比を各セル
厚部分が持つように電極幅を決定してゆくと、最大セル
厚d2 =1.4μmにおける赤、緑、青の電極の電極幅
はそれぞれ98μm,92μm,98μmとなる。つま
り、赤のカラーフィルターを持つ電極は電極幅が142
μmから98μmまで、1画素内でセル厚の変化に従っ
て変化する。
In this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (c) and (d), the cell thickness d 1 = 1.0 μ
The electrode width w at m was set to 142 μm for the electrode with the red color filter, 124 μm for the electrode with the green color filter, and 98 μm for the electrode with the blue color filter. The central wavelength of the color filter used here is in agreement with the three wavelengths shown in Table 4. That is, the center wavelength of red is 610 nm, the center wavelength of green is 545 nm, and the center wavelength of blue is 435 n.
m. In this case, the ratio of the electrode width of each color is based on the ratio of the reciprocal of the transmittance shown in Table 4. In this way, when the electrode width is determined so that each cell thickness part has the area ratio in Table 4, the maximum cell thickness d 2 = 1.4 μm is obtained. The electrode widths of the red, green, and blue electrodes are 98 μm, 92 μm, and 98 μm, respectively. That is, the electrode having a red color filter has an electrode width of 142
It varies from μm to 98 μm according to the change in cell thickness within one pixel.

【0074】青と緑も同じように、1画素内の電極幅は
変化し、それぞれ124μmから92μm(緑),98
μmから98μm(青)となる。
In the same way for blue and green, the electrode width within one pixel changes, and it is 124 μm to 92 μm (green) and 98 μm, respectively.
It is changed from μm to 98 μm (blue).

【0075】こうすることによって、セル厚が異なって
も画素を透過する透過光量は等しくなり、良好なカラー
表示を達成することができた。
By doing so, even if the cell thickness is different, the amount of light transmitted through the pixels becomes equal, and good color display can be achieved.

【0076】(実施例2)第2の実施例においては、実
施例1と同様に図2に示したようなセル厚の変化を画素
内で有するセルを作製して、透過光量の補償を行った。
(Embodiment 2) In the second embodiment, as in the case of Embodiment 1, a cell having a change in cell thickness as shown in FIG. It was

【0077】d1 =1.1μm,d2 =1.65μm,
L=200μmとした以外の他の構成は実施例1と同じ
である。
D 1 = 1.1 μm, d 2 = 1.65 μm,
The other structure is the same as that of the first embodiment except that L = 200 μm.

【0078】図11に実施例を示す。図11において
(a)は、図2における1画素を示したもので、1画素
内でセル厚がd1 =1.1μmからd2 =1.65μm
まで、連続的に変化している。表5には、光源として三
波長管を使用した場合の中心波長(610nm,545
nm,435nm)における各セル厚部分の透過率を示
してある。この透過率はセル厚が0.8μmの場所での
波長610nmの光の透過率を基準(これを1とおい
た)としたものである。この数字は単位面積当りの透過
率を表わすので、この数字が異なる場所では、画素面積
が同じ場合には透過光量が異なってしまう。この問題を
解決するために、同一の透過光量を与える画素面積を求
めると、表5の( )内の値になる。この数字は、波長
とセル厚によって決定される透過率の逆数であり、1の
透過光量(ある規準量を1とする)を得るためには、こ
の逆数の比率で、画素面積を構成すれば良いことにな
る。
FIG. 11 shows an embodiment. In FIG. 11, (a) shows one pixel in FIG. 2, and the cell thickness within one pixel is from d 1 = 1.1 μm to d 2 = 1.65 μm.
Until, it is changing continuously. Table 5 shows the center wavelength (610 nm, 545 nm) when a three-wavelength tube is used as a light source.
nm, 435 nm) is shown for each cell thickness. This transmittance is based on the transmittance of light having a wavelength of 610 nm at a cell thickness of 0.8 μm (this is set to 1). Since this number represents the transmittance per unit area, the amount of transmitted light will be different if the pixel area is the same in different places. In order to solve this problem, when the pixel area that gives the same amount of transmitted light is obtained, the value in parentheses in Table 5 is obtained. This number is the reciprocal of the transmittance determined by the wavelength and the cell thickness, and in order to obtain a transmitted light amount of 1 (assuming a certain reference amount is 1), the pixel area should be constructed with the ratio of this reciprocal. It will be good.

【0079】[0079]

【表5】 [Table 5]

【0080】図11の(a)に示したようなセル厚勾配
のセルにおいては、図3において示したように、セル厚
の変化方向の長さLは固定されているので、電極幅wを
可変にすることで、該当セル厚部分の面積を変えること
ができる。
In the cell having the cell thickness gradient as shown in FIG. 11A, the length L in the changing direction of the cell thickness is fixed as shown in FIG. By making it variable, the area of the corresponding cell thickness portion can be changed.

【0081】実施例2においては、図11の(b),
(c),(d)に示したように、セル厚d1 =1.1μ
mの所の電極幅wを、赤のカラーフィルターを付設した
電極では126μm、緑のカラーフィルターを付設した
電極では110μm、青のカラーフィルターを付設した
電極では94μmに設定した。ここで用いたカラーフィ
ルターの中心波長は、表5に示してある三波長に一致し
ている。つまり赤の中心波長は610nmであり、緑の
中心波長は545nmであり、青の中心波長は435n
mである。この場合の各色の電極幅の比は表5の透過率
の逆数の比によっている。(表5中では面積比と表わし
てある) このようにして、表5における面積比を各セル厚部分が
持つように電極幅を決定してゆくと、最大セル厚d2
1.65μmにおける赤、緑、青の電極の電極幅はそれ
ぞれ92μm,94μm,130μmとなる。つまり、
赤のカラーフィルターを持つ電極は電極幅が126μm
から92μmまで、1画素内でセル厚の変化に従って変
化する。
In the second embodiment, (b) of FIG.
As shown in (c) and (d), the cell thickness d 1 = 1.1 μm
The electrode width w at m was set to 126 μm for the electrode with the red color filter, 110 μm for the electrode with the green color filter, and 94 μm for the electrode with the blue color filter. The center wavelength of the color filter used here is in agreement with the three wavelengths shown in Table 5. That is, the center wavelength of red is 610 nm, the center wavelength of green is 545 nm, and the center wavelength of blue is 435 n.
m. In this case, the ratio of the electrode width of each color is based on the ratio of the reciprocal of the transmittance shown in Table 5. (Indicated as area ratio in Table 5) In this way, when the electrode width is determined so that each cell thickness portion has the area ratio in Table 5, the maximum cell thickness d 2 =
The electrode widths of the red, green, and blue electrodes at 1.65 μm are 92 μm, 94 μm, and 130 μm, respectively. That is,
The electrode with a red color filter has an electrode width of 126 μm
To 92 μm, it changes according to the change of the cell thickness within one pixel.

【0082】青と緑も同じように、1画素内の電極幅は
変化し、それぞれ110μmから94μm(緑),94
μmから130μm(青)となる。
In the same way for blue and green, the electrode width within one pixel changes, and 110 μm to 94 μm (green) and 94 μm, respectively.
It becomes from μm to 130 μm (blue).

【0083】セル厚の変動を1.1μmから1.65μ
mに設定することで、図11に示したように、赤と青の
電極幅変化を相補的に構成することができる。セル厚d
1 =1.1μmの所では、赤が126μmの電極幅を持
ち青は94μmである。また、d2 =1.65μmの所
では赤が92μmで青は130μmである。図12に示
すように、画素電極R,G,Bの平面的な充填度が向上
し、液晶パネル表示面内に占める画素の総面積が大きく
なり開口率を大きくすることができる。
The fluctuation of the cell thickness is changed from 1.1 μm to 1.65 μm.
By setting m, the electrode width changes of red and blue can be configured complementarily as shown in FIG. Cell thickness d
At 1 = 1.1 μm, red has an electrode width of 126 μm and blue has a width of 94 μm. Further, at d 2 = 1.65 μm, red is 92 μm and blue is 130 μm. As shown in FIG. 12, the planar filling degree of the pixel electrodes R, G, B is improved, the total area of the pixels occupying the liquid crystal panel display surface is increased, and the aperture ratio can be increased.

【0084】図12において、セル厚が1.1μm〜
1.65μm変動する場合の電極幅を変化させない場合
に対する開口率の減少率は2.1%であり、セル厚が
1.0μm〜1.4μm変動する場合の開口率の減少率
は10.4%であり、開口率としては、カラーフィルタ
ーもしくは電極の構成をセル厚に対して、相補的に行う
ことで大きく改善できた。
In FIG. 12, the cell thickness is 1.1 μm
The decrease rate of the aperture ratio when the electrode width is changed by 1.65 μm is 2.1%, and the decrease rate of the aperture ratio when the cell thickness is changed by 1.0 μm to 1.4 μm is 10.4. %, And the aperture ratio could be greatly improved by complementarily configuring the color filter or the electrode with respect to the cell thickness.

【0085】(実施例3)第3の実施例として印加電圧
(V)と透過率(T)の関係を電極面積を変更すること
で最適化した具体例を示す。
(Third Embodiment) As a third embodiment, a specific example in which the relationship between the applied voltage (V) and the transmittance (T) is optimized by changing the electrode area is shown.

【0086】図2のような直線的なセル厚の分布をもた
せた場合には、画素内の反転面積は、印加電圧Vに比例
する。図13を用いて説明すると、1画素内の薄い方を
x=0とおいてセル厚が厚くなる方向にxを取る。画素
の幅はwとして、xは0からlまでを変化する。ある電
圧を印加すると、セル厚の最も薄いx=0からx=x0
までの部分が反転する。そのとき[0,x0 ]の部分が
白、[x0 ,w]の部分が黒(消去方向状態)として、
画素の大きさは図13の(b)に示されるようにwxm
なのでmが一定の場合、横軸wの比率で階調表示が達成
できる。x=0のときは、0%の透過率であり、x=w
のときは100%である。
When the linear cell thickness distribution as shown in FIG. 2 is provided, the inversion area in the pixel is proportional to the applied voltage V. This will be described with reference to FIG. 13. The thin one in one pixel is set to x = 0, and x is taken in the direction in which the cell thickness increases. The width of the pixel is w, and x varies from 0 to 1. When a certain voltage is applied, x = 0 to x = x 0 , which is the thinnest cell thickness.
The parts up to are reversed. At that time, the portion [0, x 0 ] is white, and the portion [x 0 , w] is black (erasure direction state).
The pixel size is wxm as shown in FIG.
Therefore, when m is constant, gradation display can be achieved at the ratio of the horizontal axis w. When x = 0, the transmittance is 0%, and x = w
Is 100%.

【0087】強誘電液晶が反転するために必要な電界強
度をEthとすると、電圧Vを印加したときに、閾値電界
thを超えて状態反転する領域[0,x]は次の式で表
わされる。
[0087] strength the dielectric liquid is the E th field intensity required to reverse, when a voltage is applied V, region state reversed exceeds a threshold electric field E th [0, x] in the following formula Represented.

【0088】[0088]

【数1】 [Equation 1]

【0089】この関係は透過率T,印加電圧V共にリニ
アな軸上でのVに対するTの直線性を示している。
This relationship shows the linearity of T with respect to V on a linear axis for both the transmittance T and the applied voltage V.

【0090】ところが、液晶セルが温度変化した場合
に、液晶の応答速度は対数的に変化してゆくことが知ら
れており、このことは横軸がリニアに取られているT−
V特性の直線性の傾きが、温度変化に対して維持できな
いことを示す(T−V特性曲線が横軸上を平行移動しな
い)。従来例において説明した階調表示に関する温度補
償法(4パルス法,画素シフト法)は、T−V特性の直
線性が必要である。従って、このような温度補償法を使
うためには、T−V特性を横軸が対数でプロットして直
線になるようにしておけばよい。それは次式においてE
thが温度によって変動しても平行移動することからもわ
かる。
However, it is known that when the temperature of the liquid crystal cell changes, the response speed of the liquid crystal changes logarithmically, which means that the abscissa is linear.
It shows that the slope of the linearity of the V characteristic cannot be maintained with respect to the temperature change (the T-V characteristic curve does not move in parallel on the horizontal axis). The temperature compensation method (4 pulse method, pixel shift method) for gradation display described in the conventional example requires linearity of the TV characteristic. Therefore, in order to use such a temperature compensation method, it is sufficient to plot the T-V characteristic in a straight line by plotting the abscissa logarithmically. Which is
It can be seen from the fact that th changes in parallel even if it changes with temperature.

【0091】 T=AlogV+B=AlogEth・d+B Eth→Eth’と変化したとき T=AlogEth’・d+B =AlogEth・d+Alog(Eth’/Eth)+B =AlogV+C (II)[0091] T = AlogV + B = AlogE th · d + B E th → E th ' as when you change T = AlogE th' · d + B = AlogE th · d + Alog (E th '/ E th) + B = AlogV + C (II)

【0092】Eth’はVによらない定数項なのでCの中
に含まれる。T−logVの関係はEthによらず一定の
傾きを持つ。
Since E th 'is a constant term that does not depend on V, it is included in C. Relationship T-log V has a constant slope regardless of the E th.

【0093】図14の(a)に、T−V特性曲線を示し
ているが、図2のような直線的な勾配を持ったセルの場
合、図中の点線(補正前)のように、logV軸上で直
線性を示さない。これを、図中実線(補正後)で示した
ような、直線性のある特性に補正するために、セル厚の
勾配に応じて、図3における電極幅wを変化させる。
A TV characteristic curve is shown in FIG. 14A. In the case of a cell having a linear gradient as shown in FIG. 2, as shown by the dotted line (before correction) in the figure, It shows no linearity on the log V axis. In order to correct this to a linear characteristic as shown by the solid line (after correction) in the figure, the electrode width w in FIG. 3 is changed according to the gradient of the cell thickness.

【0094】表6に示した入力電圧と図13における画
素上の位置(x)の関係は(I)式に示したような線型
な関係にある。補正前の透過率も入力電圧と位置(x)
と線型な関係にあるが、これを式(II)で示したよう
な、対数関係に直すために、電極の幅をそれぞれ補正前
に比べて表6中の倍率だけ大きくする。
The relationship between the input voltage shown in Table 6 and the position (x) on the pixel in FIG. 13 has a linear relationship as shown in the formula (I). The transmittance before correction is also the input voltage and position (x)
However, in order to convert this into a logarithmic relationship as shown in the formula (II), the width of each electrode is increased by the magnification in Table 6 as compared with that before correction.

【0095】[0095]

【表6】 [Table 6]

【0096】補正前においてもセル厚によらず透過光量
を等しくできることは実施例1,2において述べたが、
その電極幅を表6に示したような率でさらに変調するこ
とで、log軸上で平行移動するT−V特性が得られ
る。
It has been described in Embodiments 1 and 2 that the transmitted light amount can be equalized regardless of the cell thickness even before correction.
By further modulating the electrode width at a rate as shown in Table 6, a TV characteristic that translates on the log axis can be obtained.

【0097】図14の(b)にその際の赤、緑、青の電
極形状を比率で表わした。また、ここでは横軸を電圧に
取ったがパルス幅に取ってT−ΔT特性により階調特性
を把握する場合でも全く同じことが成り立つ。
In FIG. 14 (b), the shapes of the red, green and blue electrodes at that time are shown as a ratio. Further, here, the horizontal axis is taken as the voltage, but the same holds true when the gradation characteristics are grasped by the T-ΔT characteristics taking the pulse width as the pulse width.

【0098】(実施例4)本実施例では実施例2と同様
に、図2において、d1 =1.1μm,d2 =1.65
μm,L=200μmとした。図15に本実施例の画素
形状を示す。図15において(a)は図2における1画
素を示したもので、1画素内でセル厚がd1 =1.1μ
mからd2 =1.65μmまで連続的に変化している。
図16の(b)には本実施例で光源として使用した三波
長管の波長特性とR,G,B3色のカラーフィルターの
透過率の波長特性を示す。また液晶セルに用いた液晶は
実施例1と同じものを使った。表7に液晶セルを透過す
る光のうち、R,G,B各画素の透過光のピークの波長
に相当する、615nm,540nm,450nmでの
透過率を示した。この透過率はセル厚が1.1μmの場
所での波長615nmの光の透過率を基準(これを1と
おいた)としたものである。
(Embodiment 4) In this embodiment, as in Embodiment 2, in FIG. 2, d 1 = 1.1 μm and d 2 = 1.65.
μm and L = 200 μm. FIG. 15 shows the pixel shape of this embodiment. In FIG. 15, (a) shows one pixel in FIG. 2, and the cell thickness within one pixel is d 1 = 1.1 μm.
It continuously changes from m to d 2 = 1.65 μm.
FIG. 16B shows the wavelength characteristic of the three-wavelength tube used as the light source in this embodiment and the wavelength characteristic of the transmittance of the color filters of R, G, and B colors. The liquid crystal used in the liquid crystal cell was the same as in Example 1. Table 7 shows the transmittances at 615 nm, 540 nm, and 450 nm, which correspond to the peak wavelengths of the transmitted light of the R, G, and B pixels of the light transmitted through the liquid crystal cell. This transmittance is based on the transmittance of light with a wavelength of 615 nm at a cell thickness of 1.1 μm (this is set to 1).

【0099】[0099]

【表7】 [Table 7]

【0100】表7を見てわかる様に、セル厚が変化する
と前記3つの波長間での透過率のバランスが変化する。
このバランスを一定に保つための画素面積を求めると、
表7の( )内の値になる。この数字は、セル厚1.1
μmの部分での前記3つの波長間の透過率の比1:1.
22:1.29を他のセル厚部分でも一定に保つ様に定
めた。この様にセル厚の変化に応じて電極幅を変化させ
たのが図15(b),(c),(d)である。セル厚d
=1.1μmの所の電極幅をR,G,B全ての画素で1
00μmとした。セル厚がd=1.1μmから1.65
まで変化する間の電極幅は表7の( )内で示される面
積比によって変化している。この液晶セルを実際に前述
の4パルス法により駆動しながら温度を変化させてみ
た。この時の画素を顕微鏡により観察した様子を図17
の(a),(b),(c)に示す。低温下では開口部は
(a)の様にセル厚の薄い部分にあり、逆に高温下では
(c)の様にセル厚の厚い部分にあった。図16の
(a)はこの開口部の移動に伴う色変化を調べるため、
測色計を用いR画素のみの点灯、G画素のみの点灯、B
画素のみの点灯、R,G,B同時点灯の4条件について
色を測定したものである。温度変化による色の変化は開
口部を狭くした時程大きく、図中の各曲線は、最も大き
く変化した時の色度座標上の軌跡を示し、Aは低温下で
セル厚の薄い側が開口している時で、Bは高温下でセル
厚の厚い側が開口している。
As can be seen from Table 7, when the cell thickness changes, the balance of the transmittance between the three wavelengths changes.
When the pixel area to keep this balance constant is calculated,
It becomes the value in () of Table 7. This number is cell thickness 1.1
The ratio of the transmissivities between the three wavelengths in the μm part is 1: 1.
22: 1.29 was set so as to be kept constant even in other cell thickness portions. In this way, the electrode width is changed according to the change of the cell thickness in FIGS. 15B, 15C, and 15D. Cell thickness d
= 1 μm for the electrode width of 1.1 μm for all R, G, B pixels
It was set to 00 μm. Cell thickness d = 1.1 μm to 1.65
The electrode width while changing up to changes depending on the area ratio shown in () of Table 7. This liquid crystal cell was actually driven by the 4-pulse method described above, and the temperature was changed. FIG. 17 shows how the pixels at this time are observed with a microscope.
(A), (b), (c). At low temperature, the opening was in a portion with a thin cell thickness as shown in (a), and conversely, in an area with a large cell thickness as in (c) under high temperature. In FIG. 16A, in order to investigate the color change associated with the movement of the opening,
Using a colorimeter, turn on only R pixels, turn on G pixels, B
Colors were measured under four conditions of lighting only pixels and simultaneous lighting of R, G, and B. The color change due to temperature change is larger when the opening is narrowed, and each curve in the figure shows the locus on the chromaticity coordinate when the change is the largest, and A indicates that the thin cell side opens at low temperature. While B is open at high temperature, the side where the cell thickness is thick is open.

【0101】この様にR,G,B各画素の透過光のピー
ク波長における透過率が、セル厚が変化した場合でも一
定に保たれるように画素形状を構成することによって、
R,G,B同時点灯時の白色の色変化を少なくでき、良
好なカラー表示が得られた。
As described above, by configuring the pixel shape so that the transmittance at the peak wavelength of the transmitted light of each of the R, G, and B pixels is kept constant even when the cell thickness changes,
It was possible to reduce the color change of white when R, G, and B were simultaneously turned on, and good color display was obtained.

【0102】(実施例5)実施例5として、画素内にセ
ル厚の分布を形成して、液晶層にかかる電界強度を画素
内で分布させることによって、階調表示を行う方式にお
ける表示特性の改善例を示す。
(Embodiment 5) As Embodiment 5, by forming a cell thickness distribution in a pixel and distributing the electric field strength applied to the liquid crystal layer in the pixel, the display characteristics of the gray scale display method are shown. An example of improvement is shown.

【0103】画素内にセル厚の分布がある場合に、液晶
層厚に差が生じ、その結果として液晶層を通過する透過
光強度が波長によって異なるという問題点があり、実施
例1においては、R,G,Bの各カラーフィルターにお
いてセル厚によらず、透過光強度(透過率)が一定にな
るようにカラーフィルターの形状をセル厚に応じて構成
した。
When there is a distribution of cell thickness within a pixel, a difference occurs in the liquid crystal layer thickness, and as a result, the intensity of transmitted light passing through the liquid crystal layer differs depending on the wavelength. In each of the R, G, and B color filters, the shape of the color filter was configured according to the cell thickness so that the transmitted light intensity (transmittance) was constant regardless of the cell thickness.

【0104】しかし実際の液晶素子においては、光源、
カラーフィルターの特性共単色光を発光又は通過するよ
うにはできていない。
However, in the actual liquid crystal element, the light source,
The characteristic of the color filter is not designed to emit or pass monochromatic light.

【0105】また、人間の目に感じる光量(LL)は、
液晶セルの透過光φ(λ)に人間の目の波長別の視感度
ξ(λ)をかけて各フィルターの波長域例えば380n
m〜780nmで積分した量である。
The amount of light (LL) perceived by the human eye is
The transmitted light φ (λ) of the liquid crystal cell is multiplied by the visual sensitivity ξ (λ) of the human eye for each wavelength, for example, the wavelength range of each filter is 380 n.
It is the amount integrated from m to 780 nm.

【0106】[0106]

【数2】 [Equation 2]

【0107】実施例1のようにある波長での透過光量を
セル厚によらずに一定にした場合にはセル厚によって該
光量(LL)が変化してしまう。
When the amount of transmitted light at a certain wavelength is made constant regardless of the cell thickness as in Example 1, the amount of light (LL) changes depending on the cell thickness.

【0108】上述した4パルス法や画素シフト法によっ
て階調表示を行う場合には、セル厚の異なる部分の画素
の光量(LL)が一定であることが望ましいので、本実
施例においては、R,G,Bの各画素の光量(LL)が
セル厚によらずに一定になるように構成した。
When gradation display is performed by the above-described 4-pulse method or pixel shift method, it is desirable that the light amount (LL) of the pixels in the portions having different cell thicknesses be constant, so in this embodiment, R , G, and B, the light amount (LL) of each pixel is constant regardless of the cell thickness.

【0109】本実施例では、実施例2と同様に図2にお
いて、d1 =1.1μm,d2 =1.65μm,L=2
00μmとした。図18に本実施例を示す。図18にお
いて、(a)は図2における1画素を示したもので、1
画素内でセル厚がd1 =1.1μmからd2 =1.65
μmまで連続的に変化している。本実施例で光源として
使用した三波長管の波長特性は図16の(b)と同じで
あり、R,G,B3色のカラーフィルターの透過率の波
長特性を示す。表8にはこれら光源と各カラーフィルタ
ー及び液晶セルを組み合わせた時の透過光に対し、人間
の目が感じる光量(LL)を示してある。液晶セルに用
いた液晶は実施例1と同じものを使った。数字は単位面
積当りの光量(LL)を表わし、Rフィルターを設けた
画素のセル厚1.1μmの場所での光量(LL)を基準
(これを1においた)としたものである。
In this embodiment, similarly to the second embodiment, in FIG. 2, d 1 = 1.1 μm, d 2 = 1.65 μm, L = 2.
It was set to 00 μm. FIG. 18 shows this embodiment. In FIG. 18, (a) shows one pixel in FIG.
The cell thickness in the pixel is from d 1 = 1.1 μm to d 2 = 1.65.
It continuously changes up to μm. The wavelength characteristic of the three-wavelength tube used as the light source in this embodiment is the same as that in FIG. 16B, and shows the wavelength characteristic of the transmittance of the color filters of R, G, and B colors. Table 8 shows the amount of light (LL) that human eyes perceive with respect to the transmitted light when these light sources, each color filter, and the liquid crystal cell are combined. The liquid crystal used in the liquid crystal cell was the same as in Example 1. The numbers represent the light amount per unit area (LL), and the light amount (LL) at the location where the cell thickness of the pixel provided with the R filter is 1.1 μm is used as a reference (this is set to 1).

【0110】[0110]

【表8】 [Table 8]

【0111】表8を見てわかる様に、セル厚が変化する
とR,G,Bの画素間での光量(LL)のバランスが変
化する。このバランスを一定に保つための画素面積を求
めると、表8の( )内の値になる。この数字は、セル
厚1.1μmの部分でのR,G,Bの画素間の輝度比
1:2.98:0.54を他のセル厚部分でも一定に保
つ様に定めた。この様にセル厚の変化に応じて電極幅を
変化させたのが図18の(b),(c),(d)であ
る。セル厚d=1.1μmの所の電極幅をR,G,B全
ての画素で100μmとした。セル厚がd=1.1μm
から1.65μmまで変化する間の電極幅は表8の
( )内で示される面積比によって変化している。この
液晶セルを実際に前述の4パルス法によって駆動しなが
ら、温度を変化させてみた。この時の画素を顕微鏡によ
り観察した様子を図20の(a),(b),(c)に示
す。低温下では開口部は(a)の様にセル厚の薄い部分
にあり、逆に高温下では(c)の様にセル厚の厚い部分
にあった。図19は、この開口部の移動に伴う色変化を
調べるため、測色計を用い、R画素のみの点灯、G画素
のみの点灯、B画素のみの点灯、R,G,B同時点灯の
4条件について色を測定したものである。温度変化によ
る色の変化は開口部を狭くした時程大きく、図中の各曲
線は、最も大きく変化した時の色度座標上の軌跡を示
し、Aは低温下でセル厚の薄い側が開口している時で、
Bは高温下でセル厚の厚い側が開口している。
As can be seen from Table 8, when the cell thickness changes, the balance of the light amount (LL) among the R, G and B pixels changes. When the pixel area for keeping this balance constant is obtained, the value in parentheses in Table 8 is obtained. This number is set so that the luminance ratio of R, G, and B pixels of 1: 2.98: 0.54 in the cell thickness of 1.1 μm is kept constant in other cell thickness portions. In this way, the electrode width is changed according to the change of the cell thickness as shown in FIGS. 18 (b), 18 (c) and 18 (d). The electrode width at the cell thickness d = 1.1 μm was 100 μm for all the R, G, and B pixels. Cell thickness d = 1.1 μm
To 1.65 μm, the electrode width changes depending on the area ratio shown in () in Table 8. The temperature was changed while actually driving the liquid crystal cell by the above-mentioned 4-pulse method. 20 (a), (b), and (c) show how the pixels at this time are observed with a microscope. At low temperature, the opening was in a portion with a thin cell thickness as shown in (a), and conversely, in an area with a large cell thickness as in (c) under high temperature. In FIG. 19, in order to examine the color change due to the movement of the opening, a colorimeter is used, and only R pixels are lit, G pixels are lit, B pixels are lit, and R, G, and B are lit simultaneously. The color was measured under the conditions. The color change due to temperature change is larger when the opening is narrowed, and each curve in the figure shows the locus on the chromaticity coordinate when the change is the largest, and A indicates that the thin cell side opens at low temperature. When
B is open at the side where the cell thickness is thick under high temperature.

【0112】図19においてセル厚が薄い部分の色相A
と、厚い部分の色相Bが異なっていることがわかる。
In FIG. 19, the hue A of the portion where the cell thickness is thin
It can be seen that the hue B of the thick portion is different.

【0113】カラーフィルターの形状を光量(LL)が
一定となるようにしてもセル厚による色相のずれは補正
できない。
Even if the shape of the color filter is set so that the light amount (LL) is constant, the hue shift due to the cell thickness cannot be corrected.

【0114】これを改善するために、1走査ライン毎
に白消去黒書き込みと黒消去白書き込みを行う。1走
査ラインに対して、1フレーム毎に白消去黒書き込み
と、黒消去白書き込みを交互に行うようにする。このよ
うな駆動方式を取ると、同じ10%の「白」を書く場合
でも、セル厚の厚い部分で10%の「白」のドメインが
できる場合と、セル厚の薄い部分に10%の「黒」のド
メインができる場合が、場所的()に又は時間的
()に平均されることになるので、図21に示した
(+印と○印の差)ようにセル厚による色相のずれは実
質上なくなり、従って、画素シフト法などを使った場合
に、温度によって液晶の閾値が変化して画素内の「白」
ドメインが、セル厚の厚い部分からセル厚の薄い部分に
移動(画素内の電界分布一定で、温度が変化した場合)
した時でも「色相」の変化は実質的にないことになる。
In order to improve this, white erase black writing and black erase white writing are performed for each scanning line. White erasing black writing and black erasing white writing are alternately performed for each frame for one scanning line. When such a driving method is adopted, even if the same 10% "white" is written, a 10% "white" domain can be formed in a thick cell portion and a 10% "white" domain in a thin cell portion. When a "black" domain is created, it is averaged spatially () or temporally (), so as shown in Fig. 21 (difference between + mark and ○ mark), hue shift due to cell thickness. Is virtually eliminated. Therefore, when the pixel shift method is used, the threshold value of the liquid crystal changes depending on the temperature and "white" in the pixel
Domain moves from thick cell to thin cell (when the electric field distribution in the pixel is constant and the temperature changes)
Even when it is done, there is virtually no change in "hue".

【0115】このようにしてセル厚勾配方式において、
画素シフト法等の駆動法を用いて駆動した場合にも、温
度によって画素の「光量(LL)」、「色相」を変化さ
せない良好な特性を得ることができた。
As described above, in the cell thickness gradient method,
Even when driven by a driving method such as the pixel shift method, it was possible to obtain good characteristics in which the "light amount (LL)" and "hue" of the pixel were not changed depending on the temperature.

【0116】図21は本実施例の表示装置の駆動系のブ
ロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of the drive system of the display device of this embodiment.

【0117】表示画面となる液晶素子141の走査線
は、走査線を選択し選択信号を印加する手段としてのコ
モン側駆動IC146に接続され、情報信号線は階調情
報信号を印加する手段としてのセグメント側駆動ICに
接続されている。
The scanning lines of the liquid crystal element 141 serving as a display screen are connected to the common side driving IC 146 as a means for selecting the scanning lines and applying the selection signal, and the information signal lines as the means for applying the gradation information signal. It is connected to the segment side drive IC.

【0118】イメージセンサや無線受信器等の画像情報
発生器148からの画像情報はコントローラ149によ
りコモン側信号とセグメント側信号に分けてコントロー
ルされ表示を行う。コモン側ではシフトレジスタ147
及び駆動IC146により駆動用電源142のアナログ
スイッチにより分配された基準電圧を基にして走査信号
を形成する。
The image information from the image information generator 148 such as an image sensor or a wireless receiver is controlled by the controller 149 into a common side signal and a segment side signal for display. Shift register 147 on the common side
And the scan signal is formed by the drive IC 146 based on the reference voltage distributed by the analog switch of the drive power supply 142.

【0119】一方、セグメント側では、シフトレジスタ
145、ラッチ回路144を介して供給されたデジタル
階調信号を駆動IC143内のD/Dコンバーターによ
りアナログ信号に変換して情報信号線に供給する。例え
ば4ビットのデジタル信号ならば24 即ち16通りのア
ナログ信号に変換できる。
On the other hand, on the segment side, the digital gradation signal supplied via the shift register 145 and the latch circuit 144 is converted into an analog signal by the D / D converter in the drive IC 143 and supplied to the information signal line. For example, a 4-bit digital signal can be converted into 2 4 or 16 analog signals.

【0120】ここではアナログ信号への変換前にデジタ
ル信号をラッチしたが、駆動IC143に並列に容量を
付設して直接にアナログ信号をラッチする方式を採用す
ることもできる。
Here, the digital signal is latched before the conversion into the analog signal, but it is also possible to employ a method in which a capacitor is provided in parallel with the driving IC 143 to directly latch the analog signal.

【0121】本発明は上述した各実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の目的が達成されるものであればよ
い。よって、各構成要素の代替物への置換や材料の変更
のなされた均等物も本発明に含まれるものである。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be any one that achieves the object of the present invention. Therefore, equivalents in which the constituent elements are replaced with alternatives and the materials are changed are also included in the present invention.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上説明してきた実施例のように、セル
厚に応じて、電極面積もしくはカラーフィルターの面積
を変えることにより、良好なカラー特性、階調特性を強
誘電性液晶によって実現することができた。
As in the above-described embodiments, by changing the electrode area or the color filter area in accordance with the cell thickness, good color characteristics and gradation characteristics can be realized by the ferroelectric liquid crystal. I was able to.

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

【図1】本発明の液晶表示素子に用いられる光学手段の
分光特性を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the spectral characteristics of optical means used in a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子に用いられる液晶セルの
模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal cell used in the liquid crystal display element of the present invention.

【図3】本発明の画素構成の基本的な設計思想を説明す
るための模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the basic design concept of the pixel configuration of the present invention.

【図4】本発明の画素の構成を説明するための模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a configuration of a pixel of the present invention.

【図5】液晶素子のスイッチングパルス電圧と透過光量
の関係を模式的に示した図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a relationship between a switching pulse voltage of a liquid crystal element and an amount of transmitted light.

【図6】パルス電圧による透過状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a transmission state by a pulse voltage.

【図7】温度分布による閾値特性のズレを説明するため
のグラフである。
FIG. 7 is a graph for explaining a shift in threshold characteristic due to temperature distribution.

【図8】4パルス法を説明するためのタイミングチャー
トを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a timing chart for explaining the 4-pulse method.

【図9】4パルス法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a 4-pulse method.

【図10】実施例1による液晶素子の画素の構成を説明
するための模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a configuration of a pixel of the liquid crystal element according to the first embodiment.

【図11】実施例2による液晶素子の画素の構成を説明
するための模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a pixel configuration of a liquid crystal element according to a second embodiment.

【図12】実施例2の変形例を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a modified example of the second embodiment.

【図13】実施例3を説明するための模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the third embodiment.

【図14】実施例3を説明するための模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the third embodiment.

【図15】実施例4の液晶素子の画素構成を説明するた
めの模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a pixel configuration of a liquid crystal element of Example 4.

【図16】実施例4の光学特性を示す図である。16 is a diagram showing optical characteristics of Example 4. FIG.

【図17】実施例4による液晶素子の表示状態を説明す
るための模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining a display state of the liquid crystal element according to the fourth embodiment.

【図18】実施例5の液晶素子の画素構成を説明するた
めの模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a pixel configuration of a liquid crystal element of Example 5.

【図19】実施例5の光学特性を示す図である。19 is a diagram showing optical characteristics of Example 5. FIG.

【図20】実施例5による液晶素子の表示状態を説明す
るための模式図である。
FIG. 20 is a schematic diagram for explaining a display state of the liquid crystal element according to the fifth embodiment.

【図21】実施例5の変形例の光学特性を示す図であ
る。
FIG. 21 is a diagram showing optical characteristics of a modified example of Example 5;

【図22】本発明による液晶表示装置の駆動系ブロック
図である。
FIG. 22 is a drive system block diagram of a liquid crystal display device according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Makoto Kojima 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向配置した一対の電極基板間に液晶を
挟持してなる液晶表示素子であって、少なくとも一方の
電極基板に複数のフィルターを配し、画素の面積を該画
素に対応するフィルターの種類毎に変えたことを特徴と
する液晶表示素子。
1. A liquid crystal display device comprising liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates facing each other, wherein a plurality of filters are arranged on at least one of the electrode substrates, and a pixel area corresponds to the pixel. A liquid crystal display device characterized by being changed for each type.
【請求項2】 対向配置した一対の電極基板間に液晶を
挟持してなる液晶表示素子であって、1画素内で液晶層
の厚みを異ならしめ、該厚みに応じて前記画素の形状を
変えたことを特徴とする液晶表示素子。
2. A liquid crystal display element comprising liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates facing each other, wherein the thickness of a liquid crystal layer is made different within one pixel, and the shape of the pixel is changed according to the thickness. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項3】 画素の面積が電極基板に設けられた一対
の電極の重なった部分の面積であることを特徴とする請
求項1に記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein an area of the pixel is an area of a portion where a pair of electrodes provided on the electrode substrate overlap each other.
【請求項4】 画素の面積が電極基板に設けられた一対
の電極の重なった部分の面積であることを特徴とする請
求項2に記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the area of the pixel is an area of a portion where a pair of electrodes provided on the electrode substrate overlap each other.
【請求項5】 画素が電極基板に設けられた一対の電極
の重なった部分と、フィルターとが重なった光透過部分
であることを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the pixel is a light transmitting portion in which a filter and a pair of electrodes provided on an electrode substrate overlap each other.
【請求項6】 液晶が、ネマティック液晶又はスメクテ
ィック液晶であることを特徴とする請求項1又は2に記
載の液晶表示素子。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal.
【請求項7】 電極基板が、絶縁基板上にストライプ状
の透明電極を形成してなることを特徴とする請求項1又
は2に記載の液晶表示素子。
7. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the electrode substrate is formed by forming a stripe-shaped transparent electrode on an insulating substrate.
【請求項8】 画素に印加する階調表示用信号の発生回
路を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液
晶表示素子。
8. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a generation circuit for a gradation display signal applied to the pixel.
【請求項9】 バックライトを有することを特徴とする
請求項1又は2に記載の液晶表示素子。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, which has a backlight.
【請求項10】 三波長蛍光管を有することを特徴とす
る請求項1又は2に記載の液晶表示素子。
10. The liquid crystal display device according to claim 1, which has a three-wavelength fluorescent tube.
【請求項11】 画素が赤、青、緑の少なくとも3種類
の画素を有することを特徴とする請求項1又は2に記載
の液晶表示素子。
11. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel has at least three types of pixels of red, blue and green.
【請求項12】 少なくとも3つのピークを有する発光
スペクトルを持つ光を発する光源と、該3つのピークと
それぞれ重なる透過光スペクトルを持つフィルターとを
有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表
示素子。
12. The method according to claim 1, further comprising a light source that emits light having an emission spectrum having at least three peaks, and a filter having a transmitted light spectrum that overlaps each of the three peaks. Liquid crystal display device.
【請求項13】 対向配置した一対の電極基板間に強誘
電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上下基
板の交差部で各画素を構成し、一方の電極上に3種類以
上のカラーフィルターを配し、上記セル厚に応じてカラ
ーフィルターを通過した透過光の液晶層の透過率が一定
になるようにカラーフィルターの面積及び/又は形状或
いは電極交差部の面積及び/又は形状を変えたことを特
徴とする液晶表示素子。
13. A liquid crystal display device comprising a ferroelectric liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates facing each other, wherein each pixel is formed at an intersection of upper and lower substrates, and three or more kinds are provided on one electrode. Area and / or shape of the color filter or the area and / or shape of the electrode intersection so that the transmittance of the liquid crystal layer of the transmitted light passing through the color filter becomes constant according to the cell thickness. Liquid crystal display device characterized by changing the.
【請求項14】 対向配置した一対の電極基板間に強誘
電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上下基
板の交差部で各画素を構成し、一方の電極上に各画素毎
に凹凸を設けて1画素内にセル厚の勾配を設け、該セル
厚に応じて電極交差部の面積及び/又は形状を変えて、
入力電圧に対して透過率の変化が対数的になるように各
画素内での強誘電性液晶の閾値分布を設定したことを特
徴とする液晶表示素子。
14. A liquid crystal display device comprising a ferroelectric liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates facing each other, wherein each pixel is formed at the intersection of upper and lower substrates, and each pixel is provided on one electrode. By providing unevenness on the cell and providing a gradient of the cell thickness within one pixel, and changing the area and / or the shape of the electrode intersection portion according to the cell thickness,
A liquid crystal display device, wherein a threshold distribution of a ferroelectric liquid crystal in each pixel is set so that a change in transmittance is logarithmic with respect to an input voltage.
【請求項15】 対向配置した一対の電極基板間に強誘
電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上下基
板の交差部で各画素を構成し、一方の電極上に各画素毎
に凹凸を設けて1画素内にセル厚の勾配を設け、且つ少
なくとも一方の電極基板に3種類以上のカラーフィルタ
ーを配し、上記セル厚に応じて各カラーフィルターを通
過した透過光の輝度が一定になるようにカラーフィルタ
ーの面積及び/又は形状或いは電極交差部の面積及び/
又は形状を変えたことを特徴とする液晶表示素子。
15. A liquid crystal display device comprising a ferroelectric liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates facing each other, wherein each pixel is formed at the intersection of upper and lower substrates, and each pixel is provided on one electrode. The unevenness is provided in one pixel to provide a gradient of the cell thickness in one pixel, and at least one of the electrode substrates is provided with three or more kinds of color filters, and the brightness of the transmitted light passing through each color filter depends on the cell thickness. The area and / or the shape of the color filter or the area of the electrode intersection so as to be constant and / or
Alternatively, a liquid crystal display device having a different shape.
【請求項16】 対向配置した一対の電極基板間に強誘
電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上下基
板の交差部で各画素を構成し、一方の電極上に各画素毎
に凹凸を設けて1画素内にセル厚の勾配を設け、且つ少
なくとも一方の電極基板に3種類以上のカラーフィルタ
ーを配し、複数の画素で表示単位を構成し上記セル厚に
より該複数の画素の面積が異なり且つ該複数の画素の面
積がセル厚の増加に伴い減少する部分と増加する画素が
存在することを特徴とする液晶表示素子。
16. A liquid crystal display device comprising ferroelectric liquid crystal sandwiched between a pair of electrode substrates arranged facing each other, wherein each pixel is formed at an intersection of upper and lower substrates, and each pixel is arranged on one electrode. The unevenness is provided on one side to form a gradient of the cell thickness within one pixel, and at least one of the electrode substrates is provided with three or more kinds of color filters to form a display unit with a plurality of pixels. The liquid crystal display element is characterized in that the areas of the plurality of pixels are different from each other, and the areas of the plurality of pixels decrease with the increase of the cell thickness and the pixels increase.
【請求項17】 対向配置した一対の電極基板間に強誘
電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上下基
板の交差部で各画素を構成し、一方の電極上に各画素毎
に凹凸を設けて1画素内にセル厚の勾配を設け、且つ少
なくとも一方の電極基板に3種類以上のカラーフィルタ
ーを配し、複数の画素で表示単位を構成し上記セル厚に
より該複数の画素の面積が異なり且つ該複数の画素の面
積の合計がセル厚によらずほぼ等しいことを特徴とする
液晶表示素子。
17. A liquid crystal display device comprising a pair of electrode substrates facing each other and sandwiching a ferroelectric liquid crystal, wherein each pixel is formed at an intersection of upper and lower substrates, and each pixel is provided on one electrode. The unevenness is provided on one side to form a gradient of the cell thickness within one pixel, and at least one of the electrode substrates is provided with three or more kinds of color filters to form a display unit with a plurality of pixels. And a total area of the plurality of pixels is substantially the same regardless of the cell thickness.
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JP4-304411 1992-10-19
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100443756B1 (en) * 1997-01-31 2004-12-31 삼성전자주식회사 Liquid crystal display element forming more than one cone-shaped groove in the middle of a color filter, specially related to improving visual field properties by simply transforming a structure of the color filter
KR100529560B1 (en) * 1998-04-10 2006-02-28 삼성전자주식회사 Wide viewing angle liquid crystal display device and manufacturing method thereof
KR100802306B1 (en) * 2000-07-31 2008-02-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Display Device and Method of Fabricating the same

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