JP2940482B2 - Display element device - Google Patents

Display element device

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JP2940482B2
JP2940482B2 JP21592496A JP21592496A JP2940482B2 JP 2940482 B2 JP2940482 B2 JP 2940482B2 JP 21592496 A JP21592496 A JP 21592496A JP 21592496 A JP21592496 A JP 21592496A JP 2940482 B2 JP2940482 B2 JP 2940482B2
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悟 下田
富雄 田中
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哲志 吉田
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KASHIO KEISANKI KK
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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装置に関する。
The present invention relates to 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、対向面に電極を形成した一対の基板
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 substrates having electrodes formed on opposing 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 a device using a ferroelectric liquid crystal, a predetermined voltage of one polarity is applied between opposing electrodes to bring a first alignment stable state in which liquid crystal molecules are aligned to one ferroelectric phase. By applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes, the liquid crystal molecules are driven by utilizing the bistability with the second alignment stable state in which the liquid crystal molecules are aligned in the other ferroelectric phase. 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,
By applying a predetermined voltage of one polarity between the opposing electrodes, the first liquid crystal molecules are aligned in one ferroelectric phase.
And a second stable state in which liquid crystal molecules are oriented in the other ferroelectric phase by applying a predetermined voltage of the other polarity between the electrodes, and a reverse state when no electric field is applied. 3 with the third orientation stable state oriented in the ferroelectric phase
A desired image is displayed by driving using stability.

【0005】これらの液晶表示素子は、液晶分子を、強
誘電相或いは反強誘電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 aligned in a stable state of a ferroelectric phase or an antiferroelectric phase,
The binary display is performed using the memory effect.
It is difficult to perform 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、分子が描く螺旋が存在する
状態で強誘電性液晶を基板間に介在させ、電界に応じて
螺旋を歪ませることにより、一方の強誘電相から他方の
強誘電相まで液晶分子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. A DHF liquid crystal display element has a liquid crystal from one ferroelectric phase to another ferroelectric phase by interposing a ferroelectric liquid crystal between substrates in the presence of a helix drawn by molecules and distorting the helix according to an electric field. It changes the director of the molecule continuously.

【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、又液晶分子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. For this reason, the response speed is high, and the director changes of the liquid crystal molecules move in a plane parallel to the substrate, so that the viewing angle is widened.

【0009】しかし、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 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】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。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。
As a method for reducing the image sticking phenomenon, a driving method for inverting the polarity of the voltage applied to the liquid crystal for each frame or for each line has been proposed. Also,
A driving method for applying a compensation pulse of the opposite polarity for each driving pulse has also been proposed. However, in these methods, the bias of the charges 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.

【0011】また、自発分極を有する液晶はその温度・
劣化の程度等の動作環境の変化に応じて、配向状態が変
化する。このため、同一の駆動電圧を印加した場合で
も、動作環境の変化に応じて表示階調が変動し、さら
に、最低階調及び最高階調が正確に表示できなくなるた
め、コントラストが低下し、表示画像の画質が劣化する
という問題があった。
Further, the liquid crystal having spontaneous polarization has its temperature and temperature.
The orientation state changes according to a change in the operating environment such as the degree of deterioration. For this reason, even when the same driving voltage is applied, the display gradation varies in accordance with the change in the operating environment, and furthermore, the lowest gradation and the highest gradation cannot be displayed accurately. There is a problem that image quality is degraded.

【0012】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、表示の焼き付き現象を低減でき、さらに、高画質の
画像を表示することができる強誘電相を有する液晶を用
いた表示素子装置を提供することを目的とする。また、
この発明は、動作環境の変化にかかわらず、高画質画像
を表示することができる、強誘電相を示す液晶を用いた
表示素子装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a display element device using a liquid crystal having a ferroelectric phase, which can reduce a display burn-in phenomenon and can display a high-quality image. The purpose is to do. Also,
An object of the present invention is to provide a display device using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, which can display a high-quality image regardless of a change in an operating environment.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、この発明の第1の観点にかかる表示素子装置は、ア
クティブ素子と該アクティブ素子に接続された画素電極
がマトリクス状に配置された一方の基板と、前記画素電
極に対向する共通電極が形成された他方の基板と、前記
一方と他方の基板の間に配置され、前記画素電極と前記
共通電極との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の方向との間の中間の方向に向けて配向
する第3の配向状態とにそれぞれ配向する強誘電相を示
す液晶と、前記一方と他方の基板を挟んで配置され、い
ずれか一方の偏光板の光学軸が前記第1と第2の方向に
より挟まれる角度範囲内に設置され、他方の偏光板の光
学軸が前記一方の光学軸と実質的に直交または平行に配
置された一対の偏光板と、前記電極間の前記液晶に、
記一方の偏光板の光学軸に対して前記第1と第2の方向が
成す角度よりそれぞれ小さい角度で前記液晶分子のダイ
レクタを変化させる電圧を印加する駆動手段と、前記一
方と他方の基板と、前記液晶と、前記一対の偏光板とか
ら構成される液晶表示パネルを通過した光の強度を検出
する光強度検出手段と、前記光強度検出手段により検出
された強度に応じて前記駆動手段が前記液晶に印加する
電圧を補償する電圧補償手段と、より構成されることを
特徴とする。
In order to achieve the above object, a display device according to a first aspect of the present invention has a structure in which an active element and pixel electrodes connected to the active element are arranged in a matrix. Substrate, and the other substrate on which a common electrode facing the pixel electrode is formed, disposed between the one and the other substrates, one of the polarities applied between the pixel electrode and the common electrode In accordance with a first alignment state indicating a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a first direction in response to a first voltage, and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes, In response to application of a second alignment state indicating a second ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a second direction and application of an arbitrary third voltage intermediate between the first voltage and the second voltage. The liquid crystal molecules move the director between the first direction and the second direction. And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase oriented in a third orientation state oriented in an intermediate direction between the first and second substrates. A pair of polarizers whose axes are disposed within an angle range sandwiched by the first and second directions, and wherein the optical axis of the other polarizer is disposed substantially orthogonal or parallel to the one optical axis; to the liquid crystal between the electrodes, before
The first and second directions are relative to the optical axis of one of the polarizing plates.
The die of the liquid crystal molecules at an angle smaller than
Drive means for applying a voltage to change the reflector, light intensity detection means for detecting the intensity of light passing through a liquid crystal display panel comprising the one and the other substrates, the liquid crystal, and the pair of polarizing plates. And voltage compensating means for compensating the voltage applied to the liquid crystal by the driving means according to the intensity detected by the light intensity detecting means.

【0014】この構成によれば、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、フリッカを抑え
ることができる。さらに、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。さらに、液晶表示パネルを透過した光の
強度に応じて印加電圧を調整するので、温度変化等の動
作環境の変化の影響等を除去し、所望の階調を適切に表
示することができる。
According to this configuration, the driving unit 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 according to the applied voltage, flicker can be suppressed. Furthermore, by using a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, high-speed response and wide viewing angle characteristics can be ensured. Furthermore, since the applied voltage is adjusted in accordance with the intensity of light transmitted through the liquid crystal display panel, it is possible to remove the influence of a change in the operating environment such as a change in temperature and to appropriately display a desired gradation.

【0015】前記光強度検出手段は、例えば、前記液晶
表示パネルを通過した光をこの表示パネル側に導き、或
転送するフォトカプラ等の光転送手段と、前記一方の
基板上に配置され、前記光転送手段からの光を受光する
光強度検出素子と、から構成される。
The light intensity detecting means guides the light passing through the liquid crystal display panel to the display panel, for example.
Is composed of a light transfer means such as a photocoupler for transferring light, and a light intensity detecting element arranged on the one substrate and receiving light from the light transfer means.

【0016】前記アクティブ素子は、前記一方の基板上
に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形
成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成さ
れ、チャネルを構成する半導体層と、前記半導体層のチ
ャネルの両端に接続された電極と、から構成されたTF
Tからなり、前記光強度検出素子は、前記ゲート絶縁膜
上に形成された受光用半導体層と、前記受光用半導体層
の両端に接続された電極と、前記一方の基板上に形成さ
れ、液晶表示パネルに入射する光が前記受光用半導体層
を直接照射するのを防止する遮光膜と、から構成され
る。この構成によれば、例えば、光強度検出素子をアク
ティブ素子を形成する過程で形成することができ、液晶
表示パネルの製造工程を増加させることなくこの発明を
実現できる。
The active element includes a gate electrode formed on the one substrate, a gate insulating film formed covering the gate electrode, and a semiconductor layer formed on the gate insulating film and forming a channel. And electrodes connected to both ends of the channel of the semiconductor layer.
T, the light intensity detecting element is a light receiving semiconductor layer formed on the gate insulating film, electrodes connected to both ends of the light receiving semiconductor layer, and a liquid crystal formed on the one substrate. A light shielding film for preventing light incident on the display panel from directly irradiating the light receiving semiconductor layer. According to this configuration, for example, the light intensity detecting element can be formed in the process of forming the active element, and the present invention can be realized without increasing the number of manufacturing steps of the liquid crystal display panel.

【0017】光検出手段は、例えば、所定の階調を表示
する画素を通過した光を検出する。この所定の階調とし
ては、最低階調(黒)が望ましい。
The light detecting means detects, for example, light passing through a pixel displaying a predetermined gradation. As the predetermined gradation, the lowest gradation (black) is desirable.

【0018】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°より大きいものが望ましい。
この場合、前記一方の偏光板は、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、その光学軸の方向が配置さ
れ、前記駆動手段は、液晶分子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内の
ほぼ45°の角度範囲で変化させる電圧を印加し、前記
電圧補償手段は、温度変化等の動作環境の変化の影響を
除去し、液晶分子のダイレクタを前記45°の角度範囲
で変化させるように前記駆動手段の印加電圧を補償す
る。
The liquid crystal preferably has an intersection angle between the first direction and the second direction that is larger than 45 °.
In this case, the direction of the optical axis of the one polarizing plate is arranged in 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, The driving unit is configured to control the director of the liquid crystal molecules to the first
And a voltage that changes in an angle range of approximately 45 ° within an angle range sandwiched by the second direction and the second direction, the voltage compensating means removes the influence of a change in the operating environment such as a temperature change, The voltage applied to the driving means is compensated so as to change the director of the liquid crystal molecules in the angle range of 45 °.

【0019】前記駆動手段は、例えば、「最も暗い」像
と「最も明るい」像の一方を表示するために、前記液晶
分子のダイレクタを前記一方の偏光板の光学軸の方向に
設定するための第1の所定電圧を印加し、「最も暗い」
像と「最も明るい」像の他方を表示するために、前記液
晶分子のダイレクタを前記一方の偏光板の光学軸の方向
に対し45°の方向に設定するための第2の所定電圧を
印加する。この場合、前記電圧補償手段は、温度変化等
の影響を除去し、前記液晶分子のダイレクタが所望の方
向に設定されるように、前記駆動手段の第1と第2の所
定電圧を補償する。
The driving means is for setting the director of the liquid crystal molecules in the direction of the optical axis of the one polarizing plate, for example, to display one of the “darkest” image and the “brightest” image. Applying a first predetermined voltage, "darkest"
In order to display the other of the image and the “brightest” image, a second predetermined voltage is applied to set the director of the liquid crystal molecules in a direction at 45 ° to the direction of the optical axis of the one polarizing plate. . In this case, the voltage compensating means compensates for the first and second predetermined voltages of the driving means such that the influence of a temperature change or the like is removed and the director of the liquid crystal molecules is set in a desired direction.

【0020】また、この発明の第2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、前記第1の方向に45より大
きい交角で交差する第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第3の配向状態とにそ
れぞれ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、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
方向が配置され、他方の偏光板の光学軸が前記一方の偏
光板の光学軸と実質的に直交または平行に配置された一
対の偏光板と、前記一対の偏光板の一方の背面に配置さ
れたバックライトと、前記電極間の前記液晶に、前記一
方の偏光板の光学軸に対して前記第1と第2の方向が成す
角度よりそれぞれ小さい角度で前記液晶分子のダイレク
タを変化させる電圧を印加する駆動手段と、前記一対の
基板と、前記液晶と、前記一対の偏光板とから構成され
る液晶表示パネルを通過した前記バックライトからの光
の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手
段が検出した光強度と画像データに応答し、液晶分子の
ダイレク夕を前記一方の偏光板の光学軸と該光学軸に4
5°の方向の範囲内で変化させ、さらに、最高階調と最
低階調の一方を表示するために液晶分子のダイレクタを
前記一方の偏光板の光学軸の方向にほぼ設定し、最高階
調と最低階調の他方を表示するために液晶分子のダイレ
クタを前記一方の偏光板の光学軸の方向に対して45°
の方向にほぼ設定するように、前記画像データに対応す
る電圧の値を制御して前記液晶に印加する駆動手段と、
より構成されることを特徴とする。
In a display device according to a second aspect of the present invention, a pair of substrates each having an electrode formed on an opposing surface is disposed between the pair of substrates, and a voltage is applied between the electrodes. A first alignment state indicating a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a first direction in response to a first voltage having one polarity, and a second voltage having the other polarity applied between the electrodes A second orientation state in which liquid crystal molecules exhibit a second ferroelectric phase substantially aligned in a second direction intersecting with the first direction at an intersection angle greater than 45 ° , and the first voltage and Second
A third alignment state in which the liquid crystal molecules align their directors in a direction between the first direction and the second direction in response to application of an arbitrary third voltage intermediate to the third voltage. And a liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, each of which is oriented, is disposed with the pair of substrates interposed therebetween, and one of the pair of polarizing plates is arranged in one of the first direction and the second direction. In a range of angles obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle, the direction of the optical axis is arranged, and a pair of optical axes of the other polarizing plate are arranged substantially orthogonal or parallel to the optical axis of the one polarizing plate. and a polarizing plate, and a backlight disposed on the back of one of the said pair of polarizing plates, the liquid crystal between the electrodes, the one
The first and second directions form with respect to the optical axis of the other polarizing plate.
At a smaller angle than the angle of the liquid crystal molecules.
Light for detecting the intensity of light from the backlight that has passed through a liquid crystal display panel including a driving unit for applying a voltage that changes the data, the pair of substrates, the liquid crystal, and the pair of polarizing plates. In response to the light intensity and the image data detected by the light intensity detecting means, the direction of the liquid crystal molecules is applied to the optical axis of the one polarizing plate and the optical axis.
In the range of 5 °, the director of liquid crystal molecules is set substantially in the direction of the optical axis of the one polarizing plate to display one of the highest gradation and the lowest gradation. In order to display the other of the lowest gradation, the director of the liquid crystal molecules is set at 45 ° with respect to the direction of the optical axis of the one polarizing plate.
Driving means for controlling the value of the voltage corresponding to the image data and applying the voltage to the liquid crystal so as to be substantially set in the direction of
It is characterized by comprising.

【0021】この構成によれば、液晶が強誘電相に配向
させることなく、表示の焼き付き現象が防止される。さ
らに、透過光の強度に応じて印加電圧を調整するので、
環境の変化にかかわらず、適切な階調を表示できる。
According to this structure, the image sticking phenomenon is prevented without the liquid crystal being oriented in the ferroelectric phase. Furthermore, since the applied voltage is adjusted according to the intensity of the transmitted light,
Appropriate gradation can be displayed regardless of changes in the environment.

【0022】[0022]

【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、バックライト26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 and a backlight 26.

【0023】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)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 a TFT) having a source connected to the pixel electrode 13. 14 are formed in a matrix.

【0024】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 arranged between rows of the pixel electrodes 13, and a data line (gradation signal line) 16 is arranged 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.

【0025】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、後述するゲート信号を印加
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、表示信号(階調信号)を受け、データライ
ン16に表示信号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 signal described later. On the other hand, the column driver 32 receives a display signal (gradation signal) and applies a data signal corresponding to the display signal to the data line 16.

【0026】行ドライバ31と列ドライバ32は、CO
G(チップオングラス)法等により、下基板11上に配
置されてもよい。
The row driver 31 and column driver 32
It may be arranged on the lower substrate 11 by a G (chip-on-glass) method or the like.

【0027】また、下基板11の非表示領域には、デー
タ信号補償用のダミー画素電極13Dとフォトセンサ3
3が隣接して配置されている。フォトセンサ33は、デ
ータ信号を補償するための補償回路34に接続されてい
る。また、補償回路34は、ダミー画素電極13Dに最
低階調の「黒」を表示するための電圧信号を印加する。
In the non-display area of the lower substrate 11, a dummy pixel electrode 13D for data signal compensation and a photo sensor 3 are provided.
3 are arranged adjacent to each other. The photo sensor 33 is connected to a compensation circuit 34 for compensating the data signal. Further, the compensation circuit 34 applies a voltage signal for displaying the lowest gray level “black” to the dummy pixel electrode 13D.

【0028】TFT14は、図3(A)に示すように、
下基板11上に形成されたゲート電極311と、下基板
11全体を覆って形成されたゲート絶縁膜312と、ゲ
ート絶縁膜312上に形成された真性(イントリンシッ
ク)半導体層313と、該真性半導体層313のチャネ
ル領域上に形成されたブロッキング層314と、真性半
導体層313のソース領域とドレイン領域上に形成され
たコンタクト層315と316と、該コンタクト層31
5と316に接続されたソース電極317とドレイン電
極318とより構成されている。ソース電極317に
は、画素電極13が接続されている。
The TFT 14 is, as shown in FIG.
A gate electrode 311 formed on the lower substrate 11, a gate insulating film 312 formed covering the entire lower substrate 11, an intrinsic (intrinsic) semiconductor layer 313 formed on the gate insulating film 312; A blocking layer 314 formed on a channel region of the semiconductor layer 313; contact layers 315 and 316 formed on a source region and a drain region of the intrinsic semiconductor layer 313;
5 and 316 are connected to a source electrode 317 and a drain electrode 318. The pixel electrode 13 is connected to the source electrode 317.

【0029】フォトセンサ33は、図3(B)に示すよ
うに、下基板11上に形成された遮光膜321と、ゲー
ト絶縁膜312上に形成された真性半導体層322と、
真性半導体層322の両端部に、コンタクト層323、
324を介して接続された電極325と326とより構
成されている。
The photo sensor 33 includes, as shown in FIG. 3B, a light-shielding film 321 formed on the lower substrate 11, an intrinsic semiconductor layer 322 formed on the gate insulating film 312,
Contact layers 323, at both ends of the intrinsic semiconductor layer 322,
It is composed of electrodes 325 and 326 connected via 324.

【0030】ゲート電極311と遮光膜321は、例え
ば、アルミニウム合金、タンタル、タングステン等から
形成されている。なお、遮光膜321をいわゆるブラッ
クマスクの材料で形成してもよい。真性半導体層313
と322は、例えば、不純物をほとんど含まない、アモ
ルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等
から構成される。また、コンタクト層315と316、
323と324は、例えば、n型不純物が添加されたア
モルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン
等から構成されている。
The gate electrode 311 and the light-shielding film 321 are made of, for example, aluminum alloy, tantalum, tungsten or the like. Note that the light-shielding film 321 may be formed using a so-called black mask material. Intrinsic semiconductor layer 313
And 322 are made of, for example, amorphous silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like, which hardly contains impurities. Also, contact layers 315 and 316,
323 and 324 are made of, for example, amorphous silicon to which n-type impurities are added, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like.

【0031】真性半導体層322内のキャリア密度及び
キャリアの移動度は照射光の強度に応じて変化し、真性
半導体層322の実質的な抵抗率も照射光の強度に応じ
て変化する。このため、真性半導体層322に一定の電
圧を印加した時に、半導体層322を流れる電流は、図
4に示すように、照射光の強度に応じて変化する。従っ
て、半導体層322を流れる電流或いはその抵抗値を判
別することにより、照射光の強度を判別することができ
る。
The carrier density and carrier mobility in the intrinsic semiconductor layer 322 change according to the intensity of the irradiation light, and the substantial resistivity of the intrinsic semiconductor layer 322 also changes according to the intensity of the irradiation light. Therefore, when a constant voltage is applied to the intrinsic semiconductor layer 322, the current flowing through the semiconductor layer 322 changes according to the intensity of the irradiation light, as shown in FIG. Therefore, the intensity of the irradiation light can be determined by determining the current flowing through the semiconductor layer 322 or its resistance value.

【0032】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とダミー
画素電極13Dとに対向し、基準電圧が印加されている
対向(共通)電極17が形成されている。共通電極17
は、例えば、ITO等から形成された透明電極である。
各画素電極13と共通電極17の対向部分が各表示用の
画素を構成する画素領域を形成し、ダミー画素電極13
Dと共通電極17の対向部分が補償用のダミー画素の画
素領域を形成している。
In FIG. 1, an upper transparent substrate (hereinafter referred to as an upper substrate) 12 is opposed to each pixel electrode 13 of the lower substrate 11 and a dummy pixel electrode 13D, and is opposed (common) to which a reference voltage is applied. An electrode 17 is formed. Common electrode 17
Is a transparent electrode made of, for example, ITO.
The opposing portion of each pixel electrode 13 and the common electrode 17 forms a pixel region constituting each display pixel, and the dummy pixel electrode 13
The opposing portion of D and the common electrode 17 forms a pixel region of a dummy pixel for compensation.

【0033】また、偏光板24上には、図5に拡大して
示すように、ダミー画素電極13Dとフォトセンサ33
に対向するフォトカプラ35が配置されている。フォト
カプラ35は、バックライト26から出射し、ダミー画
素を通過して入射した光をフォトセンサ33に向けて照
射する。なお、偏光板24のフォトセンサ33と対向す
る部分に開口を形成し、フォトカプラ35の出射光が偏
光板24を通過せずにフォトセンサ33に到達するよう
にしてもよい。
On the polarizing plate 24, as shown in an enlarged view in FIG.
A photocoupler 35 is disposed opposite to. The photocoupler 35 irradiates the light emitted from the backlight 26 and passed through the dummy pixel to the photosensor 33. An opening may be formed in the portion of the polarizing plate 24 facing the photosensor 33 so that the light emitted from the photocoupler 35 reaches the photosensor 33 without passing through the polarizing plate 24.

【0034】バックライト26は、例えば、ELパネ
ル、冷陰極線管からの光を導く導光板等から構成されて
いる。
The backlight 26 includes, for example, an EL panel, a light guide plate for guiding light from a cold cathode ray tube, and the like.

【0035】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、そ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。
On the electrode forming surfaces of the lower substrate 11 and the upper substrate 12, alignment films 18 and 19 are provided, respectively. The alignment films 18 and 19 are horizontal alignment films made of an organic polymer compound such as polyimide, and at least one of the opposing surfaces has been subjected to an alignment process of rubbing once in a direction parallel to and opposite to each other. .

【0036】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及びスペーサ22により、例えば、1.4μ
m〜2.4μmの一定間隔に規制されており、液晶21
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 adhered to each other at the outer peripheral edge thereof via a frame-shaped sealing material 20 to form a liquid crystal cell 25. The distance between the alignment films 18 and 19 is set to, for example, 1.4 μm by the sealing material 20 and the spacer 22.
m to 2.4 μm, and the liquid crystal 21
Are sealed in a region surrounded by the substrates 11 and 12 and the sealing material 20.

【0037】液晶21は、バルクの状態では、分子の一
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25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。
The liquid crystal 21 has a single helical structure (in the case of ferroelectric liquid crystal) or a double helical structure (in the case of antiferroelectric liquid crystal) in a bulk state, and the gap length of the liquid crystal cell 25 is small. Since the pitch is shorter than the helical pitch, the helical pitch is sealed in the liquid crystal cell 25.

【0038】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。液晶2
1のダイレクタ(液晶分子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。
In the liquid crystal 21, each molecule has a spontaneous polarization Ps.
And a chiral smectic C phase or a CA phase (SmC) that is twice as large as the angle (tilt angle) θ formed by the cone and the cone drawn by the molecule (tilt angle) 2 (cone angle) is larger than 45 ° (preferably 60 ° or more) * Or SmCA * ) (ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal). Liquid crystal 2
The horizontal component (the direction projected on a plane parallel to the main surfaces of the substrates 11 and 12) of one director (the average orientation direction of the liquid crystal molecules) changes continuously according to the applied voltage.

【0039】このような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〜II
I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 II having a skeletal structure represented by Chemical Formula 1
There is an antiferroelectric liquid crystal obtained by mixing I at a ratio of 20% by weight, 40% by weight, and 40% by weight, respectively.

【0040】[0040]

【化1】 Embedded image

【0041】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6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.

【0042】図6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、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°〜±5°程度の範囲内で配向処理の
方向21Cに向けて配向している。
In FIG. 6, reference numeral 21C denotes an alignment film 18,
19 shows the direction of the alignment treatment performed, and the liquid crystal 21 adjusts the normal of the layer of the layer structure of the chiral smectic C phase or CA phase within the range of about ± 2 ° to ± 5 °. It is oriented toward 21C.

【0043】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(ダイレクタ)は液晶21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21
Aと21Bのほぼ中間の方向(ほぼ配向処理の方向)2
1C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 alignment direction (director) of the liquid crystal molecules is almost the normal direction of the smectic phase layer of the liquid crystal 21, that is, the first and second directions 21.
Almost intermediate direction between A and 21B (almost the direction of alignment treatment) 2
1C.

【0044】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60゜以
上である。偏光板23の光学軸(この実施の形態では透
過軸)23Aは、第1の方向21Aと配向処理方向21
Cとの間で、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24A
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。
The deviation angle 2θ between the first direction 21A and the second direction 21B is 45 ° or more, preferably 60 ° or more. The optical axis (transmission axis in this embodiment) 23A of the polarizing plate 23 is composed of a first direction 21A and an alignment processing direction 21A.
C, approximately 22.5 ° with respect to the alignment direction 21C.
The direction is set. Transmission axis 24A of polarizing plate 24
Is set in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23.

【0045】図6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(ダイレクタ)を偏光板23の透過軸2
3A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2
3の透過軸23A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. 6, in the display device in which the transmission axes 23A and 24A of the polarizing plates 23 and 24 are set, the average alignment direction (director) of the liquid crystal molecules is changed by the transmission axis 2 of the polarizing plate 23.
3A, the transmittance is lowest (the display is darkest), and the average alignment direction of the liquid crystal molecules is changed to the polarization plate 2.
The transmittance becomes highest (brightest) when the direction 21D is set at 45 ° with respect to the transmission axis 23A of No.3.

【0046】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, when 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 linearly polarized light is 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.

【0047】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
の複屈折作用を最も大きく受けた非直線偏光となり、出
射側偏光板24の透過軸24Aと平行な成分が偏光板2
4を透過して出射する。このため、表示は最も明るくな
る。その他の配向状態では、複屈折作用により、配向状
態に応じた非直線偏光となり、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。
On the other hand, in a state where the average orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented at 45 ° with respect to the transmission axis 23A, the linearly polarized light passing through the polarizing plate 23 on the incident side is
And the component parallel to the transmission axis 24A of the output side polarizing plate 24 is
4 and is emitted. Therefore, the display becomes the brightest. In other orientation states, the light becomes non-linearly polarized light according to the orientation state due to the birefringence action, and a component parallel to the transmission axis 24A of the emission-side polarization plate 24 passes through the polarization plate 24 and exits. Therefore, the display has a brightness according to the orientation state.

【0048】従って、画素電極13と共通電極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の変化は、図7に実線で示すよう
に、連続的に変化する。そして、この透過率は、液晶2
1のダイレクタが偏光板23の透過軸23Aと平行の時
最小のTminとなり、これを超えると再び明るくなる。
また、透過率は液晶21のダイレクタが偏光板23の透
過軸23と45°で交差するとき最大のTmaxとなり、
これを超えると再び暗くなる。
Therefore, when a sawtooth voltage of a relatively low frequency (approximately 0.1 Hz) is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17, the change in transmittance as shown by the solid line in FIG. It changes continuously. The transmittance is determined by the liquid crystal 2
When one director is parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23, it becomes the minimum Tmin, and when it exceeds this, it becomes bright again.
Further, the transmittance becomes the maximum Tmax when the director of the liquid crystal 21 crosses the transmission axis 23 of the polarizing plate 23 at 45 °,
Beyond this, it becomes dark again.

【0049】即ち、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から、液晶素子の透過
率がTminとTmaxを示す配向状態となる電圧VTminとV
Tmaxの間の電圧を液晶21に印加することにより、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
21の層内の全ての分子がほぼ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。しかし、液晶分子が完全に揃っていない配
向状態であれば、自発分極による電荷がたまり難く、ま
た、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、印加電圧をVTmaxとVTm
inと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、しかも、連続階調を表
示させることができる。
That is, the transmittance of the liquid crystal element is minimum when the director of the liquid crystal is parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23,
Since it becomes the maximum when crossing at 45 °, the voltages VTmin and V at which the transmittance of the liquid crystal element becomes an alignment state showing Tmin and Tmax are obtained.
By applying a voltage during Tmax to the liquid crystal 21, the liquid crystal 21 can be driven without being aligned in the first and second alignment states. The first and second alignment states are states in which all molecules in the layer of the liquid crystal 21 exhibit a ferroelectric phase in which the molecules are almost completely aligned in the same direction. It is less likely to occur and it is easier to burn. However, if the liquid crystal molecules are not completely aligned, the charge due to spontaneous polarization hardly accumulates.
Burn-in is reduced. That is, the applied voltages are VTmax and VTm.
By changing within the range of in, the liquid crystal 21 can be driven without using a ferroelectric phase, and further, continuous gradation can be displayed.

【0050】そして、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、上記構成の液晶表示素子は、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, the liquid crystal 21 can be used even during the non-selection period.
Can be maintained at a voltage for maintaining an arbitrary orientation state. For this reason, the liquid crystal display element having the above configuration can perform gradation display by changing the transmittance.

【0051】一方、液晶21のコーンアングル2θは温
度に応じて変化し、その変化の大きさは、液晶21の材
質により異なっている。即ち、液晶のチルト角(液晶分
子が描くコーンの軸に対する液晶分子の傾き角θ)は、
液晶の温度が高くなると液晶分子の揺動が大きくなるた
めに自発分極が小さくなり、その結果、チルト角θが小
さくなり、コーンアングル2θも小さくなる。また、温
度が高いと液晶分子が動き易くなるため、低い電圧で液
晶のダイレクタを大きな角度で振ることができる。
On the other hand, the cone angle 2θ of the liquid crystal 21 changes according to the temperature, and the magnitude of the change differs depending on the material of the liquid crystal 21. That is, the tilt angle of the liquid crystal (the tilt angle θ of the liquid crystal molecule with respect to the axis of the cone drawn by the liquid crystal molecule) is
When the temperature of the liquid crystal increases, the spontaneous polarization decreases because the fluctuation of the liquid crystal molecules increases. As a result, the tilt angle θ decreases and the cone angle 2θ decreases. In addition, when the temperature is high, the liquid crystal molecules move easily, so that the director of the liquid crystal can be swung at a large angle at a low voltage.

【0052】このような液晶21の温度変化による電気
光学特性の変動の例を図6に示す。図6中、実線は液晶
21の温度が常温(25℃)の場合の電気光学特性、一
点鎖線は液晶21の温度が常温より低い低温(10℃)
における電気光学特性、二点鎖線は液晶21の温度が通
常より高い高温(50℃)における電気光学特性をそれ
ぞれ示している。これらの電気光学特性において、透過
率が極小値を示す電圧VTminを印加したとき液晶分子の
ダイレクタは偏光板23の透過軸23Aの方向にほぼ一
致し、透過率が最大値を示す電圧VTmaxを印加したとき
液晶分子のダイレクタは偏光板23のと透過軸23Aの
方向とほぼ45°で交差する方向21Dに向いており、
電圧VTminから電圧VTmaxに印加電圧を変化させること
により、液晶分子のダイレクタはほぼ45°その向きを
変える。
FIG. 6 shows an example of such a change in the electro-optical characteristics due to a change in the temperature of the liquid crystal 21. 6, the solid line indicates the electro-optical characteristics when the temperature of the liquid crystal 21 is room temperature (25 ° C.), and the dashed line indicates the low temperature (10 ° C.) where the temperature of the liquid crystal 21 is lower than room temperature.
And the two-dot chain line show the electro-optical characteristics at a high temperature (50 ° C.) where the temperature of the liquid crystal 21 is higher than usual. In these electro-optical characteristics, when a voltage VTmin at which the transmittance exhibits a minimum value is applied, the director of the liquid crystal molecules substantially coincides with the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23, and a voltage VTmax at which the transmittance exhibits a maximum value is applied. Then, the director of the liquid crystal molecules is oriented in a direction 21D that intersects the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 at almost 45 °,
By changing the applied voltage from the voltage VTmin to the voltage VTmax, the director of the liquid crystal molecules changes its direction by approximately 45 °.

【0053】図6から明らかなように、液晶の温度が低
いときは、コーンアングル2θが大きくなり、透過率T
minとTmaxとを得るための電圧の絶対値が大きく、且
つ、電圧変調範囲も広くなる。また、液晶温度が高い時
は、コーンアングル2θが小さくなり、透過率Tminと
Tmaxとを得るための電圧の絶対値が小さく、且つ、電
圧変調範囲が狭くなる。このように、温度変化や劣化の
進行、時間の経過等の動作環境の変化に応じて、同一の
印加電圧に対する透過率が変化するため、画質が劣化
し、またコントラストが低下する。
As is clear from FIG. 6, when the temperature of the liquid crystal is low, the cone angle 2θ increases, and the transmittance T
The absolute value of the voltage for obtaining min and Tmax is large, and the voltage modulation range is widened. When the liquid crystal temperature is high, the cone angle 2θ is small, the absolute value of the voltage for obtaining the transmittances Tmin and Tmax is small, and the voltage modulation range is narrow. As described above, the transmittance changes with respect to the same applied voltage in accordance with a change in the operating environment such as a change in temperature, progress of deterioration, elapse of time, and the like, so that image quality is deteriorated and contrast is reduced.

【0054】同一印加電圧に対する表示階調が変化する
という問題を除去するため、この実施の形態において
は、ダミー画素に所定の階調を常時表示させ、実際の表
示階調をフォトセンサ33により検出し、この検出結果
をフィードバックして、所望の階調が表示されるように
液晶21に印加するデータ信号の電圧を調整することと
する。
In order to eliminate the problem that the display gradation changes for the same applied voltage, in this embodiment, a predetermined gradation is always displayed on the dummy pixel, and the actual display gradation is detected by the photo sensor 33. Then, the detection result is fed back to adjust the voltage of the data signal applied to the liquid crystal 21 so that a desired gradation is displayed.

【0055】このデータ信号の電圧調整は、前記所定の
階調を予め定めた階調の明るさと実質的に一致させるこ
とであり、所定の階調が最低階調の場合は、最も低い透
過率を指定する画像データに対応させて透過率Tminが
得られる電圧を液晶21に印加するように信号の電圧を
調整する。即ち、最も低い透過率Tminを指定する画像
データが供給されたときに、フォトセンサ33で検出さ
れた明るさが最小となるようにデータ信号の電圧を偏移
させることにより行われる。このときの液晶分子のダイ
レクタは偏光板23の透過軸23Aの方向とほぼ一致す
る方向に向いている。そして、最も高い透過率を指定す
る画像データが印加されたときに液晶分子のダイレクタ
が偏光板23の透過軸23Aの方向とほぼ45°で交差
する方向に向くようにデータ信号の変調幅を調整する。
The voltage adjustment of the data signal is to substantially match the predetermined gradation with the brightness of the predetermined gradation, and when the predetermined gradation is the lowest gradation, the lowest transmittance is obtained. The voltage of the signal is adjusted so that a voltage at which the transmittance Tmin is obtained is applied to the liquid crystal 21 in accordance with the image data designating. That is, when the image data designating the lowest transmittance Tmin is supplied, the shift is performed by shifting the voltage of the data signal so that the brightness detected by the photosensor 33 is minimized. At this time, the director of the liquid crystal molecules is oriented in a direction substantially coincident with the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. Then, the modulation width of the data signal is adjusted such that the director of the liquid crystal molecules is oriented in a direction intersecting the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 at approximately 45 ° when image data designating the highest transmittance is applied. I do.

【0056】図8は、補償回路34の構成を示す。図示
するように、補償回路34は、基準信号生成回路51
と、補償用ドライバ回路52と、アンプ53と、黒レベ
ル基準回路54と、比較器55と、コントローラ56と
より構成される。
FIG. 8 shows the configuration of the compensation circuit 34. As shown, the compensation circuit 34 includes a reference signal generation circuit 51
, A compensation driver circuit 52, an amplifier 53, a black level reference circuit 54, a comparator 55, and a controller 56.

【0057】基準信号生成回路51は、基準条件(基準
温度、基準劣化度、基準磁場強度等)において最低階
調、即ち「黒」を表示するための電圧信号を生成する。
補償用ドライバ回路52は、この電圧信号を増幅率αで
増幅し、さらに、バイアス電圧Vbを付加して、「黒」
を表示するための電圧信号VTminを生成し、ダミー用画
素電極13Dに印加する。
The reference signal generation circuit 51 generates a voltage signal for displaying the lowest gradation, that is, "black" under reference conditions (reference temperature, reference deterioration degree, reference magnetic field strength, etc.).
The compensating driver circuit 52 amplifies this voltage signal at the amplification factor α and further adds the bias voltage Vb to “black”
Is generated and applied to the dummy pixel electrode 13D.

【0058】基準波形信号の印加により、ダミー画素の
液晶21の液晶分子のダイレクタは、偏光板23の透過
軸23Aに平行に設定される。このため、バックライト
26から出射した光は、ダミー画素でほぼ吸収され、表
示はほぼ「黒」となる。ダミー画素を通過した光は、フ
ォトカプラ35に入射し、フォトカプラ35内を通過し
て再出射し、フォトセンサ33に入射する。フォトセン
サ33は入射光の強度、即ち、ダミー画素が表示する
「黒」の階調を電流信号に変換して出力する。アンプ5
3は、フォトセンサ33の出力を電流・電圧変換すると
共に増幅して出力する。黒レベル基準回路54は、予め
設定された最低階調「黒」の階調の基準レベル或いは使
用者がボリューム等を操作して好みに応じて設定する基
準信号を生成する。
By the application of the reference waveform signal, the director of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 21 of the dummy pixel is set parallel to the transmission axis 23A of the polarizing plate 23. Therefore, the light emitted from the backlight 26 is substantially absorbed by the dummy pixels, and the display becomes substantially “black”. The light that has passed through the dummy pixels enters the photocoupler 35, passes through the inside of the photocoupler 35, is emitted again, and enters the photosensor 33. The photo sensor 33 converts the intensity of the incident light, that is, the “black” gradation displayed by the dummy pixel into a current signal and outputs the current signal. Amplifier 5
Reference numeral 3 converts the output of the photosensor 33 from current to voltage, and amplifies the output. The black level reference circuit 54 generates a reference level of a preset gray level of the lowest gray level “black” or a reference signal set by a user by operating a volume or the like according to his / her preference.

【0059】比較器55は、黒レベル基準回路54から
の基準レベルとフォトセンサ33で検出された実際に表
示された階調との差(偏差)を取り、差分信号Seを生
成する。コントローラ56は、比較器55の出力する差
分信号Seがゼロレベルになるように、即ち、偏差が0
になるように補償用ドライバ回路52の増幅率αとバイ
アス電圧Vbを設定する。さらに、コントローラ56
は、図9を参照して後述するように、データライン16
毎に配置されている各ドライバ回路46の増幅率αとバ
イアス電圧Vbを同様に設定する。
The comparator 55 calculates the difference (deviation) between the reference level from the black level reference circuit 54 and the actually displayed gradation detected by the photo sensor 33, and generates a difference signal Se. The controller 56 sets the difference signal Se output from the comparator 55 to zero level, that is, the deviation is set to 0.
The amplification factor α of the compensation driver circuit 52 and the bias voltage Vb are set so that Further, the controller 56
As described later with reference to FIG.
The amplification factor α and the bias voltage Vb of each driver circuit 46 arranged for each are set in the same manner.

【0060】このような処理を行うことにより、環境の
変化の影響を受けずに、ダミー画素に最低階調の「黒」
を表示することができる。
By performing such processing, the lowest gray level “black” is applied to the dummy pixels without being affected by environmental changes.
Can be displayed.

【0061】次に、図9は、補償回路34の指示に従っ
てデータ信号の電圧を調整する列ドライバ32の構成例
を示す。この列ドライバ32は、第1のサンプル・ホー
ルド回路41と、第2のサンプル・ホールド回路42
と、A/D(アナログ/ディジタル)変換器43と、タ
イミング回路44と、電圧変換回路45と、ドライバ回
路46から構成される。
Next, FIG. 9 shows a configuration example of the column driver 32 for adjusting the voltage of the data signal in accordance with the instruction of the compensation circuit 34. The column driver 32 includes a first sample and hold circuit 41 and a second sample and hold circuit 42
, An A / D (analog / digital) converter 43, a timing circuit 44, a voltage conversion circuit 45, and a driver circuit 46.

【0062】第1のサンプル・ホールド回路41と、第
2のサンプル・ホールド回路42と、A/D(アナログ
/ディジタル)変換器43と、電圧変換回路45と、ド
ライバ回路46とは、データライン16毎に配置され、
タイミング回路44は複数のデータライン16に共通に
配置される。
The first sample / hold circuit 41, the second sample / hold circuit 42, the A / D (analog / digital) converter 43, the voltage conversion circuit 45, and the driver circuit 46 are connected to a data line. It is arranged every 16
The timing circuit 44 is arranged commonly to the plurality of data lines 16.

【0063】第1のサンプル・ホールド回路41は、外
部から供給されるアナログ表示信号のうち対応する画素
用の信号成分(1つの画像データ)VD’をサンプル・
ホールドする。第2のサンプル・ホールド回路42は第
1のサンプル・ホールド回路41のホールド信号VD’
をサンプル・ホールドする。
The first sample and hold circuit 41 samples and outputs a signal component (one image data) VD ′ for a corresponding pixel from an externally supplied analog display signal.
Hold. The second sample-and-hold circuit 42 receives the hold signal VD 'from the first sample-and-hold circuit 41.
Sample hold.

【0064】A/D変換器43は、第2のサンプルホー
ルド回路42のホールド信号をA/D変換してディジタ
ル階調データDGに変換する。タイミング回路44は、
各選択期間TSに、第1と第2のサンプルホールド回路
41、42にサンプリング及びホールディングを指示す
るタイミング制御信号を供給する。
The A / D converter 43 A / D converts the hold signal of the second sample / hold circuit 42 and converts it into digital gradation data DG. The timing circuit 44
During each selection period TS, a timing control signal for instructing sampling and holding is supplied to the first and second sample and hold circuits 41 and 42.

【0065】電圧変換回路45は、A/D変換器43が
出力するディジタル階調データDGを、該ディジタル階
調データDGが指示する階調を、基準条件下で、表示す
るために必要な電圧を有するパルス信号VD”に変換し
て出力する。この電圧変換回路45により、信号処理系
の電源系統と駆動系の電源系統とが分離されている。
The voltage conversion circuit 45 converts the digital gradation data DG output from the A / D converter 43 into a voltage necessary for displaying the gradation designated by the digital gradation data DG under standard conditions. The voltage conversion circuit 45 separates the power supply system of the signal processing system from the power supply system of the drive system.

【0066】ドライバ回路46は、比較的大きな駆動能
力を有する演算増幅器(オペアンプ)等から構成され、
パルス信号VD”を増幅率αで増幅し、バイアス電圧V
bを付加してデータライン16を駆動する。ドライバ回
路46の増幅率αとバイアス電圧Vbは補償回路34内
のコントローラ56により、補償用ドライバ回路52の
増幅率α及びバイアス電圧Vbと同一の値に設定され
る。
The driver circuit 46 is composed of an operational amplifier (operational amplifier) having a relatively large driving capability, and the like.
The pulse signal VD ″ is amplified at the amplification rate α, and the bias voltage V
The data line 16 is driven by adding b. The amplification factor α and the bias voltage Vb of the driver circuit 46 are set to the same values as the amplification factor α and the bias voltage Vb of the compensation driver circuit 52 by the controller 56 in the compensation circuit 34.

【0067】次に、上記構成の表示素子装置の駆動方法
を図10を参照して説明する。基準信号生成回路51
は、基準条件下で最低階調を表示するための電圧信号を
生成し、補償用ドライバ回路52は、この電圧信号を増
幅率αで増幅し、さらに、バイアス電圧Vbを付加し
て、電圧信号VTminを生成し、ダミー用画素電極13D
に印加する。電圧信号VTminの印加により、ダミー画素
は最低階調の黒を表示する。ダミー画素を通過した光
は、フォトカプラ35を介してフォトセンサ33に入射
する。フォトセンサ33は入射光の強度を電流信号に変
換して出力する。アンプ53は、フォトセンサ33の出
力を電流・電圧変換すると共に増幅して出力する。比較
器55は、黒レベル基準回路54からの基準レベルとフ
ォトセンサ33で検出された実際に表示された階調との
偏差を取り、コントローラ56は、この偏差が0になる
ように補償用ドライバ回路52の増幅率αとバイアス電
圧Vbを設定する。即ち、補償回路34は、フィードバ
ックループを構成し、常に最低階調の「黒」が表示され
るように、補償ドライバ回路52の増幅率αとバイアス
電圧Vbを動的に制御する。
Next, a method of driving the display element device having the above configuration will be described with reference to FIG. Reference signal generation circuit 51
Generates a voltage signal for displaying the lowest gradation under the reference condition, and the compensation driver circuit 52 amplifies the voltage signal at an amplification factor α, and further adds a bias voltage Vb to generate a voltage signal. VTmin is generated, and the dummy pixel electrode 13D is generated.
Is applied. By applying the voltage signal VTmin, the dummy pixel displays black of the lowest gradation. The light that has passed through the dummy pixels enters the photo sensor 33 via the photo coupler 35. The photo sensor 33 converts the intensity of the incident light into a current signal and outputs it. The amplifier 53 converts the output of the photosensor 33 into a current and a voltage, and amplifies and outputs the output. The comparator 55 calculates the deviation between the reference level from the black level reference circuit 54 and the actually displayed gradation detected by the photosensor 33, and the controller 56 sets the compensation driver so that the deviation becomes zero. The amplification factor α of the circuit 52 and the bias voltage Vb are set. That is, the compensation circuit 34 forms a feedback loop, and dynamically controls the amplification factor α and the bias voltage Vb of the compensation driver circuit 52 so that “black” of the lowest gradation is always displayed.

【0068】一方、第1のサンプル・ホールド回路41
は、タイミング回路44からのタイミング信号に従っ
て、外部から供給されるアナログ表示信号のうち対応す
る画素用の信号成分(1つの画像データ)VD’をサン
プル・ホールドする。次の水平走査期間になると、タイ
ミング信号に従って、第1のサンプルホールド回路41
のホールド信号は、第2のサンプル・ホールド回路42
に転送され、ホールドされる。A/D変換器43は、第
2のサンプルホールド回路42のホールド信号をA/D
変換してディジタル階調データに変換する。
On the other hand, the first sample and hold circuit 41
Samples and holds the corresponding pixel signal component (one image data) VD ′ of the analog display signal supplied from the outside in accordance with the timing signal from the timing circuit 44. In the next horizontal scanning period, the first sample and hold circuit 41 according to the timing signal
Of the second sample-and-hold circuit 42
Is transferred to and held. The A / D converter 43 converts the hold signal of the second sample and hold circuit 42 into an A / D signal.
Conversion to digital gradation data.

【0069】電圧変換回路45は、A/D変換器43が
出力するディジタル階調データを対応する電圧(該ディ
ジタル階調データが指示する階調を、基準条件におい
て、表示するために必要な駆動系の電圧)VD”に変換
して出力する。ドライバ回路46は、この電圧VD”
を、補償回路34のコントローラ56により設定された
増幅率αで増幅し、さらに、コントローラ56により設
定されたバイアス電圧Vbを加算して、図10(B)に
示すデータからなるデータ信号を生成して、対応するデ
ータライン16に印加する。
The voltage conversion circuit 45 generates a voltage corresponding to the digital gradation data output from the A / D converter 43 (the driving necessary for displaying the gradation indicated by the digital gradation data under the reference condition). System voltage) VD ", and outputs the converted voltage.
Is amplified by the amplification factor α set by the controller 56 of the compensation circuit 34, and the bias voltage Vb set by the controller 56 is added to generate a data signal composed of the data shown in FIG. To the corresponding data line 16.

【0070】ドライバ回路46がデータライン16にパ
ルス電圧VDを印加するのにほぼ同期して、行ドライバ
31は、図10(A)に示すように、ゲートパルスを選
択行のゲートライン15に印加する。データパルスのパ
ルス電圧VDは、ゲートパルスにより対応する行のTF
T14がオンしている書き込み期間に、液晶21に印加
され、TFT14がオフしている間は対向する電極13
と17の間に保持される。このため、図10(C)に示
すように、この保持電圧に対応する透過率がこの行の次
の選択期間まで保持される。
The row driver 31 applies a gate pulse to the gate line 15 of the selected row, substantially in synchronization with the application of the pulse voltage VD to the data line 16 by the driver circuit 46, as shown in FIG. I do. The pulse voltage VD of the data pulse is determined by the TF of the corresponding row by the gate pulse.
During the writing period in which T14 is on, the voltage is applied to the liquid crystal 21, and while the TFT 14 is off, the opposite electrode 13 is applied.
And 17 are maintained. Therefore, as shown in FIG. 10C, the transmittance corresponding to the holding voltage is held until the next selection period of this row.

【0071】各列のドライバ回路46の増幅率α及びバ
イアス電圧Vbは、補償回路34のフィードバック回路
により、最低階調の「黒」を、環境の変化にかかわら
ず、適切に表示できるように設定された値である。従っ
て、アナログ表示信号により指示される表示階調も、環
境の変化にかかわらず適切に表示される。
The amplification factor α and the bias voltage Vb of the driver circuit 46 in each column are set by the feedback circuit of the compensating circuit 34 so that the lowest gray level “black” can be appropriately displayed regardless of changes in the environment. Value. Therefore, the display gradation indicated by the analog display signal is also appropriately displayed regardless of the change in the environment.

【0072】即ち、この駆動回路によれば、環境の変化
による印加電圧−透過率特性の変化をフィードバックル
ープを用いて検出し、検出結果に応じて、駆動パルスの
電圧を調整するので、環境変化の影響を受けずに、所望
の階調を適切に表示することができる。
That is, according to this drive circuit, a change in the applied voltage-transmittance characteristic due to a change in the environment is detected using a feedback loop, and the voltage of the drive pulse is adjusted according to the detection result. , And a desired gray scale can be appropriately displayed.

【0073】液晶21が、その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10に示す駆動方法で
は、液晶21の過去の印加電圧の影響を受けて、同一印
加電圧に対する表示階調が一義的に定まらない虞があ
る。このような場合には、例えば、図11に示す駆動方
法を採用すればよい。
When the liquid crystal 21 has a large hysteresis in its electro-optical characteristics, in the driving method shown in FIG. 10, the display gradation for the same applied voltage is affected by the past applied voltage of the liquid crystal 21. There is a possibility that it cannot be uniquely determined. In such a case, for example, the driving method shown in FIG. 11 may be adopted.

【0074】この駆動方法においては、図11(A)に
示すゲートパルスにより選択行のTFT14がオンし、
オンしたTFT14を介して表示階調に対応するデータ
信号が画素電極13と共通電極17との間に印加され
る。データ信号は、図11(B)に示すように、液晶分
子を所定の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VH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。液晶21は、各選択期間に、設定パルスVH
によりほぼ一定の状態に配向させられる。従って、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
対応する表示階調が一義的に定まる。
In this driving method, the TFT 14 in the selected row is turned on by the gate pulse shown in FIG.
A data signal corresponding to the display gradation is applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 via the turned-on TFT 14. As shown in FIG. 11B, the data signal has a set pulse VH for aligning the liquid crystal molecules in a predetermined alignment state.
And a reset pulse VL for canceling the DC component of the set pulse VH, and a gradation pulse VD corresponding to the display gradation.
Consists of The liquid crystal 21 sets the setting pulse VH during each selection period.
By this, it can be oriented to a substantially constant state. Therefore, even when there is hysteresis in the optical characteristics, the display gradation corresponding to the gradation pulse VD is uniquely determined.

【0075】ゲートパルスがオフするとTFT14がオ
フし、それまで画素電極13と共通電極17との間に印
加されていた階調パルスVDの電圧が、画素容量に保持
される。このため、図11(C)に示すように、この保
持電圧に対応する透過率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VDの電圧を制御することにより任意の階調画像を表
示することができる。しかも、リセットパルスVLを印
加しているので、液晶21に印加される直流成分を相殺
し、表示の焼き付きを低減することができる。
When the gate pulse is turned off, the TFT 14 is turned off, and the voltage of the gradation pulse VD applied between the pixel electrode 13 and the common electrode 17 until that time is held in the pixel capacitance. Therefore, as shown in FIG. 11C, the transmittance corresponding to the holding voltage is held until the next selection period of this row. Therefore, according to this driving method, an arbitrary gradation image can be displayed by controlling the voltage of the data pulse VD. In addition, since the reset pulse VL is applied, the direct current component applied to the liquid crystal 21 can be canceled, and the burn-in of the display can be reduced.

【0076】この駆動方法の場合も、リセットパルスの
電圧及び設定パルスの電圧を温度に応じて調整すること
により、コントラストの高い画像を表示でき、しかも、
表示の焼き付きを防止できる。
Also in the case of this driving method, a high-contrast image can be displayed by adjusting the voltage of the reset pulse and the voltage of the setting pulse in accordance with the temperature.
Display burn-in can be prevented.

【0077】図11に示す駆動方法を実現するための列
ドライバ32の回路構成を図12に示す。なお、図12
において、図9と同一部分には同一符号を付す。この列
ドライバ32は、第1のサンプル・ホールド回路41
と、第2のサンプル・ホールド回路42と、A/D(ア
ナログ/ディジタル)変換器43と、電圧変換回路45
と、ドライバ回路46と、電圧データ発生回路47と、
タイミング回路48と、マルチプレクサ49と、より構
成される。
FIG. 12 shows a circuit configuration of the column driver 32 for realizing the driving method shown in FIG. FIG.
In FIG. 9, the same parts as those in FIG. The column driver 32 includes a first sample and hold circuit 41
, A second sample / hold circuit 42, an A / D (analog / digital) converter 43, and a voltage conversion circuit 45.
, A driver circuit 46, a voltage data generation circuit 47,
It comprises a timing circuit 48 and a multiplexer 49.

【0078】第1のサンプル・ホールド回路41は、表
示信号のうち、対応する画素の信号成分VD’をサンプ
ル・ホールドする。第2のサンプル・ホールド回路42
は第1のサンプル・ホールド回路41のホールド信号を
サンプル・ホールドする。A/D変換器43は、第2の
サンプルホールド回路42のホールド信号をアナログ/
ディジタル変換し、ディジタル階調データDGに変換す
る。電圧データ発生回路47は、設定パルスVHに対応
する設定パルスデータDHと、リセットパルスVLに対
応するリセットパルスデータDLを生成する。
The first sample and hold circuit 41 samples and holds the signal component VD 'of the corresponding pixel in the display signal. Second sample and hold circuit 42
Samples and holds the hold signal of the first sample and hold circuit 41. The A / D converter 43 converts the hold signal of the second sample and hold circuit 42 into an analog / digital signal.
It is digitally converted and converted into digital gradation data DG. The voltage data generation circuit 47 generates setting pulse data DH corresponding to the setting pulse VH and reset pulse data DL corresponding to the reset pulse VL.

【0079】タイミング回路48は、第1と第2のサン
プルホールド回路41、42にタイミング制御信号を供
給すると共に、各画素行の選択期間TSを構成する3つ
のタイムスロットt1,t2,t3にそれぞれタイミン
グ信号T1,T2,T3をオンする。マルチプレクサ4
9は、タイミング信号T1〜T3に応答して、各選択期
間TS内に、リセットパルスデータDLと、設定パルス
データDHと、ディジタル階調データDGと、を順次選
択して出力する。電圧変換回路45は、マルチプレクサ
49の出力データを駆動系の高電圧に変換して出力す
る。
The timing circuit 48 supplies a timing control signal to the first and second sample-and-hold circuits 41 and 42, and also supplies timing control signals to three time slots t1, t2 and t3 constituting the selection period TS of each pixel row. Turn on the timing signals T1, T2, T3. Multiplexer 4
9 sequentially selects and outputs reset pulse data DL, set pulse data DH, and digital gradation data DG in each selection period TS in response to the timing signals T1 to T3. The voltage conversion circuit 45 converts the output data of the multiplexer 49 into a high voltage of the driving system and outputs the same.

【0080】ドライバ回路46は、電圧変換回路45か
ら出力される電圧を、補償回路34のコントローラ56
により設定された増幅率αで増幅し、バイアス電圧Vb
を付加し、パルス電圧VL、VH、VDとして、データ
ライン16に印加する。従って、この駆動方法でも、パ
ルス電圧VL、VH、VDは、それぞれ、常にほぼ最適
な値に設定され、環境の変化によらず、適切な表示を行
うことができる。
The driver circuit 46 applies the voltage output from the voltage conversion circuit 45 to the controller 56 of the compensation circuit 34.
And the bias voltage Vb
Is applied to the data line 16 as pulse voltages VL, VH, and VD. Therefore, even in this driving method, the pulse voltages VL, VH, and VD are always set to almost optimum values, respectively, and appropriate display can be performed regardless of a change in environment.

【0081】なお、図11の駆動方法において、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。また、設定パルスを
VL、リセットパルスをVHとしてもよい。
In the driving method shown in FIG. 11, the reset pulse VL may be a voltage having a polarity opposite to the sum of the voltage of the setting pulse VH and the voltage of the gradation pulse VD. Further, the setting pulse may be VL and the reset pulse may be VH.

【0082】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
のダイレクタを45°の角度範囲内で強誘電相にならな
いように駆動でき、且つ、最高表示階調Tmaxと最低表
示階調Tminを得ることができるならば、任意の素子構
造を採用可能である。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60°−45°(=15°)の角度範囲内
(例えば、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45°傾いた方向21
D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, if the director of the liquid crystal can be driven so as not to be in a ferroelectric phase within an angle range of 45 ° and the highest display gradation Tmax and the lowest display gradation Tmin can be obtained, an arbitrary element structure is adopted. It is possible. For example, the shift angle 2θ of the liquid crystal is 60
When the angle is equal to or more than the angle, the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 is set at a position within an angle range of 60 ° -45 ° (= 15 °) (for example, 12.5 °) from the first direction 21A, The transmission axis 24A of the liquid crystal 21 is set so as to be orthogonal or parallel to the transmission axis 23A, and the director of the liquid crystal 21 is tilted by 45 ° with respect to the direction of the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 and this direction.
D may be driven.

【0083】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、一方の偏光
板の透過軸をスメクティック層の法線方向に設定し、他
方の偏光板の透過軸を一方の偏光板の透過軸に直交又は
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 transmission axis of one polarizing plate may be set to the normal direction of the smectic layer, and the transmission axis of the other polarizing plate may be set to be orthogonal or parallel to the transmission axis of one polarizing plate.

【0084】また、列ドライバ32及び補償回路34の
構成は実施の形態に限定されず、任意に変更可能であ
る。また、ダミー画素を通過した光をフォトカプラ35
でフォトセンサ33に導いたがダミー画素を通過した光
の強度を検出できるならば、他の任意の構成を採用可能
である。例えば、反射板を用いてダミー画素の透過光を
フォトセンサ33に向けてもよい。また、偏光板24上
にダミー画素に指向したフォトセンサ33を配置しても
よい。さらに、ドライバ回路46の増幅率αとオフセッ
ト電圧Vbを誤差信号に応じて調整したが、例えば、電
圧変換回路45の変換出力電圧を誤差信号Seに応じて
調整しても良い。
The configurations of the column driver 32 and the compensating circuit 34 are not limited to the embodiments, and can be arbitrarily changed. Further, the light that has passed through the dummy pixel is
Any other configuration can be adopted as long as the intensity of the light guided to the photo sensor 33 but passed through the dummy pixel can be detected. For example, the transmitted light of the dummy pixel may be directed to the photo sensor 33 using a reflector. Further, a photo sensor 33 directed to the dummy pixel may be arranged on the polarizing plate 24. Further, although the amplification factor α and the offset voltage Vb of the driver circuit 46 are adjusted according to the error signal, for example, the conversion output voltage of the voltage conversion circuit 45 may be adjusted according to the error signal Se.

【0085】さらに、上記説明では、通常の画素とは別
個にダミー画素を配置したが、通常の画素の1つを補償
用に使用しても良い。ダミー画素及び補償用画素の表示
階調は最低階調に限定されず、任意の階調を表示させる
ことができる。即ち、最高階調或いは任意の中間階調を
表示させても良い。ただし、表示画像のコントラストを
高めるためには、最低階調を表示させることが望まし
い。また、フォトセンサ33が一般の入射光を受光しな
いように、ダミー画素、フォトカプラ、フォトセンサ等
を遮光性のカバーで覆うことが望ましい。
Further, in the above description, the dummy pixels are arranged separately from the normal pixels, but one of the normal pixels may be used for compensation. The display gradation of the dummy pixel and the compensation pixel is not limited to the lowest gradation, and an arbitrary gradation can be displayed. That is, the highest gradation or any intermediate gradation may be displayed. However, in order to increase the contrast of the displayed image, it is desirable to display the lowest gradation. In addition, it is desirable that the dummy pixel, the photocoupler, the photosensor, and the like be covered with a light-shielding cover so that the photosensor 33 does not receive general incident light.

【0086】TFT14とフォトセンサ33の構成も図
3に示す構造に限定されず、任意の構成を採用可能であ
り、TFT14とフォトセンサ33とを別の工程で製造
することも可能である。
The configurations of the TFT 14 and the photosensor 33 are not limited to the configuration shown in FIG. 3, but any configuration can be adopted, and the TFT 14 and the photosensor 33 can be manufactured in different steps.

【0087】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.

【0088】さらに、液晶21としては、コーン角2θ
が45°以上のDHF(Deformed Helical Ferroelectr
ic)液晶を使用することも可能である。DHF液晶は、
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.
Deformed Helical Ferroelectr
ic) It is also possible to use liquid crystals. DHF liquid crystal is
It is sealed between the substrates 11 and 12 while maintaining the helical structure of the liquid crystal molecules.

【0089】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6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6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 greater 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. .

【0090】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(ダイレクタ)が前記第1の方向21
A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 (director) in the major axis direction of the liquid crystal molecules is changed to the first direction 21.
The intermediate orientation state is set to an arbitrary direction between A and the second direction 21B.

【0091】このため、図6に示すように一対の偏光板
23、24を配置し、印加電圧を変化させると、透過率
は図7に実線で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21D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。
Therefore, when a pair of polarizing plates 23 and 24 are arranged as shown in FIG. 6 and the applied voltage is changed, the transmittance changes as shown by a solid line in FIG. Therefore, the liquid crystal 21
When a DHF liquid crystal is used, 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 set at 45 ° with respect to the transmission axis 23A and the transmission axis 23A. , The image burn-in of the display can be prevented, and the maximum gradation width can be displayed.

【0092】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。さら
に、透過軸の代わりに吸収軸を使用しても良い。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13に示すように、
対向する基板11と12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、カラーフィルタを配置して、カラー
液晶表示素子としても使用できる。
The transmission axis 24A of the polarizing plate 24 and the transmission axis 23A of the polarizing plate 23 may be set in parallel. Further, an absorption axis may be used instead of the transmission axis. Also,
The present invention is not limited to a display element using a TFT as an active element, but is also applicable to a display element using an MIM as an active element. Further, the present invention, as shown in FIG.
The present invention is also applicable to a simple matrix type (passive matrix type) display element in which a scanning electrode 71 and a signal electrode 72 orthogonal to the scanning electrode 71 are arranged on the opposing surfaces of the opposing substrates 11 and 12. In addition, a color filter can be arranged and used as a color liquid crystal display element.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示素子
装置によれば、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、液晶表示パネルを
実際に通過した光を測定し、この測定結果に基づいて、
液晶に印加する電圧を制御(調整)するので、環境の変
化や劣化の進行にかかわらず、常に所望の階調を適切に
得ることができる。
As described above, according to the display device of the present invention, since the liquid crystal is driven without using a ferroelectric phase, it is possible to obtain a display device with less display sticking due to spontaneous polarization. it can. Moreover, the light actually passing through the liquid crystal display panel is measured, and based on the measurement result,
Since the voltage applied to the liquid crystal is controlled (adjusted), a desired gradation can always be appropriately obtained regardless of changes in the environment or progress of deterioration.

【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】(A)と(B)は、図1に示す表示素子のTF
Tとフォトセンサの構成を示す図である。
FIGS. 3A and 3B are TF diagrams of the display device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of T and a photo sensor.

【図4】図3(B)に示すフォトセンサの受光量と検出
電流の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a light receiving amount and a detection current of the photo sensor illustrated in FIG.

【図5】フォトカプラの配置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of a photocoupler.

【図6】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. 6 is a diagram showing a relationship between a transmission axis of a polarizing plate and an alignment direction of liquid crystal molecules.

【図7】この実施の形態の液晶表示素子の印加方法と透
過率との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the application method and the transmittance of the liquid crystal display element of this embodiment.

【図8】補償回路の構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a compensation circuit.

【図9】列ドライバの構成の一例を示す回路ブロック図
である。
FIG. 9 is a circuit block diagram illustrating an example of a configuration of a column driver.

【図10】図9の列ドライバを用いた駆動方法により画
素に印加される電圧の波形と透過率を示すタイミングチ
ャートである。
10 is a timing chart showing a waveform of a voltage applied to a pixel and a transmittance by a driving method using the column driver of FIG. 9;

【図11】この実施の形態の液晶表示素子の駆動方法の
他の例と透過率の変化を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 11 is a timing chart showing another example of a method of driving the liquid crystal display element of this embodiment and a change in transmittance.

【図12】図11に示す駆動方法を実現するための列ド
ライバの構成の一例を示す回路ブロック図である。
12 is a circuit block diagram illustrating an example of a configuration of a column driver for realizing the driving method illustrated in FIG.

【図13】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. 13 is a sectional view showing another example of the structure of the display element according to the embodiment of the present invention.

【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、13D・・・ダミー画素電極、1
4・・・アクティブ素子(TFT)、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・・・共通電極、18・・・配向膜、19・・・配向
膜、20・・・シール材、21・・・液晶、22・・・スペー
サ、23・・・偏光板(下偏光板)、24・・・偏光板(上偏
光板)、25・・・液晶セル、26・・・バックライト、31
・・・行ドライバ、32・・・列ドライバ、33・・・フォトセ
ンサ、34・・・補償回路、35・・・フォトカプラ、41、
42・・・サンプルホールド回路、43・・・アナログ・ディ
ジタル変換器、44・・・タイミング回路、45・・・電圧変
換回路、46・・・ドライバ回路、47・・・電圧データ発生
回路、48・・・タイミング回路、49・・・マルチプレク
サ、51・・・基準信号生成回路、52・・・補償用ドライバ
回路、53・・・アンプ、54・・・黒レベル基準回路、55
・・・比較器、56・・・コントローラ
11: transparent substrate (lower substrate), 12: transparent substrate (upper substrate), 13: pixel electrode, 13D: dummy pixel electrode, 1
4 ... active element (TFT), 15 ... gate line (scan line), 16 ... data line (gradation signal line), 17 ... common electrode, 18 ... alignment film, 19 ..Alignment film, 20 seal material, 21 liquid crystal, 22 spacer, 23 polarizing plate (lower polarizing plate), 24 polarizing plate (upper polarizing plate), 25. ..Liquid crystal cell, 26 backlight, 31
... row driver, 32 ... column driver, 33 ... photosensor, 34 ... compensation circuit, 35 ... photocoupler, 41,
42 sample-hold circuit 43 analog-digital converter 44 timing circuit 45 voltage conversion circuit 46 driver circuit 47 voltage data generation circuit 48 .. Timing circuit, 49 multiplexer, 51 reference signal generation circuit, 52 compensation driver circuit, 53 amplifier, 54 black level reference circuit, 55
... Comparator, 56 ... Controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−334130(JP,A) 特開 平5−80101(JP,A) 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 1/133 G02F 1/1335 510 G02F 1/141 G09G 3/36 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-334130 (JP, A) JP-A-5-80101 (JP, A) JP-A-6-2899367 (JP, A) JP-A-1- 288826 (JP, A) JP-A-63-226624 (JP, A) JP-A-5-297350 (JP, A) JP-A-5-303081 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) G02F 1/133 G02F 1/1335 510 G02F 1/141 G09G 3/36

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アクティブ素子と該アクティブ素子に接続
された画素電極がマトリクス状に配置された一方の基板
と、 前記画素電極に対向する共通電極が形成された他方の基
板と、 前記一方と他方の基板の間に配置され、前記画素電極と
前記共通電極との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の方向との間の中間の方向に向け
て配向する第3の配向状態とにそれぞれ配向する強誘電
相を示す液晶と、 前記一方と他方の基板を挟んで配置され、いずれか一方
の偏光板の光学軸が前記第1と第2の方向により挟まれ
る角度範囲内に設置され、他方の偏光板の光学軸が前記
一方の光学軸と実質的に直交または平行に配置された一
対の偏光板と、 前記電極間の前記液晶に、前記一方の偏光板の光学軸に
対して前記第1と第2の方向が成す角度よりそれぞれ小さ
い角度で前記液晶分子のダイレクタを変化させる電圧を
印加する駆動手段と、 前記一方と他方の基板と、前記液晶と、前記一対の偏光
板とから構成される液晶表示パネルを通過した光の強度
を検出する光強度検出手段と、 前記光強度検出手段により検出された強度に応じて前記
駆動手段が前記液晶に印加する電圧を補償する電圧補償
手段と、 より構成される強誘電相を示す液晶を用いた表示素子装
置。
A first substrate on which an active element and a pixel electrode connected to the active element are arranged in a matrix; a second substrate on which a common electrode opposed to the pixel electrode is formed; And a first ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially arranged in a first direction according to a first voltage of one polarity applied between the pixel electrode and the common electrode. A first alignment state, and a second alignment state indicating a second ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are substantially aligned in a second direction in response to a second voltage of the other polarity applied between the electrodes. , An arbitrary third intermediate between the first voltage and the second voltage.
The ferroelectric phases in which the liquid crystal molecules are aligned in a third alignment state in which the liquid crystal molecules align the director in a direction intermediate between the first direction and the second direction in response to the application of a voltage of A liquid crystal to be shown, disposed between the one and the other substrates, and the optical axis of one of the polarizing plates is set within an angle range sandwiched by the first and second directions, and the optical axis of the other polarizing plate is A pair of polarizing plates whose axes are arranged substantially orthogonal or parallel to the one optical axis, the liquid crystal between the electrodes, and the optical axis of the one polarizing plate.
Each of which is smaller than the angle formed by the first and second directions.
A driving means for applying a voltage to change the director of the liquid crystal molecules at a small angle; and an intensity of light passing through a liquid crystal display panel including the one and the other substrates, the liquid crystal, and the pair of polarizing plates. A liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase, comprising: a light intensity detecting means for detecting the intensity of light; Display device using the same.
【請求項2】(2) 前記駆動手段は、前記液晶分子が第1と第2The driving means is configured such that the liquid crystal molecules are first and second liquid crystal molecules.
の方向に配向する第1と第2の電圧より絶対値がそれぞれAbsolute values are higher than the first and second voltages
小さい電圧の範囲で変化する電圧を、前記液晶に印加すA voltage that changes in a small voltage range is applied to the liquid crystal.
ることを特徴とする請求項1に記載の表示素子装置。The display device according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記光強度検出手段は、 前記液晶表示パネルを通過した光を前記液晶表示パネル
側に導く光転送手段と、 前記一方の基板上に配置され、前記光転送手段からの光
を受光する光強度検出素子と、 から構成されることを特徴とする請求項1に記載の表示
素子装置。
3. The light intensity detecting means includes: light transmitting means for guiding light passing through the liquid crystal display panel to the liquid crystal display panel side; and light transmitting means disposed on the one of the substrates to receive light from the light transmitting means. The display element device according to claim 1, comprising: a light intensity detecting element that receives light.
【請求項4】前記アクティブ素子は、前記一方の基板上
に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形
成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成さ
れ、チャネルを構成する半導体層と、前記半導体層のチ
ャネルの両端に接続された電極と、から構成され、 前記光強度検出素子は、前記ゲート絶縁膜上に形成され
た受光用半導体層と、前記受光用半導体層の両端に接続
された電極と、前記一方の基板上に形成され、液晶表示
パネルに入射する光が前記受光用半導体層を直接照射す
るのを防止する遮光膜と、 から構成される、ことを特徴とする請求項に記載の表
示素子装置。
4. The active element includes a gate electrode formed on the one substrate, a gate insulating film formed to cover the gate electrode, and a channel formed on the gate insulating film. A semiconductor layer, and electrodes connected to both ends of a channel of the semiconductor layer, wherein the light intensity detecting element includes a light receiving semiconductor layer formed on the gate insulating film, and a light receiving semiconductor layer. An electrode connected to both ends, and a light-shielding film formed on the one substrate and preventing light incident on the liquid crystal display panel from directly irradiating the light-receiving semiconductor layer. The display element device according to claim 3 , wherein
【請求項5】前記一対の偏光板の一方の背面に配置さ
れ、液晶表示パネルを透過する照明光を発生するバック
ライトを、さらに備えることを特徴とする請求項1乃至
のいずれか1つに記載の表示素子装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a backlight disposed on one back surface of said pair of polarizing plates and generating illumination light transmitted through a liquid crystal display panel.
5. The display element device according to any one of 4 .
【請求項6】前記一方の基板は、透過率検出専用の画素
電極を備え、 前記光転送手段は、前記透過率検出専用の画素電極を通
過した光を前記光強度検出手段に転送し、 前記駆動手段は、前記透過率検出専用の画素電極に所定
の階調を表示するための基準電圧を印加する手段を含
む、 ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
6. The one substrate includes a pixel electrode dedicated to transmittance detection, and the light transfer unit transfers light passing through the pixel electrode dedicated to transmittance detection to the light intensity detection unit. The display according to any one of claims 1 to 5 , wherein the driving means includes means for applying a reference voltage for displaying a predetermined gradation to the pixel electrode dedicated to transmittance detection. Element device.
【請求項7】前記駆動手段は、前記透過率検出専用の画
素電極に最低階調を表示するための基準電圧を印加する
手段を含む、 ことを特徴とする請求項に記載の表示素子装置。
7. The display device according to claim 6 , wherein said driving means includes means for applying a reference voltage for displaying the lowest gradation to the pixel electrode dedicated to transmittance detection. .
【請求項8】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
る強誘電相をもっており、 前記一方の偏光板は、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、その光学軸の方向が配置されており、 前記駆動手段は、液晶分子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内のほぼ
45の角度範囲で変化させる電圧を印加し、 前記電圧補償手段は、動作環境の変化にかかわらず、液
晶分子のダイレクタを前記45°の角度範囲で変化させ
るように前記駆動手段の印加電圧を補償する、ことを特
徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載の表示素
子装置。
8. 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 ° . 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 direction of the second direction and the second direction. applying a voltage that changes at approximately 45 ° angle range in the angle range sandwiched by said second direction and the first direction, the voltage compensation means, regardless of the change in the operating environment, the director of the liquid crystal molecules The display element device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the applied voltage of the driving unit is compensated so that is changed in the 45 ° angle range.
【請求項9】前記駆動手段は、最も暗い像と最も明るい
像の一方を表示するために、前記液晶分子のダイレクタ
を前記一方の偏光板の光学軸の方向に設定するための第
1の所定電圧を印加し、最も暗い像と最も明るい像の他
方を表示するために、前記液晶分子のダイレクタを前記
一方の偏光板の光学軸の方向に対し45の方向に設定
するための第2の所定電圧を印加する手段を備え、 前記電圧補償手段は、前記光検出手段の検出結果に従っ
て、前記駆動手段の印加電圧を補償する手段を備える、 ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載
の表示素子装置。
9. A first predetermined means for setting a director of the liquid crystal molecules in a direction of an optical axis of the one polarizing plate in order to display one of a darkest image and a brightest image. a voltage is applied, in order to display the other of the brightest image and the darkest image, direction relative to the second for setting the direction of 45 ° of the optical axis of the polarizer director of the one of the liquid crystal molecules The device according to any one of claims 1 to 8 , further comprising: a unit configured to apply a predetermined voltage, wherein the voltage compensating unit includes a unit configured to compensate an applied voltage of the driving unit according to a detection result of the light detecting unit. The display element device according to one of the above.
【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、前記第1の方向に45より大きい交
角で交差する第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第3の配向状態とにそれぞれ
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、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、その光学軸の方向が配置され、他方の偏光板の光学
軸が前記一方の偏光板の光学軸と実質的に直交または平
行に配置された一対の偏光板と、 前記一対の偏光板の一方の背面に配置されたバックライ
トと、 前記電極間の前記液晶に、前記一方の偏光板の光学軸に
対して前記第1と第2の方向が成す角度よりそれぞれ小さ
い角度で前記液晶分子のダイレクタを変化させる電圧を
印加する駆動手段と、 前記一対の基板と、前記液晶と、前記一対の偏光板とか
ら構成される液晶表示パネルを通過した前記バックライ
トからの光の強度を検出する光強度検出手段と、 前記光強度検出手段が検出した光強度と画像データに応
答し、液晶分子のダイレク夕を前記一方の偏光板の光学
軸と該光学軸に45°の方向の範囲内で変化させ、さら
に、最高階調と最低階調の一方を表示するために液晶分
子のダイレクタを前記一方の偏光板の光学軸の方向にほ
ぼ設定し、最高階調と最低階調の他方を表示するために
液晶分子のダイレクタを前記一方の偏光板の光学軸の方
向に対して45°の方向にほぼ設定するように、前記画
像データに対応する電圧の値を制御して前記液晶に印加
する駆動手段と、 より構成される強誘電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. In response to a first alignment state indicating a first ferroelectric phase substantially arranged in the first direction and a second voltage of the other polarity applied between the electrodes, liquid crystal molecules are moved in the first direction by 45 degrees. A second orientation state indicative of a second ferroelectric phase substantially aligned in a second direction intersecting at a greater intersection angle, and any third voltage intermediate the first and second voltages A liquid crystal exhibiting a ferroelectric phase in which liquid crystal molecules are aligned in a third alignment state in which liquid crystal molecules are oriented in a direction between the first direction and the second direction in response to the application of One of the pair of polarizing plates is disposed so as to sandwich the pair of substrates, and the one of the pair of polarizing plates is in front of the first direction. With respect to any of the second directions, the direction of the optical axis is arranged in a range of an angle obtained by subtracting 45 ° from the intersection angle, and the optical axis of the other polarizing plate is aligned with the optical axis of the one polarizing plate. A pair of polarizers disposed substantially orthogonally or in parallel, a backlight disposed on one back surface of the pair of polarizers, the liquid crystal between the electrodes, and an optical axis of the one polarizer.
Each of which is smaller than the angle formed by the first and second directions.
A driving means for applying a voltage that changes the director of the liquid crystal molecules at a small angle; and the light from the backlight passing through a liquid crystal display panel including the pair of substrates, the liquid crystal, and the pair of polarizing plates. Light intensity detecting means for detecting the light intensity; and responding to the light intensity and the image data detected by the light intensity detecting means, the direction of the liquid crystal molecules is set at 45 ° to the optical axis of the one polarizing plate and the optical axis. The direction of the liquid crystal molecules is set substantially in the direction of the optical axis of the one polarizing plate so as to display one of the highest gradation and the lowest gradation. The voltage value corresponding to the image data is controlled so that the director of the liquid crystal molecules is set substantially at a direction of 45 ° with respect to the direction of the optical axis of the one polarizing plate in order to display the other of the gradations. To the liquid crystal Display element device using a drive unit, a liquid crystal exhibiting a more composed ferroelectric phase.
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