(57)【要約】  基準電圧発生回路（８）にてＲＧＢ色ごとに異なる基準電圧を発生させたり、記憶部（１５）に格納されてＬＵＴを参照したりすることにより、ＲＧＢ色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、各画素（７）に設けられた表示素子に異なる電圧を印加する。これにより、表示素子における色ずれ現象を効果的に抑制し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板間に、光学的異方性の程度が電圧を印加することにより変化する媒質が封入されている表示素子を複数備え、上記複数の表示素子のそれぞれにカラー画像表示に必要な複数の色を配色してカラー画像表示を行う表示装置であって、
上記カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、上記複数の表示素子のそれぞれに異なる電圧を印加することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記表示装置により表示される画像の階調レベルと、上記複数の表示素子のそれぞれに印加すべき電圧とを対応づけたルックアップテーブルに基づき、該印加すべき電圧を決定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記カラー画像表示に必要な複数の色は、ＲＧＢの３色であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、
電圧を印加することによって光学的異方性を示すことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、
電圧を印加することによって光学的等方性を示すことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
上記媒質を構成する分子が、電圧印加時または電圧無印加時に、光学波長未満の秩序構造を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
上記媒質が、キュービック対称性を示す秩序構造を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
上記媒質が、キュービック相またはスメクチックＤ相を示す分子からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
上記媒質が、液晶マイクロエマルションからなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記媒質が、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示すリオトロピック液晶からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記媒質が、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示す液晶微粒子分散系からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記媒質が、デンドリマーからなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
上記媒質が、コレステリックブルー相を示す分子からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
上記媒質が、スメクチックブルー相を示す分子からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
複数の表示素子のそれぞれにカラー画像表示に必要な複数の色を配色してカラー画像表示を行い、上記カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、上記複数の表示素子のそれぞれに異なる電圧を印加する表示装置における表示素子であって、
少なくとも一方が透明な一対の基板間に、光学的異方性の程度が電圧を印加することにより変化する媒質が封入されている表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視角が表示装置に対して正面方向に設定されている場合、および斜め方向に設定されている場合のいずれにおいても、正確な色を表示し得る表示装置および表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種ある表示素子のなかでも、液晶表示素子は、薄型で軽量、かつ低消費電力なので、テレビやビデオなどの画像表示装置や、モニター、ワープロ、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器に広く用いられている。
【０００３】
従来、液晶表示素子としては、たとえば、ネマチック液晶を用いたツイステッドネマティック（ＴＮ）モ−ドの液晶表示素子が実用化されているが、表示の応答速度が遅い、視野角が狭いなどの欠点がある。
【０００４】
また、表示応答が速く、視野角が広い液晶表示素子として、強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ferroelectric Liquid Crystal）、あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ：Anti-Ferroelectric Liquid Crystal）などの表示モ−ドを採用する液晶表示素子もある。しかしながらこの液晶表示素子は、耐ショック性、温度特性等に大きな欠点があり、広く実用化されてはいない。
【０００５】
また、光散乱を利用する高分子分散型液晶表示素子は、偏光板を必要とせず、高輝度表示が可能である。しかしながら、高分子分散型液晶表示素子は、画像表示の応答特性の面で課題を有しているので、ＴＮモードの液晶表示素子よりも優れた表示素子とはいい難い。
【０００６】
さらに近年、電界印加による分子の回転を利用するこれらの表示素子に対して、電界印加により光学的異方性が変化する物質、特に、電気光学効果による配向分極または電子分極を示す物質を用いた表示素子が提案されている。
【０００７】
なお、電気光学効果とは、物質の屈折率が外部電界によって変化する現象のことをいう。また、電気光学効果には、電界の１次に物質の屈折率が比例する効果と、電界の２次に物質の屈折率が比例する効果とがあり、それぞれポッケルス効果、カー効果と呼ばれている。
【０００８】
特にカー効果を示す物質は、高速の光シャッターへの応用が早くから進められており、特殊な計測機器への実用化がなされている。カー効果は1875年にJ.Kerrによって発見されたものであり、カー効果を示す物質の屈折率は、印加電界の２次に比例する。したがって、カー効果を示す物質を配向分極に用いると、ポッケルス効果を示す物質を配向分極に用いた場合に比べて低電圧駆動を見込むことができる。さらに、カー効果を示す物質は、数マイクロ秒〜数ミリ秒の応答特性を示すので、表示装置による表示を入力電圧に対して高速に応答させるために用いられることが期待される。
【０００９】
従来では、カー効果を示す材料として、ニトロベンゼンや二硫化炭素などが知られており、電力ケーブル等における高電界強度を測定するために利用されていた。その後、液晶材料もカー効果を示すことが発見され、光変調素子、偏光素子、更には光集積回路応用に向けての基礎検討が行われた。そして、ニトロベンゼンの２００倍を越えるカー定数を示す液晶化合物も報告されている。
【００１０】
このような状況から、二次の電気光学効果（以下、カー効果と呼ぶ）を示す物質、ひいては電界印加により光学的異方性が変化する物質を表示素子へ応用することが盛んに検討され始めている。
【発明の開示】
【００１１】
ところで、電圧印加により光学的異方性が変化する物質を用いる表示素子に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルターを配置した際の電圧透過率曲線を図１０（ａ）に示す。なお、図１０（ａ）に示す透過率は、表示素子に対する視角が、表示素子の正面方向、すなわち、表示素子に設けられる基板の法線方向に設定されている際の透過率である。同図からわかるように、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについて、同じ電圧を印加した際の透過率の値が異なっている。
【００１２】
また、図１０（ａ）に示す透過率は、光学的異方性が変化する物質として後述の〔化１〕に示す物質、すなわち４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニルを用いた。なお、図１０（ａ）に示す透過率曲線と同様の曲線は、電圧無印加時に光学的等方性を示し電圧印加により異方性が発現する物質として、以下の条件を満たすものを用いると得ることができる。
【００１３】
すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂを示す時のそれらの色の中心波長をλ（Ｒ）、λ（Ｇ）、λ（Ｂ）（典型的にはそれぞれ６５０ｎｍ、５５０ｎｍ、４５０ｎｍ付近）とし、それら波長の時の屈折率をｎ（Ｒ）、ｎ（Ｇ）、ｎ（Ｂ）とすると、
ｎ（Ｒ）／λ（Ｒ）  ＜  ｎ（Ｇ）／λ（Ｇ）  ＜  ｎ（Ｂ）／λ（Ｂ）
という条件である。
【００１４】
また、図１０（ｂ）に、各電圧に対応するＲ色の透過率およびＢ色の透過率の、Ｇ色の透過率に対する比を示す。図１０（ｂ）からわかるように、Ｒ色の透過率またはＢ色の透過率のＧ色の透過率に対する比は、各電圧において異なっている。したがって、電圧印加により光学的異方性が変化する物質を用いる表示素子にカラー階調表示をさせようとしたとき、単一の階調電圧値を印加してＲ、Ｇ、Ｂの各画素を駆動すると、正確な色を表示できないという問題が生じる。なお、このように正確な色を表示できない状態を、以下、「『色ずれ』が発生している」という。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、色ずれ現象を効果的に抑制し得る表示装置および表示素子を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、少なくとも一方が透明な一対の基板間に、光学的異方性の程度が電圧を印加することにより変化する媒質が封入されている表示素子を複数備え、上記複数の表示素子のそれぞれにカラー画像表示に必要な複数の色を配色してカラー画像表示を行う表示装置であって、上記カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、上記複数の表示素子のそれぞれに異なる電圧を印加することを特徴としている。
【００１７】
すなわち、本発明の表示装置における表示素子に用いられた媒質は電圧印加によって光学的異方性が変化するが、この光学的異方性は、波長によって異なるという波長分散特性を有している。したがって、カラー画像表示に必要な複数の色、たとえばＲＧＢからなる３色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際に各表示素子に同じ電圧を印加すると、正確な色を表示できなくなるいわゆる「色ずれ現象」が発生する。
【００１８】
そこで、本発明では、カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、各表示素子に異なる電圧を印加するように設定されている。したがって、光学的異方性の波長分散特性に応じて表示素子に電圧を印加することが可能となる。よって、上記の色ずれ現象を抑制することができる。
【００１９】
特に、上記媒質は、光学的異方性の程度が変化するだけであるので、表示素子における印加電圧と透過率との関係が、基板の法線方向に視角が設定されている場合と、該法線と鋭角をなす方向に視角が設定されている場合とにおいて、略一致する。したがって、これら２つの場合のいずれにおいても、色ずれ現象を抑制し、正確な色を表示することができる。
【００２０】
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
【００２２】
〔１．表示素子の構成および表示原理〕
先ず、本実施の形態の表示素子を用いる表示装置の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態の表示装置１は、後述する構成の表示素子を有する画素がマトリクス状に配置された表示パネル２と、表示パネル２のデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎを駆動するソースドライバ３と、表示パネルの走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍを駆動するゲートドライバ４と、タイミングコントローラ５と、ソースドライバ３およびゲートドライバ４へ表示パネル２にて表示を行うための電圧を供給する電源回路６とを含んでいる。
【００２３】
タイミングコントローラ５は、デジタル化された表示データ信号（例えば、赤、緑、青に対応するＲＧＢの各映像信号）、およびソースドライバの動作を制御するためのソースドライバ制御信号をソースドライバ３に出力するとともに、ゲートドライバの動作を制御するためのゲートドライバ制御信号をゲートドライバ４へに出力している。ソースドライバ制御信号としては、水平同期信号、スタートパルス信号およびソースドライバ用のクロック信号等がある。一方、ゲートドライバ制御信号としては、垂直同期信号やゲートドライバ用のクロック信号等がある。また、タイミングコントローラ５は、外部から入力される映像信号に基づき、ソースドライバ３へ入力する表示データ信号を決定する。
【００２４】
また、上記表示パネル２は、複数のデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎと、各データ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎに、それぞれ交差する複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍを備えており、データ信号線および走査信号線の組み合わせ毎に、画素７…が設けられている。そして、各画素７は、図２に示すように、表示素子（詳細な構成は後述する）１０と、スイッチング素子１１とを備えている。
【００２５】
上記各画素７において、走査信号線ＧＬｊが選択されると、スイッチング素子１１が導通し、タイミングコントローラ５から入力される表示データ信号に基づき決定される信号電圧が、ソースドライバ３によりデータ信号線ＳＬｉを介して表示素子１０へ印加される。一方、当該走査信号線ＧＬｊの選択期間が終了して、スイッチング素子１１が遮断されている間、理想的には、表示素子は遮断時の電圧を保持し続ける。
【００２６】
ここで、表示素子１０の透過率あるいは反射率は、スイッチング素子１１により印加される信号電圧によって変化する。したがって、走査信号線ＧＬｊを選択し、各画素７への表示データ信号に応じた信号電圧を、ソースドライバ３からデータ信号線ＳＬｉへ印加すれば、各画素７の表示階調を、映像データに合わせて変化させることができる。そして、各画素７には、異なる色、たとえばＲＧＢ色のカラーフィルターがそれぞれ設けられているので、表示パネル２によるカラー画像表示が実現される。
【００２７】
なお、上記信号電圧は、ソースドライバ３における基準電圧発生回路８およびＤＡ変換回路９により発生される。すなわち、基準電圧発生回路８は、電源回路６からの電源電圧に基づき、階調表示用の各種アナログ電圧を発生させ、ＤＡ変換回路９に出力する。
【００２８】
一方、ＤＡ変換回路９は、基準電圧発生回路８から供給される各種アナログ電圧から、デジタルデータである表示データ信号に応じたアナログ電圧を選択する。この階調表示を表すアナログ電圧が、データ信号線ＳＬｉへ信号電圧として出力される。
【００２９】
図３は、表示素子１０の構成を詳細に示す断面図である。図３（ａ）に示すように、表示素子１０は、互いに対向するように配置された２枚のガラス基板１２・１２と、ガラス基板１２・１２の外側に配置された偏光板１３・１３とを備えている。さらに、表示素子１０においては、２枚のガラス基板１２・１２の間に、電圧印加により媒質そのものの異方性または配向秩序が変化する媒質（以下単に「媒質Ａ」と記載する）が封入される。なお、媒質Ａは、たとえば、１０μｍ程度の厚みに設定されるとともに、３３．３℃未満の温度でネマチック相、それ以上の温度で等方相を示すものである。また、媒質Ａとしては、たとえば以下の化学式１にて表される物質を用いることができる。その他の媒質Ａの具体例については後述する。
【００３０】
【化１】
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【００３１】
また、ガラス基板１２の表面には、２枚の電極１４・１４が互いに対向するように形成されている。具体的には、図４に示すように、２枚の電極１４・１４はそれぞれ櫛歯状に形成され、一方の電極の櫛歯が他方の電極の櫛歯に噛み合うようにされている。また、電極１４の幅は５μｍに設定され、２枚の電極１４・１４の間の距離は５μｍに設定されている。なお、電極の幅や２枚の電極間の距離はこれに限らず、たとえば、２枚の基板１２の間のギャップに応じて任意に設定することができる。また、電極１４の材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極材料、アルミニウム等の金属電極材料等、電極材料として公知の各種材料を用いることができる。
【００３２】
また、図４に示すように、両基板にそれぞれ設けられた偏光板は、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極１４・１４における櫛歯部分の電極伸長方向とが約４５度の角度をなすように備えられている。このため、各偏光板における吸収軸は、電極１４・１４の電界印加方向に対して、約４５度の角度をなす。
【００３３】
このように電極１４・１４を配置することにより、図３（ｂ）に示すように、電極１４に電圧を印加すると、基板１２に略平行な方向に電界が印加されることになる。そして、このように構成された表示素子の温度を、加温装置を用いて、媒質Ａのネマチック相と等方相とが転移する温度の近傍（相転移温度よりもわずかに高い温度、たとえば＋０．１Ｋ）に保った状態で、電極１４に電圧を印加すると、透過率を変化させることができる。
【００３４】
次に、本実施形態の表示素子による画像表示の原理を、図５を用いて説明する。図５（ａ）に示すように、電極１４に電圧を印加していない状態では、基板１２の間に封入される媒質Ａは等方相を示し、光学的にも等方となるので、表示素子は黒色を表示する。
【００３５】
また、図５（ｂ）に示すように、電極１４に電圧を印加すると、媒質Ａの分子が、その長軸方向が電極１４の間に形成される電界に沿うように配向されるので、複屈折現象が発現する。この複屈折現象により、図５（ｃ）に示すように、電極間の電圧に応じて表示素子の透過率を変調できる。
【００３６】
なお、表示素子の温度が、媒質Ａの相転移温度と大きく異なっている場合、表示素子の透過率を変調させるために必要な電圧は大きくなる。一方、表示素子の温度が、媒質Ａの相転移温度と略一致する場合、０〜１００Ｖ前後の電圧を電極１４に印加すると、十分に表示素子の透過率を変調させることが可能になる。
【００３７】
〔２．その他の表示素子の構成例〕
本表示素子において、媒質Ａは、透明な誘電性物質である4’-n-alkoxy-3’-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids (ANBC-22)としてもよい。
【００３８】
なお、基板１２・１２には、ガラス基板を用いた。また、両基板間の間隔は、ビーズをあらかじめ散布しておくことにより、４μｍになるように調整した。すなわち、媒質Ａの厚さを４μｍとした。
【００３９】
また、電極１４・１４は、ＩＴＯからなる透明電極とした。また、両基板の内側（対向面）には、ラビング処理を施したポリイミドからなる配向膜を形成した。ラビング方向はスメクチックＣ相において明状態となる方向が望ましく、典型的には偏光板軸方向と４５度の角度をなしていることが望ましい。なお、基板１２側の配向膜については、電極１４・１４を覆うように形成した。
【００４０】
偏光板１３・１３は、図４に示したように、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極１４・１４における櫛歯部分の電極伸長方向とが約４５度の角度をなすように、それぞれ基板１２・１２の外側（対向面の反対側）に設けた。
【００４１】
このようにして得られた表示素子は、スメクチックＣ相―キュービック相相転移温度よりも低温側の温度では、スメクチックＣ相となる。なお、スメクチックＣ相は、電圧無印加状態において光学的異方性を示す。
【００４２】
そして、この表示素子を、外部加温装置によりスメクチックＣ相−キュービック相の相転移近傍の温度（相転移温度の低温側１０Ｋ程度まで）に保ち、電圧印加（５０Ｖ程度の交流電場（０より大きく数百ｋＨｚまで））を行ったところ、透過率を変化させることができた。すなわち、電圧無印加時に光学的異方性を示すスメクチックＣ相（明状態）に、電圧を印加することにより、等方的なキュービック相（暗状態）に変化させることができた。
【００４３】
なお、各偏光板の吸収軸と櫛形電極がなす角度は４５度に限らず、０〜９０度のあらゆる角度で表示を行うことができた。なぜなら、明状態は電界無印加時で実現しており、ラビング方向と偏光板吸収軸方向の関係だけで達成できる。また、暗状態は電界印加による媒質の光学的等方相への電界誘起相転移で実現しているために、各偏光板吸収軸が互いに直交していさえすればよく、櫛型電極方向との関係によらない。したがって、配向処理は必ずしも必要ではなく、アモルファス配向状態（ランダム配向状態）でも表示を行うことができた。
【００４４】
また、基板１２・１２に、それぞれ電極を設け、基板の法線方向の電界を発生させても、ほぼ同様の結果が得られた。すなわち、電界方向は基板面水平方向だけでなく、基板面法線方向でもほぼ同様な結果が得られた。
【００４５】
このように、本表示素子の媒質Ａとして、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により光学的異方性が消失して光学的等方性を示す媒質を用いてもよい。
【００４６】
なお、本表示素子における媒質Ａは、正の誘電異方性を有するものであっても、負の誘電異方性を有するものであってもよい。正の誘電率異方性を有するものを媒質Ａとして用いた場合には、基板におおむね平行な電界にて駆動する必要があるが、負の誘電異方性を有する媒質を適用した場合にはその限りではない。
【００４７】
例えば、基板に斜めの電界によっても駆動可能であり、垂直な電界によっても駆動可能である。この場合には、対向する一対の基板（基板１２・１２）の双方に電極を備え、両基板に備えられた電極間に電界を印加することによって、媒質Ａに電界を印加することになる。
【００４８】
また、電界を基板面平行方向に印加する場合であっても、あるいは、基板面垂直方向または基板面に対して斜め方向に印加する場合であっても、電極の形状、材質、電極の数、および配置位置等は適宜変更すればよい。たとえば、透明電極を用いて基板面に対して垂直に電界を印加すれば、開口率の点で有利である。
【００４９】
〔３．既存の液晶表示素子と本実施の形態の表示素子との相違点〕
次に、本実施形態の表示素子１０および従来の液晶表示素子における、表示原理の相違点について、さらに詳しく説明する。
【００５０】
図６は、本表示素子および従来の液晶表示素子における、表示原理の違いを説明するための説明図であり、電圧印加時および電圧無印加時における屈折率楕円体の形状および方向を模式的に表したものである。なお、図６では、従来の液晶表示素子として、ＴＮ方式、ＶＡ（Vertical Alignment、垂直配向）方式、ＩＰＳ（In Plane Switchig、面内応答）方式を用いた方式の液晶表示素子における表示原理を示している。
【００５１】
この図に示すように、ＴＮ方式の液晶表示素子は、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。そして、電圧無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向がらせん状に捻られて配向しているが、電圧印加時には、液晶分子の長軸方向が電界方向に沿って配向する。
【００５２】
この場合における平均的な屈折率楕円体は、図６に示すように、電圧無印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向いており、電圧印加時には長軸方向が基板面法線方向を向く。すなわち、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。
【００５３】
また、ＶＡ方式の液晶表示素子は、ＴＮ方式と同様、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。ただし、ＶＡ方式の液晶表示素子では、電圧無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向が、基板面に対して略垂直な方向に配向しているが、電圧印加時には、液晶分子の長軸方向が電界に垂直な方向に配向する。
【００５４】
この場合における平均的な屈折率楕円体は、図６に示すように、電圧無印加時には長軸方向が基板面法線を向いており、電圧印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向く。すなわち、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する。
【００５５】
また、ＩＰＳ方式の液晶表示素子は、１つの基板上に対向する１対の電極が備えられており、両電極間の領域に液晶層が形成される構成である。そして、電圧印加によって液晶分子の配向方向を変化させ、電圧無印加時と電圧印加字とで、異なる表示状態を実現できるようになっている。したがって、ＩＰＳ方式の液晶表示素子でも、図６に示すように、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する。
【００５６】
このように、従来の液晶表示素子では、電圧無印加時でも液晶分子が何らかの方向に配向しており、電圧を印加することによってその配向方向を変化させて表示（透過率の変調）を行っている。すなわち、屈折率楕円体の形は変化しないが、屈折率楕円体の方向が電圧印加によって回転（変化）することを利用して表示を行っている。つまり、従来の液晶表示素子では、液晶分子の配向秩序度は一定であり、配向方向を変化させることによって表示を行っている。
【００５７】
これに対して、本実施形態の表示素子１０では、図６に示すように、電圧無印加時には屈折率楕円体が球状となる。すなわち、電圧無印加時には等方的（配向秩序度＝０）である。そして、電圧を印加することによって異方性（配向秩序度＞０）が発現する。すなわち、本実施形態の表示素子１０では、電圧無印加時には屈折率楕円体の形が等方的（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）であり、電圧印加によって屈折率楕円体の形に異方性（ｎｘ＞ｎｙ）が発現する。ここで、ｎｘは基板面に平行であって両電極が対向する方向に平行な方向の屈折率を表しており、ｎｙは基板面に平行であって両電極が対向する方向に直交する方向の屈折率を表しており、ｎｚは基板面に垂直な方向の屈折率を表している。
【００５８】
つまり、本実施形態の表示素子１０では、電圧印加により屈折率楕円体の形状、大きさが変化することで、上記媒質の光学異方性の程度が変化するのである。したがって、本実施形態の表示素子１０の屈折率楕円体の長軸の方向は、電界方向に対して平行または垂直となる。
【００５９】
一方、従来の液晶表示素子では、屈折率楕円体の形状、大きさが保たれた状態で、屈折率楕円体の長軸を回転させて表示を行っていたので、配向秩序度はほぼ一定のままである。
【００６０】
このように、本実施形態の表示素子１０では、光学異方性の方向は一定（電圧印加方向は変化しない）であり、配向秩序度を変調させることによって表示を行っている。すなわち、本実施形態の表示素子１０では、媒質そのものの異方性（または配向秩序）が変化する。したがって、本実施形態の表示素子１０と従来の液晶表示素子とでは、表示原理が大きく異なっている。
【００６１】
〔４．本実施形態における階調電圧値の設定方法〕
本発明者らは、従来技術における色ずれの原因を検討した。その結果、この従来技術における問題の原因が、電圧印加によって媒質Ａにおいて発生した光学的異方性が波長によって異なるという波長分散特性を有していることにあることがわかった。
【００６２】
すなわち、図１０（ｂ）に示したように、任意電圧において、ＲおよびＧおよびＢの透過率が異なるために、無彩色を表示することができない。ある電圧一点のみであれば、ＲＧＢ各画素の開口率の比率を異ならせたり、カラーフィルターの色の濃さを異ならせたりすることにより、無彩色化することも可能である。しかし、上述のように、電圧によってＲおよびＧおよびＢの透過率が異なっているために、このような方法ではあらゆる電圧における色ずれの補正は不可能である。したがって、各階調において最適な電圧補正をＲＧＢ毎に行うことにより、あらゆる階調において適正な色表示が可能になる。
【００６３】
このように、色ずれ現象を回避するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、異なる階調電圧値を設定する必要がある。つまり、同一階調のＲＧＢ色を表示する際の信号電圧の値を、ＲＧＢ色のそれぞれについて異ならせる必要がある。以下、信号電圧の値を異ならせる方法の例を２つ紹介する。
【００６４】
（４−１）基準電圧値の設定をＲＧＢ間で異ならせる方法
たとえば、同一階調レベルのＲＧＢの各色を表示するために、基準電圧発生回路８がＤＡ変換回路９に出力する階調表示用の各種アナログ電圧の値（基準電圧値）を、ＲＧＢ間で互いに異なるように設定する。これにより、同じ階調レベルのＲＧＢ色を表示するためにＤＡ変換回路９がデータ信号線ＳＬｉに出力する信号電圧を、ＲＧＢ３色の間で異ならせることができる。
【００６５】
具体的には、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、同一の透過率に対するＲＧＢそれぞれの信号電圧を比較すると、
（Ｒ色の信号電圧）＞（Ｇ色の信号電圧）＞（Ｂ色の信号電圧）である。
【００６６】
したがって、同一階調レベルのＲＧＢ色のそれぞれを表示するために、基準電圧発生回路８により発生される基準電圧の値も、
（Ｒ色の基準電圧）＞（Ｇ色の基準電圧）＞（Ｂ色の基準電圧）として設定すればよい。なお、図１０（ａ）からわかるように、信号電圧が０Ｖからおよそ９５Ｖの範囲において、ＲＧＢ各色の透過率最低状態（０）から最高状態（１）を実現することが可能になる。
【００６７】
このように、基準電圧発生回路８により発生される基準電圧の値をＲＧＢ各色についてどのように異ならせるかは、図５（ａ）に示すような電圧−透過率曲線を予め作成しておき、該曲線にて示されるＲＧＢ色のそれぞれについての信号電圧の大小関係に応じて設定すればよい。
【００６８】
この方法では、きわめて正確に信号電圧の値を設定することができるので、ＲＧＢ色を精度よく表示することができる。
【００６９】
（４−２）各色についての信号電圧値を予め記憶しておく方法
同一階調のＲＧＢ色を表示する際の信号電圧の値を、ＲＧＢ色のそれぞれについて異ならせるための別の方法を説明する。以下に説明するように、表示データ信号にて示される階調レベルを正確に表示し得る信号電圧を、ＲＧＢの各色について表示データ信号と対応づけて作成したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を作成しておき、該ルックアップテーブルを用いて信号電圧を設定してもよい。
【００７０】
すなわち、図１に示すように、表示装置１にＲＯＭ等の記憶媒体により構成される記憶部１５を設けるとともに、記憶部１５に上記ＬＵＴを格納しておく。そして、表示データ信号の入力に応じて、基準電圧発生回路８およびＤＡ変換回路９が上記ＬＵＴを参照することにより、表示データ信号にて示される階調レベルを正確に表示し得る信号電圧がデータ信号線ＳＬｉに出力されるようにしてもよい。
【００７１】
なお、表示データ信号と信号電圧値とを完全に対応させたルックアップテーブルを作成することは困難なので、各画素７…により表示される階調レベルと、表示データ信号により表示される階調レベルとの間に若干のずれは生じてしまう。したがって、階調レベルを完全には補正しきれない色が発生する場合もある。
【００７２】
しかしながら、あらかじめ用意しておいたＲＯＭなどを記憶部１５として表示装置１に追加するだけで、色ずれを防止し得る信号電圧の値を設定できるので、コスト的にはこの方法は有利だといえる。
【００７３】
また、（４−１）の方法では、ＲＧＢの各色について異なる基準電圧を設定したり、それに対応してソースドライバの電源入力端子数を増やしたりする必要があるので、大きなコスト増をともなう場合がある。かかる点からしても、（４−２）の方法はコスト的に有利な方法といえる。
【００７４】
〔５．視角が基板に対して斜めに設定されている場合の色ずれ防止について〕
ところで、図１０（ａ）に示す曲線は、表示素子に対する視角が、表示素子の正面方向、すなわち、表示素子に設けられる基板の法線方向に設定されている際の透過率を示すものであった。したがって、上記のように、同一階調のＲＧＢ色を表示する際の信号電圧の値をＲＧＢ色のそれぞれについて異ならせる手法は、表示素子に対する視角が表示素子の正面方向に設定されている場合に発生する色ずれを抑制するために有効な手法である。
【００７５】
さらに、上記手法は、表示素子に対する視角が、表示素子に対して斜め方向、すなわち表示素子に設けられる基板の法線と鋭角をなす方向に設定されている場合に発生する色ずれを抑制することも可能である。この理由について以下に説明する。
【００７６】
すなわち、２枚の直交する偏光板に挟まれた光学異方性媒質の、複屈折による透過率Ｔは、
Ｔ＝ｓｉｎ２（２θ）・ｓｉｎ２（δ／２）…式（１）
なお、θは、２枚の偏光板のうち一方の透過軸と、光学的異方性媒質の遅相軸とがなす角度を示すものである。また、δは、光学的異方性媒質の位相差を示すものである。
【００７７】
そして、本実施形態の表示素子１０は、上記透過率Ｔを示す式において、θが４５°として設定されているものであるといえる。また、電圧印加により媒質Ａの光学異方性を変化させているので、本実施の形態の表示素子１０は、δを０°から１８０°までの範囲で変化させるものであるといえる。したがって、本実施形態の表示素子においては、上記δが波長によって異なるという波長分散特性を有しているので、上記の色ずれ問題が発生するのである。
【００７８】
そして、本実施の形態の表示素子１０では、原理上、光学異方性を発現する方向が基板平面内で実質的に一定であるので、電圧透過率曲線の形状が、表示素子の平面方向に視角を設定した場合と、表示素子の斜め方向に視角を設定した場合とで略一致する。したがって、表示素子の斜め方向に視角が設定されている場合においても、色ずれ現象を抑制することができる。
【００７９】
一方で、上述したＴＮ方式、ＶＡ方式、およびＩＰＳ方式の液晶表示素子では、視角が表示素子の正面方向に設定されている場合、および表示素子の斜め方向に設定されている場合の色ずれ問題を同時に解決することはできない。この理由について以下に説明する。
【００８０】
（５−１．ＴＮ方式の液晶表示素子に関して）
上述の式（１）のような簡略化した形で、ＴＮ方式の液晶表示素子の透過率を記述することはできない。ＴＮ方式の液晶表示素子は、基本的に、液晶分子が有する一軸性屈折率楕円体の光軸と基板の法線とがなす角度が、電圧によって変化することによって階調表示を行う。したがって、電圧透過率曲線の形状が、表示素子の平面方向に視角を設定した場合と、表示素子の斜め方向に視角を設定した場合とで大きく異なってしまう。よって、ＴＮ方式の液晶表示素子では、視角が表示素子の正面方向に設定されている場合、および表示素子の斜め方向に設定されている場合の色ずれ問題を同時に解決することはできない。
【００８１】
（５−２．ＶＡ方式の液晶表示素子に関して）
ＶＡ方式の液晶表示素子は、上記の式（１）において、θが４５°に固定されており、δが印加電圧に応じて変化するものであるといえる。理想的には、δは０°〜１８０°の範囲で変化する。したがって、ＶＡ方式の液晶表示素子においてδには波長分散特性があるので、色ずれの問題が発生する。したがって、本実施形態の表示素子１０と同様に、同一階調のＲＧＢ色を表示する際の信号電圧の値をＲＧＢ色のそれぞれについて異ならせる手法を用いれば、色ずれを補正することはできる。
【００８２】
しかしながら、ＶＡ方式の液晶表示素子では、視角が表示素子の正面方向に設定されている場合、および表示素子の斜め方向に設定されている場合の色ずれ問題を同時に解決することはできない。なぜなら、これら２つの場合における色ずれの量が同じではないからである。
【００８３】
つまり、ＶＡ方式の液晶表示素子は、電圧無印加時において液晶分子の長軸が基板の法線方向に配向しており、電圧印加によりその配向方向が基板の法線方向から傾く。すなわち、ＶＡ方式の液晶表示素子は、一軸性屈折率楕円体の光軸を基板の法線方向から傾けることによって発生する複屈折を用いて、表示を行う。したがって、ＶＡ方式の液晶表示素子では、視角の変化に応じて透過率の特性が大きく変化してしまう。特に、視角と、上記光軸または該光軸に直交する軸とがほぼ一致するときに、透過率は極大値または極小値をとる。
【００８４】
したがって、ＶＡ方式の液晶表示素子では、原理上、電圧透過率曲線の形状が、表示素子の平面方向に視角を設定した場合と、表示素子の斜め方向に視角を設定した場合とで大きく異なってしまう。よって、ＶＡ方式の液晶表示素子では、視角が表示素子の正面方向に設定されている場合、および表示素子の斜め方向に設定されている場合の色ずれ問題を同時に解決することはできない。
【００８５】
（５−３．ＩＰＳ方式の液晶表示素子に関して）
ＩＰＳ方式の液晶表示素子は、基板面内にある光学異方性媒質の遅相軸が、基板の法線を軸として電圧により回転するものであるといえる。つまり、ＩＰＳ方式の液晶表示素子では、上記式（１）において、θが０°から４５°までの値で変化し、δが一定である。なお、透過率が最大となるためには、δ＝１８０°である必要がある。
【００８６】
そして、θは、単に光学異方性媒質の回転角を示すものであるので、上記の色ずれ問題の原因となる波長分散特性は当然ない。また、δは波長分散特性を有しているが、上述したとおりδは変化しないので、Ｒ、Ｇ、Ｂ色についてのバランスが不変であるということになる。つまり、表示階調を変化させても、Ｒ、Ｇ、Ｂ色についてのバランスは崩れない。よって、ＩＰＳ方式の液晶表示素子では、視角が表示素子の正面方向に設定されている場合、および表示素子の斜め方向に設定されている場合の色ずれ問題が同時に解決されることはない。
【００８７】
なお、ＩＰＳ方式の液晶表示素子では、電圧透過率曲線の形状が、表示素子の平面方向に視角を設定した場合と、表示素子の斜め方向に視角を設定した場合とで略一致する。なぜなら、ＶＡ方式の液晶表示素子と異なり、一軸性屈折率楕円体の光軸が常に基板面内に存在するため、視角が色ずれに与える影響がほとんどないからである。
【００８８】
〔６．媒質Ａの具体例について〕
本実施形態の表示素子に用いられる媒質Ａは、上述した通り、電圧印加により、媒質そのものの異方性または配向秩序が変化されるものであり、カー効果を示すものに限定されるものではない。すなわち、電界を印加していない時に光学的に等方である一方、電界を印加すると光学的異方性が発現する物質、および電界を印加していない時に光学的異方性を示し、電界を印加すると光学的異方性がなくなり光学的等方性を示す物質のいずれも、媒質Ａとして適用可能である。
【００８９】
なお、媒質Ａとしては、液晶性物質を含有することが望ましい。この液晶性物質は、単体で液晶性を示すものであってもよいし、複数の物質が混合されることにより液晶性を示すものであってもよいし、これらの物質に他の非液晶性物質が混入されていてもよい。
【００９０】
たとえば、特許文献１（特開２００１−２４９３６３号公報，２００１年９月１４日公開）に記載してあるような液晶性物質そのものを適用したり、それに溶媒を添加したものを、媒質Ａに含ませられる液晶性物質として適用できる。また、特許文献２（特開平１１−１８３９３７号公報，１９９９年７月９日公開）に記載してあるような、液晶性物質を小区域に分割したものを適用することもできる。さらには、非特許文献１（Appl. Phys. Lett., Vol.69, １９９６年６月１０日、p1044）に記載してあるような高分子・液晶分散系の物質を適用することもできる。
【００９１】
いずれにしても、媒質Ａとしては、電圧無印加時に光学的に等方であり、電圧印加時に光学変調を誘起する物質であることが望ましい。典型的には、電圧印加に伴い分子または分子集合体（クラスター）の配向秩序性が向上する物質が媒質Ａとして好ましい。
【００９２】
また、媒質Ａとしては、カー効果を示す物質が望ましい。たとえば、PLZT（ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体にランタンを添加した金属酸化物）などがあげられる。また、媒質Ａは、有極性分子を含有することが望ましく、たとえば、ニトロベンゼンなどが媒質Ａとして好適である。
【００９３】
さらに、媒質Ａとしては、種々のものを用いることができるので、以下にいくつか例を挙げる。
【００９４】
（媒質例１）
先ず、媒質Ａとして、液晶相の一つであるスメクチックＤ相（ＳｍＤ）を適用できる。
【００９５】
スメクチックＤ相を示す液晶性物質としては、例えば、ＡＮＢＣ１６がある。なお、ＡＮＢＣ１６については、非特許文献２（斉藤  一弥、徂徠  道夫,「光学的に等方性である珍しいサーモトロピック液晶の熱力学」,液晶,第５巻,第１号,ｐ.２０−２７,２００１年）におけるｐ.２１,図１構造１（ｎ＝１６））、非特許文献４（「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.2B, p.887-900, Wiley-VCH,1998）におけるｐ.８８８,Ｔａｂｌｅ１,化合物(compound no.)１,化合物１ａ,化合物１ａ−１に記載されている。これらの分子構造を、以下に列挙する。
【００９６】
【化２】
2007514178.tif 000004
【００９７】
【化３】
2007514178.tif 000005
【００９８】
この液晶性物質（ＡＮＢＣ１６）では、１７１．０℃〜１９７．２℃の温度範囲において、スメクチックＤ相が発現する。スメクチックＤ相は、複数の分子がジャングルジム（登録商標）のような三次元的格子を形成しており、その格子定数が光学波長以下である。すなわち、スメクチックＤ相は、分子の配列がキュービック対称性を示す秩序構造を有する。このため、スメクチックＤ相は、光学的には等方性を示す。
【００９９】
また、ＡＮＢＣ１６がスメクチックＤ相を示す上記の温度領域において、ＡＮＢＣ１６に電界を印加すれば、ＡＮＢＣ１６の分子自身に誘電異方性が存在するため、分子が電界方向に向こうとして格子構造に歪が生じる。すなわち、ＡＮＢＣ１６に光学異方性が発現する。
【０１００】
したがって、ＡＮＢＣ１６を本表示素子の媒質Ａとして適用できる。なお、ＡＮＢＣ１６に限らず、スメクチックＤ相を示す物質であれば、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１０１】
（媒質例２）
媒質Ａとして、液晶マイクロエマルションを適用できる。ここで、液晶マイクロエマルションとは、非特許文献３（山本  潤,「液晶マイクロエマルション」,液晶,第４巻,第３号,ｐ.２４８−２５４,２０００年）において提案された、Ｏ／Ｗ型マイクロエマルション（油の中に水を界面活性剤で水滴の形で溶解させた系で、油が連続相となる）の油分子をサーモトロピック液晶分子で置換したシステム（混合系）の総称である。
【０１０２】
液晶マイクロエマルションの具体例として、例えば、非特許文献３に記載されている、ネマチック液晶相を示すサーモトロピック液晶であるPentylcyanobiphenyl（５ＣＢ）と、逆ミセル相を示すリオトロピック（ライオトロピック）液晶であるDidodecyl ammonium bromide（ＤＤＡＢ）の水溶液との混合系がある。この混合系は、図７および図８のような模式図で表される構造を有している。
【０１０３】
また、この混合系は、典型的には逆ミセルの直径が５０Å程度、逆ミセル間の距離が２００Å程度である。これらのスケールは光学波長より一桁程度小さい。また、逆ミセルが三次元空間的にランダムに存在しており、各逆ミセルを中心に５ＣＢが放射状に配向している。したがって、この混合系は、光学的には等方性を示す。
【０１０４】
そして、この混合系からなる媒質に電界を印加すれば、５ＣＢに誘電異方性が存在するため、分子自身が電界方向に向こうとする。すなわち、逆ミセルを中心に放射状に配向していたため光学的に等方であった系に、配向異方性が発現し、光学異方性が発現する。したがって、上記の混合系を本表示素子の媒質Ａとして適用できる。なお、上記の混合系に限らず、電圧無印加時には光学的に等方性を示し、電圧印加によって光学異方性が発現する液晶マイクロエマルションであれば、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１０５】
（媒質例３）
媒質Ａとして、特定の相を有するリオトロピック（ライオトロピック）液晶を適用できる。なお、リオトロピック液晶とは、液晶を形成する主たる分子が、他の性質を持つ溶媒（水や有機溶剤など）に溶けているような他成分系の液晶を意味する。また、上記の特定の相とは、電界無印加時に光学的に等方性を示す相である。このような特定の相としては、例えば、非特許文献５（山本  潤,「液晶科学実験講座第１回：液晶相の同定：（４）リオトロピック液晶」,液晶,第６巻,第１号,ｐ.７２−８２）に記載されているミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相がある。図９に、リオトロピック液晶相の分類図を示す。
【０１０６】
両親媒性物質である界面活性剤には、ミセル相を発現する物質がある。例えば、イオン性界面活性剤である硫酸ドデシルナトリウムの水溶液やパルチミン酸カリウムの水溶液などは球状ミセルを形成する。また、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルと水との混合液では、ノニルフェニル基が疎水基として働き、オキシエチレン鎖が親水基として働くことにより、ミセルを形成する。他にも、スチレン−エチレンオキシドブロック共重合体の水溶液でもミセルを形成する。
【０１０７】
例えば、球状ミセルは、分子が空間的全方位にパッキングして（分子集合体を形成して）球状を示す。また、球状ミセルのサイズは、光学波長以下であるため、光学波長領域では異方性を示さず等方的に見える。しかしながら、このような球状ミセルに電界を印加すれば、球状ミセルが歪むため異方性を発現する。よって、球状ミセル相を有するリオトロピック液晶を、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。なお、球状ミセル相に限らず、他の形状のミセル相、すなわち、紐状ミセル相、楕円状ミセル相、棒状ミセル相などを媒質Ａとして使用しても、略同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、濃度、温度、界面活性剤の条件によっては、親水基と疎水基が入れ替わった逆ミセルが形成されることが一般に知られている。このような逆ミセルは、光学的にはミセルと同様の効果を示す。したがって、逆ミセル相を媒質Ａとして適用することにより、ミセル相を用いた場合と同等の効果を奏する。なお、媒質例２で説明した液晶マイクロエマルションは、逆ミセル相（逆ミセル構造）を有するリオトロピック液晶の一例である。
【０１０９】
また、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液には、図９に示したような、スポンジ相やキュービック相を示す濃度および温度領域が存在する。このようなスポンジ相やキュービック相は、光学波長以下の秩序を有しているので、光学波長領域では透明な物質である。すなわち、これらの相からなる媒質は、光学的には等方性を示す。そして、これらの相からなる媒質に電圧を印加すると、配向秩序が変化して光学異方性が発現する。したがって、スポンジ相やキュービック相を有するリオトロピック液晶を、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１１０】
（媒質例４）
本表示素子の媒質Ａとして、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの、電界印加時と電圧無印加時とで光学的等方性が変化する相を示す液晶微粒子分散系を適用できる。ここで、液晶微粒子分散系とは、溶媒中に微粒子を混在させた混合系である。
【０１１１】
このような液晶微粒子分散系としては、例えば、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液に、表面を硫酸基で修飾した直径１００Å程度のラテックス粒子を混在させた、液晶微粒子分散系がある。この液晶微粒子分散系は、スポンジ相が発現する。したがって、上記媒質例３の場合と同様、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。なお、上記のラッテックス粒子を媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢと置き換えることによって、媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることもできる。
【０１１２】
（媒質例５）
本表示素子の媒質Ａとして、デンドリマーを適用できる。ここで、デンドリマーとは、モノマー単位ごとに枝分かれのある三次元状の高分岐ポリマーである。
【０１１３】
デンドリマーは、枝分かれが多いために、ある程度以上の分子量になると球状構造となる。この球状構造は、光学波長以下の秩序を有しているので、光学波長領域では透明な物質であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。したがって、デンドリマーを、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１１４】
また、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢを、デンドリマー物質に置き換えることにより、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることができ、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１１５】
（媒質例６）
本表示素子の媒質Ａとして、コレステリックブルー相を適用できる。なお、図９には、コレステリックブルー相の概略構造が示されている。
【０１１６】
図９に示すように、コレステリックブルー相は、高い対称性の構造を有している。また、コレステリックブルー相は、光学波長以下の秩序を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。すなわち、コレステリックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、コレステリックブルー相を、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１１７】
なお、コレステリックブルー相を示す物質としては、例えば、ＪＣ１０４１（混合液晶、チッソ社製）を４８．２％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を４７．４％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を４．４％混合した物質がある。この物質は、３３０．７Ｋから３３１．８Ｋの温度範囲で、コレステリックブルー相を示す。
【０１１８】
（媒質例７）
本表示素子の媒質Ａとして、スメクチックブルー（ＢＰＳｍ）相を適用できる。なお、図９には、スメクチックブルー相の概略構造が示されている。
【０１１９】
図９に示したように、スメクチックブルー相は、コレステリックブルー相と同様、高い対称性の構造を有している。また、光学波長以下の秩序を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。すなわち、スメクチックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、スメクチックブルー相を、本表示素子の媒質Ａとして適用できる。
【０１２０】
なお、スメクチックブルー相を示す物質としては、例えば、非特許文献６（Eric Grelet、外３名「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」,PHYSICAL REVIEW LETTERS, The American Physical Society,23 APRIL 2001,VOLUME 86,NUMBER 17,p.3791-3794）に記載されているＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣがある。この物質は、７４．４℃〜７３．２℃でＢＰＳｍ３相、７３．２℃〜７２．３℃でＢＰＳｍ２相、７２．３℃〜７２．１℃でＢＰＳｍ１相を示す。
【０１２１】
ここで、ＢＰＳｍ相は、非特許文献７（米谷  慎，「分子シミュレーションでナノ構造液晶相を探る」，液晶，第７巻，第３号，ｐ．２３８−２４５）における２３８頁の図１に示すように、高い対称性の構造を有するため、おおむね光学的等方性が示される。また、物質ＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣに電界を印加すると、液晶分子が電界方向に向こうとすることにより格子が歪み、同物質は異方性を発現する。よって、同物質は、本実施形態の表示素子の媒質Ａとして使用できる。
【０１２２】
以上のように、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板間に、光学的異方性の程度が電圧を印加することにより変化する媒質が封入されている表示素子を複数備え、上記複数の表示素子のそれぞれにカラー画像表示に必要な複数の色を配色してカラー画像表示を行う表示装置であって、上記カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、上記複数の表示素子のそれぞれに異なる電圧を印加することを特徴としている。
【０１２３】
上記構成によれば、光学的異方性の波長分散特性に応じて表示素子に電圧を印加することが可能となる。よって、上記の色ずれ現象を抑制することができる。
【０１２４】
特に、上記媒質は、光学的異方性の程度が変化するだけであるので、表示素子における印加電圧と透過率との関係が、基板の法線方向に視角が設定されている場合と、該法線と鋭角をなす方向に視角が設定されている場合とにおいて、略一致する。したがって、これら２つの場合のいずれにおいても、色ずれ現象を抑制し、正確な色を表示することができる。
【０１２５】
さらに、上記構成の表示装置においては、上記表示装置により表示される画像の階調レベルと、上記複数の表示素子のそれぞれに印加すべき電圧とを対応づけたルックアップテーブルに基づき、該印加すべき電圧を決定することが好ましい。
【０１２６】
上記構成によれば、上記ルックアップテーブルをＲＯＭ等の記憶媒体に格納しておくだけで、該ルックアップテーブルを参照して表示素子への印加電圧を決定し、色ずれ現象を抑制し得る電圧を表示素子に印加することが可能となる。よって、低コストにて色ずれが低減された表示装置を提供することができる。
【０１２７】
なお、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電圧を印加することによって光学的異方性を示すものであってもよい。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電圧を印加することによって光学的等方性を示すものであってもよい。
【０１２８】
上記いずれの構成においても、電圧無印加時と電圧印加時とで表示状態が異なり、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を有する表示素子を実現できる。
【０１２９】
また、上記媒質は、電圧印加時または電圧無印加時に、光学波長未満の秩序構造を有することが好ましい。秩序構造が光学波長以下であれば、光学的に等方性を示す。したがって、電圧印加時または電圧無印加時に、秩序構造が光学波長以下となる媒質を用いることにより、電圧無印加時と電圧印加時とにおける表示状態を確実に異ならせることができる。
【０１３０】
また、上記媒質は、キュービック対称性を示す秩序構造を有するものであってもよい。
また、上記媒質は、キュービック相またはスメクチックＤ相を示す分子からなるものであってもよい。
また、上記媒質は、液晶マイクロエマルションからなるものであってもよい。また、上記媒質が、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示すリオトロピック液晶からなるものであってもよい。
また、上記媒質は、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示す液晶微粒子分散系からなるものであってもよい。
また、上記媒質は、デンドリマーからなるものであってもよい。
また、上記媒質は、コレステリックブルー相を示す分子からなるものであってもよい。
また、上記媒質は、スメクチックブルー相を示す分子からなるものであってもよい。
【０１３１】
上記記載の各物質は、電界を印加することによって光学的異方性が変化する。したがって、これらの物質を、本発明の表示素子における誘電性液体層に封入する媒質として用いることができる。
【０１３２】
また、本発明の表示素子は、上記一対の基板のうち少なくとも一方に、複数の電極を備え、上記複数の電極間に電界を印加することによって、上記媒質に電界を印加する構成としてもよい。あるいは、上記一対の基板の双方に電極を備え、両基板に備えられた電極間に電界を印加することによって、上記媒質に電界を印加する構成としてもよい。
【０１３３】
上記いずれの構成によっても、上記媒質に電界を印加することができ、上記媒質における光学的異方性を変化させることができる。
【０１３４】
なお、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板間に、光学的異方性が電圧を印加することにより該基板平面内において実質的に一定方向で変化する媒質が封入されている表示素子を複数備え、上記複数の表示素子のそれぞれにカラー画像表示に必要な複数の色を配色してカラー画像表示を行う表示装置であって、上記カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、上記複数の表示素子のそれぞれに異なる電圧を印加する構成であってもよい。
【０１３５】
上記構成では、カラー画像表示に必要な複数の色のそれぞれを同一階調レベルにて表示する際、各表示素子に異なる電圧を印加するように設定されている。したがって、光学的異方性の波長分散特性に応じて表示素子に電圧を印加することが可能となる。よって、上記の色ずれ現象を抑制することができる。
【０１３６】
特に、上記媒質は、光学的異方性の変化する方向が基板平面内で実質的に一定であるので、表示素子における印加電圧と透過率との関係が、基板の法線方向に視角が設定されている場合と、該法線と鋭角をなす方向に視角が設定されている場合とにおいて、略一致する。したがって、これら２つの場合のいずれにおいても、色ずれ現象を抑制することができる。
【０１３７】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明によれば、視角が表示装置に対して正面方向及び斜め方向に設定されている場合のいずれにおいても正確な色を表示することができるので、たとえばテレビ・ワープロ・パーソナルコンピュータ・ビデオカメラ・デジタルカメラ・携帯電話等の情報端末に備えられる表示装置の色再現性を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】図１は、本発明の表示装置の一実施形態に係る構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の表示装置に用いられる表示素子の周辺の構成を示す模式図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、図２の表示素子を電圧が印加されていない状態で示す断面図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、図２の表示素子を電圧が印加された状態で示す断面図である。
【図４】図４は、図２の表示素子における電極の構成を詳細に説明するための模式図である。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、電圧無印加状態における図２の表示素子の断面図である。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は電圧印加状態における同表示素子の断面図である。
【図５（ｃ）】図５（ｃ）は同表示素子における印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、図１の表示装置に用いられる表示素子および従来の液晶表示素子における、表示原理の違いを説明するための図である。
【図７】図７は、液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図８】図８は、液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図９】図９は、液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図１０（ａ）】図１０（ａ）は、図２の表示素子における印加電圧と透過率との関係をＲＧＢの色別に示すグラフである。
【図１０（ｂ）】図１０（ｂ）は、Ｇ色の透過率に対するＲ色の透過率およびＢ色の透過率の割合を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【国際調査報告】
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