JP2006053497A - Color display device - Google Patents

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Yasushi Asao
恭史 浅尾
Ryuichiro Isobe
隆一郎 礒部
Hideo Mori
秀雄 森
Shunichi Shito
俊一 紫藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color display device which makes various color displays including the three primary color display with simple wiring. <P>SOLUTION: The pixels 50 of the color display element is composed of the 1st subpixels 52 to make color display by using a modulation area based on the hue changes of the medium, and the 2nd subpixels 51 having one of the red, green, and blue filters. The 1st subpixels 52 are modulated in the hue variation range of the medium to display color, and the 2nd subpixels 51 are modulated in the lightness variation range of the medium to display the color of the filter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数色のカラー表示が可能なカラー表示装置に関する。   The present invention relates to a color display device capable of displaying a plurality of colors.

従来、セグメント型表示素子は、数値や簡単なアルファベット表示を簡便に行うことができるため、腕時計、体温計、体重計、テスター、電卓、リモコンなど各種装置の表示部として、広く利用されている。またこうした数値表示に限らず、バッテリー残量や携帯電話の電波状況を示すアイコン表示などの各種キャラクター表示にも広く用いられている。   Conventionally, the segment type display element can be used to easily display numerical values and simple alphabets, and thus is widely used as a display unit of various devices such as a wristwatch, a thermometer, a weight scale, a tester, a calculator, and a remote controller. In addition to such numerical display, it is also widely used for various character displays such as an icon display indicating the remaining battery level and the radio wave status of the mobile phone.

ここで、これに用いられる表示素子としては、LEDなどの発光型のもの、もしくは液晶を用いた非発光型のものがあり、なかでも液晶を用いた直接駆動型反射型表示素子は低消費電力という特長を有しており、乾電池で長時間駆動できることから、最も広く用いられている。   Here, as a display element used for this, there are a light emitting type such as an LED, or a non-light emitting type using a liquid crystal. Among them, a direct drive type reflective display element using a liquid crystal has low power consumption. It is the most widely used because it can be driven with a dry battery for a long time.

そして、この液晶を用いた直接駆動型反射型表示素子のなかでも最も広く用いられているのがTNモードの液晶を二枚の偏光板で挟み込み、背面に反射板を設けたTN型の液晶表示素子である。   The most widely used direct drive reflective display element using this liquid crystal is a TN liquid crystal display in which a TN mode liquid crystal is sandwiched between two polarizing plates and a reflector is provided on the back. It is an element.

ここで、このTN型の液晶表示素子は上下2枚の偏光板を直交させ、その間に透明電極付きの一対のガラス(もしくはプラスチック)基板に平行で、かつ90度ツイスト配向させたネマティック液晶を挟み込む構成のものである。   Here, in this TN type liquid crystal display device, two upper and lower polarizing plates are orthogonally crossed, and a nematic liquid crystal that is parallel to a pair of glass (or plastic) substrates with a transparent electrode and twisted by 90 degrees is sandwiched therebetween. It is a thing of composition.

そして、このように構成することにより、電圧無印加状態では光は液晶層を透過し、その透過した光が背面の反射板によって反射し、再び液晶層を通過して明るい表示を得ることができる。一方、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子は基板に対して垂直に配向するため、入射した光は背面の偏光板を透過することが出来ず、光が反射板に達しないために暗い表示を得ることができる。このようにして、背景色(一般には白)と表示色のコントラストが存在する状態と、コントラストが存在しない状態とを切り替えることが可能となっており、視認性の高いモノクロ表示を得ることができる。   With this configuration, light is transmitted through the liquid crystal layer when no voltage is applied, and the transmitted light is reflected by the reflector on the back surface, and can pass through the liquid crystal layer again to obtain a bright display. . On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the substrate, so that the incident light cannot pass through the polarizing plate on the back side, and the light does not reach the reflector, resulting in a dark display. Can be obtained. In this way, it is possible to switch between a state in which the background color (generally white) and display color contrast exist and a state in which no contrast exists, and a highly visible monochrome display can be obtained. .

次に、このようなモノクロ表示を行う表示素子を用いた液晶表示装置の一例であるモノクロ7セグメント表示装置の構造を、図9を用いて説明する。   Next, a structure of a monochrome 7-segment display device which is an example of a liquid crystal display device using a display element that performs such monochrome display will be described with reference to FIG.

図9において、不図示の一対の基板のうちの一方に設けられた電極が、7個のセグメント61〜67のそれぞれに対応したセグメント電極に相当し、他方の基板に設けられた電極がコモン電極に相当する。   In FIG. 9, an electrode provided on one of a pair of substrates (not shown) corresponds to a segment electrode corresponding to each of the seven segments 61 to 67, and an electrode provided on the other substrate is a common electrode. It corresponds to.

そして、コモン電極にパルス状の電圧を印加すると共に、制御信号としてセグメント電極制御部68により黒表示を得たいセグメントに対応するセグメント電極に、コモン電極制御部69によりコモン電極に印加される電圧と逆相の電圧を印加することによって、電極間にパルス状の電界を印加し続ける状態が実現される。   Then, a pulse voltage is applied to the common electrode, and the voltage applied to the common electrode by the common electrode control unit 69 is applied to the segment electrode corresponding to the segment for which black display is to be obtained by the segment electrode control unit 68 as a control signal. By applying a reverse-phase voltage, a state in which a pulsed electric field is continuously applied between the electrodes is realized.

また、白表示を得たいセグメントに対応するセグメント電極に、コモン電極に印加される電圧と同相の電圧を印加することによって、電極間に電界を印加しない状態が実現される。このようにして、明暗のモノクロ表示を得ることができる。   Moreover, the state which does not apply an electric field between electrodes is implement | achieved by applying the voltage in phase with the voltage applied to a common electrode to the segment electrode corresponding to the segment which wants to obtain white display. In this way, a bright and dark monochrome display can be obtained.

一方、PC用のモニタや液晶テレビに用いられるカラーLCD(液晶表示装置)では、モノクロ表示素子に対してカラーフィルタを設けることによって三原色表示、およびその混色を表示することが可能となっている。   On the other hand, in a color LCD (liquid crystal display device) used for a PC monitor or a liquid crystal television, it is possible to display three primary colors and mixed colors by providing a color filter for a monochrome display element.

ところで、このように単純な駆動や低消費電力などの特長があるため広く用いられている従来の直接駆動型反射型の表示素子を備えた表示装置において、これまで反射型・透過型・LED表示を含めて鑑みても複数色表示可能な製品が実現していないのが現状である。   By the way, in the display device having the conventional direct drive type reflective display element which is widely used because of such features such as simple driving and low power consumption, the reflective type, the transmissive type and the LED display have been used so far. In view of the above, the present situation is that a product capable of displaying multiple colors has not been realized.

しかしこれは決してカラー化へのニーズがないのが理由ではない。なぜなら、直接駆動されるキャラクターや数値をカラー化することによって、その表示に意味をもたせることが可能となり、製品そのものに大きな付加価値を与えることが可能になるためである。   However, this is not because there is no need for colorization. This is because, by coloring characters and numerical values that are directly driven, it is possible to give meaning to the display, and it is possible to give great value to the product itself.

その一例として体温計表示に適用した場合、例えば37度未満では青色表示、37〜38度のときには黄色、38度以上の時には赤色の数値表示にすることによって、数値の見誤りによる危険防止を回避しやすくなることが考えられる。また、こうしたカラー表示にすることによって、文盲者も正しい判断が可能になるなど、バリアフリーやユニバーサルデザインの観点からも数値やキャラクターのカラー表示は有効と考えられる。   For example, when it is applied to a thermometer display, for example, a blue numerical value is displayed when it is less than 37 degrees, a yellow value is displayed when it is 37 to 38 degrees, and a red numerical value is displayed when it is 38 degrees or more. It may be easier. Moreover, color display of numerical values and characters is considered effective from the viewpoint of barrier-free and universal design.

なお、カラー化するため、例えば反射型のTN−LCDにおいて、単純にカラーフィルタをつけただけでは、液晶層と反射板との間にガラスや偏光板などの厚みがある物体が存在するために視差が生じてしまう。その結果、入射光が通過するカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタを反射光が通過してしまい、その結果非常に暗い表示になってしまうことになる。なお、このような現象を回避するためには、ガラスの内側に反射板を設けるような1枚偏光板方式の反射型表示モードを適用すればよい(例えば非特許文献1参照。)。あるいは、透過型表示モードであれば問題ない。   In order to colorize, for example, in a reflective TN-LCD, if a simple color filter is used, an object having a thickness such as glass or a polarizing plate exists between the liquid crystal layer and the reflector. Parallax will occur. As a result, the reflected light passes through a color filter of a different color from the color filter through which incident light passes, and as a result, a very dark display is obtained. In order to avoid such a phenomenon, a reflection display mode of a single polarizing plate type in which a reflection plate is provided on the inner side of glass may be applied (for example, see Non-Patent Document 1). Alternatively, there is no problem if it is a transmissive display mode.

また、従来のモノクロ表示素子において、一つのセグメントもしくはキャラクターに対してR(赤)、G(緑)、B(青)の三種類のカラーフィルタを設ける場合、このようなカラー表示素子のカラーフィルタの配置として、図10に示すように、一つのセグメント(もしくはキャラクター)を単純に3分割してしまうと、カラー表示時にセグメント(もしくはキャラクター)の形状が変化してしまうことになる。   Further, in the conventional monochrome display element, when three types of color filters of R (red), G (green), and B (blue) are provided for one segment or character, the color filter of such a color display element is used. As shown in FIG. 10, if one segment (or character) is simply divided into three as shown in FIG. 10, the shape of the segment (or character) changes during color display.

なお、このような現象を回避するには、図11に示すようにR、G、Bのストライプ状のカラーフィルタを横方向に交互に配置すると共に、同一種のカラーフィルタを同時に駆動することによって、様々な表示色にカラー表示させた場合にも、形状が変化しないようにすることができる。   In order to avoid such a phenomenon, as shown in FIG. 11, stripe color filters of R, G, and B are alternately arranged in the horizontal direction, and the same type of color filters are simultaneously driven. Even when color display is performed in various display colors, the shape can be prevented from changing.

ここで、このような三種類のストライプ状カラーフィルタR,G,Bの電極接続について考えると、電極接続としては、図12に示すように、配線長を最短とすべくレイアウトし、そのとき生じる電極の重なりによる電極間ショートを防ぐために多層配線構造を用いる方法と、多層配線を避けるために図13に示すようなストライプ電極間に配線をレイアウトする方法、のいずれかが考えられる。   Here, considering the electrode connection of these three kinds of stripe color filters R, G, and B, the electrode connection is laid out to minimize the wiring length as shown in FIG. One of a method of using a multilayer wiring structure to prevent a short circuit between electrodes due to electrode overlap and a method of laying a wiring between stripe electrodes as shown in FIG. 13 to avoid the multilayer wiring can be considered.

Japan Display ’86 p.312:K.Tadokoro et al.Japan Display '86 p. 312: K.M. Tadokoro et al.

ところが、このような構成の従来のカラー表示素子において、いずれの接続方法であっても従来のモノクロ型と比較してコスト増加するのはもちろんであるが、断線やショートなどが原因となり製造時の歩留まりが低下する懸念があるため、大量生産には不向きと考えられる。   However, in the conventional color display element having such a configuration, the cost increases as compared with the conventional monochrome type in any connection method. There is concern that the yield will decrease, so it is not suitable for mass production.

また、特に図13に示す接続方法では、ストライプ電極間の配線部を隠蔽するためにブラックストライプを設ける必要があることから、開口率が大きく低下してしまい、カラーフィルタによる光損失と開口率低下の両方の損失によって非常に暗い表示になってしまう。さらに電極抵抗に起因する表示ムラが懸念される。   In particular, in the connection method shown in FIG. 13, since it is necessary to provide a black stripe in order to conceal the wiring part between the stripe electrodes, the aperture ratio is greatly reduced, and the optical loss and aperture ratio decrease due to the color filter. The loss of both results in a very dark display. Furthermore, there is a concern about display unevenness due to electrode resistance.

そこで、このような問題点を解決するための構成として、例えばRGBの三種類のカラーフィルタを用いるのではなく、RGBのうちいずれか2種類のみ、もしくはRGBいずれか一種類のカラーフィルタと、このカラーフィルタと補色関係があるカラーフィルタとを組み合わせることによって、制御する電極数を2種類とする方法が考えられる。   Therefore, as a configuration for solving such problems, for example, instead of using three types of RGB color filters, only two of RGB or only one of RGB color filters, A method in which the number of electrodes to be controlled is two types by combining a color filter and a color filter having a complementary color relationship is conceivable.

そして、このように構成することにより、後述する図6に示すような簡素な配線構造をとることができる。これにより、上記のような多層配線やストライプ電極間の配線を行わなくても済むようになることから、製造時の歩留まりの問題、開口率の低下および表示ムラは抑制できるものと考えられる。   And by comprising in this way, a simple wiring structure as shown in FIG. 6 mentioned later can be taken. This eliminates the need for wiring such as multilayer wiring and stripe electrodes as described above, so that it is possible to suppress yield problems during manufacturing, reduction in aperture ratio, and display unevenness.

しかしながら、カラーフィルタとしてRGBのうちいずれか2種類のみを用いる場合には、三原色のうち二原色しか表示できないのと同時に白色表示が出来ないことになる。また、RGBいずれか一種類とその補色の組み合わせを行う場合には白色表示は可能となるが、三原色のうち1原色しか表示できないことになる。つまり、いずれの場合にも限られた表示色しか表現できないことになり、上記体温計の例で述べたような、青・黄・赤といった表示色の変化を実現することが出来ない。   However, when only two of RGB are used as the color filter, only two primary colors among the three primary colors can be displayed, and at the same time, white display cannot be performed. Further, when any one of RGB and its complementary color is combined, white display is possible, but only one of the three primary colors can be displayed. That is, in any case, only a limited display color can be expressed, and the change in display color such as blue, yellow, and red cannot be realized as described in the example of the thermometer.

さらに通常のカラーLCDで用いられている構成のように、カラーフィルタを電極上にのみ配設する場合には、背景色と表示色が一致する状態が得られないために、視認性の高い表示を得ることができない。   In addition, when the color filter is disposed only on the electrode as in the configuration used in a normal color LCD, a state in which the background color matches the display color cannot be obtained. Can't get.

そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、簡素な配線構造で三原色表示を含む様々なカラー表示が可能となるカラー表示装置を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a color display device that can display various colors including three primary colors with a simple wiring structure.

本発明は、変調手段によって明度を変化させる明度変化範囲と、前記変調手段によって色相を変化させる色相変化範囲とを有する媒体を用いると共に、複数の画素を有するカラー表示素子を備えたカラー表示装置において、前記カラー表示素子の画素を、前記媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う第1の副画素と、赤色、緑色、青色のいずれか一つのカラーフィルタが配設された第2の副画素の2つの副画素とにより構成し、前記2つの副画素にそれぞれカラー出力信号を入力する電極を設け、前記電極に前記変調手段からの前記カラー出力信号を入力することにより、前記第1の副画素に前記媒体の色相変化範囲の変調を与えて有彩色を表示させると共に、前記第2の副画素に前記媒体の明度変化範囲の変調を与えて前記カラーフィルタの色を表示させることを特徴とするものである。   The present invention uses a medium having a lightness change range in which the lightness is changed by the modulation means and a hue change range in which the hue is changed by the modulation means, and a color display device including a color display element having a plurality of pixels. A first sub-pixel that performs color display on the pixels of the color display element using a modulation region based on a hue change of the medium, and a first sub-pixel that is provided with any one of red, green, and blue color filters. Two subpixels, and electrodes for inputting color output signals to the two subpixels, respectively, and inputting the color output signal from the modulation means to the electrodes, The first subpixel is subjected to modulation of the hue change range of the medium to display a chromatic color, and the second subpixel is subjected to modulation of the brightness change range of the medium. It is characterized in that to display the color of the serial color filter.

本発明のように、カラー表示素子の複数の画素を、媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う第1の副画素と、赤色、緑色、青色のいずれか一つのカラーフィルタが配設された第2の副画素の2つの副画素とにより構成し、第1の副画素に媒体の色相変化範囲の変調を与えて有彩色を表示させ、第2の副画素に媒体の明度変化範囲の変調を与えてカラーフィルタの色を表示させることにより、簡素な配線構造で三原色表示を含む多色の表示を行うことが可能となる。   As in the present invention, a plurality of pixels of a color display element are provided with a first subpixel that performs color display using a modulation region based on a hue change of a medium, and any one color filter of red, green, and blue The second subpixel is composed of two subpixels, the first subpixel is modulated in the hue change range of the medium to display a chromatic color, and the lightness of the medium is displayed on the second subpixel. By displaying the color of the color filter by applying the modulation of the change range, it is possible to perform multicolor display including the three primary colors with a simple wiring structure.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明するが、その前に、まず本発明の基本となるカラーフィルタを用いることなくカラー表示を行うことのできるカラー表示装置の一例であるECB型(電界制御複屈折効果型)の液晶表示素子を用いたカラー液晶表示装置について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before that, a color display device capable of performing color display without using the color filter which is the basis of the present invention will be described. A color liquid crystal display device using an ECB type (electric field control birefringence effect type) liquid crystal display element as an example will be described.

ECB型液晶表示素子としては、一対の基板間に媒体である液晶を挟持した液晶セルを挟んで、その表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置した透過型のものと、反射型のものとがあり、さらに反射型のものには一方の基板にのみ偏光板を配置した一枚偏光板タイプと、両方の基板に偏光板を配置し、偏光板の外側に反射板を設けた二枚偏光板タイプのものがある。   As the ECB type liquid crystal display element, a transmissive type and a reflective type, in which a liquid crystal cell having a medium between a pair of substrates is sandwiched and polarizing plates are arranged on the front side and the back side, respectively. In addition, the reflective type is a single polarizing plate type in which a polarizing plate is disposed only on one substrate, and two polarizing plates are disposed on both substrates and a reflecting plate is provided outside the polarizing plate. There is a polarizing plate type.

ここで、例えば透過型のECB型液晶表示素子の場合、一方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈折作用により、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射して、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成する各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。   Here, for example, in the case of a transmissive ECB type liquid crystal display element, linearly polarized light that is transmitted through one polarizing plate is polarized by the birefringence of the liquid crystal layer in the process of passing through the liquid crystal cell. The light becomes elliptically polarized light with different states, the light is incident on the other polarizing plate, and the light transmitted through the other polarizing plate corresponds to the ratio of the light intensity of each wavelength light constituting the light. Colored colored light.

このように、ECB型液晶表示素子は、液晶の複屈折作用と偏光板の偏光作用とを利用して光を着色するものであり、カラーフィルタによる光の吸収がないことから、光の透過率を高くして明るいカラー表示を得ることができる。しかも、電圧に応じて液晶層の複屈折性が変化するため、液晶への印加電圧を制御することによって透過光や反射光の色を変化させることができる。これを利用すれば同じセグメントで複数の色を表示することができる。   Thus, the ECB type liquid crystal display element colors light by utilizing the birefringence action of the liquid crystal and the polarization action of the polarizing plate, and does not absorb the light by the color filter. Can be increased to obtain a bright color display. Moreover, since the birefringence of the liquid crystal layer changes according to the voltage, the color of transmitted light or reflected light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal. If this is used, a plurality of colors can be displayed in the same segment.

図1は、このようなECB型液晶表示素子の複屈折量(リタデーションRと呼ばれる)と色度図上での座標の関係を示すものであり、この図1により、Rが0から250nm附近まではほぼ色度図の中央にあって無彩色であるが、それ以上になると複屈折量に応じて色が変化していく様子がわかる。   FIG. 1 shows the relationship between the birefringence amount (referred to as retardation R) of such an ECB type liquid crystal display element and the coordinates on the chromaticity diagram. According to FIG. 1, R ranges from 0 to about 250 nm. Is almost achromatic in the center of the chromaticity diagram, but it can be seen that the color changes according to the amount of birefringence beyond that.

なお、この場合、液晶として誘電率異方性(Δεと表す)が負の材料を使用しており、このような液晶は、電圧無印加時に基板に対して垂直配向させると、電圧とともに液晶分子が傾斜していき,それにつれて液晶の複屈折量(リタデーションと呼ばれる)が増加していく。   In this case, a material having a negative dielectric anisotropy (expressed as Δε) is used as the liquid crystal. When such a liquid crystal is aligned vertically with respect to the substrate when no voltage is applied, the liquid crystal molecules As the liquid crystal tilts, the amount of birefringence (called retardation) of the liquid crystal increases.

このとき、クロスニコル下では図1の曲線に沿って色度が変化する。即ち、電圧無印加時にはRがほぼ0であるから光は透過せず、暗状態(黒状態)となっているが、電圧の増加に応じて、黒→グレー→白と明るさが増していく。さらに電圧を上げると色がついて、黄色→赤→紫→青→黄色→紫→水色→緑といったように色が変化する。   At this time, under crossed Nicols, the chromaticity changes along the curve of FIG. That is, when no voltage is applied, R is almost 0, so light is not transmitted and is in a dark state (black state). However, as the voltage increases, the brightness increases from black to gray to white. . When the voltage is further increased, the color changes, and the color changes, such as yellow → red → purple → blue → yellow → purple → light blue → green.

このようにECB型液晶表示素子は、低電圧側の変調領域では最大明度と最小明度との間を電圧によって明度変化させることができ、より高い電圧領域で、複数の色相を電圧によって変化させることができる。   Thus, the ECB type liquid crystal display element can change the brightness between the maximum brightness and the minimum brightness by the voltage in the modulation region on the low voltage side, and can change a plurality of hues by the voltage in the higher voltage region. Can do.

以下、色度図上の黒→グレー→白と明るさが変化するリタデーションの範囲(0ないし250nm)を明度変化範囲といい、黄色以上の有彩色変化の範囲(250nm以上)を色相変化範囲という。無彩色と有彩色の境界ははっきりとは決められないので、上記範囲の250nmは一応の目安である。   In the following, the retardation range (0 to 250 nm) in which the brightness changes from black to gray to white on the chromaticity diagram is referred to as the brightness change range, and the chromatic color change range above yellow (250 nm or more) is referred to as the hue change range. . Since the boundary between the achromatic color and the chromatic color cannot be determined clearly, the above range of 250 nm is a rough standard.

なお、本発明ではリタデーションによって得られる色について言及するが、それは図1の曲線に沿った色である。図1にあるように、純度が極大となる点はリタデーションが450nm、600nm、1300nm付近にあり、赤色、青色、緑色として視認される。しかし、それらの点の前後におよそ100nm幅でほぼ同じ色とみなせる範囲があるので、本発明ではその範囲の色も赤色、青色、緑色という。マゼンタは赤と青の中間530nm付近にある。   In the present invention, a color obtained by retardation is mentioned, which is a color along the curve of FIG. As shown in FIG. 1, the point where the purity is maximized has retardations near 450 nm, 600 nm, and 1300 nm, and is visually recognized as red, blue, and green. However, since there is a range that can be regarded as substantially the same color with a width of about 100 nm before and after these points, the colors in the range are also called red, blue, and green in the present invention. Magenta is in the vicinity of 530 nm between red and blue.

さらに通常、液晶表示装置などで用いられるカラーフィルタの色はリタデーションで得られる色よりは純度が高く、色度図上では上記の範囲の外側にある。本発明ではそれらも同名の色で呼ぶことにする。   Furthermore, the color of the color filter used in a liquid crystal display device or the like is usually more pure than the color obtained by retardation, and is outside the above range on the chromaticity diagram. In the present invention, these are also called by the same color.

ECB型液晶表示素子はカラー表示可能ではあるものの、緑を表示するためには図1に示した通り1300nm前後のリタデーション量が必要となり、通常の液晶材料を用いると、従来の液晶表示素子と比較してかなり大きなセル厚が必要である。   Although the ECB type liquid crystal display element can display color, in order to display green, a retardation amount of about 1300 nm is required as shown in FIG. 1, and when a normal liquid crystal material is used, it is compared with a conventional liquid crystal display element. Therefore, a considerably large cell thickness is necessary.

例えば、VA(Virtical Alignment)モードとして知られている液晶素子は,電圧無印加状態に垂直配向させ、電圧印加によって最大リタデーション量を200〜250nm程度にまで変化させるように設定されており、ECB効果における黒〜白の明度変化領域が用いられる。これにRGBカラーフィルタを設けることにより加法混色法によってフルカラー表示を得ている。   For example, a liquid crystal element known as a VA (Virtual Alignment) mode is set to be vertically aligned in a no-voltage applied state, and the maximum retardation amount is changed to about 200 to 250 nm by applying a voltage. The brightness change region from black to white at is used. A full color display is obtained by an additive color mixing method by providing an RGB color filter.

これと比べると、ECB効果すなわちリタデーションによる色度変化を利用してカラー表示する方式では、液晶材料が同じであればセル厚を約6倍に設定する必要がある。すなわち現在のVAモードを用いた製品のセル厚が4〜5ミクロンだとすると、ECB効果による着色現象を利用したカラー表示モードでは20〜30ミクロンのセル厚が必要ということになる。   Compared with this, in the method of performing color display using the ECB effect, that is, the change in chromaticity due to retardation, the cell thickness needs to be set to about 6 times if the liquid crystal material is the same. That is, if the cell thickness of a product using the current VA mode is 4 to 5 microns, a cell thickness of 20 to 30 microns is necessary in the color display mode using the coloring phenomenon due to the ECB effect.

次に、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

図2は、本発明の第1の実施の形態に係るカラー表示装置の一例であるカラー液晶表示装置に用いられるカラー表示素子の一例であるカラー液晶表示素子の1画素の構造を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a structure of one pixel of a color liquid crystal display element which is an example of a color display element used in a color liquid crystal display apparatus which is an example of a color display apparatus according to the first embodiment of the present invention. .

図2において、50は画素であるセグメント(もしくはキャラクター)であり、このセグメント50は、2つの副セグメント(もしくは副キャラクター)51,52に分割されている。なお、この副セグメント51,52は、さらにそれぞれ複数の副々セグメントからなると共に同時に駆動されるものであってもよい。   In FIG. 2, reference numeral 50 denotes a segment (or character) that is a pixel, and this segment 50 is divided into two sub-segments (or sub-characters) 51 and 52. Each of the sub-segments 51 and 52 may be composed of a plurality of sub-segments and driven simultaneously.

ここで、一方の副セグメント51には緑色のカラーフィルタGが配設されている。なお、このカラーフィルタGは、後述する図7において符号137で示す透明電極上に配設されている。また、他方の副セグメント52には、カラーフィルタは配設されておらず、この副セグメント52では、リタデーションを調節して、黒から白に至る無彩色の輝度変化と、赤からマゼンタを経て青、もしくは緑にいたるいずれかの色とを表示させるようにしている。   Here, a green color filter G is disposed in one of the sub-segments 51. The color filter G is disposed on a transparent electrode denoted by reference numeral 137 in FIG. 7 described later. The other sub-segment 52 is not provided with a color filter. In this sub-segment 52, the retardation is adjusted to change the luminance of an achromatic color from black to white, and from blue to magenta. Or any color from green to green.

即ち、本実施の形態においては、1セグメント50を不図示の電源の制御が可能な変調手段によるカラー出力信号に応じた電圧印加によって液晶層のリタデーションを変化させて有彩色を表示する第1の副画素である第1の副セグメント52と、緑色のカラーフィルタGを有し、電圧印加によって明度変化範囲でリタデーションを変化させてカラーフィルタの色、即ち緑(G)を表示する第2の副画素である第2の副セグメント51とで構成している。   That is, in the present embodiment, the first segment 50 displays the chromatic color by changing the retardation of the liquid crystal layer by applying a voltage corresponding to the color output signal by the modulation means capable of controlling the power source (not shown) for the one segment 50. A second sub-segment which has a first sub-segment 52 as a sub-pixel and a green color filter G, and displays the color of the color filter, that is, green (G), by changing the retardation in the brightness change range by applying a voltage. The second sub-segment 51 is a pixel.

そして、本実施の形態のように、第2の副セグメント51に緑色のカラーフィルタGを配設することにより視感度の高い緑色を表示させ、第1の副セグメント52ではECBによる着色現象により赤と青を表示させるようにしている。   Then, as in the present embodiment, a green color filter G is disposed on the second sub-segment 51 to display green with high visibility, and the first sub-segment 52 is red due to a coloring phenomenon caused by ECB. And blue are displayed.

ここで、このように構成することにより、例えば白を表示する場合、緑色のカラーフィルタGのある第2の副セグメント(以下、Gセグメントという)51を暗状態とし、カラーフィルタのない第1の副セグメント(以下、透明セグメントという)52を白色(無彩色変化領域の最大輝度状態)にすることにより、セグメント全体として白を表示することが出来る。また、Gセグメント51を略最大透過状態にし、透明セグメント52を有彩色領域のマゼンタ色にしてもよい。この場合、マゼンタ色は赤(R)と青(B)の両方の色を含むので、合成の結果白表示が得られる。   With this configuration, for example, when displaying white, the second sub-segment 51 (hereinafter referred to as the G segment) 51 with the green color filter G is in a dark state, and the first sub-segment without the color filter is used. By making the sub-segment (hereinafter referred to as a transparent segment) 52 white (the maximum luminance state of the achromatic color change region), white can be displayed as a whole segment. Alternatively, the G segment 51 may be set to a substantially maximum transmission state, and the transparent segment 52 may be set to a magenta color in a chromatic color region. In this case, since the magenta color includes both red (R) and blue (B) colors, white display is obtained as a result of the synthesis.

また、G単色を表示するには、Gセグメント51を最大透過状態にし、透明セグメント52を暗状態にする。さらに、R単色(B単色)を表示するには、Gセグメント51を暗状態にし、透明セグメント52のリタデーション値を450nm(600nm)にする。またさらに、これらを組み合わせることでRとG、BとGの混色も得られる。さらに、Gセグメント51と透明セグメント52を、ともにリタデーションを0にして暗状態とすれば黒表示が得られことはいうまでもない。   In order to display a single G color, the G segment 51 is set to the maximum transmission state, and the transparent segment 52 is set to the dark state. Further, in order to display R single color (B single color), the G segment 51 is set in the dark state, and the retardation value of the transparent segment 52 is set to 450 nm (600 nm). Furthermore, a color mixture of R and G and B and G can be obtained by combining these. Furthermore, it goes without saying that if the G segment 51 and the transparent segment 52 are both darkened by setting the retardation to 0, a black display can be obtained.

なお、本実施の形態では、Gセグメント51はリタデーションを0から250nmの範囲で変化させ、透明セグメント52はリタデーションを0から250nmの範囲と450nmから600nmの範囲で変化させる。また、通常、液晶材料は両副セグメント51,52で共通にするので、駆動電圧範囲を異なるように設定する。   In the present embodiment, the G segment 51 changes the retardation in the range of 0 to 250 nm, and the transparent segment 52 changes the retardation in the range of 0 to 250 nm and the range of 450 nm to 600 nm. In general, since the liquid crystal material is common to both the sub-segments 51 and 52, the drive voltage ranges are set differently.

ここで、上記例のように緑色のカラーフィルタGを配設した場合には、緑をリタデーションの調節で作ることが回避されるので、セル厚を大きくする必要がない。また、緑色は視感度が高いので、カラーフィルタによって純度の高い色を作ることができ、多色化にとって有効である。   Here, when the green color filter G is provided as in the above example, it is avoided to make green by adjusting the retardation, so that it is not necessary to increase the cell thickness. In addition, since green has high visibility, a color filter can produce a high-purity color, which is effective for increasing the number of colors.

さらに、カラーフィルタによってカラー表示を行うことにより、万が一リタデーション変化によるカラー表示状態が、温度変化や視野角によって若干変化した場合にも、カラーフィルタ部とリタデーションによるカラー部のカラーに明確な差異化が図れることになる。したがって上記バリアフリーに基づき様々な利用者が使用する場合にも誤操作してしまう危険性が減少する。   In addition, by performing color display with a color filter, even if the color display state due to retardation changes slightly changes due to temperature change or viewing angle, there is a clear difference between the color of the color filter part and the color part due to retardation. It will be planned. Therefore, the risk of erroneous operation is reduced even when various users use it based on the barrier-free.

また、こうしたカラーフィルタを50の電極上以外の背景部分にも配設するようにしても良く、このようにカラーフィルタを配設した場合、液晶層に電圧が印加されていない状態における表示状態が電極上と背景部分とで一致するために、表示コントラストの有無がはっきりとわかる視認性の高い表示状態を得ることが可能となる。   In addition, such a color filter may be disposed in the background portion other than on the 50 electrodes. When the color filter is disposed in this way, the display state in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer is obtained. Since they match on the electrode and the background portion, it is possible to obtain a display state with high visibility where the presence or absence of display contrast can be clearly seen.

なお、本実施の形態によれば、上記のように、例えばGセグメント51など一つの色をカラーフィルタで表示し、その他の色を媒体(上の場合は液晶)自身が発生させる色で表示するようにしたが、媒体としては液晶以外にも適用できる。即ち、一般に外部から加えられる変調手段によって光学的性質を変化させる媒体を用い、その媒体が、変調手段によって明度を変化させる変調領域と、色相を変化させる変調領域とを有するものであれば本発明が適用できる。   According to the present embodiment, as described above, for example, one color such as the G segment 51 is displayed by the color filter, and the other colors are displayed by colors generated by the medium (in the above case, liquid crystal) itself. However, the present invention can be applied to media other than liquid crystals. That is, in general, if a medium whose optical properties are changed by a modulation means applied from the outside is used and the medium has a modulation area whose brightness is changed by the modulation means and a modulation area whose hue is changed, the present invention is used. Is applicable.

ここで、このような媒体を用いる場合は、例えば、このような媒体を用いて表示素子を構成すると共に単位セグメントを、透明な第1の副セグメントと、カラーフィルタを有する第2の副セグメントで構成する。そして、第1の副セグメントに色相が所定の範囲で変化するような変調を与えてその範囲の色を表示させ、第2の副セグメントに明度変化範囲の変調を与えてカラーフィルタの色の明るさ変化させることにより、カラー表示を行う。なお、この場合、黒、灰色、白の無彩色を表示するには、透明な第1の副セグメントに明度変化範囲の変調を与えればよい。   Here, when such a medium is used, for example, a display element is configured using such a medium, and a unit segment is composed of a transparent first sub-segment and a second sub-segment having a color filter. Constitute. Then, the first sub-segment is modulated such that the hue changes in a predetermined range to display the color in the range, and the second sub-segment is modulated in the lightness change range to adjust the brightness of the color of the color filter. By changing the height, color display is performed. In this case, in order to display black, gray, and white achromatic colors, the lightness change range may be modulated on the transparent first sub-segment.

また上記リタデーション値はクロスニコル下に配置した透過型液晶表示素子の場合であるが、これを反射型液晶表示素子に適用した場合には、セル厚が半分となるため応答速度が1/4に高速化されるとともに、製造プロセスも他のLCDとのセル厚設定に近い値となるために歩留まり向上に寄与する。   The retardation value is for a transmissive liquid crystal display element arranged under crossed Nicols, but when this is applied to a reflective liquid crystal display element, the cell thickness is halved and the response speed is reduced to ¼. In addition to speeding up, the manufacturing process is close to the cell thickness setting with other LCDs, which contributes to improved yield.

以上述べたように、本実施の形態に係るカラー液晶表示素子は、例えば赤・青色についてはECB効果に基づく着色現象を利用した表示方法をとるので、赤色と青色それぞれのカラーフィルタを使用する場合と比較して光ロスを大幅に減少させることができる。その結果、従来のRGBカラーフィルタのみによって三原色を表示する方式と比べて光利用効率の高い素子が得られることが特長である。   As described above, the color liquid crystal display element according to the present embodiment employs a display method using a coloring phenomenon based on the ECB effect for, for example, red and blue, and therefore when using red and blue color filters respectively. Compared with the optical loss, the optical loss can be greatly reduced. As a result, it is a feature that an element with high light utilization efficiency can be obtained as compared with the conventional method of displaying the three primary colors using only the RGB color filter.

一方、このような構成の液晶表示素子は、透過型液晶表示素子としても液晶層の透過率が高いので、従来方式のものと同一の輝度を得るために必要なバックライト消費電力が少なくて済み、低消費電力化という観点から好適に用いられる。   On the other hand, the liquid crystal display element having such a configuration has a high transmittance of the liquid crystal layer even as a transmissive liquid crystal display element, and therefore requires less backlight power consumption to obtain the same brightness as that of the conventional method. It is preferably used from the viewpoint of low power consumption.

なお、これまでは例えば緑色表示に関してはカラーフィルタGを用いることによってアナログ階調を実現し、赤・青色についてはECB効果に基づく着色現象を利用した例を説明したが、上記例以外にも赤に関してカラーフィルタを用いる例、青に関してカラーフィルタを用いる例が考えられる。   So far, for example, an analog gradation has been realized by using the color filter G for green display, and a coloring phenomenon based on the ECB effect has been described for red and blue. An example of using a color filter for blue and an example of using a color filter for blue are considered.

ところで、第2の副セグメント51に赤、青、緑の少なくとも一つのカラーフィルタを配設すると共に、第1の副セグメント52に、第2の副セグメント51に配設されたカラーフィルタと補色関係にあるカラーフィルタを配設するようにしても良い。そして、このように構成することにより、セグメント(もしくはキャラクター)表示において、より色純度の高い表示が可能となる。   By the way, at least one color filter of red, blue, and green is disposed in the second sub-segment 51, and the first sub-segment 52 is complementary to the color filter disposed in the second sub-segment 51. A color filter may be provided. And by comprising in this way, in a segment (or character) display, a display with higher color purity is attained.

次に、このような本発明の第2の実施の形態について、例えば第2の副セグメント51に緑色のカラーフィルタを配設し、第2の副セグメント51に緑色の補色であるマゼンタカラーフィルタを配設した場合について説明する。   Next, for such a second embodiment of the present invention, for example, a green color filter is disposed in the second sub-segment 51, and a magenta color filter that is a complementary color of green is disposed in the second sub-segment 51. The case where it arrange | positions is demonstrated.

例えば、既述した第1の実施の形態のように第1の副セグメント52にカラーフィルタを用いない場合には、白色領域を超えたリタデーション量の範囲では、黄色→黄赤→赤→赤紫(マゼンタ)→紫→青紫→青色という色調変化を示すが、本実施の形態のように、このような第1の副セグメント52にマゼンタカラーフィルタを配設することにより、赤色および青色の色再現範囲を大幅に広げることが可能となる。   For example, when a color filter is not used for the first sub-segment 52 as in the first embodiment described above, yellow → yellow red → red → purple in the range of the retardation amount exceeding the white region. (Magenta) → purple → blue violet → blue shows a change in color tone. By arranging a magenta color filter in the first sub-segment 52 like this embodiment, red and blue color reproduction is performed. The range can be greatly expanded.

図3は本実施の形態に係るカラー液晶表示装置に用いられるカラー液晶表示素子の1セグメント(画素)の構造を示す図であり、Gセグメント51には既述した第1の実施の形態と同じく緑のカラーフィルタGが配設されており、第1の副セグメント52にはマゼンタ色のカラーフィルタMが配設されている。   FIG. 3 is a diagram showing the structure of one segment (pixel) of the color liquid crystal display element used in the color liquid crystal display device according to the present embodiment. The G segment 51 is the same as that of the first embodiment described above. A green color filter G is disposed, and a magenta color filter M is disposed in the first sub-segment 52.

そして、本実施の形態においては、第2の副セグメント(Gセグメント)51には、第1の実施の形態と同様に、液晶の明度を変化させる変調領域の変調を与えて緑色の明度を変化させる一方、第1の副セグメント52には、液晶の色相を変化させる変調領域の変調を与えて有彩色を表示させると共に、明度を変化させる変調領域の変調を与えてマゼンタ色の明度を変化させる表示を行う。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the second sub-segment (G segment) 51 is modulated in the modulation region that changes the brightness of the liquid crystal, thereby changing the green brightness. On the other hand, the first sub-segment 52 is given a modulation of the modulation region that changes the hue of the liquid crystal to display a chromatic color, and is also given a modulation of the modulation region that changes the lightness to change the lightness of the magenta color. Display.

図4に、波長480nm〜580nmまでの透過率がゼロであり、それ以外の波長の透過率が100%となるような理想的なマゼンタカラーフィルタを配設した場合のリタデーションによる色変化の計算値を示す。そして、この図4からも明らかなように、第1の副セグメント52では、リタデーション量がゼロから増加するにつれて黒色表示から暗いマゼンタ色(マゼンタ色の中間調)を経て明るいマゼンタ色表示に至るような有彩色での明度変化を示す。   FIG. 4 shows a calculated value of color change due to retardation when an ideal magenta color filter having a transmittance of zero to 580 nm to 580 nm and a transmittance of other wavelengths of 100% is provided. Indicates. As apparent from FIG. 4, in the first sub-segment 52, as the retardation amount increases from zero, the black display is changed to a dark magenta (magenta halftone) to a bright magenta display. It shows the change of brightness in various chromatic colors.

さらに、この後リタデーション量が更に増加し、第1の副セグメント52にカラーフィルタを用いない例での白色領域を超えたリタデーション量の範囲になったときに、マゼンタ→赤→赤紫(マゼンタ)→紫→青色、というような有彩色の連続的変化を示す。   Further, after this, the amount of retardation further increases, and when the retardation amount exceeds the white region in the example where no color filter is used for the first sub-segment 52, magenta → red → purple (magenta). It shows a continuous change of chromatic colors such as → purple → blue.

これを、図1と比較してみると、色度変化の範囲が赤と青の純色(色度図の隅)近くにまで広がっており、第1の副セグメント52にマゼンタカラーフィルタMを配設することによって赤と青の色再現範囲が広がっていることがわかる。また、赤から青への変化が色度図の下辺に沿って動くので、赤から青への連続的な混色の変化が得られることもわかる。このように、マゼンタカラーフィルタMを配設することによって赤と青の色再現範囲が広がると同時に、リタデーション変化したときに中間色の連続的変化も得られる。   When this is compared with FIG. 1, the range of chromaticity change extends to near the red and blue pure colors (the corners of the chromaticity diagram), and the magenta color filter M is arranged in the first sub-segment 52. It can be seen that the red and blue color reproduction range is expanded. It can also be seen that since the change from red to blue moves along the lower side of the chromaticity diagram, a continuous color change from red to blue is obtained. As described above, by arranging the magenta color filter M, the color reproduction range of red and blue is expanded, and at the same time, a continuous change of the intermediate color is obtained when the retardation is changed.

例えば、本実施の形態において、白色を表示するには、第1の副セグメント(以下、マゼンタセグメントという)52と、Gセグメント51をともに最大透過率を与える同じリタデーション値(250nm)に設定する。あるいは、Gセグメント51を略最大透過率状態(リタデーション値250nm近傍)にし、マゼンタセグメント52を赤と青の中間のリタデーション値(550nm付近)に設定してもよい。   For example, in this embodiment, in order to display white, both the first sub-segment (hereinafter referred to as magenta segment) 52 and the G segment 51 are set to the same retardation value (250 nm) that gives the maximum transmittance. Alternatively, the G segment 51 may be set to a substantially maximum transmittance state (in the vicinity of a retardation value of 250 nm), and the magenta segment 52 may be set to an intermediate retardation value of red and blue (in the vicinity of 550 nm).

なお、前者の方法の場合、無彩色の明度を変化させるには、両副セグメント51,52の階調がそろって変化するように、マゼンタセグメント52のリタデーションをGセグメント51のリタデーションに合わせて変化させればよい。なお、黒表示、G、R、Bの各単色を表示する場合、それらの混色を表示する場合は、第1の実施の形態と同じである。   In the case of the former method, in order to change the lightness of the achromatic color, the retardation of the magenta segment 52 is changed in accordance with the retardation of the G segment 51 so that the gradations of both the sub-segments 51 and 52 change together. You can do it. In addition, when displaying each color of black display, G, R, and B, displaying those mixed colors is the same as that of the first embodiment.

このように、緑色のカラーフィルタGを用いた場合には、緑色と補色関係にあるマゼンタ色のカラーフィルタMを用いることによって、無彩色の階調表現ができると同時に、緑の補色の階調表現ができることから、表現できる表示色数を大幅に増加させることができる。もちろん、赤と青の中間色を連続的に色相変化させることが可能であるので、それら表示色とGセグメント51との組み合わせによって更に多くの表示色を得ることが可能となる。また、マゼンタカラーフィルタMは赤色と青色の両方を透過するので、従来の赤と青のカラーフィルタを併設する方式に比べて明るい表示が得られる。   As described above, when the green color filter G is used, by using the magenta color filter M having a complementary color relationship with green, an achromatic gradation can be expressed, and at the same time, the gradation of the green complementary color can be obtained. Since it can be expressed, the number of display colors that can be expressed can be greatly increased. Of course, since it is possible to continuously change the hue of red and blue, it is possible to obtain more display colors by combining these display colors with the G segment 51. Further, since the magenta color filter M transmits both red and blue, a bright display can be obtained as compared with the conventional method in which the red and blue color filters are provided.

なお、本構成は、液晶層の液晶分子が電圧無印加時には基板面に略垂直に配向し、電圧印加時には略垂直の配向から傾斜してリタデーションを変化させるVAモードの他、以下に述べるいろいろな液晶表示モードに適用できる。   In addition to the VA mode in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned substantially perpendicular to the substrate surface when no voltage is applied, and the retardation is changed by tilting from the substantially vertical alignment when a voltage is applied, there are various types described below. Applicable to liquid crystal display mode.

OCB(Opically Compensated Bend)モードは、液晶層の液晶分子が電圧印加によってベンド配向と略垂直配向との間にて配向状態を変化させることでリタデーションを変化させるので、本発明を適用できることはVAモードと同様である。   In the OCB (Optically Compensated Bend) mode, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer change the retardation by changing the alignment state between the bend alignment and the substantially vertical alignment by applying a voltage, and therefore the present invention can be applied to the VA mode. It is the same.

また、本構成ではリタデーション変化による表示色を利用するために、視野角による色調変化を考慮しなければならない。しかし、昨今のLCD開発の進歩は著しく、RGBカラーフィルタ方式を用いたカラー液晶ディスプレイでは視野角依存性の問題はほとんど解決しているといっても過言ではない。例えばOCBモードではベンド配向による自己補償効果によって、視野角の変化に伴うリタデーション変化を抑制することが報告されている。また、STNモードも位相差フィルム開発の進展によって視野角特性は大きく改善されている。   Further, in this configuration, in order to use the display color due to the retardation change, the color tone change due to the viewing angle must be considered. However, recent advances in LCD development are remarkable, and it is no exaggeration to say that the problem of viewing angle dependency is almost solved in color liquid crystal displays using the RGB color filter system. For example, in the OCB mode, it is reported that the retardation change accompanying the change in the viewing angle is suppressed by the self-compensation effect by the bend alignment. In addition, the viewing angle characteristics of the STN mode are greatly improved due to the development of the retardation film.

そして、これらOCBやSTNモードもリタデーション量を適宜設定することによってECB効果に基づく着色現象を得ることができるため、本発明の構成を適用することが可能である。特に、OCBモードでは、先に述べた応答速度に関して大幅に改善することが出来るために、高速性が必要となる用途では好適に用いられる。   Since the OCB and STN modes can obtain a coloring phenomenon based on the ECB effect by appropriately setting the retardation amount, the configuration of the present invention can be applied. In particular, in the OCB mode, since the response speed described above can be greatly improved, the OCB mode is preferably used in applications that require high speed.

一方、MVA(Multidomain Virtical Alignment)モードは非常に良好な視野角特性を示すモードとして既に商品化され、広く使用されている。その他、PVA(Patterned Virtical Alignment)モードと称されるモードも広く使用されている。   On the other hand, the MVA (Multidomain Virtual Alignment) mode has already been commercialized and widely used as a mode exhibiting very good viewing angle characteristics. In addition, a mode called a PVA (Patterned Virtual Alignment) mode is also widely used.

これらの垂直配向モードは、表面に凹凸をつけたり(MVA)、電極形状を工夫したり(PVA)して電圧印加時の液晶分子傾斜方向を制御することで、広い視野角特性を実現している。そして、これらは電圧によってリタデーション量を変化させるモードであるために、本発明の構成を適用することが可能である。こうすることで高い透過率(もしくは反射率)、広い視野角、広い色空間を同時に満足する液晶表示素子を実現することが可能となる。これらの他にも平行配向のECBモード、上下非対称プレチルトを有するHANモードなど様々な液晶モードを適用することができる。   These vertical alignment modes achieve a wide viewing angle characteristic by controlling the liquid crystal molecule tilt direction during voltage application by making the surface uneven (MVA) or devising the electrode shape (PVA). . Since these are modes in which the amount of retardation is changed by voltage, the configuration of the present invention can be applied. By doing so, it is possible to realize a liquid crystal display element that simultaneously satisfies high transmittance (or reflectance), a wide viewing angle, and a wide color space. In addition to these, various liquid crystal modes such as a parallel alignment ECB mode and a HAN mode having a vertically asymmetric pretilt can be applied.

なおこれまでの説明では、視感度の高い緑色を独立に取り扱い、その他の原色については緑以外のセグメントにて複屈折による着色効果を利用して表示させている。こうすることで自然画の表示能にとって最も有利であることは上述のとおりであるが、必ずしも緑だけに限らず、赤を独立セグメントとして取り扱い、青と緑を複屈折による着色効果を利用して表示させる方法や、青を独立セグメントとして取り扱い、赤と緑を複屈折による着色効果を利用して表示させる方法を利用しても良い。   In the description so far, green having high visibility is handled independently, and the other primary colors are displayed using the coloring effect due to birefringence in segments other than green. As described above, this is the most advantageous for the display performance of natural images, but it is not necessarily limited to green, but red is treated as an independent segment, and blue and green are utilized by the birefringence coloring effect. A display method or a method in which blue is treated as an independent segment and red and green are displayed using a coloring effect by birefringence may be used.

また上述の繰り返しではあるが、外部から加えられる変調信号によって光学的性質を変化させる媒体を用い、その媒体が、変調手段によって明度を変化させる変調領域と、色相を変化させる変調領域とを有するものであれば、液晶素子に限定することなくさまざまな表示素子に対して本発明が適用できる。その例として、外部からの変調手段によって機械的に干渉層の膜厚を変化させる表示モード、複数色の泳動粒子を用いることで単位セグメント中にて異なる表示色を制御可能な電気泳動表示素子などをあげることができる。   In addition, as described above, a medium whose optical properties are changed by a modulation signal applied from the outside is used, and the medium has a modulation area whose brightness is changed by a modulation means and a modulation area whose hue is changed. If so, the present invention can be applied to various display elements without being limited to liquid crystal elements. For example, a display mode in which the thickness of the interference layer is mechanically changed by an external modulation means, an electrophoretic display element that can control different display colors in a unit segment by using electrophoretic particles of multiple colors, etc. Can give.

図5は、既述した第1又は第2の実施の形態に係る液晶表示素子を備えた液晶表示装置の一例である液晶表示装置の構造を示す図であり、この液晶表示装置は7つセグメント(もしくはキャラクター)61〜67を備えている。そして、この7つ各セグメント(もしくはキャラクター)61〜67には、図6に示すような配線構成を介してカラー出力信号が入力されるようになっている。   FIG. 5 is a diagram showing a structure of a liquid crystal display device which is an example of a liquid crystal display device including the liquid crystal display element according to the first or second embodiment described above, and this liquid crystal display device has seven segments. (Or character) 61-67. A color output signal is inputted to each of the seven segments (or characters) 61 to 67 through a wiring configuration as shown in FIG.

そして、この各セグメント(もしくはキャラクター)61〜67に、それぞれカラー出力信号を入力すると共に、この不図示の変調手段によってカラー出力信号を制御することにより、三原色を含む多色表示が可能となり、様々な機器に対して付加価値を与えることが可能となる。また7セグメント表示に限らず、キャラクターやアイコン表示などにおいても同様に多色表示可能であって、付加価値を与えられることは言うまでも無い。   A color output signal is input to each of the segments (or characters) 61 to 67, and a color output signal is controlled by a modulation means (not shown), thereby enabling multicolor display including three primary colors. It is possible to add value to various devices. Needless to say, not only seven-segment display but also multi-color display is possible in character and icon display, and an added value is given.

このように、第1の副セグメント52に、液晶等の媒体の色相変化範囲の変調を与えてECBによる着色現象により赤と青を表示させ、第2の副セグメント51に媒体の明度変化範囲の変調を与えてカラーフィルタの色である緑を表示させることにより、カラー出力信号を制御するだけで三原色表示を含む多色の表示を行うことが可能となる。この結果、簡素な配線構造で三原色表示を含む多色の表示を行うことが可能となる。また、背景部にもカラーフィルタが配設されていることによって、視認性の高い表示を行うことが可能となる。   In this manner, the hue change range of the medium such as liquid crystal is modulated on the first sub-segment 52 to display red and blue by the coloring phenomenon by ECB, and the lightness change range of the medium is displayed on the second sub-segment 51. By applying modulation to display green, which is the color of the color filter, it is possible to perform multicolor display including three primary color displays only by controlling the color output signal. As a result, multi-color display including three primary color displays can be performed with a simple wiring structure. In addition, since a color filter is also provided in the background portion, display with high visibility can be performed.

(実施例)
次に、本発明の表示素子について、実施例1〜15を用いて詳述する。なお、本実施例中では、第1の副セグメント52(図2参照)にカラーフィルタを用いる場合には、そのカラーフィルタ色としてマゼンタを用い、第2の副セグメント51(図2参照)に用いるカラーフィルタとして緑を用いて説明を行うものとする。
(Example)
Next, the display element of this invention is explained in full detail using Examples 1-15. In this embodiment, when a color filter is used for the first sub-segment 52 (see FIG. 2), magenta is used as the color filter color and used for the second sub-segment 51 (see FIG. 2). Assume that green is used as the color filter.

ここで、本実施例1〜15において使用するカラー表示素子の一例としての液晶表示素子の、共通の構成は以下のとおりである。   Here, the common structure of the liquid crystal display element as an example of the color display element used in Examples 1 to 15 is as follows.

液晶層の構造として、垂直配向処理を施した2枚のガラス基板を重ね合わせてセル化し、液晶材料として誘電率異方性Δεが負である液晶材料(メルク社製、型名MLC−6608)を用いる。なお、このとき実施例に応じてリタデーションが最適となるようにセル厚を変化させるものとする。   As a structure of the liquid crystal layer, two glass substrates subjected to vertical alignment treatment are superposed to form a cell, and a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε as a liquid crystal material (manufactured by Merck, model name: MLC-6608) Is used. At this time, the cell thickness is changed so as to optimize the retardation according to the embodiment.

また、用いる基板構造として、一方の基板は所望の電極およびカラーフィルタのパターニングが施された基板を用い、もう一方の基板には光反射性のコモン電極を有する基板を用いる。このときの電極形状やカラーフィルタ構成は実施例に応じて変化させる。   As a substrate structure to be used, one substrate is a substrate on which a desired electrode and a color filter are patterned, and the other substrate is a substrate having a light-reflective common electrode. The electrode shape and color filter configuration at this time are changed according to the embodiment.

また上基板(カラーフィルタ基板)と偏光板との間には実施例に応じて広帯域λ/4板(可視光領域で1/4波長条件をほぼ満たすことができる位相補償板)などの位相補償板が配置されている。このとき用いるリタデーション量を変化させることにより、反射型での表示の際に電圧無印加時の表示状態を制御することができる。   In addition, a phase compensation such as a broadband λ / 4 plate (a phase compensation plate that can substantially satisfy the ¼ wavelength condition in the visible light region) between the upper substrate (color filter substrate) and the polarizing plate according to the embodiment. A board is placed. By changing the retardation amount used at this time, it is possible to control the display state when no voltage is applied in the reflective display.

(実施例1)
本実施例1に用いる液晶表示素子のセグメント構成は、既述した図2に示したように、一つの単位セグメント50を二つの副セグメント51,52に分割すると共に、そのうち一つの副セグメント51にのみ緑色のカラーフィルタを配設し、残る一つの副セグメント52にはカラーフィルタは設けていない。なお、カラーフィルタGはセグメント電極上にのみ存在している。
Example 1
As shown in FIG. 2 described above, the segment configuration of the liquid crystal display element used in the first embodiment is that one unit segment 50 is divided into two sub-segments 51 and 52, and one sub-segment 51 is divided among them. Only a green color filter is provided, and the remaining one sub-segment 52 is not provided with a color filter. Note that the color filter G exists only on the segment electrode.

図7は、このような液晶表示素子の断面図であり、図7において、130は反射型液晶素子である。また、131は直線偏光板、132はλ/4板である。このとき、可視光領域の全体に渡ってλ/4条件を満たすために、公知の方法を用いてλ/2板とλ/4板を組み合わせて用いてもよいし、波長分散特性が制御されたλ/4板を用いてもよい。133は前方散乱板であり、134、142はガラスもしくはプラスチック基板である。なお、134は透明基板が必要であるが、142は必ずしも透明でなくてもよい。   FIG. 7 is a sectional view of such a liquid crystal display element. In FIG. 7, reference numeral 130 denotes a reflective liquid crystal element. 131 is a linear polarizing plate, and 132 is a λ / 4 plate. At this time, in order to satisfy the λ / 4 condition over the entire visible light region, the λ / 2 plate and the λ / 4 plate may be used in combination using a known method, and the wavelength dispersion characteristic is controlled. Alternatively, a λ / 4 plate may be used. 133 is a forward scattering plate, and 134 and 142 are glass or plastic substrates. Note that a transparent substrate is necessary for 134, but 142 is not necessarily transparent.

135はカラーフィルタであって、必要な領域に形成されている。136は平坦化層であって、カラーフィルタがある部分とない部分、もしくは異なる種類のカラーフィルタを用いた場合などに生じる段差を解消するために用いられる。137はITOなどの透明電極、138、140は配向膜である。なお、本実施例では垂直配向膜を用いている。また電圧印加時の液晶分子傾斜方向をそろえるために反平行方向にラビング処理が施されている。   A color filter 135 is formed in a necessary region. Reference numeral 136 denotes a planarizing layer, which is used to eliminate a level difference that occurs when a color filter is present or not, or when different types of color filters are used. Reference numeral 137 denotes a transparent electrode such as ITO, and 138 and 140 denote alignment films. In this embodiment, a vertical alignment film is used. In addition, rubbing is applied in the antiparallel direction to align the liquid crystal molecule tilt direction when voltage is applied.

139は液晶層であり、この液晶層139において、前記ラビング処理によって電圧無印加状態では液晶分子は基板法線方向から1度程度傾斜している。141はアルミや銀などの光反射性を有する電極である。なお、この液晶表示素子130の液晶層の層厚(セル厚)は5ミクロンとした。このとき、カラーフィルタが設けられていない透明副セグメントに対して±5V電圧を印加した時のリタデーション量は約300nmとなっている。   Reference numeral 139 denotes a liquid crystal layer. In the liquid crystal layer 139, the liquid crystal molecules are inclined by about 1 degree from the normal direction of the substrate when no voltage is applied by the rubbing process. Reference numeral 141 denotes an electrode having light reflectivity, such as aluminum or silver. The layer thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer of the liquid crystal display element 130 was 5 microns. At this time, the retardation amount when a ± 5 V voltage is applied to the transparent sub-segment without the color filter is about 300 nm.

そして、このような液晶表示素子について、電圧を変化させることによって表示状態を変化させた。まず、電圧無印加状態では、いずれのセグメントにおいても黒表示である。また、緑のカラーフィルタを有する副セグメントに関しては、3V以下の領域では印加電圧値に応じた透過率変化を示し、連続階調特性が得られる。   And about such a liquid crystal display element, the display state was changed by changing a voltage. First, when no voltage is applied, black is displayed in any segment. Further, with respect to the sub-segment having the green color filter, the transmittance change according to the applied voltage value is shown in the region of 3V or less, and the continuous tone characteristic is obtained.

一方、他の透明副セグメントに関しては、5V印加時には青色、3.8V印加時には赤色表示となるため、本実施例の液晶素子が三原色表示であることがわかる。さらに、3V以下の領域では印加電圧の大きさに応じたモノクロの連続階調を表示する。   On the other hand, with respect to the other transparent sub-segments, blue is displayed when 5 V is applied, and red is displayed when 3.8 V is applied. Thus, it can be seen that the liquid crystal element of the present example displays three primary colors. Further, in an area of 3 V or less, a monochrome continuous tone corresponding to the magnitude of the applied voltage is displayed.

これによって三原色表示可能な7セグメント表示を行うことが可能である。なお、本実施例では、電極以外(セグメント周辺部)の電圧が印加されない部分は常に黒色表示であって、黒背景の中に様々な表示色を呈する数値表示がなされている。   This makes it possible to perform a 7-segment display capable of displaying the three primary colors. In the present embodiment, the portion other than the electrodes (segment peripheral portion) where no voltage is applied is always displayed in black, and a numerical display showing various display colors is provided on the black background.

また2つの副セグメントに表示させる表示色を様々に変化させることによって上記表示色の混色を表示させることができる。これにより白・黒およびRGB三原色およびYMC表示を行うことができる。また連続階調領域を組み合わせることによって非常に多くの表示色を得ることができる。   In addition, the mixed colors of the display colors can be displayed by variously changing the display colors displayed on the two sub-segments. Thereby, white / black and RGB three primary colors and YMC display can be performed. In addition, a great number of display colors can be obtained by combining continuous tone regions.

(実施例2)
本実施例2に用いる液晶表示素子のセグメント構成は、実施例1と同様であって、一つの単位セグメントを2つの副セグメントに分割すると共に、そのうち一つの副セグメントに緑色のカラーフィルタを配設し、残る一つの副セグメントにマゼンタカラーフィルタを配設している。なお、この素子のセル厚は5ミクロンとした。このとき、マゼンタのカラーフィルタを有する副セグメントに対して±5V電圧を印加した時のリタデーション量は約300nmとなっている。なお、カラーフィルタはセグメント電極上にのみ存在している。
(Example 2)
The segment configuration of the liquid crystal display element used in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, and one unit segment is divided into two sub-segments, and a green color filter is provided in one sub-segment. In addition, a magenta color filter is disposed in the remaining one sub-segment. The cell thickness of this element was 5 microns. At this time, the amount of retardation when a ± 5 V voltage is applied to the sub-segment having the magenta color filter is about 300 nm. The color filter exists only on the segment electrode.

そして、このような液晶表示素子について、電圧を変化させることによって表示させると、緑のカラーフィルタを有する副セグメントに関しては、3V以下の領域では印加電圧値に応じた透過率変化を示し、連続階調特性が得られる。一方、マゼンタのカラーフィルタを有する他の副セグメントに関しては、5V印加時には青色、3.8V印加時には赤色表示となるため、本実施例の液晶パネルが三原色表示であることがわかる。さらに3V以下の領域では印加電圧の大きさに応じたマゼンタ色の連続階調を表示する。またこのときの高い純度の色純度が得られる。   When such a liquid crystal display element is displayed by changing the voltage, the sub-segment having a green color filter shows a change in transmittance according to the applied voltage value in the region of 3 V or less, Tonal characteristics can be obtained. On the other hand, other sub-segments having a magenta color filter are blue when 5V is applied and red when 3.8V is applied, and thus it can be seen that the liquid crystal panel of this embodiment is the three primary color display. Further, in an area of 3 V or less, a magenta continuous tone corresponding to the magnitude of the applied voltage is displayed. In addition, a high color purity at this time can be obtained.

このようにして、高い色純度の三原色表示ができる7セグメント表示を行うことが可能である。つまり黒背景の中に色純度の高い様々な表示色を呈する数値表示がなされている。   In this way, it is possible to perform a 7-segment display capable of displaying three primary colors with high color purity. In other words, a numerical display showing various display colors with high color purity is made on a black background.

また、2つの副セグメントに表示させる表示色を様々に変化させることによって上記表示色の混色を表示させることができる。これにより白・黒およびRGB三原色およびYMC表示を行うことができる。また連続階調領域を組み合わせることによって非常に多くの表示色を得ることができる。   In addition, the mixed colors of the display colors can be displayed by changing the display colors displayed on the two sub-segments in various ways. Thereby, white / black and RGB three primary colors and YMC display can be performed. In addition, a great number of display colors can be obtained by combining continuous tone regions.

(実施例3)
本実施例3では、実施例1、2の構成において、電極以外の部分にもカラーフィルタを設けるようにした。そして、このように構成することによって、電圧無印加時の黒表示状態の明るさが一様となり、均一性の高い表示素子を得ることができる。
(Example 3)
In the third embodiment, in the configuration of the first and second embodiments, a color filter is provided in a portion other than the electrode. And by comprising in this way, the brightness of the black display state at the time of no voltage application becomes uniform, and a display element with high uniformity can be obtained.

(実施例4)
本実施例4では、実施例1〜3に用いたλ/4を排除した以外は同様の構成とした。また、このときカラーフィルタは電極上にのみ配設している。
Example 4
In the present Example 4, it was set as the same structure except having excluded (lambda) / 4 used for Examples 1-3. At this time, the color filter is disposed only on the electrode.

そして、本実施例4では液晶素子には直線偏光板のみが用いられているので、電圧無印加状態において液晶層のリタデーション量がほとんどゼロの場合には、入射した偏光が反射電極において反射し、そのままの偏光状態を保ったまま出射するために、電圧無印加状態では白表示となる。   And in this Example 4, since only a linear polarizing plate is used for the liquid crystal element, when the amount of retardation of the liquid crystal layer is almost zero in the state where no voltage is applied, the incident polarized light is reflected by the reflective electrode, In order to emit light while maintaining the polarization state as it is, white display is performed in the state where no voltage is applied.

また、電圧を約3Vとし液晶層のリタデーションがλ/4程度において黒表示となり、更に電圧を上げることによって再び白となり、更に電圧を上げることによって実施例1〜3と同様に赤・青色表示を得ることができる。つまり電圧無印加時に白色表示のモードであっても同様の効果を得ることができる。   In addition, when the voltage is about 3 V and the retardation of the liquid crystal layer is about λ / 4, black is displayed, and when the voltage is further increased, white is displayed again. Obtainable. That is, the same effect can be obtained even in the white display mode when no voltage is applied.

(実施例5)
実施例4の構成において、電圧無印加時に観測すると、7セグメントに相当する部分のみ若干暗い表示となっており、使用者に誤表示しているとの懸念をもたれる可能性がある。そこで、本実施例5では、電極以外の部分にもカラーフィルタを設けることによって、電圧無印加時の全体の明るさをそろえることが出来、誤操作の懸念を回避することができる。
(Example 5)
In the configuration of Example 4, when observed when no voltage is applied, only the portion corresponding to 7 segments is displayed slightly dark, and there is a possibility that the user may be concerned that the display is erroneous. Therefore, in the fifth embodiment, by providing a color filter in a portion other than the electrodes, the overall brightness when no voltage is applied can be made uniform, and the possibility of erroneous operation can be avoided.

(実施例6)
実施例1〜3に用いた構成に加えて、他の大きなリタデーション値を有する位相差板を適用することによって電圧無印加時の表示色を様々なものに変化させることができる。
(Example 6)
In addition to the configurations used in Examples 1 to 3, the display color when no voltage is applied can be changed to various ones by applying a retardation plate having another large retardation value.

本実施例では300nmのリタデーションを有する位相差板を加えて観測してみると、電圧無印加状態において青色表示を得ることができる。また上記の値を他のものに変化させると他の色が得られる。これによって例えば筐体色とセグメント背景色を一致させるなど、本カラーセグメント表示素子を用いることでデザイン性の高い装置を得ることができる。なおこの場合も電極以外にもカラーフィルタを配設するほうが均一性の高い表示素子を得ることが可能となる。   In this example, when a phase difference plate having a retardation of 300 nm is added and observed, blue display can be obtained in a state where no voltage is applied. Other colors can be obtained by changing the above values to other values. As a result, a device with high designability can be obtained by using this color segment display element, for example, by matching the housing color and the segment background color. In this case as well, it is possible to obtain a display element with higher uniformity by disposing a color filter in addition to the electrodes.

(実施例7)
既述した図5では7セグメント上のストライプカラーフィルタ(ストライプパターン)の方向は、結線方向と略一致させて全て横方向にしていたが、本実施例では図8に示すように、ストライプカラーフィルタ(ストライプパターン)の方向を7セグメントそれぞれの長辺(長手)方向に平行になるようにパターニングを行う。
(Example 7)
In FIG. 5 described above, the direction of the stripe color filter (stripe pattern) on the 7 segments is almost the same as the direction of connection, and is in the horizontal direction. However, in this embodiment, as shown in FIG. Patterning is performed so that the direction of the (striped pattern) is parallel to the long side (longitudinal) direction of each of the seven segments.

その結果、電極取り出しがシンプルなパターンで実現できるため、断線やショートなどの懸念が減少する。これにより、製造プロセスに応じて、いずれのパターン方向を採用するかを決定すればよく、歩留まり向上に寄与する。   As a result, electrode extraction can be realized with a simple pattern, so that concerns such as disconnection and short circuit are reduced. Thereby, it is only necessary to determine which pattern direction is adopted according to the manufacturing process, which contributes to the improvement of the yield.

(実施例8)
本実施例8では7セグメントカラー表示素子を電卓表示に用いる。そして、この場合、例えば計算結果が負の値になったときには赤色表示になるよう設定しておけば計算のミスが少なくなる。
(Example 8)
In Example 8, a 7-segment color display element is used for calculator display. In this case, for example, if the calculation result is set to a red value when the calculation result is a negative value, a calculation error is reduced.

(実施例9)
本実施例9では、7セグメントカラー表示素子を、予め設定した身長と測定された体重よりボディマス指数(BMI)を求めることができる体重計に用いる。なお、BMIは、(体重(kg)÷身長(m))より求めることができる。
Example 9
In the ninth embodiment, the 7-segment color display element is used for a weight scale capable of obtaining a body mass index (BMI) from a preset height and a measured weight. The BMI can be obtained from (weight (kg) ÷ height (m) 2 ).

そして、この場合には、BMI値が規定値を外れたとき、体重計表示をカラー表示させることによって健康維持に役立たせることができる。また、体脂肪率が規定値を超えたときにカラー表示させるのも有効であり、ダイエットなどに役立つと考えられる。   In this case, when the BMI value deviates from the prescribed value, the weight display can be displayed in color to help maintain health. It is also effective to display in color when the body fat percentage exceeds a specified value, which is considered useful for dieting and the like.

(実施例10)
本実施例10では、7セグメントカラー表示素子をテスターの表示に用いる。この場合、例えば既存のテスターではオープン・ショートチェックにビープ音によって結果が得られるが、これをカラー表示することによって静粛な実験環境において測定を実施することができる。また、抵抗値測定の際に、Ω・KΩ・MΩ・GΩなど単位を見誤る場合があるが、単位の変更に応じて表示される数値の表示色を変化させることによって測定ミスを防ぐことができる。
(Example 10)
In the tenth embodiment, a 7-segment color display element is used for tester display. In this case, for example, in an existing tester, a result is obtained by a beep sound for an open / short check, but the measurement can be performed in a quiet experimental environment by displaying this in color. In addition, when measuring resistance values, units such as Ω, KΩ, MΩ, and GΩ may be misunderstood, but measurement errors can be prevented by changing the display color of the numerical values that are displayed according to the unit change. it can.

(実施例11)
本実施例11では接駆動型カラー表示素子を、ノートPCのバッテリー残量を示すインジケータアイコンに適用する。この場合、インジケータにより、バッテリー残量が残りわずかとなったときに赤色を表示するようにしてユーザーに効果的に警告することで、バッテリー切れによるデータの消失を防ぐことが可能となる。
(Example 11)
In the eleventh embodiment, the contact driving type color display element is applied to an indicator icon indicating the remaining battery level of the notebook PC. In this case, it is possible to prevent the loss of data due to running out of the battery by effectively warning the user by displaying the red color when the remaining battery level is low.

(実施例12)
本実施例12では直接駆動型カラー表示素子を、携帯電話の電波状況を示すインジケータアイコンに適用する。この場合、デザイン性の高い携帯電話を得ることが可能となる。
(Example 12)
In the twelfth embodiment, the direct drive type color display element is applied to an indicator icon indicating a radio wave condition of a mobile phone. In this case, a mobile phone with high design can be obtained.

(実施例13)
本実施例12では7セグメントカラー表示素子を腕時計の表示に用いる。この場合、例えば予定の時刻をセットしておいて、その予定に近づくにつれ時刻表示カラーを変化させることにより、予定を見過ごすことがなくなる。
(Example 13)
In Example 12, a 7-segment color display element is used for displaying a wristwatch. In this case, for example, the schedule time is set, and the time display color is changed as the schedule approaches, so that the schedule is not overlooked.

(実施例14)
本実施例14では7セグメントカラー表示素子をエアコン用のリモコン表示に用いる。この場合、例えば設定温度を23℃にしているときにも、暖房設定であるか、冷房設定であるか、ドライ設定であるか、が一目でわかることになり、省エネ効果につなげることができる。
(Example 14)
In Example 14, a 7-segment color display element is used for remote control display for an air conditioner. In this case, for example, even when the set temperature is 23 ° C., it is possible to know at a glance whether the setting is the heating setting, the cooling setting, or the dry setting, which can lead to an energy saving effect.

(実施例15)
本実施例15では7セグメントカラー表示素子を炊飯器用の表示に用いる。この場合、例えば炊飯中の状態が一目でわかることになる。また、例えば保温時間が24時間を越える状態で放置されている場合など、規定を超える使用をしている場合に警告表示することが可能となり、食中毒の防止に寄与することが可能となる。
(Example 15)
In Example 15, a 7-segment color display element is used for display for a rice cooker. In this case, for example, the state during cooking is understood at a glance. In addition, for example, when the use is exceeding a specified value, such as when the heat retention time exceeds 24 hours, a warning can be displayed, which can contribute to prevention of food poisoning.

以上述べたように、本発明のカラー表示装置を用いることによって製品の付加価値を大きく高めることが可能となる。なお、本実施例中では液晶を中心に述べたが、ECB効果を有する液晶素子の代わりに機械的な変調によって干渉層の媒体としての空気の厚さである空隙距離を変化させるモードを用いる場合でも本実施例と同様の効果が得られる。   As described above, the added value of the product can be greatly increased by using the color display device of the present invention. In this embodiment, the liquid crystal is mainly described. However, instead of the liquid crystal element having the ECB effect, a mode in which a gap distance which is a thickness of air as a medium of the interference layer is changed by mechanical modulation is used. However, the same effect as the present embodiment can be obtained.

また、カラー表示素子として、実施の形態中で述べた構成に基づく媒体である複数の粒子を電圧印加によって移動させる粒子移動型表示素子を用いる場合でも本実施例と同様の効果が得られる。   Further, even when a particle movement type display element that moves a plurality of particles that are media based on the configuration described in the embodiment by applying a voltage is used as the color display element, the same effect as in this embodiment can be obtained.

また本実施例ではカラーフィルタとして緑とマゼンタ(もしくは緑と透明)との組み合わせについて述べたが、赤とシアン(もしくは赤と透明)、青と黄色(もしくは青と透明)の組み合わせについても適用可能である。   In this embodiment, the combination of green and magenta (or green and transparent) is described as the color filter, but the combination of red and cyan (or red and transparent) and blue and yellow (or blue and transparent) is also applicable. It is.

本発明に用いる液晶表示素子のリタデーション変化したときの色調変化を表す図。The figure showing the color tone change when the retardation change of the liquid crystal display element used for this invention is carried out. 本発明の第1の実施の形態に係るカラー表示装置の一例であるカラー液晶表示装置に用いられるカラー表示素子の一例であるカラー液晶表示素子の1画素の構造を示す図。1 is a diagram showing a structure of one pixel of a color liquid crystal display element which is an example of a color display element used in a color liquid crystal display apparatus which is an example of a color display apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るカラー液晶表示装置に用いられるカラー液晶表示素子の1セグメント(画素)の構造を示す図。The figure which shows the structure of 1 segment (pixel) of the color liquid crystal display element used for the color liquid crystal display device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 上記液晶表示素子のリタデーション変化したときの色調変化を表す図。The figure showing the color tone change when the retardation of the liquid crystal display element is changed. 上記液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構造を示す図。FIG. 5 shows a structure of a liquid crystal display device using the liquid crystal display element. 上記液晶表示装置の7つのセグメントの配線を示す図。The figure which shows the wiring of seven segments of the said liquid crystal display device. 本発明の実施例1に用いる液晶表示素子の断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display element used for Example 1 of this invention. 本発明の実施例7に係る7セグメント液晶表示装置の構造を示す図。The figure which shows the structure of the 7 segment liquid crystal display device which concerns on Example 7 of this invention. 従来のモノクロ7セグメント表示素子の構造を示す図。The figure which shows the structure of the conventional monochrome 7 segment display element. 従来のモノクロ表示素子に設けられたカラーフィルタを三分割した例を示す図。The figure which shows the example which divided the color filter provided in the conventional monochrome display element into three. 従来のモノクロ表示素子に設けられたカラーフィルタを複数に分割した例を示す図。The figure which shows the example which divided | segmented the color filter provided in the conventional monochrome display element into plurality. 従来のRGBカラーフィルタ方式の単位セグメントの配線を示す図。The figure which shows the wiring of the unit segment of the conventional RGB color filter system. 従来のRGBカラーフィルタ方式の単位セグメントの配線を示す他の図。The other figure which shows the wiring of the unit segment of the conventional RGB color filter system.

符号の説明Explanation of symbols

50 セグメント(キャラクター)
51 第2の副セグメント
52 第1の副セグメント
61〜67 7つのセグメント
130 反射型液晶素子
135 カラーフィルタ
137 透明電極
G 緑のカラーフィルタ
M マゼンタのカラーフィルタ
50 segments (characters)
51 Second sub-segment 52 First sub-segment 61 to 67 Seven segments 130 Reflective liquid crystal element 135 Color filter 137 Transparent electrode G Green color filter M Magenta color filter

Claims (9)

変調手段によって明度を変化させる明度変化範囲と、前記変調手段によって色相を変化させる色相変化範囲とを有する媒体を用いると共に、複数の画素を有するカラー表示素子を備えたカラー表示装置において、
前記カラー表示素子の画素を、前記媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う第1の副画素と、赤色、緑色、青色のいずれか一つのカラーフィルタが配設された第2の副画素の2つの副画素とにより構成し、
前記2つの副画素にそれぞれカラー出力信号を入力する電極を設け、前記電極に前記変調手段からの前記カラー出力信号を入力することにより、前記第1の副画素に前記媒体の色相変化範囲の変調を与えて有彩色を表示させると共に、前記第2の副画素に前記媒体の明度変化範囲の変調を与えて前記カラーフィルタの色を表示させることを特徴とするカラー表示装置。
In a color display device using a medium having a lightness change range in which the lightness is changed by the modulation means and a hue change range in which the hue is changed by the modulation means, and including a color display element having a plurality of pixels,
A first sub-pixel that performs color display on the pixels of the color display element using a modulation region based on a hue change of the medium, and a second color filter provided with any one of red, green, and blue color filters. And two subpixels of the subpixel,
Each of the two subpixels is provided with an electrode for inputting a color output signal, and the color output signal from the modulation means is input to the electrode, whereby the hue change range of the medium is modulated on the first subpixel. And displaying the chromatic color and modulating the brightness change range of the medium to the second subpixel to display the color of the color filter.
前記カラーフィルタを、前記画素の背景部分にも配設することを特徴とする請求項1に記載のカラー表示装置。   The color display device according to claim 1, wherein the color filter is also disposed in a background portion of the pixel. 前記第1及び第2の副画素がそれぞれ複数のストライプパターンからなっており、前記ストライプパターンは同種のもの同士で前記電極に結線され、同時に駆動されることを特徴とする請求項1記載のカラー表示装置。   2. The color according to claim 1, wherein each of the first and second sub-pixels includes a plurality of stripe patterns, and the stripe patterns of the same type are connected to the electrodes and driven simultaneously. Display device. 前記ストライプパターンの方向と、前記ストライプパターンの結線方向とが、略一致することを特徴とする請求項3に記載のカラー表示装置。   The color display device according to claim 3, wherein a direction of the stripe pattern and a connection direction of the stripe pattern substantially coincide with each other. 前記ストライプパターンの方向が、前記画素の長辺方向と略一致することを特徴とする請求項3に記載のカラー表示装置。   The color display device according to claim 3, wherein a direction of the stripe pattern substantially coincides with a long side direction of the pixel. 前記カラー表示素子は、少なくとも1枚の偏光板と、電極がパターニング形成されて対向配置された一対の基板と、該基板間に配置された液晶層とを有し、液晶層のリタデーションによって入射偏光を所望の偏光状態に変調させる機能を有すると共に、該カラー表示素子の単位画素は複数の副画素からなっており、前記複数の副画素は、電圧印加によって液晶層のリタデーションを変化させて有彩色を表示する第1の副画素と、カラーフィルタを有し、電圧によって明度変化範囲でリタデーションを変化させて該カラーフィルタの色を表示する第2の副画素とを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のカラー表示装置。   The color display element includes at least one polarizing plate, a pair of substrates that are arranged to face each other by patterning electrodes, and a liquid crystal layer that is disposed between the substrates. The unit pixel of the color display element includes a plurality of sub-pixels, and the plurality of sub-pixels change the retardation of the liquid crystal layer by applying a voltage, thereby chromatic color. And a second sub-pixel having a color filter and displaying a color of the color filter by changing a retardation in a brightness change range according to a voltage. The color display device according to any one of 1 to 5. 前記カラー表示素子は、少なくとも基板上に複数の金属薄膜が配置され、前記金属薄膜と基板との媒体としての空気の厚さである空隙距離を変調させることによって干渉色の色調を変化させる機能を有すると共に、前記複数の画素の少なくとも一つは、空隙距離の変化による干渉色変化に応じた色相変化に基づくカラー表示を行う事ができる第1の副画素と、カラーフィルタ層を有した第2の副画素とからなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカラー表示装置。   The color display element has a function of changing a color tone of an interference color by arranging a plurality of metal thin films on at least a substrate and modulating a gap distance which is a thickness of air as a medium between the metal thin film and the substrate. And at least one of the plurality of pixels includes a first sub-pixel capable of performing color display based on a hue change according to a change in interference color due to a change in gap distance, and a second filter having a color filter layer. The color display device according to claim 1, comprising: a sub-pixel. 前記カラー表示素子は、媒体である複数の粒子を電圧印加によって移動させると共に、前記複数の画素の少なくとも一つは、少なくとも2つ以上の駆動電極と、少なくとも2種類以上の互いに異なる粒子移動特性と呈色を示す粒子を含む第1の副画素と、カラーフィルタ層を有した第2の副画素とからなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカラー表示装置。   The color display element moves a plurality of particles as a medium by applying a voltage, and at least one of the plurality of pixels has at least two or more drive electrodes and at least two or more kinds of different particle movement characteristics. 7. The color display device according to claim 1, comprising: a first subpixel including particles exhibiting coloration; and a second subpixel having a color filter layer. 8. 外部から加えられた変調によって入射光の明度を変化させる明度変化範囲と色相を変化させる色相変化範囲とを有する媒体を用いて構成されたカラー表示装置であって、
前記表示装置は、前記媒体が一定の光学状態を呈する背景領域と、該背景領域に所定のパターンで埋め込まれ、前記媒体が変調を加えられて異なる光学状態を呈する変調領域とを有し、前記背景領域と前記変調領域とが、それぞれ、第1の副パターン部と、カラーフィルタを有する第2の副パターン部とからなることを特徴とするカラー表示装置。
A color display device configured using a medium having a brightness change range for changing the brightness of incident light by a modulation applied from the outside and a hue change range for changing the hue,
The display device includes a background region in which the medium exhibits a certain optical state, and a modulation region that is embedded in the background region in a predetermined pattern and the medium is modulated to exhibit a different optical state, A color display device, wherein the background region and the modulation region each include a first sub-pattern portion and a second sub-pattern portion having a color filter.
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