JP4617924B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

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Description

この発明は、遠近感のある図形を表示する液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device that displays a figure with perspective.

液晶表示装置として、液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面のうち、一方の基板の内面に、予め定めた形状の複数の主セグメント電極と、これらの主セグメント電極の半周の縁部に隣接させてその縁部の輪郭形状に形成された複数の副セグメント電極とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の主セグメント電極及び副セグメント電極に対向するコモン電極を設けた液晶表示素子を備え、前記液晶表示素子に、前記主セグメント電極の形状に対応する主表示パターンと、前記副セグメント電極の形状に対応する副表示パターン(主表示パターンの半周に沿う影のような輪郭パターン)とからなる、前記副表示パターンにより厚みを表現した立体的な図形、つまり、厚みのある形状物を斜め方向から見たような図形を表示させるようにしたものがある(特許文献1参照)。
特開2001−201755号公報
As a liquid crystal display device, a plurality of main segment electrodes having a predetermined shape are formed on the inner surface of one of the pair of opposing inner surfaces of the pair of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the edges of the half circumferences of these main segment electrodes And a plurality of sub-segment electrodes formed in the contour shape of the edge thereof adjacent to the portion, and a liquid crystal provided with a common electrode facing the plurality of main segment electrodes and sub-segment electrodes on the inner surface of the other substrate A display element, wherein the liquid crystal display element has a main display pattern corresponding to the shape of the main segment electrode, and a sub display pattern corresponding to the shape of the sub segment electrode (a shadow-like contour along a half circumference of the main display pattern). A three-dimensional figure expressing the thickness by the sub-display pattern, that is, a figure as if a thick object is viewed from an oblique direction. There are those in (see Patent Document 1).
JP 2001-201755 A

しかし、上記従来の液晶表示装置は、前記副表示パターンにより厚みを表現したな図形を表示するものであり、表示図形の遠近感は無い。   However, the conventional liquid crystal display device displays a figure in which the thickness is expressed by the sub-display pattern, and there is no perspective of the display figure.

この発明は、観察方向に浮き出すか、あるいは反対方向に凹んで見える、遠近感のある図形を表示することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。   It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of displaying a perspective figure that appears in the observation direction or appears recessed in the opposite direction.

この発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面それぞれに、互いに対向する領域により行方向及び列方向に予め定めたピッチでマトリックス状に配列された複数の画素を形成する電極が設けられた液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の基板の外面または内面に設けられ、前記画素に対応する形状を有し、且つ可視光帯域の少なくとも一部の帯域の波長光を吸収する複数のドットが前記液晶表示素子の画素ピッチよりも大きい予め定めたドットピッチで行方向及び列方向に配列させて形成されたドット状吸収層と、前記液晶表示素子の複数の画素のうち、表示パターンに対応する表示領域内の画素を前記ドット状吸収層のドットピッチとは異なるピッチで選択し、その選択画素の電極間に点灯電圧を印加する表示駆動手段とを備えたことを特徴とする。   The liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix at predetermined pitches in a row direction and a column direction on regions facing each other of a pair of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. A liquid crystal display element provided with an electrode for forming the liquid crystal, and an outer surface or an inner surface of one substrate of the liquid crystal display element, having a shape corresponding to the pixel, and having at least a part of a visible light band A plurality of dots that absorb light of a wavelength, a dot-like absorption layer formed by arranging in a row direction and a column direction at a predetermined dot pitch larger than a pixel pitch of the liquid crystal display element; Among the pixels, select a pixel in the display area corresponding to the display pattern at a pitch different from the dot pitch of the dot-like absorption layer, and apply a lighting voltage between the electrodes of the selected pixel Characterized by comprising a that display drive means.

この液晶表示装置において、前記表示駆動手段は、前記液晶表示素子の前記表示領域以外の領域の画素を前記ドット状吸収層のドットピッチと同じピッチで選択し、その選択画素に点灯電圧を印加するのが望ましい。   In this liquid crystal display device, the display driving unit selects pixels in a region other than the display region of the liquid crystal display element at the same pitch as the dot pitch of the dot-shaped absorption layer, and applies a lighting voltage to the selected pixel. Is desirable.

また、この液晶表示装置において、前記ドット状吸収層の複数のドットは、前記液晶表示素子の選択画素の点灯色と実質的に同じ色の吸収材により形成するのが好ましい。   Moreover, in this liquid crystal display device, it is preferable that the plurality of dots of the dot-shaped absorption layer are formed of an absorbent material having substantially the same color as the lighting color of the selected pixel of the liquid crystal display element.

この発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面それぞれに、互いに対向する領域により行方向及び列方向に予め定めたピッチでマトリックス状に配列された複数の画素を形成する電極が設けられた液晶表示素子の一方の基板の外面または内面に、前記液晶表示素子の画素に対応する形状を有し、且つ可視光帯域の少なくとも一部の帯域の波長光を吸収する複数のドットが前記液晶表示素子の画素ピッチよりも大きい予め定めたドットピッチで行方向及び列方向に配列させて形成されたドット状吸収層を設け、前記表示駆動手段により、前記液晶表示素子の複数の画素のうち、表示パターンに対応する表示領域内の画素を前記ドット状吸収層のドットピッチとは異なるピッチで選択し、その選択画素の電極間に点灯電圧を印加するようにしたものであるため、観察方向に浮き出すか、あるいは反対方向に凹んで見える、遠近感のある図形を表示することができる。   The liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix at predetermined pitches in a row direction and a column direction on regions facing each other of a pair of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. A liquid crystal display element provided with an electrode for forming an electrode has a shape corresponding to a pixel of the liquid crystal display element on an outer surface or an inner surface of one substrate, and absorbs wavelength light in at least a part of a visible light band. A plurality of dots that are arranged in a row direction and a column direction at a predetermined dot pitch larger than the pixel pitch of the liquid crystal display element, and the liquid crystal display element is provided by the display driving means. Among the plurality of pixels, a pixel in the display area corresponding to the display pattern is selected at a pitch different from the dot pitch of the dot-like absorption layer, and the electrodes between the selected pixels are For those you to apply a lighting voltage or Emboss the observation direction or look dented in the opposite direction, it is possible to display the graphics with perspective.

この液晶表示装置において、前記表示駆動手段は、前記液晶表示素子の前記表示領域以外の領域の画素を前記ドット状吸収層のドットピッチと同じピッチで選択し、その選択画素に点灯電圧を印加するのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶表示素子の前記表示領域以外の領域を、その領域内の非選択画素からの出射光と、前記ドット状吸収層のドットピッチと同じピッチの選択画素の点灯色と前記ドット状吸収層のドットの色との合成色の光とが混ざって見える色の背景部とし、その背景中に前記遠近感のある図形を表示することができる。   In this liquid crystal display device, the display driving unit selects pixels in a region other than the display region of the liquid crystal display element at the same pitch as the dot pitch of the dot-shaped absorption layer, and applies a lighting voltage to the selected pixel. In this way, the area other than the display area of the liquid crystal display element is selected with the same pitch as the light emitted from the non-selected pixels in the area and the dot pitch of the dot-like absorption layer. It is possible to display a figure with a sense of perspective in the background by using a background portion of a color in which the lighting color of the pixel and the light of the combined color of the dot color of the dot-like absorption layer are mixed.

また、この液晶表示装置において、前記ドット状吸収層の複数のドットは、前記液晶表示素子の選択画素の点灯色と実質的に同じ色の吸収材により形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記遠近感のある図形を、前記液晶表示素子の選択画素の点灯色と実質的に同じ色で表示することができる。   Further, in this liquid crystal display device, it is preferable that the plurality of dots of the dot-like absorption layer are formed of an absorbent material having substantially the same color as the lighting color of the selected pixel of the liquid crystal display element. Thus, the perspective figure can be displayed in substantially the same color as the lighting color of the selected pixel of the liquid crystal display element.

図1〜図7はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は液晶表示装置の一部分の断面図、図2は液晶表示素子の画素配列図、図3はドット状吸収層のドット配列図、図4は表示制御手段のブロック図である。   1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a part of a liquid crystal display device, FIG. 2 is a pixel array diagram of a liquid crystal display element, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the display control means.

この液晶表示装置は、複数の画素3が図2のように行方向及び列方向に予め定めたピッチPでマトリックス状に配列された表示エリア2(図5参照)を有する液晶表示素子1と、前記液晶表示素子1の一方の基板の外面に設けられ、前記液晶表示素子1の画素3に対応する形状を有し、且つ可視光帯域の少なくとも一部の帯域の波長光を吸収する複数のドット13aが図3のように前記液晶表示素子1の画素ピッチPよりも大きい予め定めたドットピッチPnで行方向及び列方向に配列させて形成されたドット状吸収層13と、前記液晶表示素子1の観察側(図1において上側)とは反対側に配置され、前記液晶表示素子1の表示エリア2の全域に向けて無彩色光を出射する面光源14と、図4に示した表示駆動手段15とを備えている。   The liquid crystal display device includes a liquid crystal display element 1 having a display area 2 (see FIG. 5) in which a plurality of pixels 3 are arranged in a matrix with a predetermined pitch P in the row direction and the column direction as shown in FIG. A plurality of dots provided on the outer surface of one substrate of the liquid crystal display element 1, having a shape corresponding to the pixel 3 of the liquid crystal display element 1, and absorbing wavelength light in at least a part of the visible light band As shown in FIG. 3, the liquid crystal display element 1 includes a dot-like absorption layer 13 formed by arranging 13 a in a row direction and a column direction at a predetermined dot pitch Pn larger than the pixel pitch P of the liquid crystal display element 1. 4 is disposed on the side opposite to the observation side (upper side in FIG. 1) and emits achromatic light toward the entire display area 2 of the liquid crystal display element 1, and the display driving means shown in FIG. 15.

前記液晶表示素子1は、液晶層10を挟んで対向する一対の透明基板4,5の対向する内面それぞれに、互いに対向する領域により行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素を形成する透明電極6,7を設けたものであり、前記一対の基板4,5は、その外周部において図示しない枠状のシール材を介して接合されており、液晶層10は、前記一対の基板4,5間の前記シール材で囲まれた領域に設けられている。   In the liquid crystal display element 1, a plurality of pixels arranged in a matrix in the row direction and the column direction are formed on opposite inner surfaces of a pair of transparent substrates 4 and 5 facing each other with a liquid crystal layer 10 interposed therebetween. Transparent electrodes 6 and 7 are provided, and the pair of substrates 4 and 5 are joined to each other at the outer peripheral portion thereof via a frame-shaped sealing material (not shown), and the liquid crystal layer 10 is formed of the pair of substrates. It is provided in a region surrounded by the sealing material between 4 and 5.

この液晶表示素子1は、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板(以下、後基板という)4の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極6を設け、他方の基板、つまり観察側の基板(以下、前基板という)5の内面に、前記複数の画素電極6に対向する一枚膜状の対向電極7を設けたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、図1では省略しているが、前記後基板4の内面には、前記複数の画素電極6にそれぞれ接続された複数のTFT(薄膜トランジスタ)と、各行のTFTにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTFTに画像データ信号を供給する複数のデータ配線が設けられている。   The liquid crystal display element 1 is provided with a plurality of pixel electrodes 6 arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of one substrate, for example, a substrate (hereinafter referred to as a rear substrate) 4 opposite to the observation side. , An active matrix liquid crystal display element in which a single film-like counter electrode 7 facing the plurality of pixel electrodes 6 is provided on the inner surface of the other substrate, that is, the observation-side substrate (hereinafter referred to as a front substrate) 5; Although omitted in FIG. 1, a plurality of TFTs (thin film transistors) connected to the plurality of pixel electrodes 6 and a plurality of gate wirings for supplying gate signals to the TFTs in each row are provided on the inner surface of the rear substrate 4. And a plurality of data lines for supplying image data signals to the TFTs in each column.

また、この液晶表示素子1は、前記基板4,5間に、予め定めた色の二色性染料を添加した誘電異方性が負のネマティック液晶を封入し、その液晶分子及び染料分子を、両方の基板4,5の内面に前記電極6,7を覆って設けられた垂直配向膜8,9により基板4,5面に対して実質的に垂直に配向させたノーマリーホワイトモードのG・H(ゲスト・ホスト)型液晶表示素子であり、前記面光源14からの入射光のうち、非選択画素に入射した光を、無彩色光のまま透過させて観察側に出射し、電極6,7間に液晶分子を染料分子とともに基板4,5面に対して倒伏配向させる点灯電圧が印加された選択画素に入射した光を、前記二色性染料によりその色に着色して観察側に出射する。   Further, the liquid crystal display element 1 encloses a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy added with a dichroic dye of a predetermined color between the substrates 4 and 5, and the liquid crystal molecules and the dye molecules are The normally white mode G · G is aligned substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 4 and 5 by the vertical alignment films 8 and 9 provided on the inner surfaces of both the substrates 4 and 5 so as to cover the electrodes 6 and 7. An H (guest / host) type liquid crystal display element, out of the incident light from the surface light source 14, the light incident on the non-selected pixels is transmitted as achromatic light and emitted to the observation side; The light incident on the selected pixel to which the lighting voltage is applied so that the liquid crystal molecules together with the dye molecules are tilted with respect to the surfaces of the substrates 4 and 5 is colored with the dichroic dye and emitted to the observation side. To do.

このG・H型液晶表示素子1は、その表示のコントラストを高くするために前記一対の基板4,5の外面にそれぞれ配置された後側偏光板11及び前側偏光板12を備えている。   The GH type liquid crystal display element 1 includes a rear polarizing plate 11 and a front polarizing plate 12 disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 4 and 5 in order to increase the display contrast.

一方、前記ドット状吸収層13は、図では簡略化しているが、透明フィルム面に前記複数のドット13aを印刷したものであり、これらのドット13aは、前記液晶表示素子1の選択画素からの出射光の色、つまり前記選択画素の点灯色(二色性染料の色)と実質的に同じ色の吸収材、例えば前記選択画素の点灯色が青の場合は青色顔料を混入した感光性樹脂または青色塗料等により、前記液晶表示素子1の画素3に対応する形状、つまり前記画素3の形状と実質的に同じ形状に印刷されている。   On the other hand, although the dot-like absorption layer 13 is simplified in the drawing, the plurality of dots 13a are printed on the transparent film surface, and these dots 13a are obtained from the selected pixels of the liquid crystal display element 1. Absorbent of substantially the same color as the color of the emitted light, that is, the lighting color of the selected pixel (color of the dichroic dye), for example, a photosensitive resin mixed with a blue pigment when the lighting color of the selected pixel is blue Alternatively, it is printed with a blue paint or the like in a shape corresponding to the pixel 3 of the liquid crystal display element 1, that is, substantially the same shape as the shape of the pixel 3.

このドット状吸収層13は、前記液晶表示素子1の一方の基板、例えば後基板4の外面に、その基板面に貼付けるか、あるいは前記後側偏光板11の前記後基板4に対向する面に貼付けられている。   The dot-like absorption layer 13 is attached to one substrate of the liquid crystal display element 1, for example, the outer surface of the rear substrate 4, or the surface of the rear polarizing plate 11 facing the rear substrate 4. It is affixed to.

なお、前記ドット状吸収層13の複数のドット13aは、前記液晶表示素子1の後基板4の外面に印刷等の手段により形成してもよい。   Note that the plurality of dots 13 a of the dot-like absorption layer 13 may be formed on the outer surface of the rear substrate 4 of the liquid crystal display element 1 by means such as printing.

前記ドット状吸収層13の複数のドット13aは、図1及び図3に示したように、前記液晶表示素子1の画素ピッチPの整数倍のピッチ、例えば前記画素ピッチPの5倍のドットピッチPnで、前記液晶表示素子1の行方向及び列方向における4つ置きの画素3にそれぞれ対向させて配列されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the plurality of dots 13 a of the dot-like absorption layer 13 has a pitch that is an integral multiple of the pixel pitch P of the liquid crystal display element 1, for example, a dot pitch that is five times the pixel pitch P. Pn is arranged to face every fourth pixel 3 in the row direction and the column direction of the liquid crystal display element 1.

また、前記表示駆動手段15は、図4に示したように、前記液晶表示素子1の複数のゲート配線に順次ゲート信号を印加する走査ドライバ16と、前記ゲート信号の印加に同期させて前記複数のデータ配線に液晶表示素子1に表示させる表示パターンのデータ信号を印加するデータ書込みドライバ17と、前記走査ドライバ16と書込みドライバ17とを制御する制御部18とからなっている。   Further, as shown in FIG. 4, the display driving means 15 includes a scanning driver 16 that sequentially applies gate signals to the plurality of gate wirings of the liquid crystal display element 1, and the plurality of the display driving means 15 in synchronization with the application of the gate signals. The data write driver 17 applies a display pattern data signal to be displayed on the liquid crystal display element 1 to the data wiring, and the control unit 18 controls the scan driver 16 and the write driver 17.

この表示駆動手段15は、前記液晶表示素子1の複数の画素3のうち、前記表示パターンに対応する表示領域以外の領域(以下、非表示領域という)の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチで選択して、その選択画素に点灯電圧(液晶分子を染料分子とともに倒伏配向させる電圧)を印加し、前記液晶表示素子1の前記表示パターンに対応する表示領域内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnとは異なるピッチで選択し、その選択画素の電極4,5間に前記点灯電圧を印加する。   The display driving unit 15 includes, among the plurality of pixels 3 of the liquid crystal display element 1, pixels 3 in a region other than the display region corresponding to the display pattern (hereinafter referred to as a non-display region) of the dot-like absorption layer 13. A pixel in the display region corresponding to the display pattern of the liquid crystal display element 1 is selected by selecting the same pitch as the dot pitch Pn, and applying a lighting voltage (voltage that causes liquid crystal molecules to fall in alignment with the dye molecules) to the selected pixel. 3 is selected at a pitch different from the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13, and the lighting voltage is applied between the electrodes 4 and 5 of the selected pixel.

図5は前記液晶表示素子1の表示例を示す正面図、図6は図5のVI部の拡大図であり、ここでは、液晶表示素子1の表示エリア2の一部に「A」の文字パターンの図形を、その表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチ、例えば前記ドット状吸収層13のドットピッチPnの4/5のピッチPaで選択し、その選択画素の電極4,5間に前記点灯電圧を印加した例を示している。   FIG. 5 is a front view showing a display example of the liquid crystal display element 1, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion VI in FIG. 5. Here, a letter “A” is displayed on a part of the display area 2 of the liquid crystal display element 1. The figure of the pattern is selected by selecting the pixels 3 in the display area a with a pitch smaller than the dot pitch Pn of the dot-like absorbing layer 13, for example, a pitch Pa that is 4/5 of the dot pitch Pn of the dot-like absorbing layer 13. In this example, the lighting voltage is applied between the electrodes 4 and 5 of the selected pixel.

図5及び図6のように、前記液晶表示素子1の表示エリア2の非表示領域bは、前記液晶表示素子1の複数の画素3を、前記ドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチで選択して点灯させた領域であり、前記ドットピッチPnは前記液晶表示素子1の画素ピッチPよりも大きく(この実施例では画素ピッチPの5倍のピッチ)、また、選択画素(図6においてハッチングを施した画素)3aの点灯色と前記ドット13aの色が同じであるため、前記非表示領域bは、その領域b内の非選択画素(図6においてハッチングの無い画素)3bからの出射光(無彩色光)と、前記ドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチの選択画素3aの点灯色と前記ドット状吸収層13のドット13aの色(選択画素3aの点灯色と実質的に同じ色)との合成色の光とが混ざって見える色(例えば選択画素3aの点灯色とドット13aの色が青である場合は青味を帯びた白色)の背景部となる。   As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the non-display area b of the display area 2 of the liquid crystal display element 1 has a plurality of pixels 3 of the liquid crystal display element 1 at the same pitch as the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. The dot pitch Pn is larger than the pixel pitch P of the liquid crystal display element 1 (in this embodiment, 5 times the pixel pitch P), and the selected pixel (FIG. 6). Since the lighting color of the pixel 3a and the color of the dot 13a are the same, the non-display area b is a non-selected pixel (pixel without hatching in FIG. 6) 3b. The emitted light (achromatic color light), the lighting color of the selected pixel 3a having the same pitch as the dot pitch Pn of the dot-shaped absorption layer 13, and the color of the dot 13a of the dot-shaped absorption layer 13 (substantially the lighting color of the selection pixel 3a) Target If the lighting color and color dots 13a of the same color) and the composite color of light and colors look mixed (e.g. selected pixel 3a is blue as a background portion of bluish white).

一方、前記液晶表示素子1の表示エリア2の表示領域aは、前記液晶表示素子1の複数の画素3を、前記ドット状吸収層13のドットピッチPnとは異なるピッチPaで選択して点灯させた領域であるため、液晶表示素子1の選択画素3aとドット状吸収層13のドット13aとの行方向及び列方向への周期的なずれにより、前記表示領域a内の各部に、前記選択画素3aから出射した点灯色光と前記ドット13aにより着色された光との干渉による同心円状のモアレ縞ができ、そのモアレ縞からなる無数の点により前記表示パターンに対応する図形が表示される。   On the other hand, in the display area a of the display area 2 of the liquid crystal display element 1, the plurality of pixels 3 of the liquid crystal display element 1 are selected and lighted with a pitch Pa different from the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. Therefore, the selected pixel is placed in each part of the display area a due to a periodic shift in the row direction and the column direction between the selected pixel 3a of the liquid crystal display element 1 and the dot 13a of the dot-like absorption layer 13. Concentric moiré fringes are formed by the interference between the colored light emitted from 3a and the light colored by the dots 13a, and a figure corresponding to the display pattern is displayed by countless points formed by the moiré fringes.

この表示図形は、前記表示領域aの単位面積内の選択画素3a及び前記ドット13aの分布密度が前記非表示領域bの分布密度よりも高いため、前記非表示領域bの背景色よりも濃い色(例えば選択画素3aの点灯色とドット13aの色が青である場合は、青味の強い色)である。   This display figure is darker than the background color of the non-display area b because the distribution density of the selected pixels 3a and the dots 13a within the unit area of the display area a is higher than the distribution density of the non-display area b. (For example, when the lighting color of the selected pixel 3a and the color of the dot 13a are blue, the color is strong blue).

すなわち、前記液晶表示素子1の複数の選択画素3aと前記ドット状吸収層13の複数のドット13aとをそれぞれ着色ドットと考え、その一方のドットが前記ピッチPaで並んだ層と、他方のドットが前記一方のドットのピッチPaとは異なるピッチPnで並んだ層とを重ねると、そのときの前記ドットの並び方向の各座標xにおける光強度Iは、Cを定数として、
I=cos2π(x/Pa)+cos2π(x/Pn)+C …(1)
で表される。
That is, the plurality of selection pixels 3a of the liquid crystal display element 1 and the plurality of dots 13a of the dot-like absorption layer 13 are considered as colored dots, respectively, and a layer in which one dot is arranged at the pitch Pa and the other dot Is overlapped with a layer arranged at a pitch Pn different from the pitch Pa of the one dot, the light intensity I at each coordinate x in the arrangement direction of the dots at that time, C is a constant,
I = cos 2π (x / Pa) + cos 2π (x / Pn) + C (1)
It is represented by

ここで、前記ピッチPa,Pnの平均ピッチをPとして、
Pa=P+ΔP,Pn=P−ΔP
と表し、また、P>>ΔPとすると、前記(1)式は、
I=2cos2π(x/P)・cos2π(xΔP/P )+C …(1)
と表せる。
Here, the average pitch of the pitches Pa and Pn is P 0 ,
Pa = P 0 + ΔP, Pn = P 0 −ΔP
And P 0 >> ΔP, the equation (1) is
I = 2cos2π (x / P 0 ) · cos2π (xΔP / P 0 2 ) + C (1)
It can be expressed.

つまり、P /ΔPで表される大きいピッチの明暗が生じ、このような大きなピッチで明暗が変化するため、前記表示領域aが非表示領域(背景部)bとは明るさが異なって見え、前記表示領域aの表示図形を肉眼で認識できる。 That is, a large pitch of light and dark represented by P 0 2 / ΔP occurs, and the light and dark changes at such a large pitch. Therefore, the display area a is different in brightness from the non-display area (background portion) b. It can be seen and the displayed figure in the display area a can be recognized with the naked eye.

そして、この液晶表示装置は、前記ドット状吸収層13を、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側の後基板4の外面に設け、前記液晶表示素子1の表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13の複数のドット13aのドットピッチPnよりも小さいピッチPaで選択して、その選択画素3aを電極4,5間への点灯電圧の印加により点灯させるようにしているため、前記表示領域aの表示図形が、観察方向に浮き出して見える。   In this liquid crystal display device, the dot-like absorption layer 13 is provided on the outer surface of the rear substrate 4 on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display element 1, and the pixels 3 in the display region a of the liquid crystal display element 1 are provided. Is selected at a pitch Pa smaller than the dot pitch Pn of the plurality of dots 13a of the dot-like absorption layer 13, and the selected pixel 3a is turned on by applying a lighting voltage between the electrodes 4 and 5. The display figure of the display area a appears to protrude in the observation direction.

図7は、前記液晶表示装置の表示図形が見える位置を示す模式図であり、前記ドット状吸収層13は液晶表示素子1の液晶層10に対して観察側とは反対側に設けられているため、上記のように液晶表示素子1の表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチPaで選択して点灯させると、前記ドット状吸収層13の各ドット13aとそれに対応する選択画素3aとが重なって見える角度方向が、液晶表示素子1の法線に対して斜め方向にずれる。そして、観察者の左右の眼で角度の異なる2つの方向(前記法線に対して一方の方向に傾いた方向とその反対方向に傾いた方向)から前記各ドット13aと選択画素3aとが重なった異なる2つの点を見るため、この異なる2つの点が観察者には、左右の眼で1つの点を見ているように感じられ、前記2つの方向の交点L、つまり液晶表示素子1の液晶層10に対して観察側にずれた点に表示図形があるように見え、その図形が観察方向に浮き出して見える。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a position where the display graphic of the liquid crystal display device can be seen. The dot-like absorption layer 13 is provided on the opposite side to the observation side with respect to the liquid crystal layer 10 of the liquid crystal display element 1. Therefore, when the pixels 3 in the display area a of the liquid crystal display element 1 are selected and lit at a pitch Pa smaller than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13 as described above, The angle direction in which the dots 13 a and the corresponding selection pixels 3 a appear to overlap with each other is shifted obliquely with respect to the normal line of the liquid crystal display element 1. Then, each dot 13a and the selected pixel 3a overlap each other from two directions with different angles between the left and right eyes of the observer (a direction inclined in one direction with respect to the normal and a direction inclined in the opposite direction). In order to see two different points, the two different points feel to the observer as if one point is seen by the left and right eyes, and the intersection L between the two directions, that is, the liquid crystal display element 1 There appears to be a display figure at a point shifted to the viewing side with respect to the liquid crystal layer 10, and the figure appears to protrude in the observation direction.

つまり、画素ピッチPとドットピッチPnよりも十分大きなピッチで明暗が変化するモアレによる多数の点が、実際の表示面から浮き上がって観察され、これらの浮き上がって観察される複数の点により表示領域が構成されるため、表示図形が観察方向に浮き出して見える。   That is, a large number of points due to moire whose brightness changes with a pitch sufficiently larger than the pixel pitch P and the dot pitch Pn are observed to float from the actual display surface, and the display area is defined by the plurality of points that are observed to float. Because it is configured, the display figure appears to be raised in the observation direction.

このように、前記液晶表示装置は、複数の画素3が行方向及び列方向に予め定めたピッチPでマトリックス状に配列された液晶表示素子1の後基板4の外面に、前記液晶表示素子1の画素3に対応する形状を有し、且つ可視光帯域の少なくとも一部の帯域の波長光を吸収する複数のドット13aが前記液晶表示素子1の画素ピッチPよりも大きい予め定めたドットピッチPnで行方向及び列方向に配列させて形成されたドット状吸収層13を設け、前記表示駆動手段15により、前記液晶表示素子1の複数の画素3のうち、表示パターンに対応する表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチPaで選択し、その選択画素3aの電極6,7間に点灯電圧を印加するようにしたものであるため、観察方向に浮き出して見える遠近感のある図形を表示することができる。   Thus, the liquid crystal display device has the liquid crystal display element 1 on the outer surface of the rear substrate 4 of the liquid crystal display element 1 in which a plurality of pixels 3 are arranged in a matrix at a predetermined pitch P in the row direction and the column direction. A plurality of dots 13a having a shape corresponding to the pixel 3 and absorbing wavelength light in at least a part of the visible light band are larger than the pixel pitch P of the liquid crystal display element 1, and a predetermined dot pitch Pn. In the display region a corresponding to the display pattern among the plurality of pixels 3 of the liquid crystal display element 1 by the display driving means 15. The pixel 3 is selected with a pitch Pa smaller than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13, and a lighting voltage is applied between the electrodes 6 and 7 of the selected pixel 3a. It is possible to display a graphic with perspective look raised in direction.

また、この液晶表示装置は、前記表示駆動手段15を、前記液晶表示素子1の非表示領域(表示領域a以外の領域)bの画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチで選択し、その選択画素3aに点灯電圧を印加するように構成しているため、前記液晶表示素子1の非表示領域bを、その領域b内の非選択画素3bからの出射光と、前記ドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチの選択画素3aの点灯色と前記ドット状吸収層13のドット13aの色との合成色の光とが混ざって見える色の背景部とし、その背景中に前記遠近感のある図形を表示することができる。   Further, in this liquid crystal display device, the display driving means 15 is arranged so that the pixels 3 in the non-display area (area other than the display area a) b of the liquid crystal display element 1 are the same as the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. And the lighting voltage is applied to the selected pixel 3a, so that the non-display area b of the liquid crystal display element 1 is emitted from the non-selected pixel 3b in the area b, and A background portion having a color in which the lighting color of the selected pixel 3a having the same pitch as the dot pitch Pn of the dot-like absorbing layer 13 and the light of the combined color of the dots 13a of the dot-like absorbing layer 13 appear to be mixed is used. The figure with the perspective can be displayed inside.

さらに、この液晶表示装置は、前記ドット状吸収層13の複数のドット13aを、前記液晶表示素子1の選択画素3aの点灯色と実質的に同じ色の吸収材により形成しているため、前記遠近感のある図形を、前記液晶表示素子1の選択画素3aの点灯色と実質的に同じ色で表示することができる。   Further, in this liquid crystal display device, the plurality of dots 13a of the dot-like absorption layer 13 are formed of an absorbent material having substantially the same color as the lighting color of the selected pixel 3a of the liquid crystal display element 1, A figure with perspective can be displayed in substantially the same color as the lighting color of the selected pixel 3 a of the liquid crystal display element 1.

なお、上記実施例では、液晶表示素子1の表示パターンに対応する表示領域a内の画素3をドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチPaで選択しているが、前記液晶表示素子1の表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも大きいピッチで選択し、その選択画素3aの電極6,7間に点灯電圧を印加してもよい。   In the above embodiment, the pixels 3 in the display area a corresponding to the display pattern of the liquid crystal display element 1 are selected with a pitch Pa smaller than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. The pixels 3 in one display area a may be selected at a pitch larger than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13, and a lighting voltage may be applied between the electrodes 6 and 7 of the selected pixel 3a.

図8は、前記ドット状吸収層13を液晶表示素子1の液晶層10に対して観察側とは反対側に設け、液晶表示素子1の表示領域a内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも大きいピッチPbで選択して点灯させたときの表示図形が見える位置を示す模式図であり、この場合は、観察者に左右の眼で1つの点を見ているように感じられるドット状吸収層13のドット13aとそれに対応する選択画素3aとが重なって見える2つの点の角度方向の交点Lが、液晶表示素子1の液晶層10に対して観察側とは反対側にずれ、表示図形が観察方向とは反対方向に凹んで見える。   In FIG. 8, the dot-like absorption layer 13 is provided on the side opposite to the observation side with respect to the liquid crystal layer 10 of the liquid crystal display element 1, and the pixels 3 in the display area a of the liquid crystal display element 1 are arranged on the dot-like absorption layer 13. It is a schematic diagram which shows the position where the display figure can be seen when it selects with the pitch Pb larger than the dot pitch Pn, and it makes it light, and in this case, it looks like one point is seen to the observer with the left and right eyes An intersection L in the angular direction of two points where the perceived dot 13a of the dot-like absorbing layer 13 and the corresponding selection pixel 3a appear to overlap each other is the side opposite to the observation side with respect to the liquid crystal layer 10 of the liquid crystal display element 1 The displayed figure appears to be recessed in the direction opposite to the viewing direction.

上記液晶表示装置において、前記表示駆動手段15は、液晶表示素子1に表示させる複数の図形のうち、一部の図形を、その表示領域内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチで選択して点灯させ、他の図形を、その表示領域内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも大きいピッチで選択して点灯させるように構成してもよく、このようにすることにより、観察方向に浮き出して見える図形と、反対方向に凹んで見える図形とを同時に表示することができる。   In the liquid crystal display device, the display driving means 15 includes a part of the plurality of figures to be displayed on the liquid crystal display element 1, the pixel 3 in the display area, and the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. It is also possible to select and light up with a smaller pitch than other pixels, and to select and light up other pixels in the display area with a pitch larger than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. Well, by doing in this way, it is possible to simultaneously display a figure that appears in the observation direction and a figure that appears in the opposite direction.

また、前記表示駆動手段15は、液晶表示素子1に表示させる図形の予め定めた部分を、その表示領域内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも小さいピッチで選択して点灯させ、前記図形の他の部分を、その表示領域内の画素3を前記ドット状吸収層13のドットピッチPnよりも大きいピッチで選択して点灯させるように構成してもよく、このようにすることにより、前記予め定めた部分が観察方向に浮き出して見え、他の部分が反対方向に凹んで見える図形を表示することができる。   Further, the display driving means 15 selects a predetermined portion of the figure to be displayed on the liquid crystal display element 1 by selecting the pixels 3 in the display area at a pitch smaller than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13. The other part of the figure may be lit, and the pixels 3 in the display area may be selected and lit with a pitch larger than the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13, in this way. By doing so, it is possible to display a graphic in which the predetermined part appears to protrude in the observation direction and the other part appears to be recessed in the opposite direction.

さらに、上記実施例の液晶表示装置は、前記ドット状吸収層13を、液晶表示素子1の後基板(観察側とは反対側の基板)4の外面に設けているが、前記ドット状吸収層13を、前記液晶表示素子1の前基板(観察側の基板)5の外面に設け、前記ドット状吸収層13のドットピッチPnに対する液晶表示素子1の表示領域aの選択画素3aのピッチ大小と、表示図形の遠近感との関係を上記実施例と逆にしてもよい。   Furthermore, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the dot-like absorption layer 13 is provided on the outer surface of the rear substrate (substrate opposite to the observation side) 4 of the liquid crystal display element 1. 13 is provided on the outer surface of the front substrate (observation-side substrate) 5 of the liquid crystal display element 1, and the pitch of the selected pixel 3a in the display area a of the liquid crystal display element 1 with respect to the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13 is The relationship between the displayed figure and the perspective may be reversed from that in the above embodiment.

また、上記実施例の液晶表示装置は、前記表示駆動手段15を、液晶表示素子1の非表示領域bの画素3をドット状吸収層13のドットピッチPnと同じピッチで選択し、その選択画素3aに点灯電圧を印加するように構成したものであるが、前記表示駆動手段15は、前記液晶表示素子1の非表示領域bの全ての画素3を非選択とするように構成してもよい。   Further, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the display driving means 15 selects the pixels 3 in the non-display area b of the liquid crystal display element 1 at the same pitch as the dot pitch Pn of the dot-like absorption layer 13, and the selected pixel. The display driving unit 15 may be configured to deselect all the pixels 3 in the non-display area b of the liquid crystal display element 1. .

さらに、上記液晶表示装置は、ドット状吸収層13を液晶表示素子1の一方の基板(上記実施例では後基板4)の外面に設けたものであるが、前記ドット状吸収層13は、図9に示した第2の実施例のように、液晶表示素子1の一対の基板4,5の外面に配置された偏光板11,12のいずれか一方の外面(図では前偏光板12の外面)に設けてもよく、また、図10に示した第3の実施例のように、液晶表示素子1の一対の基板4,5のいずれか一方の内面(図では前基板5の内面)に前記ドット状吸収層13を設けてもよい。   Further, in the liquid crystal display device, the dot-like absorption layer 13 is provided on the outer surface of one substrate of the liquid crystal display element 1 (the rear substrate 4 in the above embodiment). As in the second embodiment shown in FIG. 9, one of the outer surfaces of the polarizing plates 11 and 12 disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 4 and 5 of the liquid crystal display element 1 (in the figure, the outer surface of the front polarizing plate 12) In addition, as in the third embodiment shown in FIG. 10, the inner surface of one of the pair of substrates 4 and 5 of the liquid crystal display element 1 (in the drawing, the inner surface of the front substrate 5) is provided. The dot-like absorption layer 13 may be provided.

また、上記各実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子1の観察側とは反対側に面光源14を配置したものであるが、前記面光源14に代えて、前記液晶表示素子1にその観察側から入射した光(例えば液晶表示装置の使用環境の光である外光)を反射する反射膜を配置し、反射表示により遠近感のある図形を表示するようにしてもよく、その場合は、液晶表示素子1の後側の偏光板11を省略し、前記反射膜を前記液晶表示素子1の後基板4の外面または内面に形成して、前側偏光板12に偏光子と検光子とを兼ねさせた1枚偏光板による反射表示を行なうようにしてもよい。   In the liquid crystal display device of each of the above embodiments, the surface light source 14 is arranged on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display element 1, but instead of the surface light source 14, the liquid crystal display element 1 includes the surface light source 14. A reflective film that reflects light incident from the observation side (for example, external light that is the light of the usage environment of the liquid crystal display device) may be arranged to display a perspective figure by reflective display. The polarizing plate 11 on the rear side of the liquid crystal display element 1 is omitted, the reflection film is formed on the outer surface or the inner surface of the rear substrate 4 of the liquid crystal display element 1, and a polarizer and an analyzer are provided on the front polarizing plate 12. You may make it perform the reflective display by the 1 sheet polarizing plate used as it.

さらに、上記各実施例の液晶表示装置は、表示のコントラストを高くするための偏光板11,12を備えたG・H型液晶表示素子1を用いたものであるが、液晶表示素子は、前記偏光板11,12を備えないG・H型液晶表示素子でもよい。   Further, the liquid crystal display device of each of the above examples uses the GH type liquid crystal display element 1 provided with the polarizing plates 11 and 12 for increasing the display contrast. A GH type liquid crystal display element that does not include the polarizing plates 11 and 12 may be used.

また、液晶表示素子は、アクティブマトリックス液晶表示素子に限らず、単純マトリックス液晶表示素子でもよく、さらに、G・H型液晶表示素子に限らず、TN(ツイステッドネマティック)型液晶表示素子や、非ツイストのホモジニアス配向型液晶表示素子等でもよい。   Further, the liquid crystal display element is not limited to an active matrix liquid crystal display element, and may be a simple matrix liquid crystal display element. Furthermore, the liquid crystal display element is not limited to a GH type liquid crystal display element, but a TN (twisted nematic) type liquid crystal display element or a non-twisted type. A homogeneous alignment type liquid crystal display element or the like may be used.

その場合は、液晶表示素子をノーマリーホワイトモードの白黒表示素子とし、その一方の基板の外面または内面に黒色の複数のドット状吸収層を設けても、あるいは、前記液晶表示素子を、表示エリアの全域にわたって背景部を着色背景にするための1色のカラーフィルタを備え、着色背景中に黒の図形を表示するノーマリーホワイトモードの表示素子とし、その一方の基板の外面または内面に黒色の複数のドット状吸収層を設けてもよい。   In that case, the liquid crystal display element may be a normally white mode monochrome display element, and a plurality of black dot-shaped absorption layers may be provided on the outer surface or the inner surface of one of the substrates. Alternatively, the liquid crystal display element may be a display area. A color filter of one color for making the background portion a colored background over the entire area of the substrate, and a normally white mode display element for displaying a black figure in the colored background, with a black on the outer surface or inner surface of one of the substrates A plurality of dot-like absorption layers may be provided.

また、前記G・H型液晶表示素子においても、前記TN型やホモジニアス配向型の液晶表示素子等においても、複数のドット状吸収層は、液晶表示素子の選択画素の点灯色とは異なる色の吸収材により形成してもよい。   Further, in the GH type liquid crystal display element and the TN type and homogeneous alignment type liquid crystal display element, the plurality of dot-like absorption layers have colors different from the lighting color of the selected pixel of the liquid crystal display element. You may form with an absorber.

この発明の第1の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図。1 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention; 液晶表示素子の画素配列図。The pixel arrangement | sequence figure of a liquid crystal display element. ドット状吸収層のドット配列図。The dot arrangement | sequence figure of a dot-shaped absorption layer. 表示制御手段のブロック図。The block diagram of a display control means. 前記液晶表示素子の表示例を示す正面図。The front view which shows the example of a display of the said liquid crystal display element. 図5のVI部の拡大図。The enlarged view of the VI section of FIG. 前記液晶表示装置の表示図形が見える位置を示す模式図。The schematic diagram which shows the position where the display figure of the said liquid crystal display device can be seen. 前記液晶表示素子の表示領域内の画素をドット状吸収層のドットピッチよりも大きいピッチで選択して点灯させたときの表示図形が見える位置を示す模式図。The schematic diagram which shows the position where a display figure can be seen when the pixel in the display area of the said liquid crystal display element is selected and lit with a pitch larger than the dot pitch of a dot-like absorption layer. この発明の第2の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図。Sectional drawing of the part of liquid crystal display device which shows 2nd Example of this invention. この発明の第3の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図。Sectional drawing of a part of liquid crystal display device which shows the 3rd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示素子、2…表示エリア、3…画素、4,5…基板、6,7…電極、10…液晶層、11,12…偏光板、13…ドット状吸収層、13a…ドット、14…面光源、15…表示駆動手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element, 2 ... Display area, 3 ... Pixel, 4, 5 ... Substrate, 6, 7 ... Electrode, 10 ... Liquid crystal layer, 11, 12 ... Polarizing plate, 13 ... Dot-shaped absorption layer, 13a ... Dot, 14 ... surface light source, 15 ... display drive means.

Claims (3)

液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面それぞれに、互いに対向する領域により行方向及び列方向に予め定めたピッチでマトリックス状に配列された複数の画素を形成する電極が設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の一方の基板の外面または内面に設けられ、前記画素に対応する形状を有し、且つ可視光帯域の少なくとも一部の帯域の波長光を吸収する複数のドットが前記液晶表示素子の画素ピッチよりも大きい予め定めたドットピッチで行方向及び列方向に配列させて形成されたドット状吸収層と、
前記液晶表示素子の複数の画素のうち、表示パターンに対応する表示領域内の画素を前記ドット状吸収層のドットピッチとは異なるピッチで選択し、その選択画素の電極間に点灯電圧を印加する表示駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
Electrodes for forming a plurality of pixels arranged in a matrix at predetermined pitches in a row direction and a column direction are provided on each of the opposing inner surfaces of a pair of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. A liquid crystal display element;
A plurality of dots provided on an outer surface or an inner surface of one substrate of the liquid crystal display element, having a shape corresponding to the pixel, and absorbing wavelength light in at least a part of a visible light band. A dot-like absorbing layer formed by arranging in a row direction and a column direction at a predetermined dot pitch larger than the pixel pitch of
Among the plurality of pixels of the liquid crystal display element, a pixel in the display region corresponding to the display pattern is selected at a pitch different from the dot pitch of the dot-like absorption layer, and a lighting voltage is applied between the electrodes of the selected pixel. A liquid crystal display device comprising display drive means.
表示駆動手段は、液晶表示素子の表示領域以外の領域の画素をドット状吸収層のドットピッチと同じピッチで選択し、その選択画素に点灯電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The display driving means selects a pixel in a region other than the display region of the liquid crystal display element at the same pitch as the dot pitch of the dot-like absorption layer, and applies a lighting voltage to the selected pixel. Liquid crystal display device. ドット状吸収層の複数のドットは、液晶表示素子の選択画素の点灯色と実質的に同じ色の吸収材により形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the plurality of dots of the dot-shaped absorption layer are formed of an absorbent material having substantially the same color as the lighting color of the selected pixel of the liquid crystal display element.
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