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JP2005352474A - Color display device - Google Patents

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JP2005352474A JP2005141876A JP2005141876A JP2005352474A JP 2005352474 A JP2005352474 A JP 2005352474A JP 2005141876 A JP2005141876 A JP 2005141876A JP 2005141876 A JP2005141876 A JP 2005141876A JP 2005352474 A JP2005352474 A JP 2005352474A
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Yasushi Asao
恭史 浅尾
Kohei Nagayama
耕平 永山
Ryuichiro Isobe
隆一郎 礒部
Hideo Mori
秀雄 森
Hironao Tanaka
大直 田中
Hiroshi Matsuda
宏 松田
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Abstract

【課題】 光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能なカラー表示装置を提供する。
【解決手段】 変調手段によって明度を変化させる明度変化範囲と、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カラー表示素子の複数の画素20を、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24〜26と、赤色、緑色、青色の少なくとも異なる2色のカラーフィルタ層が配設された第2の副画素21〜23とにより構成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color display device capable of improving light utilization efficiency and capable of multicolor display.
SOLUTION: A plurality of pixels 20 of a color display element 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 are used in a modulation region based on the hue change. The first sub-pixels 24 to 26 that perform color display and the second sub-pixels 21 to 23 that are provided with color filter layers of at least two different colors of red, green, and blue.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、カラー表示装置に関する。   The present invention relates to a color display device.

現在、カラー表示装置の一例であるフラットパネルディスプレイはパソコン用などの各種モニタ、携帯電話用などに広く普及しており、今後は大画面テレビへの展開を図るなど、ますます普及の一途をたどることが予測されている。中でも最も広く普及しているのが液晶表示装置であって、このような液晶表示装置におけるカラー表示方式として広く使用されているのが、マイクロカラーフィルタ方式と呼ばれるカラー表示方式である。   Currently, flat panel displays, which are examples of color display devices, are widely used for various monitors such as personal computers and mobile phones, and will continue to become increasingly popular in the future, such as the development of large-screen TVs. It is predicted. Among them, the most widespread is a liquid crystal display device, and a color display method called a micro color filter method is widely used as a color display method in such a liquid crystal display device.

ここで、このマイクロカラーフィルタ方式は、ひとつの画素を少なくとも3つの副画素に分割し、それぞれに3原色の赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタを配設することによってフルカラー表示を行うものであり、高い色再現性能を容易に実現することができるというメリットがある。   Here, in this micro color filter system, one pixel is divided into at least three sub-pixels, and three primary color red (R), green (G), and blue (B) color filters are provided for each. Provides a full color display, and has an advantage that high color reproduction performance can be easily realized.

しかし、その一方、透過率が1/3になってしまうことから、光利用効率が悪くなってしまうという欠点がある。そして、このような光利用効率の悪さは、バックライトを有する透過型液晶表示装置やフロントライトを有する反射型液晶表示装置においては、バックライトやフロントライトの消費電力が高くなってしまう原因となっている。   However, on the other hand, since the transmittance becomes 1/3, there is a disadvantage that the light utilization efficiency is deteriorated. Such poor light utilization efficiency is a cause of increased power consumption of the backlight and the front light in a transmissive liquid crystal display device having a backlight and a reflective liquid crystal display device having a front light. ing.

ところで、最近は、液晶表示装置に用いられる液晶表示素子として、一部の領域を光反射性領域とし、一部の領域を光透過性領域とするようにした半透過型液晶表示素子がある(例えば、非特許文献1参照)。そして、このような半透過型液晶表示素子は、携帯電話や携帯情報端末などに広く使用されるようになってきている。なお、特に可搬型電子装置は、屋外で使用することが多く非常に明るい外光中でも十分な視認性が確保されることと、暗い室内においても高いコントラストや色再現性が確保されることが要求される。   Recently, as a liquid crystal display element used in a liquid crystal display device, there is a transflective liquid crystal display element in which a part of a region is a light reflective region and a part of a region is a light transmissive region ( For example, refer nonpatent literature 1). Such a transflective liquid crystal display element has been widely used in mobile phones, portable information terminals and the like. In particular, portable electronic devices are often used outdoors, and are required to ensure sufficient visibility even in very bright outside light, and to ensure high contrast and color reproducibility even in dark rooms. Is done.

また、近年電子ペーパーディスプレイとして、液晶表示素子よりも視認性に優れた表示素子がいくつか報告されている。それらの多くは偏光板を用いないことによって明るい表示を実現しようとするものである。しかしながら、これらの表示素子においても、モノクロでは明るい表示が実現されているものの、カラー表示は液晶表示素子と同様にカラーフィルタを用いるしかなく、カラー表示を紙に匹敵するような明るさで実現することは未だ出来ていないのが現状である。   In recent years, several display elements having better visibility than liquid crystal display elements have been reported as electronic paper displays. Many of them try to realize a bright display by not using a polarizing plate. However, even in these display elements, although a bright display is realized in monochrome, color display can only be performed using a color filter in the same manner as a liquid crystal display element, and color display is realized with brightness comparable to paper. The situation is not yet complete.

一方、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として、ECB型(電界制御複屈折効果型)の液晶表示素子を用いたものが知られている。ここで、このECB型液晶表示素子は、一対の基板間に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、さらにこの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。   On the other hand, as a color display device capable of performing color display without using a color filter, one using an ECB type (electric field control birefringence effect type) liquid crystal display element is known. Here, the ECB type liquid crystal display element includes a transmissive type and a reflective type in which a liquid crystal cell having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates is sandwiched and polarizing plates are disposed on the front side and the back side, respectively. In addition, this reflective type has a single polarizing plate type in which a polarizing plate is disposed only on one substrate, and a polarizing plate is disposed on both substrates, and a reflecting plate is provided outside the polarizing plate. There is a sheet polarizing plate type.

ここで、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, in the case of a transmissive ECB liquid crystal display element, linearly polarized light that has been transmitted through one polarizing plate enters the liquid crystal cell, and each wavelength light is polarized by the birefringence action of the liquid crystal layer. The light that has become the elliptically polarized light of which the light is incident on the other polarizing plate, and the light that has passed through the other polarizing plate is a color corresponding to the ratio of the light intensity of each wavelength light constituting the light Become 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、液晶セル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とから、同じ画素で複数の色を表示することもできる。   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. In addition, since the birefringence of the liquid crystal layer changes according to the voltage, the color of transmitted light and reflected light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell. It can also be displayed.

図10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、図10により、Rが0から250nm付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. 10 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. From FIG. Although it is almost achromatic in the center of the chromaticity diagram, it can be seen that the color changes according to the amount of birefringence when it is higher.

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 birefringence of the liquid crystal increases.

このとき、クロスニコル下では図10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.

ところで、図10に示すように、リタデーションで得られる色は、色度図上の外縁にある最大純度の色に比べてかなり純度が低い。これを補う方法としてはカラーフィルタを併用する方法がある。つまり、ECB表示の色を、同色のカラーフィルタを通すことにより純度を高めることができる。例えば、純度の高い赤色を得るためには、青色表示を行わない画素に赤色系または黄色系のカラーフィルタを配して、ECB効果で得られる赤色の短波長成分をカットし、純度の高い赤色を得るようにしている(例えば、特許文献1参照)。   By the way, as shown in FIG. 10, the color obtained by retardation is considerably lower in purity than the maximum purity color at the outer edge on the chromaticity diagram. As a method for compensating for this, there is a method using a color filter in combination. That is, the purity of the ECB display color can be increased by passing the same color filter. For example, in order to obtain a high-purity red color, a red or yellow color filter is disposed on a pixel that does not perform blue display, and the red short wavelength component obtained by the ECB effect is cut, so that a high-purity red color is obtained. (For example, refer to Patent Document 1).

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。なお、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. . In addition, since the boundary between the achromatic color and the chromatic color cannot be clearly determined, 250 nm in the above range is a rough standard.

また、以下、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10の曲線に沿った色である。図10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、以下、その範囲の色も赤色、青色、緑色という。また、マゼンタは赤と青の中間530nm付近にある。   Hereinafter, a color obtained by retardation will be referred to, which is a color along the curve of FIG. As shown in FIG. 10, the point where the purity becomes maximum 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 referred to as red, blue, and green. Magenta is in the middle 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が、以下、それらも同名の色で呼ぶことにする。   Furthermore, colors of color filters used in liquid crystal display devices and the like are usually more pure than colors obtained by retardation, and are outside the above range on the chromaticity diagram. To.

シャープ技報第83号・2002年8月 p.22Sharp Technical Report No. 83, August 2002 p. 22 特開平4−052625号公報JP-A-4-052625

ところで、従来のECB型液晶表示素子を用いた液晶表示装置(カラー表示装置)はカラー表示は可能であるものの、このカラー表示は複屈折効果を利用した色相変化に基づく表示であるため、印加する電圧量によって色相を制御することは可能であるが、その色相における滑らかな階調色を表示することは困難であった。   By the way, although the liquid crystal display device (color display device) using the conventional ECB type liquid crystal display element can perform color display, since this color display is a display based on a hue change utilizing the birefringence effect, it is applied. Although it is possible to control the hue by the amount of voltage, it has been difficult to display a smooth gradation color in that hue.

したがって、カラー表示は限られた色数でしか表示することができなかった。なお、既述した特許文献1についても階調色については言及されていなかった。   Therefore, the color display can be displayed only with a limited number of colors. Note that the tone color is not mentioned in Patent Document 1 described above.

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、光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能な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 current situation, and an object of the present invention is to provide a color display device capable of improving multi-color display while improving light utilization efficiency.

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、青色の少なくとも異なる2色のカラーフィルタ層が配設された第2の副画素とにより構成した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. The pixel of the color display element is provided with a first subpixel that performs color display using the modulation region based on the hue change, and a color filter layer of at least two different colors of red, green, and blue. It is characterized by comprising two sub-pixels.

本発明のように、カラー表示素子の複数の画素を、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、青色の少なくとも異なる2色のカラーフィルタ層が配設された第2の副画素とにより構成することにより、光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能となる。   As in the present invention, a plurality of pixels of a color display element are provided with a first sub-pixel that performs color display using a modulation region based on a hue change, and color filter layers of at least two different colors of red, green, and blue By using the second subpixels arranged, the light utilization efficiency is improved and multicolor display is possible.

図1は、本発明を実施するための最良の形態に係るカラー表示装置に用いられるカラー表示素子の1画素の構造を示す図である。次に、このカラー表示素子のカラー表示動作原理について説明する。なお、本発明に係るカラー表示素子は、さまざまな形態のものが適用できるが、その表示原理について、ECB効果を有する液晶を用いた液晶表示素子を一例に挙げて説明する。   FIG. 1 is a diagram showing the structure of one pixel of a color display element used in a color display device according to the best mode for carrying out the present invention. Next, the principle of color display operation of this color display element will be described. Note that various types of color display elements can be applied to the color display element according to the present invention. The display principle will be described by taking a liquid crystal display element using a liquid crystal having an ECB effect as an example.

本実施の形態に係る液晶表示素子(カラー表示素子)では、図1に示すように、1画素20を複数(6つ)の副画素21〜26に分割すると共に、それぞれの副画素21〜26に、赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のカラーフィルタを配設している。   In the liquid crystal display element (color display element) according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, one pixel 20 is divided into a plurality (six) subpixels 21 to 26 and each subpixel 21 to 26 is divided. In addition, color filters of red (R), green (G), blue (B), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are arranged.

ここで、これら全ての副画素21〜26において、液晶層のリタデーションを調節することにより、黒から白に至る無彩色の輝度変化を利用することができる。例えば、白色表示時には符号R,G,B,C,M,Yで示すカラーフィルタの色が表示されることになるので、全ての液晶層を白色表示にすると、副画素21〜23ではRGBの加法混色による白色表示となり、副画素24〜26ではYMCの加法混色による白色表示となり、その結果、画素全体としても白色表示が得られる。   Here, in all of these sub-pixels 21 to 26, by adjusting the retardation of the liquid crystal layer, it is possible to use an achromatic brightness change from black to white. For example, when the white color is displayed, the colors of the color filters indicated by the symbols R, G, B, C, M, and Y are displayed. Therefore, if all the liquid crystal layers are displayed in white, the subpixels 21 to 23 have RGB colors. White display is performed by additive color mixture, and the sub-pixels 24 to 26 are white display by additive color mixture of YMC. As a result, white display is obtained for the entire pixel.

一般に、RGBの加法混色のみによる白色表示は、カラーフィルタを用いない白色表示と比較して光利用効率は三分の一に減少するが、YMCの加法混色による白色表示はRGBの加法混色による白色表示に対して2倍の光利用効率を得ることができる。したがって本構成の場合には、全体としてRGBの加法混色による白色表示に対して1.5倍の光利用効率を得ることが可能である。   In general, white display using only RGB additive color mixing reduces the light utilization efficiency by one-third compared to white display using no color filter, but white display using YMC additive color mixing is white by RGB additive color mixing. The light utilization efficiency can be doubled for display. Therefore, in the case of this configuration, it is possible to obtain a light use efficiency 1.5 times that of white display by RGB additive color mixture as a whole.

ここで、このようなカラーフィルタを用いてカラー表示を行う方式は、通常のマイクロカラーフィルタ方式と同じであるが、本実施の形態に係る液晶表示素子では、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。   Here, the method of performing color display using such a color filter is the same as the normal micro color filter method, but in the liquid crystal display element according to the present embodiment, the retardation of the liquid crystal layer is changed, Displays chromatic colors.

例えば、マゼンタカラーフィルタが配設された副画素25では、リタデーションが小さい領域では前述のように黒から白色となり、その場合カラーフィルタの色が観測されるので、黒から暗いマゼンタを経て明るいマゼンタにいたるマゼンタの連続階調表示が可能となる。また、リタデーションが大きい領域ではECB効果に基づく干渉色が表示されるので、赤からマゼンタを経て青に至る、いずれかの色を表示させることができる。そして、マゼンタカラーフィルタは、これら赤・マゼンタ・青の全てを表示することができるので、マゼンタカラーフィルタを通した後も赤・マゼンタ・青の表示が観測される。   For example, in the sub-pixel 25 in which the magenta color filter is disposed, in the region where the retardation is small, the color is changed from black to white as described above. In this case, the color of the color filter is observed, so that the color changes from black to dark magenta. All magenta continuous tone display is possible. Further, since an interference color based on the ECB effect is displayed in a region where retardation is large, any color ranging from red to magenta to blue can be displayed. Since the magenta color filter can display all of red, magenta, and blue, the display of red, magenta, and blue is observed even after passing through the magenta color filter.

一方、従来のマイクロカラーフィルタ方式の原理に基づいて純度の高い赤色を表示させようとした場合、副画素21を点灯させるしかなかったのに対し、本実施の形態の液晶表示素子では、副画素25について、ECB効果を利用した赤色表示と併用することによって明るく純度の高い赤色表示を行うことが可能となる。   On the other hand, when displaying a high-purity red color based on the principle of the conventional micro color filter method, the sub-pixel 21 must be lit, whereas in the liquid crystal display element of the present embodiment, the sub-pixel 25 is used in combination with a red display utilizing the ECB effect, a bright and highly pure red display can be performed.

さらに、同様の議論によって、副画素24についてはECB効果を利用することによって赤・黄・緑色の表示を行うことが可能となる。つまり、イエローカラーフィルタが配設された副画素24における赤色表示も組み合わせることによって、更に明るい赤色を表示することが可能となる。   Further, by the same discussion, the sub-pixel 24 can be displayed in red, yellow, and green by using the ECB effect. That is, it is possible to display a brighter red color by combining the red display in the sub-pixel 24 provided with the yellow color filter.

なお、緑色および青色についても同様の原理に基づいて明るい原色表示が可能となる。つまり本実施の形態によると、従来のマイクロカラーフィルタ方式に対しておよそ1.5倍明るい白色表示と、明るい三原色表示とを両立させることが可能となる。   Note that bright primary colors can be displayed for green and blue based on the same principle. That is, according to the present embodiment, it is possible to achieve both a white display that is approximately 1.5 times brighter than the conventional micro color filter system and a bright three primary color display.

次に、このような表示原理を用いた表示可能色を具体的に述べる。   Next, displayable colors using such a display principle will be specifically described.

本実施の形態では、不図示の電源の制御が可能な変調手段による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(群)24〜26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カラーフィルタの色を表示する第2の副画素(群)21〜23とで単位画素が構成される。なお、第1の副画素(群)24〜26にはRGBと補色関係にあるYMCのカラーフィルタが、また第2の副画素(群)21〜23にはRGBのカラーフィルタがそれぞれ配設されている。   In this embodiment, first subpixels (groups) 24 to 26 that display chromatic colors by changing the retardation of the liquid crystal layer by applying voltage by a modulation unit that can control a power source (not shown), and color filters are provided. The unit pixel is composed of second subpixels (groups) 21 to 23 that display the color of the color filter by changing the retardation in the brightness change range according to the voltage. The first subpixel (group) 24-26 is provided with a YMC color filter having a complementary color relationship with RGB, and the second subpixel (group) 21-23 is provided with an RGB color filter. ing.

ここで、表示可能色を、図2に示すRGB色立体を用いて説明する。なお、図2に示すように、RGB色立体の各辺はR軸、G軸、B軸からなる独立ベクトルに対応している。ここで、RGBマイクロカラーフィルタ方式では、1画素を3つの副画素に分割し、これらの独立ベクトルの大きさを個別に制御することでRGB色立体内の全ての点を表現することが可能となっている。   Here, displayable colors will be described using the RGB color solid shown in FIG. As shown in FIG. 2, each side of the RGB color solid corresponds to an independent vector composed of an R axis, a G axis, and a B axis. Here, in the RGB micro color filter method, it is possible to express all points in the RGB color solid by dividing one pixel into three subpixels and individually controlling the sizes of these independent vectors. It has become.

一方、本実施の形態の液晶表示素子では、既存の液晶表示素子に一般に用いられているRGBカラーフィルタのほか、YMCカラーフィルタも利用している。この場合、YMCカラーフィルタを用いたときのRGB色立体における基本ベクトルは図3のようになり、表示可能な領域は図3のYMCの基本ベクトルからなる6面体の内側となる。   On the other hand, the liquid crystal display element of the present embodiment uses a YMC color filter in addition to the RGB color filter generally used for the existing liquid crystal display element. In this case, the basic vector in the RGB color solid when the YMC color filter is used is as shown in FIG. 3, and the displayable area is inside the hexahedron consisting of the basic vector of YMC in FIG.

したがって、RGBYMCカラーフィルタを従来のようなモノクロ変調領域のみを用いるマイクロカラーフィルタ方式を利用した液晶表示素子として用いる場合には、表示可能な点は、図2内の任意の点から図3のベクトルを加算した任意の点(図示せず)ということができる。これによると、原色軸はRGBカラーフィルタによって得られる表示色が最大となるため、上述の通り明るく色純度の高い原色表示が得られないことが理解できる。   Therefore, when the RGBYMC color filter is used as a liquid crystal display element using a micro color filter method using only a monochrome modulation area as in the prior art, the displayable point is the vector in FIG. 3 from any point in FIG. It can be said that an arbitrary point (not shown) is added. According to this, since the primary color axis has the maximum display color obtained by the RGB color filter, it can be understood that a bright primary color display with high color purity cannot be obtained as described above.

一方、本発明の液晶表示素子では、上述した通り、ECB効果に基づく着色現象を利用することによって、補色系カラーフィルタ副画素においても原色表示が出来ることが特徴である。これを色立体上で表現すると、例えば黄色(Y)副画素では、黄色の連続階調のみならず赤色と緑色が表示できることになるので、色立体上でとりうる点は、図4の直線Yおよび点Ry,点Gyとなる。これにより、本液晶表示素子では、図5のように、これら点Ry,点Gyを起点としたRGB立方体をえがく領域を表現することが可能となる。   On the other hand, as described above, the liquid crystal display element of the present invention is characterized in that primary color display can be performed even in a complementary color filter subpixel by using a coloring phenomenon based on the ECB effect. If this is expressed on the color solid, for example, in the yellow (Y) sub-pixel, not only the yellow continuous tone but also red and green can be displayed. And point Ry and point Gy. As a result, in the present liquid crystal display element, as shown in FIG. 5, it is possible to express an area where the RGB cube starting from these points Ry and Gy is defined.

同様の議論の繰り返しによって、色立体中の任意の点を埋めることが可能となる。この点について以下に詳述する。   By repeating the same discussion, it is possible to fill in an arbitrary point in the color solid. This point will be described in detail below.

今、本液晶表示素子によって得られる白色表示の最大輝度を1とすると、この1という明るさは、例えば青の波長域では、シアンの青成分、マゼンタの青成分、青カラーフィルタの合計によって得られる。同様の考え方を緑、赤に当てはめることが出来る。   Now, assuming that the maximum luminance of white display obtained by the present liquid crystal display element is 1, this brightness of 1 is obtained by the sum of cyan blue component, magenta blue component, and blue color filter in the blue wavelength range, for example. It is done. The same idea can be applied to green and red.

つまり、RGBカラーフィルタ画素によって得られる色立体は、1辺の長さが最大輝度の1/3であって、それぞれの辺は連続的な値をとることができるような立体を表している。RGBカラーフィルタ画素によって実現できる色立体上の座標について示す。   That is, the color solid obtained by the RGB color filter pixels represents a solid whose length of one side is 1/3 of the maximum luminance and each side can take a continuous value. The coordinates on the color solid that can be realized by the RGB color filter pixels will be described.

Figure 2005352474
Figure 2005352474

次いで、YMCカラーフィルタについて考える。   Next, consider the YMC color filter.

上述したように黄色(Y)副画素では黄色、赤、緑を表示することが可能である。ここで表示される明るさは、同様の議論によって1/3となることがわかる。そこで黄色(Y)副画素において得られる表示色について、それぞれの得られる明るさを(R,G,B)座標を用いて、黄色(1/3,1/3,0)、緑(0,1/3,0)、赤(1/3,0,0)とする。なお、黄色については0〜1/3の任意の値をとることができるが、ここでは簡単のため最大値のみを考える。   As described above, yellow (Y) subpixels can display yellow, red, and green. It can be seen that the brightness displayed here becomes 1/3 by the same discussion. Therefore, for the display colors obtained in the yellow (Y) sub-pixel, the obtained brightness is expressed in terms of yellow (1/3, 1/3, 0), green (0, 0) using the (R, G, B) coordinates. 1/3, 0) and red (1/3, 0, 0). For yellow, any value from 0 to 1/3 can be taken, but only the maximum value is considered here for simplicity.

同様に、マゼンタ(M)副画素ではマゼンタ(1/3,0,1/3)、青(1/3,0,0)、赤(1/3,0,0)が得られ、シアン(C)副画素ではシアン(1/3,1/3,0)、青(1/3,0,0)、緑(0,1/3,0)が得られる。またYMCのうち複数の画素を同時に点灯させることによって、複数色の加法混色された表示色を得ることができる。   Similarly, magenta (1/3, 0, 1/3), blue (1/3, 0, 0), red (1/3, 0, 0) are obtained for magenta (M) subpixels, and cyan ( C) Cyan (1/3, 1/3, 0), blue (1/3, 0, 0), green (0, 1/3, 0) are obtained in the sub-pixel. In addition, a plurality of additively mixed display colors can be obtained by simultaneously lighting a plurality of pixels of YMC.

上述のようにRGBカラーフィルタ画素によって、1辺が1/3の立方体中の任意の点については全て表すことが可能である。したがって原点(0,0,0)および(2/3,2/3,2/3)を頂点とする立方体の中で、図6に示すような1/3間隔の格子点がYMCカラーフィルタ画素によって全て表現できれば、加法混色によって1辺が1の色立体の全てを埋め尽くすことが可能となる。   As described above, any point in a cube whose one side is 1/3 can be expressed by the RGB color filter pixels. Accordingly, in the cube having the origins (0, 0, 0) and (2/3, 2/3, 2/3) as vertices, lattice points having 1/3 intervals as shown in FIG. 6 are YMC color filter pixels. If all can be expressed by the above, it is possible to fill all of the color solids with one side by additive color mixing.

そこでYMCカラーフィルタによって、上記格子点を得るための組み合わせの一例を表2及び表3に示す。   Accordingly, Tables 2 and 3 show examples of combinations for obtaining the lattice points using the YMC color filter.

Figure 2005352474
Figure 2005352474

Figure 2005352474
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上記のような組み合わせを用い、YMCカラーフィルタの表示色を適宜調整することによって、全ての格子点を実現することが可能となる。なお上記はあくまでも一例であって、例えば(1/3,0,1/3)を実現するためにマゼンタ(M)副画素にてマゼンタを表示する方法のほかに、黄色(Y)副画素にて赤色、シアン(C)副画素にて青色表示させる方法も考えられるので、適宜状況に応じて最適な組み合わせを選択すればよい。   By using the combination as described above and appropriately adjusting the display color of the YMC color filter, it is possible to realize all the lattice points. The above is only an example. For example, in order to realize (1/3, 0, 1/3), in addition to a method of displaying magenta with a magenta (M) subpixel, a yellow (Y) subpixel is displayed. Since a method of displaying blue with red and cyan (C) subpixels is also conceivable, an optimal combination may be selected as appropriate according to the situation.

また上記例ではYMC画素による表示色として、階調色を用いずに格子点上の点を用いて説明したが、状況に応じてYMC画素の中間調色を用いても良い。   In the above example, the display color by the YMC pixel has been described using a point on the grid point without using the gradation color, but a halftone of the YMC pixel may be used depending on the situation.

以上述べた組み合わせによって、完全に色立体中の任意の点を表現することができるので、フルカラーを実現することが可能となる。   With the combinations described above, any point in the color solid can be expressed completely, so that full color can be realized.

また、例えば黄色カラーフィルタにおける表示色について、黄色(Y)副画素にて赤色表示させたい場合には、液晶層のリタデーション量をカラーフィルタを用いなくても赤色表示させるような同系色になるよう電圧を制御することで可能であるが、例えば液晶層としてマゼンタ色などを表示するなど、系統色の異なる表示色に駆動電圧を制御しても良い。この場合、液晶層の表示色と黄色のカラーフィルタとの減法混色によって赤色を得ることができる。   Further, for example, when the display color in the yellow color filter is to be displayed in red in the yellow (Y) subpixel, the retardation amount of the liquid crystal layer is a similar color that allows red display without using the color filter. Although it is possible by controlling the voltage, the drive voltage may be controlled to display colors having different system colors, for example, displaying a magenta color as a liquid crystal layer. In this case, red can be obtained by subtractive color mixture of the display color of the liquid crystal layer and the yellow color filter.

ところで、上記構成をとる場合、6色のカラーフィルタを基板上に形成することが必要となり、プロセスが困難となる。そこで下記の構成を採用することによって、明るい多色表示を得ることが可能となる。   By the way, when taking the said structure, it is necessary to form a color filter of 6 colors on a board | substrate, and a process becomes difficult. Therefore, by adopting the following configuration, it is possible to obtain a bright multicolor display.

(1)補色系カラーフィルタのいずれか、もしくは全て省略する構成
(2)RCGMの4つのカラーフィルタを用いる構成
(3)YMCのカラーフィルタを積層させる構成
(1) Configuration to omit any or all of complementary color filters (2) Configuration using four RCGM color filters (3) Configuration to stack YMC color filters

ここで、(1)の構成の場合、YMCカラーフィルタ画素については中間色を用いないでもフルカラー表示できる、つまり補色の中間調を表示する必要がないことから、これら補色系カラーフィルタを配設せず、ECB効果に基づく着色現象のみによっても同様の表示色を得ることができる。これによってカラーフィルタプロセス負荷の低減しつつ、フルカラー表示を実現することが可能となる。また、YMCのうちいずれか1つもしくは2つを用いてもよい。これによっても、カラーフィルタプロセス負荷は低減し、カラーフィルタの効果によって色純度の高いフルカラー表示を実現することが可能となる。   Here, in the case of the configuration (1), the YMC color filter pixels can be displayed in full color without using intermediate colors, that is, it is not necessary to display a complementary halftone, so these complementary color filters are not provided. A similar display color can be obtained only by a coloring phenomenon based on the ECB effect. This makes it possible to realize full color display while reducing the color filter process load. Any one or two of YMC may be used. This also reduces the load on the color filter process, and it is possible to realize full color display with high color purity by the effect of the color filter.

(2)の構成は、一つの画素を4つの副画素に分割する方法であり、色立体中でのとりうる表示色の考え方は上述したものと同様に考えればよい。この構成によると、BとYのカラーフィルタが省略されているので青色の連続階調表示や上述の黄色画素による表示が出来ないことになってしまうので、フルカラー表示は不可能である。しかし人間の目の視感度特性は青色に対しては鈍感という特性を有しているので、こうした構成でも、ディザなどの画像処理を施すことによって自然な表示が出来るようになる。特に高精細表示素子においては有効である。これによってカラーフィルタプロセスを4回で済ませることが可能となる。   The configuration (2) is a method of dividing one pixel into four sub-pixels, and the concept of display colors that can be taken in a color solid can be considered in the same manner as described above. According to this configuration, since the B and Y color filters are omitted, blue continuous tone display and display using the above-described yellow pixels cannot be performed, and thus full color display is impossible. However, since the visual sensitivity characteristic of the human eye is insensitive to blue, even with such a configuration, natural display can be performed by performing image processing such as dithering. This is particularly effective for high-definition display elements. This allows the color filter process to be completed four times.

(3)の構成について、図7を用いて説明する。一つの原色は二つの補色を積層して減法混色することによって得ることができる。そして、図7はRGBを得るためのYMCの積層構成を示している。これを利用すると、6つのカラーフィルタを三種類のカラーフィルタ材料のみで実現することができる。このとき、図8のような構成とし、カラーフィルタをY→M→Cの順に形成することによって、プロセスも従来どおり3回で済むことになり、コストアップにはならない。もちろんこの考え方に基づいて上記(2)の4つの副画素のカラーフィルタを形成しても良い。   The configuration (3) will be described with reference to FIG. One primary color can be obtained by stacking two complementary colors and subtractively mixing them. FIG. 7 shows a laminated structure of YMC for obtaining RGB. If this is utilized, six color filters can be realized with only three kinds of color filter materials. At this time, by adopting the configuration as shown in FIG. 8 and forming the color filters in the order of Y → M → C, the process can be performed three times as in the conventional case, and the cost is not increased. Of course, the color filters of the four sub-pixels (2) may be formed based on this concept.

以上述べたように、本実施の形態に係る液晶表示素子は、明るい白色表示と明るい原色表示を低コストで実現することが可能となる。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。したがって、本液晶表示素子を、反射型液晶表示素子として、ペーパーライクディスプレイまたは電子ペーパーに用いることが出来る。   As described above, the liquid crystal display element according to this embodiment can realize bright white display and bright primary color display at low cost. As a result, an element with higher light utilization efficiency can be obtained as compared with the conventional method of displaying the three primary colors using only the RGB color filter. Therefore, the present liquid crystal display element can be used as a reflective liquid crystal display element in a paper-like display or electronic paper.

一方、本構成の液晶表示素子は、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透過型液晶表示素子としても好適に用いられる。   On the other hand, the liquid crystal display element of this configuration has a high transmittance of the liquid crystal layer, so that less backlight power is required to obtain the same brightness as that of the conventional method, and transmission is possible from the viewpoint of lower power consumption. It is also suitably used as a liquid crystal display element.

さらに、液晶を利用した高速応答性があるので、本液晶表示素子は動画表示にも用いることが出来る。従来、テレビ用途の液晶表示素子に関して、鮮明な動画特性を実現するために、1フレーム期間内でバックライトの消灯期間を設ける『擬似インパルス駆動』と称されている駆動方法が特開2001−272956などに提案されているが、消灯期間を設ける分だけの輝度低下が生じてしまうのが課題となっている。しかし、こうした用途に対しても本液晶表示素子のように応答速度が速く、かつ透過率の高い液晶表示素子を適用することにより、上記の課題を解決することが出来る。また、高い光利用効率が求められる投射型表示素子にも好適に用いられる。   Furthermore, since there is high-speed response using liquid crystal, this liquid crystal display element can also be used for moving image display. Conventionally, for a liquid crystal display element for television use, a driving method called “pseudo-impulse driving” in which a backlight extinguishing period is provided within one frame period in order to realize clear moving image characteristics is disclosed in JP-A-2001-272958. However, the problem is that the luminance is reduced by the amount of time for which the extinguishing period is provided. However, the above problem can be solved for such applications by applying a liquid crystal display element having a high response speed and a high transmittance as in the present liquid crystal display element. Further, it is also suitably used for a projection display element that requires high light utilization efficiency.

次に、ECB効果による着色現象を原色以外のリタデーション値においても利用する方法について説明する。   Next, a method for using the coloring phenomenon due to the ECB effect even for retardation values other than primary colors will be described.

例えば、図5では、黄色副画素ではECB効果による着色現象によって緑と赤を表示させる例を説明したが、ECB効果による着色現象では図10に示すように各表示色の間において、連続的に色調を変化させることができている。つまり、上記説明で述べた原色表示以外にも使用可能な有彩色は多く存在しており、こうした表示色を用いることで上記説明におけるフルカラー表示のバリエーションを増やすことが可能となる。   For example, FIG. 5 illustrates an example in which green and red are displayed in the yellow sub-pixel by the coloring phenomenon due to the ECB effect. However, in the coloring phenomenon due to the ECB effect, as shown in FIG. The color tone can be changed. That is, there are many chromatic colors that can be used in addition to the primary color display described in the above description. By using such display colors, it is possible to increase the variation of the full color display in the above description.

以上述べた手法によって、高い光利用効率を維持したまま、フルカラーに相当するような非常に多くの色を表示すること(多色表示)が可能となる。   By the method described above, it is possible to display a very large number of colors corresponding to full color (multicolor display) while maintaining high light utilization efficiency.

また、本発明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, the following various liquid crystals are described. Applicable to 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.

本発明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。   In the present invention, in order to use the display color due to the retardation change, it is necessary to consider the color tone change due to the viewing angle. However, recent progress in LCD development is 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.

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。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。   In addition, the viewing angle characteristics of the STN mode are greatly improved due to the development of the retardation film. 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, the response speed described above can be greatly improved. Therefore, 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、少なくとも光軸の異なる2つのダイレクタ方向に傾斜するように制御することで、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。   In these vertical alignment modes, the surface is uneven (MVA), the electrode shape is devised (PVA), and the liquid crystal molecule tilt direction during voltage application is tilted in at least two director directions with different optical axes. By controlling to, wide viewing angle characteristics are realized. 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.

また上記と同様の電圧無印加時に垂直配向状態をとる配向モードとしてCPA(Continuous Pinwheel Alignment)モードが提案されている。(シャープ技報:第80号・2001年8月 p.11参照)   In addition, a CPA (Continuous Pinwheel Alignment) mode has been proposed as an alignment mode that takes a vertical alignment state when no voltage is applied, similar to the above. (See Sharp Technical Report: No. 80, August 2001, p. 11)

このモードも上記PVA方式と同様に、電極形状を工夫することによって電圧印加時の液晶分子の傾斜方向を制御する方式である。この方式では電圧印加時にはサブピクセル中心部から放射状に液晶分子が傾斜する配向状態となることで広視野角化を実現している。そして、このCPAモードについても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。   Similar to the PVA method, this mode is a method of controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules during voltage application by devising the electrode shape. In this method, when a voltage is applied, a wide viewing angle is realized by an alignment state in which liquid crystal molecules are inclined radially from the center of the subpixel. Since this CPA mode is also a mode in which the retardation amount is changed by the voltage, the configuration of the present invention can be applied.

なお、CPAモードにおいて、液晶の透過率を高めるためにカイラル材を添加した液晶材料を用いたリバースTN方式を用いることによって、複屈折性と旋光性を併用することが出来るために光利用効率が高くなる(上記文献参照)。このカイラル材添加についても、本発明の構成にて適用することが可能である。   Note that, in the CPA mode, by using the reverse TN method using a liquid crystal material to which a chiral material is added in order to increase the transmittance of the liquid crystal, the birefringence and the optical rotation can be used together. It becomes high (refer to the above-mentioned document). This addition of chiral material can also be applied in the configuration of the present invention.

ただし、本発明の構成において、反射型液晶であってかつ円偏光板を使用する場合にはCPAモードにおいてカイラル材を添加しなくとも良好な反射率を得ることが可能である。これについて以下に説明する。   However, in the configuration of the present invention, when a reflective liquid crystal is used and a circularly polarizing plate is used, it is possible to obtain a good reflectance without adding a chiral material in the CPA mode. This will be described below.

円偏光板、液晶層、反射板という3つの層が積層された構成を考えると、まず液晶層に複屈折がない場合、例えば液晶層が垂直配向状態になっている場合には、外部からの入射光は、まず円偏光板を通過し、偏光状態に変調を受けないまま反射し、その反射光は再び円偏光板を通過して外界に向かって光は進行する。ここで、光は円偏光板を2回通過することになるために、特に円偏光条件を満たす波長領域では光が外界に出てくることは無い。つまり電圧無印加状態において垂直配向であるCPAモードは上記構成においてノーマリブラック構成である。   Considering a configuration in which three layers of a circularly polarizing plate, a liquid crystal layer, and a reflector are laminated, first, when the liquid crystal layer has no birefringence, for example, when the liquid crystal layer is in a vertically aligned state, it is from the outside. The incident light first passes through the circularly polarizing plate and is reflected without being modulated in the polarization state, and the reflected light passes through the circularly polarizing plate again and proceeds toward the outside. Here, since the light passes through the circularly polarizing plate twice, the light does not come out to the outside especially in the wavelength region satisfying the circular polarization condition. In other words, the CPA mode that is vertically aligned in the state where no voltage is applied is a normally black configuration in the above configuration.

ここで、電圧を印加した場合には放射状に液晶分子が傾斜することから、方位角方向に対して全ての方向に傾斜することになる。前記文献のように透過型であって液晶層に直線偏光が入射される場合には、液晶の分子軸方向と偏光板の偏光方向とが一致するときに光利用効率の低下につながるが、液晶層に対して円偏光が入射されるような構成の場合には、液晶が傾斜する分子軸方向によらずに等しく偏光が変調される。   Here, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules tilt radially, and therefore tilt in all directions with respect to the azimuth angle direction. When the linearly polarized light is incident on the liquid crystal layer as in the above document, the light use efficiency is reduced when the molecular axis direction of the liquid crystal coincides with the polarization direction of the polarizing plate. In the case where the circularly polarized light is incident on the layer, the polarized light is modulated equally regardless of the molecular axis direction in which the liquid crystal is tilted.

以上の原理によって、本発明の構成において円偏光板を用いた反射型表示モードであってCPAモードを適用する場合には、上記文献に記載のようにカイラル材を添加してもよいし、必ずしもカイラル材を添加しなくてもよい。   Based on the above principle, when the CPA mode is applied in the reflective display mode using the circularly polarizing plate in the configuration of the present invention, a chiral material may be added as described in the above-mentioned document, It is not necessary to add a chiral material.

ところで、上記従来の技術の中で説明したが、半透過型液晶表示素子に使用される断面構成は透過部と反射部の光利用効率を両方とも最大化するために、透過部のセル厚を反射部のセル厚の2倍になるように層間絶縁膜を設ける構成となっており、これは公知となっている。そして、本液晶表示素子においても上記公知の構成を採用することは可能である。   By the way, as explained in the above prior art, the cross-sectional configuration used in the transflective liquid crystal display element has a cell thickness of the transmissive part in order to maximize the light use efficiency of both the transmissive part and the reflective part. An interlayer insulating film is provided so as to be twice the cell thickness of the reflection portion, which is publicly known. The above-described known configuration can be employed also in the present liquid crystal display element.

しかし一方、本液晶表示素子において、上記構成を実現しようとした場合、複屈折による着色を利用した表示原理に基づいているために、ツイステッドネマティック(TN)型液晶素子など、それを用いない液晶表示素子よりも厚いセル厚が必要となる。つまり前記層間絶縁膜の厚みが通常の半透過型液晶表示素子と比べて大きい構成が必要とされる。   On the other hand, in the present liquid crystal display element, when the above configuration is to be realized, the liquid crystal display does not use a twisted nematic (TN) type liquid crystal element or the like because it is based on a display principle using coloring by birefringence. A cell thickness thicker than the device is required. That is, a configuration is required in which the thickness of the interlayer insulating film is larger than that of a normal transflective liquid crystal display element.

そこで、反射モードの部分には既述した表示モード、透過モードの部分ではRGBのカラーフィルタを用い、液晶層は黒から白にかけて連続的に透過率を変化させるという、一般に用いられているマイクロカラーフィルタ方式を採用する。つまり反射モードはECB効果による着色を利用したフルカラーモード、透過モードは赤・緑・青ともにカラーフィルタによるカラー表示とすることで、光利用効率の高い半透過型液晶を実現することが可能となる。本液晶表示素子はもともとRGBの原色を透過するカラーフィルタを有しているので、半透過型としてこのような構成を採用しても大きなコストアップにつながることはない。   Therefore, the display mode described above is used for the reflection mode portion, and RGB color filters are used for the transmission mode portion, and the liquid crystal layer is a commonly used micro color that continuously changes the transmittance from black to white. A filter system is adopted. In other words, it is possible to realize a transflective liquid crystal with high light utilization efficiency by using the reflection mode as a full color mode using coloring by the ECB effect and the transmission mode as a color display using color filters for all of red, green and blue. . Since the present liquid crystal display element originally has a color filter that transmits RGB primary colors, even if such a configuration is adopted as a transflective type, it does not lead to a significant increase in cost.

なお、本実施の形態の液晶表示素子の駆動には、直接駆動方式、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス方式のいずれの方式も用いることが出来る。また用いる基板はガラスでもよいしプラスチックでもよい。透過型の場合には一対の基板両方とも光透過性のものが必要であるが、反射型の場合には反射層の支持基板として光を透過しないものを用いてもよい。また使用する基板として可撓性を有するものを用いても良い。   Note that any of a direct drive method, a simple matrix method, and an active matrix method can be used for driving the liquid crystal display element of this embodiment. The substrate used may be glass or plastic. In the case of the transmissive type, both of the pair of substrates need to be light transmissive, but in the case of the reflective type, a substrate that does not transmit light may be used as the support substrate of the reflective layer. Further, a flexible substrate may be used as the substrate to be used.

また反射型にする場合には、反射板として鏡面反射板を用い液晶層の外側に散乱板を設けるような、いわゆる前方散乱板方式や、反射面の形状を工夫して指向性を設けたいわゆる指向性反射板など、各種反射板を用いることが出来る。また本実施の形態では一例として垂直配向モードを例示したが、他にも平行配向モード、HAN型モード、OCBモードなど電圧印加によるリタデーション変化を利用するモードであればいずれのモードにも適用することが可能である。   In the case of a reflective type, a so-called forward scattering plate method in which a specular reflection plate is used as a reflection plate and a scattering plate is provided outside the liquid crystal layer, or a so-called directivity is provided by devising the shape of the reflection surface. Various reflectors such as a directional reflector can be used. In this embodiment, the vertical alignment mode is exemplified as an example. However, other modes such as a parallel alignment mode, a HAN type mode, an OCB mode, and the like that use a change in retardation by voltage application may be applied. Is possible.

また、本実施の形態では主として電圧無印加時に黒表示となるようなノーマリブラックの構成を例示して説明した。この構成は円偏光板および電圧無印加時に基板面内方向に複屈折を持たない表示層を積層することによって実現出来るのであるが、この構成において円偏光板を通常の直線偏光板などに置き換えることによって電圧無印加時に白色表示となるようなノーマリホワイトの構成にしてもよい。   Further, in the present embodiment, the description has been given by exemplifying the configuration of normally black that mainly displays black when no voltage is applied. This configuration can be realized by laminating a circularly polarizing plate and a display layer having no birefringence in the in-plane direction when no voltage is applied. In this configuration, the circularly polarizing plate is replaced with a normal linear polarizing plate. Therefore, a normally white configuration may be adopted in which white display is obtained when no voltage is applied.

あるいはこれらいずれかの構成に一軸性位相差板などを積層することによって、電圧無印加時に有彩色表示させるような構成にしてもよい。この場合は電圧を印加することによって積層した一軸性位相差板のリタデーション量をキャンセルする方向に液晶分子配列を変形させることで黒や白の表示を得ることができる。   Alternatively, a uniaxial retardation plate or the like may be laminated on any of these configurations to display a chromatic color when no voltage is applied. In this case, black or white display can be obtained by deforming the liquid crystal molecular arrangement in a direction to cancel the retardation amount of the laminated uniaxial retardation plate by applying a voltage.

また本発明は、ひとつの画素で明度変調と色相変調が実現可能な素子であれば適用可能であるため、STNモードなどのねじれ配向状態となっている液晶モードやゲストホストモード、選択反射モードなど、様々なモードを適用することが可能である。   In addition, the present invention can be applied to any element that can realize brightness modulation and hue modulation with one pixel, and therefore, a liquid crystal mode, a guest host mode, a selective reflection mode, and the like in a twisted alignment state such as an STN mode. Various modes can be applied.

ところで、これまでの説明においては、液晶のECB効果を中心に詳述してきた。しかしながら本発明の基本となる考え方は、一部の画素ではモノクロ表示モードにカラーフィルタを適用したカラー表示を行うとともに、他の画素では色相変化しうる表示モードを利用する点にある。したがって、上述のECB効果を用いた構成に限らず、上記のような表示が可能であれば、あらゆるカラー表示装置に適用することが可能となる。   By the way, in the explanation so far, the ECB effect of the liquid crystal has been described in detail. However, the basic idea of the present invention is that some pixels perform color display by applying a color filter to the monochrome display mode and other pixels use a display mode in which the hue can be changed. Therefore, the present invention is not limited to the configuration using the ECB effect described above, and can be applied to any color display device as long as the above display is possible.

その例として、
(1)機械的な変調によって干渉層の空隙距離を変化させるカラー表示装置、
(2)着色粒子を移動させることによって表示・非表示を切り替えるカラー表示装置、があり、以下、このようなカラー表示装置について説明する。
For example,
(1) A color display device that changes the air gap distance of the interference layer by mechanical modulation,
(2) There is a color display device that switches between display and non-display by moving colored particles. Hereinafter, such a color display device will be described.

(1)は例えばSID97Digest p.71に記載のような構成であって、基板との空隙の距離を変化させることによって干渉色の表示・非表示の切り替えを行っている。ここでは変形可能なアルミ薄膜が外部からの電圧制御によって基板に接近したり離れたりすることでオン・オフの切り替えを行っている。また、このときの発色原理は干渉を利用したものであるために、上述した液晶のECBを利用した干渉による発色とまったく同じ議論が成立する。   (1) is for example SID97Digest p. 71. The interference color is switched between display and non-display by changing the gap distance from the substrate. Here, the deformable aluminum thin film is switched on and off by approaching and leaving the substrate by voltage control from the outside. Further, since the coloring principle at this time uses interference, the same argument as the above-described coloring by interference using the ECB of the liquid crystal holds.

したがって、このようなカラー表示素子である空隙距離変調素子においても、電圧などの外部制御可能な変調手段によって光学的性質を変化させることができ、かつ素子がとりうる最大明度と最小明度との間を変調手段によって明度変化させることができる変調領域と、素子がとりうる複数の色相を変調手段によって変化させることができる変調領域とを有していることになる。   Therefore, even in the gap distance modulation element which is such a color display element, the optical properties can be changed by an externally controllable modulation means such as a voltage, and between the maximum brightness and the minimum brightness that the element can take. Is provided with a modulation area in which brightness can be changed by the modulation means, and a modulation area in which a plurality of hues that can be taken by the element can be changed by the modulation means.

そして、このような素子に対してその単位画素を複数の副画素に分割し、そのうち複数の副画素の少なくとも一つは、色相変化に基づく変調領域を用いたカラー表示を行う事ができる第1の副画素(群)と、カラーフィルタ層を有した第2の副画素(群)からなることによって、既述したカラー液晶素子と全く同様にして、高い光利用効率及び多色表示が可能なカラー表示素子が実現可能となる。   Then, the unit pixel is divided into a plurality of sub-pixels for such an element, and at least one of the plurality of sub-pixels can perform color display using a modulation region based on hue change. And the second sub-pixel (group) having a color filter layer enables high light utilization efficiency and multicolor display in exactly the same manner as the above-described color liquid crystal element. A color display element can be realized.

(2)は例えば、特開平11−202804号公報などに記載の粒子移動型表示素子が好適に利用される。この例は電気泳動特性を利用して、コレクト電極及び表示電極間での電圧印加によって透明な絶縁性液体中で着色帯電泳動粒子を基板面と水平に移動させることによって表示・非表示の切り替えを行うものである。   For (2), for example, a particle movement type display element described in JP-A-11-202804 is preferably used. This example uses electrophoretic properties to switch between display and non-display by moving colored charged electrophoretic particles horizontally with the substrate surface in a transparent insulating liquid by applying a voltage between the collect electrode and the display electrode. Is what you do.

またこれを応用し、2種類のカラー粒子を用いる構成としてもよい。つまり、観察者から見て互いにほぼ重畳する位置に配置される2つの表示電極と、2つのコレクト電極と、互いに異なる帯電極性および呈色を示し、少なくとも何れか一方が透光性である2種類の粒子とを備え、2種類の帯電粒子が全てコレクト電極に集合した状態、又は全て表示電極に配置された状態、又は何れか1方の粒子が表示電極に配置され他方の粒子がコレクト電極に集合した状態、又はこれらの中間状態、を形成可能な駆動手段とを含む単位セルとなるような構成にすることもできる。   Moreover, it is good also as a structure which applies this and uses two types of color particles. That is, two types of display electrodes and two collect electrodes arranged at positions substantially overlapping each other as viewed from the observer, two different charging polarities and colors, and at least one of which is translucent In a state where all of the two kinds of charged particles are gathered on the collect electrode, or in a state where all the two kinds of charged particles are arranged on the display electrode, or one of the particles is arranged on the display electrode and the other particle is on the collect electrode. A unit cell including a driving unit capable of forming an aggregated state or an intermediate state thereof may be used.

ここで、単位セル中における2種類の泳動粒子色の組み合わせが例えば青と赤である構成を考える。この場合において白表示とする場合には、2種類とも粒子全てがコレクト電極に集合した状態となるよう駆動し、表示電極が全て露出した状態とすればよい。また赤もしくは青の単色表示の場合には、単位セルにおいて所望の単色粒子のみを表示電極に配置することによって単色を表示すればよい。   Here, consider a configuration in which the combination of two types of electrophoretic particle colors in a unit cell is, for example, blue and red. In this case, when white display is performed, the two types of particles may be driven so as to be in a state where all of the particles are gathered on the collect electrode, and the display electrode may be exposed. In the case of monochromatic display of red or blue, the monochromatic color may be displayed by disposing only desired monochromatic particles on the display electrode in the unit cell.

例えば青表示の場合は、青粒子を表示電極に配置し光吸収層を形成し、赤の粒子をコレクタ電極に集めればよい。一方黒表示の場合は、全ての粒子を表示電極に配置し光吸収層を形成することによって、第1電極、第2電極に形成された赤粒子、青粒子のそれぞれの吸収層を通過するため減法混色によって黒色となる。中間調表示の場合は、黒表示時の一部分の粒子だけを表示電極に配置すればよい。これによって、単位セルは赤・青の有彩色間での色相の変調、および白・黒・中間調の表示による明度の変調を行うことができる。   For example, in the case of blue display, blue particles may be arranged on the display electrode to form a light absorption layer, and red particles may be collected on the collector electrode. On the other hand, in the case of black display, by arranging all the particles on the display electrode and forming a light absorption layer, the particles pass through the absorption layers of the red particles and the blue particles formed on the first electrode and the second electrode, respectively. It becomes black by subtractive color mixture. In the case of halftone display, only a part of the particles during black display need be arranged on the display electrode. As a result, the unit cell can perform hue modulation between chromatic colors of red and blue, and lightness modulation by displaying white, black, and halftone.

このように、変調手段によって明度を変化させる明度変化範囲と、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一方、単位画素を副画素に分割すると共に、画素を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(群)と、カラーフィルタ層が配設された第2の副画素(群)とによって構成することにより、既述したカラー液晶素子と全く同様にして、高い光利用効率及び多色表示が可能なカラー表示素子が実現可能となる。   Thus, while using a medium having a brightness change range in which the brightness is changed by the modulation means and a hue change range in which the hue is changed by the modulation means, the unit pixel is divided into sub-pixels, and the pixel is based on the hue change. The first sub-pixel (group) that performs color display using the modulation region and the second sub-pixel (group) provided with the color filter layer are completely different from the color liquid crystal element described above. Similarly, a color display element capable of high light utilization efficiency and multicolor display can be realized.

(実施例)
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

なお、本実施例においては、共通の素子構造として下記のものを用いる。   In this embodiment, the following is used as a common element structure.

液晶層は、基本的な構成は、垂直配向処理を施した2枚のガラス基板の間に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)を充填して形成する。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。   The basic structure of the liquid crystal layer is a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε as a liquid crystal material between two glass substrates subjected to vertical alignment treatment (Merck, model name MLC-6608). To form. At this time, the cell thickness is changed so as to optimize the retardation according to the embodiment.

用いる基板構造として、一方の基板にTFTが配置されたアクティブマトリクス基板を用い、もう一方の基板にはカラーフィルタが配置された基板を用いている。このときの画素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ものとする。なお、カラーフィルタの厚みは特に指定のない限りは1ミクロンとする。   As a substrate structure to be used, an active matrix substrate in which TFTs are arranged on one substrate is used, and a substrate in which color filters are arranged is used as the other substrate. The pixel shape and color filter configuration at this time are changed according to the embodiment. The thickness of the color filter is 1 micron unless otherwise specified.

また、TFT側の画素電極にはアルミ電極を用い、反射型の構成とする。なおこのとき実施例に応じてTFT側の画素電極にITO電極を用いた透過型の画素を併用した半透過型の構成も用意する。   In addition, an aluminum electrode is used for the pixel electrode on the TFT side, and a reflection type structure is adopted. At this time, a transflective structure is also prepared in which a transmissive pixel using an ITO electrode is used as a pixel electrode on the TFT side 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位相補償板として広帯域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)が配置されている。これにより反射型での表示の際に電圧無印加時には暗状態となり、電圧印加時には明状態となるようなノーマリブラック構成となる。   In addition, a broadband λ / 4 plate (a phase compensation plate that can substantially satisfy a ¼ wavelength condition in the visible light region) is disposed between the upper substrate (color filter substrate) and the polarizing plate as a phase compensation plate. . As a result, in a reflective display, a normally black configuration is obtained in which a dark state is obtained when no voltage is applied and a bright state is obtained when a voltage is applied.

(比較例)
なお、比較のため対角12インチ、画素数600×800のECB型アクティブマトリクス液晶表示パネル(液晶表示素子)を用いる。この画素ピッチは約300μmであり、各画素は3分割され、それぞれに赤、緑、青のカラーフィルタが配置されている。また、液晶層は、±5V電圧印加時の反射分光特性の中心波長が550nm及びリタデーション量が138nmとなるよう、厚さを3ミクロンに調整される。
(Comparative example)
For comparison, an ECB type active matrix liquid crystal display panel (liquid crystal display element) having a diagonal size of 12 inches and a pixel number of 600 × 800 is used. This pixel pitch is about 300 μm, each pixel is divided into three, and red, green, and blue color filters are respectively arranged. The thickness of the liquid crystal layer is adjusted to 3 microns so that the center wavelength of reflection spectral characteristics when a ± 5 V voltage is applied is 550 nm and the retardation amount is 138 nm.

このときのセル構造は、図9に示すように、透明電極4,6の表面に垂直配向膜(不図示)を塗布し、電圧印加時の液晶分子の傾斜方向が偏光板1の吸収軸に対して45度となるように、垂直配向膜には基板法線から1度程度のプレチルト角をその方向に付与させる。上下の基板3,7を張り合わせてセルを作り、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)を注入すると、電圧を印加しないときは液晶5が基板表面に垂直に配向する。なお、同図において、2は位相補償フィルムである。   As shown in FIG. 9, the cell structure at this time is such that a vertical alignment film (not shown) is applied on the surface of the transparent electrodes 4 and 6, and the tilt direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied is the absorption axis of the polarizing plate 1. On the other hand, a pretilt angle of about 1 degree from the substrate normal is given to the vertical alignment film in that direction so as to be 45 degrees. A cell is formed by laminating upper and lower substrates 3 and 7, and when a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε is injected as a liquid crystal material (MLC, model name: MLC-6608), liquid crystal is used when no voltage is applied. 5 is oriented perpendicular to the substrate surface. In the figure, reference numeral 2 denotes a phase compensation film.

このような液晶表示素子について、電圧を様々に変化させることによって画像を表示すると、RGBそれぞれの副画素について印加電圧に応じた連続階調色が得られ、それによってフルカラー表示可能となる。しかし、このような構成の場合、反射率は、16%と低いものとなる。   When an image is displayed on such a liquid crystal display element by varying the voltage, continuous tone colors corresponding to the applied voltage can be obtained for each of the RGB sub-pixels, thereby enabling full color display. However, in such a configuration, the reflectance is as low as 16%.

(実施例1)
本実施例1においては、アクティブマトリクス基板として対角12インチ、画素数600×800のアクティブマトリクス基板を用いる。また、各画素は6つの副画素に分割され、カラーフィルタは赤(R)、緑(G)、青(B)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の6種類を用い、6回のフォトリソグラフィープロセスを繰り返すことによって6色のカラーフィルタが形成される。
(Example 1)
In the first embodiment, an active matrix substrate having a diagonal size of 12 inches and a pixel number of 600 × 800 is used as the active matrix substrate. Each pixel is divided into six sub-pixels, and six types of color filters are used: red (R), green (G), blue (B), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). 6 color filters are formed by repeating the photolithography process six times.

液晶層の厚みは10ミクロンに調整することによって、リタデーションによって三原色表示が出来るようになる。例えば、2.82Vにて赤表示、3.15Vにて青表示、6.2Vにて緑表示である。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画像を表示させることができる。0Vから2.5Vまでは連続的に明度変調できる領域である。   By adjusting the thickness of the liquid crystal layer to 10 microns, the three primary colors can be displayed by retardation. For example, red is displayed at 2.82V, blue is displayed at 3.15V, and green is displayed at 6.2V. With such a liquid crystal display element, an image can be displayed by changing the voltage. The range from 0V to 2.5V can be continuously modulated in brightness.

全ての画素に対して2.5Vを印加すると、白色表示が得られる。このときの反射率は約25%となり、比較例に対して優位であることがわかる。また2.5V以下の電圧を全ての画素に対して印加することによって、モノクロの連続階調表示を得ることができる。   When 2.5 V is applied to all the pixels, a white display is obtained. The reflectance at this time is about 25%, which shows that it is superior to the comparative example. In addition, a monochrome continuous tone display can be obtained by applying a voltage of 2.5 V or less to all the pixels.

次いで赤色の表示状態について述べる。赤色はR画素に印加する電圧値を0Vから2.5Vまで変化させることによって連続的な階調量を得ることができる。また、Y画素あるいはM画素に対して2.82Vを印加することによっても赤色表示を得ることができる。あるいはY画素に3.0Vを印加して、液晶層としてはマゼンタ表示になるよう設定しても黄色カラーフィルタとの減法混色効果によって赤色表示を得ることもできる。   Next, the red display state will be described. For red, a continuous gradation amount can be obtained by changing the voltage value applied to the R pixel from 0V to 2.5V. A red display can also be obtained by applying 2.82 V to the Y pixel or the M pixel. Alternatively, even if 3.0 V is applied to the Y pixel and the liquid crystal layer is set to display magenta, a red display can be obtained by the subtractive color mixing effect with the yellow color filter.

ここで、既述したように、YおよびM画素ともに赤表示として、R画素を最大輝度と設定することによって、赤色の最大輝度状態を得ることができる。最大輝度を1としたとき、0〜1/3までの輝度変調は、Y/Mともに黒表示として、R画素を任意に変調させる。また、1/3〜2/3の範囲の輝度変調はYもしくはM画素を赤表示とし、R画素を任意に変調させる。さらに、2/3〜1の範囲の輝度変調はY/M画素をともに赤表示とし、R画素を任意に変調させる。これによって赤色の連続階調色を得ることができる。なお他の表示色についても同様にして表示させることによって、本素子を用いて連続階調表示を得ることが可能となる。   Here, as described above, the maximum luminance state of red can be obtained by setting both the Y and M pixels to display red and setting the R pixel to the maximum luminance. When the maximum luminance is set to 1, luminance modulation from 0 to 1/3 is performed by arbitrarily modulating the R pixel by displaying black in both Y / M. Further, in the luminance modulation in the range of 1/3 to 2/3, the Y or M pixel is displayed in red and the R pixel is arbitrarily modulated. Further, in the luminance modulation in the range of 2/3 to 1, both Y / M pixels are displayed in red and the R pixel is arbitrarily modulated. As a result, a red continuous tone color can be obtained. In addition, by displaying other display colors in the same manner, it is possible to obtain continuous tone display using this element.

(実施例2)
本実施例においては、アクティブマトリクス基板として、上記比較例と同じ対角12インチ、画素数600×800のアクティブマトリクス基板を用いる。また、各画素は6つの副画素に分割され、表示画素として赤表示用画素をP、同じく緑、青、イエロー、マゼンタ、シアン画素をそれぞれP、P、P、P、P、とする。ここで、実施例1では、それぞれ異なるカラーフィルタ材料を用いて合計6回のフォトプロセスによってカラーフィルタを得たが、本実施例では、このカラーフィルタを、以下のようにYMCの三種類のプロセスのみによって構成する。
(Example 2)
In this embodiment, an active matrix substrate having the same 12 inch diagonal and 600 × 800 pixels as the above comparative example is used as the active matrix substrate. Each pixel is divided into six sub-pixels. As a display pixel, a red display pixel is P R , and similarly, green, blue, yellow, magenta, and cyan pixels are P G , P B , P Y , P M , P Let C be. Here, in Example 1, a color filter was obtained by a total of six photo processes using different color filter materials, but in this example, this color filter was obtained by the following three processes of YMC. Consists only of.

まず、P画素、P画素、P画素に対してイエローカラーフィルタを形成する。次に、P画素、P画素、P画素に対してマゼンタカラーフィルタを形成する。ここで、P画素上には既にイエローカラーフィルタが形成されているので、YとMが積層するようにカラーフィルタが形成される。次に、P画素、P画素、P画素に対してシアンカラーフィルタを形成する。なお、P画素、P画素、にはそれぞれイエローカラーフィルタとマゼンタカラーフィルタとが形成されているので、それらに対して積層するようにシアンカラーフィルタを形成する。最後に必要に応じて平坦化処理を施す。 First, a yellow color filter to P R pixel, P Y pixel, P G pixel. Then, a magenta color filter P M pixel, P B pixel, with respect to P R pixel. Here, since it is already a yellow color filter is formed on the P R pixel, the color filter is formed so as Y and M are stacked. Next, a cyan color filter P G pixel, P B pixel, with respect to P C pixels. Incidentally, P G pixel, P B pixel, since the yellow color filters and magenta color filters respectively formed in the form a cyan color filter so as to stack against them. Finally, a flattening process is performed as necessary.

こうすることで、P画素、P画素、P画素、P画素、P画素、P画素にそれぞれ赤・緑・青・イエロー・マゼンタ・シアン色を透過させるカラーフィルタを形成させることが可能となる。実際の駆動は実施例1と同様に行うことによって、フルカラー表示を行うことが可能となる。 In this way, to form a color filter that transmits P R pixel, P G pixel, P B pixel, P Y pixel, P M pixels, each red, green, blue, yellow, magenta and cyan to P C pixel It becomes possible. By performing actual driving in the same manner as in the first embodiment, full color display can be performed.

(実施例3)
本実施例においては、アクティブマトリクス基板として対角12インチ、画素数600×800のアクティブマトリクス基板を用いる。また、各画素は4つの副画素に分割され、カラーフィルタは赤(R)、緑(G)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4種類用い、4回のフォトリソグラフィープロセスを繰り返すことによって4色のカラーフィルタを形成する。
(Example 3)
In this embodiment, an active matrix substrate having a diagonal size of 12 inches and a pixel number of 600 × 800 is used as the active matrix substrate. In addition, each pixel is divided into four sub-pixels, and four types of color filters, red (R), green (G), magenta (M), and cyan (C), are used, and the photolithography process is repeated four times. Four color filters are formed.

また、液晶層の厚みを10ミクロンに調整することによって、リタデーションによって三原色表示が出来るようになる。例えば、2.82Vにて赤表示、3.15Vにて青表示、6.2Vにて緑表示である。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画像を表示させることができる。なお、0Vから2.5Vまでは連続的に明度変調できる領域である。   Further, by adjusting the thickness of the liquid crystal layer to 10 microns, the three primary colors can be displayed by retardation. For example, red is displayed at 2.82V, blue is displayed at 3.15V, and green is displayed at 6.2V. With such a liquid crystal display element, an image can be displayed by changing the voltage. The range from 0 V to 2.5 V is a region where the brightness can be continuously modulated.

例えば、赤の連続階調は、最大輝度を1としたとき、0〜1/2まではG、M、C副画素を黒表示とし、R画素での連続階調表示を行う。また、1/2から1まではM副画素にて赤色表示することで1/2の輝度を得て、R副画素での連続階調表示を行う。なお、このときG、C副画素は黒表示とする。   For example, in the case of red continuous gradation, when the maximum luminance is 1, from 0 to 1/2, the G, M, and C subpixels are displayed in black, and continuous gradation display is performed with R pixels. Further, from 1/2 to 1, a red luminance is displayed by the M subpixel to obtain a luminance of 1/2, and a continuous gradation display is performed by the R subpixel. At this time, the G and C subpixels are displayed in black.

また、緑の連続階調は、最大輝度を1としたとき、0〜1/2まではR、M、C副画素を黒表示とし、G画素での連続階調表示を行う。また、1/2から1まではC副画素にて緑色を表示することで1/2の輝度を得て、G副画素での連続階調表示を行う。なお、このときR、C副画素は黒表示とする。   In the green continuous tone, when the maximum luminance is 1, the R, M, and C subpixels are displayed in black from 0 to 1/2, and the continuous tone display is performed with G pixels. From 1/2 to 1, green is displayed by the C subpixel to obtain 1/2 luminance, and continuous gradation display is performed by the G subpixel. At this time, the R and C subpixels are displayed in black.

また、青の階調表示は、最大輝度を1としたとき、1/2はMまたはC副画素を青表示とすることで得られる。他の画素は黒である。最大輝度1はMおよびC画素を同時に青表示とすることで得られる。なお、このときR他の画素は黒である。これによって青表示は3階調を得ることができる。   Further, the blue gradation display can be obtained by setting the M or C subpixel to blue display when the maximum luminance is 1. The other pixels are black. Maximum luminance 1 can be obtained by simultaneously displaying M and C pixels in blue. At this time, R and other pixels are black. Thereby, the blue display can obtain three gradations.

なお、本実施例において、これらによってフルカラー表示は出来ず、特に青の階調表示能は不足しているが、人の視感度特性から、視認上でフルカラーに近い表示状態を得ることが可能となる。   In this embodiment, full-color display is not possible with these, and in particular, blue gradation display capability is insufficient, but it is possible to obtain a display state close to full color in view of human visibility characteristics. Become.

(実施例4)
前記実施例3に用いる基板を12インチから3.5インチの基板へと変更し、同様の表示を行うと、視認上粒状感はほとんど観測されず、ほぼフルカラーといってよい表示を得ることが可能となる。
Example 4
When the substrate used in Example 3 is changed from a 12-inch substrate to a 3.5-inch substrate and the same display is performed, almost no graininess is visually observed, and a display that can be said to be almost full color can be obtained. It becomes possible.

(実施例5)
前記実施例1に用いる画素のうち、RGBの副画素をそれぞれ2分割し、一方を実施例1と同様の反射基板、残る一方をITO電極を用いることによって、半透過型液晶表示素子が得られる。
(Example 5)
Of the pixels used in the first embodiment, each of the RGB sub-pixels is divided into two parts, one using a reflective substrate similar to that in the first embodiment and the other using an ITO electrode, thereby obtaining a transflective liquid crystal display element. .

本実施例の構成における反射部のセル厚は、実施例1と同様に10ミクロンである。一方、透過モードにおいて必要なリタデーション量を実現できるセル厚は5ミクロンである。つまり、本実施例では通常の半透過型表示素子と異なり、反射モードのほうが厚く設定される。   The cell thickness of the reflecting portion in the configuration of this example is 10 microns as in the first example. On the other hand, the cell thickness capable of realizing the necessary retardation amount in the transmission mode is 5 microns. That is, in this embodiment, unlike the normal transflective display element, the reflection mode is set thicker.

反射部は実施例1と同様に駆動することによってフルカラー表示可能である。一方透過部に関して、偏光板をクロスニコルに設定しておけば電圧無印加時に黒表示されるノーマリブラックモードとなる。したがって、透過部・反射部ともに10ミクロンに設定しても良い。もちろんマルチギャップ構成としても良い。いずれの場合でも、透過部反射部ともに高いコントラストを確保した上でフルカラー表示を行うことが可能となる。   The reflective portion can be displayed in full color by being driven in the same manner as in the first embodiment. On the other hand, if the polarizing plate is set to crossed Nicols with respect to the transmitting portion, a normally black mode is displayed in which black is displayed when no voltage is applied. Therefore, both the transmission part and the reflection part may be set to 10 microns. Of course, a multi-gap configuration may be used. In either case, it is possible to perform full color display while ensuring high contrast in both the transmissive part and the reflective part.

(実施例6)
実施例5に用いるカラーフィルタについて、透過部のRGBカラーフィルタの厚みを1ミクロンから3ミクロンへと変更し、液晶素子を作製すると、透過部の3原色の色純度を高めることが可能となる。このとき平坦化度を適宜調整することによって、透過部のセル厚を薄めに設定することが可能となる。つまり、透過部のカラーフィルタを厚くすることによって、高い色純度と薄いセル厚を同時に実現できるので、透過部の応答速度向上に寄与することが可能となる。
(Example 6)
Regarding the color filter used in Example 5, when the thickness of the RGB color filter in the transmissive part is changed from 1 micron to 3 microns to produce a liquid crystal element, the color purity of the three primary colors in the transmissive part can be increased. At this time, it is possible to set the cell thickness of the transmission portion to be thin by appropriately adjusting the flatness. That is, by increasing the color filter of the transmissive part, high color purity and a thin cell thickness can be realized at the same time, which can contribute to improving the response speed of the transmissive part.

(実施例7)
実施例1に用いるカラーフィルタについて、3つの副画素にRGBカラーフィルタを配設し、他の3副画素のうちのいずれか、もしくは全てカラーフィルタを用いない構成とすることによっても明るいカラー表示を得ることができる。
(Example 7)
With respect to the color filter used in the first embodiment, an RGB color filter is disposed in three sub-pixels, and a bright color display can be obtained by adopting a configuration in which any or all of the other three sub-pixels are not used. Can be obtained.

例えば、実施例1におけるMカラーフィルタを除き、RGBYCのカラーフィルタを有する5つの副画素と、カラーフィルタを有さない1つの副画素とからなる素子を用いる場合を考える。   For example, let us consider a case in which an element including five subpixels having RGBYC color filters and one subpixel not having a color filter is used except for the M color filter in the first embodiment.

この場合、カラーフィルタを有さない副画素でもECB効果による着色現象によって、0Vにて黒表示、2.82Vにて赤表示、3.0Vにてマゼンタ表示、3.15Vにて青表示を得ることが可能となる。つまり、カラーフィルタを有する副画素と同様の表示状態を得ることができるので、本構成においてもフルカラー表示は可能となる。   In this case, a sub-pixel having no color filter obtains black display at 0 V, red display at 2.82 V, magenta display at 3.0 V, and blue display at 3.15 V due to the coloring phenomenon due to the ECB effect. It becomes possible. That is, a display state similar to that of a sub-pixel having a color filter can be obtained, and thus full-color display is possible even with this configuration.

同様の考え方で、YやCのカラーフィルタがなくてもECB効果による着色現象によってカラー表示が出来るので、実施例1からカラーフィルタを減らすことが可能となる。   In the same way, color display can be performed by the coloring phenomenon due to the ECB effect without the Y and C color filters, so that the number of color filters can be reduced from the first embodiment.

これにより、カラーフィルタ形成プロセスの負荷が軽減されるとともに、明るい表示を得ることが可能となる。   As a result, the load of the color filter forming process is reduced and a bright display can be obtained.

(実施例8)
本実施例においては、各画素は6つの副画素に分割され、それぞれの画素は赤・緑・青・マゼンタ色のカラーフィルタが設けられている。またマゼンタ画素は3つに分割されている。赤表示用画素をP、同じく緑、青、マゼンタ画素をそれぞれP、P、PM1、PM2、PM3とする。それぞれの画素の面積比は、P:P:P:PM1:PM2:PM3=1:8:1:1:2:4である。本実施例では、このカラーフィルタを、以下のようにYMCの三種類のプロセスのみによって構成する。
(Example 8)
In this embodiment, each pixel is divided into six sub-pixels, and each pixel is provided with red, green, blue, and magenta color filters. The magenta pixel is divided into three. The red display pixel is P R , and the green, blue, and magenta pixels are P G , P B , P M1 , P M2 , and P M3 , respectively. The area ratio of each pixel is P R : P G : P B : P M1 : P M2 : P M3 = 1: 8: 1: 1: 2: 4. In this embodiment, this color filter is configured by only three types of processes of YMC as follows.

まず、P、P画素に対してシアンカラーフィルタを形成する。次に、P画素、P画素、P画素に対してマゼンタカラーフィルタを形成する。ここで、P画素上には既にシアンカラーフィルタが形成されているので、CとMが積層するようにカラーフィルタが形成される。次に、P画素、P画素に対してイエローカラーフィルタを形成する。なお、P画素、P画素、にはそれぞれシアンカラーフィルタとマゼンタカラーフィルタとが形成されているので、それらに対して積層するようにイエローカラーフィルタを形成する。最後に必要に応じて平坦化処理を施す。 First, P B, to form a cyan color filter to P G pixels. Then, a magenta color filter P M pixel, P B pixel, with respect to P R pixel. Since already the cyan color filter on P B pixels are formed, a color filter is formed to C and M are stacked. Next, a yellow color filter P G pixel, relative to P R pixel. Incidentally, P G pixel, P R pixel, since it is the cyan color filter and magenta color filters respectively formed in the form a yellow color filter so that stacked against them. Finally, a flattening process is performed as necessary.

こうすることで、3回のフォトプロセスによってP画素、P画素、P画素、P画素にそれぞれ赤・緑・青・マゼンタ色を透過させるカラーフィルタを形成させることが可能となる。実際の駆動は、WO2004/042687に記載の方法を用いて駆動を行うことによって、フルカラー表示を行うことが可能となる。 In this way, P R pixel, it is possible to form P G pixel, P B pixel, a color filter for each transmitting red, green, blue and magenta to P M pixels by three photo process. The actual drive can be performed using the method described in WO2004 / 042687, and full color display can be performed.

また前記平坦化処理を施すことによって配向状態の均一化にとって有利な、平坦な基板構成とすることができる。   Further, by performing the planarization treatment, it is possible to obtain a flat substrate structure that is advantageous for uniforming the alignment state.

あるいは平坦化処理を施さない場合には、マゼンタ画素はカラーフィルタ層が1層しかなく、他の赤・緑・青画素は2層からなるために、マゼンタ画素のカラーフィルタだけが薄い膜厚となる。これを用いた液晶素子では、液晶層の厚さはマゼンタが最も厚くなる。こうすることで、リタデーション量が最も多く必要なマゼンタ画素のセル厚を厚く設定することが可能となる。また、わずかにカラーフィルタごとに段差を残した平坦化処理を行うことによっても、同様の効果を得ることができる。   Alternatively, when the flattening process is not performed, the magenta pixel has only one color filter layer and the other red, green, and blue pixels have two layers, so that only the magenta pixel color filter has a thin film thickness. Become. In the liquid crystal element using this, the thickness of the liquid crystal layer is the thickest in magenta. By doing this, it becomes possible to set the cell thickness of the magenta pixel that requires the largest amount of retardation to be thick. The same effect can also be obtained by performing a flattening process that leaves a step slightly for each color filter.

(実施例9)
本実施例においては、各画素は9つの副画素に分割され、それぞれの画素は赤・緑・青・マゼンタ色のカラーフィルタが設けられている。またマゼンタ画素は3つに分割されている。赤・緑・青はそれぞれ二つずつに分割されており、一方は透過型表示ができるように上下の電極両方ともITOが用いられ、残る一方は反射型表示ができるように一方の電極は反射電極が用いられている。
Example 9
In this embodiment, each pixel is divided into nine sub-pixels, and each pixel is provided with a color filter of red, green, blue, and magenta. The magenta pixel is divided into three. Red, green, and blue are each divided into two parts, one of which uses ITO for the upper and lower electrodes so that transmissive display is possible, and the other one is reflective so that reflective display is possible An electrode is used.

このときマゼンタ画素をPM1、PM2、PM3とする。また、透過型表示画素における赤表示用画素をPR_T、同じく緑、青、をそれぞれPG_T、PB_Tとし、反射型表示画素における赤表示用画素をPR_R、同じく緑、青、をそれぞれPG_R、PB_Rとする。このときそれぞれの画素の面積比は、PR_T:PG_T:PB_T:PR_R:PG_R:PB_R:PM1:PM2:PM3=1:1:1:1:8:1:1:2:4である。ここで、4種類のカラー表示を行うために、それぞれ異なるカラーフィルタ材料を用いて合計4回のフォトプロセスによってカラーフィルタを得ることが可能であるが、本実施例では、このカラーフィルタを、以下のようにYMCの三種類のプロセスのみによって構成する。 At this time, the magenta pixels are set to P M1 , P M2 , and P M3 . In addition, the red display pixel in the transmissive display pixel is P R_T , and green and blue are P G_T and P B_T , respectively. The red display pixel in the reflective display pixel is P R_R , and green and blue are P and P, respectively. Let G_R and PB_R . Area ratio of each pixel at this time, P R_T: P G_T: P B_T: P R_R: P G_R: P B_R: P M1: P M2: P M3 = 1: 1: 1: 1: 8: 1: 1 : 2: 4. Here, in order to perform four types of color display, it is possible to obtain a color filter by a total of four photo processes using different color filter materials. In this embodiment, this color filter is As shown in the figure, it is constituted by only three types of processes of YMC.

まず、PB_T、PB_R、PG_T、PG_R画素に対してシアンカラーフィルタを形成する。次に、P画素、PB_T、PB_R画素、PR_T、PR_R画素に対してマゼンタカラーフィルタを形成する。ここで、PB_T、PB_R画素上には既にシアンカラーフィルタが形成されているので、CとMが積層するようにカラーフィルタが形成される。次に、PG_T、PG_R画素、PR_T、PR_R画素に対してイエローカラーフィルタを形成する。なお、PG_T、PG_R画素、PR_T、PR_R画素、にはそれぞれシアンカラーフィルタとマゼンタカラーフィルタとが形成されているので、それらに対して積層するようにイエローカラーフィルタを形成する。最後に必要に応じて平坦化処理を施す。 First, a cyan color filter is formed for P B_T , P B_R , P G_T , and P G_R pixels. Then, P M pixel, P B_T, P B_R pixel, P R_T, to form a magenta color filter to P r_r pixels. Here, since the cyan color filter is already formed on the P B_T and P B_R pixels, the color filter is formed so that C and M are stacked. Next, yellow color filters are formed on the P G_T , P G_R pixels, P R_T , and P R_R pixels. Incidentally, P G_T, P G_r pixel, P R_T, since P r_r pixel, respectively a cyan color filter and magenta color filters in is formed to form a yellow color filter so that stacked against them. Finally, a flattening process is performed as necessary.

こうすることで、3回のフォトプロセスによってPR_T、PR_R画素、PG_T、PG_R画素、PB_T、PB_R画素、P画素にそれぞれ赤・緑・青・マゼンタ色を透過させるカラーフィルタを形成させることが可能となる。実際の駆動は、WO2004/042687に記載の方法を用いて駆動を行うことによって、フルカラー表示を行うことが可能となる。またバックライトを設けることによって、半透過型表示を行うことができる。 In this way, three P R_T by a photo process, a color filter that transmits P r_r pixel, P G_T, P G_r pixel, P B_T, P B_R pixels, each red, green, blue and magenta to P M pixel Can be formed. The actual drive can be performed using the method described in WO2004 / 042687, and full color display can be performed. Further, by providing a backlight, transflective display can be performed.

また前記平坦化処理を施すことによって配向状態の均一化にとって有利な、平坦な基板構成とすることができる。   Further, by performing the planarization treatment, it is possible to obtain a flat substrate structure that is advantageous for uniforming the alignment state.

以上述べたように、本実施例によって明るい反射型液晶表示素子や半透過型液晶表示素子が実現可能となる。なお、本実施例中では直視型の反射型液晶表示素子および直視型の半透過型液晶表示素子を中心に述べたが、直視型の透過型液晶表示素子や投射型の液晶表示素子、拡大光学系を用いたビューファインダなどの液晶表示素子に応用することができる。   As described above, a bright reflective liquid crystal display element and a transflective liquid crystal display element can be realized by this embodiment. In this embodiment, the direct-view type reflective liquid crystal display element and the direct-view type transflective liquid crystal display element have been mainly described. The present invention can be applied to a liquid crystal display element such as a viewfinder using the system.

さらに本実施例では駆動基板としてTFTを用いているが、その替わりにMIMを用いたり、半導体基板上に形成したスイッチング素子を用いるといった基板構成の変更や、単純マトリクス駆動やプラズマアドレッシング駆動にしたりといった駆動方法の変形は自明になしえる。   Further, in this embodiment, a TFT is used as a drive substrate. Instead, a MIM is used, a substrate configuration is changed such as using a switching element formed on a semiconductor substrate, a simple matrix drive or a plasma addressing drive is used. Variations in the driving method can be made obvious.

また本実施例では垂直配向モードを中心に述べたが、既述したように平行配向モード、HAN型モード、OCBモードなど、電圧印加によるリタデーション変化を利用するモードであればいずれのモードにも適用することが可能である。またSTNモードなどのねじれ配向状態となっている液晶モードにも適用することが可能である。   In this embodiment, the vertical alignment mode is mainly described. However, as described above, the mode is applicable to any mode as long as it uses a retardation change by voltage application, such as a parallel alignment mode, a HAN type mode, and an OCB mode. Is possible. It can also be applied to a liquid crystal mode in a twisted alignment state such as STN mode.

さらに、ECB効果を有する液晶表示素子の替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カラー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。また、カラー表示装置として、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 color display element that changes the air gap as the medium of the interference layer by mechanical modulation is used instead of the liquid crystal display element having the ECB effect, the same effect as in this embodiment can be obtained. It is done. Further, even when a particle movement display element that moves a plurality of particles, which are media based on the configuration described in the embodiment, by applying a voltage, is used as the color display device, the same effect as in this embodiment can be obtained.

本発明を実施するための最良の形態に係るカラー表示装置に用いられるカラー表示素子(液晶表示素子)の1画素の構造を示す図。The figure which shows the structure of 1 pixel of the color display element (liquid crystal display element) used for the color display apparatus concerning the best form for implementing this invention. RGB色立体を表す図。The figure showing a RGB color solid. 上記RGB色立体において、YMCカラーフィルタによって得られる表示範囲を説明する図。The figure explaining the display range obtained by a YMC color filter in the said RGB color solid. 上記RGB色立体において、上記カラー表示素子が黄色副画素にて表示可能な範囲を表す図。The figure showing the range which the said color display element can display with a yellow subpixel in the said RGB color solid. 上記RGB色立体において、上記カラー表示素子が黄色副画素とRGB副画素との組み合わせにて表示可能な範囲を表す図。The figure showing the range which the said color display element can display by the combination of a yellow subpixel and a RGB subpixel in the said RGB color solid. 上記RGB色立体において、上記カラー表示素子がYMC副画素にて表示できる格子点を表す図。The figure showing the lattice point which the said color display element can display in a YMC subpixel in the said RGB color solid. 上記カラー表示素子がYMCカラーフィルタによって三原色を実現させることを説明する図。The figure explaining that the said color display element implement | achieves three primary colors by a YMC color filter. 上記カラー表示素子のカラーフィルタの構成の一例を表す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a color filter of the color display element. 上記液晶表示素子の比較例に係る液晶表示素子の構成を説明する図。FIG. 5 illustrates a structure of a liquid crystal display element according to a comparative example of the liquid crystal display element. リタデーション量が変化したときの色度図上の変化を表す図。The figure showing the change on a chromaticity diagram when the amount of retardation changes.

符号の説明Explanation of symbols

1 偏光板
2 位相補償フィルム
3 ガラス
4 透明電極
5 液晶
6 透明電極
7 反射板
20 画素
21〜23 第2の副画素
24〜26 第1の副画素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polarizing plate 2 Phase compensation film 3 Glass 4 Transparent electrode 5 Liquid crystal 6 Transparent electrode 7 Reflector 20 Pixel 21-23 Second subpixel 24-26 First subpixel

Claims (12)

単位画素が複数の第1の副画素とカラーフィルタを備えた複数の第2の副画素とを含む複数の副画素から構成され、各副画素に印加電圧に応じて光学的性質を変化させ得る媒体が配置されたカラー表示素子を備えたカラー表示装置であって、
前記複数の第1の副画素に、前記媒体の光学的性質を、前記媒体を通過する光の明度が変化する範囲と前記媒体を通過する光が有彩色を呈し該有彩色の色相が変化する範囲とにおいて変調する電圧を印加する手段と、
前記複数の第2の副画素に、前記媒体の光学的性質を、前記媒体を通過する光の明度が変化する範囲において変調する電圧を印加する手段とを有し、
前記複数の第2の副画素のうち少なくとも2つに、赤、緑、青の3色から選ばれる2色のカラーフィルタをそれぞれ備えたことを特徴とするカラー表示装置。
The unit pixel is composed of a plurality of subpixels including a plurality of first subpixels and a plurality of second subpixels provided with color filters, and the optical properties of each subpixel can be changed according to the applied voltage. A color display device comprising a color display element in which a medium is arranged,
The plurality of first sub-pixels have optical properties of the medium, a range in which the lightness of light passing through the medium changes, and light passing through the medium exhibits a chromatic color, and the hue of the chromatic color changes. Means for applying a voltage that modulates in a range;
Means for applying, to the plurality of second subpixels, a voltage that modulates the optical properties of the medium in a range in which the brightness of light passing through the medium changes;
A color display device comprising two color filters selected from three colors of red, green, and blue, respectively, in at least two of the plurality of second subpixels.
前記第1の副画素の少なくとも2つに、前記第2の副画素に備えた2色のカラーフィルタのそれぞれと補色の関係にある2色のカラーフィルタを備えたことを特徴とする請求項1に記載のカラー表示装置。   The two-color filter having a complementary color relationship with each of the two color filters provided in the second sub-pixel is provided in at least two of the first sub-pixels. The color display device described in 1. 前記第1の副画素のカラーフィルタの色がシアンおよびマゼンタであり、前記第2の副画素のカラーフィルタの色が赤および緑であることを特徴とする請求項2に記載のカラー表示装置。   3. The color display device according to claim 2, wherein the color filter color of the first subpixel is cyan and magenta, and the color filter color of the second subpixel is red and green. 前記カラー表示素子は、対向配置された一対の基板と、基板間に設けられ、電圧を印加することによって光学的性質が変化する媒体である液晶層とを備え、前記液晶層の液晶分子の配列変化によるリタデーション変化を利用し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、前記複数の画素は、前記液晶層の配列変化によるリタデーション変化に応じた色相変化に基づく変調領域を用いたカラー表示を行う第1の副画素と、前記第2の副画素とからなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラー表示装置。   The color display element includes a pair of substrates arranged opposite to each other, and a liquid crystal layer that is provided between the substrates and changes optical properties when a voltage is applied thereto, and an arrangement of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer The plurality of pixels have a function of modulating incident polarization into a desired polarization state using a change in retardation due to change, and the plurality of pixels use a modulation region based on a change in hue according to a change in retardation due to a change in the alignment of the liquid crystal layer. 4. The color display device according to claim 1, comprising a first sub-pixel that performs color display and the second sub-pixel. 5. 前記液晶層の液晶分子は、誘電率異方性が負であって、電圧無印加時には略垂直に配向していることを特徴とする請求項4に記載のカラー表示装置。   5. The color display device according to claim 4, wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a negative dielectric anisotropy and are aligned substantially vertically when no voltage is applied. 前記液晶分子が電圧印加時に少なくとも光軸の異なる2つのダイレクタ方向に傾斜するように制御されていることを特徴とする請求項5に記載のカラー表示装置。   The color display device according to claim 5, wherein the liquid crystal molecules are controlled to be inclined at least in two director directions having different optical axes when a voltage is applied. 前記液晶層の液晶分子は、少なくとも電圧印加時にベンド配向していることを特徴とする請求項4に記載のカラー表示装置。   5. The color display device according to claim 4, wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are bend-aligned at least when a voltage is applied. 前記液晶層の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板に対して略平行方向に配向していることを特徴とする請求項4に記載のカラー表示装置。   The color display device according to claim 4, wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned in a direction substantially parallel to the substrate when no voltage is applied. 前記カラー表示素子は、偏光板が1枚使用される反射型カラー液晶表示素子であることを特徴とする請求項4ないし8のいずれか1項に記載のカラー表示装置。   The color display device according to any one of claims 4 to 8, wherein the color display element is a reflective color liquid crystal display element in which a single polarizing plate is used. 前記カラー表示素子は、少なくとも光照射手段と、電極を備えた一対の基板及び1対の偏光板とを備え、前記基板の少なくとも一方は、光反射性の第1領域と光透過性の第2領域とを有する半透過型表示素子であることを特徴とする請求項1ないし8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 a light irradiation means, a pair of substrates provided with electrodes, and a pair of polarizing plates. At least one of the substrates includes a light-reflective first region and a light-transmissive second region. The color display device according to claim 1, wherein the color display device is a transflective display element having a region. 前記複数の第2の副画素が、赤、緑、青の3色のカラーフィルタをそれぞれ有する3つの第2の副画素を含み、前記第1の副画素は黄・マゼンタ・シアンのいずれかの1色の補色カラーフィルタが設けられている請求項1に記載のカラー表示装置。   The plurality of second subpixels include three second subpixels each having color filters of three colors of red, green, and blue, and the first subpixel is any one of yellow, magenta, and cyan The color display device according to claim 1, wherein a single color complementary color filter is provided. 前記第2の副画素に用いる3色のカラーフィルタのうち少なくともいずれかは、黄・マゼンタ・シアンのうちいずれか2色のカラーフィルタを積層したカラーフィルタであることを特徴とする請求項1に記載のカラー表示装置。
2. The color filter according to claim 1, wherein at least one of the three color filters used for the second subpixel is a color filter in which any two color filters of yellow, magenta, and cyan are stacked. The color display device described.
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