JP4471716B2 - Color liquid crystal display device and display method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子を用いたカラー液晶表示装置及びその表示方法に関するものである。   The present invention relates to a color liquid crystal display device using a field sequential drive liquid crystal display element and a display method thereof.

液晶表示素子をカラー化する方法として、カラーフィルタを用いる方法があるが、この場合、コスト高になるなどの問題がある。さらに、この方法では、一つの表示領域からはその部分のカラーフィルタ色に対応した色のみしか表示できないという問題もある。   As a method of colorizing the liquid crystal display element, there is a method of using a color filter. Further, this method has a problem that only one color corresponding to the color filter color of that portion can be displayed from one display area.

これらの問題を解決するために、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示素子が提案されている。この方法は、それぞれが異なった色を発光する複数の光源を備え、それらの光源を順次発光させる動作を繰り返しながら、該光源の発光するタイミングに合わせて液晶表示素子のオン、オフを行うことにより、人間の目の時間に対する積分能力を利用して、一つの表示画素で様々な表示色を表示させようとするものである。   In order to solve these problems, a field sequential type liquid crystal display element has been proposed. This method includes a plurality of light sources that emit light of different colors, and repeats the operation of sequentially emitting these light sources while turning on and off the liquid crystal display element in accordance with the light emission timing of the light sources. By using the integration ability with respect to the time of human eyes, various display colors are displayed on one display pixel.

上記のフィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子で、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光源を用いた場合の表示方法を図１のタイミングチャートを用いてさらに詳しく説明する。これらの３色の光源は、同図に示すようにＲＧＢの順番で発光する動作を繰り返している。それぞれの発光色の間にいずれの光源も発光しない期間が存在するが、これはその期間に液晶表示素子のオン、オフ動作を行うためである。   A display method in the case of using light sources of three colors of red (R), green (G), and blue (B) in the above-described field sequential drive liquid crystal display element will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG. These three color light sources repeat the operation of emitting light in the order of RGB as shown in FIG. There is a period in which none of the light sources emits light between the respective luminescent colors. This is because the liquid crystal display element is turned on and off during that period.

図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、３色の光源の内いずれか一色に対応した期間のみ液晶表示素子を透過状態にすれば、赤、緑、青のいずれかの色を表示することができ、同図の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、３色の光源の内いずれか２色に対応した期間に液晶表示素子を透過状態にすれば、該２色が加法混色されるため、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかの色を表示することができる。また、同図の（ｇ）に示すように、３色の光源の全てに対応した期間に液晶表示素子を透過状態にすれば、該３色が加法混色されるため、白色（Ｗ）を表示することができ、さらに、同図の（ｈ）に示すように、３色の光源のいずれの期間も液晶表示素子を遮光状態に保っておけば、いずれの光源の光も透過しないため、黒色（ＢＫ）を表示することができる。   As shown in (a), (b), and (c) of FIG. 1, if the liquid crystal display element is in a transmissive state only during a period corresponding to one of the three light sources, any of red, green, and blue As shown in (d), (e), and (f) of the figure, the liquid crystal display element is in a transmissive state during a period corresponding to any two of the three color light sources. Then, since the two colors are additively mixed, any one of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) can be displayed. Also, as shown in (g) of the figure, if the liquid crystal display element is made transmissive during a period corresponding to all three color light sources, the three colors are additively mixed, so white (W) is displayed. Furthermore, as shown in (h) of the figure, if the liquid crystal display element is kept in the light-shielding state during any period of the three color light sources, the light of any light source will not be transmitted. (BK) can be displayed.

このように、フィールドシーケンシャル法では、カラーフィルタを用いることなくカラー表示が可能となる。また、透過状態になるタイミングを調整することにより、一つの領域で複数の色表示が可能である。   Thus, in the field sequential method, color display is possible without using a color filter. In addition, by adjusting the timing of the transmission state, a plurality of colors can be displayed in one area.

液晶表示素子としてネマティック液晶を用いた場合、その応答速度は数ミリ秒であるため、図１のタイミングチャートにおけるいずれの光源も発光しない期間（液晶のオン、オフを行う期間）は数ミリ秒、代表的な値は２〜５ミリ秒である。複数の光源を加法混色するためには、複数の光源が一回ずつ順次発光する期間（１フレーム）は十分に短い必要があり、具体的には２０ミリ秒以下、フレーム周波数で言うと５０Ｈｚ以上が望ましい。フレーム周波数が５０Ｈｚの場合は、図１に示すように３色の光源を用いた場合に一色当たりに割り振られる時間（サブフレーム）は約６．６７ミリ秒になる。したがって、それぞれの光源が発光する時間は４．６７〜１．６７ミリ秒である。   When nematic liquid crystal is used as the liquid crystal display element, the response speed is several milliseconds. Therefore, the period during which none of the light sources emits light in the timing chart of FIG. 1 (the period during which the liquid crystal is turned on or off) is several milliseconds. A typical value is 2 to 5 milliseconds. In order to additively mix a plurality of light sources, a period (one frame) in which the plurality of light sources sequentially emit light once needs to be sufficiently short. Specifically, it is 20 milliseconds or less, and the frame frequency is 50 Hz or more. Is desirable. When the frame frequency is 50 Hz, as shown in FIG. 1, the time (subframe) allocated per color when using three color light sources is about 6.67 milliseconds. Therefore, the time for each light source to emit light is 4.67 to 1.67 milliseconds.

液晶表示素子の表示容量が大きくなった場合、一つの表示セグメントに対して一つの端子を対応させて表示をさせる、いわゆるスタティック駆動では、端子数の増大及び表示セグメントから端子までの引き回しの複雑化を招いてしまう。そこで、一つの端子に対して二つ以上の表示セグメントをつなぎ、時分割で表示をさせる、いわゆるマルチプレックス駆動が用いられる。セグメントタイプの液晶表示素子では、一般にＴＮモードが用いられ、セグメント数の増加に応じて１／２から１／１６デューティぐらいまでのマルチプレックス駆動が用いられる。ドットマトリクスタイプの液晶表示素子では、セグメントタイプに比べて表示セグメント（ドット）の数が多いため、ＳＴＮモードが用いられ、１／３２から１／４８０デューティぐらいまでのマルチプレックス駆動が適用される。   When the display capacity of a liquid crystal display device is increased, one terminal is associated with one display segment for display, so-called static drive increases the number of terminals and complicates routing from display segment to terminal. Will be invited. Therefore, so-called multiplex driving is used in which two or more display segments are connected to one terminal and time-division display is performed. In the segment type liquid crystal display element, the TN mode is generally used, and multiplex driving from 1/2 to 1/16 duty is used according to the increase in the number of segments. Since the dot matrix type liquid crystal display element has a larger number of display segments (dots) than the segment type, the STN mode is used, and multiplex driving from 1/32 to about 1/480 duty is applied.

上記のフィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子を用いた液晶表示装置として、光シャッタ素子（シャッタセル）を採用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２２１７００号公報 As a liquid crystal display device using the above-described field sequential drive liquid crystal display element, an apparatus using an optical shutter element (shutter cell) has been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-221700 A

ところで、一般に同じ条件で作製された液晶表示素子を用いたとしても、マルチプレックス駆動をした時の方がスタティック駆動をした時より応答速度が遅くなることが知られている。特に、時分割数が大きくなるとその傾向は顕著になり、１／４８０デューティ駆動のＳＴＮ‐ＬＣＤでは数百ミリ秒の応答速度となってしまう。   By the way, it is known that even when a liquid crystal display device manufactured under the same conditions is used, the response speed is slower in multiplex driving than in static driving. In particular, as the number of time divisions increases, this tendency becomes more prominent, and a response speed of several hundred milliseconds is required in a STN-LCD driven by 1/480 duty.

したがって、応答速度の遅い液晶表示素子を用いてのフィールドシーケンシャル駆動は理論的に不可能であり、上述したフレーム周波数５０Ｈｚで無理やりこのような遅い液晶表示素子をフィールドシーケンシャル駆動した場合は、全く表示をしないか表示をしたとしても色が薄く、甚だ見難いものになってしまう。液晶表示素子の応答速度に合わせてフレーム周波数を落とせば何らかの表示を確認できるようにしたり色も濃くすることができるが、この場合色変化自体がフリッカーとして視認されてしまい、やはり甚だ見難いものになってしまう。   Therefore, field sequential driving using a liquid crystal display element with a slow response speed is theoretically impossible. When such a slow liquid crystal display element is forcibly driven at a frame frequency of 50 Hz as described above, display is completely impossible. Even if it is displayed or not, the color will be light and it will be difficult to see. By reducing the frame frequency according to the response speed of the liquid crystal display element, it is possible to confirm some display or darken the color, but in this case the color change itself is visually recognized as flicker, which is also very difficult to see. turn into.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、低コストで、高デューティ駆動が必要な表示容量の大きな液晶表示素子においても、フィールドシーケンシャル駆動の特徴である、一つのセグメント（ドット）で多色表示が可能なカラー液晶表示素子及びその表示方法を得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is one of the characteristics of field sequential driving even in a liquid crystal display element having a large display capacity that requires high duty driving at low cost. It is an object of the present invention to obtain a color liquid crystal display element capable of multicolor display with segments (dots) and a display method thereof.

前記課題を解決するために本発明は以下の構成を備える。In order to solve the above problems, the present invention comprises the following arrangement.
（１）光源側から観察面側に向かって、それぞれが異なった色を発光する複数の光源を有するバックライトと、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と、モノクローム表示可能な液晶表示素子とをこの順番に設けるとともに、該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の表示領域を、該モノクローム表示可能な液晶表示素子の独立の色を表示させたい複数のセグメントまたは複数のドットからなる領域に対応して、複数のかたまりに分けたことを特徴とするカラー液晶表示装置。(1) A backlight having a plurality of light sources each emitting different colors from the light source side to the observation surface side, a field sequential drive liquid crystal display element, and a liquid crystal display element capable of monochrome display are arranged in this order. The display area of the field sequential drive liquid crystal display element is divided into a plurality of clusters corresponding to an area composed of a plurality of segments or a plurality of dots for displaying independent colors of the monochrome display capable liquid crystal display element. A color liquid crystal display device characterized by being divided.
（２）前記モノクローム表示可能な液晶表示素子は、マルチプレックス駆動されるセグメントタイプの液晶表示素子、もしくはマルチプレックス駆動されるフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子、あるいはそれらの液晶表示素子の組み合わせから成ることを特徴とする前記（１）に記載のカラー液晶表示装置。(2) The monochrome-displayable liquid crystal display element includes a segment-type liquid crystal display element that is multiplex driven, a full-dot matrix type liquid crystal display element that is multiplex-driven, or a combination of these liquid crystal display elements. The color liquid crystal display device as described in (1) above.
（３）前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の側の偏光板と、前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の側の偏光板と、が共有された単一の偏光板であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のカラー液晶表示装置。(3) A polarizing plate on the field sequential drive liquid crystal display element side of the liquid crystal display element capable of monochrome display, and a polarizing plate on the side of the liquid crystal display element capable of monochrome display of the field sequential drive liquid crystal display element. The color liquid crystal display device according to (1) or (2), wherein the color liquid crystal display device is a shared single polarizing plate.
（４）前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の応答速度が、前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と前記複数の光源を有するバックライトの動作するフレーム周波数における周期時間より、大きいことを特徴とする前記（１）から（３）のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。(4) The response speed of the liquid crystal display element capable of monochrome display is greater than the period time at the frame frequency at which the field sequential drive liquid crystal display element and the backlight having the plurality of light sources operate. The color liquid crystal display device according to any one of 1) to (3).
（５）光源側から観察者側に向かって、複数の色を発光する光源を有するバックライトと、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と、モノクローム表示可能な液晶表示素子とをこの順番に設けるとともに、該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の表示領域を、該モノクローム表示可能な液晶表示素子の独立の色を表示させたい領域に対応して、複数のかたまりに分けたことを持徴とするカラー液晶表示装置の表示方法であって、該モノクローム表示可能な液晶表示素子と該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子とを個別に駆動することによりカラー表示を行うことを特徴とするカラー液晶表示装置の表示方法。(5) A backlight having a light source that emits a plurality of colors from the light source side to the viewer side, a field sequential drive liquid crystal display element, and a liquid crystal display element capable of monochrome display are provided in this order. A color liquid crystal display device characterized in that the display area of a field sequential drive liquid crystal display element is divided into a plurality of clusters corresponding to an area where an independent color of the liquid crystal display element capable of monochrome display is to be displayed. A display method for a color liquid crystal display device, wherein color display is performed by separately driving the liquid crystal display element capable of monochrome display and the field sequential drive liquid crystal display element.
（６）前記モノクローム表示可能な液晶表示素子は、マルチプレックス駆動されるセグメントタイプの液晶表示素子、もしくはマルチプレックス駆動されるフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子、あるいはそれらの液晶表示素子の組み合わせから成るものであることを特徴とする前記（５）に記載のカラー液晶表示装置の表示方法。(6) The liquid crystal display element capable of monochrome display includes a segment-type liquid crystal display element that is multiplex driven, a full-dot matrix type liquid crystal display element that is multiplex driven, or a combination of these liquid crystal display elements. The display method of a color liquid crystal display device according to (5) above, wherein

本発明によれば、低コストで、高デューティ駆動が必要な表示容量の大きな液晶表示素子においても、フィールドシーケンシャル駆動の特徴である、一つのセグメント（ドット）で多色表示が可能になるという効果がある。   According to the present invention, even in a liquid crystal display element having a large display capacity that requires high-duty driving at low cost, multi-color display can be performed with one segment (dot), which is a feature of field sequential driving. There is.

本発明のカラー液晶表示装置は、具体的には、高デューティで駆動している液晶表示素子と、複数の領域に分割して各々の領域を独立にかつ多色で表示できるようにしたフィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子を組み合わせたものである。   Specifically, the color liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal display element driven at a high duty and a field sequential which is divided into a plurality of areas so that each area can be displayed independently and in multiple colors. This is a combination of driving liquid crystal display elements.

本方式によれば、全てのセグメント（ドット）を単独で多色表示させることはできなくても、例えばフルドットマトリクスの液晶表示素子で文字を表示する場合には、複数のドットを一つのかたまり（例えば１６×１６ドット）として一文字を表すことが行われており、この場合に、そのかたまりごとに表示色を変えれば良く、かたまりの中の１ドットずつを制御する必要はない。また、セグメント表示、例えば８の字（７セグメント）が連なった表示では、ドットの時と同様にひとかたまりの７セグメントごとに表示色を変えれば良い。   According to this method, even if not all segments (dots) can be displayed in multicolor independently, for example, when displaying characters on a liquid crystal display element of a full dot matrix, a plurality of dots are grouped into one. One character is represented as (for example, 16 × 16 dots). In this case, the display color may be changed for each cluster, and it is not necessary to control each dot in the cluster. Further, in the segment display, for example, a display in which 8 characters (7 segments) are connected, the display color may be changed for each group of 7 segments as in the case of dots.

逆の言い方をすれば、本発明は全てのセグメント（ドット）を独立に多色表示するような用途、例えばフルドットマトリクス液晶表示素子で絵を表示するものや、セグメントタイプでも一つ一つのセグメントが独立に意味を持つようなものには不向きである。そのような用途には、マイクロカラーフィルタを用いたものが適しており、アクティブマトリクス駆動との組み合わせで高品位な表示が既に実現されている。ただし、このような液晶表示素子は非常にコストが高くなってしまう。   In other words, the present invention can be applied to applications in which all segments (dots) are independently displayed in multiple colors, for example, displaying a picture on a full-dot matrix liquid crystal display element, or segment type for each segment. It is not suitable for things that have meaning independently. For such applications, those using micro color filters are suitable, and high-quality display has already been realized in combination with active matrix driving. However, such a liquid crystal display element is very expensive.

すなわち、本発明は、カラー表示においてある程度の制限が加わってしまうが、非常に低コストで、カラー表示を実現する新規な方法である。図２及び図３を用いて、本発明をより具体的に説明する。   That is, the present invention is a novel method for realizing color display at a very low cost, although some restrictions are imposed on color display. The present invention will be described more specifically with reference to FIGS.

図２はセグメント表示とドットマトリクス表示が混在したタイプの液晶表示素子に本発明を適用した場合の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。この液晶表示装置は、通常のセグメントタイプ＋ドットマトリクスタイプのモノクローム表示（白黒表示）可能な液晶表示素子１と、複数のかたまりに分けられたカラー表示可能なフィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子２の２層構造で成り立っている。ここで言う、複数のかたまりに分けたとは、通常のセグメントタイプ表示素子のそれぞれ独立の色を表示したいセグメント一つもしくは二つ以上に対応した領域に分けたという意味である。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal display device when the present invention is applied to a liquid crystal display element of a type in which segment display and dot matrix display are mixed. This liquid crystal display device includes a liquid crystal display element 1 capable of monochrome display (monochrome display) of a normal segment type + dot matrix type, and a field sequential drive liquid crystal display element 2 capable of color display divided into a plurality of clusters. It consists of a structure. The term “divided into a plurality of clusters” as used herein means that each segment is divided into regions corresponding to one or more segments to be displayed with independent colors.

通常のセグメント＋ドットタイプの液晶表示素子１は、応答速度に制限がないため様々なモードが使用可能であり、図２のようにノーマリーブラックモードであっても良いし、ノーマリーホワイトモードであっても良い。ただし、フィールドシーケンシャル液晶表示で表示する色のつなぎ目が見えないなどの理由で、ノーマリーブラックモードの方が好ましい。もちろん、表示部以外にブラックマスクを施したモードを用いても良い。この場合、表示モードはノーマリーブラックでもノーマリーホワイトでもどちらでも良い。また、駆動方法も制限がない。   The normal segment + dot type liquid crystal display element 1 can be used in various modes because there is no limit in response speed, and may be in a normally black mode as shown in FIG. 2 or in a normally white mode. There may be. However, the normally black mode is preferable because the joint of the colors displayed on the field sequential liquid crystal display cannot be seen. Of course, a mode in which a black mask is applied in addition to the display portion may be used. In this case, the display mode may be either normally black or normally white. Also, there is no limitation on the driving method.

これに対して、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子２は、高速応答が必須要件であるため、液晶のモードも限定され、駆動もスタティック駆動かせいぜい１／３デューティまでの低デューティで駆動される。表示モードはノーマリーブラックでもノーマリーホワイトでもどちらでも良く、デザインに従ってどちらかを選択すれば良い。３は赤、緑、青の各色発光のランプを有した面光源のＲＧＢバックライトユニットである。   On the other hand, the field sequential drive liquid crystal display element 2 is required to have a high-speed response, so the liquid crystal mode is limited, and the drive is driven with a low duty of up to 1/3 duty. The display mode can be either normally black or normally white, and either one can be selected according to the design. Reference numeral 3 denotes an RGB backlight unit of a surface light source having lamps emitting red, green and blue colors.

図３はフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子１１に本発明を適用した場合の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。図２の場合と原理的には全く同じであり、図２の通常のセグメント＋ドットタイプの液晶表示素子１の代わりにフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子１１を用いただけである。すなわち、通常のフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子１１と、複数のかたまりに分けられたフィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子１２の２層構造で成り立っている。ここで言う、複数のかたまりに分けたとは、通常のドットマトリクスタイプ表示素子のそれぞれ独立の色を表示したい二つ以上のドットに対応した領域に分けたという意味である。   FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal display device when the present invention is applied to a full dot matrix type liquid crystal display element 11. The principle is exactly the same as in the case of FIG. 2, and a full dot matrix type liquid crystal display element 11 is used instead of the normal segment + dot type liquid crystal display element 1 of FIG. That is, it has a two-layer structure of a normal full dot matrix type liquid crystal display element 11 and a field sequential drive liquid crystal display element 12 divided into a plurality of clusters. The term “divided into a plurality of clusters” as used herein means that each of the normal dot matrix type display elements is divided into areas corresponding to two or more dots to be displayed.

通常のフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子１１は、応答速度に制限がないため様々なモードが使用可能であり、図３のようにノーマリーブラックモードであっても良いし、ノーマリーホワイトモードであっても良い。ただし、フィールドシーケンシャル液晶表示で表示する色のつなぎ目が見えないなどの理由で、ノーマリーブラックモードの方が好ましい。また、駆動方法も制限がない。   The normal full dot matrix type liquid crystal display element 11 can use various modes because there is no limit in response speed, and may be a normally black mode as shown in FIG. 3 or a normally white mode. There may be. However, the normally black mode is preferable because the joint of the colors displayed on the field sequential liquid crystal display cannot be seen. Also, there is no limitation on the driving method.

これに対して、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子１２は、高速応答が必須要件であるため、液晶のモードも限定され、駆動もスタティック駆動かせいぜい１／３デューティまでの低デューティで駆動される。表示モードはノーマリーブラックでもノーマリーホワイトでもどちらでも良く、デザインに従ってどちらかを選択すれば良い。１３は赤、緑、青の各色発光のランプを有した面光源のＲＧＢバックライトユニットである。   On the other hand, since the field sequential drive liquid crystal display element 12 is required to have a high-speed response, the liquid crystal mode is also limited, and the drive is driven with a low duty up to 1/3 duty at most. The display mode can be either normally black or normally white, and either one can be selected according to the design. Reference numeral 13 denotes a surface light source RGB backlight unit having lamps emitting red, green and blue colors.

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

図２に示すようなセグメント表示とドットマトリクス表示が混在した液晶表示素子に本発明を適用した実施例について説明する。   An embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal display element in which segment display and dot matrix display as shown in FIG. 2 are mixed will be described.

通常のセグメント＋ドットマトリクスタイプの液晶表示素子として、ノーマリーブラックモードの９０度ツイストＴＮ−ＬＣＤを用いた。基本的なところは通常のＴＮ−ＬＣＤと同じであるが、下地の黒さを強調して透過率を小さくするために、液晶の複屈折とセル厚の積、すなわちリターデーション値を２．５ミクロンに設定した。液晶の複屈折は０．２であり、セル厚は１２．５ミクロンである。この液晶表示素子を１／８デューティのマルチプレックス駆動で駆動した。その時の応答速度はセル厚が厚いため非常に遅く、立ち上がり、立下り時間共約２５０ｍｓであった。   As a normal segment + dot matrix type liquid crystal display element, a normally black mode 90-degree twisted TN-LCD was used. Basically, it is the same as an ordinary TN-LCD, but in order to enhance the blackness of the base and reduce the transmittance, the product of the liquid crystal birefringence and the cell thickness, that is, the retardation value is 2.5. Set to micron. The birefringence of the liquid crystal is 0.2 and the cell thickness is 12.5 microns. This liquid crystal display element was driven by 1/8 duty multiplex drive. The response speed at that time was very slow due to the thick cell thickness, and both the rise and fall times were about 250 ms.

一方、フィールドシーケンシャル液晶表示としては、ノーマリーホワイトモードの９０度ツイストＴＮ−ＬＣＤを用いた。こちらも基本的なところは通常のＴＮ−ＬＣＤと同じであるが、高速応答性を優先するためセル厚をなるべく薄く設定した。具体的にはセル厚２．０ミクロンであり、これに複屈折が０．２５の液晶を組み合わせた。したがって、この液晶セルのリターデーション値は０．５ミクロンになる。   On the other hand, as a field sequential liquid crystal display, a normally white mode 90 degree twisted TN-LCD was used. This is also basically the same as a normal TN-LCD, but the cell thickness is set as thin as possible in order to prioritize high-speed response. Specifically, a cell thickness of 2.0 microns was combined with a liquid crystal having a birefringence of 0.25. Therefore, the retardation value of this liquid crystal cell is 0.5 microns.

液晶セルの駆動はスタティック駆動にて行い、通常のフィールドシーケンシャル液晶表示素子と同様にバックライトとして用いたＲＧＢの３色のＬＥＤの発光にタイミングを合わせながら駆動した。ちなみに、液晶セル単体で応答速度を測定すると、立ち上がり、立ち下がり共に２ｍｓ程度であった。   The liquid crystal cell was driven by static drive, and was driven in synchronism with the light emission of the RGB three-color LEDs used as a backlight in the same manner as a normal field sequential liquid crystal display element. Incidentally, when the response speed was measured with a single liquid crystal cell, the rise and fall were both about 2 ms.

これらの２枚の液晶表示素子及びバックライトユニットを重ね合せ、目的とする表示素子を作製して観察したところ、狙いどおりに各セグメントで色を変えられる表示が得られた。表示のイメージ図を図４に示す。同図の（ａ）、（ｂ）において、それぞれの文字や数字の色が異なっている。   When these two liquid crystal display elements and the backlight unit were overlapped to produce a target display element and observed, a display in which the color could be changed in each segment as intended was obtained. An image of the display is shown in FIG. In (a) and (b) of the figure, the colors of the letters and numbers are different.

なお、２枚の液晶表示素子のそれぞれ両面に偏光板を貼付して用いたが、これら２枚の液晶表示素子の対向する側の偏光板の偏光軸方位が共通の場合は、どちらか一方の液晶表示素子の対向する側の偏光板がなくても全く同じ表示を行うことができる。実際本実施例で示したものは、そのような条件で偏光板を設置していたため、このようなことができ、全く問題ないことを確認できた。   In addition, although the polarizing plate was stuck and used on each both surfaces of two liquid crystal display elements, when the polarization axis direction of the polarizing plate of the opposing side of these two liquid crystal display elements is common, either one is used. The same display can be performed without a polarizing plate on the opposite side of the liquid crystal display element. Actually, the example shown in this example was able to do this because the polarizing plate was installed under such conditions, and it was confirmed that there was no problem at all.

図３に示すようなフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子に本発明を適用した実施例について説明する。   An embodiment in which the present invention is applied to a full dot matrix type liquid crystal display element as shown in FIG. 3 will be described.

通常のフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子として、ノーマリーブラックモードのフィルム補償型２４０度ツイストＳＴＮ−ＬＣＤを用いた。基本的なところは通常のＳＴＮ−ＬＣＤと全く同じである。液晶の複屈折とセル厚の積、すなわちリターデーション値は０．９ミクロンに設定した。この液晶表示素子を１／２４０デューティのマルチプレックス駆動で駆動した。その時の応答速度は、立ち上がり、立下り時間共約２００ｍｓであった。   As a normal full dot matrix type liquid crystal display element, a normally black mode film compensated 240 degree twisted STN-LCD was used. Basically, it is exactly the same as a normal STN-LCD. The product of the birefringence of the liquid crystal and the cell thickness, that is, the retardation value was set to 0.9 microns. This liquid crystal display element was driven by a multiplex drive with 1/240 duty. The response speed at that time was about 200 ms for both rise and fall times.

一方、フィールドシーケンシャル液晶表示としては、実施例１と全く同じセル条件のものを用いた。実施例１との違いはかたまりに分けた時のパターン形状の違いだけである。ここでは、横４８０×縦２４０ドットの表示を６０×６０ドットをひとかたまりとして、すなわち横８ブロック×４ブロックの計３２ブロックに分けたものを作製した。今回は全てのかたまりが同じ形状であったが、この形状はデザインに合わせて如何様にもできることは言うまでもない。   On the other hand, as the field sequential liquid crystal display, the same cell conditions as in Example 1 were used. The only difference from Example 1 is the difference in pattern shape when divided into chunks. Here, the display of horizontal 480 × vertical 240 dots was made into a group of 60 × 60 dots, that is, divided into a total of 32 blocks of 8 horizontal blocks × 4 blocks. This time, all the clusters were the same shape, but it goes without saying that this shape can be done in any way that fits the design.

これらの２枚の液晶表示素子とバックライトユニットを重ね合せ、目的とする表示素子を作製して観察したところ、狙いどおりに各領域毎に自在に色を変えられる表示が得られた。表示のイメージ図を図５に示す。同図の（ａ）、（ｂ）において、それぞれの文字の色が異なっている。   When these two liquid crystal display elements and the backlight unit were overlapped to produce a target display element and observed, a display was obtained in which the color can be freely changed for each region as intended. An image of the display is shown in FIG. In (a) and (b) of the figure, the color of each character is different.

なお、２枚の液晶表示素子のそれぞれ両面に偏光板を貼付して用いたが、これら２枚の液晶表示素子の対向する側の偏光板の偏光軸方位が共通の場合は、どちらか一方の液晶表示素子の対向する側の偏光板がなくても全く同じ表示を行うことができる。実際本実施例では市販品のＳＴＮ−ＬＣＤを用いたため、偏光板の透過軸方位がフィールドシーケンシャル側のＴＮ−ＬＣＤの偏光板透過軸方位とずれていてきちんとした確認はできなかったが、ＳＴＮ−ＬＣＤを回転し偏光軸方位を合わせた状態で対向側の偏光板を取り除いたところ、全く問題ないことが確認できた。   In addition, although the polarizing plate was stuck and used on each both surfaces of two liquid crystal display elements, when the polarization axis direction of the polarizing plate of the opposing side of these two liquid crystal display elements is common, either one is used. The same display can be performed without a polarizing plate on the opposite side of the liquid crystal display element. Actually, since a commercially available STN-LCD was used in this example, the transmission axis direction of the polarizing plate was not properly confirmed to be deviated from the polarizing plate transmission axis direction of the TN-LCD on the field sequential side, but STN- When the polarizing plate on the opposite side was removed with the LCD rotated and the polarization axis direction aligned, it was confirmed that there was no problem at all.

以上の実施例で説明したように、通常の白黒表示の液晶表示素子と適当な領域ごとに分けられたフィールドシーケンシャル液晶表示素子、及び該フィールドシーケンシャル液晶表示素子と組み合わせて使う複数の光源が順次点滅を繰り返すことができるバックライトシステムの組み合わせで、簡単に、しかも低コストでカラー表示を得ることができる。 As described in the above embodiment, the normal black-and-white display liquid crystal display device and divided into each appropriate realm field sequential liquid crystal display element, and a plurality of light sources used in combination with the field sequential liquid crystal display device sequentially By combining the backlight system that can be repeatedly blinked, a color display can be obtained easily and at a low cost.

なお、実施例ではセグメント＋ドットマトリクスタイプとフルドットマトリクスタイプについて説明したが、本発明はセグメント表示のみのものにも適用できることは言うまでもない。   In the embodiment, the segment + dot matrix type and the full dot matrix type have been described, but it goes without saying that the present invention can be applied to only a segment display.

また、実施例ではいずれも通常の白黒表示の液晶表示素子としてノーマリーブラックモードのものを用い、フィールドシーケンシャル液晶表示素子としてノーマリーホワイトモードのものを用いているが、本発明はこれらの組み合わせに限定されるものでなく、どのような組み合わせでも実現できる。   Further, in the examples, normally black mode liquid crystal display elements are used in normally black mode, and normally sequential mode liquid crystal display elements are used in normal white mode. It is not limited and can be realized in any combination.

また、実施例では白黒表示の液晶表示素子としてＴＮ−ＬＣＤとＳＴＮ−ＬＣＤを示し、フィールドシーケンシャル液晶表示素子としてＴＮ−ＬＣＤを示したが、同様に本発明はこれらの組み合わせに限定されるものでなく、白黒表示の液晶表示素子としてはこの他にも、垂直配向型ＬＣＤやゲストホスト型ＬＣＤ、さらには強誘電型ＬＣＤなど全てのモードのＬＣＤが使用でき、フィールドシーケンシャル液晶表示素子としても、高速応答という観点からＳＴＮ−ＬＣＤは不向きであるとしても、強誘電ＬＣＤなど様々なモードのＬＣＤが使用できることも言うまでもない。   In the embodiments, TN-LCD and STN-LCD are shown as liquid crystal display elements for monochrome display, and TN-LCD is shown as a field sequential liquid crystal display element. However, the present invention is similarly limited to these combinations. In addition to this, LCDs of all modes such as vertical alignment type LCDs, guest-host type LCDs, and ferroelectric type LCDs can be used as liquid crystal display elements for monochrome display, and high-speed as field sequential liquid crystal display elements. Needless to say, STN-LCDs are not suitable from the viewpoint of response, but LCDs of various modes such as ferroelectric LCDs can be used.

フィールドシーケンシャル方式の駆動タイミングチャートField sequential drive timing chart セグメント表示とドットマトリクス表示が混在したタイプの液晶表示素子に本発明を適用した液晶表示装置の構成を示す分解斜視図An exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display element in which segment display and dot matrix display are mixed. フルドットマトリクスタイプの液晶表示素子に本発明を適用した液晶表示装置の構成を示す分解斜視図The exploded perspective view which shows the structure of the liquid crystal display device which applied this invention to the liquid crystal display element of a full dot matrix type 本発明の実施例１の表示例を示す図The figure which shows the example of a display of Example 1 of this invention 本発明の実施例２の表示例を示す図The figure which shows the example of a display of Example 2 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１ 通常のセグメント＋ドットマトリクスタイプの液晶表示素子
２ フィールドシーケンシャル
３ ＲＧＢバックライトユニット
１１ フルドットマトリクスタイプの液晶表示素子
１２ フィールドシーケンシャル
１３ ＲＧＢバックライトユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Normal segment + dot matrix type liquid crystal display element 2 Field sequential 3 RGB backlight unit 11 Full dot matrix type liquid crystal display element 12 Field sequential 13 RGB backlight unit

Claims (6)

光源側から観察面側に向かって、それぞれが異なった色を発光する複数の光源を有するバックライトと、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と、モノクローム表示可能な液晶表示素子とをこの順番に設けるとともに、該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の表示領域を、該モノクローム表示可能な液晶表示素子の独立の色を表示させたい複数のセグメントまたは複数のドットからなる領域に対応して、複数のかたまりに分けたことを特徴とするカラー液晶表示装置。 A backlight having a plurality of light sources each emitting a different color from the light source side to the observation surface side, a field sequential drive liquid crystal display element, and a liquid crystal display element capable of monochrome display are provided in this order, The display area of the field sequential liquid crystal display element is divided into a plurality of clusters corresponding to an area composed of a plurality of segments or a plurality of dots for displaying an independent color of the liquid crystal display element capable of monochrome display. A color liquid crystal display device. 前記モノクローム表示可能な液晶表示素子は、マルチプレックス駆動されるセグメントタイプの液晶表示素子、もしくはマルチプレックス駆動されるフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子、あるいはそれらの液晶表示素子の組み合わせから成ることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。   The liquid crystal display element capable of monochrome display is composed of a segment type liquid crystal display element that is multiplex driven, a full dot matrix type liquid crystal display element that is multiplex driven, or a combination of these liquid crystal display elements. The color liquid crystal display device according to claim 1. 前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の側の偏光板と、前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の側の偏光板と、が共有された単一の偏光板であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー液晶表示装置。 A polarizing plate on the side of the front notated I over field sequential driving liquid crystal display device of the monochrome display liquid crystalline display device, a polarizing plate on the side of the monochrome displayable liquid crystal display element before notated I over field sequential driving liquid crystal display device, There color liquid crystal display device according to claim 1 or 2 characterized in that it is a single polarizing plates shared. 前記モノクローム表示可能な液晶表示素子の応答速度が、前記フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と前記それぞれが異なった色を発光する複数の光源を有するバックライトの動作するフレーム周波数における周期時間より、大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。The response speed of the liquid crystal display element capable of monochrome display is greater than the period time at the frame frequency at which the field sequential drive liquid crystal display element and the backlight having a plurality of light sources each emitting different colors operate. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color liquid crystal display device is a color liquid crystal display device. 光源側から観察者側に向かって、複数の色を発光する光源を有するバックライトと、フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子と、モノクローム表示可能な液晶表示素子とをこの順番に設けるとともに、該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子の表示領域を、該モノクローム表示可能な液晶表示素子の独立の色を表示させたい領域に対応して、複数のかたまりに分けたことを持徴とするカラー液晶表示装置の表示方法であって、該モノクローム表示可能な液晶表示素子と該フィールドシーケンシャル駆動液晶表示素子とを個別に駆動することによりカラー表示を行うことを特徴とするカラー液晶表示装置の表示方法。A backlight having a light source that emits a plurality of colors from the light source side to the viewer side, a field sequential drive liquid crystal display element, and a liquid crystal display element capable of monochrome display are provided in this order, and the field sequential drive is performed. A display method of a color liquid crystal display device characterized in that the display area of the liquid crystal display element is divided into a plurality of clusters corresponding to the area where the independent color of the liquid crystal display element capable of monochrome display is desired to be displayed A display method for a color liquid crystal display device, wherein color display is performed by individually driving the liquid crystal display element capable of monochrome display and the field sequential drive liquid crystal display element. 前記モノクローム表示可能な液晶表示素子は、マルチプレックス駆動されるセグメントタイプの液晶表示素子、もしくはマルチプレックス駆動されるフルドットマトリクスタイプの液晶表示素子、あるいはそれらの液晶表示素子の組み合わせから成るものであることを特徴とする請求項５に記載のカラー液晶表示装置の表示方法。The liquid crystal display element capable of monochrome display is composed of a segment type liquid crystal display element that is multiplex driven, a full dot matrix type liquid crystal display element that is multiplex driven, or a combination of these liquid crystal display elements. The display method of the color liquid crystal display device according to claim 5.
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