特許 6971669 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971669

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1333

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-136390(P2017-136390)

(22)【出願日】2017年7月12日

(65)【公開番号】特開2019-20477(P2019-20477A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2020年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100091340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 敬四郎

(74)【代理人】

【識別番号】100141302

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 伸一

(72)【発明者】

【氏名】岩本 宜久

【審査官】 近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０５５８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４２３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１３２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０９８３４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２８２０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１６２９９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２５６６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２９８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０１０９７５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドットマトリクス表示をおこなえる複数の画素を含み、それぞれの画素がカラーフィルタを備えた複数の副画素の組を備え、液晶層に印加する電圧を制御できるアクティブ素子を各副画素に備えるアクティブ駆動型液晶表示素子と、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の裏面側に積層配置され、液晶層を挟んで対向配置された、共通電位に接続されるコモン電極と設定電位に接続されてセグメント形状を表示するセグメント表示電極とを有するパッシブ駆動型液晶表示素子と、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の表面側に配置された表面側偏光子と、
前記パッシブ駆動型液晶表示素子の裏面側に配置され、前記表面側偏光子と直交配置された裏面側偏光子と、
前記裏面側偏光子の裏面側に配置されたバックライトと、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の各副画素に印加する電圧を制御する第１制御部と、前記パッシブ駆動型液晶表示素子の各セグメント表示電極とコモン電極間に印加する電圧を制御する第２制御部とを含む制御回路と、
を備え、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子、前記パッシブ駆動型液晶表示素子、前記表面側偏光子、前記裏面側偏光子の特性が電圧無印加状態でノーマリブラック状態になるように設定されており、
前記セグメント表示が行われる時に、駆動されるセグメント表示電極の外側の領域に重なる前記アクティブ駆動型液晶表示素子の画素に含まれる副画素を部分的に駆動し、部分的に駆動しないことによって前記駆動されるセグメント表示電極の外側の領域に重なる画素を駆動しない時と比べ、異なるカラーないし中間階調を表示できることを特徴とし、
前記セグメント表示が行われる時に、前記アクティブ駆動型液晶表示素子において駆動される画素は、前記セグメント電極の境界の外側領域に含まれる画素と前記セグメント表示電極の境界を跨ぐ画素である、
液晶表示装置。

【請求項2】

前記セグメント表示が行われる時に、前記セグメント電極の境界を跨ぐ画素は中間調表示に制御される請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記アクティブ駆動型液晶表示素子の液晶層と、前記パッシブ駆動型液晶表示素子の液晶層とは、共にツイステッドネマチック液晶層であり、ねじれ方向が逆方向である、請求項１〜２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記アクティブ駆動型液晶表示素子の液晶層の厚さ方向中央の分子配向方位と、前記パッシブ駆動型液晶表示素子の厚さ方向中央の分子配向方位とは、直交する、請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記アクティブ駆動型液晶表示素子と前記パッシブ駆動型液晶表示素子の一方はインプレーンスイッチング型の液晶素子で形成され、他方は垂直配向型の液晶素子で形成されている、請求項１〜２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記インプレーンスイッチング型の液晶素子の電圧印加時の液晶分子の配向方向と前記垂直配向型の液晶表示素子の配向方向とは交差する、請求項５に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記アクティブ駆動型液晶表示素子と前記パッシブ駆動型液晶表示素子は共に垂直配向型の液晶素子であり、配向方向が交差する方向である、請求項１〜２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、車載用の液晶表示装置（ＬＣＤ）として、ドットマトリクスの各画素にアクティブ素子であるスイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の搭載が進んでいる。ナビゲーションシステム、情報表示システム等の表示に用いられている。アクティブ素子をオンにして信号電圧を供給し、アクティブ素子をオフにすると、蓄積された信号電圧が保持され、ほぼ全周期に亘る表示をおこなうことができる。ドットマトリクス表示は、ドットを任意に選択するアクティブ駆動により種々の形状を表示することができる。

【0003】

水平方向、垂直方向にドットを配列したドットマトリクスの場合、水平方向、垂直方向の線はほぼ好適に表示できるが、斜め方向の線や曲線は水平方向の線と垂直方向の線との混合として表示され、エッジにギザギザ感が生じ易い。

【0004】

セグメント電極を用いたセグメント表示は、固定パターンであるが、滑らかな輪郭（エッジ）を表示することができる。セグメント表示は、通常表示素子数が限られる。例えば、液晶層を挟んで配置された、交差する２組の電極の各１電極を選んで、１セグメントを駆動するパッシブ(ダイレクトマルチプレックス、単純マトリクス)駆動で駆動される。パッシブ駆動では、１周期内の各セグメントの駆動時間は短くなる。

【0005】

アクティブマトリクス型のドットマトリクス液晶表示素子の表面側にセグメント表示型のパッシブ駆動型液晶表示素子を積層した積層構造を有し、裏面側にバックライトを備えた液晶表示装置も提案されている（例えば特許文献１）。

【0006】

図６に示されるように、アクティブマトリクス型のドットマトリクス液晶表示素子１０２の前面側にセグメント表示型のパッシブ駆動型液晶表示素子１０３が配置され、積層型の液晶表示装置１０１が構成されている。ドットマトリクス液晶表示素子１０２は、バックライトで照明可能なように、透過型のＴＦＴ駆動型液晶表示素子で構成する。セグメント液晶表示素子１０３がドットマトリクス表示を遮光しないように、セグメント液晶表示素子１０３はノーマリホワイトモードの透過型液晶表示素子で構成する。ドットマトリクスを用いて例えば順次変化するナビゲーション画面を表示し、その上に走行速度、ターンシグナル、警告表示等をセグメント表示することが開示されている。

【0007】

近年、優れた表示品位を有するノーマリブラックモード液晶表示素子が広く採用されている。例えば、垂直配向した液晶層と直交配置偏光子を組み合わせることにより、黒レベルの光透過率を低減し、高いコントラストを実現できる液晶表示素子が知られている。このような液晶素子は、非表示部が遮光性となる。もし、ドットマトリクス表示装置の上にノーマリブラックモードの表示素子を重ねると、非表示部の下方に配置されるドットマトリクスの表示状態が隠されてしまうことになる。このため、表示コンテンツに制限が加わる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３−０４３４４９号（特許４８０１２９１号）公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ドットマトリクス表示とセグメント表示とを好適に組み合わせできる液晶表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施例によれば、
ドットマトリクス表示をおこなえる複数の画素を含み、それぞれの画素がカラーフィルタを備えた複数の副画素の組を備え、液晶層に印加する電圧を制御できるアクティブ素子を各副画素に備えるアクティブ駆動型液晶表示素子と、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の裏面側に積層配置され、液晶層を挟んで対向配置された、共通電位に接続されるコモン電極と設定電位に接続されてセグメント形状を表示するセグメント表示電極とを有するパッシブ駆動型液晶表示素子と、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の表面側に配置された表面側偏光子と、
前記パッシブ駆動型液晶表示素子の裏面側に配置され、前記表面側偏光子と直交配置された裏面側偏光子と、
前記裏面側偏光子の裏面側に配置されたバックライトと、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子の各副画素に印加する電圧を制御する第１制御部と、前記パッシブ駆動型液晶表示素子の各セグメント表示電極とコモン電極間に印加する電圧を制御する第２制御部とを含む制御回路と、
を備え、
前記アクティブ駆動型液晶表示素子、前記パッシブ駆動型液晶表示素子、前記表面側偏光子、前記裏面側偏光子の特性が電圧無印加状態でノーマリブラック状態になるように設定されており、
前記セグメント表示が行われる時に、駆動されるセグメント表示電極の外側の領域に重なる前記アクティブ駆動型液晶表示素子の画素に含まれる副画素を部分的に駆動し、部分的に駆動しないことによって前記駆動されるセグメント表示電極の外側の領域に重なる画素を駆動しない時と比べ、異なるカラーないし中間階調を表示できることを特徴とし、
前記セグメント表示が行われる時に、前記アクティブ駆動型液晶表示素子において駆動される画素は、前記セグメント電極の境界の外側領域に含まれる画素と前記セグメント表示電極の境界を跨ぐ画素である、
液晶表示装置
が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1-1】図１Ａは基本構造による積層構造液晶表示装置において下側に配置されるセグメント表示部を有するパッシブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ１を示す平面図であり、図１Ｂは基本構造による積層構造において上側に配置されるドットマトリクス表示部を有するアクティブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ２を示す平面図であり、図１Ｃは矩形状画素が上下左右方向に規則的に配置されたドットマトリクス表示部の画素Ｐｘの配列を示す平面図である。

【図1-2】図１Ｄはドットマトリクス表示部の各矩形状画素Ｐｘ内の３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）カラーフィルタＣＦｒ、ＣＦｇ、ＣＦｂを備えた副画素ＳＰｒ、ＳＰｇ、ＳＰｂの組を示す平面図、図１Ｅは各副画素ＳＰの構成を示す等価回路図、図１Ｆは積層構造を含む液晶表示装置の断面構造を示す断面図、図１Ｇは画素内の副画素組の配置が異なる他の例を示す平面図である。

【図2】図２Ａは図１Ｆに示す積層構造を簡略化して示す断面図、図２Ｂは偏光子と液晶分子配向方向がなす角度および液晶層のリターデーションの関数として液晶表示素子の光透過率を示す数式である。

【図3】図３Ａは、セグメント表示電極ＳＥの例である電極「Ａ」を示す平面図、図３Ｂは、セグメント電極「Ａ」と重ねて配置されるドットマトリクス電極ＤＭＥの構成例を示す平面図である。

【図4-1】図４Ａはパッシブ素子領域のセグメント表示電極外の領域をＯＦＦ状態と考え、ＯＦＦ状態のセグメント表示電極ＳＥと重なって配置されるドットマトリクス電極ＤＭＥのＯＮ／ＯＦＦによって変化する出射光を示す概略図、図４Ｂはドットマトリクス電極の画素内のＲＧＢ副画素のＯＮ／ＯＦＦ状態によって変化する出射光を示す概略図である。

【図4-2】図４Ｃはセグメント表示電極ＳＥの境界を含む領域のドットマトリクス電極ＤＭＥの画素をＯＦＦとした時の出射光を示す概略平面図である。

【図5】図５はセグメント表示電極ＳＥの境界を含む領域のドットマトリクス電極ＤＭＥの画素を中間調表示とした時の出射光分布を示す概略平面図である。

【図6】図６は、従来技術による、アクティブマトリクス型のドットマトリクス電極液晶表示素子の前面側にパッシブ駆動型のセグメント液晶表示素子が配置された積層型の液晶表示装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

【0012】

ＬＣＤ 液晶表示素子、 ＬＣＤ１（ＰＥ） パッシブ駆動液晶表示素子、 ＤＲ１ パッシブ駆動回路、 ＬＣＤ２（ＡＥ） アクティブ駆動液晶表示素子、 Ｐx 画素、 ＣＦ カラーフィルタ、 ＤＭＥ ドットマトリクス電極、 ＣＦｒ 赤色フィルタ領域、 ＣＦｇ 緑色フィルタ領域、 ＣＦｂ 青色フィルタ領域、 ＳＰ 副画素、 ＳＰＥ 副画素電極、 ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、 Ｃ 蓄積容量、 ＳＥ セグメント表示電極、 Ｐ１，Ｐ２ 偏光子、 ＤＲ２ アクティブ駆動回路、 １０ セグメント表示部、 １１，１２ ガラス基板、 １３ 液晶層、 ２０ ドットマトリクス表示部、 ２１，２２ ガラス基板、 ２３ 液晶層、 ２４ 共通電極、 ２５ ＴＦＴアレイ、 １０１ 積層型の液晶表示装置、 １０２ ドットマトリクス液晶表示素子、 １０３ セグメント液晶表示素子。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明者らは、アクティブマトリクス型のドットマトリクス液晶表示素子の裏面側にセグメント表示型のパッシブ駆動型液晶表示素子を積層し、ノーマリブラックモードで動作する液晶表示装置を研究、開発している。積層した液晶表示素子間には偏光子は配置せず、積層した液晶表示素子の両側に直交配置した１対の偏光子を配置する。

【0014】

図１Ａ〜１Ｆは、基本構造による液晶表示装置の構成を示す平面図、等価回路図、断面図である。図１Ａは、セグメント表示部１０を有するパッシブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ１を示す平面図である。有効表示領域内のセグメント表示部１０内に、固定形状のセグメント表示電極が配置されている。セグメント表示電極は滑らかに連続した境界を有する。コモン電極はセグメント表示部を内包する面積を有し、例えば共通電位に接続され、セグメント電極とコモン電極間電位により、セグメント表示電極に対応した表示をおこなう。エアコン用表示が例示され、中央部にエアコンの作動状態、左右両側に運転席領域、助手席領域の温度が示されている。

【0015】

セグメント表示電極ＳＥをＯＮにすると、セグメント表示電極ＳＥ領域内の液晶層の配向が変化し、リターデーションが変化して、入射光が直交配置した偏光子対を透過して白色表示を示す。セグメント表示電極ＳＥ領域外では液晶層の配向が変化せず、リターデーションの変化がなく、入射光は直交配置された偏光子対で遮光され、黒表示となる。従来、セグメント表示電極による表示の背景は黒のみであり、背景をカラー表示する機能はなかった。

【0016】

図１Ｂは、ドットマトリクス表示部２０を有するアクティブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ２を示す平面図である。有効表示部全体にドットマトリクス表示部２０が形成されている。ドットマトリクス表示部の一部領域上にセグメント表示部１０がオーバーラップする。

【0017】

図１Ｃは、ドットマトリクス表示部２０内の、上下左右方向に規則的に配列された多数の画素Ｐｘの例を示す。矩形状の画素Ｐｘが垂直方向、水平方向に配列されている。各画素はカラーフィルタを備えた複数の副画素を含む。

【0018】

図１Ｄは、各画素Ｐｘ内の赤色フィルタ領域ＣＦｒ、緑色フィルタ領域ＣＦｇ、青色フィルタ領域ＣＦｂを含む副画素ＳＰｒ、ＳＰｇ、ＳＰｂの配列例を示す。各副画素に対応して副画素電極が配置される。

【0019】

尚、１つの画素Ｐｘが垂直方向に延在する３つの副画素を含む例を示したが、図１Ｇに示すように、水平方向に延在する副画素ＳＰｒ、ＳＰｇ、ＳＰｂの組み合わせとしてもよく、他の形状の副画素の組み合わせとすることもできる。

【0020】

図１Ｅに示すように、各副画素ＳＰの副画素電極ＳＰＥは、蓄積容量Ｃを備え、画像信号をスイッチングする薄膜トランジスタＴＦＴに接続されている。薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極にスイッチング信号が供給され、オンの期間に画像信号を蓄積容量Ｃに蓄積し、オフの期間蓄積された画像信号を維持する。尚、副画素電極ＳＰＥはカラーフィルタＣＦで覆われる。ドットマトリクス表示部２０の各画素のカラーは任意に設定できる。

【0021】

図１Ｆに示されるように、例えば単純マトリクス駆動されるセグメント電極を有するパッシブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ１の上に、ＴＦＴを用いてアクティブ駆動されるアクティブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ２が配置されて積層構造を構成している。パッシブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ１は、一対のガラス基板１１，１２の間に液晶層１３を備える。アクティブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ２は、下側ガラス基板２１の上に各副画素電極に接続されるＴＦＴアレイ２５を備え、上側ガラス基板２２の上にカラーフィルタを備えた共通電極２４を備え、液晶層２３がＴＦＴアレイ２５に接続された副画素電極と共通電極２４の間に配置されている。

【0022】

パッシブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ１は、上方に外部接続端子群を有し、パッシブ駆動回路ＤＲ１に接続される。アクティブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ２は、下方に外部接続端子群を備え、アクティブ駆動回路ＤＲ２に接続される。パッシブ駆動回路ＤＲ１は、パッシブ駆動型液晶表示素子の表示を制御する。アクティブ駆動回路ＤＲ２は、第１にパッシブ液晶表示素子のセグメント電極領域外のアクティブ駆動型液晶表示素子の表示を制御し、第２に、後述するように、セグメント表示電極領域と重なる画素内の副画素に印加する電圧を制御する。

【0023】

パッシブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ１の裏面側に第１の偏光子Ｐ１，アクティブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ２の表面側に第２の偏光子Ｐ２が配置されている。１対の偏光子Ｐ１，Ｐ２は直交配置を構成する。第１の偏光子Ｐ１の裏面側にバックライト２が配置されている。積層素子は、電圧無印加時に黒状態になるノーマリブラックモードになるように液晶層配向方向や偏光子配置が設定されている。

【0024】

パッシブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ１の液晶セルとアクティブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ２の液晶セルとして、例えば以下の様な組み合わせが考えられる：
（１）モノドメインまたは２ドメイン配向の９０°ねじれＴＮモードで反対のねじれ方向を有し、液晶層中央の分子配向方位が互いに直交する２つの液晶セル；
（２）モノドメインまたは２ドメイン配向の垂直配向液晶セルで、液晶層中央の分子配向方位が互いに交差する２つの液晶セル；
（３）一方の液晶セルが基板面内で液晶分子がスイッチングするインプレーンスイッチング液晶セルで、他方の液晶セルがモノドメインまたは２ドメイン配向の垂直配向液晶セルで、インプレーンスイッチング液晶セル電圧印加時に両液晶層中央の分子配向方位が互いに交差する２つの液晶セル。

【0025】

パッシブ駆動液晶表示素子ＬＣＤ１のみが駆動された時は、セグメント電極が駆動され、セグメント電極の表示を行う。アクティブ駆動液晶表示素子のみが駆動された時は、カラーフィルタ付ドットマトリクス電極の駆動された副画素がカラー表示を行う。選択されなかった副画素は入射光を透過させない。両液晶表示素子間に偏光子は配置されていないので、両液晶表示素子が駆動された時は、両液晶表示領域のリターデーションが統合された動作を行う。

【0026】

図２Ａは、液晶表示装置の積層構造を示す概略断面図である。セグメント表示電極を有するパッシブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ１がパッシブ素子ＰＥを構成し、その上方でドットマトリクス電極を有するアクティブ駆動型液晶表示素子ＬＣＤ２がアクティブ素子ＡＥを構成し、さらにその上方にカラーフィルタＣＦが配置されている。パッシブ素子ＰＥ、アクティブ素子ＡＥは共に液晶素子であり、偏光子を介在させることなく隣接配置されているので、液晶層の機能をまとめて考察することもできる。

【0027】

図２Ｂは、偏光子を介して液晶素子に光が入射する時の、直交配置された偏光子対の一方の偏光板吸収軸とその間に配置された液晶層の液晶分子配向方向がなす角度φおよび液晶層のリターデーションΔｎｄの関数として液晶素子の光透過率Ｔを示す数式である。λは光の波長を表す。図２Ａの構成において、パッシブ素子ＰＥの液晶層とアクティブ素子ＡＥの液晶層とのリターデーションは統合して検討してもよい。

【0028】

パッシブ素子ＰＥに電圧を印加してリターデーションによる項がπ／２となれば、透過率Ｔは極大値を取る。アクティブ素子ＡＥに電圧を印加してリターデーションによる項がπ／２となる時も同様である。但し、パッシブ素子ＰＥとアクティブ素子ＡＥに共に電圧を印加して、π／２ずつのリターデーションを生じさせると、統合したターデーションはπないし０となり、光透過率はゼロとなる。

【0029】

通常、セグメント電極駆動時、パッシブ素子ＰＥのみにＯＮ電圧が印加され、アクティブ素子ＡＥはＯＦＦ電圧とされる。セグメント電極領域内ではパッシブ素子ＰＥのリターデーションがπ／２変化し、アクティブ素子ＡＥ内のリターデーションは変化しない。セグメント電極領域内の液晶層のリターデーションが変化して、入射光が直交偏光子を通過する条件になる。アクティブ素子は入射光を透過させ、カラーフィルタＣＦから出射光が生じる。パッシブ素子ＰＥのセグメント表示電極領域内にアクティブ素子のＲＧＢ副画素が存在し、全副画素がＯＦＦで光透過性の場合、ＲＧＢの透過光が生じ、出射光は白色光となる。通常、セグメント電極領域外では、パッシブ素子ＰＥもアクティブ素子ＡＥもリターデーションを変化させず、入射光は直交偏光子で遮光され、遮光性の黒表示となる。

【0030】

図３Ａは、セグメント表示電極ＳＥの例として形状Ａの電極を示す。図３Ｂは、このセグメント表示電極ＳＥに重なって配置されるドットマトリクス電極ＤＭＥの一部領域を併せて示す。セグメント表示電極領域内では、電圧印加によりリターデーションが変化し、ドットマトリクス電極ＤＭＥは、赤色フィルタ領域ＣＦｒ、緑色フィルタ領域ＣＦｇ、青色フィルタ領域ＣＦｂに対応する副画素ＳＰｒ、ＳＰｇ、ＳＰｂを含むが、全ての副画素に電圧が印加されない場合、全副画素が透光性となり、出射光は白色光となる。

【0031】

通常、セグメント表示電極領域外は上述の様に黒表示となる。ドットマトリクス電極ＤＭＥの上方にはカラーフィルタＣＦは存在する。セグメント電極ＳＥの領域外のドットマトリクス電極ＤＭＥ及びカラーフィルタＣＦを利用して、セグメント表示の外側の領域に色を付与することを考察する。ドットマトリクス電極の各画素は、ＲＧＢ等の副画素を含む。全副画素にＯＦＦ電圧を印加するとその画素の透過光はゼロになるが、一部の副画素にＯＮ電圧を印加し、他の一部の副画素はＯＦＦ電圧にすると、ＯＮ電圧の副画素は光を透過し、付随するカラーフィルタの色が付与される。

【0032】

図４Ａは、２つの動作状態を示している。左側ではパッシブ素子のセグメント表示電極ＳＥ領域外であり、ＯＮ電圧は印加されず、ＯＦＦ電圧状態であり、アクティブ素子のドットマトリクス電極ＤＭＥもＯＦＦ電圧状態にされる。液晶層のリターデーションは変化せず直交偏光子によって遮光状態（黒表示）にされる。右側ではパッシブ素子のセグメント表示電極ＳＥ領域外であり、ＯＮ電圧は印加されず、ＯＦＦ電圧状態であるが、アクティブ素子のドットマトリクス電極ＤＭＥではＯＮ電圧が印加される。一方の液晶素子のみに電圧が印加されているので、総合液晶層は入射光を透過させ、カラーフィルタＣＦから色を付与された光が出射する。

【0033】

図４Ｂは、セグメント表示電極ＳＥ領域外のパッシブ液晶層はＯＦＦ電圧状態であり、重なり合うドットマトリクス電極ＤＭＥの画素内の１組の副画素に印加される電圧が種々のパターンに変化する場合の透過光が形成する色を具体的に示す概略図である。ＲＧＢ全副画素にＯＦＦ電圧が印加されると、出射光は生じない(黒表示となる)。Ｒ副画素にはＯＮ電圧が印加され、ＧＢ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、Ｒ副画素のみから出射光が生じ、赤（Ｒ）表示となる。Ｇ副画素にはＯＮ電圧が印加され、ＲＢ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、Ｇ副画素のみから出射光が生じ、緑（Ｇ）表示となる。Ｂ副画素にはＯＮ電圧が印加され、ＲＧ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、Ｂ副画素のみから出射光が生じ、青（Ｂ）表示となる。

【0034】

２つの副画素を透光性にしてもよい。ＲＧ副画素にＯＮ電圧が印加され、Ｂ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、ＲＧ副画素から出射光が生じ、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）が合成されて黄（Ｙ）表示となる。ＲＢ副画素にＯＮ電圧が印加され、Ｇ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、ＲＢ副画素から出射光が生じ、赤（Ｒ）と青（Ｂ）が合成されてマゼンタ（Ｍ）表示となる。ＧＢ副画素にＯＮ電圧が印加され、Ｒ副画素にはＯＦＦ電圧が印加されると、ＧＢ副画素から出射光が生じ、緑（Ｇ）と青（Ｂ）が合成されてシアン（Ｃ）表示となる。尚、ＲＧＢ全副画素にＯＮ電圧が印加されると、Ｒ、Ｇ、Ｂの出射光が生じ、白色（Ｗ）表示となる。

【0035】

セグメント表示電極の領域は滑らかな境界を有し、ドットマトリクスの画素は例えば矩形形状であるから、両者の境界は一般的に一致しない。ドットマトリクスの画素領域がセグメント表示電極の境界を跨ぐ場合、セグメント表示電極にＯＮ電圧が印加されても、セグメント表示電極領域外にはＯＮ電圧は印加されない。

【0036】

図４Ｃは、パッシブ素子のセグメント表示電極ＳＥにＯＮ電圧が印加され、セグメント表示電極ＳＥの外側領域に含まれるアクティブ素子のドットマトリクス電極ＤＭＥのＢ副画素にＯＮ電圧が印加された場合を示す概略平面図である。セグメント表示電極ＳＥの領域は、ＯＮ電圧を印加されてπ／２のリターデーション変化を生じ、セグメント電極ＳＥと重なるアクティブ素子のドットマトリクス電極はＯＦＦ状態に保たれリターデーション変化は起こさないので、統合液晶層のリターデーション変化はπ／２となり、図中横線ハッチングで示すセグメント電極ＳＥの領域は透光性となり、白表示となる。セグメント表示電極ＳＥの外側領域に含まれるアクティブ素子のドットマトリクス電極に対してはＢ副画素のみにＯＮ電圧が印加され、ＲＧ副画素は遮光性、Ｂ副画素は透光性となり、青表示が行われる。白表示のセグメント表示電極表示の背景として青表示が行われる。

【0037】

但し、セグメント電極の境界（エッジ）を跨ぐドットマトリクス電極には電圧が印加されない。セグメント表示電極内はセグメント表示電極ＳＥへの電圧印加によってリターデーションが変化して白表示されるが、セグメント表示電極外はリターデーションの変化が生じず、遮光状態で暗領域化する現象が生じる。図中、この暗領域化表示を左下がりの斜めハッチングで示す。副画素の分解能が高ければ、外観上は暗領域化を目立たなくできる。

【0038】

図５は、セグメント電極ＳＥの境界を跨ぐドットマトリクス電極の画素を中間調にてスイッチングした表示とする動作を示す。例えば、ドットマトリクス電極のＲ、Ｇ，Ｂ各副画素に中間調の電圧を印加する。セグメント電極ＳＥ領域内においては、右下がりのハッチングで示す領域で、白色表示の輝度が低下した中間調（灰色）表示となる。セグメント電極ＳＥ領域外においては、水平方向のハッチングで示す領域で、暗領域化に代えて中間調（灰色）の表示となり、透過率を向上できる。解像度が低い場合でも良好な表示状態が可能である。

【0039】

尚、中間調表示にカラーを付与することも可能である。セグメント表示領域内を白色表示する場合を説明したが、ドットマトリクス領域は個々に制御可能であり、単色で表示したり、種々の表示をすることも可能である。セグメント表示領域のエッジ付近にシェードをつけることや、セグメント表示領域内にカラーパターンを形成することや、ある方向に向かってグラデーションをつけることもできる。

【0040】

以上、実施例に沿って本願を説明したが、これらは制限的なものではない。例えば例示した形状、色などは例示であって、これらに限るものではない。その他種々の変形、置換、改良等が可能なことは当業者に自明であろう。

【図1-1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図4-1】

【図4-2】

【図5】

【図6】