(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次駆動電圧が印加される複数のコモン電極と、各コモン電極に対向しセグメント表示を行うセグメント電極とを含み、１つまたは複数のコモン電極ごとに分割された複数の表示領域を有する液晶表示素子と、
前記表示領域ごとに設けられたマルチカラー光源を含むバックライトと、
ある表示領域の全コモン電極の走査が完了してから、次の表示領域のコモン電極の走査を開始するように、前記複数のコモン電極を走査するとともに、前記表示領域ごとに、コモン電極の走査と前記マルチカラー光源の点灯動作とを同期させて、マルチプレックス駆動のフィールドシーケンシャル駆動を行う駆動装置と
を有し、
前記複数の表示領域のうち、第１の表示領域に対応するコモン電極の数よりも、第２の表示領域に対応するコモン電極の数の方が少なく、該第２の表示領域のフィールドシーケンシャル駆動におけるコモン電極の走査開始タイミングは、該第１の表示領域のフィールドシーケンシャル駆動におけるコモン電極の走査開始タイミングから該第１の表示領域の有する全コモン電極の走査時間だけシフトされたタイミングに設定されている液晶表示装置。
【請求項２】
隣接する表示領域の表示部間の最短距離が１ｍｍ以上である請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示装置は、１／３デューティ〜１／８デューティのマルチプレックス駆動をするように形成されたコモン電極を含み、前記駆動装置は、それに対応して、１／３デューティ〜１／８デューティのマルチプレックス駆動を行う請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記表示領域の個数は４以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、フレームを複数に分割したサブフレームのうち、任意の第１のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色が、該第１のサブフレーム内のある時点から、該第１のサブフレームの直後のサブフレームである第２のサブフレーム内のある時点までの間に点灯されるように、前記バックライトの点灯状態を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記第２のサブフレームの開始時刻から、前記液晶表示素子の暗表示から明表示への立上りの応答遅れ時間の間に、前記第１のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色を点灯させる請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示素子が、ノーマリーブラック型である請求項５または６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、
前記セグメント電極で表示される各表示部が、１フレーム当たり１つのサブフレームでしか明表示とならないように、前記液晶表示素子を制御するとともに、あるサブフレームで複数色の光源が同時点灯するように、前記バックライトを制御する駆動である、カラーブレークレスフィールドシーケンシャル駆動を行う請求項１〜７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、液晶表示装置に関し、特に、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用情報表示装置や、カーオーディオの表示部等に、セグメント表示、またはセグメント表示に加えてドットマトリクス表示が可能な液晶表示装置が用いられる。セグメント表示部をカラー表示可能な液晶表示装置の１つとして、カラーフィルタの形成された液晶表示素子に、白色のバックライト光を照射する構成のものがある。
【０００３】
カラーフィルタを用いた液晶表示装置の短所としては、液晶表示素子のガラス基板上にカラーフィルタを形成する工程が必要なことや、各セグメントの表示色がカラーフィルタの色に限定されること等が挙げられる。
【０００４】
セグメント表示部をカラー表示可能な、他の液晶表示装置として、いわゆるフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行うものがある。このような液晶表示装置では、液晶表示素子にカラーフィルタを形成しない代わりに、例えば赤緑青（ＲＧＢ）発光可能なマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）光源などにより構成されたマルチカラーバックライトを用い、点灯色を順次時間的に切り替えることにより、所望のカラー表示を行う。
【０００５】
図１８を参照して、従来のＦＳ駆動方法の具体例について説明する。図１８は、各セグメントの入力信号と、バックライト点灯状態とを示すタイミングチャートである。液晶表示素子として、オン状態で光を透過させ、オフ状態で光を透過させないノーマリーブラック型のものを想定している。
【０００６】
１つの画像を表示する時間的単位である１フレーム内に、バックライトがＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに点灯する３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３が設定されている。例えば、１フレームの長さは、ＮＴＳＣ規格に従った１６．７ｍｓであり、各サブフレームの長さは、１フレームを等間隔に３分割した５．５７ｍｓである。
【０００７】
液晶表示素子に印加される駆動波形は、例えば矩形波で、駆動周波数は、１つのサブフレーム内で１周期以上になるように設定し、入力信号に対して液晶表示素子が明暗表示できるように、オン時及びオフ時の振幅（駆動電圧）が調整される。
【０００８】
一般に、液晶表示素子は、印加電圧に対する応答がバックライトのそれに比べて遅いため、液晶表示素子がある程度応答するまでバックライトを点灯させないブランク時間を要する。
【０００９】
図１９に、ノーマリーブラック型液晶表示素子の１セグメント部分における、明表示から暗表示への切り替え時の立下り電気光学応答の測定例を示す。縦軸の上側が透過率を示し、縦軸の下側がセグメント部上下電極間駆動波形の電位を示し、横軸が経過時間を示す。
【００１０】
駆動電圧が閾値以上の電圧Ｖから０に変化しても、すぐには透過率が充分低下しないことが分かる。透過率が充分に低下していない状態で、サブフレーム内で指定された色のバックライト光を点灯すれば、このセグメントで消光すべき色の光が漏れるため、色純度が低下することになる。従って、透過率が充分に低下するまでの期間は、バックライトを点灯させないブランク時間とする必要がある。
【００１１】
図１８に戻って説明を続ける。各サブフレームの切り替え直後から、ブランク時間Ｂが設けられている。ブランク時間Ｂの後、各サブフレームの終了時刻までが、サブフレームに対応する色のバックライトを点灯させるバックライト点灯時間Ｌとなっている。
【００１２】
サブフレーム動作を人間の目に認識されない速度（例えば約１６．７ｍｓ／フレーム、約５．５７ｍｓ／サブフレーム、約３ｍｓ／ブランク時間）で駆動させれば、狙い通りの、ちらつきの抑えられたカラー表示を実現可能である。図１８に示す例で、セグメント１はＲとＧの混色である黄色、セグメント２はＲとＢの混色であるマゼンタ、セグメントｎはＧのみの緑の表示として、人間の目に認識される。
【００１３】
なお、上述のＦＳ駆動方法（このＦＳ駆動方法を、後述するカラーブレークレスＦＳ駆動方法と区別する場合には、通常ＦＳ駆動方法と呼ぶこととする）では、特に観察者の周囲が暗い場合に、観察者の視線が表示素子から離れた時や、素子自体に振動が加わった場合など（例えば自動車内環境において）、通常状態では人間の目に認識されない、各サブフレームの画像が分離して観察されるカラーブレークと呼ばれる現象が現れる場合がある。この現象は、人間の心理的要因からあまり好ましい表示状態とはいえない。
【００１４】
カラーブレーク現象は、特に、白表示部分にはっきり現れることから、通常ＦＳ駆動方法において、１つのセグメント表示部にて複数のサブフレームで点灯動作が行われている場合、即ち白色、黄色やマゼンタなどの混色表示状態で顕著に確認されると考えられる。
【００１５】
カラーブレーク現象を低減する方法として、１フレーム内に白表示サブフレームを挿入する等の方法が提案されているが、このような方法でカラーブレーク現象を除去することはできない。
【００１６】
本願発明者らは、特許文献１において、カラーブレーク現象を解消可能なＦＳ駆動方法（以下、上述の通常ＦＳ駆動方法と区別する場合には、カラーブレークレスＦＳ駆動方法と呼ぶこととする）を提案した。
【００１７】
この駆動方法の基本的な考え方は、１サブフレーム内において、バックライトの点灯色として原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のみではなく、混色（白やオレンジ等）も用い、各セグメントにおいては１サブフレームでのみバックライト光を透過させることにより、カラーブレーク現象を生じさせない、というものである。
【００１８】
図２０を参照して、カラーブレークレスＦＳ駆動方法の具体例について説明する。図２０は、各セグメントの入力信号と、バックライトの点灯状態とを示すタイミングチャートである。液晶表示素子として、ノーマリーブラック型のものを想定している。
【００１９】
この例のバックライト発光色は、第１のサブフレームで白色とし、第２のサブフレームでオレンジとし、第３のサブフレームで青としている。この駆動方法では、１フレーム内で可能な表示色は、サブフレーム数をＭとして、発光色Ｍに黒を加えたＭ＋１色となる。
【００２０】
なお、フレームごとにバックライト点灯色を可変にできるので、液晶表示素子の動作が明と暗の２値動作である場合は、上記通常ＦＳ駆動方法に比べて、表示色が大幅に増加可能であることは明白であろう。
【００２１】
この例では、１フレームが１６．７ｍｓであり、等間隔の３つのサブフレームを設定している。なお、各サブフレームの間隔は、バックライトの発光色に応じて変化させても良い。即ち、サブフレームは不等間隔でも動作可能である。
【００２２】
この例では、セグメント１で白表示を行い、セグメント２で黒表示を行い、セグメントｎでオレンジ表示を行っている。バックライトの点灯タイミングについて、通常ＦＳ駆動方法と同様に、サブフレーム切り替え直後は、液晶表示素子の電気光学応答を待つため約３ｍｓのブランク時間Ｂを設けている。ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了まで、サブフレームに対応する色のバックライトを点灯させるバックライト点灯時間Ｌが設けられる。
【００２３】
このような動作を行うことにより、外観上狙い通りの、ちらつきの無いカラー表示を、カラーブレークなしに実現することが可能である。
【００２４】
次に、スタティック駆動とマルチプレックス駆動とを比較する。まず、セグメント表示部にスタティック駆動波形が印加される場合について説明する。図２１は、駆動波形とバックライト点灯タイミングを示すタイミングチャートの例である。ノーマリーブラック型の液晶表示素子を、通常ＦＳ駆動方法する場合を想定している。セグメント表示部の駆動波形は、周波数略７２０Ｈｚの矩形波としている。１フレームを１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームを各５．５７ｍｓと設定している。サブフレーム切り替え直後から２．５ｍｓを、ブランク時間Ｂとしている。その後、サブフレームの終了時刻までの時間３．０７ｍｓが、バックライト点灯時間Ｌとなる。
【００２５】
走査線本数（コモン電極数）が複数となる場合、各セグメント表示部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を具備していなければ、複数の走査線を順次走査して行うマルチプレックス駆動が必要になる。マルチプレックス駆動を行う場合は、均一な表示状態を得るために、走査線走査の待ち時間もバックライトを点灯できなくなる。
【００２６】
図２２及び図２３は、このような駆動方法での、コモン電極へ印加する駆動波形と、バックライト点灯タイミングを示すタイミングチャートの例である。図２２が、コモン電極数が２つで、１／２デューティ、１／２バイアスのマルチプレックス駆動のタイミングチャートであり、図２３が、コモン電極数が４つで、１／４デューティ、１／３バイアスのマルチプレックス駆動のタイミングチャートである。
【００２７】
通常ＦＳ駆動方法を想定し、１フレームを１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームを各５．５７ｍｓと設定している。ブランク時間Ｂは、２．５ｍｓに設定している。
【００２８】
図２２の１／２デューティの場合の駆動周波数を３６０Ｈｚとし、図２３の１／４デューティの場合の駆動周波数を１８０Ｈｚとしている。いずれも、コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．７ｍｓである。サブフレーム当たりの走査待ち時間は、コモン電極の総数から１を引いた数のコモン電極の走査に要する時間となる。
【００２９】
図２２のコモン電極数２つの場合、走査待ち時間は略０．７ｍｓとなり、引き続きブランク時間２．５ｍｓを経た後に、バックライトが点灯されるので、バックライト点灯時間Ｌは、略２．３７ｍｓとなる。走査待ち時間があるので、スタティック駆動の場合のバックライト点灯時間３．０７ｍｓに比べて、バックライト点灯時間が減少し、表示輝度が低下する。
【００３０】
図２３のコモン電極数４つの場合、走査待ち時間は略２．０９ｍｓに延び、引き続きブランク時間２．５ｍｓを経た後に、バックライトが点灯されるので、バックライト点灯時間Ｌは、略０．９９ｍｓとなる。コモン電極数２つの場合に比べて、さらに表示輝度が低下する。
【００３１】
このように、デューティ数が増えると、走査待ち時間の増大に起因して、マルチプレックス駆動のＦＳ駆動液晶表示装置の表示輝度が低下する。なお、さらに、マルチプレックス駆動においては、デューティ数の増大に伴って、オン電圧、オフ電圧の比が小さくなることから、応答速度が低速化し、それに伴ってブランク時間を長く設定しないと、良好な色純度を示す表示状態が実現できなくなると考えられる。
【００３２】
なお、特許文献２に、表示画面を複数の領域に分割し独立に照明を制御できる機構を設け（同文献段落［００２５］）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリックス駆動の（同文献段落［００２３］）液晶表示装置が開示されている。
【００３３】
【特許文献１】特許３８９４３２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
本発明の一目的は、コモン電極数が増えても、表示輝度の低下が抑制された、マルチプレックス駆動のＦＳ駆動を行う液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の一観点によれば、順次駆動電圧が印加される複数のコモン電極と、各コモン電極に対向しセグメント表示を行うセグメント電極とを含み、１つまたは複数のコモン電極ごとに分割された複数の表示領域を有する液晶表示素子と、前記表示領域ごとに設けられたマルチカラー光源を含むバックライトと、ある表示領域の全コモン電極の走査が完了してから、次の表示領域のコモン電極の走査を開始するように、前記複数のコモン電極を走査するとともに、前記表示領域ごとに、コモン電極の走査と前記マルチカラー光源の点灯動作とを同期させて、マルチプレックス駆動のフィールドシーケンシャル駆動を行う駆動装置とを有し、前記複数の表示領域のうち、第１の表示領域に対応するコモン電極の数よりも、第２の表示領域に対応するコモン電極の数の方が少なく、該第２の表示領域のフィールドシーケンシャル駆動におけるコモン電極の走査開始タイミングは、該第１の表示領域のフィールドシーケンシャル駆動におけるコモン電極の走査開始タイミングから該第１の表示領域の有する全コモン電極の走査時間だけシフトされたタイミングに設定されている液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００３６】
１つまたは複数のコモン電極ごとに分割された表示領域ごとに、マルチプレックス駆動のフィールドシーケンシャル駆動を行うことにより、例えば、サブフレーム内で走査されるコモン電極数を減らすことができ、走査待ち時間を減らすことができるので、長いバックライト点灯時間を確保し、表示輝度向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
まず、図１を参照して、本発明の実施例による液晶表示装置に共通な構成について説明する。図１は、液晶表示装置の概略的構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、液晶表示素子１と、バックライト２と、駆動装置３とを含んで構成される。
【００３８】
液晶表示素子１は、複数のコモン電極と、各コモン電極に対向しセグメント表示を行うセグメント電極とを含む。１つまたは複数のコモン電極ごとに、表示画面が、表示領域Ａ、Ｂ等に分割されている。
【００３９】
バックライト２は、液晶表示素子１の背面に備えられ、表示領域ごとに設けられたマルチカラー光源ＬＳと、マルチカラー光源ＬＳから放出された光が、対応する表示領域のみを照射するように、配光を制御する配光構造とを含む。各マルチカラー光源ＬＳは、複数色の光源、例えば赤緑青（ＲＧＢ）発光可能なマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んで構成される。各マルチカラー光源ＬＳは、それぞれ独立のタイミングで点灯可能である。
【００４０】
駆動装置３が、液晶表示素子１とマルチカラー光源ＬＳを所望のタイミングで同期駆動させて、マルチプレックス駆動のフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動によるカラー表示を行う。
【００４１】
液晶表示素子１として、例えば、ノーマリーホワイト（ＮＷ）ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード液晶表示素子、２層ＴＮモード液晶表示素子、及び、垂直配向（ＶＡ）モード液晶表示素子を用いることができる。
【００４２】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を参照して、ＮＷＴＮモード液晶表示素子について説明する。図２（Ａ）は、ＮＷＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。液晶セル１１が、上下のガラス基板１２、１３と、それらの間に形成された液晶層１４とを含んで構成される。
【００４３】
図２（Ｂ）に示すように、液晶セルのガラス基板１２、１３それぞれの、液晶層側内面に、表示パタンに対応するパタンが形成された透明電極３１が配置され、さらにその内面に、水平配向膜３２が形成されている。上下の水平配向膜３２に、上下基板間で左ねじれ９０°で液晶分子が配向するようラビング処理が施されている。
【００４４】
上下水平配向膜３２の間に、左ねじれのカイラル材が添加されたΔε＞０の液晶材料が満たされて、液晶層１４が形成されている。液晶層１４の厚さ、即ちセル厚は、略２μｍに設定されており、液晶セル厚ｄと液晶材料のねじれピッチｐとの比ｄ／ｐは、略０．３５に設定されている。なお、液晶材料の複屈折率Δｎとセル厚ｄとの積であるリタデーションΔｎｄは、略４４６ｎｍに設定されている。液晶層中央分子配向方位が、液晶表示素子を法線方向から観察したとき、素子面内において６時方位となるように、ラビング方向が調整されている。
【００４５】
液晶セル１１は、相互にクロスニコル配置された上側偏光板２１と下側偏光板２２との間に配置されている。偏光板２１、２２は、それぞれ、液晶セル１１の近接する基板のラビング方向に直交するように、吸収軸が配置されている。偏光板２１、２２として、例えばポラテクノ製ＳＫＮ１８２４３Ｔが用いられる。
【００４６】
なお、液晶表示素子の視角特性等を改善するため、表示パタン部以外の領域の、片側または両側のガラス基板上に、表示パタン電極から非導電物により電気的に絶縁したブラックマスク膜を配置する場合もある。ブラックマスク膜は、例えばクロムやモリブデン等の金属薄膜からなる。なお、ブラックマスク膜として、顔料、カーボンを分散したアクリル等の樹脂膜を用いてもよい。
【００４７】
図２（Ｃ）に示すように、絶縁膜４１、ブラックマスク膜４２は、例えば、液晶セルのガラス基板１２（１３）と透明電極３１との間に形成される。必要に応じて、透明電極３１と配向膜３２との間に形成してもよい。特に、カラーブレークレスＦＳ駆動の液晶表示装置には、このような遮光構造を採用することが好ましい。
【００４８】
次に、図３を参照して、２層ＴＮモード液晶表示素子について説明する。図３は、２層ＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。上側偏光板６１と下側偏光板６２とが、相互にクロスニコル配置されている。偏光板６１、６２として、ポラテクノ製ＳＫＮ１８２４３Ｔを用いることができる。偏光板６１、６２の間に、上側から、２層の液晶セル５１、５２が配置されている。
【００４９】
下側の液晶セル５２は、図２（Ａ）を参照して説明したＮＷＴＮモード液晶セルと同等なものであり、「駆動セル」として動作させる。駆動セル５２は、このセル側に外部から駆動電圧を印加して、表示素子の明暗をスイッチングするために用いる。
【００５０】
上側の液晶セル５１は、「補償セル」として用いる。補償セル５１では、上下のガラス基板間で液晶分子が右ねじれ９０°に配向するように、ラビング方向が設定されている。補償セル５１の液晶層には、右ねじれを誘起するカイラル材が添加され、液晶層中央分子の配向方位は３時方位としている。また、補償セル５１のガラス基板表面には、表示パタン電極が形成されていない。その他の条件は、駆動セル５２と同様である。
【００５１】
補償セル５１により、駆動セル５２で発生したリタデーションがキャンセルされ、正面観察時におけるリタデーションが略０となり、ほぼ偏光板クロスニコルの暗表示が得られる。このように２層の液晶セルを用いることにより、ノーマリーブラック（ＮＢ）動作が得られる。
【００５２】
なお、補償セルの代わりに、補償セルと同様な光学特性を有する光学フィルム、例えばポラテクノ製Ｔｗｉｓｔａｒフィルムを用いることができることは明らかであり、実際の液晶表示素子に適用して、同様な動作が可能であることを確認済みである。
【００５３】
次に、図４を参照して、垂直配向（ＶＡ）モード液晶表示素子について説明する。図４は、ＶＡモード液晶表示素子の概略斜視図である。ＶＡモード液晶表示素子の液晶セル７１では、上下ガラス基板７２、７３それぞれの液晶層側内面に、所望のパタンを形成した透明電極が配置され、さらにその内面に、垂直配向膜が形成されている。上下の垂直配向膜に、上下基板間でアンチパラレル配向となるようにラビング処理が施されている。
【００５４】
上下垂直配向膜間に、Δε＜０の液晶材料が満たされて、液晶層７４が形成されている。液晶層７４の厚さは略２μｍに設定され、リタデーションΔｎｄは略３００ｎｍに設定され、液晶層中央分子の配向方位は１２時方位に設定されている。
【００５５】
液晶セル７１は、相互にクロスニコル配置された上側偏光板８１と下側偏光板８２との間に配置されている。上側の偏光板８１の吸収軸は、１２時方位から反時計回りに４５°回転させた位置に設定されている。
【００５６】
液晶セル７１と、上下の偏光板８１、８２との間に、それぞれ、視角補償板９１、９２が配置されている。視角補償板９１、９２として、負の二軸光学異方性を有する光学フィルムを用いることができる。試作した液晶表示素子では、住友化学製ヨウ素系偏光板に、負の二軸光学異方性を有する光学フィルムを貼り合わせた視角補償板貼合偏光板を用いた。
【００５７】
視角補償板９１、９２の面内遅相軸は、それぞれ、近接する偏光板８１、８２の透過軸にほぼ平行に配置した。視角補償板９１、９２各々について、面内位相差は、略４５ｎｍとし、厚さ方向の（厚さ断面内の）位相差は略１２０ｎｍとしている。
【００５８】
なお、負の二軸光学異方性を有する視角補償板は、液晶セルの上面側または下面側の一方のみに配置されていてもよい。さらに他方に、負の一軸光学異方性を有する視角補償板を配置してもよい。光学フィルムのパラメータとしては、厚さ方向の位相差（光学フィルム２枚以上使用の場合はその合計）を、液晶セルのΔｎｄに対して略０．５倍〜略１倍に設定することが好ましい。また、負の二軸光学異方性を有する光学フィルムの面内位相差は、略３０ｎｍ〜略６５ｎｍに設定することが好ましい。
【００５９】
２層ＴＮ素子、ＶＡ素子は、ノーマリーブラック型素子となる。ノーマリーブラック型素子を用いると、ブラックマスクを用いない構造で、コントラストの高いカラーブレークレスＦＳ駆動液晶表示装置を作製することが容易である。特に、ＶＡ素子は視角特性に優れているので、表示品位を高めるのに好適である。
【００６０】
次に、表示パタン等を様々に異ならせた第１〜第４の実施例による液晶表示装置について説明する。
【００６１】
まず、１／２デューティ、１／２バイアスでマルチプレックス駆動される第１の実施例の液晶表示装置について説明する。図５（Ａ）に、液晶表示素子１の表示パタンを示す。第１の実施例の液晶表示素子１は、２つのコモン電極１０１、１０２を有し、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」という文字を示す１セグメントの表示部１０３と、２桁の７セグメント表示部１０４とを有する。表示部１０３、１０４のセグメント電極が、それぞれ、コモン電極１０１、１０２に対向する。
【００６２】
図５（Ｂ）に、表示領域を示す。表示画面が、２つの表示領域Ａ及びＢに分割されている。表示領域Ａ及びＢは、平面視上、それぞれ、表示部１０３及び１０４を内包し、コモン電極１０１及び１０２にほぼ沿う形状で画定されている。表示部１０３（ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ）の下端と、表示部１０４（２桁の７セグメント表示部）の上端との中央に、表示領域ＡとＢとの境界１０５が配置されている。
【００６３】
図６に、バックライト２の構造例を示す。これは、サイドライト式バックライトの構造例である。導光板２０１の、表示領域ＡとＢの境界１０５の直下に、例えば金属からなる反射板２０２が挿入されており、導光板２０１が、表示領域Ａ側の部分２０１Ａと表示領域Ｂ側の部分２０１Ｂとに分割されている。
【００６４】
導光板２０１の表示領域Ａ側の部分２０１Ａの端部に、マルチカラー光源ＬＳＡが設置され、表示領域Ｂ側の部分２０１Ｂの端部に、マルチカラー光源ＬＳＢが設置されている。反射板２０２が設けられていることにより、マルチカラー光源ＬＳＡ、ＬＳＢから放出された光は、相互に混ざることなく、それぞれ、表示領域Ａのみ、表示領域Ｂのみを照明する。
【００６５】
ただし、表示領域Ａ内の表示部１０３と、表示領域Ｂ内の表示部１０４とが、マルチカラー光源ＬＳＡ、ＬＳＢで別々に照明されるためには、表示部１０３と表示部１０４との間隔が充分に開いていることが好ましい。相互に隣接する表示領域に含まれる表示部間の最短距離（表示画素間の最短距離）は、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。本実施例では、表示部１０３（ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ）の下端と、表示部１０４（２桁の７セグメント表示部）の上端との間隔（表示部１０３と１０４との最短距離）を、２．５ｍｍとしている。
【００６６】
なお、バックライトの構造は、サイドライト式に限定されない。例えば、図７を示すように、いわゆる直下型バックライトとしてもよい。光を拡散反射させる側壁２１１を持つ箱状の構造体が、光を拡散反射させる隔壁２１２で、表示領域Ａ側の部分２１１Ａと、表示領域Ｂ側の部分２１１Ｂとに仕切られている。隔壁２１２は、表示領域ＡとＢの境界１０５の直下に設けられている。
【００６７】
表示領域Ａ側の部分２１１Ａの底部に、マルチカラー光源ＬＳＡが設置され、表示領域Ｂ側の部分２１１Ｂの底部に、マルチカラー光源ＬＳＢが設置されている。マルチカラー光源ＬＳＡ、ＬＳＢから放出された光は、隔壁２１２により、相互に混ざることなく、散乱板２１３を介して、それぞれ、表示領域Ａのみ、表示領域Ｂのみを照明する。
【００６８】
図８に、第１の実施例の液晶表示装置の、コモン電極１０１、１０２の駆動波形と、表示領域Ａ、Ｂのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。１フレームは１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３に等間隔５．５７ｍｓに分割した。液晶表示素子に印加するマルチプレックス駆動波形の駆動周波数は略３６０Ｈｚとした。コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．７ｍｓである。ブランク時間Ｂは、２．５ｍｓとした。表示領域Ａ、Ｂの順に走査される。
【００６９】
表示領域Ａに属するコモン電極は、コモン電極１０１の１つのみである。複数のコモン電極の走査が必要ないので、表示領域Ａでは、コモン電極１０１への駆動波形印加の開始時刻から、すなわちサブフレームの開始時刻から、ブランク時間Ｂを設定でき、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌに設定される。バックライト点灯時間Ｌは、略３．０７ｍｓとなる。
【００７０】
表示領域Ａに属するコモン電極１０１への駆動波形印加の開始時刻から略０．７ｍｓ後に、表示領域Ｂに属するコモン電極１０２への駆動波形の印加が開始する。表示領域Ｂに属するコモン電極も、コモン電極１０２の１つのみであり、表示領域Ａと同様に、複数のコモン電極の走査が必要ない。
【００７１】
従って、表示領域Ａの駆動シーケンスを、コモン電極１つ当たりの走査時間である略０．７ｍｓだけシフトさせることにより、表示領域Ｂの駆動シーケンスとすればよい。表示領域Ｂについても、バックライト点灯時間を略３．０７ｍｓ確保できる。表示領域ＡとＢとでバックライト点灯時間が等しいので、表示輝度の均一化が図られる。
【００７２】
表示画面が複数の表示領域に分割されていない場合は、１つのサブフレーム内で全てのコモン電極を走査するので、長い走査待ち時間が必要になり、バックライト点灯時間を長く確保することが難しい。本実施例のように、表示画面を、１つ（または複数）のコモン電極ごとに、複数の表示領域に分割し、サブフレーム内で走査されるコモン電極数を減らすことにより、長いバックライト点灯時間を確保することができる。
【００７３】
第１の実施例では、さらに、表示領域当たりに１つのコモン電極が属するようにしたことにより、サブフレーム内での走査待ち時間が生じず、サブフレーム開始直後からブランク時間を設定できる。例えば図２２を参照して説明したような、サブフレーム内で複数のコモン電極の走査が必要な駆動方法に比べて、点灯時間を長く確保できるので、表示輝度の向上が図られる。
【００７４】
図８のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する第１の実施例の液晶表示装置と、図２２のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する従来例の液晶表示装置とを作製して外観状態を観察した。液晶表示素子として、ＮＷＴＮ素子を用いた。その結果、実施例と従来例で色純度は同等であったが、実施例の方が、表示輝度が明らかに向上していることが確認された。
【００７５】
次に、１／３デューティ、１／３バイアスでマルチプレックス駆動される第２の実施例の液晶表示装置について説明する。図９（Ａ）に、液晶表示素子１の表示パタンを示す。第２の実施例では、表示パタンは第１の実施例と同様であるが、電極の配線の引き回しが異なっている。
【００７６】
第２の実施例の液晶表示素子は、３つのコモン電極１１１〜１１３を有し、２桁の７セグメント表示部１１４と、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」という文字を示す１セグメントの表示部１１５とを有する。２桁の７セグメント表示部１１４は、下側の４セグメント分の表示部１１４Ｌと、上側の３セグメント分の表示部１１４Ｕとに分けられている。表示部１１４Ｌ、１１４Ｕ、１１５のセグメント電極が、それぞれ、コモン電極１１１、１１２、１１３に対向する。
【００７７】
図９（Ｂ）に、表示領域を示す。表示画面が、２つの表示領域Ａ及びＢに分割されている。表示領域Ａは、表示部１１４Ｌ及び１１４Ｕ、すなわち２桁の７セグメント表示部１１４を内包し、コモン電極１１１及び１１２をまとめた電極にほぼ沿う形状で画定されている。表示領域Ｂは、文字の表示部１１５を内包し、コモン電極１１３にほぼ沿う形状で画定されている。
【００７８】
表示領域ＡとＢとの境界１１６は、第１の実施例と同様に画定されている。第１の実施例と同様に、表示部１１５（ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ）の下端から、表示部１１４（２桁の７セグメント）の上端までの間隔は、２．５ｍｍである。
【００７９】
図１０に、第２の実施例の液晶表示装置の、コモン電極１１１〜１１３の駆動波形と、表示領域Ａ、Ｂのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。１フレームは１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３に等間隔５．５７ｍｓに分割した。液晶表示素子に印加するマルチプレックス駆動波形の駆動周波数は略１８０Ｈｚとした。コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．９３ｍｓである。ブランク時間Ｂは、２．５ｍｓとした。表示領域Ａ、Ｂの順に走査される。
【００８０】
表示領域Ａに属するコモン電極は、コモン電極１１１及び１１２の２つである。最初に走査されるコモン電極１１１への駆動波形印加の開始時刻から、すなわちサブフレームの開始時刻から、コモン電極１１１の走査時間０．９３ｍｓを待って（表示領域Ａの持つコモン電極総数２から１を引いた個数のコモン電極を走査するのに要する走査待ち時間０．９３ｍｓを待って）、２番目に（表示領域Ａで最後に）走査されるコモン電極１１２への駆動波形印加が開始される。
【００８１】
表示領域Ａでは、最後に走査されるコモン電極１１２への駆動波形印加の開始時刻から、ブランク時間Ｂが設定され、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌに設定される。バックライト点灯時間Ｌは、略２．１４ｍｓとなる。
【００８２】
表示領域Ｂの駆動シーケンスは、表示領域Ａの駆動シーケンスを、表示領域Ａが持つコモン電極２つ分の走査時間である略１．８６ｍｓだけシフトさせることにより設定される。
【００８３】
表示領域Ｂは、１つのコモン電極１１３しか持たないが、コモン電極１１３への駆動波形印加の開始時刻から、コモン電極１つ分の走査時間０．９３ｍｓを待って、ブランク時間Ｂが設定され、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌに設定される。表示領域Ｂでも、表示領域Ａと同様に、バックライト点灯時間Ｌが、略２．１４ｍｓとなる。
【００８４】
第２の実施例も、第１の実施例と同様に、表示画面を複数の表示領域に分割して、サブフレーム内で走査されるコモン電極数を減らすことにより、長いバックライト点灯時間を確保することができる。
【００８５】
第２の実施例では、さらに、コモン電極数の相対的に多い表示領域Ａの駆動シーケンスを所定時間シフトして、コモン電極数の相対的に少ない表示領域Ｂの駆動シーケンスとすることにより、両表示領域で、コモン電極数が等しくなくても、サブフレーム内における点灯タイミングが一致し、バックライト点灯時間が等しくなるので、表示輝度の均一化が図られる。
【００８６】
図１０のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する液晶表示装置を作製して外観状態を観察した。液晶表示素子として、ＮＷＴＮ素子を用いた。その結果、コモン電極数の相異なる表示領域ＡとＢで、表示輝度は均一であるように観察された。
【００８７】
次に、１／４デューティ、１／３バイアスでマルチプレックス駆動される第３の実施例の液晶表示装置について説明する。図１１（Ａ）に、液晶表示素子１の表示パタンを示す。第３の実施例の液晶表示素子は、４つのコモン電極１２１〜１２４を有し、それぞれ４桁の７セグメント表示部１２５及び１２６が、２行に配置されている。
【００８８】
上側の４桁の７セグメント表示部１２５は、上側の３セグメント分の表示部１２５Ｕと、下側の４セグメント分の表示部１２５Ｌとに分けられている。下側の４桁の７セグメント表示部１２６は、上側の３セグメント分の表示部１２６Ｕと、下側の４セグメント分の表示部１２６Ｌとに分けられている。表示部１２５Ｕ、１２５Ｌ、１２６Ｕ、１２６Ｌのセグメント電極が、それぞれ、コモン電極１２１、１２２、１２３、１２４に対向する。
【００８９】
図１１（Ｂ）に、表示領域を示す。表示画面が、２つの表示領域Ａ及びＢに分割されている。表示領域Ａは、表示部１２５Ｕ及び１２５Ｌ、すなわち上側の４桁の７セグメント表示部１２５を内包し、コモン電極１２１及び１２２をまとめた電極にほぼ沿う形状で画定されている。表示領域Ｂは、表示部１２６Ｕ及び１２６Ｌ、すなわち下側の４桁の７セグメント表示部１２６を内包し、コモン電極１２３及び１２４をまとめた電極にほぼ沿う形状で画定されている。
【００９０】
上側の４桁の７セグメント表示部１２５と下側の４桁の７セグメント表示部１２６との行間の中心に、表示領域ＡとＢとの境界１２７が画定されている。上側の４桁の７セグメント表示部１２５と、下側の４桁の７セグメント表示部１２６との行間は、２．５ｍｍである。
【００９１】
図１２に、第３の実施例の液晶表示装置の、コモン電極１２１〜１２４の駆動波形と、表示領域Ａ、Ｂのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。１フレームは１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３に等間隔５．５７ｍｓに分割した。液晶表示素子に印加するマルチプレックス駆動波形の駆動周波数は略１８０Ｈｚとした。コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．７ｍｓである。ブランク時間Ｂは、２．５ｍｓとした。表示領域Ａ、Ｂの順に走査される。
【００９２】
表示領域Ａに属するコモン電極は、第２の実施例の表示領域Ａと同様に、コモン電極１２１及び１２２の２つであり、最後に走査されるコモン電極１２２への駆動波形印加の開始時刻から、ブランク時間Ｂが設定され、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌに設定される。バックライト点灯時間Ｌは、略２．３７ｍｓとなる。
【００９３】
第３の実施例では、表示領域Ｂも、表示領域Ａと同様に、２つのコモン電極１２３及び１２４を有する。表示領域Ｂの駆動シーケンスは、表示領域Ａの駆動シーケンスを、表示領域Ａが持つコモン電極２つ分の走査時間である略１．４ｍｓだけシフトさせることにより設定すればよい。
【００９４】
つまり、表示領域Ｂのコモン電極１２３の走査時間０．７ｍｓを待って、表示領域Ｂの２番目の（最後の）コモン電極１２４への駆動波形印加が開始され、コモン電極１２４への駆動波形印加の開始時刻から、ブランク時間Ｂが設定され、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌに設定される。表示領域Ｂでも、表示領域Ａと同様に、バックライト点灯時間Ｌが、略２．３７ｍｓとなる。表示領域ＡとＢとでバックライト点灯時間が等しいので、表示輝度の均一化が図られる。
【００９５】
これを、図２３を参照して説明した、表示画面を複数表示領域に分割しない従来駆動方法でのバックライト点灯時間０．９９ｍｓと比べると、略１．４ｍｓの点灯時間延長が可能となり、表示輝度が大幅に改善可能できると考えられる。
【００９６】
図１２のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する第３の実施例の液晶表示装置と、図２３のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する従来例の液晶表示装置とを作製して外観状態を観察した。液晶表示素子として、ＮＷＴＮ素子を用いた。その結果、実施例と従来例で色純度は同等であったが、実施例の方が、表示輝度が明らかに向上していることが確認された。
【００９７】
なお、第３の実施例（後述の第６の実施例でも同様）では、表示領域Ａ及びＢに等しく２つずつコモン電極を割り当てたが、第２の実施例のように、表示領域ごとに異なる個数のコモン電極を割り当てることもできる。例えば、表示領域Ａに３つのコモン電極１２１〜１２３を割り当て、表示領域Ｂに残りの１つのコモン電極１２４を割り当てるようにしてもよい。
【００９８】
ただし、このような場合は、表示領域ＡとＢとで表示輝度を等しくするため、第２の実施例で説明したように、相対的にコモン電極数の少ない表示領域Ｂの走査待ち時間を、相対的にコモン電極数の多い表示領域Ａの走査待ち時間と等しくするような駆動シーケンスを採用することが好ましい。
【００９９】
次に、１／３デューティ、１／３バイアスでマルチプレックス駆動される第４の実施例の液晶表示装置について説明する。図１３（Ａ）に、液晶表示素子１の表示パタンを示す。第４の実施例の液晶表示素子は、３つのコモン電極１３１〜１３３を有し、「Ｓｔａｎｌｅｙ Ｒ＆Ｄ」という文字を示す１セグメントの表示部１３４と、「Ｃｏｌｏｒ ＦＳ −ＬＣＤ」という文字を示す１セグメントの表示部１３５と、３桁の７セグメント表示部１３６とを有する。表示部１３４、１３５、１３６のセグメント電極が、それぞれ、コモン電極１３１、１３２、１３３に対向する。
【０１００】
図１３（Ｂ）に、表示領域を示す。表示画面が、３つの表示領域Ａ〜Ｃに分割されている。表示領域Ａ〜Ｃは、それぞれ、表示部１３４〜１３６を内包し、コモン電極１３１〜１３３にほぼ沿う形状で画定されている。
【０１０１】
表示部１３４と１３５との行間の中心、及び、表示部１３５と１３６との行間の中心に、それぞれ、表示領域ＡとＢとの境界１３７、及び、表示領域ＢとＣとの境界１３８が画定されている。表示部１３４と１３５との行間、及び、表示部１３５と１３６との行間は、それぞれ２．５ｍｍである。
【０１０２】
なお、バックライトは、表示領域Ａ〜Ｃをそれぞれに照明する３つのマルチカラー光源を有し、表示領域Ａ〜Ｃ間で照明光が混ざらないような配光構造の形成されたものを用いる。
【０１０３】
図１４に、第４の実施例の液晶表示装置の、コモン電極１３１〜１３３の駆動波形と、表示領域Ａ〜Ｃのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。１フレームは１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３に等間隔５．５７ｍｓに分割した。液晶表示素子に印加するマルチプレックス駆動波形の駆動周波数は略１８０Ｈｚとした。コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．９３ｍｓである。ブランク時間Ｂは、２．５ｍｓとした。表示領域Ａ〜Ｃの順に走査される。
【０１０４】
表示領域Ａに属するコモン電極は、コモン電極１３１の１つなので、最初に走査される表示領域Ａで、走査待ち時間なしに、サブフレームの開始時刻からブランク時間Ｂを設定でき、ブランク時間Ｂの後、サブフレームの終了時刻までが、バックライト点灯時間Ｌとなる。バックライト点灯時間Ｌは、略３．０７ｍｓとなる。
【０１０５】
表示領域Ｂ、Ｃに属するコモン電極も、それぞれ、コモン電極１３２、１３３の１つずつなので、表示領域Ｂの駆動シーケンスは、表示領域Ａのそれを、表示領域Ａが持つコモン電極１つ分の走査時間である略０．９３ｍｓだけシフトさせることにより設定し、表示領域Ｃの駆動シーケンスは、表示領域Ａのそれを、表示領域ＡとＢの合計のコモン電極２つ分の走査時間である略１．８６ｍｓだけシフトさせることにより設定すればよい。表示領域Ｂ、Ｃのバックライト点灯時間Ｌも、それぞれ略３．０７ｍｓとなる。表示領域Ａ〜Ｃでバックライト点灯時間が等しいので、表示輝度の均一化が図られる。
【０１０６】
図１４のタイミングチャートに従ってＦＳ駆動する液晶表示装置を作製し、外観状態を観察した。なお、表示領域Ａ〜Ｃのバックライトの発光輝度は等しくしている。液晶表示素子として、ＮＷＴＮ素子を用いた。表示領域Ａ〜Ｃの表示輝度は均一であるように観察された。
【０１０７】
以上、第１〜第４の実施例として、１／２デューティ〜１／４デューティのマルチプレックス駆動条件で、バックライトの表示領域を最大３領域に分割した液晶表示装置について説明した。なお、デューティ数は８（１／８デューティ）程度まで動作可能であると考えられる。ただし、上述のように、隣接する表示領域の表示部同士の最短距離（表示画素同士の最短距離）は、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上確保する。
【０１０８】
それより大きなデューティ数が設定される表示素子では、ドットマトリクス表示部が主要になる。このため表示部同士の間隔の確保が困難になったり、液晶表示素子とバックライトの分割部分との位置合わせが困難になったりするので、現実的ではない。また、構造が複雑になるのを防ぐためには、表示領域の数を４以下とするのが妥当であろう。
【０１０９】
１サブフレーム時間をＳ、液晶表示素子のコモン電極数をＮ（１／Ｎデューティ駆動）、液晶表示素子の駆動周波数をｆ、表示領域数をＭ、表示領域に属するコモン電極数の最大値をＣｍａｘとすると、走査待ち時間ＳＭは、Ｃｍａｘ＝１の場合は０、それ以外は（Ｃｍａｘ−（Ｍ−１））／（２ｆ×Ｎ）となる。
【０１１０】
ある表示領域（現表示領域と呼ぶこととする）と、その直後に走査される表示領域（次表示領域と呼ぶこととする）の、コモン電極数をそれぞれＣｂ、Ｃａとすると、現表示領域と次表示領域の動作シーケンスは等しいが、動作タイミングとしては、次表示領域の方が、現表示領域よりも（Ｃｂ＋（Ｃａ−１））／（２ｆ×Ｎ）だけ遅れた動作となる。
【０１１１】
なお、上記実施例のように、コモン電極形状は、液晶表示素子の左右方向に長い矩形状となることが多いが、表示パタンに応じて、例えばＬ字状等の変型形状となることもある。このような場合、コモン電極にほぼ沿って画定される表示領域も、液晶表示素子の左右方向に沿った矩形状ではない変型形状となる。
【０１１２】
次に、上述のように作製したＮＷＴＮモード、２層ＴＮモード、及びＶＡモードの３種の液晶表示素子の、室温時における電気光学応答特性について説明する。測定には、大塚電子製ＬＣＤ５２００を用いた。
【０１１３】
駆動条件について説明する。駆動波形は、スタティック駆動（１／１デューティ駆動）時には矩形波、１／２デューティ駆動時には１／２バイアス、１／３及び１／４デューティ駆動においては１／３バイアスのマルチプレックス駆動波形とし、駆動周波数は５００Ｈｚとした。それぞれの駆動条件における駆動電圧ＶＬＣＤは、外観上最も良好な表示状態となるように調整した。なお、スタティック駆動時におけるオフ電圧は全て０Ｖとした。
【０１１４】
図１５（Ａ）は、ＮＷＴＮ素子、２層ＴＮ素子、及びＶＡ素子の、オン電圧の駆動電圧ＶＬＣＤ、立上り応答時間（暗→明）、及び、立下り応答時間（明→暗）を、スタティック駆動、１／２デューティ〜１／４デューティのマルチプレックス駆動についてまとめた表である。立上り及び立下り応答時間はｍｓ単位で示す。
【０１１５】
暗表示電圧印加時における定常状態の透過率を０％とし、明表示電圧印加時における定常状態の透過率を１００％とした相対透過率を考え、暗表示から明表示への立上り応答時間を、相対透過率が０％から９０％まで上昇するのに要する時間で定義し、明表示から暗表示への立下り応答時間を、相対透過率が１００％から１０％まで下降するのに要する時間で定義している。
【０１１６】
駆動電圧ＶＬＣＤの設定により応答時間は左右されることになるが、特に２層ＴＮ素子とＶＡ素子において、デューティが大きくなるに従って、立上り応答時間が長くなる傾向が見られる。また、２層ＴＮ素子、ＶＡ素子の立下り応答について、駆動電圧ＶＬＣＤを高くすると応答時間が短くなる傾向が見られるようである。
【０１１７】
ＮＷＴＮ素子と、ノーマリーブラック型である２層ＴＮ素子及びＶＡ素子とを比較すると、立下り応答時間について、ノーマリーブラック型素子の方が、ＮＷＴＮ素子よりも長い傾向がある。
【０１１８】
図１５（Ｂ）は、ＮＷＴＮ素子、２層ＴＮ素子、及びＶＡ素子の、オン電圧の駆動電圧ＶＬＣＤ、及び、立上りの応答遅れ時間（０−１０％時間）を、スタティック駆動、１／２デューティ〜１／４デューティのマルチプレックス駆動についてまとめた表である。立上りの応答遅れ時間はｍｓ単位で示す。立上りの応答遅れ時間は、相対透過率が０％から１０％まで上昇するのに要する時間で定義している。
【０１１９】
立上りの応答遅れ時間は、ＮＷＴＮ素子では、デューティが大きくなるに従って短くなる傾向が見られる。一方、２層ＴＮの立上りの応答遅れ時間は、デューティが大きくなるに従って長くなる傾向が見られる。ＶＡ素子の立上りの応答遅れ時間は、比較的デューティによる依存性が低いが、スタティック駆動に比べて、１／２デューティ〜１／４デューティ駆動時の方が長くなる傾向がある。
【０１２０】
ＮＷＴＮ素子と、ノーマリーブラック型である２層ＴＮ素子及びＶＡ素子とを比較すると、ノーマリーブラック型素子の方が、立上りの応答遅れ時間が長い傾向がある。
【０１２１】
特に立下りの応答時間が長くなると、色純度低下を避けるためにサブフレーム内のブランク時間を長く設定しなければならなくなるが、ブランク時間が長くなるほど、バックライト点灯時間が短くなるので、表示輝度が低下することが懸念される。
【０１２２】
上述のように、ノーマリーブラック型素子は、表示品位を高めた液晶表示装置に用いるのに好ましいが、ノーマリーホワイト型素子に比べて立下り応答時間が長い傾向が見られ、長いバックライト点灯時間を確保することが比較的難しくなる。ノーマリーブラック型素子を用いた場合でも、バックライトの点灯時間を長く取れるＦＳ駆動方法が望まれる。
【０１２３】
次に、このようなＦＳ駆動方法について考察する。あるサブフレーム（第１のサブフレームと呼ぶこととする）で明表示にされていた表示部は、次のサブフレーム（第２のサブフレームと呼ぶこととする）で明表示のままか暗表示に切り替えられる。暗表示に切り替えられる場合でも、図１５（Ａ）や図１９に示したように、瞬時に透過率が低下するわけではない。一方、暗表示から第２のサブフレームで明表示に切り替えられる表示部も、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示したように、透過率が瞬時に上昇するわけではない。
【０１２４】
第２のサブフレームの初期、図１５（Ｂ）に示したような立上りの応答遅れ時間内（相対透過率が１０％に達するまでの時間内）に、第１のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色を延長して点灯させるのであれば、第２のサブフレームで明表示に切り替えられる表示部からのこの点灯色の光漏れによる色純度低下を抑制して、第１のサブフレームの表示パタンに対応する表示部の輝度を向上させることができると考えられる。
【０１２５】
すなわち、第１のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを、第１のサブフレーム内で点灯させ、さらに、その直後の第２のサブフレームの初期まで延長して点灯させることにより、色純度低下を抑制しつつ、長いバックライト点灯時間を確保し、表示輝度を向上できると考えられる。
【０１２６】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）を参照して説明したように、ノーマリーブラック型素子（２層ＴＮ素子、ＶＡ素子）は、立上りの応答遅れ時間が比較的長いので、延長点灯時間を長く取れることになる。また、立下り応答時間も比較的長いので、明表示から暗表示に切り替わる表示部について、延長点灯時間中の透過率が比較的高い。次サブフレームの初期までバックライト点灯時間を延長するＦＳ駆動方法は、このような観点から、特にノーマリーブラック型素子を用いる液晶表示装置の表示輝度向上に有効と考えられる。
【０１２７】
なお、通常ＦＳ駆動方法で、明表示から明表示に移る表示部に対しては、明表示のまま点灯時間が延びるので、特に高い輝度向上効果が得られるであろう。
【０１２８】
次に、第５の実施例によるＦＳ駆動方法について説明する。液晶表示装置として、図５（Ａ）を参照し第１の実施例で説明した１／２デューティ、１／２バイアスでマルチプレックス駆動されるものを用いる。すなわち、２つの表示領域Ａ、Ｂに、それぞれ、１つずつのコモン電極１０１、１０２が属する液晶表示装置を用いる。ただし、液晶表示素子として、ノーマリーブラック型である２層ＴＮ素子を用いる。
【０１２９】
図１６に、コモン電極１０１、１０２の駆動波形と、表示領域Ａ、Ｂのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。第１の実施例（図８）と同様に、１フレームを１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３を等間隔５．５７ｍｓに分割し、駆動周波数は略３６０Ｈｚとし、コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．７ｍｓとした。表示領域Ａの駆動シーケンスを、コモン電極１つ当たりの走査時間０．７ｍｓシフトさせて、表示領域Ｂの駆動シーケンスとする点も、第１の実施例と同様である。
【０１３０】
サブフレームの開始時刻から、２層ＴＮ素子の立下り応答完了を待つための略２．５ｍｓ（図１５（Ａ）の１／２デューティ駆動時参照）の後、サブフレームの終了時刻までが、当該サブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを点灯させる現サブフレームバックライト点灯時間Ｌに設定されている。現サブフレームバックライト点灯時間Ｌは、略３．０７ｍｓである。なお、これが、第１の実施例と同様な駆動方法でのバックライト点灯時間Ｌとなる。
【０１３１】
第５の実施例では、さらに、サブフレームの開始時刻から、その直前のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを延長して点灯させる前サブフレームバックライト点灯時間Ｄが設定されている。前サブフレームバックライト点灯時間Ｄは、２層ＴＮ素子の立上りの応答遅れ時間１．１８ｍｓ（図１５（Ｂ）の１／２デューティ駆動時参照）に設定されている。
【０１３２】
立下り応答完了を待つための２．５ｍｓ（第１の実施例のブランク時間Ｂに相当）から、前サブフレームバックライト点灯時間１．１８ｍｓを引いた１．３２ｍｓが、バックライトを点灯させないブランク時間Ｂとなる。
【０１３３】
１色当たりのバックライト点灯時間は、前サブフレームバックライト点灯時間を導入することにより、３．０７ｍｓから１．１８ｍｓ延びて略４．２５ｍｓとなる。バックライト点灯時間の延長により、表示輝度向上が図られる。
【０１３４】
２層ＴＮ素子を用いた液晶表示装置を、図１６のタイミングチャートに従う第５の実施例の方法で駆動させた場合と、図８のタイミングチャートに従う第１の実施例と同様な方法（前サブフレームバックライト点灯時間を導入しない駆動方法）で駆動させた場合とで、外観状態を比較した。その結果、両実施例で色純度にほとんど差はないが、第５の実施例の方が、表示輝度が明らかに向上していることが確認された。
【０１３５】
次に、第６の実施例によるＦＳ駆動方法について説明する。液晶表示装置として、図１１（Ａ）を参照し第３の実施例で説明した１／４デューティ、１／３バイアスでマルチプレックス駆動されるものを用いる。すなわち、２つの表示領域Ａ、Ｂに、それぞれ、２つずつのコモン電極１２１及び１２２、１２３及び１２４が属する液晶表示装置を用いる。ただし、液晶表示素子として、ノーマリーブラック型であるＶＡ素子を用いる。
【０１３６】
図１７に、コモン電極１２１〜１２４の駆動波形と、表示領域Ａ、Ｂのバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートを示す。第３の実施例（図１２）と同様に、１フレームを１６．７ｍｓとし、ＲＧＢを点灯させる３つのサブフレームＳＢ１〜ＳＢ３を等間隔５．５７ｍｓに分割し、駆動周波数は略１８０Ｈｚとし、コモン電極１つ当たりの走査時間は略０．７ｍｓとした。表示領域Ａの駆動シーケンスを、コモン電極２つ当たりの走査時間１．４ｍｓシフトさせて、表示領域Ｂの駆動シーケンスとする点も、第３の実施例と同様である。
【０１３７】
サブフレームの開始時刻から、コモン電極１つ当たりの走査時間０．７ｍｓを待ち、さらにＶＡ素子の立下り応答時間略３．４８ｍｓ（図１５（Ａ）の１／４デューティ駆動時参照）の後、サブフレームの終了時刻までが、当該サブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを点灯させる現サブフレームバックライト点灯時間Ｌに設定されている。現サブフレームバックライト点灯時間Ｌは、略１．３９ｍｓとなる。
【０１３８】
第６の実施例では、さらに、サブフレームの開始時刻から、その直前のサブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを延長して点灯させる前サブフレームバックライト点灯時間Ｄが設定されている。前サブフレームバックライト点灯時間Ｄは、ＶＡ素子の立上りの応答遅れ時間２．２８ｍｓ（図１５（Ｂ）の１／４デューティ駆動時参照）に設定されている。
【０１３９】
立下り応答完了を待つための３．４８ｍｓから、前サブフレームバックライト点灯時間２．２８ｍｓを引いた略１．８９ｍｓが、ブランク時間Ｂとなる。
【０１４０】
１色当たりのバックライト点灯時間は、前サブフレームバックライト点灯時間を導入することにより、１．３９ｍｓから２．２８ｍｓ延びて略３．６７ｍｓとなる。バックライト点灯時間の延長により、表示輝度向上が図られる。
【０１４１】
ＶＡ素子を用いた液晶表示装置を、図１７のタイミングチャートに従う第６の実施例の方法で駆動させた場合と、図１２のタイミングチャートに従う第３の実施例と同様な方法（前サブフレームバックライト点灯時間を導入しない駆動方法）で駆動させた場合とで、外観状態を比較した。その結果、両実施例で色純度にほとんど差はないが、第６の実施例の方が、表示輝度が明らかに向上していることが確認された。
【０１４２】
なお、１サブフレーム時間Ｓは、前サブフレームバックライト点灯時間Ｄと、ブランク時間Ｂと、現サブフレームバックライト点灯時間Ｌとに分けられる。つまり、Ｓ＝Ｄ＋Ｂ＋Ｌと表すことができる。
【０１４３】
サブフレーム内で、立下りの応答を待って、そのサブフレームに対応する点灯色を点灯させる現サブフレームバックライト点灯時間Ｌが設定される。しかし、例えば低温等で立下り応答時間が非常に長くなると、立下りの応答完了が、サブフレームの終了時刻に到達してしまう。このような場合には、現サブフレームバックライト点灯時間Ｌが０になってしまう。
【０１４４】
しかし、この点灯色を、次のサブフレームの初期に点灯させれば、点灯時間を確保することができることになる。つまり、現サブフレームバックライト点灯時間Ｌが０となっても、前サブフレームバックライト点灯時間Ｄを非０とすることにより、点灯時間を確保することができる。
【０１４５】
前サブフレームバックライト点灯時間を導入したＦＳ駆動方法は、このように、サブフレームの表示パタンに対応する点灯色のバックライトを、そのサブフレームでは点灯させずに、その直後のサブフレームで点灯するような場合に応用することもできる。
【０１４６】
前サブフレームバックライト点灯時間を導入したＦＳ駆動方法では、現サブフレームバックライト点灯時間Ｌが非０であっても０となっても、サブフレームの表示パタンに対応する点灯色が、当該サブフレーム内のある時点から、その直後のサブフレーム内のある時点までの間に点灯される。
【０１４７】
走査待ち時間ＳＭは、上述のように、１サブフレーム時間をＳ、液晶表示素子のコモン電極数をＮ（１／Ｎデューティ駆動）、液晶表示素子の駆動周波数をｆ、表示領域数をＭ、表示領域に属するコモン電極数の最大値をＣｍａｘとして、Ｃｍａｘ＝１の場合は０、それ以外は（Ｃｍａｘ−（Ｍ−１））／（２ｆ×Ｎ）となる。
【０１４８】
前サブフレームバックライト点灯時間Ｄとブランク時間Ｂとの和は、走査待ち時間ＳＭと液晶表示素子の立下り応答時間との和以上に設定されていることが好ましい。
【０１４９】
なお、上記実施例では、フレーム内の点灯色はＲ、Ｇ、Ｂの順で点灯させたが、表示領域ごとに点灯色の点灯順を異ならせても、外観上違いが現れないので構わない。例えば、表示領域ＡではＲ、Ｇ、Ｂの順で点灯させ、表示領域Ｂでは、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で点灯させてもよい。ただし、点灯色の点灯順に応じて、各サブフレームの明暗の表示パタンを適宜設定する必要がある。また、バックライト点灯色として原色であるＲ、Ｇ、Ｂを用いているが、これ以外の発光色とすることもできる。
【０１５０】
なお、上記実施例では、通常ＦＳ駆動液晶表示装置を例に説明したが、カラーブレークレスＦＳ駆動液晶表示装置を用いることもできる。カラーブレークレスＦＳ駆動では、各表示部を１フレーム当たり１つのサブフレームでしか明表示としないが、サブフレームで、原色のみでなく、複数色の光源を同時点灯して混色表示を行うことにより、所望のカラー表示を行うことができる。カラーブレークレスＦＳ駆動の場合、表示領域ごとにフレームでの点灯色を変えることにより、表示画面中の同時発色数を増やすことができる。
【０１５１】
なお、上記実施例では、１フレームを３つのサブフレームに分割していたが、サブフレーム数は、必要な表示態様に応じて、２つ以上の適当な数とすることができる。また、必要に応じて、サブフレームを不等間隔に分割してもよい。１フレーム期間を、１フレーム表示ごとに異ならせることも可能であり、これに伴ってサブフレーム時間を変化させることもできる。
【０１５２】
なお、実施例の液晶表示装置、ＦＳ駆動方法は、以下のような製品に適用することができる。例えば、セグメント表示部、または、セグメント表示部及びドットマトリクス表示部を含む車載用情報表示装置に適用することができる。また、例えば、カーオーディオの表示部、コピー機等の操作パネル表示部に適用することもできる。
【０１５３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】図１は、本発明の実施例による液晶表示装置の共通の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は、ＮＷＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図であり、図２（Ｂ）は、ガラス基板上の構造の一例を示す概略断面図であり、図２（Ｃ）は、ガラス基板上の構造の他の例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、２層ＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。
【図４】図４は、ＶＡモード液晶表示素子の概略斜視図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ、第１の実施例の表示パタン及び表示領域を示す平面図である。
【図６】図６は、バックライトの一構造例を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、バックライトの他の構造例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、第１の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ、第２の実施例の表示パタン及び表示領域を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ、第３の実施例の表示パタン及び表示領域を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第３の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ、第４の実施例の表示パタン及び表示領域を示す平面図である。
【図１４】図１４は、第４の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、ＮＷＴＮ素子、２層ＴＮ素子、及びＶＡ素子の、スタティック駆動及びマルチプレックス駆動における電気光学応答特性をまとめた表である。
【図１６】図１６は、第５の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、第６の実施例のコモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】図１８は、従来の通常ＦＳ駆動方法の、セグメントの入力信号とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１９】図１９は、ノーマリーブラック型液晶表示素子の１セグメント部分における、明表示から暗表示への切り替え時の立下り電気光学応答を示すグラフである。
【図２０】図２０は、従来のカラーブレークレスＦＳ駆動方法の、セグメントの入力信号とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】図２１は、従来のスタティック駆動のＦＳ駆動方法の駆動波形と、バックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２２】図２２は、従来の１／２デューティのマルチプレックス駆動によるＦＳ駆動方法の、コモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２３】図２３は、従来の１／４デューティのマルチプレックス駆動によるＦＳ駆動方法の、コモン電極の駆動波形とバックライトの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１５５】
１  液晶表示素子
Ａ、Ｂ  表示領域
２  バックライト
ＬＳ  マルチカラー光源
３  駆動装置
２１、２２  偏光板
１１  （ＴＮモード）液晶セル
６１、６２  偏光板
５１  （ＴＮモード）補償セル
５２  （ＴＮモード）駆動セル
８１、８２  偏光板
９１、９２  視角補償板
７１  （ＶＡモード）液晶セル
１０１、１０２、１１１〜１１３、１２１〜１２４、１３１〜１３３  コモン電極
１０３、１０４、１１４、１１５、１２５、１２６、１３４〜１３６  表示部
【図１】
0005349773.tif 000002
【図２】
0005349773.tif 000003
【図３】
0005349773.tif 000004
【図４】
0005349773.tif 000005
【図５】
0005349773.tif 000006
【図６】
0005349773.tif 000007
【図７】
0005349773.tif 000008
【図８】
0005349773.tif 000009
【図９】
0005349773.tif 000010
【図１０】
0005349773.tif 000011
【図１１】
0005349773.tif 000012
【図１２】
0005349773.tif 000013
【図１３】
0005349773.tif 000014
【図１４】
0005349773.tif 000015
【図１５】
0005349773.tif 000016
【図１６】
0005349773.tif 000017
【図１７】
0005349773.tif 000018
【図１８】
0005349773.tif 000019
【図１９】
0005349773.tif 000020
【図２０】
0005349773.tif 000021
【図２１】
0005349773.tif 000022
【図２２】
0005349773.tif 000023
【図２３】
0005349773.tif 000024