(57)【要約】 【課題】  ＦＳ駆動の液晶表示装置において表示品質を向上させる。【解決手段】    液晶表示装置は、液晶表示素子と、複数のバックライトと、駆動装置とを有し、駆動装置は、複数の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの常時点灯または消灯を行い、また他の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの間欠点灯を行い、さらに前記駆動装置は、バックライトの常時点灯を行う表示領域においては、少なくとも１フレーム中同一色の点灯を行うと共に、バックライトの間欠点灯を行う表示領域においては、１フレーム当たり１つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う。【選択図】  図１
2009115963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモン電極、及び、該コモン電極に対向し、複数の表示領域内でそれぞれセグメント表示又はドットマトリクス表示を行う複数グループのセグメント電極を含む液晶表示素子と、
前記複数の表示領域毎に設けられた複数のバックライトと、
前記複数のバックライトを各々独立して駆動すると共に、前記液晶表示素子と該複数のバックライトとを同期駆動する駆動装置と
を有し、
前記駆動装置は、前記複数の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの常時点灯または消灯を行い、また他の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの間欠点灯を行い、
さらに前記駆動装置は、バックライトの常時点灯を行う表示領域においては、少なくとも１フレーム中同一色の点灯を行うと共に、バックライトの間欠点灯を行う表示領域においては、１フレーム当たり１つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う液晶表示装置。
【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】
前記複数のバックライトは、さらに、前記光源の各々から放出された光を、対応する表示領域に導く配光構造を含む請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記コモン電極は、スタティック駆動または１／２Ｄｕｔｙ〜１／１６Ｄｕｔｙマルチプレックス駆動が可能なパターン配線が施され、
前記駆動装置は、スタティック駆動または１／２Ｄｕｔｙ〜１／１６Ｄｕｔｙマルチプレックス駆動を行う請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記表示領域の各々において常時点灯と間欠点灯の切り替えを行うことが可能である請求項１〜４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示素子がノーマリホワイトモードのツイストネマチック（ＴＮ）型である請求項１〜５のいずれか１項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ブラックモードであり、垂直配向型もしくは２層ＴＮ型である請求項１〜５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項８】
コモン電極、及び、該コモン電極に対向し、複数の表示領域内でそれぞれセグメント表示又はドットマトリクス表示を行う複数グループのセグメント電極を含む液晶表示素子と、前記複数の表示領域毎に設けられた複数のバックライトと、前記複数のバックライトを各々独立して駆動すると共に、前記液晶表示素子と該複数のバックライトとを同期駆動する駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記複数の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの常時点灯または消灯を行い、また他の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの間欠点灯を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
常時点灯する領域においては、少なくとも１フレーム中同一色の点灯を行うと共に、間欠点灯する領域においては、１フレーム当たり１つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記駆動装置が、ＦＳ駆動する表示領域に接続された複数のコモン電極への走査信号を互いに時間軸上で隣接するように印加する請求項８記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記駆動装置が、ＦＳ駆動する表示領域において、現サブフレームで点灯したバックライトを次サブフレーム切り替え後も一定時間同一色で継続点灯する請求項８または９記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記液晶表示素子がノーマリホワイトツイストネマチック（ＴＮ）型である請求項８〜１０のいずれか１項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記液晶表示素子がノーマリブラックモードであり、垂直配向型もしくは２層ＴＮ型である請求項８〜１０のいずれか１項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）およびその駆動方法に関する。
【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用いられるセグメント表示またはセグメント表示＋ドットマトリクス表示が可能な液晶表示装置において、表示部をカラー表示させるために、カラーフィルタを用いる方法がある。
【０００３】
一方、カラーフィルタを用いず、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液晶セルと同期駆動してカラー表示を行ういわゆるフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動によるカラー液晶表示装置がある。
【０００４】
ＦＳ駆動による表示では、例えば、１つの画像を表示する１フレーム内にバックライトがＲＧＢそれぞれに点灯する３つのサブフレームを要する。液晶表示素子に印加される駆動波形は例えば矩形波である。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、液晶表示装置が明暗表示できるようにＯｎ、Ｏｆｆ時の振幅（駆動電圧）が調整される。
【０００５】
一般的な液晶表示素子は、印加電圧の変化に対する液晶の応答がバックライトの応答に比べて遅い。ノーマリブラックの液晶表示素子を例に挙げると、駆動電圧をしきい値以上の電圧から０Ｖに変化させても、応答時間が遅いためすぐに透過率が下降しない。透過率が十分に下降しない状態においてサブフレーム内で指定された色のバックライトを点灯すると、遮光すべき光が漏れるため色純度が低下する恐れがある。そのため、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必要とする。
【０００６】
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（バックライト非点灯時間）で駆動させれば、人間の目から見てちらつきの無いカラー表示を実現可能である。
【０００７】
ＦＳ駆動において、ＲＧＢの時分割混色を行った場合、観察者の視線が表示装置から離れたときや、装置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、通常観察時には人間の目に認識されることの無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起こる場合がある。
【０００８】
特許３８９４３２３号公報には、１サブフレーム内での点灯色を混色とし、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ような駆動を行うことで、カラーブレーク現象を解消する方法（カラーブレークレスＦＳ駆動方法）が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特許３８９４３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
マルチプレックス駆動による液晶表示装置においては、表示容量が大きくなり走査線数が増加すると液晶の応答速度が低下するため、表示部の表示輝度や色純度が低下したり、表示がちらついたりする。特に表示部にドットマトリクス表示部を含む場合はその傾向が強くなると考えられる。
【００１１】
本発明の目的は、セグメント表示またはセグメント表示およびドットマトリクス表示が混在した表示部を有する液晶表示装置であって、マルチカラー表示を行いつつ表示輝度、色純度を向上させたカラーブレークレスの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】
【００１２】
本発明の一観点によれば、コモン電極、及び、該コモン電極に対向し、複数の表示領域内でそれぞれセグメント表示又はドットマトリクス表示を行う複数グループのセグメント電極を含む液晶表示素子と、前記複数の表示領域毎に設けられた複数のバックライトと、前記複数のバックライトを各々独立して駆動すると共に、前記液晶表示素子と該複数のバックライトとを同期駆動する駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記複数の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの常時点灯または消灯を行い、また他の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの間欠点灯を行い、さらに前記駆動装置は、バックライトの常時点灯を行う表示領域においては、少なくとも１フレーム中同一色の点灯を行うと共に、バックライトの間欠点灯を行う表示領域においては、１フレーム当たり１つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う液晶表示装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、コモン電極、及び、該コモン電極に対向し、複数の表示領域内でそれぞれセグメント表示又はドットマトリクス表示を行う複数グループのセグメント電極を含む液晶表示素子と、前記複数の表示領域毎に設けられた複数のバックライトと、前記複数のバックライトを各々独立して駆動すると共に、前記液晶表示素子と該複数のバックライトとを同期駆動する駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記複数の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの常時点灯または消灯を行い、また他の表示領域のうち少なくともいずれか１つにおいて、当該表示領域に設けられたバックライトの間欠点灯を行う液晶表示装置の駆動方法であって、常時点灯する領域においては、少なくとも１フレーム中同一色の点灯を行うと共に、間欠点灯する領域においては、１フレーム当たり１つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動を行う液晶表示装置の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
カラーブレークレスのＦＳ駆動を行う液晶表示装置の表示輝度、色純度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明の実施例によるＦＳ駆動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。実施例の液晶表示装置は、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。
【００１６】
液晶表示素子１は、少なくとも１つのコモン電極と、コモン電極に対向しセグメント表示を行う複数グループのセグメント電極とを含む。
【００１７】
セグメント電極のグループごとに表示領域（例えばＡとＢ）が形成され、それにバックライト２の領域が対応している。
【００１８】
バックライト２は、液晶表示素子１の背面に備えられ、表示領域毎に設けられた光源ＬＳと、光源ＬＳから放出された光が、対応する表示領域のみに入射するように、配光を制御する配光構造とを含む。各光源ＬＳは、例えば単色もしくは複数の色を発光可能なＬＥＤを含んで構成され、それぞれ独立のタイミングで点灯可能である。
【００１９】
駆動装置３が、液晶表示素子１と各バックライト２を所望のタイミングで同期駆動する。バックライト２は、表示領域によって、少なくとも１フレーム中同一色を常時点灯するか、カラーブレークレスＦＳ駆動により複数色を間欠点灯する。カラーブレークレスＦＳ駆動では、各セグメント表示部を１フレーム当たり１つのサブフレームでしか明表示とせず、１つのサブフレームで原色表示もしくは複数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。
【００２０】
次に、液晶表示素子１の動作モードについて説明する。
【００２１】
図２Ａ〜図２Ｃを参照して、ノーマリホワイト（ＮＷ）ツイストネマチック（ＴＮ）モード液晶表示素子について説明する。図２Ａは、ＮＷＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。図示の液晶表示素子は、液晶セル１１が、クロスニコル配置の偏光板２１、２２に挟まれ、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。偏光板２１、２２としてポラテクノ製ＳＫＮ１８２４３Ｔを用いている。
【００２２】
図２Ｂ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、表示パターン形状の透明電極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。上下ガラス基板１２、１３の間で液晶層１４が左捩れ９０°になるようにそれぞれの基板にラビング処理が施されている。液晶層１４は、左捩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いる。液晶層１４の厚さ（セル厚）は約２μｍに設定されている。また、液晶セル厚ｄと液晶材料の捩れピッチｐのｄ／ｐは約０．３５に設定されている。液晶材料の複屈折率Δｎとセル厚ｄの積であるリタデーションΔｎｄは約４４６ｎｍに設定されている。液晶層中央分子配向方位は液晶表示素子を法線方向から観察したときに面内において６時の方位になるようにラビング方向を調整されている。
【００２３】
ＬＣＤの視角特性を改善するために、表示パターン部以外の領域（片側の基板だけでも良いし、両側の基板でも良い）にブラックマスクを設けても良い。ブラックマスクは、金属薄膜（クロムやモリブデンの薄膜を用いる。但し、表示パターン部とは電気的に絶縁している）、または黒色樹脂（顔料またはカーボンをアクリル等の樹脂中に分散したもの）で形成する。ブラックマスクは、カラーブレークレスＦＳ駆動を行う場合において採用することが好ましい。
【００２４】
図２Ｃに示すように、絶縁膜４１、ブラックマスク４２は、例えば、液晶セル１１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良い。
【００２５】
図３に、垂直配向モード液晶表示素子の概略斜視図を示す。ＶＡモード液晶表示素子の液晶セル５１では、上下ガラス基板５２、５３それぞれの液晶層側内面に、所望のパター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。垂直配向膜は、アンチパラレル配向になるようにラビング処理が施されている。液晶層にはΔε＜０の液晶材料が満たされており、その層厚は略２μｍ、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。
【００２６】
液晶セル５１外の上下にはクロスニコル配置の偏光板６１、６２を配置し、上側偏光板６１の吸収軸を１２時方位から反時計回りに４５°回転させた位置に設定している。液晶セル５１と上下偏光板６１、６２間には視角補償板７１、７２として、負の二軸光学異方性を有する光学フィルムを貼り合せている。試作した液晶表示素子においては、住友化学製のヨウ素系偏光板および負の二軸光学異方性フィルムを用いた。光学フィルム７１、７２の面内遅相軸（矢印）は偏光板吸収軸に略平行に配置し、面内位相差は略４５ｎｍ、フィルム厚さ方向の位相差は略１２０ｎｍとしている。なお、視角補償板は液晶セル５１の上面又は下面のいずれか一方のみに配置されていても良い。光学フィルムパラメータの適切な値について説明すると、フィルムの厚さ方向位相差（２枚以上使用時にはその合計）は液晶セルのΔｎｄに対して略０．５倍〜略１．０倍、面内位相差は略３０ｎｍ〜略６５ｎｍに設定することが好ましい。
【００２７】
図４に、２層ＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図を示す。クロスニコル配置の偏光板９１、９２間に２つの液晶セル８１、８２が積層された構造において、下側のセル８２を「駆動セル」、上側のセル８１を「補償セル」として動作させる。
【００２８】
「駆動セル」８２の構造は、図１で示したＮＷＴＮモード液晶表示素子の液晶セルと同様である。駆動セルには、外部から駆動電圧を印加して表示部の明暗表示を行う。
【００２９】
一方、「補償セル」８１においては、２枚のガラス基板間の液晶層が右捩れ９０°になるようにラビング処理を施す。また、液晶層中に右ねじれを誘起するようなカイラル剤を添加する。液晶層中央分子の配向方位は３時の方向である。また、ガラス基板に表示パターン電極は形成しない。この補償セルにより、正面観察時にはリタデーションがほぼ０となり、ノーマリブラックモードとなる。その他の条件は駆動セル８２と同様である。なお、補償セル８１は、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フィルム等で代替可能である。
【００３０】
ＶＡモードおよび２層ＴＮモードの液晶表示素子は、ノーマリブラック型液晶表示素子となる。ノーマリブラック型表示部を用いると、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モード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。
【００３１】
作製した３種類の液晶表示素子の室温時における電気光学応答のＤｕｔｙ比依存性を大塚電子製ＬＣＤ５２００にて測定した。スタティック駆動の場合、駆動電圧は矩形波、マルチプレックス駆動の場合、１／２Ｄｕｔｙ時には１／２バイアス、１／３および１／４Ｄｕｔｙ時には１／３バイアスの５００Ｈｚバイアス駆動とした。駆動電圧の大きさＶｄは目視により最も良好とみなされる表示状態になるように調整した。スタティック駆動のＯｆｆ電圧は０Ｖである。なお、Ｏｆｆ電圧印加時における定常状態の透過率を０％、Ｏｎ電圧印加時における定常状態の透過率を１００％としたとき、暗表示から明表示への応答時間は、透過率が０％から９０％に変化するのに要する時間とし、明表示から暗表示への応答時間は、透過率が１００％から１０％に変化するのに要する時間として定義する。
【００３２】
図５に、各液晶表示素子における応答時間の表を示す。応答時間の単位はｍｓである。表に示すように、特に２層ＴＮ型とＶＡ型の液晶表示素子において、Ｄｕｔｙが大きくなるに従って暗表示から明表示への応答時間が長くなる傾向が見られる。明表示から暗表示への応答時間については、Ｖｄが大きくなるにしたがって長くなる傾向が見られる。応答時間が長くなる、言い換えると、応答速度が遅くなると、液晶表示装置の色純度を確保するためには１サブフレーム内においてブランク時間を長く取らなければならない。しかし、ブランク時間を長く取ると、液晶表示装置の表示輝度が低下するという問題がある。
【００３３】
図６に、各液晶表示素子の透過率が０％から１０％に変化する時間（０％−１０％時間と呼ぶこととする）の表を示す。
【００３４】
ＮＷＴＮ型においては、Ｄｕｔｙが大きくなるに従って０％−１０％時間が徐々に短くなる傾向が見られた。２層ＴＮ型においては、Ｄｕｔｙが大きくなるに従って０％−１０％時間が長くなる傾向が見られた。また、ＶＡ型においては、Ｄｕｔｙによる依存性は低いが、スタティック駆動時に比べて１／２Ｄｕｔｙ〜１／４Ｄｕｔｙ駆動時のほうが０％−１０％時間が長くなる傾向が見られた。
【００３５】
（実施例１）
発明者らは、液晶表示素子における表示方法について考察した結果、一部の表示部分を１フレーム中常時同一色で表示し、他の表示部分をＦＳ駆動により複数色表示する表示方法を発案した。
【００３６】
図７Ａに、液晶表示素子の表示例１を示す。表示例１では、上段に時計表示部、下段に温度表示部を配置しており、時計表示部が常時白表示である。温度表示部は色変化をさせたい。
【００３７】
図７Ａにおいて、セグメント１は時計表示部の「ＡＭ」を表示し、表示色は白とした。セグメント２は時計表示部のうちの「：（コロン）」を表示し、表示色は白とした。なお、時計表示部の４桁の７セグメントも白表示を行う。セグメント３は、温度表示部左側の「ＴＥＭＰ」を表示し、表示色は白とした。セグメント４は、温度表示部左側の７セグメント２桁目の最下部の横棒を表示し、表示色は赤とした。なお、温度表示部左側の７セグメント全てをここでは赤色表示とし、セグメント４はそのうちの代表的なセグメントとして説明のために抽出したものである。同様にセグメント６は温度表示右側の７セグメントを代表して抽出したものであり、２桁目の最下部の横棒を表示する。セグメント６の表示色は青とした。セグメント５は、温度表示部右側の「ＴＥＭＰ」を表示し、表示色は白とした。
【００３８】
図７Ｂに、バックライト領域の割り当て例１を示す。図６Ｂに示すように、時計表示部と温度表示部との間で、液晶表示素子の背面に配置されるバックライト領域を分割してバックライト領域Ａ、領域Ｂを形成した。それぞれの領域は独立して光源を点灯させるよう駆動装置を具備させた。
【００３９】
図８Ａに、バックライト構造例１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。図示のように、導光板２０１の、表示領域ＡとＢとの境界１０６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とを有して設置されている。
【００４０】
導光板２０１の表示領域Ａ側の部分２０１Ａの端部に光源ＬＳＡが設置され、表示領域Ｂ側の部分２０１Ｂの端部に光源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、光源ＬＳＡ、ＬＳＢから放出された光は、相互に混ざることなく、各々、表示領域Ａのみ、表示領域Ｂのみを照明する。
【００４１】
図８Ｂに、バックライト構造例２を示す。図８Ｂに示すバックライトは、いわゆる直下型バックライト構造である。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１０６の直下に設けられている。
【００４２】
表示領域Ａ側の部分２１１Ａの底部に光源ＬＳＡが設置され、表示領域Ｂ側の部分２１１Ｂの底部に光源ＬＳＢが設置されている。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。
【００４３】
なお、ある領域から他領域にバックライト光が漏れないためには、相互に隣接する表示領域に含まれるセグメント表示部間の最短距離（表示画素間の最短距離）を１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上とするのが好ましい。表示例１においては、時計表示部（領域Ａ）の最下部と温度表示部（領域Ｂ）の最上部との間隔を２．５ｍｍとした。
【００４４】
図７に戻る。図７Ｃに、コモン電極の配線例を示す。図示のように、時計表示部はコモン１、２に、温度表示部はコモン３、４にて配線されている。
【００４５】
各セグメントに選択電圧が印加されるタイミングは、セグメント１はコモン１、セグメント２はコモン２、セグメント３、５はコモン３、セグメント４、６はコモン４が走査された時とする。なお、時計表示の４桁の７セグメントは図示のようにコモン１もしくはコモン２に対応し、温度表示のための他のセグメントは図示のようにコモン３、もしくはコモン４に対応する。
【００４６】
（実施例１−１）
次に、各コモン電極および各セグメント電極に印加する電圧波形を示す。ここでは、非表示部分に金属ブラックマスクを具備したＮＷＴＮ型を用いた例について説明する。
【００４７】
図９に、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライト領域Ａ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートを示す。ＦＳ駆動方法としてカラーブレークレス駆動方法を用いる。１フレームを略１６．７ｍｓとした場合、表示色は白（Ｗ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、黒（ＢＫ）の４色であるのでサブフレーム数Ｍは３に設定した。各サブフレームは等時間に分割して１サブフレームを略５．５７ｍｓとした。液晶表示素子に印加する電圧は、１／４Ｄｕｔｙ、１／３Ｂｉａｓ、フレーム周波数ｆ＝３６０Ｈｚのマルチプレックス駆動電圧とした。全（コモン）走査線本数Ｎは４であり、走査線走査待ち時間Ｃは、
Ｃ＝（Ｎ−１）／（ｆ×Ｎ）−式１
より略２．０９ｍｓとした。
【００４８】
ＮＷＴＮ液晶表示素子の応答時間を待つブランク時間を略２．５ｍｓに設定すると、１サブフレーム内におけるバックライト点灯時間は略０．９８ｍｓとなる。但し、時計表示部は常時白表示であるため、このバックライト点灯時間はバックライト領域Ｂのみに適用される。ここで、バックライト領域Ａと領域Ｂにおいて白表示の輝度を比較する。１フレームあたりの白色点灯時間には領域Ａと領域Ｂとで１７倍以上の開きがあるため、何も処置を施さない場合、輝度に大きな差が生じる。この輝度の差を解消するためには領域Ａの輝度を何らかの方法で小さくするか、領域Ｂの輝度を大きくする必要がある。
【００４９】
領域Ａの輝度を小さくするには、領域Ａの光源の数を減らしたり、光源に用いている素子に流す電流を減らしたりする措置を施せば良い。
【００５０】
（実施例１−２）
ここでは、領域Ｂの表示輝度を向上させる方法を説明する。領域Ｂの表示輝度を向上させるためには、１サブフレームあたりの点灯時間を長くすれば良い。
【００５１】
図１０に、バックライト領域の割り当て例２を示す。発明者らは、図示のように、領域を３つに分け領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃを形成した。領域Ａが時計表示部、領域Ｂが左温度表示部、領域Ｃが右温度表示部に対応する。領域Ｂおよび領域Ｃでそれぞれ黒＋２色（２色は領域Ｂと領域Ｃとで異なって良い）の点灯を行うこととした。これにより、サブフレーム数Ｍを２に減少させて１サブフレームあたりの点灯時間を長くした。
【００５２】
図１１に、コモン電極１〜４、セグメント電極１〜６への駆動波形、及びバックライト領域Ａ、Ｂ、Ｃにおける点灯色と点灯タイミングを示したタイミングチャートを示す。１フレーム時間は実施例１−１と同様で、サブフレーム数Ｍは２、１サブフレーム時間は略８．３５ｍｓとした。マルチプレックス駆動波は実施例１−１と同様であり、従って走査線走査待ち時間Ｃも同様に略２．０９ｍｓである。領域Ｂ、領域Ｃのバックライト点灯時間Ｌは３．７６ｍｓとなり、実施例１−１に比べて３．８倍の長さとなった。バックライト領域Ａと領域Ｂ、Ｃとの輝度差は４．５倍になり、実施例１−１と比べて減少する。実際に液晶表示装置を作製し目視により観察したが、輝度差が大きく改善されていることが確認できた。なお、液晶表示素子は実施例１−１と同様にＮＷＴＮ型である。
【００５３】
（実施例１−３）
図７Ｃにおいて、コモン３とコモン１の配線、コモン４とコモン２の配線をそれぞれ入れ替えることも可能である。図７Ｂに示したバックライト領域の分割の場合、バックライトＡ領域は常時白色であり、Ｂ領域は、ＦＳ駆動により間欠点灯する。
【００５４】
発明者らは、間欠点灯させる表示部分をカバーするコモン電極を１つのみにするか、複数の場合は互いに隣接して走査させ、そのタイミングに合わせてバックライトの点灯を行うことにより、バックライトの点灯時間を長くする方法を発案した。
【００５５】
図１２に、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライト領域Ａ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートを示す。図９のタイムチャートと同様に、１フレームを３つのサブフレームに等時間分割しており、各期間の時間設定は実施例１−１と同様である。但し、走査線走査待ち時間は実施例１−１と異なり、実施例１−３では０．７ｍｓである。図１２に示すように、領域Ｂにおけるバックライト点灯時間は略２．３７ｍｓとなり、実施例１−１に比べて略２．８倍となる。領域Ｂのセグメント輝度は、常時点灯部である領域Ａのセグメント輝度の１／６程度となり、輝度差が実施例１−１に比べ改善される。
【００５６】
実際に実施例１−３による液晶表示装置を作製して表示外観状態を観察したところ、バックライト領域Ａ、Ｂ間の輝度差が実施例１−１よりも改善されていることが確認できた。
【００５７】
なお、本実施例においては、温度表示部に対応するコモン電極にコモン信号１、２（１サブフレームにおける１番目と２番目の信号）が印加されるように電極配置を行ったが、温度表示部に対応するコモン電極に印加する電圧を時間軸上で隣接するように配線すれば、現サブフレームにおいてバックライトを点灯させてから、次サブフレームにおいて当該コモン電極に対応するコモン信号が印加されるまで、同一色のバックライトの点灯を継続させることができるので、長時間のバックライト点灯が可能である。
【００５８】
（実施例１−４）
図１０に示した、バックライト領域の割り当て例２を採用すると、サブフレーム数Ｍを２にすることができる。これに実施例１−３による駆動シーケンスを組み合わせる。走査線走査待ち時間を略０．７ｍｓ、ブランク時間Ｂを略２．５ｍｓとると、バックライト点灯時間Ｌは略５．１５ｍｓとなる。常時点灯部分と比較すると略１／３の輝度に出来るので、目視上の輝度差が少なくなり、良好な表示品質を実現できる。
【００５９】
（実施例２）
上記の実施例ではＮＷＴＮ型を液晶表示素子として採用した場合について述べた。次に、ノーマリブラックモードの２層ＴＮ型、ＶＡ型を用いた場合の駆動方法について説明する。液晶表示素子に２層ＴＮ型、ＶＡ型を用いた場合、ＮＷＴＮ型を用いた場合に比べ応答時間が遅くなる傾向がある。Ｄｕｔｙの大きな駆動条件では応答速度がさらに遅くなる懸念があるため、ブランク時間を長く取る必要がある。するとバックライト点灯時間が短くなることによる表示輝度の低下が問題となる。
【００６０】
以下、表示輝度を向上させる駆動方法について説明する。
【００６１】
（実施例２−１）
まず、液晶表示素子として、ＶＡ型を用いた場合を例にとる。表示パターンは図７Ａに示したのと同様である。バックライトは図７Ｂに示した領域Ａと領域Ｂに分割する。コモン電極、セグメント電極の配線並びに１フレームの時間および１サブフレームの時間は実施例１−３と同様である。本実施例では、あるサブフレームにおいてバックライトを点灯させた状態で、次のサブフレームに切り替わった後も、一定時間バックライトを同じ色で点灯し続ける「前ＳＢバックライト点灯継続時間」を設ける。これは、２層ＴＮ型液晶セルの応答速度の遅さを利用するものである。すなわち、電気信号が変化しても液晶表示素子の透過率がほとんど変わらない時間帯において、同一色のバックライトを継続点灯させることにより、点灯時間を長くして輝度を向上させることを企図している。
【００６２】
図１３に、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライト領域Ａ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートを示す。
【００６３】
１サブフレーム時間をＳ、前ＳＢバックライト点灯継続時間（走査線走査待ち時間Ｃが含まれる）をＤ、ブランク時間をＢ、バックライト点灯時間をＬとする。なお、Ｄ＞０の場合、Ｌ＝０、Ｓ＝Ｄ＋Ｂであっても色純度を低下させること無くパタ−ンの表示が可能である。
【００６４】
ＦＳ駆動する表示領域における走査線本数をＮＮ本、全走査線本数をＮ本、フレーム周波数をｆとすると、走査線走査待ち時間Ｃは
Ｃ＝（ＮＮ−１）／（ｆ×Ｎ）−式３
となる。
【００６５】
前ＳＢバックライト点灯継続時間Ｄとブランク時間Ｂとの和Ｄ＋Ｂは、走査線走査待ち時間Ｃと、液晶表示素子が明から暗に表示が変わる応答時間との和以上とすることが好ましい。
【００６６】
実施例２−１における走査待ち時間Ｃは、フレーム周波数ｆが３６０Ｈｚとすると略０．７ｍｓとなる。前ＳＢバックライト点灯継続時間Ｄは、図１３よりＶＡ型液晶表示素子の１／４Ｄｕｔｙ、１／３Ｂｉａｓ駆動時の応答遅れ時間である略２．２８ｍｓとした。ブランク時間Ｂは３．４８ｍｓとした。従って、前ＳＢバックライト点灯時間Ｌは１．３９ｍｓとなる。同一色バックライト点灯時間ＬｓｃはＬｓｃ＝Ｌ＋Ｄ＝３．６７ｍｓでＬの略２．６４倍となり、輝度向上効果が得られる。バックライト領域Ａに比べて領域Ｂの（同一色）バックライト点灯時間は略１／５程度である。
【００６７】
実施例２−１により液晶表示装置を作製し、外観観察を行った結果、輝度向上効果が得られた。
【００６８】
（実施例２−２）
実施例２−１の表示を実現するのに、バックライト領域を図１０のように分割することも可能である。この場合、１サブフレームにおけるバックライト点灯時間Ｌは略４．１７ｍｓとなり、前ＳＢバックライト点灯時間Ｄとの和である同一色バックライト点灯時間Ｌｓｃは略６．４５ｍｓである。バックライト領域Ａに比べて領域Ｂの（同一色）バックライト点灯時間は略１／３以上となるので、本実施例による駆動シーケンスであればより輝度向上効果は期待できよう。
【００６９】
（実施例２−３）
実施例２−１および実施例２−２では液晶表示素子にＶＡ型液晶セルを用いた場合について説明したが、２層ＴＮ型の液晶表示装置にも適用可能であろう。実施例２−１の駆動シーケンスを用いた場合、ブランク時間は図５より２．２４ｍｓとなり、バックライト点灯時間Ｌは５．５７−０．７−２．２４＝２．６３となる。前ＳＢバックライト点灯継続時間Ｄは図６より４．１２ｍｓとしても良いが、１サブフレームは５．５７ｍｓであるので、同一色バックライト点灯時間Ｌｓｃは最大で５．５７ｍｓである。
【００７０】
（実施例２−４）
実施例２−２のように、バックライト領域を図１０のように分割すると、サブフレーム数Ｍを２とすることができ、１サブフレームのあたりの時間が略８．８５ｍｓとなる。この場合、バックライト点灯時間Ｌは８．８５−２．９４＝５．９１ｍｓとなる。この場合、同一色バックライト点灯時間Ｌｓｃは最大で８．８５ｍｓとなり、さらなる輝度向上効果が得られるであろう。
【００７１】
（実施例３）
表示パターンは上記の限りではない。
【００７２】
図１４Ａに、表示パターン例２を示す。図１３Ａに示す表示パターンは、セグメント表示部とドットマトリクス表示部とが混在したパターンである。図示のように、表示パターン例２では、左右に温度表示を行うセグメント表示部を有する。温度表示部において、「ＴＥＭＰ」表示部は白色である。左右２桁の７セグメント表示部は、左がＲで右がＢである。中央部の２４×８ドットマトリクス部分は全ドットで白表示を行う。
【００７３】
図１４Ｂに、バックライト領域の分割例を示す。図示のようにバックライト領域を左右温度表示部（領域Ａ、Ｃ）とドットマトリクス表示部（領域Ｂ）との３領域に分割するようにした場合、領域Ｂは常時点灯状態にし、領域Ａ、ＣをＦＳ駆動する。
【００７４】
図１４Ｃに、コモン電極の配線図を示す。図示のように、１／８Ｄｕｔｙ、１／４Ｂｉａｓ駆動としてコモン１〜８を配線し、セグメント表示部に対応するコモン電極を互いに隣接するように配置（図中はコモン１とコモン２に配線）することで、実施例１−３と同様に、バックライト点灯時間を長く取ることが出来る。ただし、駆動周波数の周期は１サブフレーム時間以内（２サブフレームの場合は８．３５ｍｓ以内）に設定する必要がある。
【００７５】
なお、領域Ｂの表示色は白に限られず、マルチカラー光源を用いて複数の色を表示しても良い。
【００７６】
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、サブフレームを等時間に分割せず、不等時間に分割しても良い。また１フレームの時間も１フレームごとに変化させて良い。
【００７７】
図１５に、表示パターン例３を示す。図示のように、表示領域を分割し、各々独立した配線で駆動しても良い。また、それらの分割した表示領域を各々別の液晶セルで駆動させても良い。その場合、表示状態を変える時のみ同期をとり、表示状態を維持している状態では同期を取る必要はない。
【００７８】
また、マルチプレックス駆動の１／２Ｄｕｔｙ〜１／１６Ｄｕｔｙ、好ましく（表示品質の観点から）は１／２Ｄｕｔｙ〜１／９Ｄｕｔｙが実施可能である。さらに、図１４のような分割領域を独立した配線で駆動させる場合には、１／２Ｄｕｔｙ〜１／８Ｄｕｔｙ、好ましくは１／２Ｄｕｔｙ〜１／４Ｄｕｔｙのマルチプレックス駆動を適用できる。なお、駆動方法はスタティック駆動でも良い。
【００７９】
バックライト領域（表示領域）のうち、常時点灯させる領域は複数でも良い。また、常時点灯させる表示領域を、駆動波のフレーム単位で切り替える制御を行っても良い。
【００８０】
その他、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】
【００８１】
【図１】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。
【図２】図２Ａは、ノーマリホワイト（ＮＷ）ＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。図２Ｂ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２Ｃ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、垂直配向モード液晶表示素子の概略斜視図である。
【図４】図４は、２層ＴＮモード液晶表示素子の概略斜視図である。
【図５】図５は、各液晶表示素子における応答時間の表である。
【図６】図６は、各液晶表示素子の透過率が０％から１０％に変化する時間の表である。
【図７】図７Ａは、液晶表示素子の表示例１であり、図７Ｂは、バックライト領域の割り当て例１であり、図７Ｃは、コモン電極の配線図である。
【図８】図８Ａは、バックライト構造例１であり、図８Ｂは、バックライト構造例２である。
【図９】図９は、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライトＡ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートである。
【図１０】図１０は、バックライト領域の割り当て例２である。
【図１１】図１１は、コモン電極１〜４、セグメント電極１〜６への駆動波形、及びバックライト領域Ａ、Ｂ、Ｃにおける点灯色と点灯タイミングを示したタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライト領域Ａ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートである。
【図１３】図１３は、１フレームにおけるコモン１〜４、セグメント１〜６に印加される駆動波形、及びバックライト領域Ａ、領域Ｂの発光色及び点灯タイミングを表したタイムチャートである。
【図１４】図１４Ａは、表示パターン例２であり、図１４Ｂは、バックライト領域の割り当て例３であり、図１４Ｃは、コモン電極の配線図である。
【図１５】図１５は、表示パターン例３である。
【符号の説明】
【００８２】
１  液晶表示素子
２  バックライト
３  駆動装置
１１、５１、８１、８２  液晶セル
１２、１３、５２、５３  基板
２１、２２、６１、６２、９１、９２  偏光板
４１  絶縁膜
４２  ブラックマスク
７１、７２  視角補償板
１０６  境界
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ  導光板
２０２  反射板  
２１１  側壁
２１２  隔壁
２１３  散乱板
ＬＳ、ＬＳＡ、ＬＳＢ  光源
【図１】
2009115963.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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