(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に液晶層が設けられ、前記一対の基板の電極が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成された液晶表示素子と、
任意の色を複数の単位色の混色により表示するため、前記複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、前記複数の単位色にそれぞれ対応する単位色画像データ信号を前記液晶表示素子に供給し、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子の各表示要素に書込む表示素子ドライバと、
前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子を有し、これらの発光素子が発する光を前記液晶表示素子にその後側から入射させるように前記液晶表示素子の後側に配置され、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させてこれらの複数の単位色の発光素子からの光により透過表示を行わすための順次点灯と、全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯とに選択可能な照明装置と、
前記液晶表示素子の前側から入射し、前記液晶層を透過した光を前側に反射して反射表示を行わすための反射手段と、
を備えたことを特徴とするフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項２】
液晶表示素子は、電極間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が、基板面に対して予め定めたプレチルト角で、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層を備えていることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項３】
反射手段は、液晶表示素子の液晶層と照明装置との間に配置された半透過反射膜であることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項４】
照明装置は、液晶表示素子に対向する出射面と入射端面とを有し、前記入射端面から入射した光を前記出射面から出射する導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置された光源部材とからなっており、反射手段は、前記導光板の後側に配置された反射膜であることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項５】
表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有し、照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示するための全点灯手段を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項６】
表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有し、照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項７】
表示素子ドライバは、１フレーム毎に、単一色の画像を表示させるための単色画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段を有し、照明装置は、前記単色画像データの書込みに対応して複数の色の発光素子のうちの少なくとも１つの発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯手段を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項８】
互いに対向する内面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に液晶層が設けられ、前記一対の基板の電極が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成された液晶表示素子と、
任意の色を複数の単位色の混色により表示するため、前記複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、前記複数の単位色にそれぞれ対応する単位色画像データ信号を前記液晶表示素子に供給し、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単位色画像データ書込み手段と、前記１フレーム毎に、予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有する表示素子ドライバと、
前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子を有し、これらの発光素子が発する光を前記液晶表示素子にその後側から入射させるように前記液晶表示素子の後側に配置され、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させてこれらの複数の単位色の発光素子からの光により透過表示を行わすための順次点灯と、前記単色画像データの書込みに対応して前記複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯とに選択可能な照明装置と、
を備えたことを特徴とするフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項９】
表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有し、照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示させるための全点灯手段をさらに有していることを特徴とする請求項８に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶表示素子の前側から入射し、液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段をさらに備え、照明装置は、全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有していることを特徴とする請求項８に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【請求項１１】
液晶表示素子は、任意の表示パターンを表示する任意パターン表示領域と、固定された表示パターンを表示する固定パターン表示領域とを有しており、照明装置は、前記液晶表示素子の任意パターン表示領域に対向する第１の照明装置と、前記液晶表示素子の固定パターン表示領域に対向する第２の照明装置とからなり、少なくとも前記第１の照明装置が、複数の単位色を発生する複数の発光素子を備えていることを特徴とする請求項８に記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、互いに対向する内面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に液晶層が設けられ、前記一対の基板の電極が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成された液晶表示素子と、この液晶表示素子の背後に配置され、複数の単位色（例えば赤、緑、青の３色）の混色により任意の色を表示するために、前記複数の単位色の光を選択的に発生し、これらの単位色の光を前記液晶表示素子にその後側から入射させる照明装置とを備えている。
【０００３】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、複数の単位色を順次表示し、これらの単位色の混色によりカラー画像（フルカラー画像またはマルチカラー画像）を表示するものであり、前記複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、前記１つの単位色に対応する単位色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込むとともに、前記単位色画像データの順次書込みに対応して前記照明装置から前記単位色の光を出射させることにより、前記単位色の数だけ連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色の混色による１つのカラー画像を表示する。
【０００４】
前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子にカラーフィルタを備えさせる必要が無いため、カラーフィルタによる光の吸収が無く、また、前記液晶表示素子の全ての表示要素にそれぞれ複数の単位色画像データを順次書込んでカラー画像を表示するため、液晶表示素子の各表示要素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタを交互に並べて設けている液晶表示装置に比べ、明るく、しかも高精細なカラー画像を表示することができる。
【０００５】
しかし、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、複数の単位色をそれぞれ表示する複数のフィールド、例えば赤、緑、青の３色をそれぞれ表示する３つのフィールドにより１つのカラー画像を表示するための１フレームが構成されるため、１つの単位色を表示するための１フィールドが１フレームの１／３となり、その各フィールド毎に１つの単位色画像データを前記液晶表示素子に書込んで表示させなければならないため、前記液晶表示素子に高速応答特性が要求される。
【０００６】
そのため、フィールドシーケンシャル液晶表示装置には、高速応答が可能な液晶表示素子として知られている、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子、或いは液晶分子をベンド配向させた液晶表示素子を用いることが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記強誘電性液晶を用いた液晶表示素子は、液晶分子が一方の方向に均一に配向した一軸配向を得ることが難しく、また液晶分子をベンド配向させた液晶表示素子は、液晶分子を安定的に均一に配向させることが困難であるため、いずれの液晶表示素子も安定した動作特性が得られず、したがって、良好な品質のカラー画像を表示することが難しい。
【０００８】
また、従来のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、予め定めた数の複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、液晶表示素子の各表示要素に複数の単位色画像データを順次書込み、それに対応して照明装置から複数の単位色の光を順次出射させ、複数のフィールドにより１つの画像を表示するものであり、照明装置が各フィールド毎に点灯されるため消費電力が多く、しかも、液晶表示素子を高い書込み周波数で駆動しなければならないため、液晶表示素子の駆動に多くの電力を消費するという問題をもっている。
【００１０】
この発明の目的は、消費電力を節減することができるフィールドシーケンシャル液晶表示装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示装置の消費電力を節減するという目的を達成するために、互いに対向する内面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に液晶層が設けられ、前記一対の基板の電極が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成された液晶表示素子と、任意の色を複数の単位色の混色により表示するため、前記複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、前記複数の単位色にそれぞれ対応する単位色画像データ信号を前記液晶表示素子に供給し、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子の各表示要素に書込む表示素子ドライバと、前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子を有し、これらの発光素子が発する光を前記液晶表示素子にその後側から入射させるように前記液晶表示素子の後側に配置され、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させてこれらの複数の単位色の発光素子からの光により透過表示を行わすための順次点灯と、全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯とに選択可能な照明装置と、前記液晶表示素子の前側から入射し、前記液晶層を透過した光を前側に反射して反射表示を行わすための反射手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子への各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させる順次点灯と全ての発光素子の点灯を停止する全消灯とに選択可能な照明装置と、前記液晶表示素子の前側から入射し、前記液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段とを備えたものであるため、前記照明装置から光を出射させ、その光を前記液晶表示素子にその後側から入射させて表示する透過表示と、液晶表示装置の使用環境の光である外光を利用し、前記液晶表示素子の前側から入射して前記液晶層を透過した光を前記反射手段により前側に反射して表示する反射表示との両方を表示を行なうことができる。
【００２０】
そして、前記外光を利用する反射表示を行なうときは、前記照明装置を、全ての発光素子の点灯を停止する全消灯状態に選択すればよいため、この反射表示のときは前記照明装置による電力の消費は無い。
【００２１】
したがって、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置によれば、前記照明装置の消費電力を節減することができる。
【００２２】
このように、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子への各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させる順次点灯と全ての発光素子の点灯を停止する全消灯とに選択可能な照明装置と、前記液晶表示素子の前側から入射し、前記液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段とを備え、前記照明装置からの光を利用する透過表示と、外光を利用する反射表示との両方を表示を可能とすることにより、前記照明装置の消費電力を節減できるようにしたものである。
【００２３】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、前記液晶表示素子は、電極間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が、基板面に対して予め定めたプレチルト角で、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層を備えているのが好ましい。
【００２４】
また、前記反射手段は、前記液晶表示素子の液晶層と前記照明装置との間に配置された半透過反射膜でもよく、また、前記照明装置が、液晶表示素子に対向する出射面と入射端面とを有し、前記入射端面から入射した光を前記出射面から出射する導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置された光源部材とからなっている場合、前記反射手段は、前記導光板の後側に配置された反射膜でもよい。
【００２５】
また、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示するための全点灯手段を有しているのが望ましい。
【００２６】
さらに、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有しているのが望ましい。
【００２７】
さらにまた、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、単一色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記単色画像データの書込みに対応して複数の色の発光素子のうちの少なくとも１つの発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯手段を有しているのが望ましい。
【００２８】
また、この発明の他のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、消費電力を節減するという目的を達成するために、互いに対向する内面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に液晶層が設けられ、前記一対の基板の電極が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成された液晶表示素子と、任意の色を複数の単位色の混色により表示するため、前記複数の単位色のうちの１つの単位色を表示する１つのフィールド毎に、前記複数の単位色にそれぞれ対応する単位色画像データ信号を前記液晶表示素子に供給し、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単位色画像データ書込み手段と、前記１フレーム毎に、予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有する表示素子ドライバと、前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子を有し、これらの発光素子が発する光を前記液晶表示素子にその後側から入射させるように前記液晶表示素子の後側に配置され、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させてこれらの複数の単位色の発光素子からの光により透過表示を行わすための順次点灯と、前記単色画像データの書込みに対応して前記複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯とに選択可能な照明装置とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記表示素子ドライバが、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単位色画像データ書込み手段と、前記１フレーム毎に、予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有しており、前記照明装置が、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させる順次点灯と、前記単色画像データの書込みに対応して前記複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させる選択点灯とに選択可能であるため、複数の単位色の混色によるカラー画像の表示と、予め定めた１つの色による単色画像の表示とを行なうことができる。
【００３０】
そして、前記単色画像は、前記１フレーム毎に、前記予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込み、それに対応して前記照明装置の複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させることによる行なうため、そのときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、液晶表示素子の駆動電力を節減することができる。
【００３１】
このように、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、複数の単位色画像データを順次液晶表示素子の各表示要素に書込む単位色画像データ書込み手段と、前記１フレーム毎に、予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有する表示素子ドライバと、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して複数の単位色の発光素子を順次点灯させる順次点灯と、前記単色画像データの書込みに対応して前記複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させる選択点灯とに選択可能な照明装置とを備え、複数の単位色の混色によるカラー画像の表示と、予め定めた１つの色による単色画像の表示とを可能とすることにより、前記単色画像の表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、液晶表示素子の消費電力を節減できるようにしたものである。
【００３２】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み装置を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示させるための全点灯手段をさらに有しているのが好ましい。
【００３３】
また、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記液晶表示素子の前側から入射し、液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段をさらに備え、前記照明装置は、全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有しているのが望ましい。
【００３４】
さらに、前記液晶表示素子は、任意の表示パターンを表示する任意パターン表示領域と、固定された表示パターンを表示する固定パターン表示領域とを有しており、前記照明装置は、前記液晶表示素子の任意パターン表示領域に対向する第１の照明装置と、前記液晶表示素子の固定パターン表示領域に対向する第２の照明装置とからなり、少なくとも前記第１の照明装置が、複数の単位色を発生する複数の発光素子を備えているのが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１〜図９はこの発明の第１の実施例を示しており、図１はフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図である。
【００３６】
この実施例のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、図１のように、液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の後側に配置された照明装置５と、前記液晶表示素子１と照明装置５との間に、前記液晶表示素子１の前側から入射し、液晶層１０１を透過した光を前側に反射する反射手段として配置された半透過反射膜６とを備えている。
【００３７】
前記液晶表示素子１は、図２にその一部分の断面構造を示したように、互いに対向する内面それぞれに透明電極１０８，１０４が形成された前後一対の透明基板１０２，１０３間に、前記一対の基板１０２，１０３の電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で液晶分子が一方方向に配向し、前記電極１０８，１０４間に印加される電界に応じて前記液晶分子の前記基板１０２，１０３面に対するチルト角が変化する液晶層１０１が設けられ、前記一対の基板１０２，１０３の電極１０８，１０４が対向する領域により光の透過を制御する複数の表示要素が形成されたものであり、カラーフィルタは備えていない。
【００３８】
この実施例で用いた液晶表示素子１は、前記電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が基板１０２，１０３面に対して実質的に平行に、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層１０１を備えたホモジニアス配向型液晶表示素子であり、前記一対の基板１０２，１０３の外側にそれぞれ偏光板２，３が配置されるとともに、前記一対の基板１０２，１０３のいずれか、例えば表示の観察側である前側の基板１０２と、この前側基板１０２の外側に配置された偏光板２との間に位相差板４が配置されている。
【００３９】
この液晶表示素子１は、アクティブマトリックス型のものであり、前記一対の基板１０２，１０３のうち、一方の基板、例えば表示の観察側とは反対側の後側の基板１０３の内面に、行方向（画面の左右方向）及び列方向（画面の上下方向）にマトリックス状に配列する複数の画素電極１０４と、前記複数の画素電極１０４にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子１０５と、前記アクティブ素子１０５の動作を制御するための制御配線１０６（図３参照）と、前記アクティブ素子１０５を介して表示データ信号を前記各画素電極１０４に供給するためのデータ配線１０７（図３参照）とが形成され、他方の基板、例えば表示の観察側である前側の基板１０２の内面に、前記複数の画素電極１０４に対向する一枚膜状の対向電極１０８が形成されている。
【００４０】
この実施例の液晶表示素子１は、アモルファスシリコン薄膜を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、或いはポリシリコン薄膜を用いたＴＦＴをアクティブ素子１０５としたものであり、前記制御配線１０６は、前記ＴＦＴからなるアクティブ素子（以下、ＴＦＴと言う）１０５にゲート信号を供給するためのゲート配線である。
【００４１】
なお、図２では前記ＴＦＴ１０５を簡略化して示しているが、例えばアモルファスシリコン薄膜を用いたＴＦＴ１０５は、後側基板１０３上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆って前記後側基板１０３上の略全体に形成された透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極及びドレイン電極とからなっている。
【００４２】
さらに、前記一対の基板１０２，１０３の内面にはそれぞれ、水平配向膜１０９，１１０が設けられており、これらの配向膜１０９，１１０は、互いに略平行で且つ互いに逆方向に配向処理されている。
【００４３】
そして、前記一対の基板１０２，１０３は、その周縁部において、図示しない枠状シール材を介して接合されており、これらの基板１０２，１０３間の前記シール材により囲まれた領域に、正の誘電異方性を有するネマティック液晶が充填され、その液晶分子が、基板１０２，１０３面（配向膜１０９，１１０面）に対して予め定めたプレチルト角に傾いた状態で、前記配向膜１０９，１１０の配向処理方向に沿ってホモジニアス配向している。
【００４４】
また、前記一対の基板１０２，１０３の外側に配置された前側及び後側の偏光板２，３は、その透過軸を前記液晶分子のホモジニアス配向方向（配向膜１０９，１１０の配向処理方向）に対して略４５°の方向に合わせるとともに、それぞれの透過軸を互いに略直交させて配置されている。
【００４５】
さらに、前記位相差板４は、液晶表示素子を透過する光のリタデーションの値を調整して表示のコントラストを高くするとともに視野角を広くするために設けられており、この位相差板４は、その遅相軸を前記液晶分子のホモジニアス配向方向と略直交させて配置されている。
【００４６】
この液晶表示素子１は、液晶層１０１の液晶分子が初期のホモジニアス配向状態にあるときの光の透過率が最も高いノーマリーホワイトモードものであり、前記電極１０８，１０４間に印加される電界の強さに応じて一方方向に配列した液晶分子の傾きが基板１０２，１０３面に対して変化することにより液晶層１０１の複屈折性を変化させ、この液晶層１０１を透過する光のリタデーションを制御し、この光のリタデーションの変化を一対の偏光板２，３により検出して透過率を変える。
【００４７】
この液晶表示素子１は、前記電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が基板１０２，１０３面に対して実質的に平行に、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したモジニアス配向のネマティック液晶層１０１を備えたホモジニアス配向型液晶表示素子であり、特に液晶層１０１の層厚が１μｍ〜３μｍと小さく設定されたものは、基板１０２，１０３面に形成された水平配向膜１０９，１１０による配向規制力（液晶分子を基板面と平行に配列させるための力）が強く働き、印加電界が絶たれたときに、液晶分子が短時間で基板１０２，１０３面と実質的に平行な方向に配向するため、電極１０８，１０４間に印加される電界に応じて高速で応答動作する。
【００４８】
次の表１は、液晶層厚を１．５μｍに設定したこの実施例のホモジニアス配向型液晶表示素子の応答性と、一般的なＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示素子の液晶層厚を同じ値（１．５μｍ）に設定した比較例の応答性と示している。
【００４９】
【表１】
0003861682.tif 000002
【００５０】
この表１において、応答時間は、書込み電圧に対応する透過率を１００％としたときの、書込み電圧の印加開始時から透過率が９０％になるまでの時間と定義したときの値である。また、立ち上がり速度とは、誘電異方性が正の液晶分子が、電界の印加に応じて基板面に対して立ち上がる方向に挙動するのに要する時間であり、立ち下がり速度とは、印加電界が絶たれたときに前記液晶分子が基板面と実質的に平行となる方向に挙動するのに要する時間である。
【００５１】
この表１から明らかなように、液晶層厚が１．５μｍと同一であるホモジニアス配向型液晶表示素子とＴＮ型液晶表示素子とを比較すると、立ち上がり速度は、液晶分子が電界との相互作用により挙動するため、ホモジニアス配向型液晶表示素子で０．８ｍsec、ＴＮ型液晶表示素子で０．７ｍsecと大差がない。
【００５２】
一方、立ち下がり速度は、ホモジニアス配向型液晶表示素子で２．６ｍsec、ＴＮ型液晶表示素子で５．５ｍsecであり、ホモジニアス配向型液晶表示素子の方がＴＮ型液晶表示素子に較べて略２倍ほど速い。
【００５３】
これは、ホモジニアス配向型液晶表示素子は、液晶分子に配向膜の配向規制力が強く働いて速く挙動するのに対し、ＴＮ型液晶表示素子は、液晶分子がツイスト配向するのに時間がかかるためである。
【００５４】
したがって、前記液晶表示素子１は、電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が基板１０２，１０３面に対して実質的に平行に、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層１０１を備え、且つ液晶層厚が１μｍ〜３μｍであるもの、望ましくは液晶層厚が１μｍ〜２μｍ、最も好ましくは１．５μｍであるものが好ましい。
【００５５】
また、前記液晶表示素子１は、任意の表示パターンを表示する任意パターン表示領域ａと、固定された表示パターンを表示する固定パターン表示領域ｂとを有している。この実施例では、図１に示したように、前記液晶表示素子１の画面領域のうち、画面の上縁に沿った幅の狭い領域を固定パターン表示領域ｂとし、他の全ての領域を任意パターン表示領域ａとしている。
【００５６】
図３は前記液晶表示素子１の後側基板１０３の内面に設けられた画素電極とＴＦＴとゲート配線及びデータ配線の等価回路図であり、この後側基板３の任意パターン表示領域ａに、上述した行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極１０４が設けられ、固定パターン表示領域ｂには、固定表示パターンに対応する形状に形成された複数のパターン電極１２１が所定の配置関係で設けられている。
【００５７】
この実施例のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、携帯電話機に実装されるものであり、図３に示したパターン電極１２１のうち、図において左側の複数のパターン電極１２１aは、受信信号強度を表示するための電極、右側の複数のパターン電極１２１bは、電池残量を表示するための電極である。
【００５８】
なお、図３では省略しているが、前記固定パターン表示領域ｂに対応する領域には、前記パターン電極１２１の他に、種々の固定パターンを表示するためのパターン電極が設けられている。
【００５９】
また、図３では、図を見やすくするために、任意パターン表示領域ａに設けられた複数の画素電極１０４を拡大して示しているが、前記画素電極１０４は、縦横の幅がそれぞれ１００〜２００μｍの四角ドット状電極であり、前記パターン電極１２１は、約０．５ｍｍ以上の幅に形成されている。
【００６０】
さらに、前記後側基板１０３の内面には、前記任意パターン表示領域ａの複数の画素電極１０４と、前記固定パターン表示領域ｂの複数のパターン電極１２１とにそれぞれ対応させて複数のＴＦＴ１０５，１０５ａが設けられており、前記複数の画素電極１０４とパターン電極１２１にそれぞれ、その電極に対応するＴＦＴ１０５，１０５ａのゲート電極が接続されている。
【００６１】
また、前記後側基板１０３の内面には、各行の画素電極１０４に接続された各行のＴＦＴ１０５にそれぞれゲート信号を供給するための複数のゲート配線１０６と、前記パターン電極１２１に接続された全てのＴＦＴ１０５ａにゲート信号を供給するための１本のゲート配線１０６ａと、各列の画素電極１０４に接続された各列のＴＦＴ１０５及び前記パターン電極１２１に接続されたＴＦＴ１０５ａに画像データ信号を供給するための複数のデータ配線１０７とが設けられている。
【００６２】
そして、前記複数のゲート配線１０６，１０６ａは、各画素電極行の一側及び複数のパターン電極１０４の配列部の一側にそれぞれ沿わせて設けられており、前記ＴＦＴ１０５，１０５ａのゲート電極にそれぞれ接続されている。
【００６３】
また、前記複数のデータ配線１０７は、各画素電極列の一側にそれぞれ沿わせて設けられており、前記画素電極１０４に接続された各列のＴＦＴ１０５のドレイン電極に接続されている。
【００６４】
さらに、前記データ配線１０７のうちの予め定められた複数のデータ配線１０７は、前記パターン電極１２１に接続されたＴＦＴ１０５ａの形成領域に延長させて形成され、前記ＴＦＴ１０５ａのドレイン電極に接続されている。
【００６５】
次に、前記液晶表示素子１の後側に配置された照明装置５について説明すると、この照明装置５は、図１に示したように、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する第１の照明装置５ａと、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対向する第２の照明装置５ｂとからなっている。
【００６６】
前記第１の照明装置５ａは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する出射面５０１ａと入射端面５０２ａとを有する第１の導光板５００ａと、前記第１の導光板５００ａの入射端面５０２ａに対向させてその長さ方向に並べて配置された複数の光源部材５０３ａとからなっており、前記第２の照明装置５ｂは、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対向する出射面５０１ｂと入射端面５０２ｂとを有する第２の導光板５００ｂと、前記第２の導光板５００ｂの入射端面５０２ｂに対向させて配置された１つの光源部材５０３ｂとからなっている。
【００６７】
なお、前記導光板５００ａ，５００ｂはそれぞれ、前面が平坦面に形成され、後面がその一端から他端に向って前面に近づくように傾斜する傾斜面に形成された楔板状の透明板（例えばアクリル系樹脂板）からなっており、その前面が出射面５０１ａ，５０１ｂとされ、両端面のうちの前後面間の幅が大きい方の端面が入射端面５０２ａ，５０２ｂとされている。また、これらの導光板５００ａ，５００ｂの後面にはそれぞれ、その全域にわたって、アルミニウム等の蒸着またはメッキ膜からなる反射膜７が設けられている。
【００６８】
前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂの光源部材５０３ａ，５０３ｂは、いずれも、任意の色を混色により表示するための複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の色の発光素子を備えている。
【００６９】
図４は前記第１の照明装置５ａの光源部材５０３ａのハッチングを省略した拡大断面図であり、前記第２の照明装置５ｂの光源部材５０３ｂも同じ構成となっている。
【００７０】
この光源部材５０３ａは、前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子として、赤の単位色光を発する発光ダイオード（以下、赤色ＬＥＤと言う）５０４Ｒと、緑の単位色光を発する発光ダイオード（以下、緑色ＬＥＤと言う）５０４Ｇと、青の単位色光を発する発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤと言う）５０４Ｂとを１つずつ備えたものであり、前記３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを共通の基板５０５上に並べて配置し、これらのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを光拡散性樹脂５０６によりモールドした構成となっている。
【００７１】
さらに、前記照明装置５は、図５に示した光源駆動回路３５を備えており、前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂの赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂは、前記光源駆動回路３５により点灯駆動される。
【００７２】
前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂはそれぞれ、前記光源部材５０３ａ，５０３ｂの赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが発する光を前記導光板５００ａ，５００ｂにその入射端面５０２ａ，５０２ｂから取込み、その光を前記導光板５００ａ，５００ｂの前面の出射面５０１ａ，５０１ｂから出射するものであり、前記導光板５００ａ，５００ｂの出射面５０１ａ，５０１ｂから出射した光は、前記半透過反射板６を透過して前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂにその後側から入射する。
【００７３】
さらに、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記複数の単位色（赤、緑、青の３色）のうちの１つの単位色を表示するフィールド毎に、前記複数の単位色にそれぞれ対応する各単位色画像データを前記液晶表示素子１に順次供給し、異なる単位色の数だけ連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、前記複数の単位色画像データを順次前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む表示素子ドライバ２０を備えている。
【００７４】
図５は前記表示素子ドライバ２０の構成を示すブロック回路図であり、この表示素子ドライバ２０は、液晶表示装置を実装した電子機器（例えば携帯電話機）の制御部から供給される表示情報信号をその表示情報に応じた画像データ信号に変換して出力する信号変換回路２１と、前記信号変換回路２１から出力された画像データ信号を前記液晶表示素子１に供給する単位色画像データ供給系２２及び単色画像データ供給系２６とを備えている。
【００７５】
電子機器の前記制御部からは、カラー画像の表示情報信号と、単色画像の表示情報信号と、白黒画像の表示情報信号とが選択的に前記信号変換回路２１に供給される。
【００７６】
前記カラー画像の表示情報信号は輝度情報と色情報からなる信号、前記単色画像の表示情報信号は輝度情報と色指定情報からなる信号、白黒画像の表示情報信号は輝度情報と白黒表示を指定する白黒指定情報からなる信号であり、これらの表示情報信号は、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の表示情報を含む信号と、前記任意パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号と、前記固定パターン表示領域ｂの表示情報だけを含む信号とからなっている。
【００７７】
そして、前記信号変換回路２１は、前記任意パターン表示領域ａの表示情報を含む表示情報信号が供給されたときに、任意パターン領域選択信号をコントローラ３０に出力し、前記固定パターン表示領域ｂの表示情報を含む表示情報信号が供給されたときに、固定パターン領域選択信号を前記コントローラ３０に出力する。
【００７８】
また、前記信号変換回路２１は、カラー画像の表示情報信号が供給されたときに、その表示情報の赤、緑、青の各単位色画像の輝度情報に応じた赤、緑、青の各色の単位色画像データ信号を、一次クロック発生回路２８からの一次クロック信号に同期させて単位色画像データ供給系２２に順次出力するとともに、前記各色の単位色画像データ信号の順次出力に同期したタイミング信号を前記コントローラ３０に出力する。
【００７９】
さらに、前記信号変換回路２１は、白黒画像の表示情報信号が供給されたときに、その表示情報の輝度情報に応じた白黒画像データ信号を前記一次クロック信号に同期させて単色画像データ供給系２６に出力するとともに、白黒表示切換信号を表示切換回路３１に出力する。
【００８０】
前記一次クロック信号は、例えば６０Ｈｚの周波数のクロック信号であり、したがって、前記信号変換回路２１から単位色画像データ供給系２２に供給される各単位色画像データ信号と、前記信号変換回路２１から単色画像データ供給系２６に供給される白黒画像データ信号及び単色画像データ信号は、いずれも１画面分の表示データの繰り返し周波数が６０Ｈｚの画像データ信号である。
【００８１】
前記単位色画像データ供給系２２は、前記信号変換回路２１から出力される各色の単位色画像データ信号のうちの赤の単位色画像データ信号を供給する赤色画像データ供給系２２Ｒと、緑の単位色画像データ信号を供給する緑色画像データ供給系２２Ｇと、青の単位色画像データ信号を供給する青色画像データ供給系２２Ｂとの３つの画像データ供給系と、これらの画像データ供給系２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからの赤、緑、青の各色の画像データ信号を順次選択して出力するデジタルマルチプレクサ２５とからなっている。
【００８２】
前記赤、緑、青の単位色画像データ供給系２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、いずれも、前記信号変換回路２１から各画像データ供給系２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにそれぞれ出力された赤、緑、青の各色の単位色画像データ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２３と、このＡ／Ｄ変換回路２３デジタル信号により変換された各色の単位色画像データ信号を順次、それぞれ１フィールド分ずつ記憶する３つのフィールドメモリ２４とからなっている。
【００８３】
一方、前記コントローラ３０には、前記一次クロック発生回路２８から供給される６０Ｈｚの周波数の一次クロック信号と、一次クロック信号を３逓進回路２９により３逓進させた１８０Ｈｚの周波数の二次クロック信号とが供給されており、このコントローラ３０は、前記信号変換回路２１から赤、緑、青の各色の単位色画像データ信号に同期して出力されるタイミング信号に応じて動作し、１フレームを構成する赤、緑、青の各色のフィールドに対応させて、前記赤、緑、青の画像データ供給系２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂのフィールドメモリ２４に、１８０Ｈｚのメモリ読出し信号を順次出力する。
【００８４】
そして、前記各色の画像データ供給系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、信号変換回路２１から供給される各色の単位色画像データ信号をＡ／Ｄ変換回路２３によりデジタル信号に変換して順次前記フィールドメモリ２４に記憶し、このフィールドメモリ２４に記憶された各色の単位色画像データ信号を、前記コントローラ３０からのメモリ読出し信号に同期して順次読み出し、デジタルマルチプレクサ２５に供給する。この赤、緑、青の各色の画像データ供給系２２Ｒ，２２Ｇ，２２ｂのフィールドメモリ２４から前記デジタルマルチプレクサ２５に出力される赤、緑、青の単位色画像データ信号は、１画面を走査する周期が１／６０ｓｅｃのフィールド周波数が１８０Ｈｚの信号である。
【００８５】
一方、前記単色画像データ供給系２６は、前記信号変換回路２１から出力された白黒画像データ信号または単色画像データ信号をＡ／Ｄ変換回路２７によりデジタル信号に変換し、その画像データ信号を、データ供給切換器３２に出力する。この単色画像データ供給系２６から前記データ供給切換器３２に出力される白黒画像データ信号または単色画像データ信号は、１画面走査する周期が１／６０ｓｅｃのフレーム周波数が６０Ｈｚの信号である。
【００８６】
そして、前記単位色画像データ供給系２２のデジタルマルチプレクサ２５から出力される赤、緑、青の単位色画像データ信号は、データ供給切換器３２を介して前記液晶表示素子１の各データ配線１０７に接続されたデータドライバ３３に供給され、また、前記単色画像データ供給系２６から出力される白黒画像データ信号または単色画像データ信号は、前記データ供給切換器３２の切換えにより、このデータ供給切換器３２を介して前記データドライバ３３に供給される。
【００８７】
前記データ供給切換器３２は、常時は図５に示したように、前記単位色画像データ供給系２２からの赤、緑、青の単位色画像データ信号を前記データドライバ３３に供給する状態にあり、前記信号変換回路２１から前記表示切換回路３１に白黒表示切換信号または単色表示切換信号が供給されたときに、この信号変換回路３１からの切換え信号により、前記単色画像データ供給系２６から出力される白黒画像データ信号または単色画像データ信号を前記データドライバ３３に供給する状態に切換えられる。
【００８８】
すなわち、前記データ供給切換器３２は、前記信号変換回路２１からの出力信号が赤、緑、青の３色の単位色画像データ信号であるときに、前記単位色画像データ供給系２２から出力される赤、緑、青の単位色画像データ信号をデータドライバ３３に供給し、前記信号変換回路２１からの出力信号が白黒画像データ信号または単色画像データ信号であるときに、前記単色画像データ供給系２６から出力される白黒画像データ信号または単色画像データ信号を前記データドライバ３３に供給する。
【００８９】
また、前記表示切換回路３１は、前記信号変換回路２１から白黒表示切換信号または単色表示切換信号が供給されたときに、前記単位色画像データ供給系２２に動作停止信号を出力し、この単位色画像データ供給系２２を休止させる。
【００９０】
さらに、前記表示切換回路３１は、前記信号変換回路２１から供給された白黒表示切換信号または単色表示切換信号と色情報信号を、前記コントローラ３０に出力する。
【００９１】
そして、前記コントローラ３０は、前記白黒表示切換信号または単色表示切換信号の入力が無いとき、つまり前記信号変換回路２１からの出力信号が赤、緑、青の３色の単位色画像データ信号であるときは、１８０Ｈｚのタイミング信号を前記液晶表示素子１の各ゲート配線１０６，１０６ａに接続されたゲートドライバ３４に供給し、前記白黒表示切換信号または単色表示切換信号が入力されたとき、つまり前記信号変換回路２１からの出力信号が白黒画像データ信号または単色画像データ信号であるときに、６０Ｈｚのタイミング信号を前記ゲートドライバ３４に供給する。
【００９２】
前記データドライバ３３に供給された画像データ信号（赤、緑、青の単位色画像データ信号、白黒画像信号、単色画像信号のいずれか）は、前記データドライバ３３により各色の表示信号に変換されて前記液晶表示素子１の各データ配線１０７に供給される。
【００９３】
また、前記ゲートドライバ３４は、前記タイミング信号によりゲート信号を生成し、そのゲート信号を前記液晶表示素子１の各ゲート配線１０６，１０６ａに供給して前記ＴＦＴ１０５，１０５ａをオンさせ、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に、前記データドライバ３３から前記各データ配線１０７に供給された表示信号に応じた画像データを書込ませる。
【００９４】
すなわち、前記表示素子ドライバ２０は、前記信号変換回路２１にカラー画像の表示情報信号が供給されたときに、赤、緑、青の各単位色のうちの１つの単位色を表示するフィールド毎に、前記赤、緑、青の単位色にそれぞれ対応するフィールド周波数が１８０Ｈｚの単位色画像データ信号を順次データドライバ３３に供給して前記液晶表示素子１の各表示要素に単位色画像データを書込み、これらの異なる単位色の数の連続した複数のフィールド（３フィールド）からなるフレーム周波数が６０Ｈｚの１フレームの間に、赤、緑、青の単位色画像を順次表示させる。
【００９５】
また、前記表示素子ドライバ２０は、前記信号変換回路２１に白黒画像または単色画像の表示情報信号が供給されたときに、フレーム周波数が６０Ｈｚの１フレーム毎に、白黒画像データ信号または単色画像データ信号をデータドライバ３３に供給して前記表示素子１に書込み、白黒画像または単色画像を表示させる。
【００９６】
一方、前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂの赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを点灯駆動する光源駆動回路３５は、前記コントローラ３０により制御される。
【００９７】
すなわち、前記コントローラ３０は、前記白黒表示切換信号または単色表示切換信号の入力が無いとき（信号変換回路２１からの出力信号が赤、緑、青の３色の単位色画像データ信号であるとき）に、前記各色の単位色画像データ信号の読み出しに同期させて、１８０Ｈｚのタイミング信号と赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの順次点灯信号を前記光源駆動回路３５に出力する。
【００９８】
また、前記コントローラ３０は、前記白黒表示切換信号が入力されたとき（信号変換回路２１からの出力信号が白黒画像データ信号であるとき）に、６０Ｈｚのタイミング信号と赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの全点灯信号を前記光源駆動回路３５に出力し、前記単色表示切換信号と色情報信号が入力されたとき（信号変換回路２１からの出力信号が単色画像データ信号であるとき）に、６０Ｈｚのタイミング信号と、赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを前記色情報に応じて選択的に点灯させる選択点灯信号を前記光源駆動回路３５に出力する。
【００９９】
さらに、前記コントローラ３０は、常時は、前記第１と第２の照明装置５ａ，５ｂの両方のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを点灯させる駆動信号を前記光源駆動回路３５に出力し、前記信号変換回路２１から任意パターン領域選択信号が供給されたとき（信号変換回路２１に供給された表示情報信号が任意パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号であるとき）に、前記第１の照明装置５ａのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけを点灯させる駆動信号を前記光源駆動回路３５に出力し、前記信号変換回路２１から固定パターン領域選択信号が供給されたとき（信号変換回路２１に供給された表示情報信号が固定パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号であるとき）に、前記第２の照明装置５ｂのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけを点灯させる駆動信号を前記光源駆動回路３５に出力する。
【０１００】
また、前記コントローラ３０は、液晶表示装置の使用環境の照度を測定する照度センサ３６からの照度信号に応じて、測定照度が所定照度（外光を利用する反射表示でも、充分な明るさの表示が得られる照度）以上のときに、全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止させる全消灯信号を前記光源駆動回路３５に出力する。
【０１０１】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は上記のような構成であるため、カラー画像の表示と、白黒画像の表示と、単色画像の表示とを選択的に行なうことができる。
【０１０２】
まず、カラー画像の表示について説明すると、図６は、カラー画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子１の各表示要素への赤、緑、青の単位色画像データの書込み期間と赤、緑、青のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯タイミングを示しており、図において、Ｒは赤色ＬＥＤ５０４Ｒの駆動信号、Ｇは緑色ＬＥＤ５０４Ｇの駆動信号、Ｂは青色ＬＥＤ５０４Ｂの駆動信号を示している。
【０１０３】
このカラー画像の表示のときは、図６のように、１フレーム中の連続した３つのフィールドのうち、第１フィールドの書込み期間に、液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に赤の単位色画像データが書込まれるとともに、その書込みを待って、照明装置５の赤色ＬＥＤ５０４Ｒが点灯され、第２フィールドの書込み期間に、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に緑の単位色画像データが書込まれるとともに、その書込みを待って、前記照明装置５の緑色ＬＥＤ５０４Ｇが点灯され、第３フィールドの書込み期間に、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に青の単位色画像データが書込まれるとともに、その書込みを待って、前記照明装置５の青色ＬＥＤ５０４Ｂが点灯される。このときの前記各表示要素への赤、緑、青の各単位色画像データを書込むフィールド周波数は１８０Ｈｚである。
【０１０４】
すなわち、カラー画像の表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素の液晶分子の配向状態がそれぞれ、第１フィールドに、赤の単位色画像データの書込みによりその単位色画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御され、第２フィールドに、緑の単位色画像データの書込みによりその単位色画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御され、第３フィールドに、青の単位色画像データの書込みによりその単位色画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御される。
【０１０５】
そのため、前記第１フィールドの赤の単位色画像データの書込みの後の赤色ＬＥＤ５０４Ｒの点灯による各表示要素の赤色表示と、前記第２フィールドの緑の単位色画像データの書込みの後の緑色ＬＥＤ５０４Ｇの点灯による各表示要素の緑色表示と、前記第３フィールドの青の単位色画像データの書込みの後の青色ＬＥＤ５０４Ｂの点灯による各表示要素の青色表示はそれぞれ、その表示要素の各フィールドにおける透過率に応じた輝度の表示である。
【０１０６】
そして、１フレームの各表示要素の表示は、各フィールド毎に赤、緑、青の順に表示されるため、前記１フレームの各表示要素の表示は、第１、第２、及び第３フィールド毎の各赤、緑、青の各色輝度比に応じてこれらの各色の光が時間的に混色されたカラー表示となる。
【０１０７】
すなわち、例えば各フィールドのうちの１つのフィールドが光を透過させ、他の２つのフィールドが光をほとんど透過させないときは、その光を透過するフィールドの表示色である赤、緑、青のいずれかの単位色が表示される。
【０１０８】
また、２つのフィールドが光を透過させ、他の１つのフィールドが光を遮断するように制御されるときは、２つの光透過フィールドの表示色である赤、緑、青のいずれか２色の表示の輝度比に応じた混色が表示され、全てのフィールドで光を透過するときは、各フィールドの表示色である赤、緑、青の３色の表示の輝度比に応じた混色が表示される。
【０１０９】
さらに、全てのフィールドで光を透過させ、各フィールドの表示色である赤、緑、青の３色の輝度がほぼ同じであるときは、赤、緑、青の均等な混色により白が表示され、また、全てのフィールドで光を遮断するときは黒が表示される。
【０１１０】
なお、この例では、単位色画像データの書込みとＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯順を、赤、緑、青の順にしているが、単位色画像データの書込み順とＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯順は任意の順でよい。
【０１１１】
このカラー表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに、その各表示要素の１フレーム毎の表示である、赤、緑、青のいずれかの単位色と、前記赤、緑、青のうちの２色あるいは３色の混色と、白及び黒との表示の組合わせにより、フルカラー画像またはマルチカラー画像が表示され、固定パターン表示領域ｂに、この固定パターン表示領域ｂ内の選択された表示要素の形状（パターン電極１２１の形状）に対応する固定パターンが、白の背景中に、前記単位色と混色と黒とのいずれかで表示される。
【０１１２】
すなわち、前記液晶表示素子１はノーマリーホワイトモードのものであり、カラー画像を表示するときは、第１及び第２照明装置１０ｂの赤、緑、青のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが各フィールド毎に順次点灯されるため、前記固定パターン表示領域ｂの背景部は白である。
【０１１３】
一方、前記固定パターン表示領域ｂ内の各表示要素に書込まれる赤、緑、青の各色の単位色画像データは、非選択の表示要素の１フレームの表示が赤、緑、青の均等な混色により白になり、選択された表示要素の１フレームの表示が、赤、緑、青の単位色と、赤、緑、青のうちの２色または３色の混色と、黒とのいずれかになるデータであり、このような単位色画像データの書込みにより、白の背景中に、前記単位色と混色と黒のいずれかで固定パターンが表示される。
【０１１４】
また、前記表示素子ドライバ２０の信号変換回路２１に供給されるカラー画像の表示情報信号が、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の表示情報を含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の各表示要素に単位色画像データが書込まれるとともに、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対応する第１の照明装置５ａと、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対応する第２の照明装置５ｂとの両方のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが点灯され、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方による表示が行なわれる。
【０１１５】
一方、前記情報信号が、前記任意パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第１の照明装置５ａのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけが点灯され、前記任意パターン表示領域ａによる表示だけが行なわれる。
【０１１６】
さらに、前記情報信号が、前記固定パターン表示領域ｂの表示情報だけを含む信号であるときは、前記固定パターン表示領域ｂの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第２の照明装置５ｂのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけが点灯され、前記固定パターン表示領域ｂによる表示だけが行なわれる。
【０１１７】
次に、白黒画像の表示について説明する。図７は、白黒画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子１の各表示要素への白黒画像データの書込み期間と赤、緑、青のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯タイミングを示しており、図において、Ｒは赤色ＬＥＤ５０４Ｒの駆動信号、Ｇは緑色ＬＥＤ５０４Ｇの駆動信号、Ｂは青色ＬＥＤ５０４Ｂの駆動信号である。
【０１１８】
この白黒表示のときは、図７のように、前記カラー画像の表示のときの連続した３つのフィールドからなる１フレームの期間が白黒画像データの書込み期間とされ、この１フレーム毎に、液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に白黒画像データが書込まれるとともに、その書込みを待って、照明装置５の赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの全てが点灯される。このときの液晶表示素子１の各表示要素への白黒画像データの書込みの繰り返し周波数は６０Ｈｚである。
【０１１９】
なお、図７では、赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを同時に点灯させるようにしているが、前記赤、緑、青の３色の３つのフィールドは、前記白黒画像データの書込みが終了した後、タイミングをずらせて順次点灯させてもよい。
【０１２０】
この白黒画像の表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素の液晶分子の配向状態がそれぞれ、１フレーム毎に、前記白黒画像データの書込みによりその画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御される。
【０１２１】
したがって、１フレーム毎に白黒画像データの書込みとその後の赤、緑、青のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの全点灯により表示される前記各表示要素の表示は、光を透過させるように制御された表示要素では赤、緑、青の混色による白であり、光を透過させないように制御された表示要素では黒である。
【０１２２】
そのため、この白黒表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに、その各表示要素の１フレーム毎の表示である白と黒の表示の組合わせにより白黒画像が表示され、固定パターン表示領域ｂに、この固定パターン表示領域ｂ内の選択された表示要素の形状（パターン電極１２１の形状）に対応する固定パターンが、白の背景中に黒で表示される。
【０１２３】
この白黒画像の表示においても、前記表示素子ドライバ２０の信号変換回路２１に供給される白黒画像の表示情報信号が、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の表示情報を含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の各表示要素に単位色画像データが書込まれるとともに、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対応する第１の照明装置１０ａと、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対応する第２の照明装置５ｂとの両方のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが点灯され、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方による表示が行なわれる。
【０１２４】
一方、前記情報信号が、前記任意パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第１の照明装置５ａのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけが点灯され、前記任意パターン表示領域ａによる表示だけが行なわれる。
【０１２５】
さらに、前記情報信号が、前記固定パターン表示領域ｂの表示情報だけを含む信号であるときは、前記固定パターン表示領域ｂの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第２の照明装置５ｂのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけが点灯され、前記固定パターン表示領域ｂによる表示だけが行なわれる。
【０１２６】
また、白黒表示のときは、液晶表示装置の使用環境の照度が図５に示した照度センサ３６により測定され、その測定照度が所定照度（外光を利用する反射表示でも、充分な明るさの表示が得られる照度）以上のときに、コントローラ３０から光源駆動回路３５に全消灯信号が出力されて、全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯が停止される。
【０１２７】
このように全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯が停止されると、液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過して半透過反射膜６により反射された光が視認されるようになるため、液晶表示装置の使用環境の光である外光を利用する反射表示を行なうことができ、この反射表示のときも、前記液晶表示素子１の前側から入射する光（外光）が非着色光であるため、白黒画像が表示される。
【０１２８】
なお、上記実施例では、液晶表示装置の使用環境の照度を照度センサ３６により測定し、その測定照度が所定照度以上のときに、照明装置５の全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止させるようにしているが、前記照明装置５の全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止させる全消灯は、表示観察者の操作によっても行なえるようにしてもよく、このようにすることにより、１フレームに赤、緑、青の単位色画像データを順次液晶表示素子１の各表示要素に書込むカラー表示のときや、１フレーム毎に単色画像データ、或いは白黒画像データを液晶表示素子１の各表示要素に書込む単色画像の表示のときに、その表示を、前記照明装置５の全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止させることにより、反射表示による白黒画像の表示に切換えることができる。
【０１２９】
次に、単色画像の表示について説明すると、図８は、赤の単位色の単色画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子１の各表示要素への単色画像データの書込み期間と赤色ＬＥＤ５０４Ｒの点灯タイミングを示し、図９は、赤と緑の２色の単位色を混色させた単色画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子１の各表示要素への単色画像データの書込み期間と赤色及び緑色ＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇの点灯タイミングを示しており、図において、Ｒは赤色ＬＥＤ５０４Ｒの駆動信号、Ｇは緑色ＬＥＤ５０４Ｇの駆動信号である。
【０１３０】
この単色画像の表示のときも、前記白黒画像の表示のときと同様に、前記カラー画像の表示のときの連続した３つのフィールドからなる１フレームの期間が単色画像データの書込み期間とされ、１フレーム毎に、液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素に単色画像データが書込まれる。このときの液晶表示素子１の各表示要素への白黒画像データの書込みの繰り返し周波数も、前記白黒画像の表示のときと同じ６０Ｈｚである。
【０１３１】
そして、赤の単位色の単色画像の表示のときは、図８のように、前記単色画像データの書込みを待って、照明装置５の赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂのうち、赤色ＬＥＤ５０４Ｒが選択点灯される。
【０１３２】
この単色画像の表示のときも、前記白黒画像の表示のときと同様に、液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素の液晶分子の配向状態がそれぞれ、１フレーム毎に、前記単色画像データの書込みによりその画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御されるため、１フレーム毎に単色画像データの書込み後の赤色ＬＥＤ５０４Ｒの選択点灯により表示される前記各表示要素の表示は、光を透過させるように制御された表示要素では赤、光を透過させないように制御された表示要素では黒である。
【０１３３】
そのため、この単色表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに、その各表示要素の１フレーム毎の表示である赤と黒の表示の組合わせにより赤の単色画像が表示され、固定パターン表示領域ｂに、この固定パターン表示領域ｂ内の選択された表示要素の形状（パターン電極１２１の形状）に対応する固定パターンが、白の背景中に赤で表示される。
【０１３４】
なお、前記赤色ＬＥＤ５０４Ｒの点灯時間は、前記カラー表示及び白黒表示のときの赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの個々の点灯時間の和と同程度の時間に設定するのが好ましく、このようにすることにより、赤色ＬＥＤ５０４Ｒだけを選択点灯させる単色表示の明るさを、前記カラー表示及び白黒表示のときの白の表示の明るさと同程度にすることができる。
【０１３５】
また、赤と緑の混色の単色画像の表示のときは、図９のように、前記単色画像データの書込みの完了を待って、照明装置５の赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂのうち、赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇが選択点灯される。
【０１３６】
この単色画像の表示のときも、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａ及び固定パターン表示領域ｂの各表示要素の液晶分子の配向状態がそれぞれ、１フレーム毎に、前記単色画像データの書込みによりその画像データに応じた輝度の光を透過させるように制御されるため、１フレーム毎に単色画像データの書込みの後の赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇの選択点灯により表示される前記各表示要素の表示は、光を透過させるように制御された表示要素では赤と緑の混色であるイエロー、光を透過させないように制御された表示要素では黒である。
【０１３７】
そのため、この単色表示のときは、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに、その各表示要素の１フレーム毎の表示であるイエローと黒の表示の組合わせにより赤の単色画像が表示され、固定パターン表示領域ｂに、この固定パターン表示領域ｂ内の選択された表示要素の形状（パターン電極５の形状）に対応する固定パターンが、白の背景中にイエローで表示される。
【０１３８】
なお、図９では、赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇとを同時に点灯させるようにしているが、前記赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇは、前記単色画像データの書込みを待って順次点灯させてもよい。
【０１３９】
また、この赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇの点灯時間は、それぞれ前記カラー表示及び白黒表示のときの赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの個々の点灯時間の和のほぼ半分と同程度の時間に設定するのが好ましく、このようにすることにより、赤色ＬＥＤ５０４Ｒと緑色ＬＥＤ５０４Ｇだけを選択点灯させる単色表示の明るさを、前記カラー表示及び白黒表示のときの白の表示の明るさと同程度にすることができる。
【０１４０】
なお、ここでは赤の単色表示と、赤と緑の混色（イエロー）の単色表示を例にとって説明したが、それ以外に、緑色ＬＥＤ５０４Ｇの選択点灯による緑の単色表示、青色ＬＥＤＬＥＤ５０４Ｒの選択点灯による青の単色表示、赤色ＬＥＤ５０４Ｒと青色ＬＥＤ５０４Ｂの選択点灯による赤と青の混色（マゼンタ）の単色表示、緑色ＬＥＤ５０４Ｇと青色ＬＥＤ５０４Ｂの選択点灯による緑と青の混色（シアン）の単色表示が可能である。
【０１４１】
また、上記白黒画像の表示、及び単色画像の表示において、液晶表示素子１の各表示要素への白黒画像データ或いは単色画像データの書込みの繰り返し周波数を、前記カラー表示における１８０Ｈｚよりも低い９０Ｈｚとなるように前記コントローラ３０によりゲートドライバ３４とデータドライバ３３を駆動してもよい。
【０１４２】
上記単色画像の表示においても、前記表示素子ドライバ２０の信号変換回路２１に供給される単色画像の表示情報信号が、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の表示情報を含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方の各表示要素に単位色画像データが書込まれるとともに、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対応する第１の照明装置５ａと、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対応する第２の照明装置５ｂとの両方のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが点灯され、前記任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの両方による表示が行なわれる。
【０１４３】
一方、前記情報信号が、前記任意パターン表示領域ａの表示情報だけを含む信号であるときは、前記任意パターン表示領域ａの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第１の照明装置各色の単位色画像データ信号だけが点灯され、前記任意パターン表示領域ａによる表示だけが行なわれる。
【０１４４】
さらに、前記情報信号が、前記固定パターン表示領域ｂの表示情報だけを含む信号であるときは、前記固定パターン表示領域ｂの各表示要素だけに単位色画像データが書込まれるとともに、前記第２の照明装置１０ｂのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂだけが点灯され、前記固定パターン表示領域ｂによる表示だけが行なわれる。
【０１４５】
上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子１を、一対の基板１０２，１０３間に、前記一対の基板１０２，１０３の電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で液晶分子が一方方向に配向し、前記電極１０８，１０４間に印加される電界に応じて前記液晶分子の前記基板１０２，１０３面に対するチルト角が変化する液晶層１０１が設けられた構成としているため、この液晶表示素子１に充分な高速応答特性をもたせることが可能であり、また、前記液晶層１０１の構造が単純であり、均一で且つ安定な液晶分子の配向が得られるため、前記液晶表示素子１に安定した動作特性をもたせ、良好な品質のカラー画像を表示することができる。
【０１４６】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、前記液晶表示素子１は、上述したように、前記電極１０８，１０４間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が基板１０２，１０３面に対して実質的に平行に、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層１０１を備えたホモジニアス配向型液晶表示素子が好ましい。
【０１４７】
さらに、前記液晶表示素子１は、一方の基板、例えば後側基板１０３の内面に、複数の画素電極１０４と、前記複数の画素電極１０４にそれぞれ接続された複数のアクティブ素子（この実施例ではＴＦＴ）１０５と、前記アクティブ素子１０５の動作を制御するための制御配線（この実施例ではゲート配線）１０６と、前記アクティブ素子１０５を介して表示データ信号を前記各画素電極１０４に供給するためのデータ配線１０７とが形成され、他方の前側基板１０２の内面に対向電極１０８が形成されたアクティブマトリックス液晶表示素子が好ましい。
【０１４８】
また、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、任意の色を混色により表示するための赤、緑、青の単位色のうちの１つの単位色を表示するフィールド毎に、前記赤、緑、青の単位色にそれぞれ対応する単位色画像データ信号を液晶表示素子１に順次供給し、異なる単位色の数（赤、緑、青の３色）の連続した３つのフィールドからなる１フレームの間に、前記赤、緑、青の単位色画像データを順次前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む表示素子ドライバ２０と、前記液晶表示素子１の各表示要素への赤、緑、青の単位色画像データの順次書込みに対応して赤、緑、青の単位色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを順次点灯させる順次点灯と全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止する全消灯とに選択可能な照明装置５０と、前記液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過した光を前側に向けて反射する半透過反射膜７とを備えているため、前記照明装置５からの光を利用する透過表示と、液晶表示装置の使用環境の光である外光を利用する反射表示との両方の表示を行なうことができる。
【０１４９】
すなわち、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記表示素子ドライバ２０により、連続した３つのフィールドからなる１フレームの間に、赤、緑、青の各色の単位色画像データを順次液晶表示素子１の各表示要素に書込むとともに、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して前記照明装置５の赤、緑、青の単位色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを順次点灯させることにより、この照明装置５からの光を前記液晶表示素子１にその後側から入射させて透過表示によりカラー画像を表示し、前記照明装置５０の全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止することにより、前記液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過して前記半透過反射膜７により反射された光を視認させる反射表示を行なうようにしたものであり、前記反射表示のときは、前記液晶表示素子１の前側から入射する光が非着色光であるため、白黒画像が表示される。
【０１５０】
このように、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、照明装置５の赤、緑、青の単位色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを順次点灯させて透過表示によりカラー画像を表示し、前記照明装置５の全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止して反射表示により白黒画像を表示するものであり、前記反射表示のときはＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯に電力を消費しないため、消費電力を節減することができる。
【０１５１】
また、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過した光を前側に向けて反射する反射手段として半透過反射膜７を用い、この半透過反射膜７を前記液晶表示素子１と前記照明装置５との間に配置したものであるため、前記液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過した光の反射面（半透過反射膜７の前面）と前記液晶表示素子１の前面との間の距離が小さく、したがって、外光を利用する反射表示のときの入射光の反射面上に見える画像と前記液晶表示素子１の前側から観察される画像との視差を小さくすることができる。
【０１５２】
また、上記実施例のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記表示素子ドライバ２０に、１フレーム毎に白黒画像データを前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段をさらに備えさせたものであるため、白黒画像も表示することができる。
【０１５３】
そして、この白黒画像の表示のときは、前記液晶表示素子１の各表示要素への白黒画像データの書込みが１フレーム毎の書込みでよいため、前記液晶表示素子１の書込みの繰り返し周波数を、１フレームに赤、緑、青の複数の単位色画像データの順次書込むカラー画像表示のときのフィールド周波数に対して大幅に下げることができ、液晶表示素子１の駆動電力を低く抑えることができる。
【０１５４】
さらに、上記実施例では、前記照明装置５の光源駆動回路３５が、前記白黒画像データの書込みに対応して全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯を停止する全消灯手段を有しているため、白黒画像の表示のときに外光を利用する反射表示を行ない、１フレーム毎の白黒画像データの書込みによる液晶表示素子１の駆動電力の節減に加えて、照明装置５の消費電力も節減することができる。
【０１５５】
また、上記実施例では、前記照明装置５の光源駆動回路３５が、前記白黒画像データの書込みに対応して全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを点灯させる全点灯手段をさらに有しているため、前記照明装置５からの光を利用する透過表示により白黒画像を表示することもできる。
【０１５６】
さらに、上記実施例では、前記表示素子ドライバ５が、１フレーム毎に、単一色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段をさらに有し、前記照明装置５の光源駆動回路３５が、前記単色画像データの書込みに対応して前記赤、緑、青の３色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂのうちの少なくとも１つのＬＥＤを点灯させる選択点灯手段を有しているため、前記赤、緑、青のいずれかの単位色や、赤、緑、青のうちの２色または３色の単位色の混色による単色画像も表示することができる。
【０１５７】
また、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記液晶表示素子１が、任意の表示パターンを表示する任意パターン表示領域ａと、固定された表示パターンを表示する固定パターン表示領域ｂとを有しており、前記照明装置５が前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する第１の照明装置５ａと、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対向する第２の照明装置５ｂなっているとともに、前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂがそれぞれ、赤、緑、青の単位色を発生する３つのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを備えているため、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂの一方の表示領域だけで表示を行ない、他方の表示領域は非表示状態とするときに、前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂのうちの前記一方の表示領域に対応する一方の照明装置のＬＥＤだけを点灯させ、非表示状態とされる他方に表示領域に対応する他方の照明装置のＬＥＤの点灯を停止して、消費電力を節減することができる。
【０１５８】
さらに、上記実施例では、図１に示したように、前記第１の照明装置５ａを、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する出射面５０１ａと入射端面５０２ａとを有する第１の導光板５００ａと、前記第１の導光板５００ａの入射端面５０２ａに対向させてその長さ方向に並べて配置された複数の光源部材５０３ａとにより構成し、前記第２の照明装置５ｂを、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂに対向する出射面５０１ｂと入射端面５０２ｂとを有する第２の導光板５００ｂと、前記第２の導光板５００ｂの入射端面５０１ｂに対向させて配置された１つの光源部材５０３ｂとにより構成するとともに、前記第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂの光源部材５０３ａ，５０３ｂをそれぞれ、図３に示したように、赤、緑、青の単位色を発生する３つのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを備えた構成としているため、小型の光源部材５０３ａ，５０３ｂを用い、それぞれの光源部材５０３ａ，５０３ｂのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂが発する光を、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａと固定パターン表示領域ｂにその全域にわたって入射させることができる。
【０１５９】
なお、上記実施例で用いた液晶表示素子１は、１つの固定パターン表示領域ｂを有するものであるが、前記液晶表示素子１は、複数の固定パターン表示領域を有するものでもよい。
【０１６０】
図１０はこの発明の第２の実施例を示すフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図であり、この実施例は、液晶表示素子１の画面領域のうち、画面の上縁と下縁に沿った幅の狭い２つの領域をそれぞれ固定パターン表示領域ｂとし、他の全ての領域を任意パターン表示領域ａとするとともに、前記液晶表示素子１の背後に、前記液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する第１の照明装置５ａと、前記液晶表示素子１の２つの固定パターン表示領域ｂにそれぞれ対向する第２の照明装置５ｂとからなる照明装置５を配置したものであり、他の構成は上述した第１の実施例と同じである。
【０１６１】
また、上記第１及び第２の実施例では、液晶表示素子１と照明装置５との間に半透過反射膜６を配置しているが、前記半透過反射膜６は、前記液晶表示素子１の後側基板１０３の内面に設けてもよく、さらに、前記液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層１０１を透過した光を前側に向けて反射する反射手段は、前記半透過反射膜６に限らない。
【０１６２】
図１１はこの発明の第３の実施例を示すフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図であり、この実施例は、前記半透過反射膜６に代えて、第１と第２の照明装置５の導光板５００ａ，５００ｂの後側に散乱反射膜８を配置することにより、前記液晶表示素子１の前側から入射してその後側に出射した光を前記導光板５００ａ，５００ｂを透過させて前記散乱反射膜８により反射するようにしたものであり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【０１６３】
なお、この実施例では、上述した第１及び第２の実施例における導光板５００ａ，５００ｂの後面の反射膜７を省略し、前記導光板５００ａ，５００ｂの後側に散乱反射板８を配置しているが、その代わりに、前記第１及び第２の実施例における前記導光板５００ａ，５００ｂの後面の反射膜７を、前記液晶表示素子１の前側から入射した光を反射させる反射手段として利用してもよい。
【０１６４】
また、上記第１〜第３の実施例では、第１及び第２の照明装置５ａ，５ｂにそれぞれ、赤、緑、青の単位色を発生するＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを備えさせているが、赤、緑、青の単位色を発生するＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂは、液晶表示素子１の任意パターン表示領域ａに対向する第１の照明装置５ａに備えさせ、前記液晶表示素子１の固定パターン表示領域ｂにそれぞれ対向する第２の照明装置５ｂには、白または任意の１色の光を発生する発光素子を備えさせてもよい。
【０１６５】
さらに、前記液晶表示素子１の背後に配置する照明装置は、赤、緑、青の単位色を発生する発光素子（上記実施例ではＬＥＤ）を備えたものに限らず、例えば、マゼンタ、イエロー、シアンの単位色を発生するＬＥＤ等の複数の発光素子を備えたものでもよい。また、前記発光素子は、ＬＥＤに限ることなく、無機或いは有機膜を用いたＥＬ発光素子であっても良い。
【０１６６】
また、前記照明装置は、上記実施例のものに限らず、前記複数の単位色の光をそれぞれ発する複数の発光素子を有するものであれば、例えば、複数の単位色の光をそれぞれ発する複数のＬＥＤ或いはＥＬ素子を密に並べてマトリックス状に配列したパネルまたは複数の単位色の光をそれぞれ発する極細の直管状冷陰極管を密な間隔で交互に並べて配置した冷陰極管群からなる面光源の出射側に拡散板を配置したものでもよい。
【０１６７】
さらに、上記実施例では、外光を利用する反射表示を行なうために、液晶表示素子１の前側から入射し、その液晶層を透過した光を前側に向けて反射する反射手段を備えているが、前記反射手段は省略してもよい。
【０１６８】
前記反射手段を省略しても、上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、複数のフィールドからなる１フレームに赤、緑、青の単位色画像データを順次液晶表示素子１の各表示要素に書込む色画像データ書込み手段と１フレーム毎に単色画像データを前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有する表示素子ドライバ２０と、前記赤、緑、青の色画像データの順次書込みに対応して前記照明装置５の赤、緑、青の単位色のＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを順次点灯させる順次点灯と前記単色画像データの書込みに対応してＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂのうちの少なくとも１つの単位色のＬＥＤを点灯させる選択点灯とに選択可能な照明装置５とを備え、カラー画像の表示と、単色画像の表示とを行なうようにしたものであるため、前記単色画像の表示のときの前記ＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂの点灯に要する電力が少なく、したがって、消費電力を節減することができる。
【０１６９】
そして、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記表示素子ドライバ２０が、１フレーム毎に白黒画像データを前記液晶表示素子１の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段をさらに有しており、前記照明装置５の光源駆動回路３５が、前記白黒画像データの書込みに対応して全てのＬＥＤ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを点灯させる全点灯手段をさらに有しているため、前記カラー表示と単色表示だけでなく、白黒画像も表示することができる。
【０１７０】
また、上記実施例のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、ノーマリーホワイトモードのホモジニアス配向型型液晶表示素子１を備えたものであるが、液晶表示素子は、ノーマリーブラックのものでもよい。
【０１７１】
また、上記実施例のフィールドシーケンシャル液晶表示装置に用いた液晶液晶表示素子１は、液晶層１０１を挟んで対向する一対の基板１０２，１０３のうちの前側基板１０２とその外側に配置された偏光板２との間に位相板４を配置したものであるが、これに限ることなく、液晶表示素子を透過する光のリタデーションが一対の偏光板３，４間でノーマリーホワイト或いはノーマリーブラックとなるように液晶層１０１のΔｎｄ（液晶の屈折率異方性の値と液晶層厚の積）の値を設定すれば、前記位相板４は備えなくてもよい。
【０１７２】
また、位相板を備える場合は、複数枚の位相板を、前記液晶層１０１のΔｎｄの値と前記位相板のリタデーションとを上記条件を満たすように配置してもよく、その場合は、前記複数枚の位相板を前側基板１０２の外側と後側基板１０３の外側とに分けて配置しても良い。
【０１７３】
さらに、上記実施例において、反射表示と透過表示とを可能にしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、反射部材と、照明装置の各色の光源部材を全消灯にする制御装置を備える点を特徴とするものであり、またカラー表示と白黒表示或いは単色表示を可能としたフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、照明装置の各光源部材の点灯状態をそれぞれ制御可能な前記照明装置と制御装置とを備える点を特徴とするものである。
【０１７４】
従って、これらの反射表示と透過表示とを可能にしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置、及びカラー表示と白黒表示或いは単色表示を可能としたフィールドシーケンシャル液晶表示装置に適用される液晶表示素子は、上述したホモジニアス配向型のものに限ることなく、液晶分子が一対の基板２，３の内面に設けられた配向膜によりそれぞれの基板の近傍における配向方向を規制されてほぼ９０度のツイスト角でツイスト配向された液晶層を持ち、また、一対の基板１０２，１０３の外側にそれぞれに偏光板がそれぞれの透過軸を互いにほぼ直交させて配置されたノーマリーホワイトモードのＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示素子であってもよく、さらには、強誘電性または反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子等でもよい。
【０１７５】
また、前記液晶表示素子１は、ＴＦＴをアクティブ素子とするアクティブマトリックス型のものに限らず、ＭＩＭをアクティブ素子とするアクティブマトリックス型や、単純マトリックス型のものでもよい。
【０１７６】
【発明の効果】
この発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、液晶表示素子への各単位色画像データの順次書込みに対応して前記複数の単位色の発光素子を順次点灯させる順次点灯と全ての発光素子の点灯を停止する全消灯とに選択可能な照明装置と、前記液晶表示素子の前側から入射し、前記液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段とを備えたものであるため、前記照明装置からの光を利用する透過表示と、外光を利用する反射表示との両方を表示が可能であり、したがって、前記照明装置の消費電力を低減することができる。
【０１７９】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、前記液晶表示素子は、電極間に電界が印加されていない状態で、液晶分子が、基板面に対して予め定めたプレチルト角で、且つ分子配列が捩れることなく一方方向に配向したホモジニアス配向のネマティック液晶層を備えているのが好ましく、このようにすることにより、液晶表示素子に充分な高速応答特性と安定した動作特性をもたせ、良好な品質のカラー画像を表示することができる。
【０１８０】
また、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示させるための全点灯手段を有しているのが望ましく、このような構成とすることにより、白黒表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、前記液晶表示素子の駆動電力を節減して、さらに消費電力を節減することができる。
【０１８１】
さらに、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有しているのが望ましく、このような構成とすることにより、白黒表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、前記液晶表示素子の駆動電力を節減するとともに、この白黒表示を外光を利用する反射型表示として前記照明装置の消費電力を節減し、より一層消費電力を低減することができる。
【０１８２】
さらにまた、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、単一色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段を有しており、前記照明装置は、前記単色画像データの書込みに対応して複数の色の発光素子のうちの少なくとも１つの発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯手段を有しているのが望ましく、このような構成とすることにより、前記単色画像の表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、液晶表示素子の消費電力を低減することができる。
【０１８３】
また、この発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、異なる単位色を表示するための連続した複数のフィールドからなる１フレームの間に、複数の単位色画像データを順次液晶表示素子の各表示要素に書込む単位色画像データ書込み手段と、前記１フレーム毎に、予め定めた単一の色の画像を表示させるための単色画像データを前記液晶表示素子の各表示要素に書込む単色画像データ書込み手段とを有する表示素子ドライバと、前記各単位色画像データの順次書込みに対応して複数の単位色の発光素子を順次点灯させこれらの複数の単位色の発光素子からの光により透過表示を行わすための順次点灯と、前記単色画像データの書込みに対応して前記複数の発光素子のうちの前記単色に対応する少なくとも１つの単位色の発光素子を点灯させてこの単位色の光により単色画像を表示させるための選択点灯とに選択可能な照明装置とを備えたものであるため、複数の単位色の混色によるカラー画像の表示と、予め定めた１つの色による単色画像の表示とが可能であり、したがって、前記単色画像の表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、液晶表示素子の消費電力を低減することができる。
【０１８４】
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、前記表示素子ドライバは、１フレーム毎に、白黒画像データを液晶表示素子の各表示要素に書込む白黒画像データ書込み装置を有しており、前記照明装置は、前記白黒画像データの書込みに対応して全ての発光素子を点灯させて白黒画像を表示させるための全点灯手段をさらに有しているのが好ましく、このような構成とすることにより、白黒表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、前記液晶表示素子の駆動電力を節減することができる。
【０１８５】
また、このフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、前記液晶表示素子の前側から入射し、液晶層を透過した光を前側に反射する反射手段をさらに備え、前記照明装置は、全ての発光素子の点灯を停止させて外光を利用した反射表示を行わすための全消灯手段を有しているのが望ましく、このような構成とすることにより、白黒表示のときの液晶表示素子への書込み周波数を低くし、前記液晶表示素子の駆動電力を節減するとともに、この白黒表示を外光を利用する反射型表示として前記照明装置の消費電力を節減し、より一層消費電力を低減することができる。
【０１８６】
さらに、前記液晶表示素子は、任意の表示パターンを表示する任意パターン表示領域と、固定された表示パターンを表示する固定パターン表示領域とを有しており、前記照明装置は、前記液晶表示素子の任意パターン表示領域に対向する第１の照明装置と、前記液晶表示素子の固定パターン表示領域に対向する第２の照明装置とからなり、少なくとも前記第１の照明装置が、複数の単位色を発生する複数の発光素子を備えているのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶表示素子の任意パターン表示領域と固定パターン表示領域のいずれか一方だけに表示を行なわせるときに、その表示領域に対向する第１または第２の照明装置だけを点灯させ、より消費電力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示すフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の断面図。
【図３】前記液晶表示素子の一方の基板の内面に設けられた画素電極とＴＦＴとゲート配線及びデータ配線の等価回路図。
【図４】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置における照明装置の光源部材のハッチングを省略した拡大断面図。
【図５】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置の表示素子ドライバの構成を示すブロック回路図。
【図６】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置のカラー画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子の各表示要素への赤、緑、青の単位色画像データの書込み期間と赤、緑、青のＬＥＤの点灯タイミングを示す図。
【図７】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置の白黒画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子の各表示要素への白黒画像データの書込み期間と赤、緑、青のＬＥＤの点灯タイミングを示す図。
【図８】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置の赤の単位色の単色画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子の各表示要素への単色画像データの書込み期間と赤色ＬＥＤの点灯タイミングを示す図。
【図９】前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置の赤と緑の２色の単位色を混色させた単色画像を表示するときの１フレームにおける液晶表示素子の各表示要素への単色画像データの書込み期間と赤色及び緑色ＬＥＤの点灯タイミングを示す図。
【図１０】この発明の第２の実施例を示すフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図。
【図１１】この発明の第３の実施例を示すフィールドシーケンシャル液晶表示装置の分解斜視図。
【符号の説明】
１…液晶表示素子
ａ…任意パターン表示領域
ｂ…固定パターン表示領域
１０１…液晶層
１０２，１０３…基板
１０４…画素電極
１２１…パターン電極
１０５，１０５ａ…ＴＦＴ（アクティブ素子）
１０６，１０６ａ…ゲート配線（制御配線）
１０７…データ配線
１０８…対向電極
２，３…偏光板
４…位相差板
５…照明装置
５ａ…第１の照明装置
５ｂ…第２の照明装置
５００ａ，５００ｂ…導光板
５０１ａ，５０１ｂ…出射面
５０２ａ，５０２ｂ…入射端面
５０３ａ，５０３ｂ…光源部材
５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂ…ＬＥＤ（発光素子）
６…半透過反射膜
７，８…反射膜
【図１】
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【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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