CN1873502B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种显示质量良好的液晶显示装置。提供一种液晶显示装置，具有：可以发出多种颜色的光的光源；从光源射出的光所入射的第1基板对；第1电极，其形成于该第1基板对的相对置的面上，具备第1图形；第1液晶层，其被保持在第1基板对的相对置的面之间，通过使用第1电极施加电压，可以选择性地控制透光状态和挡光状态；从第1基板对射出的光所入射的第2基板对；第2电极，其形成于该第2基板对的相对置的面上，具备作为第1图形的反转图形的第2图形；第2液晶层，其被保持在第2基板对的相对置的面之间，通过使用第2电极施加电压，可以选择性地控制透光状态和挡光状态；配置在第1基板对的光入射面一侧的第1偏光板；配置在第2基板对的光射出面一侧的第2偏光板；控制装置，其把1帧期间时分割为多个子帧期间，在各个子帧期间内使光源发光，与该发光同步地控制第1液晶层和第2液晶层的透光状态和挡光状态。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)。

背景技术

图9(A)和(B)分别是概要表示进行彩色显示的液晶显示元件的内部结构示例的分解立体图。

参照图9(A)。液晶显示元件构成为包括相对置配置的上侧基板31和下侧基板32、及夹在其间的液晶层39。上侧基板31和下侧基板32例如具有平板玻璃基板、和在其对置面上由ITO(indium tin oxide，氧化铟锡)等透明导电材料形成的具有规定图形的电极。液晶层39例如是由具有负的介电常数各向异性(Δε＜0)的向列液晶39a形成的向列液晶层。

在上侧基板31和下侧基板32的外侧，一对上侧和下侧偏光板41、42被配置成正交偏光(cross nicol)。上侧和下侧偏光板41、42分别在面内方向上具有透射轴，仅使向透射轴方向偏光的光透射。

白色背光灯52配置在下侧偏光板42的外侧。白色背光灯52例如使用冷阴极荧光管(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)构成。也有使用无机白色LED(light emitting diode，发光二极管)、有机LED等构成的。

利用连接在上侧和下侧基板31、32的电极之间的电压施加单元向液晶层39施加电压，由此使液晶分子39a的取向状态变化。伴随液晶分子39a的取向状态的变化，透射光的偏光状态也变化。在从白色背光灯52发出的通过液晶层39的光透射过上侧偏光板41时进行“亮”显示，在被上侧偏光板41遮挡时进行“暗”显示。

为了进行彩色显示，在上侧和下侧基板31、32之间配置区域滤色器49和黑色掩模(black mask)51。

区域滤色器49例如构成为包括红色部49r、绿色部49g、蓝色部49b和白色部49w。在图示的液晶显示元件中，从白色背光灯52发出的光透射过区域滤色器49的不同颜色的区域(各个颜色部49r、g、b、w)，从而可以按照每个区域进行多色显示。

黑色掩模51是为了提高对比度和颜色纯度而配置的。

为了进行规定的显示，连接有驱动电路53。

根据图9(A)所示的结构，可以进行彩色的段显示、并用段和点的显示、以及全点(full dot)显示。

利用该图所示的白色光源照明的透射型结构的液晶显示元件不适合复杂的颜色显示。

为了提高颜色显示质量，提出采用微型滤色器方式的液晶显示元件。

微型滤色器方式特别把导入到全点显示型液晶显示元件的例如细微的点分为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)，以3点为1组(1像素)进行彩色显示。

但是，在这种方式中，在点较大时，根据人眼的空间分辨能力，可以识别出1个像素由多个点构成，不能实现较高的显示质量。并且，由于由多个点构成1像素，所以光利用效率降低。因此，需要提高白色背光灯52的亮度，消耗电力增大。

图9(B)表示进行彩色显示的液晶显示元件的其它内部结构示例。

在图9(A)所示的液晶显示元件中，在液晶单元内配置了区域滤色器和黑色掩模，但在图9(B)所示的液晶显示元件中，在液晶单元内不配置这些。并且，为了进行彩色显示，使用多色背光灯55取代了白色背光灯52。

多色背光灯55是可以发出多种颜色的光的背光灯，例如使用RGB多色LED光源。从多色背光灯55发出的光透射过上侧偏光板41时，利用所发出的光的颜色进行“亮”显示。背光灯同步驱动电路54使多色背光灯55的发光和液晶层39的液晶分子39a的取向状态同步。

作为驱动图9(B)所示的不具有滤色器的液晶显示元件的方法，公知有场序(field sequential；FS)驱动法。

场序驱动法是如下的驱动法：对R、G、B的图像数据进行时分割显示，以无法识别出余像的高速度来切换该图像数据，由此使观察者识别其混色图像。

图10表示FS驱动法的驱动时序的一例。另外，在本时序中，液晶显示元件被划分出显示部1、显示部2、…、显示部n这n个显示区域，假定为在向上下基板之间施加电压时(在图中利用“ON”表示)，进行“亮”显示的常黑(normally black)型。

根据FS驱动法，在1帧期间、例如16.7ms内显示1个图像。1帧期间由3个子帧期间(在此处沿时间轴称为子帧期间1、2、3)SB构成，在各个子帧期间中显示R、G、B中的一种颜色的数据。

在显示部1，在子帧期间1和2向上下基板之间施加电压，成为“亮”状态(入射光透射的状态)，在子帧期间3为不施加电压状态，即“暗”状态(入射光不透射的状态)。另一方面，多色背光灯在子帧期间1发出红色(R)光，在子帧期间2和3分别发出绿色(G)和蓝色(B)光。因此，在显示部1，在1帧期间中，红色(R)和绿色(G)的光透射，观察者的眼睛识别出两种颜色的混色即黄色。

同样，在显示部2，利用在子帧期间1透射的红色(R)和在子帧期间3透射的蓝色(B)，显示深红色。

在显示部n，观察者的眼睛直接识别出在子帧期间2透射的绿色(G)。

另外，在各个子帧期间的初始期间不进行多色背光灯的发光的目的在于，由于液晶层对于施加电压的响应迟于背光灯的响应，设置直到液晶层进行一定程度的响应为止的空白期间，进行调整使光透射液晶层的期间和背光灯的发光期间一致。

在常白(normally white)模式的液晶显示元件中使用FS驱动法，在把背景设为白色显示的正显示状态下，可以进行使段显示部分为彩色显示的显示。另外，这在图9(A)所示的彩色显示液晶显示元件中是做不到的。

但是，在这种FS驱动法中，在较暗的场所进行观察时当观察者移动视线时或液晶显示元件振动时，各个子帧的单色显示呈现出能够被人眼识别的颜色断裂(color break)现象，特别是有时白色显示区域被识别为像彩虹般那样。在产生颜色断裂现象时，显示外观恶化，并且从人的心理上讲也成为难看的显示。

本申请发明者们查明在1帧中形成图像时，当在多个子帧中使光源亮灯时产生颜色断裂现象，在在先申请中提出以下方案(例如，参照专利文献1)，使此前以R、G、B发光的背光灯在1个子帧内以所期望的颜色发光，反映到显示中。

图11表示在先方案的FS驱动法的驱动时序图的一例。

在该时序图所示的FS驱动法中，在子帧期间1从多色背光灯发出红色(R)的光，在子帧期间2和3从多色背光灯分别发出黄色(Y)和青绿色(C)的光。黄色(Y)的光是通过红色(R)和绿色(G)的光相加而形成的，青绿色(C)的光是通过绿色(G)和蓝色(B)的光相加而形成的。

在显示部1中，只在子帧期间1向上下基板之间施加电压，成为“亮”状态(使入射光透射的状态)，进行红色(R)显示。同样，在显示部2和n中，分别只在子帧期间3和2向上下基板之间施加电压，成为“亮”状态，进行青绿色(C)和黄色(Y)显示。

根据在先申请涉及的液晶显示元件的驱动方法，在1个子帧中完成一种颜色显示，并且背光灯的发光颜色不仅是R、G、B的原色，也包含Y和C等的混色，由此防止颜色断裂现象，可以实现良好的显示。

在这种液晶显示元件的驱动方法中，可以按照每1帧来变更背光灯的发光颜色，所以能够容易地实现任意的颜色显示，另一方面，由于3个子帧的混色不会成为白色，而且有可能经常变动，所以需要对显示部以外区域尽可能地进行挡光。因此，难以实现背景为黑色以外的颜色的显示。

专利文献1日本特开2005-070440号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种显示质量良好的液晶显示装置。

根据本发明的一个方面，提供一种液晶显示装置，具有：可以发出多种颜色的光的光源；从所述光源射出的光入射的第1基板对；第1电极，其形成于所述第1基板对的相对置的面上，具有第1图形；第1液晶层，其被保持在所述第1基板对的相对置的面之间，通过使用所述第1电极来施加电压，可以选择性地控制透光状态和挡光状态；从所述第1基板对射出的光入射的第2基板对；第2电极，其形成于所述第2基板对的相对置的面上，具有所述第1图形的反转图形即第2图形；第2液晶层，其被保持在所述第2基板对的相对置的面之间，通过使用所述第2电极来施加电压，可以选择性地控制透光状态和挡光状态；配置在所述第1基板对的光入射面侧的第1偏光板；配置在所述第2基板对的光射出面侧的第2偏光板；和控制装置，其把1帧期间时分割为多个子帧期间，在各个子帧期间内使所述光源发光，与该发光同步地控制所述第1液晶层和第2液晶层的透光状态和挡光状态，该液晶显示装置被划定出显示部和背景部。

根据本发明，可以提供显示质量良好的液晶显示装置。

附图说明

图1是表示实施例的液晶显示元件的概要结构的图。

图2是概要表示双层结构面板20的一例的分解立体图。

图3(A)和(B)是用于说明双层结构面板20的上侧和下侧液晶显示元件30、40的组合的图。

图4(A)和(B)分别是概要表示下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40和上侧液晶显示元件(背景显示元件)30的电极图形的一部分的俯视图。

图5是概要表示使用双层单元结构的液晶显示元件构成的双层结构面板20的图。

图6是表示通过驱动示例实现的显示的图。

图7是表示第1驱动示例的表。

图8是表示第2驱动示例的表。

图9(A)和(B)分别是概要表示进行彩色显示的液晶显示元件的内部结构示例的分解立体图。

图10是表示FS驱动法的驱动时序的一例的图。

图11是表示在先方案的FS驱动法的驱动时序的一例的图。

符号说明

11上侧基板；12下侧基板；11a、12a透明基板；11b、12b电极；11c、12c取向膜；15液晶层；15a液晶分子；16、17偏光板；20双层结构面板；21～28电极部(显示部)；30上侧液晶显示元件(背景显示元件)；30a上侧液晶单元；31上侧基板；32下侧基板；39液晶层；39a液晶分子；40下侧液晶显示元件(显示部显示元件)；40a下侧液晶单元；41上侧偏光板；42下侧偏光板；49区域滤色器；49r红色部；49g绿色部；49b蓝色部；49w白色部；50多颜色背光灯；51黑色掩模；52白色背光灯；53驱动电路；54背光灯同步驱动电路；55多颜色背光灯；61LCD驱动器；62背光灯驱动器；63同步控制器。

具体实施方式

图1是表示实施例的液晶显示元件的概要结构的图。

实施例的液晶显示元件构成为包括：上侧液晶显示元件(背景显示元件)30；下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40；多色背光灯50；LCD驱动器61；背光灯驱动器62和同步控制器63。

双层结构面板20构成为包括上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40。多色背光灯50配置在双层结构面板20(下侧液晶显示元件40)的下方。多色背光灯50是可以发出多种颜色、例如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的光的背光灯。例如，作为光源可以使用CCFL(冷阴极荧光灯)、无机LED、有机LED等。

LCD驱动器61驱动上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40。背光灯驱动器62驱动多色背光灯50。同步控制器63提供同步信号，以使LCD驱动器61和背光灯驱动器62进行同步驱动。

上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40例如均是常白的液晶显示元件。

图2是概要表示双层结构面板20的一例的分解立体图。在该图中，表示上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40均是常白的液晶显示元件时的结构示例。上侧和下侧液晶显示元件30、40例如均是未施加电压时液晶层的迟延被设定为Gooch&Tarry的第1最小值的、扭曲向列(twisted nematic；TN)模式的液晶显示元件。

上侧液晶显示元件30构成为包括：上侧基板11；与上侧基板11大致平行地相对配置的下侧基板12；保持在上侧基板11和下侧基板12之间的液晶层15；和偏光板16、17。在液晶层15填充了具有90°扭转角的TN液晶即液晶分子15a。

上侧基板11包括：例如平板玻璃基板即透明基板11a；在透明基板11a上例如利用ITO(indium tin oxide)等透明导电材料形成的电极11b；以及形成于电极11b上的取向膜11c。

下侧基板12包括：透明基板12a；在透明基板12a上形成的电极12b；以及形成于电极12b上的取向膜12c。形成透明基板12a、电极12b和取向膜12c的材料可以与上侧基板11相同。

把上侧基板11和下侧基板12相对配置以使取向膜11c、12c相面对。

把图2中的右方向作为基准(0°)，在与下侧基板12平行的面内，利用逆时针旋转后的方位角θ定义表示液晶分子的取向方向(长轴方向)等的角度坐标。

对上侧基板11和下侧基板12的取向膜11c、12c实施摩擦处理。对上侧基板11的取向膜11c实施的摩擦的方向是方位角45°的方向，对下侧基板12的取向膜12c实施的摩擦的方向是方位角315°(-45°)的方向。与取向膜11c、12c接触的液晶分子15a与摩擦方向平行地取向，倾斜以使表示摩擦方向的箭头的前端侧的端部从基板抬起。由于取向膜是相对配置的，所以倾斜，以使下侧基板12侧的液晶分子15a从基板抬起的端部对应于上侧基板11侧的液晶分子15a与基板接触的端部。

液晶层15内的液晶分子15a在方位角方向扭曲，构成螺旋形结构。该螺旋结构为向左旋转，扭转角(扭曲角、旋转角)为90°，位于厚度方向中央的液晶分子的取向方向的方位角θ为270°。

偏光板16密接在上侧基板11的外侧面上，偏光板17密接在下侧基板12的外侧面上。偏光板16的透射轴(利用箭头表示其方向)的方位角为45°，偏光板17的透射轴(利用箭头表示其方向)的方位角为135°。偏光板16和17为正交偏光配置。

在没有施加电压的状态下，液晶分子15a呈TN排列。透射过偏光板17入射到下侧基板12上的光，一面沿着液晶分子15a的指向使偏光方向旋转，一面在液晶层15内行进，在使得旋转了90°时从上侧基板11射出，所以透射过上侧基板11侧的偏光板16。由此实现“亮”显示。

在施加电压时，液晶分子15a相对于基板(上侧基板11和下侧基板12)垂直竖立，所以透射过偏光板17入射到下侧基板12上的光，原样在液晶层15内行进，被偏光板16遮挡。该情况时，实现“暗(黑色)”显示。这样，上侧液晶显示元件30是常白型液晶显示元件。

另外，通过把未施加电压时的液晶层15的迟延设定为Gooch&Tarry的第1最小值，可以在施加电压时获得良好的黑色电平。

上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40例如具有类似的结构，但电极的结构不同。以后将详细叙述这一点。并且，上侧和下侧偏光板16、17的透射轴的方向不同。关于下侧液晶显示元件40，上侧偏光板16的透射轴的方向为135°方向，下侧偏光板17的透射轴的方向为45°方向。

由于上侧液晶显示元件30的下侧偏光板17的透射轴和下侧液晶显示元件40的上侧偏光板16的透射轴平行，所以也可以省略这两个偏光板中的一方。例如，在省略了下侧液晶显示元件40的偏光板16时，考虑使上侧液晶显示元件30的偏光板17既是上侧液晶显示元件30的构成要素，也是下侧液晶显示元件40的构成要素。

另外，图示的双层结构面板20整体上是常白型。

双层结构面板20的上侧和下侧液晶显示元件30、40可以利用各种类型的元件组合构成。

使用图3(A)和(B)，说明双层结构面板20的上侧和下侧液晶显示元件30、40的组合。

图3(A)表示上侧和下侧液晶显示元件30、40分别包括两个偏光板16、17的4个偏光板结构的双层结构面板20，图3(B)表示从图3(A)的结构中省去下侧液晶显示元件40的偏光板16的3个偏光板结构的双层结构面板20，其中使上侧液晶显示元件30的偏光板17既作为上侧液晶显示元件30的构成要素，也作为下侧液晶显示元件40的构成要素。

另外，在图3(A)和(B)中，与图2相同，在与下侧基板12平行的面内定义角度坐标。在该图中，右方向为0°方向，左方向为180°方向，纸面里侧方向为90°方向，纸面外侧方向为270°方向。

以下，叙述观察者从270°方位观察时的情况。

参照图3(A)。图3(A)是如图2所示重合了两个常白TN液晶显示元件的方式。上侧和下侧液晶显示元件30、40的配置是任意的，但在配置于上下元件重合的面上的偏光板16、17的透射轴的方向平行时，光利用效率比较有利，所以偏光板16、17的透射轴方位的优选设定、上侧和下侧液晶显示元件30、40的液晶层15的中央分子的优选取向设定已经确定。上侧和下侧液晶显示元件30、40的液晶层15的中央分子的取向方向均优选在215°～315°范围内，最好是使两者相同为270°。

参照图3(B)。图3(B)是上侧和下侧液晶显示元件30、40的液晶层15的中央分子的取向方向相同为270°时，使配置于上下元件重合的面上的偏光板为一个的方式。

另外，图3(A)和(B)所示的双层结构面板20中的上侧和下侧液晶显示元件30、40的TN液晶层15的液晶分子的扭转角，例如均在70°～130°范围内，例如使两者同为90°。虽然不需要使上侧和下侧液晶显示元件30、40的液晶分子的扭转角一致，但在使两者相同时，在使它们动作方面非常方便。但是，没有必要使扭转方向一致。

另外，上侧和下侧液晶显示元件30、40不限于TN型，例如也可以是能够进行常白显示的双折射控制(electrically controlledbirefringence；ECB，电控双折射)型液晶显示元件的组合。

图4(A)和(B)分别是概要表示下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40和上侧液晶显示元件(背景显示元件)30的电极图形的一部分的俯视图。由于电极图形和显示图形相对应，所以各个电极部和各个显示部相对应。在该图中对电极部附加了斜线进行表示。

参照图4(A)。下侧液晶显示元件40用于显示显示部(文字部)。因此，电极图形也是对应于文字图形而形成的。下侧液晶显示元件40的电极例如具有可以显示“0”～“9”这10个字符的7段电极的电极部21～27。

参照图4(B)。上侧液晶显示元件30用于显示背景。因此，电极图形也是对应于背景图形(文字图形的反转图形)而形成的。上侧液晶显示元件30的电极具有布线成可以全部驱动能够显示例如“0”～“9”这10个字符的7段电极的电极部21～27的反转图形的电极结构。该图表示作为其一部分的电极部28。

双层结构面板20即使不像图2或图3(A)及(B)所示的那样利用上侧和下侧两个液晶显示元件构成，也可以使用双层结构的液晶显示元件构成。该情况时，在双层单元结构中使用常黑型的液晶单元。

图5是概要表示使用双层单元结构的液晶显示元件构成的双层结构面板20的图。另外，在该图中，与图3(A)和(B)相同地定义角度坐标。以下，叙述与参照图3(A)和(B)说明的情况相同地、观察者从270°方位观察的情况。

双层结构面板20构成为包括上侧液晶单元30a、下侧液晶单元40a、上侧液晶单元30a侧的偏光板16、和下侧液晶单元40a侧的偏光板17。

上侧和下侧液晶单元30a、40a例如均是TN型液晶单元。两个单元30a、40a的液晶层15的液晶分子具有相同大小的相反方向的扭转角。扭转角例如在70°～130°的范围内。上侧液晶单元30a的液晶层15的液晶分子例如具有右转90°的扭转角，下侧液晶单元40a的液晶层的液晶分子例如具有左转90°的扭转角。

并且，上侧和下侧液晶单元30a、40a的液晶层15的中央分子的取向方位正交。上侧液晶单元30a的液晶层15的中央分子的取向方位在180°～360°范围内，例如是315°，下侧液晶单元40a的液晶层的中央分子的取向方位在215°～315°范围内，例如是225°。

上侧液晶单元30a的下侧基板12接触下侧液晶单元40a的上侧基板11。并且，偏光板16密接在上侧液晶单元30a的上侧基板11的外侧面上，偏光板17密接在下侧液晶单元40a的下侧基板12的外侧面上。

这样，可以使用双层单元结构的液晶显示元件构成双层结构面板20。

另外，上侧和下侧液晶单元30a、40a也都可以利用ECB型液晶单元、例如垂直取向型的液晶单元形成。该情况时，上侧和下侧液晶单元30a、40a的液晶层15的中央分子的取向方位，例如都可以是与90°相同的方位。并且，两者也可以正交。在使两者正交时，在未施加电压时的液晶分子的取向即使是水平取向时也发挥相同的作用。

另外，如果在液晶单元内的单侧基板上形成隔着绝缘层的多层电极结构，即使不采用双层单元结构，也可以通过使用一个液晶单元来实现与图1所示实施例的液晶显示元件相同的动作。

以下，说明本申请发明者们实际进行的实施例的液晶显示元件的驱动方法。

在该驱动方法中，使上侧液晶显示元件(背景显示元件)30、下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40的透光状态、挡光状态的控制及多色背光灯55的发光控制同步，来进行显示。

在1帧中设置背景显示用的子帧，在背景显示用子帧中进行背景部分的显示，此外还进行显示部(文字部)中不用于显示的部分(例如，使用图4(A)所示的显示部21～27显示“0”时，显示部24是在该显示中不使用的部分)的显示。并且，在其它子帧中，进行实际进行显示的文字区域(在前述示例中指显示“0”的显示部21～23和25～27)的显示。

根据这种驱动方法，可以在保持显示部的多色显示性能的同时，进行任意改变背景的彩色显示，可以实现良好的显示质量。另外，该驱动方法也可以与本申请发明者们的在先方案(日本特开2005-070440号公报)的液晶显示元件的驱动方法组合。

以下所示的两个驱动示例是双层结构面板20为下述两种情况时的驱动示例，(1)上侧液晶显示元件(背景显示元件)30和下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40均是常白型的液晶显示元件时，以及(2)双层结构面板20具有双层单元结构，整体上是常黑型液晶显示元件时。

下侧液晶显示元件(显示部显示元件)40和上侧液晶显示元件(背景显示元件)30分别使用了具有图4(A)和(B)所示的7段显示的电极图形和其反转图形的元件。并且，作为液晶的驱动方法采用静态驱动。

图6表示利用以下驱动示例实现的显示。利用“R”表示用红色显示的区域，利用“Y”表示用黄色显示的区域，利用“B”表示用蓝色显示的区域。即，利用红色“R”表示图4(A)和(B)所示的显示部22、25和27，利用黄色“Y”表示显示部21、23和26，并且，利用蓝色“B”表示显示部24和28。

在驱动示例中，把16.5ms的1帧期间划分为5.5ms的3个子帧期间，在第一个子帧期间(子帧期间1)中，从背光灯发出蓝色的光。在第二个子帧期间(子帧期间2)中，发出红色的光，在第三个子帧期间(子帧期间3)中，发出黄色的光。

1帧期间的时间不限于16.5ms，可以设定成能够实现不使人眼感觉闪烁的显示。并且，把各个子帧期间划分为相等时间，但不限于此。

在各个显示区域(例如显示部21等段)中，使光透射的子帧至多为1个。因此，虽然为基于红色(R)、黄色(Y)、蓝色(B)的三色显示，但通过增加子帧期间的数量，可以增加显示颜色。

向液晶显示元件开始施加驱动电压的时间和背光灯开始亮灯的时间之差(空白时间)为2.5ms。空白时间也可以长于该时间。但在空白时间变长的情况下，为了确保相同的显示质量，需要提高背光灯的发光亮度。

在表示以下驱动示例的表中，LCD栏的“on”表示向液晶层施加了5V驱动电压。另外，“off”表示未施加电压状态(0V)。因此，例如在使用常白模式的液晶显示元件时，在“off”时使光透射，在“on”时使光不透射。

图7是表示第1驱动示例的表。在第1驱动示例中，上侧液晶显示元件30和下侧液晶显示元件40均使用常白TN模式的液晶显示元件，制作了图1所示的液晶显示元件，进行了驱动实验。所制作的液晶显示元件的双层结构面板20形成为图3(B)所示的结构。并且，上侧和下侧液晶显示元件30、40的液晶层15的上升和下降响应速度均为2ms。

参照显示显示部的下侧液晶显示元件的栏。

对于显示部21，仅在子帧期间3为“off(透射)”。因此，显示子帧期间3的背光灯亮灯颜色即“黄色”。

对于显示部22，仅在子帧期间2为“off(透射)”。因此，显示子帧期间2的背光灯亮灯颜色即“红色”。

对于显示部23、24、25、26、27，分别依次仅在子帧期间3、1、2、3、2为“off(透射)”，所以显示“黄色”、“蓝色”、“红色”、“黄色”、“红色”。

参照显示背景的上侧液晶显示元件的栏。

对于显示部28，仅在子帧期间1为“off(透射)”。因此，显示子帧期间1的背光灯亮灯颜色即“蓝色”。

结果，可以良好地进行图6所示状态的包括背景部在内的彩色显示。

图8是表示第2驱动示例的表。在第2驱动示例中，使用按照图5所示的双层结构而动作的常黑型液晶显示元件，制作了图1所示的液晶显示元件，进行了驱动实验。

上下液晶单元均使用垂直取向模式的液晶单元。上下两个单元直接重合，在其上下(以夹持着重合的两个单元的方式)粘贴了偏光板。粘贴在单元的上侧的偏光板的透射轴的方向为45°方向，粘贴在单元的下侧的偏光板的透射轴的方向为135°方向，并且形成正交偏光配置。

如果是常黑模式的液晶显示元件，则在“on”时使光透射，在“off”时使光不透射。

因此，对于下侧液晶显示元件的例如显示部21，由于仅在子帧期间3为“on(透射)”，所以显示子帧期间3的背光灯亮灯颜色即“黄色”。

并且，对于上侧液晶显示元件的显示部28，由于仅在子帧期间1为“on(透射)”，所以显示子帧期间1的背光灯亮灯颜色即“蓝色”。

即使在使用了双层结构的液晶显示元件时，也能够良好地进行图6所示状态的包括背景部在内的彩色显示。

另外，本申请发明者们把扭转角相等、扭转方向为相反方向的两个TN模式的液晶单元用作上下单元，制作了将这些单元重合以使液晶层中央分子相互正交的TN常黑模式的双层结构液晶显示元件，进行了相同的驱动实验，该情况时，也能够良好地进行图6所示状态的包括背景部在内的彩色显示。

另外，本申请发明者们确认了只要是液晶单元的响应速度在上升、下降时均小于等于20ms的面板，就可以进行彩色显示。这表示即使从背光灯射出的光的透射率小于等于约30％也能够进行彩色显示。

以上，根据实施例说明了本发明，但本发明不限于这些。例如，在实施例中使用了常黑模式和常白模式的液晶单元，但只要是能够快速响应的动作模式，也可以使用其它动作模式。另外，显然本行业人员可以进行各种变更、改良、组合等。

本发明可以用于进行FS驱动的所有液晶显示元件。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，该液晶显示装置被划定成显示部和背景部，所述液晶显示装置具有可以发出多种颜色的光的光源、用于显示显示部的第1液晶显示元件、用于显示背景部的第2液晶显示元件和控制装置，其中，

所述第1液晶显示元件包括：

从所述光源射出的光所入射的第1基板对；

第1电极，其形成于所述第1基板对的相对置的面上，具备第1图形；

第1液晶层，其被保持在所述第1基板对的相对置的面之间，通过使用所述第1电极施加电压，可以选择性地控制所述第1液晶层的透光状态和挡光状态；

配置在所述第1基板对的光入射面一侧的第1偏光板；

所述第2液晶显示元件包括：

从所述第1基板对射出的光所入射的第2基板对；

第2电极，其形成于所述第2基板对的相对置的面上，具备作为所述第1图形的反转图形的第2图形；

第2液晶层，其被保持在所述第2基板对的相对置的面之间，通过使用所述第2电极施加电压，可以选择性地控制所述第2液晶层的透光状态和挡光状态；

配置在所述第2基板对的光射出面一侧的第2偏光板；

所述控制装置把1帧期间时分割为多个子帧期间，在各个子帧期间内使所述光源发光，与该发光同步地控制所述第1液晶层和第2液晶层的透光状态和挡光状态，在所述多个子帧中设置进行背景部显示用的子帧，在背景显示用子帧中进行背景部的显示和显示部中不用于显示的部分的显示，并且在其他子帧中，进行实际进行显示的显示部的显示；

其中，所述控制装置通过控制所述第1液晶层来进行所述显示部的显示控制，通过控制所述第2液晶层来进行所述背景部的显示控制。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述显示部由多个显示单位形成，所述控制装置对所述第1液晶层进行控制，以利用在所述时分割后的多个子帧期间的至多一个子帧期间内透过的光来显示所述多个显示单位中的各个显示单位。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，所述控制装置对所述第1液晶层和第2液晶层进行控制，以使所述多个显示单位中、没有在所述显示部中所表现的显示中使用的显示单位和所述背景部显示为相同颜色。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，在所述第1基板对和所述第2基板对之间还包括第3偏光板。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，所述第1液晶显示元件构成为还包括所述第3偏光板，所述第2液晶显示元件构成为还包括所述第3偏光板，所述第1和第2液晶显示元件均是常白的液晶显示元件。

Images