JP4884040B2 - 液晶表示素子、及び、液晶表示素子の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）、及びその駆動方法に関する。

図１０は、カラー表示を行う液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。

液晶表示素子は、略平行に対向配置される上側基板５０ａ及び下側基板５０ｂ、及び、その間に挟持される液晶層５５を含んで構成される。上側基板５０ａ及び下側基板５０ｂは、たとえば平板なガラス基板（上側及び下側ガラス基板５１ａ、５１ｂ）、その対向面上に、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材で形成され、所定のパタンを有する電極（上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂ）、及び各電極を覆って形成された配向膜（上側及び下側配向膜５３ａ、５３ｂ）を備える。液晶層５５は、たとえば正の誘電率異方性（Δε＞０）をもつネマティック液晶で形成されるツイストネマティック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）液晶層であり、上側及び下側配向膜５３ａ、５３ｂのラビング方向によって定まるツイスト角は、たとえば９０°である。なお、上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂは、液晶層５５を挟んで重なり合って表示部を画定する。

上側基板５０ａと液晶層５５との間に、液晶層５５側からエリアカラーフィルタ６０とブラックマスク５９が配置されている
エリアカラーフィルタ６０は、赤色部６０ｒ、緑色部６０ｇ、青色部６０ｂ、及び白色部６０ｗを含んで構成される。たとえば赤色部６０ｒは、赤色の波長領域の光を透過させる。

ブラックマスク５９は、色領域の境界を覆って遮光し、コントラストや色純度を高めるために配置される。

上側基板５０ａ及び下側基板５０ｂの外側に、一対の上側及び下側偏光板５４ａ、５４ｂが配置される。上側及び下側偏光板５４ａ、５４ｂは、それぞれ面内方向に透過軸を有し、透過軸の方向に偏光する光だけを透過させる。両者は、ラビング方向に沿って直交ニコル状態に配置される。本図には、透過軸の方向を矢印で示した。

白色バックライト５７が、下側偏光板５４ｂの外側に配置される。白色バックライト５７は、たとえば冷陰極蛍光管（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）を用いて構成され、白色光を発光する。無機白色ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、有機白色ＬＥＤ等を用いて構成される場合もある。

白色バックライト５７から発せられ、下側偏光板５４ｂに入射した光は、下側偏光板５４ｂの透過軸方向に偏光方向を有する光となって、液晶層５５に入射する。

上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂに電圧を印加しない状態においては、入射光の偏光方向は液晶分子の配向に従って９０°回転するため、直交ニコル配置された上側偏光板５４ａを透過した光により、ノーマリオン表示が行われる。

図示の液晶表示素子においては、白色バックライト５７から発せられた光が、エリアカラーフィルタ６０の異なる色の領域（各色部６０ｒ，ｇ，ｂ，ｗ）を透過することで着色光となり、透過した領域ごとに異なる色の表示が可能になる。

上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂに電圧を印加した状態においては、液晶層５５の液晶分子は、上側及び下側基板５４ａ、５４ｂにほぼ垂直に立ち上がり、液晶層５５に入射した光は、偏光方向を変化させないで液晶層５５を出射する。このため直交ニコル配置された上側偏光板５４ａに遮られ、黒表示が行われる。

本図に示す構造を用いて、セグメント表示やドット表示が可能である。また、エリアカラーフィルタ６０に用いる色により、複数色による色表示が可能となる。

しかしながら、ある１つの表示セグメントまたはドットにおいては、ある特定の色（そのセグメントまたはドットに対応するエリアカラーフィルタ６０の色部の色）と黒色とによる表示しか行うことができない。

この欠点を解消する表示素子として、マイクロカラーフィルタ方式の液晶表示素子が知られている。マイクロカラーフィルタ方式は、特にフルドットタイプの液晶表示素子に採用され、微細なドットを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に色分けし、３ドットを１画素としてカラー表示を行う表示方式である。

ただ、表示セグメントやドットが大きい場合には、観察者に、１画素が分割されていることが認識され、表示品位が低下することがある。また、１画素を複数のドットで構成するため、光利用効率が低下し、結果としてライト（光源）の輝度を向上させる必要が生じ、消費電力が増大する。

たとえばセグメント表示を行う液晶表示素子において、表示領域の色をセグメント単位で独立して変化させる方法として、フィールドシーケンシャル（ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ；ＦＳ）駆動法が周知である。

図１１（Ａ）は、ＦＳ駆動を行うことの可能な液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図であり、図１１（Ｂ）は、液晶表示素子の表示部を示す平面図である。

図１１（Ａ）を参照する。図１０に示した液晶表示素子と異なるのは、白色バックライト５７に代えて、マルチカラーバックライト５６が使用されている点、上側基板５０ａと液晶層５５との間に、エリアカラーフィルタ６０と、ブラックマスク５９が配置されていない点、及び、バックライト同期駆動回路７５が加入されている点である。

マルチカラーバックライト５６は、複数の色の光を出射することが可能なバックライトであり、たとえばＲＧＢマルチカラーＬＥＤ光源を備える。ＦＳ駆動においては、マルチカラーバックライト５６は、たとえば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順に時分割発光を繰り返す。バックライト同期駆動回路７５は、たとえばマルチカラーバックライト５６と上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂとの間に接続され、マルチカラーバックライト５６の発光タイミングに同期させて、液晶セルのスイッチング（光を透過させる／させないのオンオフ）を行う。

ＦＳ駆動法においては、画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各色データに分解し、これを時間軸上で合成（加法混色）することにより表示を行う。マルチカラーバックライト５６の発光を、人間の目には分解できないほど高速に切り替えることで、人間の目にその混色画像を認識させる。

図１１（Ｂ）を参照する。液晶表示素子の表示は、たとえば７セグメントの表示部３０で行われる。表示部３０は、表示単位（各セグメント）３１〜３７、及び背景領域３８を含んで構成される。表示単位３１〜３７の各々には、それぞれ独立に駆動可能な電極が対応して設けられている。それらの電極に選択的に電圧を印加することにより、電極に対応する液晶層の液晶分子の配向状態を変化させ、たとえば「０」〜「９」の各数字を表示することができる。

本明細書においては、たとえば各数字の表示に用いられる表示単位を表示領域と呼び、それ以外の表示単位及び背景領域を非表示領域と呼ぶ。たとえば、数字の「７」を表示するとき、表示領域とは、表示単位３１〜３３を意味し、非表示領域とは、表示単位３４〜３７、及び背景領域３８を意味する。

図１２は、ＦＳ駆動方式を用いた液晶表示素子における表示制御の一例を示すタイミングチャートである。図１２を参照して、ＦＳ方式の液晶駆動方法を説明する。

ＦＳ駆動法では、前述のように、マルチカラーバックライトが、たとえばＲ、Ｇ、Ｂの順に時分割発光を繰り返す。Ｒ、Ｇ、Ｂの各々が、順次１回ずつ発光する期間を１フレームという。１フレームは、たとえば１６．７ｍｓである。フレーム単位で、１つの画像が表示される。Ｒ、Ｇ、Ｂの光を加法混色するためには、１フレームはたとえば２０ｍｓ以下（フレーム周波数が５０Ｈｚ以上）であることが望ましい。

１フレームは複数（３つ）のサブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ；ＳＦ）に分割される。１ＳＦは、たとえば５．５７ｍｓである。

「マルチカラーバックライト」の段を参照する。１つのＳＦは、発光期間とブランク期間とに分けられる。それぞれのＳＦ（ＳＦ１〜ＳＦ３）の発光期間に、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１つの発光が行われる。図１２に示すタイミングチャートにおいては、ＳＦ１、ＳＦ２、及びＳＦ３の各発光期間に、それぞれＲ、Ｇ、及びＢの発光が行われる。

液晶表示素子においては、印加電圧に対する液晶層の応答に要する時間は、マルチカラーバックライトの発光色の切り替えに要する時間よりも長い。ブランク期間とは、いずれの色の光も発光されない期間であり、印加された電圧によって液晶層の液晶分子が、実質的に配向状態を変化させるのに必要な時間である。

「表示単位３１」の段を参照する。以下用いる「表示単位３１」、「表示単位３２」等の表記は、図１１（Ｂ）に示した各表示単位を表すものとする。また、本図では、駆動タイミングチャートの表示単位の段における「ＯＮ」は、表示単位が光を透過する状態にあることを示し、「ＯＦＦ」は、表示単位が光を透過しない状態にあることを示す。

表示単位３１は、ＳＦ１及びＳＦ２において光を透過する。したがって、ＲとＧの混色である黄（Ｙ）が観察者に認識される。

「表示単位３２」の段を参照する。表示単位３２は、ＳＦ１及びＳＦ３において光を透過する。したがって、ＲとＢの混色であるマゼンダ（Ｍ）が観察者に認識される。

「表示単位３７」の段を参照する。表示単位３７は、ＳＦ２において光を透過する。したがって、緑（Ｇ）が観察者に認識される。

しかし、２色以上の加法混色により得られる表示部分から視線を逸らせた場合、液晶表示素子に振動が加わった場合等には、通常は観察者の目に認識されない各ＳＦの画像が分離して観察される現象、いわゆるカラーブレーク現象が生じることがある。カラーブレーク現象は周囲が暗いとき顕著に起こる。カラーブレーク現象の発生は、観察者の心理に及ぼす影響からも好ましくない。

そこで本願発明者らは、ＳＦごとに所望の色の光を形成して発光させ、あるＳＦで透光状態とされた表示単位は他のＳＦでは遮光状態とすることによって、カラーブレーク現象を防止した液晶表示素子の駆動方法（当該駆動方法もＦＳ駆動方法に含める。）を提案した。（たとえば、特許文献１参照。）
図１３は、先の提案による液晶表示素子の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。

「マルチカラーバックライト」の段を参照する。図示した１フレームにおいて、ＳＦ１では、複数色の光源の同時点灯により白、ＳＦ２ではオレンジ、そしてＳＦ３では単光源発光による青色の光が出射される。なお、本図においては、５．５７ｍｓの１ＳＦ期間のうち、ブランク期間を３ｍｓとした。

「表示単位３１」の段を参照する。表示単位３１においては、ＳＦ１のみが透光状態とされる。したがって、白色による表示が行われる。

「表示単位３２」の段を参照する。表示単位３２においては、すべてのＳＦで遮光状態とされる。したがって、表示色は黒となる。

「表示単位３７」の段を参照する。表示単位３７においては、ＳＦ２のみが透光状態とされる。したがって、オレンジ色による表示が行われる。

特許文献１記載の液晶表示素子の駆動方法によれば、カラーブレーク現象が防止されるとともに、フレームごとにマルチカラーバックライトの点灯色を変えることが可能であるため、多様な色表示が可能である。

特開２００５−０７０４４０号公報

本発明の目的は、高品質の表示が可能な液晶表示素子を提供することである。

また、複数色による色表示が可能な液晶表示素子を提供することである。

更に、高品質の表示が可能な液晶表示素子の駆動方法を提供することである。

また、複数色による色表示が可能な液晶表示素子の駆動方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、光を出射する板状の光源と、前記光源から出射した光が入射する第１の偏光板と、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第１の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第１の電極を備えた第１の基板と、（ｉｉ）前記第１の基板と略平行に、前記第１の偏光板とは反対側に配置された、所定形状の第２の電極を備えた第２の基板であって、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置に、第１のエリア、及び、第２のエリアが画定された第２の基板と、（ｉｉｉ）前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることができる第１の液晶層と、（ｉＶ）前記第２の基板の前記第１の液晶層側、または前記第１の液晶層とは反対側に配置され、前記第１の液晶層を透過した光を反射して前記第１の液晶セルから出射し、前記第１の偏光板に入射させて少なくともその一部を透過させる反射板とを備え、前記第１の偏光板を透過した光が第１の液晶セルを往復して、再び前記第１の偏光板に入射した場合に、配向状態に従って、前記第１のエリア、前記第２のエリアのうちの一方を出射した光が前記第１の偏光板を透過し、他方を出射した光が前記第１の偏光板を透過しないようにすることのできる第１の液晶セルと、前記反射板で反射され、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第２の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第３の電極を備えた第３の基板と、（ｉｉ）前記第３の基板と略平行に配置された、所定形状の第４の電極を備えた第４の基板であって、前記第３の電極と前記第４の電極とが対向する位置に、前記第１のエリアを透過した光が入射する第１の表示単位、及び、前記第２のエリアを透過した光が入射する第２の表示単位が画定された第４の基板と、（ｉｉｉ）前記第３の基板と前記第４の基板との間に配置され、前記第３の電極と前記第４の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることのできる第２の液晶層とを備える第２の液晶セルと、前記第２の液晶セルの、前記第１の偏光板とは反対側に配置され、前記第２の液晶セルを透過した光が入射する第２の偏光板と、前記第１の表示単位及び第２の表示単位を表示する期間を１フレームとするとき、１フレームを複数のサブフレームに時分割し、各サブフレーム内で前記光源を発光させ、前記光源の発光に同期させて、前記第１の液晶セルの配向状態を切り替えることのできる制御回路とを有する液晶表示素子が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、光を出射する板状の光源と、前記光源から出射した光が入射する第１の偏光板と、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第１の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第１の電極を備えた第１の基板と、（ｉｉ）前記第１の基板と略平行に、前記第１の偏光板とは反対側に配置された、所定形状の第２の電極を備えた第２の基板であって、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置に、第１のエリア、及び、第２のエリアが画定された第２の基板と、（ｉｉｉ）前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることができる第１の液晶層と、（ｉＶ）前記第２の基板の前記第１の液晶層側、または前記第１の液晶層とは反対側に配置され、前記第１の液晶層を透過した光を反射して前記第１の液晶セルから出射し、前記第１の偏光板に入射させて少なくともその一部を透過させる反射板とを備え、前記第１の偏光板を透過した光が第１の液晶セルを往復して、再び前記第１の偏光板に入射した場合に、配向状態に従って、前記第１のエリア、前記第２のエリアのうちの一方を出射した光が前記第１の偏光板を透過し、他方を出射した光が前記第１の偏光板を透過しないようにすることのできる第１の液晶セルと、前記反射板で反射され、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第２の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第３の電極を備えた第３の基板と、（ｉｉ）前記第３の基板と略平行に配置された、所定形状の第４の電極を備えた第４の基板であって、前記第３の電極と前記第４の電極とが対向する位置に、前記第１のエリアを透過した光が入射する第１の表示単位、及び、前記第２のエリアを透過した光が入射する第２の表示単位が画定された第４の基板と、（ｉｉｉ）前記第３の基板と前記第４の基板との間に配置され、前記第３の電極と前記第４の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることのできる第２の液晶層とを備える第２の液晶セルと、前記第２の液晶セルの、前記第１の偏光板とは反対側に配置され、前記第２の液晶セルを透過した光が入射する第２の偏光板と、前記第１の表示単位及び第２の表示単位を表示する期間を１フレームとするとき、１フレームを複数のサブフレームに時分割し、各サブフレーム内で前記光源を発光させ、前記光源の発光に同期させて、前記第１の液晶セルの配向状態を切り替えることのできる制御回路とを有する液晶表示素子の駆動方法であって、あるサブフレームにおいて、前記第１のエリアから出射された光で表示を行う工程と、他のサブフレームにおいて、前記第２のエリアから出射された光で表示を行う工程とを含み、前記第１及び第２の表示単位はそれぞれ、１フレームでは高々１つのサブフレームにおいて表示が行われる液晶表示素子の駆動方法が提供される。

本発明によれば、高品質の表示が可能な液晶表示素子を提供することができる。

また、複数色による色表示が可能な液晶表示素子を提供することができる。

更に、高品質の表示が可能な液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。

また、複数色による色表示が可能な液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。

本願発明者らは、特願２００４−１１８８７０号において、新規な構造の液晶表示装置とその表示方法を提案している（特願２００４−１１８８７０号 発明の開示［００１０］段〜［００４２］段）。

図１（Ａ）〜（Ｅ）を用いて、特願２００４−１１８８７０号に係る液晶表示装置に関して簡単に説明する。

図１（Ａ）に、液晶表示装置の表示部を示す。表示部は、たとえば３つのセグメント部（「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」、及び左右の７セグメント部）を含んで構成される。当該液晶表示装置によれば、たとえばセグメント部ごとに、色調を変化させることが可能である。たとえば、左の７セグメント部において「５」を赤色で、右の７セグメント部において「７」を黄色で、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」を青色で表示することができる。本図においては、赤色、黄色、または青色で表示される領域に斜線を付して示した。

図１（Ｂ）に、液晶表示装置の内部構成例を示す概略的な分解斜視図を示す。

本図に示す液晶表示装置は、表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７を含んで構成される。両セル７６、７７は、表示用液晶セル７６が上側に、エリア分割用液晶セル７７が下側に、位置合わせして配置される。

両セル７６、７７ともに、略平行に対向配置される上側基板５０ａ及び下側基板５０ｂ、そしてその間に挟持される液晶層５５を含んで構成される。

セル７６、７７の双方について、上側基板５０ａ及び下側基板５０ｂは、たとえば平板なガラス基板（上側及び下側ガラス基板５１ａ、５１ｂ）、その対向面上に、ＩＴＯ等の透明導電材で形成され、所定のパタンを有する電極（上側及び下側透明電極５２ａ、５２ｂ）、及び各電極を覆って形成された配向膜（上側及び下側配向膜５３ａ、５３ｂ）を備える。

また、液晶層５５は、たとえば正の誘電率異方性（Δε＞０）をもつネマティック液晶で形成されるＴＮ液晶層であり、上側及び下側配向膜５３ａ、５３ｂのラビング方向によって定まるツイスト角は、たとえば９０°である。

上側透明電極５２ａと下側透明電極５２ｂとの間には、両電極５２ａ、５２ｂ間に任意の電圧を印加することのできる電圧印加手段６８が接続されている。電圧印加手段６８で両電極５２ａ、５２ｂ間に印加された電圧により、両電極５２ａ、５２ｂ間の液晶層５５の液晶分子の配向状態を変化させることができる。

電圧無印加時においては、セル７６、７７に入射した光は、液晶層５５で、偏光方向を９０°変化されて、セル７６、７７を出射する。電圧印加時においては、セル７６、７７に入射した光は、偏光方向を変化されることなく、セル７６、７７を出射する。

表示用液晶セル７６とエリア分割用液晶セル７７とは、電極の形状において相違する。表示用液晶セル７６の電極は、図１（Ａ）に示したセグメント部の形状に対応する形状を有する。エリア分割用液晶セル７７の電極については、次図を参照して説明する。

表示用液晶セル７６の上側基板５０ａの外側に上側偏光板５４ａが、エリア分割用液晶セル７７の下側基板５０ｂの外側に下側偏光板５４ｂが、そして両セル７６、７７の間には、中央偏光板５４ｉが、相互に平行に配置される。これらの偏光板５４ａ、５４ｂ、５４ｉは、各々面内方向に透過軸を有し、透過軸の方向に偏光する光だけを透過させる。図には、透過軸の方向を矢印で示した。偏光板５４ａ、５４ｂ、５４ｉの透過軸方向は、相互に平行である。

マルチカラーバックライト５６が、下側偏光板５４ｂの外側に配置される。マルチカラーバックライト５６は、複数の色の光を選択的に出射することが可能なライトであり、たとえば側方にＲＧＢマルチカラーＬＥＤ光源を有し、入射する光を液晶層に向かって照射する。カラー光源としては、有機ＬＥＤ、無機ＬＥＤ、ＣＣＦＬ、ＦＥランプ等を用いて構成することが可能である。出射光色の変化は、互いに異なる発光色の単色光源を複数用いる構成で実現してもよいし、発光色を変化することのできる単一光源を用いる構成で実現してもよい。

マルチカラーバックライト５６と、表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７の電圧印加手段６８との間に、同期回路７８が接続される。同期回路７８は、マルチカラーバックライト５６の点消灯と、表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７の両電極５２ａ、５２ｂへの電圧の印加（液晶層５５の液晶分子の配向状態の変化）を同期させることができる。

図１（Ｃ）〜（Ｅ）を参照して、図１（Ｂ）に示した液晶表示装置の動作を説明する。たとえば１フレームをＳＦ１〜ＳＦ３の３つのＳＦに分けたＦＳ駆動法を用いて駆動を行う。

マルチカラーバックライト５６からは、ＳＦ１において赤、ＳＦ２において青、ＳＦ３において黄の光が出射される。出射された光は、下側偏光板５４ｂの透過軸方向に偏光方向をもつ偏光となって、エリア分割用液晶セル７７に入射する。

エリア分割用液晶セル７７は、入射したマルチカラーバックライト５６からの光を、電極の形状によって上側基板５０ａ側に画定される所定のエリア（図１（Ｃ）〜（Ｅ）においては、エリア８１〜８３の３つのエリア）ごとに区切って出射することが可能である。すなわち、エリア分割用液晶セル７７の電極の形状は、エリア８１〜８３の形状に対応して形成されている。

エリア８１及び８２は、それぞれ図１（Ａ）に示した左及び右の７セグメント部に対応するエリアである。エリア８１、８２を出射した光によって、それぞれ「０」〜「９」の数字を表示することができる。

エリア８３は、図１（Ａ）に示したセグメント部のうち、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」の文字列に対応するエリアであり、エリア８３を出射した光によって当該文字列を表示することができる。

ＳＦ１〜ＳＦ３を通して、表示用液晶セル７６においては、所定の電極に電圧を印加しておく。左の７セグメント部にあっては、「５」を表示する表示単位３１、３３、３４、３６、及び３７に対応する電極に電圧を印加する。また、右の７セグメント部にあっては、「７」を表示する表示単位３１〜３３に対応する電極に電圧を印加する。更に、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」の文字列に対応する電極に電圧を印加する。

図１（Ｃ）を参照する。ＳＦ１においては、エリア分割用液晶セル７７のエリア８１に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。このため、マルチカラーバックライト５６を出射した赤色の光のうち、エリア８１を出射する光のみが、下側偏光板５４ｂで定められた偏光状態を保ったまま、中央偏光板５４ｉを透過する。

中央偏光板５４ｉを透過した光のうち、表示用液晶セル７６の左の７セグメント部において、「５」を表示する表示単位３１、３３、３４、３６及び３７を画定する電極５２ａ、５２ｂに対応する液晶層５５を透過した光（「５」の文字を表示する赤色の光）のみが、そのままの偏光状態で上側偏光板５４ａを透過して観察者の目に到達する。

図１（Ｄ）を参照する。ＳＦ２においては、前述のように、マルチカラーバックライト５６から青色の光を出射する。また、エリア分割用液晶セル７７のエリア８２に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。表示用液晶セル７６においては、右の７セグメント部の「７」を表示する表示単位３１〜３３に対応する電極に電圧を印加する。

このため、右の７セグメント部において「７」の文字を表示する青色の光のみが、上側偏光板５４ａを透過して観察者の目に到達する。

図１（Ｅ）を参照する。ＳＦ３においては、前述のように、マルチカラーバックライト５６から黄色の光が出射する。また、エリア分割用液晶セル７７のエリア８３に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。表示用液晶セル７６においては、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」の文字列を表示する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧が印加されるので、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」の文字を表示する黄色の光のみが、上側偏光板５４ａを透過して観察者の目に到達する。

このように、特願２００４−１１８８７０号に係る液晶表示装置を用いると、たとえばセグメント部ごとに色調を変化させることができる。

図２は、実施例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。

実施例による液晶表示素子は、図１（Ｂ）に示した液晶表示装置に用いられたセルと同様の構成の表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７を含んで構成される。図１（Ｂ）に示した液晶表示装置においては、電圧無印加時においては、エリア分割用液晶セル７７に入射した光は、液晶層５５で偏光方向を９０°変化されて、セル７７を出射するように、エリア分割用液晶セル７７の液晶層５５のリタデーションを定めたが、実施例による液晶表示素子においては、たとえば電圧無印加時に入射した光が液晶層５５を二度通過すると、偏光方向が９０°変化（たとえば、ｘ成分が１／２波長遅相）するように、液晶層５５のリタデーションを定める。

表示用液晶セル７６の上側基板５０ａの外側には、上側偏光板５４ａが配置され、エリア分割用液晶セル７７の下側基板５０ｂの外側には、入射した光を反射する反射板６７が配置される。反射板６７は、たとえば金属で形成される。反射板６７は、鏡面を備えていてもよいし、たとえばアンチグレア処理を施した散乱反射表面を備えていてもよい。更に、反射板６７は、エリア分割用液晶セル７７の下側ガラス基板５１ｂの外側に配置される代わりに、内側に配置することもできる。

表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂとエリア分割用液晶セル７７の上側基板５０ａの間に、マルチカラーライト６６、中央偏光板５４ｉ、及び１／４波長板６９が、この順に、表示用液晶セル７６側から位置合わせして配置される。

マルチカラーライト６６は、たとえば板状の光源であり、エリア分割用液晶セル７７に向けて光を照射することができる。１／４波長板６９は、たとえば１／２波長板と１／４波長板の組み合わせにより構成され、入射光のｘ成分に１／４波長の遅相を与えて出射する。中央偏光板５４ｉと１／４波長板６９とで、円偏光板が構成される。

図には、矢印で、偏光板５４ａ、５４ｉの透過軸方向、及び、１／４波長板６９の遅相軸方向を示した。偏光板５４ａ、５４ｉは、たとえば平行ニコルに配置され、表示用液晶セル７６（マルチカラーライト６６を考慮に入れず、上側偏光板５４ａ、上側基板５０ａ、液晶層５５、下側基板５０ｂ、及び中央偏光板５４ｉで構成される部分）は、ノーマリオフタイプの素子を構成する。１／４波長板６９の遅相軸方向と、中央偏光板５４ｉの透過軸方向のなす角は、たとえば４５°である。

また、実施例においては、表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂとエリア分割用液晶セル７７の上側基板５０ａとの間に、偏光板を１枚挿入した（中央偏光板５４ｉ）が、表示用液晶セル７６側とエリア分割用液晶セル７７側に、それぞれ１枚ずつ挿入する構成とすることも可能である。更に、表示用液晶セル７６は、外光入射時の表示の見栄えを考慮し、非表示領域を黒表示とすることが望ましい。この点、実施例においては、表示用液晶セル７６をノーマリオフタイプの素子としたが、背景領域全体を遮光するブラックマスクを含む構成として実現してもよい。

なお、中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７で構成される液晶素子部分は、ノーマリオンである。

マルチカラーライト６６と、表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７の電圧印加手段６８との間に、同期回路７８が接続される。同期回路７８は、１フレームを複数のＳＦに時分割し、各ＳＦ内でマルチカラーライト６６の点消灯と、表示用液晶セル７６及びエリア分割用液晶セル７７の両電極５２ａ、５２ｂへの電圧の印加（液晶層５５の液晶分子の配向状態の変化）を同期させることができる。また、マルチカラーライト６６が、１フレーム中のすべてのＳＦにおいて、相互に異なる色の光を発光するように制御することもできる。

なお、図２に示す実施例においては、中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７で構成される液晶素子部分をＴＮ型のノーマリオン構成としたが、たとえば１／４波長板６９とエリア分割用液晶セル７７との間に、エリア分割用液晶セル７７とは液晶ねじれ方向が逆で、液晶層の厚さ方向の中央分子の配向方向が、エリア分割用液晶セル７７のそれと直交する液晶セルを挿入し、ノーマリオフ構成としてもよい。当該液晶セルのかわりに、同等の機能を有する光学フィルム、たとえば（株）ポラテクノ製のＴｗｉｓｔａｒを用いることもできる。

また、エリア分割用液晶セル７７を、ネガタイプの液晶材料を用いて形成し、垂直配向型とすることもできる。

以下、実施例による液晶表示素子の動作を説明する。ここでは表示用液晶セル７６の光出射面（たとえば、表示用液晶セル７６の上側基板５０ａ面）に、図１（Ａ）に示した表示部が画定され、エリア分割用液晶セル７７の光出射面（たとえば、エリア分割用液晶セル７７の上側基板５０ａの１／４波長板６９側の面）に、図１（Ｃ）に示したエリア８１〜８３が画定され、更に、最終的に「５」を赤で、「７」を青で、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」を黄で表示するものとして説明を行う。液晶表示素子は、たとえば１フレームをＳＦ１〜ＳＦ３の３つのＳＦに分けたＦＳ駆動法を用いて駆動する。

マルチカラーライト６６からは、エリア分割用液晶セル７７に向けて、ＳＦ１において赤、ＳＦ２において青、ＳＦ３において黄の光が出射される。出射された光は、まず中央偏光板５４ｉを透過することによって、中央偏光板５４ｉの透過軸方向に偏光方向をもつ偏光となって１／４波長板６９に入射し、ｘ成分に１／４波長の遅相を受けて、エリア分割用液晶セル７７に入射する。

エリア分割用液晶セル７７に入射し、これを透過した光は、反射板６７で反射され、下側基板５０ｂ側からエリア分割用液晶セル７７に再入射する。エリア分割用液晶セル７７を透過した光は、下側から１／４波長板６９に入射する。

エリア分割用液晶セル７７においては、ＳＦ１で、エリア８２及び８３に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。このため、エリア８２及び８３に対応する液晶層５５部分の液晶分子だけが、上側及び下側基板５０ａ、５０ｂにほぼ垂直に配向し、その他の部分（エリア８１を含む。）に対応するそれは配向状態を変えない。したがって、エリア分割用液晶セル７７を透過し、反射板６７で反射され、エリア分割用液晶セル７７を再透過する過程において、エリア８２及び８３以外の部分から出射する光（エリア８１を出射する光を含む。）は、液晶層５５によって、ｘ成分に１／２波長の遅相を受ける。また、エリア８２及び８３を出射する光は、偏光状態に変化を受けない。

エリア分割用液晶セル７７の上側基板５０ａを出射した光（エリア８１〜８３を出射した光を含む。）は、一律に、１／４波長板６９により、ｘ成分に１／４波長の遅相を受ける。

このように、中央偏光板５４ｉを出射後、反射板６７で反射され、再び中央偏光板５４ｉに入射するまでに、エリア８２及び８３以外の部分（エリア８１を含む。）に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１波長分の遅相を受ける。また、エリア８２及び８３に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１／２波長分の遅相を受ける。

したがって、エリア８２及び８３以外の部分（エリア８１を含む。）に入射し、出射された光が、下側から中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過し、表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。エリア８２及び８３に入射し、出射された光は、中央偏光板５４ｉによって遮られる。

表示用液晶セル７６においては、ＳＦ１〜ＳＦ３を通して、所定の電極に電圧を印加しておく。左の７セグメント部にあっては、「５」を表示する表示単位３１、３３、３４、３６、及び３７に対応する電極に電圧を印加する。また、右の７セグメント部にあっては、「７」を表示する表示単位３１〜３３に対応する電極に電圧を印加する。更に、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」の文字列に対応する電極に電圧を印加する。

表示用液晶セル７６において、電圧を印加された電極に対応する液晶層５５部分の液晶分子だけが、上側及び下側基板５０ａ、５０ｂにほぼ垂直に配向するため、「５」、「７」、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」に対応する位置に入射した光のみが、入射時と等しい偏光状態で上側基板５０ａを出射して、上側偏光板５４ａを透過し、観察者の目に到達することになる。

ＳＦ１においては、エリア８２及び８３以外の部分（エリア８１を含む。）を出射した光のみが、表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射し、このうち「５」に対応する位置に入射した光のみが、上側偏光板５４ａを透過する。したがって、「５」を表す光が、観察者の目に到達する。

ＳＦ２においては、エリア分割用液晶セル７７のエリア８１及び８３に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。このため、ＳＦ１についての場合と同様に、中央偏光板５４ｉを出射後、反射板６７で反射され、再び中央偏光板５４ｉに入射するまでに、エリア８１及び８３以外の部分（エリア８２を含む。）に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１波長分の遅相を受ける。また、エリア８１及び８３に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１／２波長分の遅相を受ける。

したがって、エリア８１及び８３以外の部分（エリア８２を含む。）に入射し、出射された光が、下側から中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過し、表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。エリア８１及び８３に入射し、出射された光は、中央偏光板５４ｉによって遮られる。

したがって、ＳＦ２においては、エリア８１及び８３以外の部分（エリア８２を含む。）を出射した光のうち「７」に対応する位置に入射した光のみが、上側偏光板５４ａを透過する。このため、「７」を表す光が、観察者の目に到達する。

ＳＦ３においては、エリア分割用液晶セル７７のエリア８１及び８２に対応する電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加する。このため、ＳＦ１についての場合と同様に、中央偏光板５４ｉを出射後、反射板６７で反射され、再び中央偏光板５４ｉに入射するまでに、エリア８１及び８２以外の部分（エリア８３を含む。）に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１波長分の遅相を受ける。また、エリア８１及び８２に入射し、出射された光は、ｘ成分に合計１／２波長分の遅相を受ける。

したがって、エリア８１及び８２以外の部分（エリア８３を含む。）に入射し、出射された光が、下側から中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過し、表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。エリア８１及び８２に入射し、出射された光は、中央偏光板５４ｉによって遮られる。

したがって、ＳＦ３においては、エリア８１及び８２以外の部分（エリア８３を含む。）を出射した光のうち「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」に対応する位置に入射した光のみが、上側偏光板５４ａを透過する。このため、「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」を表す光が、観察者の目に到達する。

以上のような動作により、観察者は、赤の「５」、青の「７」、黄の「ＳＴＡＮＬＥＹ Ｒ＆Ｄ」を視認することができる。

上述の動作説明からも理解されるように、表示用液晶セル７６には、必ずしもライトの発光に高速応答する液晶セルを用いることを要しない。したがってたとえば、単純マトリクス駆動のドット表示セルを採用することができるので、製造コストを低減することができる。

一方、エリア分割用液晶セル７７は、高速応答が求められるため、低デューティ駆動であること、特にスタティック駆動を行うことが好ましい。エリア分割用液晶セル７７は、表示用液晶セル７６に比べると電極構成が細緻ではないため、スタティック駆動セルとすることは容易である。

なお、上述のように、エリア分割用液晶セル７７とマルチカラーライト６６とは、たとえばＳＦごとに同期させるのに対し、表示用液晶セル７６とマルチカラーライト６６とは、たとえば表示を変化させるごとに同期させる。

図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照する。以下、シミュレーションを通じて、実施例による液晶表示素子についてより深く考察し、奏する効果についても言及する。

図３（Ａ）に、シミュレーションに用いた実施例による液晶表示素子を示す。図２に示した素子において、１／４波長板６９を、１／２波長板６９ａと１／４波長板６９ｂとで構成した。１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂは、遅相軸が、中央偏光板５４ｉの透過軸に対して、それぞれ反時計回り７５°及び１５°の位置に位置するように、配置した。また、１／２波長板６９ａと１／４波長板６９ｂとは、ともに、ポリカーボネート製と想定した。なお、本図に示す液晶表示素子は、前述のように、反射板６７を備える反射型の液晶表示素子である。

図３（Ｂ）に、比較例による液晶表示素子を示す。比較例による液晶表示素子は、透過型の液晶表示素子である。図１（Ｂ）に示した液晶表示素子は、マルチカラーバックライト５６側から、エリア分割用液晶セル７７、表示用液晶セル７６の順に配置され、表示は表示用液晶セル７６の上側基板５０ａから取り出される光で行われるのに対し、比較例による液晶表示素子においては、マルチカラーフロントライト７０側から、表示用液晶セル７６、エリア分割用液晶セル７７の順に配置され、表示はエリア分割用液晶セル７７の下側基板５０ｂから取り出される光で行われる。また、図１（Ｂ）に示した液晶表示素子においては、エリア分割用液晶セル７７、表示用液晶セル７６の双方について、偏光板は平行ニコル配置されていたが、比較例による液晶表示素子においては、エリア分割用液晶セル７７については、偏光板が直交ニコル配置されている点において異なる。エリア分割用液晶セルをノーマリホワイトに変更し、提案する反射型のものと同じ光学構成とした。なお、エリア分割用液晶セル７７の液晶層５５の厚さ方向の中央に位置する液晶分子の配向方向は、中央偏光板５４ｉの透過軸方向、及び、下側偏光板５４ｂの透過軸方向と、それぞれともに、４５°をなす。

図３（Ａ）に示す実施例による液晶表示素子、及び、図３（Ｂ）に示す比較例による液晶表示素子に用いられる偏光板としては、（株）ポラテクノ製のＳＨＣ１２５Ｕを想定した。また、両液晶表示素子のエリア分割用液晶セル７７の液晶層５５は、誘電率異方性Δε＝５．１のポジ型液晶を用いて構成した。液晶層５５内の液晶分子配列は水平ＴＮ配向とし、上側及び下側基板５０ａ、５０ｂ面のプレティルト角は１°とした。また、液晶層５５厚ｄと液晶層５５内カイラルピッチｐとの比は、０．１とした。なお、ツイスト方向は左回りに設定した。

本願発明者は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す実施例及び比較例について、（株）シンテック製のシミュレータ「ＬＣＤ ＭＡＳＴＥＲ ６」を用いて解析した。シミュレーションを行うに当たって、エリア分割用液晶セル７７のツイスト角を６０°〜１１０°の範囲で変化させた。

図４（Ａ）〜（Ｃ）に、実施例及び比較例のエリア分割用液晶セル７７について解析した結果を示す。

図４（Ａ）を参照する。本願発明者は、エリア分割用液晶セル７７のツイスト角を変化させた場合に、実施例については、反射板６７で反射し、偏光板５４ｉに達した光の最大反射率、比較例については、下側偏光板５４ｂにおける最大透過率（以下、最大反射率／最大透過率）を与えるエリア分割用液晶セル７７の液晶層５５厚ｄを求めた。図４（Ａ）には、液晶層５５厚ｄと液晶材料の複屈折率Δｎとの積（リタデーションΔｎｄ）のツイスト角依存性を示した。

グラフの横軸は、ツイスト角を単位「°（度）」で示す。縦軸は、リタデーションΔｎｄを単位「μｍ」で示す。曲線ａは、図３（Ａ）に示した実施例による液晶表示素子についての両者の関係、曲線ｂは、図３（Ｂ）に示した比較例による液晶表示素子についての両者の関係を示す。

比較例（曲線ｂ）においては、ツイスト角の増加にしたがって、最大透過率の得られるリタデーションΔｎｄも増加する。それに対し、実施例（曲線ａ）においては、最大反射率の得られるリタデーションΔｎｄは、顕著にはツイスト角に依存しない。また、リタデーションΔｎｄの値も小さく、比較例と比べたとき、ツイスト角が７０°〜１１０°の範囲では、実施例において得られた値は、比較例において得られた値の、概ね０．３８倍〜０．５５倍であり、たとえばツイスト角が９０°のときには、約０．５倍である。

このことから、反射型構成を採用する実施例による液晶表示素子は、透過型構成を採用する比較例による液晶表示素子に比べ、たとえば液晶材料の複屈折率Δｎが等しい場合において、エリア分割用液晶セル７７の液晶層５５厚ｄを、０．３８倍〜０．５５倍とすることができる。

液晶分子の立下り応答速度は、液晶層厚の２乗に反比例する。また、液晶素子の応答速度の高速化のためには、液晶分子の立下り応答速度を高速化することが有効である。したがって、実施例による液晶表示素子は、エリア分割用液晶セル７７を高速で駆動することが可能な液晶表示素子であるということができる。

図４（Ｂ）は、コントラストのツイスト角依存性を示すグラフである。本グラフを作成するためのシミュレーションは、リタデーションΔｎｄを一定とするのではなく、各ツイスト角で最大反射率／最大透過率を与えるリタデーションΔｎｄを用いて行った。すなわち図４（Ｂ）は、各ツイスト角で最大反射率／最大透過率を与えるリタデーションΔｎｄを備える液晶セルについてのコントラストを計算したものである。

グラフの横軸は、ツイスト角を単位「°（度）」で示す。縦軸は、コントラストを単位「ａ．ｕ．（任意単位）」で示す。曲線ｃは、図３（Ａ）に示した実施例による液晶表示素子についての両者の関係、曲線ｄは、図３（Ｂ）に示した比較例による液晶表示素子についての両者の関係を示す。

実施例（曲線ｃ）においても、比較例（曲線ｄ）においても、ツイスト角９０°〜１００°においてコントラストの極大値（ピークコントラスト）が存在する。実施例（曲線ｃ）は、比較例（曲線ｄ）に比べ、ピークコントラストの値が小さく、黒表示性能が良好とはいえないことがわかる。これは円偏光板の波長分散特性による影響が現れているためである。図３（Ａ）に示す実施例による液晶表示素子の２枚の波長板（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）を波長分散特性の小さい材料（たとえばノルボルネン系樹脂）で形成することにより、コントラストを改善することが可能である。

図４（Ｃ）は、最大反射率／最大透過率のツイスト角依存性を示すグラフである。グラフの横軸は、ツイスト角を単位「°（度）」で示す。縦軸は、最大反射率／最大透過率を単位「％」で示す。曲線ｅは、図３（Ａ）に示した実施例による液晶表示素子についての両者の関係、曲線ｆは、図３（Ｂ）に示した比較例による液晶表示素子についての両者の関係を示す。

比較例（曲線ｆ）においては、最大透過率はツイスト角にかかわらずほぼ一定である。それに対し、実施例（曲線ｅ）においては、最大反射率は約７０°をピークに大きく変化する。

たとえばカラー表示を行うＦＳ駆動においては、最大反射率／最大透過率は表示品位を決定づける重要な要素であるため、できるだけ高いことが望ましい。一方、カラー表示の色純度を高めるには、黒表示の黒さが重要である。図４（Ａ）〜（Ｃ）に示した結果を考慮し、両者ともに好ましいといえる領域を判断すると、図３（Ａ）に示した実施例による液晶表示素子のエリア分割用液晶セル７７については、ツイスト角は６０°〜９０°、リタデーションΔｎｄは０．１８μｍ〜０．２６μｍとなる。

本願発明者は、実施例の変形例を４種類作製し、そのそれぞれについてＦＳ駆動を行い、表示状態を確認した。

図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、４種類の変形例による液晶表示素子に共通する構成及び動作について説明する。

図５（Ａ）は、液晶表示素子の表示部を示す平面図である。表示用液晶セル７６の上側透明電極５２ａと下側透明電極５２ｂとで、上側基板５０ａ側に表示部（表示を行う複数の表示単位、及び背景領域）を画定することができる。表示部は、表示単位であるドット８８ａ〜８８ｕとセグメント８９、及び背景領域９０を含んで構成される。ドット８８ａ〜８８ｕとセグメント８９の各々には、表示用液晶セル７６にそれぞれ独立に駆動可能な電極が対応して設けられている。それらの電極に選択的に電圧を印加することにより、電極に対応する液晶層５５の液晶分子の配向状態を変化させ、様々に表示を行うことができる。

表示単位は、表示用液晶セル７６の上側透明電極５２ａと下側透明電極５２ｂとが対向する位置に対応して画定され、背景領域は、表示用液晶セル７６の上側透明電極５２ａと下側透明電極５２ｂとが対向しない位置に対応して画定される。

図５（Ｂ）は、エリア分割用液晶セル７７の上側基板５０ａ側に画定されたエリアを示す平面図である。

エリア分割用液晶セル７７は、入射した光を、電極の形状によって画定される所定のエリア（図５（Ｂ）においては、エリア８６、８７の２つのエリア）ごとに区切って出射することが可能である。エリア８６及び８７の形状は、エリア分割用液晶セル７７の電極の形状に対応し、エリア分割用液晶セル７７の上側透明電極５２ａと下側透明電極５２ｂとが対向する位置に画定される。

エリア８６を出射した光は、ドット８８ａ〜８８ｕを含む領域に入射し、エリア８７を出射した光は、セグメント８９を含む領域に入射するように、エリア分割用液晶セル７７と表示用液晶セル７６とは位置合わせして配置される。

図５（Ｃ）に、４種類の変形例をＦＳ駆動により動作させることにより実現した表示を示す。ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、及び８８ｕ（本図においては、左下がりの斜線を付して示した。）により、赤色で「Ｌ」の文字を表示するとともに、セグメント８９（本図においては、右下がりの斜線を付して示した。）により、黄色で「ＳＴ」の文字を表示した。なお、この場合、ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、８８ｕ及びセグメント８９が表示領域となり、残りの表示領域ではないドットと背景領域とが非表示領域（黒色）となる。

４種類の変形例をＦＳ駆動するに当たっては、１フレームを１６．７ｍｓとし、それぞれ８．３５ｍｓである２つのＳＦ（ＳＦ１及びＳＦ２）に分けた。両ＳＦの最初の３ｍｓをブランク期間（マルチカラーライト６６の消灯期間）とし、残りの５．３５ｍｓを発光期間とした。表示用液晶セル７６については、常に、後述する所定電極にのみ電圧を印加し続けた。エリア分割用液晶セル７７については、後述するタイミングで、電圧を印加した。

図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第１の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明する。

図６（Ａ）は、第１の変形例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。第１の変形例は、ノーマリオフの表示用液晶セル７６部分とノーマリオンのエリア分割用液晶セル７７部分とを有する液晶表示素子である。

第１の変形例は、図３（Ａ）に示した実施例と類似しているが、表示用液晶セル７６を、上側及び下側基板５０ａ、５０ｂ表面でほぼ垂直配向するネガ型液晶材料を用いた垂直配向セルとした点において異なる。また、表示用液晶セル７６の上側及び下側基板５０ａ、５０ｂ外側の２枚の偏光板（上側偏光板５４ａ及び中央偏光板５４ｉ）を直交ニコルに配置した点においても異なる。また、第１の変形例においては、ＴＮ型の分割用液晶セル７７の液晶層５５について、液晶分子のツイスト角を７０°、リタデーションΔｎｄを０．２４５μｍとした。

図６（Ｂ）は、表示用液晶セル７６の電極への電圧の印加／無印加を示す表である。図５（Ａ）に示すドット８８ａ〜８８ｕ及びセグメント８９に対応する電極ごとのそれらを示した。図中の「ＯＮ」は、ＳＦ１〜ＳＦ３を通じて電圧を印加することを示し、「ＯＦＦ」は、ＳＦ１〜ＳＦ３を通じて電圧を印加しないことを示す。

ドット８８ａ〜８８ｕの２０個のドットに対応する電極のうち、電圧を印加するのは、ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、及び８８ｕの８個のドットに対応する電極で、電圧を印加する電極に対応するドットを連ねると「Ｌ」字形となる。また、「ＳＴ」を表示するセグメント８９に対応する電極にも電圧を印加する。

上側偏光板５４ａ、表示用液晶セル７６、及び中央偏光板５４ｉで構成される液晶素子部分は、ノーマリオフである。したがって、当該液晶素子部分は、ドットによる「Ｌ」、及びセグメントによる「ＳＴ」に入射する光のみを透過させる。

図６（Ｃ）は、エリア分割用液晶セル７７への電圧の印加／無印加、及びマルチカラーライト６６の点消灯についてまとめた表である。

エリア分割用液晶セル７７への電圧の印加／無印加については、図５（Ｂ）に示したエリア８６及び８７に対応する電極ごとに示した。「エリア分割用液晶セル７７」の列について「ＯＮ」は、該当するＳＦで対応する電極に電圧を印加したことを示し、「ＯＦＦ」は、該当するＳＦで対応する電極に電圧を印加しなかったことを示す。

また、「マルチカラーライト６６点灯色」の列については、該当するＳＦで点灯した色を記した。

中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７とで構成された液晶素子部分は、ノーマリオン（エリア分割用液晶セル７７に電圧を印加しない状態で、中央偏光板５４ｉに入射した光は、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。）である。このため、当該液晶素子部分は、対応する電極に電圧が印加されていないエリアに入射した光のみが、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。

ＳＦ１の行を参照する。ＳＦ１においては、マルチカラーライト６６から赤色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６には電圧を印加せず、エリア８７に電圧を印加する。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８７に入射した赤色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８７以外の部分（エリア８６を含む。）に入射した赤色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、ドットによる「Ｌ」に入射する赤色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

ＳＦ２の行を参照する。ＳＦ２においては、マルチカラーライト６６から黄色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６に電圧を印加し、エリア８７には電圧を印加しない。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８６に入射した黄色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８６以外の部分（エリア８７を含む。）に入射した黄色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、セグメントによる「ＳＴ」に入射する黄色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

このようにして、図５（Ｃ）に示したように、黒色の背景の中に、赤色で「Ｌ」の文字をドット表示するとともに、黄色で「ＳＴ」の文字をセグメント表示することができる。

本願発明者が、上述のように第１の変形例による液晶表示素子を駆動したところ、実際に、赤色の「Ｌ」をドット表示で、黄色の「ＳＴ」をセグメント表示で、黒色の背景の中に実現することができた。なお、本願発明者の研究の結果、表示用液晶セル７６をノーマリオフモードとする場合、表示用液晶セル７６としては、垂直配向型の液晶セルを採用すると、見栄えがよいことがわかった。これは垂直配向型の液晶セルが視角特性に優れているためと考えられる。

図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第２の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明する。

図７（Ａ）は、第２の変形例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。第２の変形例は、ともにノーマリオフの表示用液晶セル７６部分とエリア分割用液晶セル７７部分とを有する液晶表示素子である。

第２の変形例は、分割用液晶セル７７を、上側及び下側基板５０ａ、５０ｂ表面でほぼ垂直配向するネガ型液晶材料を用いた垂直配向セルとした点において、第１の変形例と異なる。また、第２の変形例においては、垂直配向型の分割用液晶セル７７の液晶層５５のリタデーションΔｎｄを０．２μｍとした。

図７（Ｂ）は、表示用液晶セル７６の電極への電圧の印加／無印加を示す表である。

第１の変形例の場合と同様に、ドット８８ａ〜８８ｕの２０個のドットに対応する電極のうち、電圧を印加するのは、ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、及び８８ｕの８個のドットに対応する電極で、電圧を印加する電極に対応するドットを連ねると「Ｌ」字形となる。また、「ＳＴ」を表示するセグメント８９に対応する電極にも電圧を印加する。

第１の変形例と同様に、上側偏光板５４ａ、表示用液晶セル７６、及び中央偏光板５４ｉで構成される液晶素子部分は、ノーマリオフであるため、当該液晶素子部分は、ドットによる「Ｌ」、及びセグメントによる「ＳＴ」に入射する光のみを透過させる。

図７（Ｃ）は、エリア分割用液晶セル７７への電圧の印加／無印加、及びマルチカラーライト６６の点消灯についてまとめた表である。

中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７とで構成された液晶素子部分は、ノーマリオフ（エリア分割用液晶セル７７に電圧を印加しない状態で、中央偏光板５４ｉに入射した光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉで遮られる。）である。このため、当該液晶素子部分は、対応する電極に電圧が印加されたエリアに入射した光のみが、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。

ＳＦ１の行を参照する。ＳＦ１においては、マルチカラーライト６６から赤色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６に電圧を印加し、エリア８７には電圧を印加しない。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８６以外の部分（エリア８７を含む。）に入射した赤色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８６に入射した赤色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、ドットによる「Ｌ」に入射する赤色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

ＳＦ２の行を参照する。ＳＦ２においては、マルチカラーライト６６から黄色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６には電圧を印加せず、エリア８７に電圧を印加する。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８７以外の部分（エリア８６を含む。）に入射した黄色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８７に入射した黄色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、セグメントによる「ＳＴ」に入射する黄色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

このようにして、図５（Ｃ）に示したように、黒色の背景の中に、赤色で「Ｌ」の文字をドット表示するとともに、黄色で「ＳＴ」の文字をセグメント表示することができる。

本願発明者が、上述のように第２の変形例による液晶表示素子を駆動したところ、実際に、赤色の「Ｌ」をドット表示で、黄色の「ＳＴ」をセグメント表示で、黒色の背景の中に実現することができた。

図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第３の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明する。

図８（Ａ）は、第３の変形例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。第３の変形例は、ともにノーマリオンの表示用液晶セル７６部分とエリア分割用液晶セル７７部分とを有する液晶表示素子である。

第３の変形例は、図３（Ａ）に示した実施例と類似しているが、表示用液晶セル７６の上側及び下側基板５０ａ、５０ｂ外側の２枚の偏光板（上側偏光板５４ａ及び中央偏光板５４ｉ）を直交ニコルに配置した点において異なる。また、表示用液晶セル７６の上側基板５０ａの液晶層５５側に、背景領域を覆うブラックマスク５９を配置した点においても異なる。また、第３の変形例においては、ＴＮ型の分割用液晶セル７７の液晶層５５について、液晶分子のツイスト角を７０°、リタデーションΔｎｄを０．２４５μｍとした。

図８（Ｂ）は、表示用液晶セル７６の電極への電圧の印加／無印加を示す表である。

ドット８８ａ〜８８ｕの２０個のドットに対応する電極のうち、電圧を印加しないのは、ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、及び８８ｕの８個のドットに対応する電極で、電圧を印加しない電極に対応するドットを連ねると「Ｌ」字形となる。また、「ＳＴ」を表示するセグメント８９に対応する電極にも電圧は印加しない。

上側偏光板５４ａ、表示用液晶セル７６、及び中央偏光板５４ｉで構成される液晶素子部分は、ノーマリオンである。したがって、当該液晶素子部分は、ドットによる「Ｌ」、及びセグメントによる「ＳＴ」に入射する光のみを透過させる。

図８（Ｃ）は、エリア分割用液晶セル７７への電圧の印加／無印加、及びマルチカラーライト６６の点消灯についてまとめた表である。

中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７とで構成された液晶素子部分は、ノーマリオン（エリア分割用液晶セル７７に電圧を印加しない状態で、中央偏光板５４ｉに入射した光は、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。）である。このため、当該液晶素子部分は、対応する電極に電圧が印加されているエリア以外の部分に入射した光が、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。

ＳＦ１の行を参照する。ＳＦ１においては、マルチカラーライト６６から赤色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６には電圧を印加せず、エリア８７に電圧を印加する。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８７に入射した赤色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８７以外の部分（エリア８６を含む。）に入射した赤色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、ドットによる「Ｌ」に入射する赤色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

ＳＦ２の行を参照する。ＳＦ２においては、マルチカラーライト６６から黄色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６に電圧を印加し、エリア８７には電圧を印加しない。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８６に入射した黄色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８６以外の部分（エリア８７を含む。）に入射した黄色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、セグメントによる「ＳＴ」に入射する黄色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

このようにして、図５（Ｃ）に示したように、黒色の背景の中に、赤色で「Ｌ」の文字をドット表示するとともに、黄色で「ＳＴ」の文字をセグメント表示することができる。

本願発明者が、上述のように第３の変形例による液晶表示素子を駆動したところ、実際に、赤色の「Ｌ」をドット表示で、黄色の「ＳＴ」をセグメント表示で、黒色の背景の中に実現することができた。

図９（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第４の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明する。

図９（Ａ）は、第４の変形例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。第４の変形例は、ノーマリオンの表示用液晶セル７６部分とノーマリオフのエリア分割用液晶セル７７部分とを有する液晶表示素子である。

第４の変形例は、上側偏光板５４ａ、表示用液晶セル７６（ブラックマスク５９を含む。）、及び中央偏光板５４ｉで構成される液晶素子部分については、第３の変形例と同一である。また、中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７とで構成される液晶素子部分については、第２の変形例と同一である。

図９（Ｂ）は、表示用液晶セル７６の電極への電圧の印加／無印加を示す表である。

ドット８８ａ〜８８ｕの２０個のドットに対応する電極のうち、電圧を印加しないのは、ドット８８ａ〜８８ｅ、８８ｊ、８８ｐ、及び８８ｕの８個のドットに対応する電極で、電圧を印加しない電極に対応するドットを連ねると「Ｌ」字形となる。また、「ＳＴ」を表示するセグメント８９に対応する電極にも電圧は印加しない。

上側偏光板５４ａ、表示用液晶セル７６、及び中央偏光板５４ｉで構成される液晶素子部分は、ノーマリオンである。したがって、当該液晶素子部分は、ドットによる「Ｌ」、及びセグメントによる「ＳＴ」に入射する光のみを透過させる。

図９（Ｃ）は、エリア分割用液晶セル７７への電圧の印加／無印加、及びマルチカラーライト６６の点消灯についてまとめた表である。

中央偏光板５４ｉ、１／４波長板６９（１／２波長板６９ａ及び１／４波長板６９ｂ）、エリア分割用液晶セル７７、及び反射板６７とで構成された液晶素子部分は、ノーマリオフ（エリア分割用液晶セル７７に電圧を印加しない状態で、中央偏光板５４ｉに入射した光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉで遮られる。）である。このため、当該液晶素子部分は、対応する電極に電圧が印加されたエリアに入射した光のみが、反射板６７で反射された後、再び中央偏光板５４ｉを透過する。

ＳＦ１の行を参照する。ＳＦ１においては、マルチカラーライト６６から赤色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６に電圧を印加し、エリア８７には電圧を印加しない。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８６以外の部分（エリア８７を含む。）に入射した赤色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８６に入射した赤色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、ドットによる「Ｌ」に入射する赤色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

ＳＦ２の行を参照する。ＳＦ２においては、マルチカラーライト６６から黄色の光を出射する。エリア分割用液晶セル７７は、エリア８６には電圧を印加せず、エリア８７に電圧を印加する。

このため、マルチカラーライト６６から出射し、エリア８７以外の部分（エリア８６を含む。）に入射した黄色の光は、反射板６７で反射された後、中央偏光板５４ｉに遮られる。一方、エリア８７に入射した黄色の光は、中央偏光板５４ｉ、及びマルチカラーライト６６を透過して表示用液晶セル７６の下側基板５０ｂに入射する。このうち、セグメントによる「ＳＴ」に入射する黄色の光のみが、表示用液晶セル７６の上側偏光板５４ａを透過し、観察者に視認される。

このようにして、図５（Ｃ）に示したように、黒色の背景の中に、赤色で「Ｌ」の文字をドット表示するとともに、黄色で「ＳＴ」の文字をセグメント表示することができる。

本願発明者が、上述のように第４の変形例による液晶表示素子を駆動したところ、実際に、赤色の「Ｌ」をドット表示で、黄色の「ＳＴ」をセグメント表示で、黒色の背景の中に実現することができた。

上述の駆動方法によると、マルチカラーライトから任意の色の光を出射することができるという点において、多様な色表示が可能である。また、実施例に見るように、エリアごとに、異なった色による表示が可能である。たとえばエリア及びＳＦをそれぞれ３つ設け、各ＳＦでマルチカラーライトから異なる色の光を出射すれば、エリアごとに異なった色で表示を行うことができる。１フレームをｎ個のＳＦに分けたとき、非表示領域色（黒色）も含め、ｎ＋１色での表示が可能である。

また、１つのエリアに属する表示単位は、高々１つのＳＦにおいてのみライトからの光で表示が行われるため、カラーブレークを防止することができる。

更に、実施例及び変形例による液晶表示素子は、前述のように、エリア分割用液晶セルを薄くすることができ、したがって高速動作が可能な液晶表示素子である。このため１フレーム中のＳＦの数を増加させることが容易となり、この点においても多様な色表示が可能となる。

実施例及び変形例による液晶表示素子の特徴として、マルチカラーライトを表示用液晶セルとエリア分割用液晶セルとの間に配置した点があげられる。

たとえばライトを光取り出し面側に配置する構成においては、ライトからの漏れ光が観察される場合があるが、本実施例及び変形例による液晶表示素子によれば、この点が改善され、表示品質を向上させることができる。

また、たとえばライトを光取り出し面側に配置する構成においては、表示位置がライトの厚みの分だけ奥まってしまうが、本実施例及び変形例による液晶表示素子によれば、表示位置を奥まらせることがないため、表示品質を向上させることができる。

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

セグメントタイプ、フルドットタイプ、セグメント表示とドット表示の複合タイプの液晶表示素子、及びその駆動方法として利用可能である。駆動方法は、単純マトリクス駆動でもアクティブマトリクス駆動でもよい。

（Ａ）〜（Ｅ）は、特願２００４−１１８８７０号に係る液晶表示装置に関して簡単に説明するための図である。 実施例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。 （Ａ）は、シミュレーションに用いた実施例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図であり、（Ｂ）は、比較例による液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例及び比較例のエリア分割用液晶セル７７について解析した結果を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、４種類の変形例による液晶表示素子に共通する構成及び動作について説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第１の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第２の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第３の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第４の変形例による液晶表示素子及びその駆動方法について説明するための図である。 カラー表示を行う液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図である。 （Ａ）は、ＦＳ駆動を行うことの可能な液晶表示素子の内部構成例を示す概略的な分解斜視図であり、（Ｂ）は、液晶表示素子の表示部を示す平面図である。 ＦＳ駆動方式を用いた液晶表示素子における表示制御の一例を示すタイミングチャートである。 先の提案による液晶表示素子の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

３０ 表示部
３１〜３７ 表示単位
３８ 背景領域
５０ａ 上側基板
５０ｂ 下側基板
５１ａ 上側ガラス基板
５１ｂ 下側ガラス基板
５２ａ 上側透明電極
５２ｂ 下側透明電極
５３ａ 上側配向膜
５３ｂ 下側配向膜
５４ａ 上側偏光板
５４ｂ 下側偏光板
５４ｉ 中央偏光板
５５ 液晶層
５６ マルチカラーバックライト
５７ 白色バックライト
５９ ブラックマスク
６０ エリアカラーフィルタ
６０ｒ 赤色部
６０ｇ 緑色部
６０ｂ 青色部
６０ｗ 白色部
６６ マルチカラーライト
６７ 反射板
６８ 電圧印加手段
６９ １／４波長板
６９ａ １／２波長板
６９ｂ １／４波長板
７０ マルチカラーフロントライト
７５ バックライト同期駆動回路
７６ 表示用液晶セル
７７ エリア分割用液晶セル
７８ 同期回路
８１〜８３、８６、８７ エリア
８８ａ〜８８ｕ ドット
８９ セグメント
９０ 背景領域

Claims (12)

1. 光を出射する板状の光源と、
   前記光源から出射した光が入射する第１の偏光板と、
   前記第１の偏光板を透過した光が入射する第１の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第１の電極を備えた第１の基板と、（ｉｉ）前記第１の基板と略平行に、前記第１の偏光板とは反対側に配置された、所定形状の第２の電極を備えた第２の基板であって、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置に、第１のエリア、及び、第２のエリアが画定された第２の基板と、（ｉｉｉ）前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることができる第１の液晶層と、（ｉＶ）前記第２の基板の前記第１の液晶層側、または前記第１の液晶層とは反対側に配置され、前記第１の液晶層を透過した光を反射して前記第１の液晶セルから出射し、前記第１の偏光板に入射させて少なくともその一部を透過させる反射板とを備え、前記第１の偏光板を透過した光が第１の液晶セルを往復して、再び前記第１の偏光板に入射した場合に、配向状態に従って、前記第１のエリア、前記第２のエリアのうちの一方を出射した光が前記第１の偏光板を透過し、他方を出射した光が前記第１の偏光板を透過しないようにすることのできる第１の液晶セルと、
   前記反射板で反射され、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第２の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第３の電極を備えた第３の基板と、（ｉｉ）前記第３の基板と略平行に配置された、所定形状の第４の電極を備えた第４の基板であって、前記第３の電極と前記第４の電極とが対向する位置に、前記第１のエリアを透過した光が入射する第１の表示単位、及び、前記第２のエリアを透過した光が入射する第２の表示単位が画定された第４の基板と、（ｉｉｉ）前記第３の基板と前記第４の基板との間に配置され、前記第３の電極と前記第４の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることのできる第２の液晶層とを備える第２の液晶セルと、
   前記第２の液晶セルの、前記第１の偏光板とは反対側に配置され、前記第２の液晶セルを透過した光が入射する第２の偏光板と、
   前記第１の表示単位及び第２の表示単位を表示する期間を１フレームとするとき、１フレームを複数のサブフレームに時分割し、各サブフレーム内で前記光源を発光させ、前記光源の発光に同期させて、前記第１の液晶セルの配向状態を切り替えることのできる制御回路と
   を有する液晶表示素子。
2. 前記制御回路が、前記第１及び第２の表示単位はそれぞれ、１フレームでは高々１つのサブフレームにおいて、前記光源から出射された光で表示が行われるように、前記光源の発光を制御する請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記制御回路が、前記光源が、１フレーム中のすべてのサブフレームにおいて、相互に異なる色の光を発光するように制御する請求項１または２に記載の液晶表示素子。
4. 更に、前記第１の液晶セルが、前記第１の基板の前記第１の偏光板側に、前記第１の偏光板と合わせて円偏光板を形成する１／４波長板を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
5. 更に、前記１／４波長板と組み合わせて用いられる１／２波長板を含む請求項４に記載の液晶表示素子。
6. 前記第１の液晶セルが、ツイストネマチック型の液晶セルであり、ツイスト角が６０°〜９０°である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
7. 前記第１の液晶層のリタデーションが、０．１８μｍ〜０．２６μｍである請求項６に記載の液晶表示素子。
8. 前記第１の偏光板、前記第２の液晶セル、及び前記第２の偏光板で構成される部分が、ノーマリオフモードである請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
9. 前記第２の液晶セルが、垂直配向型の液晶セルである請求項８に記載の液晶表示素子。
10. 更に、前記第２の液晶セルが、ブラックマスクを含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
11. 前記光源は、複数色の光を選択的に出射することができる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
12. 光を出射する板状の光源と、前記光源から出射した光が入射する第１の偏光板と、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第１の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第１の電極を備えた第１の基板と、（ｉｉ）前記第１の基板と略平行に、前記第１の偏光板とは反対側に配置された、所定形状の第２の電極を備えた第２の基板であって、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置に、第１のエリア、及び、第２のエリアが画定された第２の基板と、（ｉｉｉ）前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることができる第１の液晶層と、（ｉＶ）前記第２の基板の前記第１の液晶層側、または前記第１の液晶層とは反対側に配置され、前記第１の液晶層を透過した光を反射して前記第１の液晶セルから出射し、前記第１の偏光板に入射させて少なくともその一部を透過させる反射板とを備え、前記第１の偏光板を透過した光が第１の液晶セルを往復して、再び前記第１の偏光板に入射した場合に、配向状態に従って、前記第１のエリア、前記第２のエリアのうちの一方を出射した光が前記第１の偏光板を透過し、他方を出射した光が前記第１の偏光板を透過しないようにすることのできる第１の液晶セルと、前記反射板で反射され、前記第１の偏光板を透過した光が入射する第２の液晶セルであって、（ｉ）所定形状の第３の電極を備えた第３の基板と、（ｉｉ）前記第３の基板と略平行に配置された、所定形状の第４の電極を備えた第４の基板であって、前記第３の電極と前記第４の電極とが対向する位置に、前記第１のエリアを透過した光が入射する第１の表示単位、及び、前記第２のエリアを透過した光が入射する第２の表示単位が画定された第４の基板と、（ｉｉｉ）前記第３の基板と前記第４の基板との間に配置され、前記第３の電極と前記第４の電極との間に電圧を印加することで、配向状態を切り替えることのできる第２の液晶層とを備える第２の液晶セルと、前記第２の液晶セルの、前記第１の偏光板とは反対側に配置され、前記第２の液晶セルを透過した光が入射する第２の偏光板と、前記第１の表示単位及び第２の表示単位を表示する期間を１フレームとするとき、１フレームを複数のサブフレームに時分割し、各サブフレーム内で前記光源を発光させ、前記光源の発光に同期させて、前記第１の液晶セルの配向状態を切り替えることのできる制御回路とを有する液晶表示素子の駆動方法であって、
    あるサブフレームにおいて、前記第１のエリアから出射された光で表示を行う工程と、
    他のサブフレームにおいて、前記第２のエリアから出射された光で表示を行う工程と
    を含み、前記第１及び第２の表示単位はそれぞれ、１フレームでは高々１つのサブフレームにおいて表示が行われる液晶表示素子の駆動方法。

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