JP3576443B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全面駆動モードと部分駆動モードとを必要に応じて切り替えて使用する時分割駆動方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄くかつ軽いため、携帯電話に備えられる表示装置等、様々な用途に用いられている。液晶は、自ら発光せずに光の透過強度を変化させて表示を行う受光型素子であり、かつ、数Ｖの実行電圧で駆動できる。そのため、特に、液晶の下側に反射板を備え、外部光の反射光で表示を行う反射型液晶表示装置とすれば、極めて消費電力の低い表示装置となる。
【０００３】
このように、液晶表示装置自体、極めて消費電力の低いものであるが、特に携帯電話等の用途において、さらなる低消費電力化が要望されている。このため、駆動時の実効電圧を下げ、低消費電力化を図る試みが数多くなされている。
【０００４】
液晶表示装置の低消費電力化を図るには、液晶表示パネルの駆動電圧を下げる方法が一般的である。液晶表示パネルの駆動電圧を下げる方法として、液晶の誘電率を増加させて低電圧化を図る試みがなされている。しかしながら、液晶の誘電率の増加に伴い、生産工程時に液晶に取り込まれるイオン性不純物が増加し、通電時に表示むらが発生するなど、信頼性に問題を生じる。
【０００５】
また、液晶表示パネルのみならず、液晶表示パネルを駆動する駆動回路（ドライバ）側においても、低消費電力化がなされている。
【０００６】
例えば、携帯電話などでは、特開平６−１４９１８４号公報や特開平１０−２０７４３８号公報に示されているように、待機状態等である時に全画面駆動を部分駆動に切り替えて駆動回路への印加電圧を下げる方式（部分駆動方式）が行われている。
【０００７】
より詳細に説明すると、特開平６−１４９１８４号公報には、常時点灯領域と操作時点灯領域とを同一面内に有する液晶表示素子に対し、操作時には高電圧液晶電源回路に接続された高デューティドライバーで全画面（操作時点灯領域）を駆動し、未操作時には低電圧液晶電源回路に接続された低デューティドライバーに切り替え、一部の領域（常時点灯領域）のみを駆動することが開示されている。
【０００８】
また、特開平１０−２０７４３８号公報には、同一パネル上にドットマトリックス部とアイコン部との少なくとも２つの表示部を有する液晶表示装置において、通常動作モード時には両方の表示部を表示し、操作待ちや待機時にはアイコン部のみを表示する省電力動作モードになる液晶表示装置が開示されている。
【０００９】
これらの方式によれば、部分駆動することで駆動回路側の印加電圧（電源電圧）を下げることができ、液晶表示装置の低消費電力化を実現できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−１４９１８４号公報には、印加電圧の詳細な設定に関する記述はなされていない。また、特開平１０−２０７４３８号公報では、印加電圧の設定方法について記述されているものの、駆動回路側の印加電圧（電源電圧）に関するものであり、液晶表示パネルに印加する電圧まで踏み込んだものではない。
【００１１】
ＳＴＮ（超ツイステッドネマティック）型液晶表示装置では、オン電圧（オン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）とオフ電圧（オフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）との比（オン／オフ比）を最適な値に設定するため、オン電圧とオフ電圧との比が固定される。
【００１２】
ここで、電圧平均化法を用いる場合、オン電圧をＶｏｎ、オフ電圧をＶｏｆｆ 、デューティ数をＮ、バイアス比をａとすると、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、次式（１）で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】
また、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ が最大となるためのバイアス比ａの条件は、次式（２）で表される。
【００１５】
【数２】
【００１６】
これら式（１）および式（２）より、バイアス比ａをＶｏｎ／Ｖｏｆｆ が最大となる条件に固定すると、Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、次式（３）で表される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
この関数は、Ｎの低下とともに増加する。すなわち、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、デューティ数Ｎの低下にしたがって増加する。
【００１９】
そのため、図１０に示すように部分駆動（部分表示）時のオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全画面表示時のオフ電圧Ｖｏｆｆ１と同一に設定すると、部分駆動時のオン電圧Ｖｏｎ２ が増加し、部分駆動時の液晶表示パネルの消費電力が全画面表示時（高デューティ時）の液晶表示パネルの消費電力に比べて増加する。しかも、実効電圧の増加のために、信頼性の点においても、図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生するという問題を生じる。このような通電時の表示むらを考慮した部分駆動時のオン電圧およびオフ電圧の設定は、従来、行われていない。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
ところで、液晶表示装置、特にＳＴＮ型液晶表示装置やＴＮ型液晶表示装置では、通常、コントラストの向上を図るために、特にノーマリーブラックモードにおける黒を引き締めるために、液晶表示パネルの印加電圧に対する光度係数（光反射率または光透過率）の変化率の極性反転が起こるようにしている。すなわち、液晶表示パネルの光度係数が液晶表示パネルへの印加電圧の増加に伴って単調増加するのではなく、光度係数が極小値Ｌmin を持ち、光度係数が極小値Ｌmin をとる電圧で印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こるようになっている。
【００２４】
本発明の液晶表示装置においては、このように印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こる場合、全面駆動モードにおけるオフ電圧を、光度係数の変化率の極性反転が起こる電圧、すなわち、光度係数の極小値に等しくすることが好ましい。この場合、部分駆動モードにおけるオフ電圧は、光度係数の変化率の極性反転が起こる電圧よりも低くなり、したがって、部分駆動モードにおけるオフ状態の画素の光度係数が極小値よりも幾らか高くなる。このため、このオフ状態における光度係数の極小値からの上昇が大きくなった場合、コントラストの低下を招く。また、階調表示を行う場合には、オフ状態とオン状態との間の中間調状態の光度係数がオフ状態よりも低くなるという白黒反転現象も招く。
【００２５】
したがって、光度係数の変化率の極性反転の大きさ、すなわち液晶表示パネルのオフ状態での光度係数と光度係数の極小値との差が大きくなると、コントラストの低下や白黒反転現象を回避しながら、低消費電力化および信頼性の向上を図ることができない。また、この光度係数の変化率の極性反転の大きさは、温度依存性を持ち、高温から低温に行くにしたがって大きくなる。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧を下げた場合のコントラストの低下や白黒反転現象は、特に低温で顕著になる。
【００２６】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、液晶と液晶を駆動するためのマトリックス電極とを備える液晶表示パネル、および、液晶を駆動するための駆動電圧をマトリックス電極に印加する電圧印加手段を備える液晶表示装置において、駆動電圧のデューティ数を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ数を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段と、液晶表示パネルの温度を測定する温度測定手段とをさらに備え、上記制御手段が、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値およびオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を変更するようになっており、上記制御手段は、所定の温度（より好ましくは２５℃以下の温度）を境として、その温度未満の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値と等しくなるように制御し、その温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値より低くなるように制御するものであることを特徴としている。
【００２７】
前述したように、光度係数の反転の大きさは低温に行くにしたがって増加するため、２５℃より低温ではコントラストの低下および白黒反転現象が起きる可能性が高い。しかしながら、低温では、液晶の粘性増加によりイオン性不純物の流動が遅くなるため、信頼性が向上する。このため、オフ電圧（実効電圧）の増加による表示むらの発生が起こりにくい。また、使用者が通常使用する室温の温度域でないため、使用頻度が低く、消費電力への寄与が小さい。
【００２８】
本発明の液晶表示装置では、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更することにより、オフ電圧が高くとも実使用レベルの信頼性を満足できる低温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を高くし、オフ電圧が低く抑えないと実使用レベルの信頼性を満足できない高温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を低くすることが可能となる。その結果、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置が提供できるとともに、コントラストの低下および白黒反転現象をも防止することができる。
【００３０】
このように、所定温度未満の測定温度で、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と等しい値にすることにより、消費電力の大きな上昇や表示むらの発生を招くことなく、低温域でのコントラストの低下および白黒反転現象を防止できる。また、所定温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧より低くすることにより、コントラストの低下や白黒反転現象を最小限に抑えながら、低消費電力化および表示むらの防止を効果的に行える。その結果、低消費電力化および表示むらの防止と、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とを両立できる。
【００３１】
また、上記の所定の温度を境とした制御では、全面駆動モードにおけるオフ電圧は、印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こる場合、光度係数の変化率の極性が反転する電圧、すなわち、光度係数の極小値に設定することが好ましい。このように低温で光度係数の変化率の極性が反転する電圧を部分駆動モードのオフ電圧として使用し、信頼性を満足できない温度域では光度係数の変化率の極性が反転する電圧未満で部分駆動のオフ電圧を設定することで、コントラスト低下と階調表示時の白黒反転とを最小限に抑えることができる。
【００３２】
また、本発明の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬoff(％)、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬon（％）、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値から部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値までの電圧範囲での最小の光度係数をＬmin(％)とすると、（Ｌoff −Ｌmin）／Ｌonが０．０２以下であることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、２５℃（室温）において、光度係数は、（１）部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で単調増加するか、（２）部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で極小値をとる。（２）の場合、さらに、極小値、すなわち最小値Ｌｍｉｎ と、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｆｆ との差Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ が、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｎに対して十分小さくなる。すなわち、２５℃において、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こらないか、印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こっても、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｎに対する光度係数の減少の大きさ（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎ（以下、光度係数の変化率の極性反転の大きさと称する）が、十分小さくなる。
【００３４】
そのため、２５℃において、部分駆動モードにおけるオフ電圧を下げたことによるコントラストの低下、階調表示時の白黒の反転現象は、起こらないか、起こっても目視で確認できない程度にまで抑えられる。また、光度係数の変化率の極性反転の大きさは、低温から高温に進むにしたがって小さくなるため、２５℃より高温ではコントラストの低下や階調表示時の白黒の反転現象はさらに抑制される。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
上記の２５℃における光度係数の変化率の極性反転の大きさは、液晶表示パネルにおける液晶層のリターデーション値や、位相差板のリターデーション値、光学軸配置等に依存する。つまり、これらの３つの値をどう調節するかでバウンディングが発生したり、発生しなかったりする。
【００３６】
そこで、上記構成では、上記液晶表示パネルが、観測者側から、少なくとも、偏光板、第１の位相差板、第２の位相差板、第１の基板、配向処理された第１の配向膜、液晶層、配向処理された第２の配向膜、および第２の基板がこの順で配置されてなるものであり、第２の位相差板の遅軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が６０〜７０°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の位相差板の遅軸とのなす角度が３５〜４５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第２の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内であり、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第１の位相差板のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第２の位相差板のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃが設定されていることが好ましい。
【００３７】
これにより、２５℃での光度係数の変化率の極性反転の大きさを２％以内にすることができる。したがって、光度係数の変化率の極性反転が発生したとしても、光度係数の変化率の極性反転の大きさを、その現象が目視で確認できないレベルにまで抑えることができる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
【００３８】
なお、本願明細書において、光度係数とは、光源から液晶表示装置の片面に入射する光度（光強度）に対する、液晶表示装置の表示面から出射する光度の割合（％）を指すものとする。したがって、光度係数は、液晶表示装置が反射型である場合には光反射率を指し、液晶表示装置が透過型である場合には光透過率を指す。
【００３９】
また、本願明細書において、オン電圧とはオン状態の液晶画素（オン画素）に印加される電圧の実効値を指し、オフ電圧とはオフ状態の画素（オフ画素）に印加される電圧の実効値を指すものとする。また、オン状態とは標準状態との輝度の差が最も大きい状態を指し、オフ状態とは標準状態を指すものとする。したがって、ノーマリブラックモード（黒背景）で白黒表示を行う液晶表示装置であれば、オン状態は白状態、オフ状態は黒状態である。また、階調表示の場合、オン状態は最高レベルの階調が得られる実効電圧であり、オフ状態は最低レベルの階調が得られる実効電圧である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の液晶表示装置の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４１】
本実施形態の液晶表示装置について説明する前に、本実施形態の液晶表示装置が備える液晶表示パネル２０について説明する。液晶表示パネル２０は、図２に示すように、観測者側（図２の上方）から、偏光板１、位相差板（第１の位相差板）２、位相差板（第２の位相差板）３、ガラス等の透明材料からなる基板（第１の基板）４、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明導電性材料からなる信号電極（マトリックス電極）５、ポリイミド樹脂等からなる配向膜（第１の配向膜）６、ＳＴＮ型液晶からなる液晶層７、ポリイミド樹脂等からなる配向膜（第２の配向膜）８、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる走査電極（マトリックス電極）９、カラーフィルタ１０、反射板１１、および、ガラス等の透明材料からなる基板（第２の基板）１２がこの順で配置されている。この場合、カラーフィルタ１０および反射板１１は、液晶セルの内側、すなわち基板１２における内面（基板４に対向する面）上に配置されている。また、配向膜６および配向膜８は、液晶層７を配向させるためのものであり、それらの液晶層７側の表面には所定の方向に沿ってラビング処理が施されている。さらに、反射板１１としては、拡散反射板を用いている 。
【００４２】
次に、液晶表示パネル２０と周辺回路とを備える本実施形態の液晶表示装置の全体構成を図３に基づいて説明する。
【００４３】
液晶表示パネル２０は、図３に示すように、マトリックス電極として互いに交差するように配置された複数の信号電極５および複数の走査電極９を備え、信号電極５と走査電極９との交点には画素１３が形成されている。そして、この液晶表示装置は、周辺回路として、信号電圧を信号電極５に印加する信号側駆動回路（電圧印加手段）１４と、走査電極９を順次選択するための走査電圧を走査電極９に印加する走査側駆動回路（電圧印加手段）１５と、信号側駆動回路１４および走査側駆動回路１５を制御する制御回路（制御手段）１６とを備えている。
【００４４】
走査電圧は、各走査電極９を順次選択するためのものであり、各走査電極９を選択状態にする選択期間の間だけ順次各走査電極９に印加される選択電圧と、選択期間以外に印加される非選択電圧（通常零電位）とからなっている。信号電圧は、表示データに対応して、液晶画素をオン状態にする第１の信号電圧、または液晶画素をオフ状態にする第２の信号電圧に変化するものである。
【００４５】
制御回路１６は、液晶表示パネル２０全面を表示させる全面駆動モードと、液晶表示パネル２０の一部の常時表示領域２０ａのみを表示させる部分駆動モードとを切り替えることができるようになっている。全面駆動モードでは、走査電圧のデューティ数が走査電極９の総数に応じた数に設定され、選択電圧が全ての走査電極９に順次印加される。
【００４６】
一方、部分駆動モードでは、走査電圧のデューティ数が常時表示領域２０ａ内の走査電極９の数に応じた数（全面駆動モードのデューティ数より小さい数）に設定され、選択電圧が常時表示領域２０ａの走査電極９のみに順次印加される。
【００４７】
これらにより、例えば、未操作時に部分駆動モードに切り替えれば、常時表示領域２０ａ以外の領域の走査電極９に走査電圧を印加する分の電力を削減しながら、未操作時に必要な情報（電池の残量、日付、時間等）を常時表示領域２０ａに表示することが可能となる。
【００４８】
信号電極５に印加する信号電圧、走査電極９に印加する走査電圧、および、信号電圧と走査電圧との差として画素１３に印加される駆動電圧の代表的な波形を図４に示す。
【００４９】
図４において、Ｖｘ１は１ライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形、Ｖｘ２は２ライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形、ＶｘＮはＮライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形を示す。また、Ｖｙｉは信号電極５に印加されるオン信号電圧波形、Ｖｙｊは信号電極５に印加されるオフ信号電圧波形を示す。また、Ｖｙｉは信号電極５に印加されるオン信号電圧波形、Ｖｙｊは信号電極５に印加されるオフ信号電圧波形を示す。さらに、Ｖｘ１ｙｉはオン状態の画素１３に印加される駆動電圧の波形（オン電圧波形）、Ｖｘ１ｙｊはオフ状態の画素１３に印加される駆動電圧の波形（オフ電圧波形）を示す。また、ａはバイアス比、Ｎはデューティ数（この場合、走査電極９の数に等しい）、ｔｆはフレーム周期を示す。
【００５０】
走査電圧波形は、各ラインの走査電極９に対し、フレーム周期ｔｆで時間ｔｆ／Ｎに等しい選択期間だけ選択電圧（ａ−１）Ｖまたは−（ａ−１）Ｖを印加するようになっている。また、この場合、電圧平均化法を用いており、選択電圧をフレーム周期毎に極性反転している。この場合、オン電圧波形の波高値はａＶであり、オン電圧（オン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）Ｖｏｎは、次式（４）で表される。
【００５１】
【数４】
【００５２】
また、オフ電圧波形の波高値Ｖｏｆｆ は（ａ−２）Ｖであり、オフ電圧（オフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）は、次式（５）で表される。
【００５３】
【数５】
【００５４】
そして、本実施形態の液晶表示装置では、図１に示すように、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ 以上となるように設定され、かつ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１未満となるように設定されている。
【００５５】
上記構成によれば、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１よりも低くしたことで、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を低減できる。その結果、全面駆動モードから部分駆動モードに移行したときのオン電圧の増加を低減し、低消費電力化を図ることができる。また、部分駆動モードにおいて、液晶層７に加えられる電圧に対する負担が減少し、通電に対する表示むらを防止することができる。したがって、表示の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
なお、図１では、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率（光度係数）の変化を表す曲線に１つの極小値Ｌｍｉｎ が存在する場合を示しているが、極小値Ｌｍｉｎ が存在しなくてもよい。
【００５７】
また、図１に示すように、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率の変化を表す曲線に少なくとも１つの極小値Ｌｍｉｎ が存在する場合、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１は光反射率が極小値Ｌｍｉｎ となる電圧に設定されていることが好ましく、それゆえ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２は光反射率が極小値Ｌｍｉｎ となる電圧より低く設定されていることが好ましい。
【００５８】
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されたときの光反射率をＬｏｆｆ（％）、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が印加されたときの光反射率をＬｏｎ（％）、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの電圧範囲での最小の光反射率をＬｍｉｎ（％）とすると、（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。
【００５９】
すなわち、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率の変化率の極性反転が起こらないか、光反射率の変化率の極性反転が起こっても、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢ＝（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。これにより、コントラストの低下や、階調表示時の白黒の反転現象は、少なくとも目視で確認できない程度にまで抑えられる。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
また、上記液晶表示パネル２０においては、偏光板１の吸収軸１ａ、位相差板２の遅軸２ａ、位相差板３の遅軸３ａ、配向膜６のラビング軸（配向方向）６ａ、および配向膜８のラビング軸（配向方向）８ａが、図５に示す軸配置となるように構成することが最適である。
【００６１】
図５に示す軸配置では、位相差板３の遅軸３ａと偏光板１の吸収軸１ａとのなす角度が６５°、位相差板３の遅軸３ａと位相差板２の遅軸２ａとのなす角度が４０°、位相差板３の遅軸３ａと配向膜６のラビング軸６ａとのなす角度が６０°、位相差板３の遅軸３ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角度が６０°となっている。
【００６２】
なお、上記の軸配置における各軸のなす角度は、図５に示す軸配置から±５°の範囲内で変更してもよい。すなわち、上記の効果を得るためには、位相差板３の遅軸３ａと偏光板１の吸収軸１ａとのなす角度が６０〜７０°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと位相差板２の遅軸２ａとのなす角度が３５〜４５°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと配向膜６のラビング軸６ａとのなす角度が５５〜６５°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角度が５５〜６５°の範囲内であればよい。
【００６３】
さらに、図５に示す軸配置、あるいは図５に示す軸配置から±５°の範囲内で角度を変更した軸配置では、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃを設定することが好ましい。
【００６４】
これにより、上記の軸配置では、２５℃での光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが２％以下となり、階調表示時の白黒反転現象は目視で確認できない程度にまで抑制できる。また、光反射率の変化率の極性反転が存在するためにＬｏｆｆ が小さくなり、コントラストが最も高くなる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
【００６５】
〔実施の形態２〕
本発明の液晶表示装置の実施の一形態について図６ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の液晶表示装置は、実施の形態１の液晶表示装置と同様の構成を備えるとともに、図６に示すように、液晶表示パネル２０の温度を測定する温度測定器（温度測定手段）１７を備え、制御回路１６が、この温度測定器１７の測定結果を走査電圧および信号電圧にフィードバックするフィードバック制御を行うようになっている。
【００６７】
制御回路１６は、温度測定器１７の測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を変更するようになっている。制御回路１６は、所定の温度を境として、その温度未満の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１と等しくなるように制御し、その温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１より低くなるように制御するものであることが好ましい。さらに、上記の所定温度は、室温（２５℃）以下であることが好ましい。
【００６８】
具体的には、例えば、まず、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1を２５℃において光反射率が極小となる電圧に固定する。そして、測定温度が２５℃より低い温度であれば、図７に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1と等しい電圧値、すなわち光反射率が極小となる電圧にする。一方、測定温度が２５℃であれば、図８に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1よりも低い電圧値、すなわち光反射率が極小となる電圧にする。また、測定温度が２５℃より高い温度である場合にも、図９に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1よりも低い電圧値にする。
【００６９】
本実施形態の液晶表示装置では、このように部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を、２５℃未満の低温域ではオフ状態での光反射率が最小となる電圧に制御し、２５℃以上の高温域ではできる限り低い電圧に制御する。これにより、実施の形態１の液晶表示装置と同様に低消費電力化および表示むらの防止を行えるだけでなく、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とをより確実に両立できる。
【００７０】
本実施形態の液晶表示装置においても、実施の形態１の液晶表示装置と同様に、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されたときの光反射率をＬｏｆｆ（％）、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が印加されたときの光反射率をＬｏｎ（％）、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの電圧範囲での最小の光反射率をＬｍｉｎ（％）とすると、（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。また、実施の形態１の液晶表示装置と同様に、図５に示す軸配置、あるいは図５に示す軸配置から±５°の範囲内で角度を変更した軸配置において、リターデーションＲａ、Ｒｂ、およびＲｃが、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
を満たすことが好ましい。これらにより、コントラストの低下および白黒反転現象を防止することができる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態では、カラーフィルタ１０および反射板１１の両方を基板１２の内面に設けた構成について説明した。しかしながら、カラーフィルタ１０および反射板１１の両方、あるいは反射板１１のみを基板１２における基板４と反対側に配置してもよい。また、以上の実施の形態では、本発明を反射型のＳＴＮカラー液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は、時分割駆動方式であれば、他の反射型液晶表示装置、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モノクロ液晶表示装置にも適用できる。さらに、本発明は、透過型液晶表示装置にも適用可能である。
【００７２】
【実施例】
前述した実施の形態１に係る液晶表示装置の一例を以下に説明する。以下の実施例および比較例では、偏光板１として、日東電工株式会社製の高透過高偏光度偏光板を用いた。また、位相差板２および位相差板３として、ポリカーボネート製の位相差フィルムを用いている。液晶層７を構成する液晶としては、捩れ角（配向膜６のラビング軸６ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角）が２４０°、誘電率異方性Δεが１４、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎが０．１３２である高誘電率のＳＴＮ（超ツイステッドネマティック）型液晶を用いた。
【００７３】
また、偏光板１の吸収軸１ａ、位相差板２の遅軸２ａ、位相差板３の遅軸３ａ、配向膜６のラビング軸６ａ、配向膜８のラビング軸８ａに関しては、図５に示す軸配置とした。さらに、このときの駆動条件は、全面駆動モードについては、デューティ比（＝１／Ｎ）＝１／６６、バイアス比ａ＝９、フレーム周波数Ｆ（＝１／ｔｆ）＝８０Ｈｚ、Ｍ＝７ｃｐとした。一方、部分駆動モードについては、デューティ比（＝１／Ｎ）＝１／２６、バイアス比ａ＝６、フレーム周波数Ｆ（＝１／ｔｆ）＝８０Ｈｚ、Ｍ＝７ｃｐとした。
【００７４】
バイアス比ａの設定方法としては、最適バイアス法を採用した。すなわち、バイアス比ａを、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ１ ／Ｖｏｆｆ１およびＶｏｎ２ ／Ｖｏｆｆ２が最大となる最適条件、すなわち、前記の式（２）を満たすように設定した。
【００７５】
また、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶは９．５Ｖに設定した。したがって、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ は１．６Ｖ、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１は１．４Ｖである。一方、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶは６．２Ｖに設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ は１．６Ｖ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２は０．９１Ｖである。
【００７６】
なお、Ｍは非同期Ｍ信号を示し、ｃｐはその単位である。Ｍは、液晶に印加される電圧波形の最小極性反転回数に関係するものである。具体的には、Ｍは、１ライン分の駆動期間を１としたときの、液晶に印加される電圧波形のライン反転駆動の極性変化の周期を表している。したがって、例えば、Ｍ＝１ｃｐであれば１ライン分の駆動期間毎に極性反転され、Ｍ＝５ｃｐであれば５ライン分の駆動期間毎に極性反転される。この値Ｍは、小さいほど、液晶分子の反転回数が多くなり、液晶に印加される直流電圧成分の負荷が小さくなる。その結果、通電時の信頼性が向上する。
【００７７】
上記の液晶表示装置について、位相差板２のリターデーションＲａ、位相差板３のリターデーションＲｂ、液晶層７のリターデーションＲｃをパラメータとして、光反射率の変化率の極性反転（バウンディング）の大きさと通電時の信頼性とについて実験を行った。なお、光反射率の変化率の極性反転の大きさの測定においては、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．６Ｖ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を０．９１Ｖに設定した。
【００７８】
〔実施例１〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【００７９】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率との関係を２５℃で測定したところ、光反射率は印加電圧が１．４Ｖであるときに極小となり、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは表１に示すように２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００８０】
この液晶表示装置について、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定したと仮定し、加速試験を行うため、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。具体的には、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを９．５×１．１Ｖ、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ を１．６×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを６．２×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．６×１．１Ｖに設定した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。なお、表示品位の劣化は液晶分子の変化の大きいオン電圧に依存するので、ここでは、オン電圧のみで加速通電評価を行っている。
【００８１】
〔実施例２〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６７５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７５ｎｍに設定した。
【００８２】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射──反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２５％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００８３】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００８４】
〔実施例３〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００８５】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２０％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００８６】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００８７】
〔実施例４〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６７５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７５ｎｍに設定した。
【００８８】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００８９】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９０】
〔実施例５〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００９１】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２０％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００９２】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９３】
〔実施例６〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００９４】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００９５】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９６】
〔実施例７〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【００９７】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で４％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【００９８】
〔比較例１〕
そこで、実施例７の液晶表示装置において、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。具体的には、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを９．５×１．１Ｖ、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ を１．６×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを６．７×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．７×１．１Ｖに設定した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【００９９】
〔実施例８〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【０１００】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で８％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【０１０１】
〔比較例２〕
そこで、実施例８の液晶表示装置において、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を比較例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【０１０２】
〔実施例９〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【０１０３】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で４％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【０１０４】
〔比較例３〕
そこで、実施例９の液晶表示装置において、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を比較例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【０１０５】
上記の実施例１〜９におけるリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃと変化率の極性反転の大きさＢとの関係を表１にまとめて示す。
【０１０６】
【表１】
【０１０７】
以上、実施例１〜９より、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが目視で認識できない２％以下となり、低消費電力かつ高信頼性を満足するリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの条件は、Ｒａ＝７７０の場合、
Ｒｂ≧６６５かつＲｃ≧１７０
であり、Ｒａ＝７８５の場合、
Ｒｂ≧６７５かつＲｃ＝１７５
であり、Ｒａ＝８００の場合、
Ｒｂ≧６８５かつＲｃ≧１８０
である。
【０１０８】
したがって、上記の３つの条件から、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが２％以下となる条件は、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つことであると推定できる。また、本発明には、液晶と液晶を駆動するためのマトリックス電極とを備える液晶表示パネル、および、液晶を駆動するための駆動電圧をマトリックス電極に印加する電圧印加手段を備える液晶表示装置において、駆動電圧のデューティ数を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ数を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段をさらに備え、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値未満となるように低く設定し、かつ、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が全面駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値以上となるように設定されている液晶表示装置が含まれてもよい。上記構成によれば、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧よりも低くしたことで、部分駆動モードにおけるオフ電圧によって決まるオン電圧を低減できる。その結果、全面駆動モードから部分駆動モードに移行したときのオン電圧の増加を低減し、低消費電力化を図ることができる。また、部分駆動モードにおいて、液晶に加えられる電圧に対する負担が減少し、通電に対する表示むらを防止することができる。したがって、表示の信頼性を向上させることができる。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、駆動電圧のデューティ比を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ比を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段と、液晶表示パネルの温度を測定する温度測定手段とを備え、上記制御手段が、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更するようになっている構成である。
【０１１２】
上記構成によれば、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更することにより、オフ電圧が高くとも実使用レベルの信頼性を満足できる低温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を高くし、オフ電圧が低く抑えないと実使用レベルの信頼性を満足できない高温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を低くすることが可能となる。その結果、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置が提供できるという効果が得られるとともに、コントラストの低下および白黒反転現象を防止することができるという効果も得られる。
【０１１３】
また、これにより、低消費電力化および表示むらの防止と、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とを両立できるという効果がさらに得られる。
【０１１４】
また、本発明の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬoff(％)、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬon（％）、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値から部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値までの電圧範囲での最小の光度係数をＬmin(％)とすると、（Ｌoff −Ｌmin）／Ｌonが０．０２以下であることが好ましい。
【０１１５】
これにより、コントラストの低下や、階調表示時の白黒の反転現象は、起こらないか、起こっても目視で確認できない程度にまで抑えられる。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【０１１６】
本発明の液晶表示装置では、上記液晶表示パネルが、観測者側から、少なくとも、偏光板、第１の位相差板、第２の位相差板、第１の基板、配向処理された第１の配向膜、液晶層、配向処理された第２の配向膜、および第２の基板がこの順で配置されてなるものであり、第２の位相差板の遅軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が６０〜７０°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の位相差板の遅軸とのなす角度が３５〜４５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第２の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内であり、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第１の位相差板のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第２の位相差板のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃが設定されていることが好ましい。
【０１１７】
これにより、２５℃での光度係数の変化率の極性反転の大きさを２％以内にすることができる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、光反射率の変化率の極性反転が起こる場合の全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置における印加電圧波形を示す波形図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の光学軸配置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における室温より低い温度での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における室温での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における室温より高い温度での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図１０】部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と同一にしたオフ電圧およびオン電圧の設定を示す図である。
【図１１】部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と同一にした構成（比較例）において、通電時に液晶表示パネルの表示領域に発生する表示むらを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 偏光板
１ａ 吸収軸
２ 位相差板（第１の位相差板）
２ａ 遅軸
３ 位相差板（第２の位相差板）
３ａ 遅軸
４ 基板（第１の基板）
５ 信号電極（マトリックス電極）
６ 配向膜（第１の配向膜）
６ａ ラビング軸（配向方向）
７ 液晶層
８ 配向膜（第２の配向膜）
８ａ ラビング軸（配向方向）
９ 走査電極（マトリックス電極）
１０ カラーフィルタ
１１ 反射板
１２ 基板（第２の基板）
１３ 画素
１４ 信号側駆動回路（電圧印加段）
１５ 走査側駆動回路（電圧印加段）
１６ 制御回路（制御手段）
１７ 温度測定器（温度測定手段
２０ 液晶表示パネル
Ｌｏｎ オン状態の光度係数
Ｌｏｆｆ オフ状態の光度係数
Ｌｍｉｎ 光度係数の最小値
Ｖｏｎ１ 全面駆動モードにおけるオン電圧
Ｖｏｆｆ１ 全面駆動モードにおけるオフ電圧
Ｖｏｎ２ 部分駆動モードにおけるオン電圧
Ｖｏｆｆ２ 部分駆動モードにおけるオフ電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、全面駆動モードと部分駆動モードとを必要に応じて切り替えて使用する時分割駆動方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄くかつ軽いため、携帯電話に備えられる表示装置等、様々な用途に用いられている。液晶は、自ら発光せずに光の透過強度を変化させて表示を行う受光型素子であり、かつ、数Ｖの実行電圧で駆動できる。そのため、特に、液晶の下側に反射板を備え、外部光の反射光で表示を行う反射型液晶表示装置とすれば、極めて消費電力の低い表示装置となる。
【０００３】
このように、液晶表示装置自体、極めて消費電力の低いものであるが、特に携帯電話等の用途において、さらなる低消費電力化が要望されている。このため、駆動時の実効電圧を下げ、低消費電力化を図る試みが数多くなされている。
【０００４】
液晶表示装置の低消費電力化を図るには、液晶表示パネルの駆動電圧を下げる方法が一般的である。液晶表示パネルの駆動電圧を下げる方法として、液晶の誘電率を増加させて低電圧化を図る試みがなされている。しかしながら、液晶の誘電率の増加に伴い、生産工程時に液晶に取り込まれるイオン性不純物が増加し、通電時に表示むらが発生するなど、信頼性に問題を生じる。
【０００５】
また、液晶表示パネルのみならず、液晶表示パネルを駆動する駆動回路（ドライバ）側においても、低消費電力化がなされている。
【０００６】
例えば、携帯電話などでは、特開平６−１４９１８４号公報や特開平１０−２０７４３８号公報に示されているように、待機状態等である時に全画面駆動を部分駆動に切り替えて駆動回路への印加電圧を下げる方式（部分駆動方式）が行われている。
【０００７】
より詳細に説明すると、特開平６−１４９１８４号公報には、常時点灯領域と操作時点灯領域とを同一面内に有する液晶表示素子に対し、操作時には高電圧液晶電源回路に接続された高デューティドライバーで全画面（操作時点灯領域）を駆動し、未操作時には低電圧液晶電源回路に接続された低デューティドライバーに切り替え、一部の領域（常時点灯領域）のみを駆動することが開示されている。
【０００８】
また、特開平１０−２０７４３８号公報には、同一パネル上にドットマトリックス部とアイコン部との少なくとも２つの表示部を有する液晶表示装置において、通常動作モード時には両方の表示部を表示し、操作待ちや待機時にはアイコン部のみを表示する省電力動作モードになる液晶表示装置が開示されている。
【０００９】
これらの方式によれば、部分駆動することで駆動回路側の印加電圧（電源電圧）を下げることができ、液晶表示装置の低消費電力化を実現できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−１４９１８４号公報には、印加電圧の詳細な設定に関する記述はなされていない。また、特開平１０−２０７４３８号公報では、印加電圧の設定方法について記述されているものの、駆動回路側の印加電圧（電源電圧）に関するものであり、液晶表示パネルに印加する電圧まで踏み込んだものではない。
【００１１】
ＳＴＮ（超ツイステッドネマティック）型液晶表示装置では、オン電圧（オン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）とオフ電圧（オフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）との比（オン／オフ比）を最適な値に設定するため、オン電圧とオフ電圧との比が固定される。
【００１２】
ここで、電圧平均化法を用いる場合、オン電圧をＶｏｎ、オフ電圧をＶｏｆｆ 、デューティ数をＮ、バイアス比をａとすると、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、次式（１）で表される。
【００１３】
【数１】
また、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ が最大となるためのバイアス比ａの条件は、次式（２）で表される。
【００１５】
【数２】
これら式（１）および式（２）より、バイアス比ａをＶｏｎ／Ｖｏｆｆ が最大となる条件に固定すると、Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、次式（３）で表される。
【００１７】
【数３】
この関数は、Ｎの低下とともに増加する。すなわち、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ は、デューティ数Ｎの低下にしたがって増加する。
【００１９】
そのため、図１０に示すように部分駆動（部分表示）時のオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全画面表示時のオフ電圧Ｖｏｆｆ１と同一に設定すると、部分駆動時のオン電圧Ｖｏｎ２ が増加し、部分駆動時の液晶表示パネルの消費電力が全画面表示時（高デューティ時）の液晶表示パネルの消費電力に比べて増加する。しかも、実効電圧の増加のために、信頼性の点においても、図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生するという問題を生じる。このような通電時の表示むらを考慮した部分駆動時のオン電圧およびオフ電圧の設定は、従来、行われていない。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
ところで、液晶表示装置、特にＳＴＮ型液晶表示装置やＴＮ型液晶表示装置では、通常、コントラストの向上を図るために、特にノーマリーブラックモードにおける黒を引き締めるために、液晶表示パネルの印加電圧に対する光度係数（光反射率または光透過率）の変化率の極性反転が起こるようにしている。すなわち、液晶表示パネルの光度係数が液晶表示パネルへの印加電圧の増加に伴って単調増加するのではなく、光度係数が極小値Ｌmin を持ち、光度係数が極小値Ｌmin をとる電圧で印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こるようになっている。
【００２４】
本発明の液晶表示装置においては、このように印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こる場合、全面駆動モードにおけるオフ電圧を、光度係数の変化率の極性反転が起こる電圧、すなわち、光度係数の極小値に等しくすることが好ましい。この場合、部分駆動モードにおけるオフ電圧は、光度係数の変化率の極性反転が起こる電圧よりも低くなり、したがって、部分駆動モードにおけるオフ状態の画素の光度係数が極小値よりも幾らか高くなる。このため、このオフ状態における光度係数の極小値からの上昇が大きくなった場合、コントラストの低下を招く。また、階調表示を行う場合には、オフ状態とオン状態との間の中間調状態の光度係数がオフ状態よりも低くなるという白黒反転現象も招く。
【００２５】
したがって、光度係数の変化率の極性反転の大きさ、すなわち液晶表示パネルのオフ状態での光度係数と光度係数の極小値との差が大きくなると、コントラストの低下や白黒反転現象を回避しながら、低消費電力化および信頼性の向上を図ることができない。また、この光度係数の変化率の極性反転の大きさは、温度依存性を持ち、高温から低温に行くにしたがって大きくなる。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧を下げた場合のコントラストの低下や白黒反転現象は、特に低温で顕著になる。
【００２６】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、液晶と液晶を駆動するためのマトリックス電極とを備える液晶表示パネル、および、液晶を駆動するための駆動電圧をマトリックス電極に印加する電圧印加手段を備える液晶表示装置において、駆動電圧のデューティ数を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ数を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段と、液晶表示パネルの温度を測定する温度測定手段とをさらに備え、上記制御手段が、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値およびオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を変更するようになっており、上記制御手段は、所定の温度（より好ましくは２５℃以下の温度）を境として、その温度未満の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値と等しくなるように制御し、その温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値より低くなるように制御するものであることを特徴としている。
【００２７】
前述したように、光度係数の反転の大きさは低温に行くにしたがって増加するため、２５℃より低温ではコントラストの低下および白黒反転現象が起きる可能性が高い。しかしながら、低温では、液晶の粘性増加によりイオン性不純物の流動が遅くなるため、信頼性が向上する。このため、オフ電圧（実効電圧）の増加による表示むらの発生が起こりにくい。また、使用者が通常使用する室温の温度域でないため、使用頻度が低く、消費電力への寄与が小さい。
【００２８】
本発明の液晶表示装置では、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更することにより、オフ電圧が高くとも実使用レベルの信頼性を満足できる低温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を高くし、オフ電圧が低く抑えないと実使用レベルの信頼性を満足できない高温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を低くすることが可能となる。その結果、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置が提供できるとともに、コントラストの低下および白黒反転現象をも防止することができる。
【００３０】
このように、所定温度未満の測定温度で、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と等しい値にすることにより、消費電力の大きな上昇や表示むらの発生を招くことなく、低温域でのコントラストの低下および白黒反転現象を防止できる。また、所定温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧より低くすることにより、コントラストの低下や白黒反転現象を最小限に抑えながら、低消費電力化および表示むらの防止を効果的に行える。その結果、低消費電力化および表示むらの防止と、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とを両立できる。
【００３１】
また、上記の所定の温度を境とした制御では、全面駆動モードにおけるオフ電圧は、印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こる場合、光度係数の変化率の極性が反転する電圧、すなわち、光度係数の極小値に設定することが好ましい。このように低温で光度係数の変化率の極性が反転する電圧を部分駆動モードのオフ電圧として使用し、信頼性を満足できない温度域では光度係数の変化率の極性が反転する電圧未満で部分駆動のオフ電圧を設定することで、コントラスト低下と階調表示時の白黒反転とを最小限に抑えることができる。
【００３２】
また、本発明の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬoff(％)、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬon（％）、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値から部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値までの電圧範囲での最小の光度係数をＬmin(％)とすると、（Ｌoff −Ｌmin）／Ｌonが０．０２以下であることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、２５℃（室温）において、光度係数は、（１）部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で単調増加するか、（２）部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で極小値をとる。（２）の場合、さらに、極小値、すなわち最小値Ｌｍｉｎ と、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｆｆ との差Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ が、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｎに対して十分小さくなる。すなわち、２５℃において、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの範囲で印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こらないか、印加電圧に対する光度係数の変化率の極性反転が起こっても、部分駆動モードにおけるオフ電圧が印加されたときの光度係数Ｌｏｎに対する光度係数の減少の大きさ（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎ（以下、光度係数の変化率の極性反転の大きさと称する）が、十分小さくなる。
【００３４】
そのため、２５℃において、部分駆動モードにおけるオフ電圧を下げたことによるコントラストの低下、階調表示時の白黒の反転現象は、起こらないか、起こっても目視で確認できない程度にまで抑えられる。また、光度係数の変化率の極性反転の大きさは、低温から高温に進むにしたがって小さくなるため、２５℃より高温ではコントラストの低下や階調表示時の白黒の反転現象はさらに抑制される。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
上記の２５℃における光度係数の変化率の極性反転の大きさは、液晶表示パネルにおける液晶層のリターデーション値や、位相差板のリターデーション値、光学軸配置等に依存する。つまり、これらの３つの値をどう調節するかでバウンディングが発生したり、発生しなかったりする。
【００３６】
そこで、上記構成では、上記液晶表示パネルが、観測者側から、少なくとも、偏光板、第１の位相差板、第２の位相差板、第１の基板、配向処理された第１の配向膜、液晶層、配向処理された第２の配向膜、および第２の基板がこの順で配置されてなるものであり、第２の位相差板の遅軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が６０〜７０°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の位相差板の遅軸とのなす角度が３５〜４５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第２の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内であり、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第１の位相差板のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第２の位相差板のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃが設定されていることが好ましい。
【００３７】
これにより、２５℃での光度係数の変化率の極性反転の大きさを２％以内にすることができる。したがって、光度係数の変化率の極性反転が発生したとしても、光度係数の変化率の極性反転の大きさを、その現象が目視で確認できないレベルにまで抑えることができる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
【００３８】
なお、本願明細書において、光度係数とは、光源から液晶表示装置の片面に入射する光度（光強度）に対する、液晶表示装置の表示面から出射する光度の割合（％）を指すものとする。したがって、光度係数は、液晶表示装置が反射型である場合には光反射率を指し、液晶表示装置が透過型である場合には光透過率を指す。
【００３９】
また、本願明細書において、オン電圧とはオン状態の液晶画素（オン画素）に印加される電圧の実効値を指し、オフ電圧とはオフ状態の画素（オフ画素）に印加される電圧の実効値を指すものとする。また、オン状態とは標準状態との輝度の差が最も大きい状態を指し、オフ状態とは標準状態を指すものとする。したがって、ノーマリブラックモード（黒背景）で白黒表示を行う液晶表示装置であれば、オン状態は白状態、オフ状態は黒状態である。また、階調表示の場合、オン状態は最高レベルの階調が得られる実効電圧であり、オフ状態は最低レベルの階調が得られる実効電圧である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の液晶表示装置の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４１】
本実施形態の液晶表示装置について説明する前に、本実施形態の液晶表示装置が備える液晶表示パネル２０について説明する。液晶表示パネル２０は、図２に示すように、観測者側（図２の上方）から、偏光板１、位相差板（第１の位相差板）２、位相差板（第２の位相差板）３、ガラス等の透明材料からなる基板（第１の基板）４、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明導電性材料からなる信号電極（マトリックス電極）５、ポリイミド樹脂等からなる配向膜（第１の配向膜）６、ＳＴＮ型液晶からなる液晶層７、ポリイミド樹脂等からなる配向膜（第２の配向膜）８、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる走査電極（マトリックス電極）９、カラーフィルタ１０、反射板１１、および、ガラス等の透明材料からなる基板（第２の基板）１２がこの順で配置されている。この場合、カラーフィルタ１０および反射板１１は、液晶セルの内側、すなわち基板１２における内面（基板４に対向する面）上に配置されている。また、配向膜６および配向膜８は、液晶層７を配向させるためのものであり、それらの液晶層７側の表面には所定の方向に沿ってラビング処理が施されている。さらに、反射板１１としては、拡散反射板を用いている 。
【００４２】
次に、液晶表示パネル２０と周辺回路とを備える本実施形態の液晶表示装置の全体構成を図３に基づいて説明する。
【００４３】
液晶表示パネル２０は、図３に示すように、マトリックス電極として互いに交差するように配置された複数の信号電極５および複数の走査電極９を備え、信号電極５と走査電極９との交点には画素１３が形成されている。そして、この液晶表示装置は、周辺回路として、信号電圧を信号電極５に印加する信号側駆動回路（電圧印加手段）１４と、走査電極９を順次選択するための走査電圧を走査電極９に印加する走査側駆動回路（電圧印加手段）１５と、信号側駆動回路１４および走査側駆動回路１５を制御する制御回路（制御手段）１６とを備えている。
【００４４】
走査電圧は、各走査電極９を順次選択するためのものであり、各走査電極９を選択状態にする選択期間の間だけ順次各走査電極９に印加される選択電圧と、選択期間以外に印加される非選択電圧（通常零電位）とからなっている。信号電圧は、表示データに対応して、液晶画素をオン状態にする第１の信号電圧、または液晶画素をオフ状態にする第２の信号電圧に変化するものである。
【００４５】
制御回路１６は、液晶表示パネル２０全面を表示させる全面駆動モードと、液晶表示パネル２０の一部の常時表示領域２０ａのみを表示させる部分駆動モードとを切り替えることができるようになっている。全面駆動モードでは、走査電圧のデューティ数が走査電極９の総数に応じた数に設定され、選択電圧が全ての走査電極９に順次印加される。
【００４６】
一方、部分駆動モードでは、走査電圧のデューティ数が常時表示領域２０ａ内の走査電極９の数に応じた数（全面駆動モードのデューティ数より小さい数）に設定され、選択電圧が常時表示領域２０ａの走査電極９のみに順次印加される。
【００４７】
これらにより、例えば、未操作時に部分駆動モードに切り替えれば、常時表示領域２０ａ以外の領域の走査電極９に走査電圧を印加する分の電力を削減しながら、未操作時に必要な情報（電池の残量、日付、時間等）を常時表示領域２０ａに表示することが可能となる。
【００４８】
信号電極５に印加する信号電圧、走査電極９に印加する走査電圧、および、信号電圧と走査電圧との差として画素１３に印加される駆動電圧の代表的な波形を図４に示す。
【００４９】
図４において、Ｖｘ１は１ライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形、Ｖｘ２は２ライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形、ＶｘＮはＮライン目の走査電極９に印加される走査電圧波形を示す。また、Ｖｙｉは信号電極５に印加されるオン信号電圧波形、Ｖｙｊは信号電極５に印加されるオフ信号電圧波形を示す。また、Ｖｙｉは信号電極５に印加されるオン信号電圧波形、Ｖｙｊは信号電極５に印加されるオフ信号電圧波形を示す。さらに、Ｖｘ１ｙｉはオン状態の画素１３に印加される駆動電圧の波形（オン電圧波形）、Ｖｘ１ｙｊはオフ状態の画素１３に印加される駆動電圧の波形（オフ電圧波形）を示す。また、ａはバイアス比、Ｎはデューティ数（この場合、走査電極９の数に等しい）、ｔｆはフレーム周期を示す。
【００５０】
走査電圧波形は、各ラインの走査電極９に対し、フレーム周期ｔｆで時間ｔｆ／Ｎに等しい選択期間だけ選択電圧（ａ−１）Ｖまたは−（ａ−１）Ｖを印加するようになっている。また、この場合、電圧平均化法を用いており、選択電圧をフレーム周期毎に極性反転している。この場合、オン電圧波形の波高値はａＶであり、オン電圧（オン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）Ｖｏｎは、次式（４）で表される。
【００５１】
【数４】
また、オフ電圧波形の波高値Ｖｏｆｆ は（ａ−２）Ｖであり、オフ電圧（オフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値）は、次式（５）で表される。
【００５３】
【数５】
そして、本実施形態の液晶表示装置では、図１に示すように、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ 以上となるように設定され、かつ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１未満となるように設定されている。
【００５５】
上記構成によれば、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１よりも低くしたことで、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を低減できる。その結果、全面駆動モードから部分駆動モードに移行したときのオン電圧の増加を低減し、低消費電力化を図ることができる。また、部分駆動モードにおいて、液晶層７に加えられる電圧に対する負担が減少し、通電に対する表示むらを防止することができる。したがって、表示の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
なお、図１では、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率（光度係数）の変化を表す曲線に１つの極小値Ｌｍｉｎ が存在する場合を示しているが、極小値Ｌｍｉｎ が存在しなくてもよい。
【００５７】
また、図１に示すように、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率の変化を表す曲線に少なくとも１つの極小値Ｌｍｉｎ が存在する場合、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１は光反射率が極小値Ｌｍｉｎ となる電圧に設定されていることが好ましく、それゆえ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２は光反射率が極小値Ｌｍｉｎ となる電圧より低く設定されていることが好ましい。
【００５８】
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されたときの光反射率をＬｏｆｆ（％）、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が印加されたときの光反射率をＬｏｎ（％）、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの電圧範囲での最小の光反射率をＬｍｉｎ（％）とすると、（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。
【００５９】
すなわち、液晶表示パネル２０の印加電圧に対する光反射率の変化率の極性反転が起こらないか、光反射率の変化率の極性反転が起こっても、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢ＝（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。これにより、コントラストの低下や、階調表示時の白黒の反転現象は、少なくとも目視で確認できない程度にまで抑えられる。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
また、上記液晶表示パネル２０においては、偏光板１の吸収軸１ａ、位相差板２の遅軸２ａ、位相差板３の遅軸３ａ、配向膜６のラビング軸（配向方向）６ａ、および配向膜８のラビング軸（配向方向）８ａが、図５に示す軸配置となるように構成することが最適である。
【００６１】
図５に示す軸配置では、位相差板３の遅軸３ａと偏光板１の吸収軸１ａとのなす角度が６５°、位相差板３の遅軸３ａと位相差板２の遅軸２ａとのなす角度が４０°、位相差板３の遅軸３ａと配向膜６のラビング軸６ａとのなす角度が６０°、位相差板３の遅軸３ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角度が６０°となっている。
【００６２】
なお、上記の軸配置における各軸のなす角度は、図５に示す軸配置から±５°の範囲内で変更してもよい。すなわち、上記の効果を得るためには、位相差板３の遅軸３ａと偏光板１の吸収軸１ａとのなす角度が６０〜７０°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと位相差板２の遅軸２ａとのなす角度が３５〜４５°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと配向膜６のラビング軸６ａとのなす角度が５５〜６５°の範囲内、位相差板３の遅軸３ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角度が５５〜６５°の範囲内であればよい。
【００６３】
さらに、図５に示す軸配置、あるいは図５に示す軸配置から±５°の範囲内で角度を変更した軸配置では、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃを設定することが好ましい。
【００６４】
これにより、上記の軸配置では、２５℃での光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが２％以下となり、階調表示時の白黒反転現象は目視で確認できない程度にまで抑制できる。また、光反射率の変化率の極性反転が存在するためにＬｏｆｆ が小さくなり、コントラストが最も高くなる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
【００６５】
〔実施の形態２〕
本発明の液晶表示装置の実施の一形態について図６ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の液晶表示装置は、実施の形態１の液晶表示装置と同様の構成を備えるとともに、図６に示すように、液晶表示パネル２０の温度を測定する温度測定器（温度測定手段）１７を備え、制御回路１６が、この温度測定器１７の測定結果を走査電圧および信号電圧にフィードバックするフィードバック制御を行うようになっている。
【００６７】
制御回路１６は、温度測定器１７の測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を変更するようになっている。制御回路１６は、所定の温度を境として、その温度未満の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１と等しくなるように制御し、その温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１より低くなるように制御するものであることが好ましい。さらに、上記の所定温度は、室温（２５℃）以下であることが好ましい。
【００６８】
具体的には、例えば、まず、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1を２５℃において光反射率が極小となる電圧に固定する。そして、測定温度が２５℃より低い温度であれば、図７に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1と等しい電圧値、すなわち光反射率が極小となる電圧にする。一方、測定温度が２５℃であれば、図８に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1よりも低い電圧値、すなわち光反射率が極小となる電圧にする。また、測定温度が２５℃より高い温度である場合にも、図９に示すように、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff2を全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖoff1よりも低い電圧値にする。
【００６９】
本実施形態の液晶表示装置では、このように部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を、２５℃未満の低温域ではオフ状態での光反射率が最小となる電圧に制御し、２５℃以上の高温域ではできる限り低い電圧に制御する。これにより、実施の形態１の液晶表示装置と同様に低消費電力化および表示むらの防止を行えるだけでなく、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とをより確実に両立できる。
【００７０】
本実施形態の液晶表示装置においても、実施の形態１の液晶表示装置と同様に、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されたときの光反射率をＬｏｆｆ（％）、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ が印加されたときの光反射率をＬｏｎ（％）、部分駆動モードにおけるオフ電圧から部分駆動モードにおけるオン電圧までの電圧範囲での最小の光反射率をＬｍｉｎ（％）とすると、（Ｌｏｆｆ −Ｌｍｉｎ）／Ｌｏｎが０．０２（２％）以下であることが好ましい。また、実施の形態１の液晶表示装置と同様に、図５に示す軸配置、あるいは図５に示す軸配置から±５°の範囲内で角度を変更した軸配置において、リターデーションＲａ、Ｒｂ、およびＲｃが、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
を満たすことが好ましい。これらにより、コントラストの低下および白黒反転現象を防止することができる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態では、カラーフィルタ１０および反射板１１の両方を基板１２の内面に設けた構成について説明した。しかしながら、カラーフィルタ１０および反射板１１の両方、あるいは反射板１１のみを基板１２における基板４と反対側に配置してもよい。また、以上の実施の形態では、本発明を反射型のＳＴＮカラー液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は、時分割駆動方式であれば、他の反射型液晶表示装置、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モノクロ液晶表示装置にも適用できる。さらに、本発明は、透過型液晶表示装置にも適用可能である。
【００７２】
【実施例】
前述した実施の形態１に係る液晶表示装置の一例を以下に説明する。以下の実施例および比較例では、偏光板１として、日東電工株式会社製の高透過高偏光度偏光板を用いた。また、位相差板２および位相差板３として、ポリカーボネート製の位相差フィルムを用いている。液晶層７を構成する液晶としては、捩れ角（配向膜６のラビング軸６ａと配向膜８のラビング軸８ａとのなす角）が２４０°、誘電率異方性Δεが１４、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎが０．１３２である高誘電率のＳＴＮ（超ツイステッドネマティック）型液晶を用いた。
【００７３】
また、偏光板１の吸収軸１ａ、位相差板２の遅軸２ａ、位相差板３の遅軸３ａ、配向膜６のラビング軸６ａ、配向膜８のラビング軸８ａに関しては、図５に示す軸配置とした。さらに、このときの駆動条件は、全面駆動モードについては、デューティ比（＝１／Ｎ）＝１／６６、バイアス比ａ＝９、フレーム周波数Ｆ（＝１／ｔｆ）＝８０Ｈｚ、Ｍ＝７ｃｐとした。一方、部分駆動モードについては、デューティ比（＝１／Ｎ）＝１／２６、バイアス比ａ＝６、フレーム周波数Ｆ（＝１／ｔｆ）＝８０Ｈｚ、Ｍ＝７ｃｐとした。
【００７４】
バイアス比ａの設定方法としては、最適バイアス法を採用した。すなわち、バイアス比ａを、オン電圧とオフ電圧との比Ｖｏｎ１ ／Ｖｏｆｆ１およびＶｏｎ２ ／Ｖｏｆｆ２が最大となる最適条件、すなわち、前記の式（２）を満たすように設定した。
【００７５】
また、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶは９．５Ｖに設定した。したがって、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ は１．６Ｖ、全面駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ１は１．４Ｖである。一方、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶは６．２Ｖに設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ は１．６Ｖ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２は０．９１Ｖである。
【００７６】
なお、Ｍは非同期Ｍ信号を示し、ｃｐはその単位である。Ｍは、液晶に印加される電圧波形の最小極性反転回数に関係するものである。具体的には、Ｍは、１ライン分の駆動期間を１としたときの、液晶に印加される電圧波形のライン反転駆動の極性変化の周期を表している。したがって、例えば、Ｍ＝１ｃｐであれば１ライン分の駆動期間毎に極性反転され、Ｍ＝５ｃｐであれば５ライン分の駆動期間毎に極性反転される。この値Ｍは、小さいほど、液晶分子の反転回数が多くなり、液晶に印加される直流電圧成分の負荷が小さくなる。その結果、通電時の信頼性が向上する。
【００７７】
上記の液晶表示装置について、位相差板２のリターデーションＲａ、位相差板３のリターデーションＲｂ、液晶層７のリターデーションＲｃをパラメータとして、光反射率の変化率の極性反転（バウンディング）の大きさと通電時の信頼性とについて実験を行った。なお、光反射率の変化率の極性反転の大きさの測定においては、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．６Ｖ、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を０．９１Ｖに設定した。
【００７８】
〔実施例１〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【００７９】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率との関係を２５℃で測定したところ、光反射率は印加電圧が１．４Ｖであるときに極小となり、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは表１に示すように２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００８０】
この液晶表示装置について、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定したと仮定し、加速試験を行うため、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。具体的には、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを９．５×１．１Ｖ、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ を１．６×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを６．２×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．６×１．１Ｖに設定した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。なお、表示品位の劣化は液晶分子の変化の大きいオン電圧に依存するので、ここでは、オン電圧のみで加速通電評価を行っている。
【００８１】
〔実施例２〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６７５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７５ｎｍに設定した。
【００８２】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射──反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２５％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００８３】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００８４】
〔実施例３〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７７０ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００８５】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２０％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００８６】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００８７】
〔実施例４〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６７５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７５ｎｍに設定した。
【００８８】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００８９】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９０】
〔実施例５〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００９１】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは０であった。すなわち、２５℃では光反射率の変化率の極性反転はなかった。また、２５℃より低温にしていくと、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転は見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転が発生し、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは−２０℃で２０％に達した。また、２５℃より高温では、光反射率の変化率の極性反転は発生しなかった。
【００９２】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９３】
〔実施例６〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【００９４】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２％であった。また、温度を２５℃より低温にしていった場合、１０℃までは光反射率の変化率の極性反転の大きさＢにほとんど変化が見られなかったが、１０℃より低温にすると、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが増大し、−２０℃で２５％に達した。一方、高温になるにしたがい、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは減少し、４０℃以上では光反射率の変化率の極性反転が起こらなくなった。
【００９５】
この液晶表示装置について、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を実施例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ に等しくなるように設定し、駆動電圧９．５Ｖの１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃の条件下で加速通電評価を行った結果、１０００時間が経過した後も表示むらなどの表示品位の劣化は見られなかった。
【００９６】
〔実施例７〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを７８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【００９７】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で４％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【００９８】
〔比較例１〕
そこで、実施例７の液晶表示装置において、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。具体的には、全面駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを９．５×１．１Ｖ、全面駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ１ を１．６×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧波形の波高値（駆動電圧）ａＶを６．７×１．１Ｖ、部分駆動モードにおけるオン電圧Ｖｏｎ２ を１．７×１．１Ｖに設定した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【００９９】
〔実施例８〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６６５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１７０ｎｍに設定した。
【０１００】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で８％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【０１０１】
〔比較例２〕
そこで、実施例８の液晶表示装置において、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を比較例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【０１０２】
〔実施例９〕
本実施例では、前記の液晶表示装置において、波長λ＝５８９ｎｍの光に対する液晶層７のリターデーションＲａを８００ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板２のリターデーションＲｂを６８５ｎｍ、波長λ＝５５０ｎｍの光に対する位相差板３のリターデーションＲｃを１８０ｎｍに設定した。
【０１０３】
この液晶表示装置の印加電圧と光反射率（光度係数）との関係を２５℃で測定したところ、表１に示すように光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは２５℃で４％であった。この光反射率の変化率の極性反転の大きさＢは、目視で確認出来る大きさである。したがって、本実施例のリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの設定では、コントラスト低下と階調の白黒反転とが起きる。
【０１０４】
〔比較例３〕
そこで、実施例９の液晶表示装置において、オン電圧Ｖｏｎ１ ・Ｖｏｎ２ およびオフ電圧Ｖｏｆｆ１・Ｖｏｆｆ２を比較例１と全く同様に設定した。したがって、部分駆動モードにおけるオフ電圧Ｖｏｆｆ２を光反射率が極小となる電圧（光反射率が反転する電圧）に設定し、オン電圧の１．１倍の電圧を印加した。そして、７０℃条件下で加速通電評価を行ったところ、１２０時間経過後に図１１に示すように液晶表示パネル１００の表示領域１００ａの端に表示むら（白むら）１０１が発生し、表示品位に問題を生じた。
【０１０５】
上記の実施例１〜９におけるリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃと変化率の極性反転の大きさＢとの関係を表１にまとめて示す。
【０１０６】
【表１】
以上、実施例１〜９より、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが目視で認識できない２％以下となり、低消費電力かつ高信頼性を満足するリターデーションＲａ・Ｒｂ・Ｒｃの条件は、Ｒａ＝７７０の場合、
Ｒｂ≧６６５かつＲｃ≧１７０
であり、Ｒａ＝７８５の場合、
Ｒｂ≧６７５かつＲｃ＝１７５
であり、Ｒａ＝８００の場合、
Ｒｂ≧６８５かつＲｃ≧１８０
である。
【０１０８】
したがって、上記の３つの条件から、光反射率の変化率の極性反転の大きさＢが２％以下となる条件は、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つことであると推定できる。また、本発明には、液晶と液晶を駆動するためのマトリックス電極とを備える液晶表示パネル、および、液晶を駆動するための駆動電圧をマトリックス電極に印加する電圧印加手段を備える液晶表示装置において、駆動電圧のデューティ数を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ数を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段をさらに備え、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値未満となるように低く設定し、かつ、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が全面駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値以上となるように設定されている液晶表示装置が含まれてもよい。上記構成によれば、部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧よりも低くしたことで、部分駆動モードにおけるオフ電圧によって決まるオン電圧を低減できる。その結果、全面駆動モードから部分駆動モードに移行したときのオン電圧の増加を低減し、低消費電力化を図ることができる。また、部分駆動モードにおいて、液晶に加えられる電圧に対する負担が減少し、通電に対する表示むらを防止することができる。したがって、表示の信頼性を向上させることができる。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、駆動電圧のデューティ比を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ比を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段と、液晶表示パネルの温度を測定する温度測定手段とを備え、上記制御手段が、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更するようになっている構成である。
【０１１２】
上記構成によれば、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン電圧およびオフ電圧を変更することにより、オフ電圧が高くとも実使用レベルの信頼性を満足できる低温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を高くし、オフ電圧が低く抑えないと実使用レベルの信頼性を満足できない高温域では部分駆動モードにおけるオフ電圧を低くすることが可能となる。その結果、低消費電力であり、かつ、表示むらが防止された信頼性の高い液晶表示装置が提供できるという効果が得られるとともに、コントラストの低下および白黒反転現象を防止することができるという効果も得られる。
【０１１３】
また、これにより、低消費電力化および表示むらの防止と、コントラストの低下および白黒反転現象の防止とを両立できるという効果がさらに得られる。
【０１１４】
また、本発明の液晶表示装置では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬoff(％)、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬon（％）、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値から部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値までの電圧範囲での最小の光度係数をＬmin(％)とすると、（Ｌoff −Ｌmin）／Ｌonが０．０２以下であることが好ましい。
【０１１５】
これにより、コントラストの低下や、階調表示時の白黒の反転現象は、起こらないか、起こっても目視で確認できない程度にまで抑えられる。その結果、低消費電力であり、コントラストに優れ、かつ、表示むらや白黒反転が防止された信頼性の高い液晶表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【０１１６】
本発明の液晶表示装置では、上記液晶表示パネルが、観測者側から、少なくとも、偏光板、第１の位相差板、第２の位相差板、第１の基板、配向処理された第１の配向膜、液晶層、配向処理された第２の配向膜、および第２の基板がこの順で配置されてなるものであり、第２の位相差板の遅軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が６０〜７０°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の位相差板の遅軸とのなす角度が３５〜４５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第２の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内であり、波長５８９ｎｍの光に対する液晶層のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第１の位相差板のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第２の位相差板のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式
Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃが設定されていることが好ましい。
【０１１７】
これにより、２５℃での光度係数の変化率の極性反転の大きさを２％以内にすることができる。その結果、表示特性においても、コントラストが高く、かつ、オン状態での反射率が高い低消費電力の液晶表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、光反射率の変化率の極性反転が起こる場合の全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置における印加電圧波形を示す波形図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の光学軸配置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における室温より低い温度での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における室温での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における室温より高い温度での全面駆動モードおよび部分駆動モードにおけるオン電圧、オフ電圧の設定を示す図である。
【図１０】部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と同一にしたオフ電圧およびオン電圧の設定を示す図である。
【図１１】部分駆動モードにおけるオフ電圧を全面駆動モードにおけるオフ電圧と同一にした構成（比較例）において、通電時に液晶表示パネルの表示領域に発生する表示むらを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 偏光板
１ａ 吸収軸
２ 位相差板（第１の位相差板）
２ａ 遅軸
３ 位相差板（第２の位相差板）
３ａ 遅軸
４ 基板（第１の基板）
５ 信号電極（マトリックス電極）
６ 配向膜（第１の配向膜）
６ａ ラビング軸（配向方向）
７ 液晶層
８ 配向膜（第２の配向膜）
８ａ ラビング軸（配向方向）
９ 走査電極（マトリックス電極）
１０ カラーフィルタ
１１ 反射板
１２ 基板（第２の基板）
１３ 画素
１４ 信号側駆動回路（電圧印加段）
１５ 走査側駆動回路（電圧印加段）
１６ 制御回路（制御手段）
１７ 温度測定器（温度測定手段
２０ 液晶表示パネル
Ｌｏｎ オン状態の光度係数
Ｌｏｆｆ オフ状態の光度係数
Ｌｍｉｎ 光度係数の最小値
Ｖｏｎ１ 全面駆動モードにおけるオン電圧
Ｖｏｆｆ１ 全面駆動モードにおけるオフ電圧
Ｖｏｎ２ 部分駆動モードにおけるオン電圧
Ｖｏｆｆ２ 部分駆動モードにおけるオフ電圧
Claims (3)
- 液晶と液晶を駆動するためのマトリックス電極とを備える液晶表示パネル、および、液晶を駆動するための駆動電圧をマトリックス電極に印加する電圧印加手段を備える液晶表示装置において、
駆動電圧のデューティ数を走査電極の総数に応じた値に設定することにより液晶表示パネル全面を表示させる全面駆動モードと、駆動電圧のデューティ数を全面駆動モードよりも低く設定することにより液晶表示パネルの一部のみを表示させる部分駆動モードとを切り替えるための制御手段と、
液晶表示パネルの温度を測定する温度測定手段とをさらに備え、
上記制御手段が、温度測定手段による測定温度に応じて部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値およびオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を変更するようになっており、
上記制御手段は、所定の温度を境として、その温度未満の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値と等しくなるように制御し、その温度以上の測定温度では、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値を全面駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値より低くなるように制御するものであることを特徴とする液晶表示装置。 - 部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬ off( ％ ) 、部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値が印加されたときの光度係数をＬ on （％）、部分駆動モードにおけるオフ状態の液晶画素に印加される電圧の実効値から部分駆動モードにおけるオン状態の液晶画素に印加される電圧の実効値までの電圧範囲での最小の光度係数をＬ min( ％ ) とすると、（Ｌ off −Ｌ min ）／Ｌ on が０．０２以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 上記液晶表示パネルが、観測者側から、少なくとも、偏光板、第１の位相差板、第２の位相差板、第１の基板、配向処理された第１の配向膜、液晶層、配向処理された第２の配向膜、および第２の基板がこの順で配置されてなるものであり、
第２の位相差板の遅軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が６０〜７０°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の位相差板の遅軸とのなす角度が３５〜４５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第１の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内、第２の位相差板の遅軸と第２の配向膜の配向方向とのなす角度が５５〜６５°の範囲内であり、
波長５８９ｎｍの光に対する液晶層のリターデーションをＲａ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第１の位相差板のリターデーションをＲｂ（ｎｍ）、波長５５０ｎｍの光に対する第２の位相差板のリターデーションをＲｃ（ｎｍ）とすると、次式 Ｒｂ≧６６５＋（Ｒａ−７７０）×２／３
Ｒｃ≧１７０＋（Ｒａ−７７０）×１／３
が成り立つように、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃが設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
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