[发明专利]液晶显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种诸如液晶投影仪之类的液晶显示设备，所述液晶显示设备使用液晶调制元件，并且执行诸如用于改善运动图像显示性能的过驱动(overdrive)之类的液晶驱动控制。

背景技术

一些液晶调制元件(也称为液晶显示元件)是通过在第一透明基底和第二透明基底之间密封具有正介电各向异性的向列液晶而实现的，其中，在第一透明基底上形成有透明电极(共用电极)，在第二透明基底上形成有形成像素的透明电极(像素电极)、布线、开关元件等。

液晶调制元件被称作扭曲向列(TN)液晶调制元件，在这种液晶调制元件中，液晶分子的主轴在两个玻璃基底之间连续扭曲90度。这种液晶调制元件被用作透射型液晶调制元件。一些液晶调制元件采用其上形成有反射镜、布线、开关元件等的电路基底，而非前述的第二透明基底。这被称作垂直排列向列(VAN)液晶调制元件，其中，液晶分子的主轴是基本上垂直于两个基底垂面排列(homeotropicalignment)的排列。所述液晶调制元件被用作反射型液晶调制元件。

在这些液晶调制元件中，一般来说，利用电受控双折射(ECB)效应来为穿过液晶层的光波提供延迟，以便控制所述光波的偏振改变，从而从所述光形成图像。

在利用ECB效应来调制光强度的液晶调制元件中，向液晶层施加电场存在于移动液晶层中的离子材料。当直流电场连续施加到液晶层时，离子材料向两个相对电极之一被牵拉。甚至当恒定电压被施加到这些电极时，施加到液晶层的电场通过带电离子而被抵消，以实质上衰减施加到液晶层的电场。

为了避免这种现象，通常采用行反转驱动方法，其中，所施加的电场的极性对于所布置的像素的每一行在正负之间被反转，并且以预定周期(诸如60Hz等)被改变。此外，使用场反转驱动方法，其中，施加到所有布置的像素的电场的极性以预定周期在正负之间被反转。这些驱动方法可以避免仅将一种极性的电场施加到液晶层，以防止不平衡的离子。这对应于控制要被施加到液晶层的有效电场，使得它总是与要被施加到电极的电压具有相同的值。

所谓的过驱动已经被公知作为用于改善液晶调制元件的显示质量的目的的驱动方法。在过驱动中，当液晶调制元件被驱动以便显示色调(或色调值)随时间改变的运动图像时，对时间上连续的两个场图像的色调值进行比较。当色调值增大时，液晶调制元件以增大的色调值被驱动，所述增大的色调值大于原始显示色调值。另一方面，当色调值降低时，液晶调制元件以减小的色调值被驱动，所述减小的色调值小于原始显示色调值。利用如上所述的这种过驱动改善了液晶在半色调(中间色调)显示状态中的响应速度，从而所显示的运动图像的模糊降低。

液晶调制元件的过驱动例如已在日本专利特开第2001-034238号(日本专利第3407698号)中公开。

然而，在液晶调制元件上长时间显示运动图像的过驱动导致直流电压分量平均施加到其液晶层。这是因为在某种色调中对应于正负过驱动量的液晶施加电场(以下也简称为电压)的绝对值不平衡。

例如，假设黑色显示状态和某种半色调显示状态被循环地切换的情况。在这种情况下，在从没有电压被施加到液晶层的黑色显示状态到半色调显示状态的切换中，对应于某种过驱动量的电压被施加到液晶层。另一方面，在从半色调显示状态到黑色显示状态的切换中，对应于过驱动量的电压为零。当例如在通过连续扫描条带图案图像而执行的运动图像显示中频繁引起这种施加到液晶层的不平衡的电压，然后对应于所述不平衡的电压的差的电压分量被积累时，直流电压分量被施加到液晶层。

在常规直接观看类型的液晶面板中，采用行反转驱动，其中具有彼此相反极性的电压被施加到形成在液晶调制元件中的显示电极的相邻行中的每一个，作为应对直流电压分量施加到液晶层的对策。作为替换方案，也采用点反转驱动，其中，具有彼此相反极性的电压被施加到相邻像素中的每一个。

这些驱动方法可以平衡相邻行或像素中的直流电压分量。

然而，在使用微显示器的诸如图像投影设备之类的液晶显示设备中，行反转驱动和点反转驱动造成液晶的异常排列，所述异常排列提供对所显示的图像的不利影响。为了防止这种情况，最近使用场反转驱动，其中一个场由单个极性驱动。然而，场反转驱动不能抑制直流电压分量在过驱动中施加到液晶层。

日本专利第3407698号公开了一种方法，其中电极材料的适当选择可以解决其中由于直流电压分量在过驱动中施加到液晶层所引起的所谓的“污迹(stain)”的问题。