CN101299323B - 液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括：液晶调制元件，具有液晶层以及第一电极和第二电极；以及控制器，对施加在这些电极之间的电位差执行控制，使得施加到液晶层的电场在正负之间反转。控制器在第一控制和第二控制之间切换控制。第一控制对电位差进行控制，使得施加到液晶层的正电场的时间积分值的绝对值和施加到液晶层的负电场的时间积分值的绝对值的其中一个时间积分值的绝对值大于另一个时间积分值的绝对值，并且第二控制对电位差进行控制，使得所述另一个时间积分值的绝对值大于所述一个时间积分值的绝对值。

Description

液晶显示设备
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。
然而，由直流电压分量施加到液晶层所引起的问题不限于日本专利第3407698号中所描述的“污迹”。具体来说，还引起烧机(burn-in)或闪烁(flicker)。因而，必须本质上防止直流电压分量施加到液晶层。
发明内容
本发明提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备可以消除由于在单个方向长时间引起的不平衡的液晶施加电压所导致的直流电压分量施加到液晶层，以有效地抑制引起劣化的显示质量的现象(例如烧机、闪烁)。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括液晶调制元件，其中，在第一电极和第二电极之间提供液晶层；以及控制器，被配置为对施加在第一电极和第二电极之间的电位差执行控制，使得施加到液晶层的电场在正负之间反转。控制器在第一控制和第二控制之间切换控制。第一控制对电位差进行控制，使得施加到液晶层的正电场的时间积分值的绝对值和施加到液晶层的负电场的时间积分值的绝对值的其中一个时间积分值的绝对值大于另一个时间积分值的绝对值，并且第二控制对电位差进行控制，使得所述另一个时间积分值的绝对值大于所述一个时间积分值的绝对值。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括液晶调制元件，其中，在第一电极和第二电极之间提供液晶层；以及控制器，被配置为对施加在第一电极和第二电极之间的电位差执行控制，使得施加到液晶层的电场在正负之间反转。控制器在第一控制和第二控制之间切换控制。第一控制基于对应于一帧的图像信号将正电压施加到液晶层，以将对应于一个场的图像写入到液晶层，然后基于对应于所述一帧的图像信号将负电压施加到液晶层，以将对应于所述一个场的另一图像写入到液晶层，并且第二控制基于对应于所述一帧的图像信号将负电压施加到液晶层，以将对应于所述一个场的图像写入到液晶层，然后基于对应于所述一帧的图像信号将正电压施加到液晶层，以将对应于所述一个场的另一图像写入到液晶层。当正电压施加到液晶层时，所述第一控制执行过驱动，当负电压施加到液晶层时，所述第二控制执行过驱动。
根据本发明的又一方面，本发明提供一种图像显示系统，所述图像显示系统包括上述的液晶显示设备以及将图像信息提供给所述液晶显示设备的图像提供设备。
从以下描述和附图中，本发明的其他方面将变得清晰。
附图说明
图1A示出在本发明的第一实施例(实施例1)中从外部输入到液晶显示设备的图像信号的色调值随时间的变化。
图1B示出液晶显示设备的场反转驱动(正负之间的反转)。
图1C示出实施例1中的第一过驱动控制。
图1D示出液晶显示设备的场反转驱动(负正之间的反转)。
图1E示出实施例1中的第二过驱动控制。
图1F示出实施例1中的液晶显示设备中的光学响应特性。
图2示出在普通驱动期间切换驱动模式时的液晶施加电压的改变。
图3是示出实施例1中的控制系统的配置的框图。
图4是示出实施例1中的驱动模式切换序列的流程图。
图5是示出实施例1中的另一驱动模式切换序列的流程图。
图6是示出实施例1中的又一驱动模式切换序列的流程图。
图7A示出当过驱动量为0时液晶显示设备的光学响应特性。
图7B示出当适当地设定过驱动量时液晶显示设备的光学响应特性。
图7C示出当过度设定过驱动量时液晶显示设备的光学响应特性。
图8是示出实施例1的液晶显示设备的配置的框图。
图9示出作为本发明的第二实施例(实施例2)的液晶投影仪的配置。
具体实施方式
此后将参照附图描述本发明的示例性实施例。
(实施例1)
图8示意性地示出作为本发明的第一实施例(实施例1)的液晶显示设备的配置。
附图标记200表示液晶调制元件。液晶调制元件200具有彼此相对布置的电极201和205，以及布置在这些电极201和205之间的液晶层204。在电极201或205和液晶层204之间设置排列膜203，以控制液晶分子排列(取向)。
多个像素电极(第二电极)205具有显示图像信息的像素结构。各个像素电极205经由信号线206b连接到电极扫描电路207。电极扫描电路207经由信号线206a从控制电路213接收控制信号。电极扫描电路207基于控制信号经由信号线206b将交变驱动电压提供给各个像素电极205。
控制电路213接收从图像提供设备500(例如个人计算机、DVD播放器、电视调谐机)提供的图像信号(图像信息)400。控制电路213将基于图像信号400的控制信号输出到电极扫描电路207。图像提供设备500和液晶显示设备构成图像显示系统。
电极(第一电极)201是共用电极，由所述多个像素电极205共用。作为由直流电压输出电路212生成的共用电压的直流电压经由信号线202被提供给电极201。直流电压输出电路212的操作由控制电路213控制。
在直流电压被施加到共用电极201的同时，根据图像信号400的色调值的驱动电压被施加到每个像素电极205。结果，在液晶层204中，生成取决于电极201和205之间的电位差的电场。液晶层204中的液晶根据电场的大小而被驱动。
在本实施例中，虽然之后将详细描述，但是电极201和205之间的电位差(即交变驱动电压)被控制为使得关于对应于共用电压的中心电位而在正负之间反转的交变电场被施加到液晶层204。
当液晶调制元件200是反射型液晶调制元件时，共用电极201对应于由氧化铟锡膜(ITO膜)制成的所谓的ITO透明电极，并且像素电极205对应于由铝等制成的所谓的金属镜电极。然而，本发明的替换实施例可以使用不同于反射型液晶调制元件的液晶调制元件。
然后，将描述本实施例中的液晶驱动方法。图1A示出液晶调制元件200中的一个像素的图像色调信号随时间的改变。如图1A所示，图像色调信号以周期103在色调值101和色调值102之间改变。
如图1B所示的交变电场被施加到液晶层204的对应于所述一个像素的一部分上。此交变电场的频率是普通输入图像信号的60Hz的频率(基于NTSC格式，或者基于PAL格式为50Hz)的两倍。即，以120Hz(或100Hz)切换的正负电场被施加到液晶层204。
每一次正或负电场被施加到液晶层204时，图像(场图像)被写入到液晶调制元件200。可以通过使共用电极201(光进入或出射的电极)关于像素电极205(光在其上被反射的电极)为正来提供正电场(电压)，或者也可以使用相反配置。因而，负电场(电压)可以与正电场相反。
在本实施例中，与输入图像信号的周期相同的60Hz的周期被称为帧周期，并且作为正负电场的反转周期的120Hz(扫描频率)的周期被称作场周期。两个场(场图像)构成一帧(帧图像)。在以下描述中，施加到液晶层204的电场被称作液晶施加电压。
为了在液晶层204中提供对应于液晶施加电压的绝对值的色调响应性，其亮度作为光学响应按照图1F所示的液晶施加电压幅度改变的周期103进行改变。
如上所述的交变驱动可以抑制直流电压分量施加到液晶层204，以减少烧机或闪烁的发生。
此外，即便当闪烁发生时，所谓的双倍速度驱动(其中用于反转正负电场的扫描频率增大到120Hz)也可以抑制人类视觉上识别闪烁。
本实施例执行场反转驱动，其中首先由正负液晶施加电压之一来写入一个场图像，并且由正负液晶施加电压中的另一个来写入下一个场图像。在场反转驱动中，像素电极205中的相邻像素和相邻像素行具有相同极性。
在本实施例中的第一控制中，如图1B所示，首先使用正液晶施加电压来写入一个场图像，然后使用负液晶施加电压来写下一个场图像。此外，当由正液晶施加电压来写入每个场图像时，如图1C所示，过驱动量(电压)105或107(将在后文中描述)被加到正液晶施加电压。此后，这种控制将被称作第一过驱动控制(第一驱动模式)。
在第二控制中，如图1D所示，首先使用负液晶施加电压来写入一个场图像，然后使用所述正液晶施加电压来写入下一个场图像。此外，当由负液晶施加电压来写入每个场图像时，如图1E所示，过驱动量(电压)108或109被加到负液晶施加电压。此后，这种控制将被称作第二过驱动控制(第二驱动模式)。
第一过驱动控制和第二过驱动控制都提供液晶层204的相同的光学响应性。
接着，将描述在本实施例中执行的液晶调制元件200的过驱动的原理。如图1B和1D所示，当执行场反转驱动而不执行过驱动时，获得所得到的包括与包括在更接近理想波形的波形中的部分110和112相比的迟钝部分111和113的光学响应波形。具体来说，对于输入图像信号的色调值的改变，液晶调制元件200的色调按照某个时间常数而逐渐改变。亮度的迟钝改变反映液晶响应时间的时间常数，并且使得在运动图像显示中视觉上识别出模糊的动作。
与之相对照，过驱动利用具有图1C和1E所示的波形的液晶施加电压。例如，当如图1C所示在场(帧)的切换前后色调值增大时，紧接在该场的切换之后的场中的液晶施加电压104a被设定为比对应于原始显示色调值的液晶施加电压104b高出电压105。结果，液晶层204的光学响应性(显示亮度)急剧上升，如波形110所示，因而降低运动图像显示中的模糊。
当在场(帧)的切换前后色调值减小时，紧接在该场的切换之后的场中的液晶施加电压106a被设定为比对应于原始显示色调值的液晶施加电压106b低出电压107。结果，液晶层204的光学响应性急剧下降，如波形112所示，因而降低运动图像显示中的模糊。
在以下描述中，由过驱动引起的对于与原始显示色调值相对应的液晶施加电压来说电压增大或减小的量被称作过驱动量。如上所述，第一过驱动控制使过驱动量105和107被包括在正液晶施加电压中。第二过驱动控制使过驱动量108和109被包括在负液晶施加电压中。
第一过驱动控制可以被重新叙述为用于控制施加到液晶层的电位差，使得施加到液晶层的正电场的时间积分值的绝对值和施加到液晶层的负电场的时间积分值的绝对值之中的一个时间积分值的绝对值大于另一个时间积分值的绝对值的驱动方法。与之相对照，第二过驱动控制可以被重新叙述为用于控制施加到液晶层的电位差，使得所述另一个时间积分值的绝对值大于所述一个时间积分值的绝对值的驱动方法。正负电场的时间积分值的绝对值之中的一个时间积分值的绝对值或另一个时间积分值的绝对值大于所述时间积分值的绝对值之中的所述另一个时间积分值的绝对值或一个时间积分值的绝对值的上述表达可以被重新叙述为这些时间积分值的绝对值彼此不对称。
根据色调改变的组合，过驱动量具有单个且适当的值。图7A到7C分别示出当色调从黑色显示状态上升到半色调显示状态时由过驱动对液晶层204的光学响应性所提供的效应。在这些图中，水平轴表示时间，并且垂直轴表示作为液晶调制元件200的光学响应性的显示光量(显示亮度)。
图7A示出当过驱动量为0时的显示亮度。图7B示出当过驱动量具有适当值时的显示亮度。图7C示出当过驱动量过大时的显示亮度。
在如图7B所示过驱动量适当的情况下，与如图7A所示过驱动量为0的情况相比，显示亮度急剧上升。然而，在如图7C所示过驱动量过大的情况下，生成显示亮度的过冲(overshoot)301。在这种情况下，所显示的图像中的对象的轮廓被不自然地强调。因而，希望选择适当的过驱动量，所述适当的过驱动量防止显示亮度的过冲，同时有效地实现过驱动的效果。此适当的过驱动量根据色调变化的组合而具有不同值。
接着，将参照图3描述执行第一过驱动控制和第二过驱动控制的控制电路213的配置。在图3中，图1中所示的直流电压输出电路212被省略。
从图1所示的图像提供设备500输入的图像信号400被输出到存储器控制器402。此时，一帧的图像信号在一个帧周期中被保持在存储器403中。此后，保持在存储器403中的图像信号被输入到色调比较电路401，定时延迟一个帧周期。
色调比较电路401存储器403接收延迟的图像信号，并且从图像提供设备500接收当前图像信号。然后，两帧的连续图像信号中的相应像素的色调值被顺序地比较，以确定过驱动量。关于过驱动量的信息作为标志被添加到当前像素图像信号的末尾，并且被用于后续阶段的过驱动的驱动电压的校正，即包括过驱动量的液晶施加电压的设定(此后也称为液晶施加电压的过驱动校正)。
具有过驱动量的标志的图像信号被输入到双倍速度驱动转换电路404。在此，60Hz的图像信号的一个帧周期被分为对应于双倍速度的各场。基于关于过驱动量的信息，图像信号被转换为图1C或1E所示的色调信息经受过驱动(OD)校正的数字信号。此后，液晶控制器405将控制信号输出到液晶调制元件200(即电极扫描电路207)，使得图1C或1E所示的液晶施加电压被施加到液晶层204。
液晶显示设备的系统控制器407执行过驱动量的改变、第一过驱动控制和第二过驱动控制之间的驱动模式切换、以及对于每个过驱动控制的控制参数设定等。系统控制器407和控制电路213构成控制器。
第一过驱动控制在图像信号400的色调值增大时的定时(例如在图1C所示的液晶施加电压104a输出的定时)仅在正方向上执行过驱动校正。因而，对应于过驱动量105的正方向上的直流电压分量被暂时施加到液晶层204。
另一方面，第一过驱动控制在图像信号的色调值减小时的定时(例如在图1C所示的液晶施加电压106a输出的定时)仅在负方向上执行过驱动校正。因而，对应于过驱动量107的负方向上的直流电压分量被暂时施加到液晶层204。
通过第一过驱动控制以切换方式持续施加对应于图1C所示的这两种色调值的液晶施加电压引起下述问题。具体来说，在每个色调切换周期，具有对应于正方向的直流电压分量(105)和负方向的直流电压分量(107)之间的差的值的直流电压分量被施加到液晶层204。然后，如果包括过驱动量105和107的正侧的液晶施加电压和对应于原始色调值的负侧的液晶施加电压长时间连续地不平衡，则每个色调切换周期的直流电压分量被累积地施加到液晶层204。
此外，当图1A中所示的色调值101对应于黑色时，不能执行降低的色调值的过驱动，使得负方向的直流电压分量(107)为0。这进一步增大在每个色调切换周期积累的正方向上的直流电压分量。
因而，必须防止这种一个方向的直流电压分量的累积施加。为了实现这一点，本实施例在双倍速度驱动转换电路404执行的图像信号的过驱动校正中执行图1C所示的第一过驱动控制和图1E所示的第二过驱动控制之间的切换。所述切换根据从系统控制器407以特定定时输出的切换信号执行。
当执行第二过驱动控制时，负方向的直流电压分量被累积地施加，如第一过驱动控制中一样。然而，第二过驱动控制将直流电压分量设定为具有与第一过驱动控制中的直流电压分量相反的符号(方向)。因而，以切换的方式执行的第一过驱动控制和第二过驱动控制可以在长时间使用期间在平均上抵消施加到液晶层的直流电压分量。
可以按照以下定时来执行场反转驱动中的第一过驱动控制和第二过驱动控制之间的切换即驱动模式的切换。
例如，可以在从某一个场图像的写入结束到下一个场图像的写入开始的空白时段期间对驱动模式进行切换。这使得能够进行图像显示而不在一个场中将彼此具有不同极性的电压施加到液晶层。因而，可以保持这种状态，其中具有固定极性的电压总是被施加到液晶调制元件200中相邻的像素电极205。
作为替换方案，在液晶显示设备通电之后，可以在液晶调制元件200上的图像显示开始之前的非图像显示时段期间对驱动模式进行切换。具体来说，当直到在前一次使用液晶显示设备中断电为止执行第一过驱动控制时，在液晶显示设备的下一次使用中通电之后的非图像显示时段期间，第一过驱动控制被切换到第二过驱动控制。
如果在液晶调制元件200的120Hz的双倍速度反转驱动中的普通驱动期间即在图像显示时段期间切换驱动模式，则如图2中的附图标记114和115所示，液晶调制元件200在对应于驱动模式的切换定时的一帧周期中以60Hz被驱动。一般来说，驱动频率的下降产生不稳定的图像，或者禁止运动图像的平滑变化。因而，驱动模式在非图像显示时段和之后将描述的非图像信号输入时段期间的切换可以防止发生这种问题。
作为替换方案，可以在液晶显示设备的断电处理的非图像显示时段期间对驱动模式进行切换。具体来说，当直到在使用液晶显示设备中断电之前为止执行第一过驱动控制时，在断电处理中的非图像显示时段内，第一过驱动控制被切换到第二过驱动控制。
作为替换方案，可以在非图像信号输入时段期间对驱动模式进行切换，在所述非图像信号输入时段中，来自外部(来自图像提供设备500)的图像信号不输入，它是与非图像显示时段类似的时段。当没有来自外部的图像信号的输入时，例如可以显示具有低相对可视度(光谱光视效率)的蓝色图像。从而，即使驱动模式切换，所显示的图像的不稳定性也并不显著。
甚至当从外部输入图像信号时，在其中显示抑制不稳定性被视觉上识别的基于蓝色的图像的时段期间，可以对驱动模式进行切换。
通过关注防止所显示的图像由于切换造成的不稳定性，确定驱动模式如上所述被切换的定时。然而，取决于个体设备的规格(诸如其显示亮度或驱动频率)，有差别地在视觉上识别不稳定性。当例如执行亮度抑制为某种水平的显示时，可以在静态图像(例如，可以在其上选择图像显示设备的模式和各种参数的菜单图像)的显示时段期间对驱动模式进行切换。
当一个场的写入频率(扫描频率)高于120Hz时，甚至当在普通驱动期间切换驱动模式时，也基本上没有不稳定性被视觉上识别。在这种情况下，如上所述，可以在从一个场图像的写入结束到下一个场图像的写入开始的空白时段内执行切换。
图4到6示出系统控制器407执行的驱动模式切换操作的流程图。这些驱动模式切换操作基于存储在设置在系统控制器407中的存储器(未示出)中的计算机程序而执行。
图4是示出在液晶显示设备的通电时的上述非图像显示时段内切换驱动模式的操作的流程图。
在步骤(在图中缩写为“S”)601，系统控制器407检测液晶显示设备的通电。
在步骤602，系统控制器407在第一过驱动控制和第二过驱动控制之间切换驱动模式。系统控制器407将直到在切换之前所使用的驱动模式存储在设置在系统控制器407中的非易失性存储器(未示出)中。然后，系统控制器407在此步骤设置与存储在非易失性存储器中的驱动模式不同的驱动模式。
在步骤603，系统控制器407激活控制电路213以使液晶调制元件200按照在步骤602的切换中所选择的驱动模式显示图像。然后，在步骤604，系统控制器407完成此操作。
图5是示出在液晶显示设备的断电处理中的上述非图像显示时段期间切换驱动模式的操作的流程图。
在步骤701，系统控制器407检测设置在液晶显示设备中的断电开关的关断操作。系统控制器407停止控制电路213的操作，以使得液晶调制元件200进入非图像显示状态。
在步骤702，系统控制器407将直到在切换之前所使用的驱动模式存储在设置在系统控制器407中的非易失性存储器中。然后，系统控制器407在此步骤设置与存储在非易失性存储器中的驱动模式不同的驱动模式。所设置的驱动模式在液晶显示设备的下一次通电之后有效。
在步骤S703，系统控制器407关断整个液晶显示设备的电源。然后，在步骤704，系统控制器407完成此操作。
图6是示出在上述非图像信号输入时段期间切换驱动模式的操作的流程图。
在步骤801，系统控制器407检查液晶显示设备处于通电状态。
在步骤802，系统控制器407确定对液晶显示设备的操作时间(使用时间)进行计数的计时器中的计时是否已达到预定时间。如果计时已达到所述预定时间，则系统控制器407前进到步骤803。如果计时还未达到预定时间，则计时器的计数继续。
在步骤803，系统控制器407确定是否输入来自外部的图像信号。如果没有输入图像信号，则控制器407前进到步骤804，以对驱动模式进行切换。系统控制器407将直到在切换之前所使用的驱动模式存储在设置在系统控制器407中的非易失性存储器中。然后，系统控制器407在此步骤设定与存储在非易失性存储器中的驱动模式不同的驱动模式。
如果在步骤803有图像信号输入，则系统控制器407前进到步骤805而不切换驱动模式。
接着，在步骤805，系统控制器407完成此操作。
上述实施例示例性地描述了对液晶调制元件进行过驱动的情况。然而，最近已经提出了另一种液晶驱动方法，其中，施加到液晶层的正负电场的时间积分值的绝对值彼此不对称(例如，N.Kimura等人：SID 05 DIGEST，60.2)。除了由过驱动方法驱动的液晶显示设备之外，使用这种称为正/负非对称驱动方法的驱动方法的液晶显示设备也被包括在本发明的实施例中。正/负非对称驱动方法中的驱动模式的切换可以降低由于长时间以不对称的正负电场驱动造成的上述烧机等的风险。
此外，上述实施例描述了其中执行场反转驱动的情况。然而，行反转驱动和点反转驱动可以提供与上述实施例中所述的相同的效果。因而，本发明不限于执行场反转驱动这一种情况。
(实施例2)
图9示出液晶投影仪(图像投影设备)，其是实施例1中描述的液晶显示设备的一个示例。图9是示出所述投影仪的光学配置的平面图(一部分是侧视图)。
附图标记3示出具有图3和8所示的控制电路213、直流电压输出电路212、电极扫描电路207和系统控制器407的功能的液晶面板驱动器。液晶面板驱动器3将从图3所示的图像提供设备500输入的图像信息转换成用于红、绿、蓝的面板驱动信号。
用于红、绿、蓝的面板驱动信号分别被输入到红色液晶面板2R、绿色液晶面板2G、蓝色液晶面板2B。从而，这三个液晶面板2R、2G、2B彼此独立地被驱动。每个液晶面板都是反射型液晶调制元件。
附图标记1示出照明光学系统。照明光学系统1的平面图示出在该图的框的左边，并且其侧视图示出在右边。照明光学系统1包括光源灯、抛物面反射器、蝇眼透镜、偏振转换元件、聚光镜头等，并且发射作为具有相同偏振方向的线性偏振光(S偏振光)的照明光。
来自照明光学系统1的照明光撞击到二向色镜30上，所述二向色镜30反射品红色的光，并且透射绿色的光。照明光的品红色分量由二向色镜30反射，然后透射通过蓝色串色偏振器34，所述蓝色串色偏振器34对蓝色的偏振光提供半波延迟。从而，产生蓝色的线性偏振光(具有与图的纸页平行的偏振方向的P偏振光)和红色的线性偏振光(具有与纸页垂直的偏振方向的S偏振光)。
蓝色的P偏振光进入第一偏振光束分光器33，然后透射通过其偏振分光膜，到达蓝色液晶面板2B。红色的S偏振光由第一偏振光束分光器33的偏振分光膜反射，到达红色液晶面板2R。
透射通过二向色镜30的绿色的S偏振光透射通过用于校正绿色的光路长度的哑玻璃(dummy glass)36，然后进入第二偏振光束分光器31。绿色的S偏振光由第二偏振光束分光器31的偏振分光膜反射，到达绿色液晶面板2G。
如上所述，红色、绿色、蓝色液晶面板2R、2G、2B被照明光照明。
进入了每个液晶面板的光被提供有偏振延迟，并且由液晶面板反射以从其出射，其中所述偏振延迟取决于布置在液晶面板中的像素的调制状态。在反射光中，具有与照明光相同的偏振方向的偏振光分量在照明光的光路上倒退行进以返回到照明光学系统1。
另一方面，在反射光中，偏振方向垂直于照明光的偏振方向的偏振光分量(已调制光)如下行进。由红色液晶面板2R调制的红色的P偏振光透射通过第一偏振光束分光器33的偏振分光膜。然后，红色的P偏振光通过被透射穿过为红色的偏振光提供半波延迟的红色串色偏振器35而被转换成S偏振光。红色的S偏振光进入第三偏振光束分光器32，由其偏振分光膜反射，然后到达投影透镜(投影光学系统)4。
由蓝色液晶面板2B调制的蓝色的S偏振光由第一偏振光束分光器33的偏振分光膜反射，然后透射通过红色串色偏振器35而不接收延迟效果，从而进入第三偏振光束分光器32。蓝色的S偏振光由第三偏振光束分光器32的偏振分光膜反射，然后到达投影透镜4。
由绿色液晶显示面板2G调制的绿色的P偏振光透射通过第二偏振光束分光器31的偏振分光膜，然后透射通过用于校正绿色的光路长度的哑玻璃37，以便进入第三偏振光束分光器32。绿色的P偏振光透射通过第三偏振光束分光器32的偏振分光膜，然后到达投影透镜4。
如此组合的三种颜色的已调制光由投影透镜4投射到作为投影表面的光扩散屏幕5。从而，显示全彩色图像。
实施例1中所描述的液晶显示设备不限于该实施例的液晶投影仪，并且可以被用于使用液晶调制元件的各种显示设备。
如上所述，根据各个实施例，即使当如过驱动那样通过将非对称的正负电场施加到液晶层来驱动液晶调制元件时，也可以抑制向液晶层施加直流电压分量。因而，可以有效地抑制引起劣化的显示质量的现象(例如烧机、闪烁)。
此外，本发明不限于这些实施例，可以不脱离本发明的范围进行各种变化和修改。
本申请要求2007年5月2日提交的日本专利申请No.2007-121661的权益，在此通过引用其全文而将其包含在本文中。

Claims (5)

1.一种液晶显示设备，包括：
液晶调制元件，其中，在第一电极和第二电极之间提供液晶层；以及
控制器，被配置为执行用于在第一电极和第二电极之间施加电压的第一控制模式，使得在图像信号的多个连续帧的每一个内，首先使用正液晶施加电压来写入一个场图像，然后使用负液晶施加电压来写下一个场图像，在使用正液晶施加电压写入场图像时执行过驱动；
其特征在于，所述控制器适用于
还执行用于在第一电极和第二电极之间施加电压的第二控制模式，其中，在图像信号的多个连续帧的每一个内，首先使用负液晶施加电压来写入一个场图像，然后使用正液晶施加电压来写下一个场图像，在使用负液晶施加电压写入场图像时执行过驱动，以及
在所述第一控制模式和所述第二控制模式之间切换，以便抑制一个电压极性随时间的不平衡的累积施加。
2.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中，在从一个场的写入到液晶调制元件的结束到下一个场的写入到液晶调制元件的开始的时段期间，控制器在第一控制模式和第二控制模式之间切换控制。
3.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中，至少在以下时段之一期间，控制器执行第一控制模式和第二控制模式之间的切换：
设备的通电处理或断电处理中的非图像显示时段；
其中没有图像信号被输入到设备的非图像信号输入时段；以及
其中在设备中显示静态图像的显示时段。
4.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述控制器被配置为在显示基于蓝色的图像的时段期间在第一控制模式和第二控制模式之间执行切换。
5.一种图像显示系统，包括：
根据权利要求1的液晶显示设备；以及
将图像信息提供给液晶显示设备的图像提供设备。
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