JP2019191390A

JP2019191390A - 電気光学装置、投射型表示装置

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Publication number: JP2019191390A
Application number: JP2018084836A
Authority: JP
Inventors: 青木　透; Toru Aoki; 青木　　透; 亜衣小池; Ai Koike; 宏明望月; Hiroaki Mochizuki; 宮坂徳章; Noriaki Miyasaka; 徳章宮坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-26
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Abstract

【課題】焼き付きを効果的に解消あるいは低減可能な電気光学装置、該電気光学装置を備えた投射型表示装置を提供すること。【解決手段】電気光学装置は、一対の基板の間に挟持された液晶層を有する表示パネルを備え、通常の表示モードと、表示パネルを常温よりも高く液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示で通電する特定表示モードとしてのリフレッシュモードとを選択可能になっている。【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置、該電気光学装置を備えた投射型表示装置に関する。

電気光学装置としての液晶装置は、一対の基板間に電気光学素子である液晶層が挟持されている。このような液晶装置の駆動方法としては、液晶層に同極性の直流電圧が印加され続けると、液晶材料が劣化して例えば比抵抗が変化し適正に表示ができなくなることから、液晶層に印加される電圧を一定周期、例えば１水平期間または１フィールド期間の周期で極性反転させる交流駆動が用いられる。

ところが、交流駆動において、正極性の電圧実効値と、負極性の電圧実効値とが異なると、画素において電位の極性の偏りが起こり、フリッカーや焼き付きなどの表示不具合が生ずることが知られている。

このような表示不具合を改善する手段として、例えば、特許文献１には、データ線と画素電極との間において走査線の信号レベルに応じてオンオフするスイッチング素子を有し、水平走査及び垂直走査を基準として所定の周期ごとに極性反転し、データ線を介して画素電極に印加する液晶表示装置において、補正前の画像信号のレベルに対応して補正量を出力する補正量出力部と、該補正量を補正前の画像信号に加算して、補正後の画像信号として出力する加算器とを具備する画像信号補正回路が提案されている。

また、例えば、特許文献２には、光源と、光源から出射された光を用いて映像を生成する液晶パネルとを備え、液晶パネルは、映像信号に基づいて電流が印加される画素電極と、画素電極に対して間隔を空けて設けられる対極電極とを有し、液晶パネルに入射する光量を制御する光量制御部と、対極電極に印加する電圧を制御する電圧制御部とを備え、電圧制御部が、光量制御部による光量の制御態様に基づいて、対極電極に印加する電圧を変更する液晶表示装置が提案されている。

これらの特許文献１，２は、液晶パネルに入射する光によってスイッチング素子としてのトランジスターがオフ状態のときにリーク電流が生じて、画素における電圧保持特性が悪化し、交流駆動における正極性の電圧実効値と、負極性の電圧実効値とが異なって生ずる、フリッカーや焼き付きを改善できるとしている。

特開２００２−１８２６２２号公報特開２０１２−２５２０６２号公報

しかしながら、交流駆動における正極性の電圧実効値と、負極性の電圧実効値とが異なる要因は必ずしも１つではなく、上記特許文献１，２の手段を適用したとしても、例えば、静止画が長時間に亘って表示された状態が続くと焼き付きが発生し易い。したがって、焼き付きなどの表示不具合が発生した後に、この表示不具合を改善できる手段や方法が求められているという課題があった。

本願の電気光学装置は、一対の基板の間に挟持された液晶層を有する表示パネルを備え、通常の表示モードと、表示パネルを常温よりも高く液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示で通電する特定表示モードとを選択可能であることを特徴とする。

上記の電気光学装置において、光源からの光を表示パネルに入射させて、表示パネルを所定の温度とすることを特徴とする。

また、上記の電気光学装置において、表示パネルを所定の温度に加温可能な加熱手段を有するとしてもよい。

上記の電気光学装置において、所定の温度は、４０℃以上９０℃以下であることを特徴とする。

また、上記の電気光学装置において、特定表示モードは、通電されていないときの表示パネルにおける画素の光の透過率に対して透過率の変化が０．１％以下となるように表示の駆動電圧が設定されることが好ましい。

また、上記の電気光学装置において、表示パネルはノーマリーブラックであって、特定表示モードは、通電されていないときの表示パネルにおける画素の光の透過率に対して透過率の上昇が０．１％以下となるように表示の駆動電圧が設定されるとしてもよい。

また、上記の電気光学装置において、特定表示モードの通電時間を設定可能なタイマーを備えることが好ましい。

本願の投射型表示装置は、光源と、光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段と、光変調手段によって変調された表示光を拡大して投射する投射光学系と、を備え、光変調手段として、上記に記載のいずれかの電気光学装置が用いられていることを特徴とする。

また、上記の投射型表示装置において、特定表示モードを選択可能なメニュー画面が表示されることが好ましい。

上記の投射型表示装置において、メニュー画面は、電源をＯＦＦするオフシーケンスにおいて表示されることが好ましい。

上記の投射型表示装置は、電気光学装置において、特定表示モードが実行されている期間は、光源の光量を通常の表示モードに比べて低下させることが好ましい。

上記の投射型表示装置は、表示パネルを冷却可能な冷却手段を有し、電気光学装置において、特定表示モードが実行されている期間は、冷却手段による冷却を止める、または冷却能力を低下させることが好ましい。

本願の電気光学装置は、一対の基板の間に挟持された液晶層を有する表示パネルを備え、通常の表示モードと、表示パネルを常温よりも高く液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、表示パネルの表示に寄与する画面内に位置する各画素に同じ駆動電圧を印加する特定表示モードとを選択可能であることを特徴とする。

照明型のプロジェクターを示す概略斜視図。照明型のプロジェクターの光学的及び電気的な構成を示すブロック図。表示パネルとしての液晶装置の構成を示す概略平面図。図３のＨ−Ｈ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図。液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。リフレッシュモードの実行に係るステップを示すフローチャート。リフレッシュモードに係るメニュー画面の一例を示す図。タイマー設定のメニュー画面の一例を示す図。リフレッシュモードの開始に係るメニュー画面の一例を示す図。図１０は液晶装置の印加電圧と透過率との関係を示すＶＴ特性のグラフ。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、説明する部分が認識可能な程度の大きさとなるように、適宜拡大または縮小して表示している。

＜投射型表示装置＞
まず、本実施形態の投射型表示装置について、照明型のプロジェクターを例に挙げて、図１及び図２を参照して説明する。図１は照明型のプロジェクターを示す概略斜視図、図２は照明型のプロジェクターの光学的及び電気的な構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置としての照明型のプロジェクター１０００は、筐体が例えば円筒状であって、筐体の内部に、光源と、光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段と、光変調手段によって変調された表示光を拡大して投射する投射光学系と、を備えている。このような、プロジェクター１０００は、図１に示すように、例えば、ショールーム５００の天井５０１から吊設され、天井５０１と交わる壁面５０２に対して、筐体の側面に設けられた投射口から、例えば宣伝用の映像情報に基づく静止画や動画を投射可能である。また、壁面５０２の前に例えば商品などの対象物を配置し、光源からの光を対象物に向って投射すれば、対象物に対する照明としても活用できる。また、例えば商品などのロゴを表示した状態で対象物を照明することも可能である。プロジェクター１０００の詳しい構成については後述するが、カラー表示が可能であることから、白色などの単色だけでなく、多色の照明光を動的に照射可能である。つまり、照明型のプロジェクター１０００は、対象物に対して様々な演出が可能な投射型表示装置である。

図２に示すように、プロジェクター１０００は、光源１００１と、色光分離光学系１００２と、光変調手段としての電気光学装置１００３と、表示光合成光学系１００４と、投射光学系１００５と、冷却手段１００６と、操作部１００７とを備えている。

光源１００１は、例えばレーザー光源であって、小型であっても高輝度な照明光が得られる。また、時間が経過しても色調が変化し難く長寿命な構成となっている。なお、光源１００１は、レーザー光源に限定されず、例えば、ＬＥＤや超高圧水銀灯であってもよい。

色光分離光学系１００２は、光源１００１から発せられる光を、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に分離する手段であって、例えば、特定の波長の光を反射し、他の波長の光を透過するダイクロイックミラーなどを用いて構成される。

電気光学装置１００３は、色光分離光学系１００２によって分離された、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）のそれぞれを変調可能な３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３を有している。３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３は、電気光学装置１００３における、一対の基板の間に液晶層が挟持された表示パネルである。また、電気光学装置１００３は、ライトバルブ駆動部１０１４と、制御部１０１５と、映像信号処理部１０１６と、温度センサー１０１７とを備えている。電気光学装置１００３は、通常の表示モードと、表示パネルである３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３を常温（２５℃）よりも高く液晶層が光学的に等方性となる相転移温度（ネマチック相から等方相への転移温度：Ｎｉ点）よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示（ベタ表示）で通電する特定表示モードとを選択可能になっている。

映像信号処理部１０１６は、映像情報に基づいて外部から入力される映像信号を、各ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３に対応した映像信号に変換してライトバルブ駆動部１０１４に送出する。ライトバルブ駆動部１０１４は、映像信号処理部１０１６から送出される映像信号により、３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３をそれぞれ駆動する。

ライトバルブ１０１１は、入射する赤色光（Ｒ）を映像信号に基づいて変調し表示光として射出する。ライトバルブ１０１２は、入射する緑色光（Ｇ）を映像信号に基づいて変調し表示光として射出する。ライトバルブ１０１３は、入射する青色光（Ｂ）を映像信号に基づいて変調し表示光として射出する。

３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３によって色光ごとに変調された表示光は、表示光合成光学系１００４によって１つの表示光に合成される。表示光合成光学系１００４としては、例えばクロスダイクロックプリズムが用いられる。

表示光合成光学系１００４によって合成された表示光は、投射レンズなどの投射光学系１００５によって拡大され、投射対象物に照射される。なお、投射光学系１００５には、表示光の焦点距離を調整する焦点距離調整手段や、表示光の照射範囲を調整可能な絞りが含まれる。

温度センサー１０１７は、色光が入射することにより変化するライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度を検出する素子であって、例えば、サーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサーなどを用いることができる。温度センサー１０１７は、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３ごとに設けることが好ましいが、例えば、他のライトバルブに比べて明るさに最も影響を及ぼす、緑色光（Ｇ）が入射するライトバルブ１０１２に温度センサー１０１７を設ける構成としてもよい。

冷却手段１００６は、例えば電動のファン（ＦＡＮ）であって、外気を吸引し、流路を介して送り込むことにより、光源１００１と、３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３とをそれぞれ冷却可能に構成されている。

制御部１０１５は、電気光学装置１００３における映像信号処理部１０１６や温度センサー１０１７と電気的に接続されるだけでなく、光源１００１と、冷却手段１００６と、操作部１００７とに電気的に接続されている。操作部１００７は、この場合、プロジェクター１０００の筐体に備え付けられているものではなく、赤外線などの通信手段を用いたリモートコントローラー（リモコン）である。以降、操作部１００７をリモコン１００７と呼ぶ。リモコン１００７を使って制御部１０１５に指示を送ることにより、プロジェクター１０００の電源のＯＮ／ＯＦＦだけでなく、各種の設定などの操作が可能となっている。

制御部１０１５は、リモコン１００７による指示だけでなく、内蔵されている操作プログラムによって、光源１００１のＯＮ／ＯＦＦあるいは光量の上げ下げなどの調整を行うことができる。また、冷却手段１００６のＯＮ／ＯＦＦあるいは冷却能力の上げ下げなどの調整を行うことができる。

照明型のプロジェクター１０００は、上記の構成に限定されるものではない。例えば、光源１００１は、３つのライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３に対応した色光を発する複数の光源が含まれるとしてもよい。また、ライトバルブは、３つであることに限定されず、１つのライトバルブによってカラー画像を表示する構成としてもよく、その場合は、表示光合成光学系１００４は不要となる。

＜表示パネル＞
本発明の表示パネルの一例であるライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３は、液晶装置が用いられている。以降、液晶装置について図３〜図５を参照して説明する。図３は表示パネルとしての液晶装置の構成を示す概略平面図、図４は図３のＨ−Ｈ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図、図５は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

図３及び図４に示すように、表示パネルとしての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを備えた液晶パネル１１０を有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール部４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶が注入され液晶層５０が構成されている。なお、上記間隔に液晶を注入する方法は、例えば、額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Fill）法が挙げられる。
シール部４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤を用いることができる。本実施形態では、紫外線硬化型のエポキシ樹脂が採用されている。シール部４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール部４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。また、シール部４０と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲んで遮光性の見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属化合物などからなる。なお、表示領域Ｅは表示に寄与する有効な画素Ｐ以外に、有効な画素Ｐを囲む複数のダミー画素を含んでいてもよい。

素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール部４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール部４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線（図示省略）が設けられている。

これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線（図示省略）は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅとの間のシール部４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
以降、上記第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、上記第３の辺部に沿った方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交し、素子基板１０から対向基板２０に向かう方向をＺ方向として説明する。また、Ｚ方向に沿って対向基板２０側から見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。

図４に示すように、素子基板１０の液晶層５０側には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１５と、画素電極１５のスイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。素子基板１０は、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された画素電極１５、トランジスターとしてのＴＦＴ３０、信号配線、配向膜１８を含むものである。

素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、基材２０ｓにおいて少なくとも表示領域Ｅに亘って設けられ共通電極として機能する対向電極２３と、対向電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。

見切り部２１は、図３に示すように表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの回路に入射する光を遮光して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮光して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。なお、本実施形態では紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いてシール部４０が形成されているため、見切り部２１は平面視でシール部４０と重ならないように配置されている。よって、素子基板１０と対向基板２０との貼り合わせにおける位置精度とシール部４０の紫外線硬化性とを考慮して、わずかではあるが隙間がある（図３参照）。

平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図３に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６に電気的に接続されている。上下導通部１０６は、素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極１５を覆う配向膜１８及び対向電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１８，２４は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜１８，２４として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有するネマチック型の液晶とを用い、ノーマリーブラックの光学設計が適用された例について説明する。

次に図５を参照して、液晶装置１００の電気的な構成について説明する。液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線３及び複数のデータ線６と、データ線６に沿って平行に配置された共通電位線８とを有する。走査線３が延在する方向がＸ方向であり、データ線６が延在する方向がＹ方向である。

走査線３、データ線６及び共通電位線８と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１５と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３はＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６はＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。

データ線６はデータ線駆動回路１０１（図３参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される映像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３は走査線駆動回路１０２（図３参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路１０１からデータ線６に供給される映像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３に対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６から供給される映像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの映像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された対向電極２３との間で一定期間保持される。映像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。

保持された映像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と対向電極２３との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０のドレインと共通電位線８との間に設けられている。共通電位線８には、対向基板２０の対向電極２３に印加される共通電位（ＬＣＣＯＭ）と同じ電位が与えられる。

なお、図３に示した検査回路１０３には、データ線６が接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記映像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図５の等価回路では図示を省略している。

データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、検査回路１０３は画素回路の駆動に係る周辺回路である。また、周辺回路は、上記映像信号をサンプリングしてデータ線６に供給するサンプリング回路、データ線６に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記映像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

このような液晶装置１００は、液晶層５０に同極性の直流電圧が印加されて液晶材料が変質する不具合が生じないように交流駆動される。具体的には、対向電極２３に印加される共通電位（ＬＣＣＯＭ）を基準として正極性の電位と負極性の電位とが、例えば１水平期間または１フィールド期間の周期で極性反転する交流信号が画素電極１５に印加される。交流駆動を行ったとしても、例えば、画素電極１５のスイッチング制御に係るＴＦＴ３０のスイッチング特性（オフリーク）や、電位が与えられる画素電極１５や対向電極２３に係る仕事関数の違い、配向膜１８，２４の電気的な性質などの影響を受けて、交流駆動における正極性の電圧実効値と、負極性の電圧実効値との間に差が生じることがある。

正極性の電圧実効値と、負極性の電圧実効値との間に差が生じた状態で、交流駆動が行われると、画素電極１５側において電位の極性に偏りが生ずることから、時間の経過に伴ってフリッカーや焼き付きなどが認識されるようになる。特に、長時間に亘って静止画の表示が行われる可能性がある照明型のプロジェクター１０００では、焼き付きが起こり易い。そこで、このような表示不具合を無くす、あるいは低減するように、共通電位（ＬＣＣＯＭ）の電位設定を調整する方法があるが、表示状態を逐一観察して調整することは実質的に困難である。それゆえに、発明者らは、発生した焼き付きを解消あるいは低減可能な方法を開発して、プロジェクター１０００の電気光学装置１００３に取り入れた。以降、本実施形態の照明型のプロジェクター１０００における焼き付きの改善方法について説明する。

＜焼き付きの改善方法＞
プロジェクター１０００の電気光学装置１００３において、通常の表示モードと、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３を常温よりも高くネマチックの液晶層５０のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示（ベタ表示）で通電する特定表示モードとを選択可能とした。本実施形態では、焼き付きを解消あるいは低減可能な特定表示モードをリフレッシュモードと呼ぶ。以降、リフレッシュモードについて、具体的な例を挙げて説明する。

図６はリフレッシュモードの実行に係るステップを示すフローチャートである。
図６は、リフレッシュモードの選択／非選択をプロジェクター１０００の電源をＯＦＦするオフシーケンスで行う例を示すものである。ここで言うところの通常の表示モードとは、前述したように、静止画や動画を表示する状態に加えて、表示しながら照明として機能させる状態を含むものである。

図６に示すように、オフシーケンスでは、通常の表示モードで表示が行われていた状態から、電源ＯＦＦの操作を行う（ステップＳ１）。本実施形態におけるステップＳ１の電源ＯＦＦの操作とは、プロジェクター１０００にリモコン１００７（図２参照）を向けた状態で、リモコン１００７の電源ボタンを押下する操作を言う。電源ＯＦＦの操作を行うと、投射された画面にメニュー画面が表示される（ステップＳ２）。この状態では、まだ電源がＯＦＦとなっていないため、光源１００１から色光分離光学系１００２を経由してライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３に色光が入射した状態であり、冷却手段１００６も稼働して冷却が続けられた状態にある。

プロジェクター１０００に電源を投入してＯＮ状態とすると、光源１００１は点灯を始め、同時に冷却手段１００６も稼働する。色光が入射することでライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度は、上昇して行くが、同時に冷却手段１００６によって冷却されることから、所定の時間が経過すると、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度は安定する。このときのライトバルブ１０１１．１０１２，１０１３の温度は、温度センサー１０１７によって検出される。光源１００１の光量と、冷却手段１００６の冷却能力によって、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の安定期の温度を規定することができる。安定期の温度は、常温よりも高く液晶層５０のＮｉ点よりも低い温度であるが、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３における表示特性を確保可能な範囲で、できるだけ低い温度となるように、光源１００１の光量に応じて冷却手段１００６の冷却能力が調整される。冷却手段１００６が電動のファンであるときには電気的に風量が調整される。一般的に、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３として用いられる液晶装置１００の液晶層５０のＮｉ点は例えば１００℃程度であり、上記の安定期の温度は、４０℃〜６０℃程度である。つまり、オフシーケンスを開始する前のライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度は、常温（２５℃）よりも高い４０℃〜６０℃程度である。

図７はリフレッシュモードに係るメニュー画面の一例を示す図である。
図７に示すように、メニュー（Ｍｅｎｕ）画面は、例えば、画質、映像、設定、拡張設定、ネットワーク、情報、初期化などの調整項目あるいは操作項目を選択可能となるように表示される。オフシーケンスで電源ＯＦＦの操作を行うと、図７に示したメニュー画面のうち初期化の操作画面が表示される。初期化の操作画面には、「リフレッシュモード」、「全初期化」を示す選択肢が表示される。次に、図６に示したリフレッシュモードの選択／非選択のステップＳ３では、ユーザーがリモコン１００７を使ってリフレッシュモードを非選択とし、[Ｍａｎｕ］：終了を選択すると、制御部１０１５によってプロジェクター１０００の電源は自動的にＯＦＦされる。図７に示すように、ユーザーがリモコン１００７を使って「リフレッシュモード」を選択すると、制御部１０１５に内蔵された操作プログラムによって、図６に示すようにタイマー設定（ステップＳ４）に移行する。

図８はタイマー設定のメニュー画面の一例を示す図である。なお、図２のブロック図にはタイマーを図示していないが、本実施形態では、タイマーは制御部１０１５に内蔵された発振器から発信される一定周期の電気信号に基づいて規定されている。

図６のステップＳ４では、リフレッシュモードを実行する時間を設定する。図８に示すように、タイマーの設定を示すメニュー画面には、リフレッシュモードを実行する時間として、例えば、「１時間」、「３時間」、「６時間」の３つの選択肢が示される。ユーザーはリモコン１００７を使って、例えば「１時間」を選択すると、タイマーの設定が終了して、図６に示すリフレッシュモード（ステップＳ５）に移行する。

図９はリフレッシュモードの開始に係るメニュー画面の一例を示す図である。ステップＳ５に移行すると、図９に示すように、リフレッシュモードの開始に係るメニュー画面が表示され、前のステップＳ４で設定された時間が表示される。ユーザーがリモコン１００７を使って「開始」を選択して実行すると、制御部１０１５は操作プログラムに基づいてリフレッシュモードをスタートさせ、予め設定された時間（ここでは１時間）、リフレッシュモードを実行する。リフレッシュモードは、前述したように光源１００１からの色光をライトバルブ（液晶装置１００）に入射させ、ライトバルブ（液晶装置１００）が所定の温度に加温された状態で実行される。リフレッシュモードの実行が終了すると、プロジェクター１０００の電源は自動的にＯＦＦされる。

リフレッシュモードは、前述したように、明るさが画面内で均質となるベタ表示で通電する特定表示モードである。このようなベタ表示は、通電されていないときの液晶装置１００における画素Ｐの光の透過率に対して透過率の変化が０．１％以下となるように駆動電圧が設定される。リフレッシュモードにおいて設定された駆動電圧は、液晶装置１００において表示に寄与する画面内に位置する画素Ｐのそれぞれに印加される。

本実施形態の液晶装置１００は、通電されていないときに黒表示となるノーマリーブラックであることから、ベタ表示は、通電されていないときの液晶装置１００における画素Ｐの光の透過率に対して透過率の上昇が０．１％以下となるように駆動電圧が設定される。

図１０は液晶装置の印加電圧と透過率との関係を示すＶＴ特性のグラフである。なお、図１０のグラフにおける縦軸の透過率は対数表示である。図１０に示すように、本実施形態の液晶装置１００では、印加電圧がおよそ１．０Ｖのときに、透過率の上昇が０．１％となる。つまり、印加電圧が１．０Ｖ程度ではほとんど透過率が変化せず黒表示が保たれた状態となる。ＶＴ特性のグラフにおける印加電圧は液晶層５０に加わる実効的な電圧を示すものである。言い換えれば、リフレッシュモードでは、電圧実効値が１．０Ｖ以下となるように液晶装置１００が交流駆動される。

電圧実効値が１．０Ｖ以下の交流駆動では、共通電位（ＬＣＣＯＭ）を基準とした、正極性の電圧実効値及び負極性の電圧実効値が、通常の表示モードに比べて小さい値であるから、正極性の電圧実効値と負極性の電圧実効値との差が非常に小さくなる。したがって、通常の表示モードにおいて、正極性の電圧実効値と負極性の電圧実効値との差により、画素電極１５側に生じた電位の極性の偏りは、リフレッシュモードを実行することによって緩和される。とりわけ、液晶層５０中にイオン性物質が含まれると、通常の表示モードで画素電極１５側に生じた電位の極性の偏りによりイオン性物質が引き寄せられて吸着する。このようなイオン性物質の吸着が焼き付きの要因となる。そして、このような焼き付き現象は、画面内の明るい表示部と暗い表示部で液晶界面のイオン性物質の吸着状況が異なることから視認されるが、リフレッシュモードによるベタ表示によってイオン性物質の吸着状況を画面内で均一にすることができる。また、イオン性物質の吸着を緩和させるには、加温してイオン性物質の移動度を上げることが効果的であり、リフレッシュモードは、常温（２５℃）よりも高く液晶層５０のＮｉ点よりも低い所定の温度で実行することが好ましい。

リフレッシュモードをオフシーケンスで実行する場合には、電源をＯＦＦとする前に、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度は、前述したように、４０℃〜６０℃となっているため、リフレッシュモードは、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３が所定の温度に加温された状態で実行される。リフレッシュモードにおける所定の温度は、４０℃〜９０℃であることが好ましく、６０℃〜８０℃であることがより好ましい。

所定の温度を６０℃〜８０℃とするには、制御部１０１５により光源１００１を点灯させた状態で、冷却手段１００６を停止または冷却能力を低下させる。そうすると、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度を速やかに上昇させて６０℃〜８０℃とすることができる。

このようにオフシーケンスにおいて、リフレッシュモードを選択し、実行することで、それまでの通常の表示モードで生じていた焼き付きが解消あるいは低減される。したがって、次に電源を投入してプロジェクター１０００を表示状態としたときには、焼き付きが解消あるいは低減され、またフリッカーなどが目立ち難く、見栄えがよい、表示状態あるいは照明状態が実現される。オフシーケンスでリフレッシュモードを適用するのは通常の表示モードでの焼き付きの状態によることから、メニュー画面を表示させるか否かをあらかじめスケジューリングしてもよい。例えば、通常の表示モードで所定の時間（例えば８時間以上）に亘り連続して表示が行われたら、オフシーケンスにおいて自動的にメニュー画面を表示し、表示期間が所定の時間に満たない場合は、メニュー画面を表示せずに、電源をＯＦＦするステップに進むとしてもよい。また、このようなスケジューリングは、プロジェクター１０００の使用年数を考慮して決めてもよい。

なお、リフレッシュモードは、オフシーケンスで実行されることに限定されない。プロジェクター１０００に電源を投入する際のオンシーケンスで実行したり、表示あるいは照明の途中で実行したりしてもよい。その場合は、リフレッシュモードにおける所定の温度を液晶層５０のＮｉ点よりも高くすれば焼き付きの解消あるいは低減における優れた効果が見込まれるが、リフレッシュモードが終了してから表示が可能な温度となるまで冷却するのに時間が掛かってしまうので、リフレッショモード終了後に、直ちに表示可能とすることを考慮すると、所定の温度はＮｉ点よりも低い温度であることが好ましい。

また、リフレッシュモードを実行している期間は、制御部１０１５によって光源１００１の光量を通常の表示モードに比べて低下させることが好ましい。本実施形態の液晶装置１００はノーマリーブラックであることから前述したようにリフレッシュモードを実行したときには黒表示が維持される。ところが、プロジェクター１０００を照明として用いた場合、リフレッシュモードにおける透過率が０．１％程度上昇しただけでも、照明される対象物を見た第三者にリフレッシュモードの実行が認識されることが考えられる。液晶装置１００がノーマリーホワイトである場合も同様に透過率の変化が認識されるおそれがある。つまり、照明における演出効果において、リフレッシュモードが認識されないように、リフレッシュモードが実行されている期間は、光源１００１の光量を低下させることが好ましい。また、省電力の観点でも、光源１００１の光量を低下させることは有効である。

当然ながら、光源１００１の光量を低下させると、ライトバルブ１０１１，１０１２，１０１３の温度が低下することから、リフレッシュモードにおける所定の温度を維持する観点では、制御部１０１５は、光源１００１の光量の低下と共に、冷却手段１００６における冷却能力も合わせて調整することが望ましい。

＜焼き付き改善の評価方法＞
このようなリフレッシュモードによる焼き付き改善の評価方法について、具体例を挙げて説明する。表示状態を焼き付かせる方法として、例えば、内側を白表示、外側を黒表示とした額縁状（窓枠状）の表示を一定時間（この場合、２０時間）表示して焼き付きを発生させる。その後、全画面を例えば中間調ラスター表示とする。この中間調ラスター表示における先の白表示部と、黒表示部との照度を測定して、その照度差を求め、これを焼き付き率とする。所定の時間、リフレッシュモードを実行して焼き付き率がどのように変化したかを調べることによって、リフレッシュモードによる焼き付きの改善効果を評価する。

常温（２５℃）で明るさが画面内で均質となるベタ表示の駆動電圧を１．０Ｖに設定して通電すると、通電時間が１２時間経過しても初期に対して焼き付き率が５％程度しか改善されなかった。これに対して、ベタ表示の駆動電圧を１．０Ｖとし、ライトバルブすなわち液晶装置１００の温度をおよそ７０℃として、リフレッシュモードを１時間行うと焼き付き率の解消度合いはおよそ３０％に達し、リフレッシュモードを３時間行うと焼き付き率の解消度合いはおよそ７０％に達し、リフレッシュモードをさらに６時間まで行うと焼き付きは視認されないレベルまで解消された。すなわち、常温（２５℃）よりも高くＮｉ点よりも低い所定の温度でリフレッシュモードを行えば、焼き付きを改善できる。また、フリッカーも低減される。

本実施形態の照明型のプロジェクター１０００（電気光学装置１００３）によれば、以下の効果が得られる。
（１）光変調手段としての電気光学装置１００３は、通常の表示モードと、ライトバルブ（液晶装置１００）を常温（２５℃）よりも高く液晶層５０のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示（ベタ表示）で通電する特定表示モードとしてのリフレッシュモードとを選択可能であって、通常の表示モードで焼き付きが生じたとしても、リフレッシュモードを実行することにより、焼き付きを解消あるいは低減できる。つまり、通常の表示モードで生じた焼き付きを改善可能なプロジェクター１０００（電気光学装置１００３）を提供できる。

（２）光源１００１から光をライトバルブ（液晶装置１００）に入射させて、ライトバルブ（液晶装置１００）を所定の温度（４０℃〜９０℃）としてリフレッシュモードを行うので、常温（２５℃）でリフレッシュモードを実行した場合に比べて、速やかに焼き付きを改善できる。また、光源１００１から光を入射させることでライトバルブ（液晶装置１００）を加温するので、ムラなく所定の温度とすることができる。

（３）ノーマリーブラックのライトバルブ（液晶装置１００）において、通電されていないときの液晶装置１００における画素Ｐの光の透過率に対して透過率の上昇が０．１％以下となるように、リフレッシュモードにおけるベタ表示の駆動電圧が設定される。したがって、焼き付きを改善すべくリフレッシュモードとしても通電されていないときと同様な黒表示となることから、リフレッシュモードとしているときの光漏れが抑制され、プロジェクター１０００（電気光学装置１００３）をリフレッシュモードとしていることが気づかれないで済む。

（４）プロジェクター１０００の電源をＯＦＦするオフシーケンスで表示されたメニュー画面において、リフレッシュモードの選択／非選択が可能であり、焼き付きの状態やプロジェクター１０００の使用状況に応じた判断に基づいてタイマーによって時間を設定してリフレッシュモードを実行できる。次回にプロジェクター１０００を用いたときには、焼き付きだけでなくフリッカーも改善された状態で、表示や照明を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）上記実施形態のプロジェクター１０００の電気光学装置１００３において、温度センサー１０１７を備えることは必須ではない。例えば、光源１００１からライトバルブ（液晶装置１００）に入射する光量と、冷却手段１００６による冷却能力との関係から、あらかじめライトバルブ（液晶装置１００）における光の照射時間と温度との関係を求めておけば、照射時間を基準としてライトバルブ（液晶装置１００）の温度を規定できる。すなわち、温度センサー１０１７がなくても、ライトバルブ（液晶装置１００）が所定の温度に達しているか否かを照射時間により判断してリフレッシュモードを実行できる。

（変形例２）上記実施形態のプロジェクター１０００の電気光学装置１００３において、ライトバルブ（液晶装置１００）を所定の温度に加温可能な加熱手段（例えば、ヒーターなど）を備えてもよい。これによれば、環境温度が常温よりも相当に低い状態（例えば、零度以下）であっても、速やかにライトバルブ（液晶装置１００）を加温して、通常の表示モードを実行できるだけでなく、電源をＯＮするオンシーケンスでリフレッシュモードを容易に実施することができる。

（変形例３）上記実施形態の電気光学装置１００３を適用可能な投射型表示装置は、照明型のプロジェクター１０００に限定されない。大型のデジタルサイネージ（電子看板）やプロジェクションマッピングが可能なプロジェクターに適用してもよい。

以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。

本願によれば、通常の表示モードにおいて例えば静止画を長時間表示して焼き付きが生じたとしても、表示パネルを常温よりも高く液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示で通電する特定表示モードとすることによって、焼き付きを効果的に改善できる。言い換えれば、通常の表示モードで生じた焼き付きを効果的に改善可能な電気光学装置を提供することができる。

上記の電気光学装置において、光源からの光を表示パネルに入射させて、表示パネルを所定の温度とすることを特徴とする。
これによれば、光源からの光を利用することによって表示パネルを加温して所定の温度とすることから、表示パネルをムラなく加温することが可能となる。すなわち、焼き付きをムラなく改善することが可能である。

また、上記の電気光学装置において、表示パネルを所定の温度に加温可能な加熱手段を有するとしてもよい。
これによれば、周囲の温度が常温より低くても表示パネルを所定の温度に素早く加温することができる。

上記の電気光学装置において、所定の温度は、４０℃以上９０℃以下であることを特徴とする。電気光学装置の環境性能を考慮すると、ネマチック相の液晶層が光学的に等方相となる相転移温度であるＮｉ点は、できるだけ高いことが望ましく、例えば１００℃程度に設定される。
これによれば、所定の温度を４０℃以上９０℃以下として特定表示モードで焼き付きを改善すれば、改善後に通常の表示モードに戻したとしても、表示品質を確保しつつ表示が可能となる。

また、上記の電気光学装置において、特定表示モードは、通電されていないときの表示パネルにおける画素の光の透過率に対して透過率の変化が０．１％以下となるように表示の駆動電圧が設定されることが好ましい。
これによれば、焼き付きを改善すべく特定表示モードとしても通電されていないときと同様な表示状態となることから、特定表示モードとしていることが分かり難くなる。つまり、電気光学装置を特定表示モードとしていることが気づかれないで済む。

また、上記の電気光学装置において、表示パネルはノーマリーブラックであって、特定表示モードは、通電されていないときの表示パネルにおける画素の光の透過率に対して透過率の上昇が０．１％以下となるように表示の駆動電圧が設定されるとしてもよい。
これによれば、焼き付きを改善すべく特定表示モードとしても通電されていないときと同様な黒表示となることから、特定表示モードとしているときの光漏れが抑制され、電気光学装置を特定表示モードとしていることが気づかれないで済む。

また、上記の電気光学装置において、特定表示モードの通電時間を設定可能なタイマーを備えることが好ましい。
これによれば、タイマーを使って特定表示モードで通電する時間を制御できる。例えば、焼き付きを改善可能な通電時間で特定表示モードを実施した後に、電源を自動的にＯＦＦするといった対応が可能となる。つまり、焼き付きを改善するための特定表示モードのＯＮ／ＯＦＦをタイマーで行うことで利便性が向上する。

本願によれば、通常の表示モードで生じた焼き付きを改善し、所望の表示品質を維持することが可能な投射型表示装置を提供することができる。

また、上記の投射型表示装置において、特定表示モードを選択可能なメニュー画面が表示されることが好ましい。
これによれば、メニュー画面を表示することにより特定表示モードを選択可能となることから、ユーザーによる特定表示モードの選択／非選択の判断と実行とが容易となる。

上記の投射型表示装置において、メニュー画面は、電源をＯＦＦするオフシーケンスにおいて表示されることが好ましい。
これによれば、オフシーケンスでメニュー画面を表示して特定表示モードを選択可能とすることで、電源をＯＦＦする前に通常の表示モードで生じた焼き付きを改善し、次に電源をＯＮして通常の表示モードとしたときには焼き付きが改善された表示状態とすることができる。

上記の投射型表示装置は、電気光学装置において、特定表示モードが実行されている期間は、光源の光量を通常の表示モードに比べて低下させることが好ましい。
これによれば、投射画面を観察する者は、特定表示モードが実行されていることを認識し難くなる。したがって、例えば照明することを含めて対象物に投射を行う場合、特定表示モードを実行している期間、不必要に対象物を照明しなくて済む。言い換えれば、第三者に気づかれずに特定表示モードを実行することができる。

上記の投射型表示装置は、表示パネルを冷却可能な冷却手段を有し、電気光学装置において、特定表示モードが実行されている期間は、冷却手段による冷却を止める、または冷却能力を低下させることが好ましい。
これによれば、冷却手段を制御することにより、表示パネルを速やかに所定の温度として特定表示モードを実行することができる。

本願によれば、通常の表示モードにおいて例えば静止画を長時間表示して焼き付きが生じたとしても、表示パネルを常温よりも高く液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、表示パネルの表示に寄与する画面内に位置する各画素に同じ駆動電圧を印加する特定表示モードとすることによって、焼き付きを効果的に改善できる。言い換えれば、通常の表示モードで生じた焼き付きを効果的に改善可能な電気光学装置を提供することができる。

１０…一対の基板のうちの素子基板、２０…一対の基板のうちの対向基板、５０…液晶層、１００…表示パネルとしての液晶装置、１０００…投射型表示装置としての照明型のプロジェクター、１００１…光源、１００３…光変調手段としての電気光学装置、１００５…投射光学系、１００６…冷却手段、１０１１，１０１２，１０１３…ライトバルブ、１０１７…温度センサー、Ｐ…画素。

Claims

一対の基板の間に挟持された液晶層を有する表示パネルを備え、
通常の表示モードと、前記表示パネルを常温よりも高く前記液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、明るさが画面内で均質となる表示で通電する特定表示モードとを選択可能である、電気光学装置。
光源からの光を前記表示パネルに入射させて、前記表示パネルを前記所定の温度とする、請求項１に記載の電気光学装置。
前記表示パネルを前記所定の温度に加温可能な加熱手段を有する、請求項１に記載の電気光学装置。
前記所定の温度は、４０℃以上９０℃以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
前記特定表示モードは、通電されていないときの前記表示パネルにおける画素の光の透過率に対して前記透過率の変化が０．１％以下となるように前記表示の駆動電圧が設定される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
前記表示パネルはノーマリーブラックであって、
前記特定表示モードは、通電されていないときの前記表示パネルにおける前記画素の光の透過率に対して前記透過率の上昇が０．１％以下となるように前記表示の駆動電圧が設定される、請求項５に記載の電気光学装置。
前記特定表示モードの通電時間を設定可能なタイマーを備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
光源と、
前記光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段と、
前記光変調手段によって変調された表示光を拡大して投射する投射光学系と、を備え、
前記光変調手段として、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置が用いられている、投射型表示装置。
前記特定表示モードを選択可能なメニュー画面が表示される、請求項８に記載の投射型表示装置。
前記メニュー画面は、電源をＯＦＦするオフシーケンスにおいて表示される、請求項９に記載の投射型表示装置。
前記電気光学装置において、前記特定表示モードが実行されている期間は、前記光源の光量を前記通常の表示モードに比べて低下させる、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
前記表示パネルを冷却可能な冷却手段を有し、
前記電気光学装置において、前記特定表示モードが実行されている期間は、前記冷却手段による冷却を止める、または冷却能力を低下させる、請求項１１に記載の投射型表示装置。
一対の基板の間に挟持された液晶層を有する表示パネルを備え、
通常の表示モードと、前記表示パネルを常温よりも高く前記液晶層のＮｉ点よりも低い所定の温度にして、前記表示パネルの表示に寄与する画面内に位置する各画素に同じ駆動電圧を印加する特定表示モードとを選択可能である、電気光学装置。