JP5268420B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶変調素子を用いた液晶表示装置に関する。

従来、液晶素子を用いた液晶表示装置としては、例えば、液晶プロジェクタや液晶ディスプレイ等が知られている。この種の液晶表示装置に使用される液晶素子には、例えば、透過型の液晶素子として用いられるＴＮ（ねじれネマチック）型液晶素子や、反射型の液晶素子として用いられるＶＡＮ（垂直配向ネマチック）型液晶素子などがある。

これらの液晶素子は、透明電極（共通電極）を有する第一の透明基板と、画素を形成する透明電極（画素電極）及び配線、スイッチング素子等を有する第二の透明基板との間に、液晶を封入した構造になっている。この液晶を封入した部分を特に液晶層と呼ぶ。

これらの液晶素子は、液晶を通過する光の偏光状態を制御することにより画像を形成している。これは液晶素子の電極間の電圧を制御することにより、液晶層に電界を生じさせ液晶分子の配向方向を変え、通過する光の偏光状態を変えられる性質を利用している。

しかし、液晶層の内部や液晶層を囲む外壁材等には荷電性粒子が存在しており、特に高温環境下において液晶を駆動することで、これらの荷電性粒子がドリフト（移動）する。そして、これらの荷電性粒子は、液晶層内部で直流電界成分となり、液晶層界面の配向膜又は電極界面に付着し、液晶分子の配向方向に沿ってドリフト及び堆積することになる。

また、有機配向膜を有する液晶素子においては、高温環境下において液晶を駆動することによる荷電性粒子のドリフトに加え、液晶素子に光が入射することによって配向膜や液晶やシール材等の有機材料が分解されて荷電性粒子が発生することもある。これらの荷電性粒子も、液晶層内部で直流電界成分となり、液晶層界面の配向膜又は電極界面に付着し、さらに液晶分子の配向方向にドリフト及び堆積する。

これらの液晶層の特定領域に堆積した荷電性粒子によって、液晶に印加される実効電界が変化してしまうと、予定通りの偏光状態の制御ができず、画像の品位を劣化させることになってしまう。

このような問題に関する対策が、特許文献１〜４にて開示されている。
特許文献１には、画像表示動作時以外のときに、液晶セルの画素電極及び対向電極の少なくとも一方の電位をグランドレベルにすることによって、焼きつき現象を起こす要因となるイオンを配向膜や電極界面から解離させる方法が開示されている。

また、特許文献２には、液晶素子の非表示領域にイオントラップ電極領域を設け、該イオントラップ電極に直流電圧を印加することで画像表示に影響を与えない非表示領域のイオントラップ電極領域に不純物イオンを吸着する方法が開示されている。

また、特許文献３には、画素電極と異なる位置に金属膜電極を配置し、金属膜電極と共通電極との間に直流電圧を印加することで、表示領域における可動性イオンの濃度を低減し、フリッカー現象を抑制する方法が開示されている。

さらに、特許文献４には、液晶封入口近傍の２枚の電極基板に設けられた対向する面に、透明電極と独立して設置されたイオントラップ電極を設け、このイオントラップ電極に電圧を印加してイオン性不純物をトラップする方法が開示されている。

以上のように、外部からの電圧制御によって液晶素子内部の荷電性粒子をコントロールすることで、画像表示の品位を改善することが可能である。
特開２００５−５５５６２号公報 特開平８−２０１８３０号公報 特開平１１−３８３８９号公報 特開平５−３２３３３６号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された方法では、液晶素子の回路内部に対向電極をグランドレベルに落とすためのスイッチング部を設ける必要があるため、液晶素子の製造工程が増えてしまう。また、対向電極をグランドレベルにするだけでは、配向膜や電極界面に付着しているイオンを引き剥がす力がクーロン力に比べて弱く、効果が低い。

また、特許文献２〜４にて開示されている方法では、非表示領域に新たにイオンを引き寄せるイオントラップ電極を設けるため、やはり製造工程が増加してしまう。しかも、イオン不純物の引き寄せはクーロン力で行われるが、クーロン力は距離の２乗に反比例するため、イオントラップ電極から離れた位置に発生するイオンを効率良く引き寄せることができない。

本発明は、液晶素子に新たなスイッチング部やイオントラップ電極等の構成を追加することなく、液晶層の荷電性粒子の堆積による影響を回避できるようにした液晶表示装置を提供することを目的とする。

この様な課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、液晶素子と、前記液晶素子の画像形成面内における複数位置の前記液晶素子の液晶層に印加する電界それぞれの時間平均強度を相互に略同一強度とする第１のモードまたは、前記液晶素子の画像形成面内における複数位置の前記液晶層に印加する電界それぞれの時間平均強度を相互に異なる強度とする第２のモードで、前記液晶素子を動作させる液晶駆動手段と、前記液晶層内の荷電性粒子の状態に応じて、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記液晶素子を動作させるか否かを決定し前記液晶駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、照射手段の光の照射状態に応じて、液晶層に印加する電界の強度を決定するようにしたので、液晶層内で堆積した荷電性粒子を強制的に浮遊させたり拡散させたりすることができる。このため、液晶素子に新たなスイッチング部やイオントラップ電極等の構成を追加することなく、荷電性粒子の影響による画像の品位の低下を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

液晶素子を備えた液晶表示装置として、プロジェクタについて説明する。

図１は、本実施例のプロジェクタの主要な構成要素を示した図である。

１０１は、プロジェクタの各ブロックを制御するための制御部である。１０２は、制御信号や映像信号等の各種信号が行き来するためのデータバスである。１０３は、ユーザからの操作を受け付ける操作部である。１０４は、プロジェクタの各ブロックへの電源供給を制御する電源部である。

１０５は、ＰＣやＤＶＤプレイヤー、テレビチューナー、メモリカード等からの映像信号を受け付ける入力部である。１０６は、入力部により入力された映像信号の解像度を変換し、後述する液晶素子の交流駆動のため、入力された映像信号のフレームを倍にし、液晶素子による画像形成に適した補正をする画像処理部である。画像処理部１０６では、入力された画像のガンマ特性を補正したり、光学系により発生する輝度むらをキャンセルするような補正をしたりしている。

また、１０７は、画像処理部により補正を加えられた映像信号に基づいて、液晶部１０８内の液晶素子に画像を形成する。例えば、３つの液晶素子を利用するタイプのプロジェクタであれば、３つの色別に液晶素子を制御し各色毎の画像を液晶素子に形成する。この場合、後述の光源１０９から入力された光を３つの色に分解し、各色の光を各色に対応する液晶素子に対して供給し、各色別の光学像を形成し、その光学像を再び合成して後述の投影光学系１１１へ出力するようになっている。本実施例では、液晶素子は、例えば垂直配向モード（ＶＡＮモード）であって、電極層に対して液晶層の液晶分子が略垂直に配向しているものを用いている。

また、１０９は、画像を不図示のスクリーンに投影するための光を発する光源である。１１０は、光源１０９のオン／オフ動作や光量の制御をする光源制御部である。１１１は、液晶部１０８を通過して得られた光学像を不図示のスクリーンに投影するための投影光学系である。１１２は、投影光学系１１１のズームやフォーカス等を調整するよう投影光学系１１１を制御するの光学系制御部である。

また、１１３は、光源付近及び、液晶素子近傍の温度を測定して（温度測定を行い）、その結果を制御部１０１に送信している。すなわち、液晶素子の動作に関連する温度を測定していることになる。また、１１４は、不図示の電池等により動作するタイマーであって、計時動作を行いその結果を制御部１０１に送信している。すなわち、液晶素子の動作に関連する時間を計測していることになる。また、１１５は、光センサであって、投影光学系に達した光を計測する（測光する）そして、その結果を制御部１０１に送信している。

制御部１０１は、温度検出部１１３、タイマー１１４、光センサ１１５から取得したデータのうちの少なくとも一つのデータを利用して、プロジェクタの電源部１０４や、液晶駆動部１０７、光源制御部１０９等を制御をする。

ここで、通常のプロジェクタの動作について説明する。

本実施例のプロジェクタの制御部１０１は、操作部１０３により電源ＯＮの指示がなされたことにより、電源部１０４に各ブロックに電源を供給するように指示をだし、各ブロックを待機状態にする。そして、電源が投入された後、制御部１０１は、光源制御部１１０に光源１０９からの発光を開始するように指示をだす。次に、制御部１０１は、光学系制御部１１２に投影光学系１１１を調整するよう指示をだす。光学系制御部１１２は、不図示のスクリーンとの距離を取得し、自動的に投影光学系１１１を制御して、ズームやフォーカスを制御する。また、ユーザによる操作部１０３の操作により、光学系制御部１１２は、投影光学系１１１を調整しても良い。

このようにして、投影の準備が整う。次に、入力部１０５により入力された映像信号は、画像処理部１０６により液晶部１０８に適した解像度に変換され、また、ガンマ補正や輝度ムラ対策用補正が加えられる。そして、画像処理部１０６により補正を加えられた映像信号は、液晶駆動部１０７により液晶部１０８に画像として形成される。

通常、映像信号が入力された液晶素子は、配列画素のラインごとに、印加する電界の正負極性を反転し、かつ該極性を６０ヘルツ等の所定周期で切り換えるライン反転ドライブ方法が採用される。また、配列画素の全てに印加する電界の正負極性を所定周期で反転するフィールド反転ドライブ方法も用いられる。これは、液晶の印加される電界の極性が逆であっても分子の配向方向を変えて光の偏光状態を変えることができる性質を利用したものである。

次に、液晶部１０８の液晶素子の構造例について図２、図３を用いて説明する。本実施例では、反射型液晶プロジェクタに使用される液晶素子について説明する。

図２は、液晶素子の一部の断面構造を示している。

図２において、２０１はＡＲコート膜、２０２はガラス基板、２０３はガラス基盤２０２上に形成された透明電極により形成される透明電極膜（第１の電極層）である。２０４は透明電極膜２０３と後述する液晶層２０５との間に配置された第１の配向膜である。

２０５は第１の配向膜２０４と第２の配向膜２０６との間に配置された液晶層である。２０７は透明電極膜２０３に対向配置され、アルミ等の金属により形成された反射画素電極層（第２の電極層）である。２０８は反射画素電極層２０７が形成されたＳｉ基板である。なお、透明電極膜２０３及び反射画素電極層２０７は、以下まとめて電極層という場合もある。

図３は、液晶素子をガラス基盤２０２側から見た図である。

図３において、３０１は配向膜２０４によって配向された液晶分子のダイレクタ方向（プレチルト方向）、３０２は配向膜２０６によって配向された液晶分子のダイレクタ方向（プレチルト方向）、３０３は画像形成面の液晶有効表示領域である。液晶素子では、液晶に電界を印加した際に、液晶分子が決められた方向に傾くように、配向膜上に配置された液晶の分子の傾きをあらかじめ数度傾けている、この傾けられた方向をダイレクタ方向と言う。ダイレクタ方向３０１および３０２は、共に配向膜の面に対して垂直な方向に数度傾むいており、かつ、互いに相反していて、有効表示領域３０３の短辺３０３ａおよび長辺方向３０３ｂに対して約４５度の方向に配向処理がなされている。

通常の動作中は、この液晶素子上に画像を形成するために、液晶駆動部１０７は、例えば、透明電極膜２０３の電圧を一定（例えば７Ｖ）にし、反射画素電極層２０７の電圧を交流波形にする。これにより透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７との間に、交流電界を生じさせている。交流電界の発生方法はこのやり方に限られるものではない。このときの透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７に印可する電圧の様子を図４に示す。

図４は、透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７に印可する電圧の様子を示す図である。

図４において、４０１は、透明電極膜２０３に印加する電圧であり、４０２は、反射画素電極層２０７に印加する電圧である。反射画素電極層２０７に印加する電圧４０２は、７Ｖを中心とする振幅７Ｖ、周波数６０Ｈｚの交流電圧である。一般に、透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７との間の電位差の極性にかかわらず、光の偏光状態の変化の割合は、電位差の絶対値に依存するので、フリッカーが発生してしまわないよう、電圧４０２の中心電圧は電圧４０１と略一致させている。

ここで、本実施例のプロジェクタが長期間使用された場合の液晶素子の状態
について説明する。

光源により発せられる高輝度な光照射により液晶素子１０４は、長期間温度が上がった状態となる。この状態で液晶分子が駆動すると、電荷を持った荷電性粒子が反射画素電極２０７側の配向膜２０６界面に沿って液晶分子のダイレクタ（プレチルト）方向に進んでしまう。この荷電性粒子は、液晶層２０５および液晶層２０５周辺の有機物質であるシール材料、配向膜界面２０４、２０６、電極層界面２０３、２０７等に存在していたものであり、高温状態で液晶分子を駆動することにより移動してしまうのである。

この荷電性粒子は、液晶素子の画像形成面内における液晶の液晶分子のあらかじめ傾けられている方向に移動する特性がある。

この荷電性粒子は、移動後に液晶層２０５内の例えば、有効表示領域内の角等の配向方向に依存する場所に堆積してしまうことになる。荷電性粒子が堆積した様子を図５、図６に示す。

図５は、液晶素子の一部の断面構造を示しており、同図において、荷電性粒子は５０１で示される。また、図６は、各液晶素子をガラス基盤側から見た図であり、同図においても、荷電性粒子は５０１で示される。

このように荷電性粒子が堆積すると、電極間に所定の電圧を与えたとしても液晶層に与えられる電界の強度は荷電性粒子の電荷によって減少もしくは増加し、実質的に液晶層へ印加される電界は減衰もしくは増長してしまうことになる。そうすると、液晶層の特定領域に堆積した荷電性粒子によって、液晶に印加される実質的な電界強度が変化してしまい、偏光状態の制御が予定通りに行われず、画像の品位を劣化させてしまうという問題が発生する。

このように、荷電性粒子５０１が堆積してしまった状態を回避するために液晶層の特定領域に堆積した荷電性粒子をまず、電極層から引き離し、次に、液晶層内全体に拡散させるようにする。具体的には、負の電荷を有する荷電性粒子が堆積してしまっている場合には、堆積している側の電極層から逆の電極層に向かうような電界を印加し、荷電性粒子を液晶層内で浮遊させる。そして、次に、荷電性粒子を液晶層内全体に拡散させるために、荷電性粒子の多く存在する位置にその他の位置に印加する電圧よりも低い電圧を印加することにより、
荷電性粒子を拡散させる。

そこで、本実施例では、液晶駆動部１０７は、液晶部１０８の液晶素子を以下のように動作させる。

この場合、液晶層に印加する電界の正負極性を反転し極性を所定周期で切り換える駆動方法ではなく、例えば、液晶層に印加する電界の極性が変化しないような駆動方法を用いる（液晶層に直流電界を印加する）。

図５のような状態で堆積した荷電性粒子５０１を浮遊させるために、液晶駆動部１０７は、例えば、液晶素子の透明電極膜２０３に正、反射画素電極層２０７に負の電圧が印加されるように電圧調整を行う。そして、制御部１０１は、液晶駆動部１０７による電圧の印加時間を予め決められた時間になるように制御する。これにより、反射画素電極層２０７側に堆積していた負の電荷を有する荷電性粒子５０１は、反射画素電極層２０７に印加した負の電圧に対し反発し、図７に示すように浮遊することになる。このときの透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７に印可する電圧の様子を図８に示す。

図８は、透明電極膜２０３と反射画素電極層２０７に印可する電圧の様子を示す図である。図８において、８０１は、透明電極膜２０３に印加する電圧を示し、８０２は、反射画素電極層２０７に印加する電圧を示す。

また、反射画素電極層２０７に印加する電圧は、透明電極膜２０３に印加する電圧よりも低ければ、電圧の極性は問わない。すなわち、液晶層２０５に印加される電界の極性がほぼ変わらないような電圧であればよい。

また、液晶素子の画像形成面内の複数位置それぞれにおいて、液晶層２０５に印加される電界の時間平均強度が、相互に略同一強度となればよい。

本実施例では、時間的に平均して、透明電極膜２０３から反射画素電極層２０７に向かうような電界が印加されれば、反射画素電極層２０７に印加する電圧が一時的に透明電極膜２０３に印加する電圧を越えても良い。

このように電界を印加する駆動モード（第１のモード）により、液晶層２０５内の荷電性粒子５０１を浮遊させることができる。

次に、浮遊させた荷電性粒子５０１を拡散させる動作について説明する。

浮遊させた荷電性粒子５０１を拡散させるために、液晶駆動部１０７は、浮遊させた荷電性粒子５０１を堆積していた対角とは逆の対角の方向に荷電粒子５０１を引き寄せるように電極層に電圧を印加する。そのため、例えば、反射画素電極層２０７の電圧を、液晶素子の表示位置によって異ならせ、所定時間電圧を印加することにより荷電性粒子５０１をクーロン力により移動させる。

透明電極膜２０３に印加されている電圧は約７Ｖ一定とし、反射画素電極層２０７に印加する電圧を一定の電圧とした場合について説明する。図９は、反射画素電極層２０７に印加する電圧の分布を示した図である。

図９において、反射画素電極層２０７に印加する電圧が高い部分を白色に、電圧が低い部分を黒色に表現されている。図９の９０１、９０２の位置は、荷電性粒子５０１の量が多い位置であり、９０３、９０４の位置は、荷電性粒子５０１の量が少ない位置である。したがって、荷電性粒子５０１の極性が負である場合には、９０３、９０４の位置の反射画素電極層２０７に正の電圧を印加し、荷電性粒子５０１を引き寄せることになる。

図９において、９０５の位置に印加する電圧は低く、９０７の位置に印加する電圧は高く、９０６の位置に印加する電圧は９０５の位置に印加する電圧よりも大きく、９０７の位置に印加する電圧よりも小さい値になる。

本実施例において、反射画素電極層２０７に印加する電圧は一定値として説明したが、これは、不規則に変動する電圧であっても、交流電圧であっても良い。すなわち、９０５の位置の液晶に印加する電界強度の積分値が、９０６、９０７の位置の液晶に印加する電界強度の積分値よりも小さければよく、９０７の位置の液晶に印加する電界強度の積分値が、９０５、９０６の位置の液晶に印加する電界強度の積分値よりも大きければよい。図１０に９０５から９０７の位置における反射画素電極層２０７に印加する電圧を示す。本実施例では、反射画素電極層２０７に印加する電圧を一定の電圧とした場合について説明する。

図１０は、液晶素子の表示位置毎の反射画素電極層２０７に印加する電圧を示す図である。図１０において、１００１は、９０７の位置における反射画素電極層２０７の電圧を示し、１００２は、９０６の位置における反射画素電極層２０７の電圧を示し、１００３は、９０５の位置における反射画素電極層２０７の電圧を示す。また、１００４は、透明電極膜２０３に印加している電圧を示している。

本実施例の液晶素子が、例えば、透明電極膜２０３に印加する電圧を７Ｖとし、反射画素電極層２０７に印加する電圧が７Ｖとしたとき（電界がほぼ発生しない状態）、光を透過させないものであったとする。そして、反射画素電極層２０７に印加する電圧が１４Ｖとしたときにはある偏光方向の光をほとんど透過する液晶素子であったとする。そうすると、液晶素子には、図９に示すようなパターンの画像が形成されることになる。

また、９０５の位置に印加する電圧が０Ｖであった場合には、液晶素子はある偏光方向の光をほとんど透過するので、明るくなる。従って、９０５の位置が明るくなり、９０６の位置が暗くなり、９０７の位置が再び明るくなるようなパターンの画像が形成されることにもなりえる。

また、９０７の位置の反射画素電極層２０７に印加する電圧が７Ｖであった場合には、液晶素子は光を透過させないので、暗くなる。従って、９０５の位置が明るくなり、９０６の位置が薄明るくなり、９０７の位置が暗くなるようなパターンの画像が形成されることにもなりえる。

また、液晶素子の画像形成面内の複数位置それぞれにおいて、液晶に印加される電界の時間平均強度が、相互に異なる強度となればよい。このように電界を印加する駆動モード（第２のモード）により、液晶層２０５内の荷電性粒子５０１を拡散させることができる。

このような電圧を反射画素電極層２０７に印加することにより、液晶層２０５に印加される電界を制御して、負の電荷を有する荷電性粒子５０１を浮遊させ、拡散させることができるので、画像の品位の低下を抑制することができる。

本実施例では、荷電性粒子は負の電荷を有している例について説明しているが、正の電荷を有している荷電性粒子が透明電極層２０３側に堆積することもある。正の電荷を有している荷電性粒子が堆積した場合にも本実施例とほぼ同様の動作を、極性を変えて行うことにより荷電性粒子の浮遊、拡散を行うことができることは言うまでもない。

次に、上述した、プロジェクタの動作のうち、荷電性粒子５０１を浮遊させるための動作と、拡散させるための動作の制御について説明する。

本実施例においては、液晶素子の荷電性粒子５０１の浮遊のための動作を「浮遊動作」と、荷電性粒子５０１の拡散のための動作を「拡散動作」と称する。また、本実施例においても、荷電性粒子５０１は、負の電荷を有しているものとする。

液晶素子内で荷電性粒子は、液晶素子を駆動させることにより、液晶内に含まれている逆極性の電荷と結合してしまうことがある。逆極性の電荷と結合してしまった荷電性粒子は、結合した電荷により中性状態になってしまう。このような荷電性粒子には、浮遊動作、拡散動作を行うための電界を印加してもクーロン力が働かず、浮遊、拡散させることができない。

このように中性状態になってしまった荷電性粒子は、長時間液晶素子を駆動していない状態で放置することにより、自然に逆極性の電荷との結合を解除し、元の荷電性粒子になる。この状態では、例えば、負の電荷を有している荷電性粒子となっている。

そこで、本実施例では、液晶素子内の荷電性粒子の状態に応じて、浮遊動作または拡散動作を実行するか否かを決定するようにすることで、荷電性粒子の浮遊または拡散が有効に行われる場合に、浮遊動作または拡散動作を行うことができる。

具体的には、制御部１０１は、液晶駆動部１０７を制御して、液晶素子内の荷電性粒子が逆極性の電荷と結合していないときは、浮遊動作、拡散動作を行い、逆極性の電荷と結合しているときは、浮遊動作、拡散動作を行わないようにする。

ここで、液晶素子内の荷電性粒子の状態を推定する方法について説明する。

先述したように、このように中性状態になってしまった荷電性粒子は、長時間液晶素子を駆動していない状態で放置することにより、自然に逆極性の電荷との結合を解除し、元の荷電性粒子になる。

したがって、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かが判定できれば、液晶素子内の荷電性粒子の状態を推定できることになる。

本実施例では、液晶素子の温度、光源の温度、電源ＯＦＦから電源ＯＮまでの時間、光源から照射される光の光量（光束）により、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定するようにしている。

液晶素子の温度より、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定する場合は、温度検出部１１３により検出された液晶素子の温度を用いる。制御部１０１は、温度検出部１１３により検出された温度が所定の値よりも大きい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態ではなかったと判定し、小さい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態であったと判定する。この場合、所定の値を例えば、２５度や２０度程度とする。

光源の温度より、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定する場合は、温度検出部１１３により検出された光源の温度を用いる。制御部１０１は、温度検出部１１３により検出された温度が所定の値よりも大きい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態ではなかったと判定し、小さい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態であったと判定する。この場合、所定の値を例えば、２５度や２０度程度とする。

電源ＯＦＦから電源ＯＮまでの時間より、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定する場合は、タイマー１１４により得られた時間を用いる。タイマーは、電源ＯＦＦされてから電源ＯＮされるまでの時間を計測している。制御部１０１は、タイマー１１４から得られた時間の情報が所定の値よりも大きい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態であったと判定し、小さい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態ではなかったと判定する。この場合、所定の値を例えば１００時間、２００時間程度とする。

光源から照射される光の光量（光束）より、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定する場合は、光センサ１１５により得られた光量や光束を用いる。制御部１０１は、光センサ１１５から得られた光量が所定の値よりも小さい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態であったと判定し、大きい場合には、長時間液晶素子が駆動していない状態ではなかったと判定する。
この様にして、長時間液晶素子が駆動していない状態であったか否かを判定する。

ここで、本実施例のプロジェクタの浮遊動作と拡散動作の制御について説明する。図１１は、浮遊動作と拡散動作の制御について説明するためのフロー図である。

まず、操作部１０３により電源ＯＮの指示がなされたことに応じて、操作部１０１は、電源部１０４に各ブロックに電源を供給するよう指示をだす（Ｓ１１０１）。

各ブロックに電源が供給されると、制御部１０１は、液晶素子が長時間駆動していない状態であったか否かを判定する（Ｓ１１０２）。

液晶素子が長時間駆動していない状態ではなかったと判定さると（Ｓ１１０２でＮｏ）は、制御部１０１は、液晶駆動部１０７に、液晶部１０８を通常どおりに動作させるように指示をする。（Ｓ１１０８）
また、液晶素子が長時間駆動していない状態であったと判定されると（Ｓ１１０２でＹｅｓ）、制御部１０１は、浮遊動作を行うよう液晶駆動部１０７に指示を出す（Ｓ１１０３）。

そして、制御部１０１は、タイマー１１４により計時された時間情報を逐次受け取り、電源ＯＮされてからの時間ｔが、浮遊動作時間ｔ１（例えば電源ＯＮから８秒）経過したか否かを判定する（Ｓ１１０４）。電源ＯＮされてからの時間ｔが、浮遊動作時間Ａｔ２経過したと判定した場合は、制御部１０１は、液晶駆動部１０７に拡散動作を行わせるように指示を出す（Ｓ１１０５）。

そして、制御部１０１は、タイマー１１４により計時された時間情報を逐次受け取り、電源ＯＮされてからの時間ｔが、拡散動作時間ｔ２（例えば電源ＯＮから２０秒）経過したか否かを判定する（Ｓ１１０６）。

電源ＯＮされてからの時間ｔが、拡散動作時間Ａｔ２経過したと判定した場合は、制御部１０１は、液晶駆動部１０７に拡散動作を停止させるよう指示を出す（Ｓ１１０７）。そして、制御部１０１は、液晶駆動部１０７に、液晶部１０８を通常どおりに動作させるように指示をする（Ｓ１１０８）。

その後、ユーザにより通常の使用形態でプロジェクタが使用される。

次に、通常の画像を投影した後に、操作部１０３により電源ＯＦＦの指示がされたことに応じて（Ｓ１１０９）、制御部１０１は、電源部１０４にプロジェクタの各ブロックに電源を供給するよう指示をだす。

以上のようにして、本実施例のプロジェクタは、液晶素子内の荷電性粒子の状態に応じて、荷電性粒子の浮遊または拡散が有効に行われる場合に、浮遊動作または拡散動作を行うことができる。

本実施例では、温度検出部１１３により得られた情報、タイマー１１４により得られた情報、光センサ１１５により得られた情報を複合的に考慮して、液晶素子が長時間駆動していない状態か否かを判定しても良い。つまり、温度検出部１１３により得られた情報、タイマー１１４により得られた情報、光センサ１１５により得られた情報を複合的に考慮して、液晶素子内の荷電性粒子の状態を推定しても良い。

また、本実施例では、プロジェクタについて説明したが、液晶素子を有する表示装置であれば例えば、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、デジタルカメラ、ポータブルゲーム機、携帯電話等にも、適用することできる。

（他の実施例）
実施例１、２は、垂直配向モードの液晶変調素子に対するものであるが、上記実施例の印加電圧制御を、垂直配向モード以外のＴＮ，ＳＴＮ，ＯＣＢ型等の液晶変調素子に適した形態に変形してこれらの液晶変調素子に適用してもよい。また、透過型液晶変調素子に適した形態に変形して実施してもよい。

本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。

本発明を適用したプロジェクタのブロック図である。 液晶素子の断面を示した図である。 液晶素子の表示面のプレチルト方向を示した図である。 透明電極膜と反射画素電極層に印加する電圧を示した図である。 液晶素子に荷電性粒子が堆積した様子を示した図である。 液晶素子に荷電性粒子が堆積した様子を示した図である。 液晶層内で荷電性粒子が浮遊した様子を示した図である。 透明電極膜と反射画素電極層に印加する電圧を示した図である。 反射画素電極層に印加する電圧の分布を示した図である。 液晶素子の表示位置毎の反射画素電極層に印加する電圧を示す図である。 浮遊動作と拡散動作の制御について説明するためのフロー図である。

符号の説明

１０１ 制御部
１０２ データバス
１０３ 操作部
１０４ 電源部
１０５ 入力部
１０６ 画像処理部
１０７ 液晶駆動部
１０８ 液晶部
１０９ 光源
１１０ 光源制御部
１１１ 投影光学系
１１２ 光学系制御部
１１３ 温度検出部
１１４ タイマー
１１５ 光センサ

Claims (11)

1. 液晶素子と、
   前記液晶素子の画像形成面内の複数位置それぞれにおいて前記液晶素子の液晶層に印加する電界の時間平均強度を相互に略同一強度とする第１のモードの後に、前記液晶素子の画像形成面内の複数位置それぞれにおいて前記液晶層に印加する電界の時間平均強度を相互に異なる強度とする第２のモードで、前記液晶素子を動作させる液晶駆動手段と、
   前記液晶層内の荷電性粒子の状態に応じて、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記液晶素子を動作させるか否かを決定し前記液晶駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記制御手段は、前記荷電性粒子の状態が極性を有する状態であった場合には、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記液晶素子を動作させることを決定し、前記荷電性粒子の状態が極性を有しない状態であった場合には、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記液晶素子を動作させないことを決定することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶素子の動作に関連する時間を計測する計時手段を有し、
   前記制御手段は、前記計時手段により得られた情報から前記荷電性粒子の状態を決定す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。
4. 前記液晶素子に関連する温度を計測する温度測定手段を有し、
   前記制御手段は、前記温度測定手段により得られた情報から前記荷電性粒子の状態を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶素子に光を照射する照射手段と
   前記照射手段により照射された光を計測する測光手段を有し、
   前記制御手段は、前記測光手段により得られた情報から前記荷電性粒子の状態を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶素子に光を照射する照射手段と、
   前記照射手段に関連する温度を計測する温度測定手段を有し、
   前記制御手段は、前記温度測定手段により得られた情報から前記荷電性粒子の状態を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
7. 前記第２のモードは、前記液晶素子の画像形成面内における前記液晶の液晶分子のあらかじめ傾けられている方向とは異なる方向の複数位置の前記液晶に印加する電界それぞれの時間平均強度を相互に異ならせるモードであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶素子は、前記液晶の液晶分子が前記第１の電極層及び前記第２の電極層に対して略垂直に配向していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の液晶表示装置。
9. 第１の電極層と第２の電極層と液晶層とを有する液晶素子と、
   前記第１の電極層または第２の電極層に堆積した、荷電性粒子を前記液晶層内に浮遊させる第１のモードの後に、前記液晶層内に浮遊させた前記荷電性粒子を拡散させる第２のモードで前記液晶素子を動作させる液晶駆動手段と、
   前記液晶素子の非駆動時間に応じて、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記液晶素子を動作させるか否かを決定し、前記液晶駆動手段を制御する制御手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
10. 前記第２のモードは、前記液晶素子の画像形成面内における前記液晶の液晶分子のあらかじめ傾けられている方向とは異なる方向の複数位置の前記液晶に印加する電界それぞれの時間平均強度を相互に異ならせるモードであることを特徴とする請求項９項記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶素子は、前記液晶の液晶分子が前記第１の電極層及び前記第２の電極層に対して略垂直に配向していることを特徴とする請求項９または１０記載の液晶表示装置。

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