【手続補正書】
【提出日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
液晶変調素子（液晶表示素子）には、透明電極（共通電極）を有する第１の透明基板と、画素を形成する透明電極（画素電極）や配線、スイッチング素子等を有する第２の透明基板との間に誘電異方性が正であるネマチック液晶を封入したものがある。この液晶変調素子は、液晶分子長軸を２枚のガラス基板間で連続的に９０°ねじった、いわゆるＴＮ（Twisted Nematic）液晶変調素子と称され、透過型の液晶変調素子として用いられている。また、上記第２の透明基板に代えて、反射鏡、配線及びスイッチング素子等を有する回路基板を用いたものもある。この液晶変調素子は、液晶分子長軸を２枚の基板に対してほぼ垂直にモメオトロピック配向させた、いわゆるＶＡＮ（Vertical Arrangement Nematic）液晶変調素子と称され、反射型液晶変調素子として用いられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
このようなＥＣＢ効果を用いて光強度を変調する液晶変調素子においては、液晶層に電界を印加することによって、該液晶層に存在するイオン性物質が移動する。液晶層に直流電界を与え続けると、イオン性物質が対向する２つの電極のどちらかに引き寄せられる。これにより、電極に与えられる電圧が一定であっても、液晶層に与えられる電界がイオンの電荷によって相殺され、実質的に液晶層へ印加される電界が減衰する。このような現象を回避するために、一般に、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替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。これらのドライブ方法により、液晶層にかかる電界が一定の極性にならないようにし、イオンの偏りを抑制することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
しかしながら、オーバードライブを用いて液晶変調素子に動画像を長時間表示し続ける場合において、液晶層に印加される電圧の時間平均をとると、液晶層に直流電圧成分が印加される結果となる。これは、ある階調において、正負のオーバードライブ量に相当する液晶印加電界（以下、単に電圧ともいう）の絶対値がアンバランスとなるためである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
例えば、黒と、ある中間調の表示を周期的に繰り返す場合を考える。この場合、電圧が印加されていない黒表示状態から中間調表示状態への階調変化に際してあるオーバードライブ量に相当する電圧が印加されるが、中間調表示状態から黒表示状態への階調変化に際してのオーバードライブ量に相当する電圧は零である。そして、このような液晶層に印加される電圧のアンバランスが、例えば縞模様の画像をある特定のスピードで一方向に動かしながら表示（画面上でスキャン）し続けるような動画像表示において顕著に発生し、該アンバランス相当分が累積することで、液晶層に直流電圧成分が印加される状態となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ただし、画像投射装置のようなマイクロディスプレイを用いる液晶表示装置では、ライン反転駆動やドット反転駆動を行うことによって液晶の配向の異常（ディスクリネーション）が発生し、これによる表示画像への悪影響がある。このため、最近では、1フィールドを同一極性で駆動するフィールド反転駆動の使用例が増えている。しかしながら、このフィールド反転駆動では、オーバードライブによる液晶層への直流電圧成分の印加を抑えることが難しい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
但し、液晶層に直流電圧成分が印加されることにより発生する問題は、特許文献１にて説明されている「しみ」だけではない。すなわち、焼きつきやフリッカの発生といった問題も引き起こされる。したがって、液晶層への直流電圧成分の印加を根本的に抑制させる必要がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明によれば、オーバードライブ等のように液晶層に正負が非対称となる電界を印加して液晶変調素子を駆動する場合でも、液晶層への直流電圧成分の印加を抑えることができる。このため、焼きつきやフリッカ等の表示品位を低下させる現象の発生を効果的に抑制することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
２００は液晶変調素子である。該液晶変調素子２００は、互いに対向するように配置された電極２０１，２０５と、これら電極２０１，２０５の間に配置された液晶層２０４とを有する。電極２０１，２０５と液晶層２０４との間には、液晶配向を揃えるための配向膜２０３が設けられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
複数の画素電極（第２の電極）２０５は、画像情報を表示するための画素電極である。各画素電極２０５には、信号線２０６ｂを介して電極走査回路２０７が接続されている。電極走査回路２０７には、信号線２０６ａを通じて、コントロール回路２１３からの制御信号が供給される。電極走査回路２０７は、信号線２０６ｂを介してそれぞれの画素電極２０５に制御信号に応じた交流駆動電圧を供給する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本実施例では、後に詳しく説明するが、液晶層２０４に、上記共通電圧に応じた中心電位に対して、対称に正負が反転する交流電界が印加されるように、電極２０１，２０５の間に与える電位差、つまりは交流駆動電圧を制御する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
このとき、該１画素に対応する液晶層２０４の部分には、図１Ｂに示すような交流電界（交流電圧）が印加される。この交流電界は、通常の入力画像信号の周波数である６０Ｈｚ（あるいは、５０Hｚ）の倍の周波数、すなわち１２０Ｈｚ（１００Ｈｚ）で正と負の電界として液晶層２０４に印加される。この正又は負の電界が印加されるごとに、液晶変調素子２００に画像（フィールド画像）の書き込み（電圧の印加）が行われる。ここで、正の電界（電圧）とは、共通電極２０１（光が入出射する側の電極）が画素電極２０５（光を反射する側の電極）に対して正であってもよいし、その逆でもよい。したがって、負の電界（電圧）とは、その正の電界の逆であればよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
液晶層２０４では、液晶印加電圧の絶対値に対応した配向になり、図１Ｆに示すように、液晶印加電圧の振幅が変動するタイミングで輝度が変化する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図１Bに示すような正負対称な交流駆動を行うことにより、液晶層２０４に直流電圧成分が印加されることを抑制し、焼きつきやフリッカの発生を減少させる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
そして、本実施例における第１の制御では、図１Ｂに示すように、１フレームごとに、まず正の液晶印加電圧によって１フィールド画像を書き込み、次のフィールドで負の液晶印加電圧によって１フィールド画像を書き込む。このとき、図１Ｃに示すように、後述するオーバードライブ量（電圧）１０５，１０７を正の液晶印加電圧に加える。以下、この制御を、第１のオーバードライブ制御（第１のドライブモード）という。
１フレームとは、通常の周波数（例えば６０Hz）で入力される画像信号である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、第２の制御では、図１Ｄに示すように、１フレームごとに、まず負の液晶印加電圧によって１フィールド画像を書き込み、次のフィールドで正の液晶印加電圧によって１フィールド画像を書き込む。このとき、図１Ｅに示すように、オーバードライブ量（電圧）１０８，１０９を負の液晶印加電圧に加える。以下、この制御を、第２のオーバードライブ制御（第２のドライブモード）という。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次に、本実施例で行う液晶変調素子２００のオーバードライブの原理について説明する。図１Ｂや図１Ｄに示すように、オーバードライブを行わずにフィールド反転駆動を行うと、光学的な応答波形としては、波形１１１，１１３のようになる。これは、理想的な波形により近い波形である１１０，１１２に比べて鈍った輝度波形が得られる。すなわち、入力された画像信号の階調変化に対してある時定数を持って緩やかに液晶変調素子２００の階調が変化する。この輝度変化の鈍りは、液晶応答時間の時定数を反映したものであるが、これにより、動画表示を行うと動きがぼやけて視認されることになる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
これに対し、オーバードライブでは、図１Ｃや図１Ｅに示すような波形を持った電圧を液晶印加電圧とする。例えば、図１Ｃの１０４aのように、フィールド（フレーム）の切り替わり前後において階調が増加する場合は、該フィールドの切り替わり直後のフィールドでの液晶印加電圧１０４ａを本来の表示階調に対応する電圧１０４ｂよりも電圧１０５だけ高くする。これにより、液晶層２０４の光学応答性（表示輝度）は、波形１１０に示すように急峻に立ち上がる特性となり、動画表示におけるぼやけが低減する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、フィールド（フレーム）の切り替わり前後において階調が減少する場合は、該フィールドの切り替わり直後のフィールドでの液晶印加電圧１０６ａを、本来の表示階調に対応する電圧１０６ｂよりも電圧１０７だけ低くする。これにより、液晶層２０４の光学応答性は、波形１１２に示すように急峻に立ち下がる特性となり、動画表示におけるぼやけが低減する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
オーバードライブ量は、階調変化の組合せに応じて個別かつ適切な値を持つ。図７Ａ〜図７Ｃには、黒表示状態から中間調表示状態に階調が立ち上がる際にオーバードライブが液晶層２０４の光学応答性に及ぼす効果を示す。これらの図において、横軸は時間を示し、縦軸は液晶変調素子２００の光学応答性として表示光量（表示輝度）を示す。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図７Ａはオーバードライブ量が０の場合の表示輝度を、図７Ｂはオーバードライブ量が適切な値である場合の表示輝度を、図７Ｃはオーバードライブ量が過剰な場合の表示輝度を示す。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図７Ｂに示すオーバードライブ量が適切な場合は、図７Ａに示すオーバードライブ量が０の場合と比較して、表示輝度の立ち上がりが急峻となる。しかし、図７Ｃに示すオーバードライブ量が過剰な場合には、表示輝度のオーバーシュート３０１が発生する。このような場合、表示画像では、物体の輪郭が不自然に強調されるといった表示上の不具合が生じる。このため、オーバードライブの効果を有効に発揮しつつ、表示輝度のオーバーシュートが発生しない適切なオーバードライブ量を選ぶことが望ましい。この適切なオーバードライブ量は、階調変化の組合せに応じて、異なる値を持つ。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
オーバードライブ量のフラグを持った画像信号は、倍速駆動変換回路４０４に入力される。ここでは、６０Ｈｚの画像信号の１フレーム期間が、倍速のフィールドに分割される。また、画像信号は、オーバードライブ量フラグの情報に基づいて、図１Ｃ又は図１Ｅに示すようなオーバードライブ（ＯＤ）補正を行った階調情報を持つデジタル信号へと変換される。その後、液晶コントローラ４０５は、図１Ｃ又は図１Ｅに示す液晶印加電圧が液晶層２０４に印加されるように、液晶変調素子２００（電極走査回路２０７）に制御信号を出力する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
液晶表示装置のシステムコントローラ４０７は、オーバードライブ量の変更や、上記第１及び第２のオーバードライブ制御の切り替えや、各オーバードライブ制御での制御パラメータの設定等を行う。なお、システムコントローラ４０７及びコントロール回路２１３により、コントローラが構成される。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
したがって、このような一方向の直流電圧成分の累積的印加が長期間にわたって継続することを抑制する必要がある。このため、本実施例では、倍速駆動変換回路４０４での画像信号の変換制御において、図１Ｃに示すような第１のオーバードライブ制御と図１Ｅに示すような第２のオーバードライブ制御とを切り替える。この切り替えは、システムコントローラ４０７から特定タイミングで出力される切り替え信号に応じて行う。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
液晶変調素子２００の１２０Ｈｚ倍速反転駆動での通常駆動中、つまり画像表示期間中にドライブモードの切り替えを行うと、図２に１１４や１１５で示すように、ドライブモードの切り替えタイミングに相当する１フレーム期間が６０Ｈｚ駆動になってしまう。一般に、駆動周波数の低下は、画像の不安定さとして現れたり、動画像のスムーズな変化を阻害したりする。このため、画像非表示期間や後述する画像信号の非入力期間中にドライブモードの切り替えを行うことにより、そのような問題の発生を回避することができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、液晶表示装置の電源遮断処理時における画像非表示期間内にドライブモードを切り替えてもよい。具体的には、今回の液晶表示装置の使用における電源遮断前まで第１のオーバードライブ制御を行った場合には、電源遮断時の画像非表示期間内に第２のオーバードライブ制御に切り替える。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、液晶表示装置の画像非表示期間と同様な期間として、外部（画像供給装置５００）からの画像信号が入力されていない期間にドライブモードの切り替えを行ってもよい。外部からの画像信号の入力がない場合には、例えば、比視感度の低い青色の画面を表示することを定めておくことで、ドライブモードの切り替えを行っても不安定さが目立つことはない。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、外部からの画像信号の入力がある場合でも、不安定さが視認しにくい青系統の画像が表示されているタイミングでドライブモードを切り替えてもよい。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
以上のドライブモードの切り替えタイミングは、該切り替えによる画像の不安定さの防止に特に注目したものである。しかし、不安定さの視認性は、液晶表示装置の表示輝度や駆動周波数といった装置個々の仕様によって異なる。例えば、明るさをある程度抑えた表示を行うような場合は、静止画像（例えば、画像表示装置のモードや各種パラメータを選択させるためのメニュー画像）の表示期間内にドライブモードを切り替えてもよい。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、１フィールドの書き込み周波数が１２０Ｈｚより高い場合には、通常駆動中にドライブモードを切り替えても、不安定さはほとんど視認はされないと考えられる。このような場合には、切り替えタイミングとしては、先にも説明したが、１フィールドの画像書き込み終了時点から次の１フィールドの画像書き込み開始時までのブランキング期間内とすればよい。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
また、上記実施例では、フィールド反転駆動を行う場合について説明した。しかし、ライン反転駆動やドット反転駆動を行う場合でも、上記実施例で説明したのと同様の効果を得ることができる。したがって、本発明は、フィール反転駆動を行う場合のみに限定されない。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】削除
【補正の内容】