液晶显示器件、液晶显示器和驱动液晶显示器件的方法

摘要

本发明提供了一种图像显示器件，其能够通过减少液晶定向混乱的发生来显示高质量图像，而无论图像细节如何。一种液晶显示器件包括以下部件：包括多个用于显示图像的像素的液晶显示面板；以及用于驱动所述液晶显示面板的驱动装置，所述驱动装置在驱动所述液晶显示面板时逐一地校正每个像素的像素数据，以使得降低被施加到一个像素的电压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比。

说明书

技术领域

本发明涉及主动矩阵(active matrix)式液晶显示器件、通过使用液晶 显示器件来显示图像的液晶显示器，以及驱动液晶显示器件的方法。

背景技术

近年来，用液晶作为显示器件的液晶显示器已被广泛使用。作为液晶 显示器，例如，诸如所谓的直视(direct-view)式液晶显示器和所谓的投 影(projection)式液晶显示器之类的各种能够提供高分辨率图像的液晶显 示器已被商品化，所述直视式液晶显示器形成在大玻璃衬底上并与诸如背 光源(backlight)、偏光板(polarizing plate)、色彩过滤器(color filter) 等的光源相结合，在所述投影式液晶显示器中，像素形成在非常小的衬底 上，且所述投影式液晶显示器与光学系统相结合以对图像进行放大和投 影。而且，作为液晶显示器中使用的液晶的驱动模式，有诸如垂直定向 (vertical alignment)模式、水平定向(horizontal alignment)模式、铁电 液晶模式和OCB(Optically compensated Bend，光学补偿弯曲)模式之类 的各种模式，并且已开发出了充分利用这些模式优点的液晶显示器。

在这种液晶显示器中，通常，通过在衬底垂直方向上向组成显示区域 的每个像素独立地施加电压来驱动液晶显示器件。然而，在一个像素与其 相邻像素之间的驱动电压差较大的情况下，在像素之间产生水平电场，从 而可能扰乱液晶的定向。由相邻像素间的电压差导致的液晶定向混乱被称 为向错(disclination)，当发生向错时，难以基于每个像素的像素数据显 示正确的图像。换言之，例如发生亮度或对比度的降低、精细图像图案变 形等等，并且例如在利用三原色再现色彩的情况下，三原色之一的亮度的 改变可能导致显示错误色彩等等。

这种问题发生在大多数液晶显示器中，而与上述的液晶类型或驱动模 式无关；然而，所述问题在投影式液晶显示器中由于其高放大率而尤为突 出。在现有技术的投影式液晶显示器中，例如，使用了一种技术，用于通 过用黑膜(black mask)覆盖发生向错的部分来降低向错的影响，并在开 口部件中设置微透镜阵列以对图像进行放大和投影；然而，存在多种缺 点，例如光使用效率的下降，因此需要进一步的改进。

因此，例如，D.Cuypers等，“Fringe-field inducted disclinations in VAL LCos panels”，IDW’04 Proceedings of the 11th International Display Workshops，Society for Information Display，Dec.8th，2004，LAD-3公开了一 种反射式(reflective type)微显示器，其中通过计算来优化液晶定向方 向、定向控制和向错的发生。而且，日本未经审查的专利申请公开第 2005-91527号公开了一种控制多个液晶显示器件的定向的技术。

发明内容

然而，在D.Cuyper等的上述著作中，没有具体描述实现这种参数的方 法，因此难以实际实现所述参数。另一方面，在日本未经审查的专利申请 公开第2005-91527号的技术中，认为可以在一定程度上减少由于上述的液 晶定向混乱(向错)而引起的显示错误色彩的现象。然而，该技术不足以 在应付不断变化的相邻像素驱动条件时减少所述现象。

考虑到以上问题，需要提供能够与图像细节无关地减少液晶定向混乱 的发生以显示高质量图像的图像显示器件、图像显示器及驱动图像显示器 件的方法。

根据本发明的实施方式，提供了一种液晶显示器件，其包括以下部 件：包括多个用于显示图像的像素的液晶显示面板；以及用于驱动所述液 晶显示面板的驱动装置，所述驱动装置在驱动所述液晶显示面板时逐一地 校正每个像素的像素数据，以使得降低被施加到一个像素的电压与被施加 到其相邻像素的电压之间的电压比。

在此情况下，驱动装置可以基于作为判断指标的在多个预定帧周期期 间像素反射率的时间积分值，来逐一地校正像素数据。另外，“多个帧周 期”的意思是多个图像帧周期或多个图像场周期。

根据本发明的实施方式，提供了一种液晶显示器，其包括上述液晶显 示器件，并利用经液晶显示器件调制的光来显示图像。在此情况下，被构 造为液晶投影仪的液晶显示器可以包括光源；还包括用于向屏幕投射光的 投影装置，所述光是从光源发出并由液晶显示器件调制的。

在根据本发明实施方式的液晶显示器件和液晶显示器中，逐一地校正 每个像素的像素数据，以使得降低被施加到一个像素的电压与被施加到其 相邻像素的电压之间的电压比。然后，基于校正后的像素数据来驱动液晶 显示面板。

根据本发明的实施方式，提供了一种驱动液晶显示器件的方法，所述 液晶显示器件包括具有多个用于显示图像的像素的液晶显示面板，所述方 法包括以下步骤：将一个像素的像素数据与其相邻像素的像素数据相比 较；在从比较结果中确定被施加到所述像素的电压与被施加到所述相邻像 素的电压之间的电压比大于预定阈值的情况下，逐一地校正像素数据以使 得降低所述电压比；以及基于校正后的像素数据来驱动液晶显示面板。

在根据本发明实施方式的驱动液晶显示器件的方法中，对一个像素的 像素数据和其相邻像素的像素数据进行比较，并且在确定出被施加到所述 像素的电压与被施加到所述相邻像素的电压之间的电压比大于预定阈值的 情况下，逐一地校正像素数据以使得降低所述电压比。然后，基于校正后 的像素数据来驱动液晶显示面板。

在根据本发明实施方式的所述液晶显示器件、液晶显示器和驱动液晶 显示器件的方法中，逐一地校正每个像素的像素数据以使得降低被施加到 一个像素的电压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比，并基于校正 后的像素数据来驱动液晶面板，因此可以减少由于被施加到相邻像素之间 的电压比而引起的液晶的定位混乱(向错)的发生，并可以防止图像可再 现性的恶化。因此，无论图像的细节如何，都可以显示高质量图像。

本发明的其他和进一步的目的、特征和优点将从以下描述中将更充分 地显现出来。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施方式的液晶显示器件的构造；

图2是示出图1所示的液晶显示部件的构造的截面图；

图3A和3B是用于描述在现有技术的液晶显示器件中发生的定向混乱 的截面图；

图4A和4B是接续图3A和3B的截面图，用于描述定向混乱；

图5是示出图1所示的图像信号校正部件的详细构造的功能框图；

图6A和6B用于描述校正表；

图7A和7B用于描述根据第一实施方式的图像信号校正功能；

图8用于描述根据第一实施方式的修改的图像信号校正功能；

图9用于描述根据第一实施方式的修改的图像信号校正功能；

图10是示出利用图1所示的液晶显示器件形成的液晶显示器的示例 的构造图；

图11是用于描述驱动数字式液晶显示器件的方法的时序图；

图12用于描述根据第二实施方式的图像信号校正功能；

图13用于描述根据第二实施方式的修改的图像信号校正功能；

图14用于描述根据第二实施方式的修改的图像信号校正功能；

图15A和15B示出了在实施例和比较实施例中使用的液晶显示器件的 像素图案；

图16是示出了根据比较实施例的液晶显示器件中透光率、像素反射 效率和对比度之间的关系的曲线图；

图17A和17B用于描述根据本发明修改的图像信号校正功能；

图18A和18B是用于比较和描述比较实施例3和实施例3的反射效率 的曲线图；并且

图19是示出利用根据本发明的液晶显示器件形成的液晶显示器的另 一实施例的构造图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述优选实施方式。

【第一实施方式】

<液晶显示器件的构造>

图1示出了根据本发明第一实施方式的液晶显示器件的构造。液晶显 示器件包括图像信号校正部件5和液晶显示部件1，所述图像信号校正部 件5对来自外部的输入图像信号Din执行预定校正，所述液晶显示部件1 基于由图像信号校正部件5校正了的图像信号(输出图像信号Dout)显示 图像，并且所述液晶显示器件是以后将要描述的反射式液晶显示器件。

液晶显示部件1包括显示区域10，以及数据驱动器12和扫描驱动器 13，在所述显示区域10中，多个像素11排成矩阵形式，所述数据驱动器 12和扫描驱动器13作为图像显示的驱动器。

在每个像素11中形成像素驱动电路14，并且上述数据驱动器12和扫 描驱动器13设置在显示区域10的周围。来自图像信号校正部件5的输出 图像信号Dout经由信号线15被输入到数据驱动器12中。像素驱动电路 14形成在以后将要描述的每个反射像素电极42的下方，且通常包括向液 晶2供应电压的开关晶体管T1和辅助电容C1。

在像素驱动电路14中，多条数据线12A沿列(column)方向设置， 且多条扫描线13A沿行(row)方向设置。每条数据线12A和每条扫描线 13A的交点对应于1个像素。每个晶体管T1的源极连接到数据线12A， 栅极连接到扫描线13A。每个晶体管T1的漏极连接到每个反射像素电极 42和辅助电容C1。每条数据线12A连接到数据驱动器12，并且图像信号 被从数据驱动器12供应。每条扫描线13A连接到扫描驱动器13，并且扫 描信号被从扫描驱动器13依次供应。

图2示出了液晶显示部件1的截面图。液晶显示部件1包括彼此相对 的一对对置衬底30和像素电极衬底40，以及注入在这些衬底30和40之 间的垂直定向液晶2。

对置衬底30包括玻璃衬底31和层叠在玻璃衬底31上的透明电极 32。定向膜33层叠在透明电极32的与垂直定向液晶2接触的整个表面 上。透明电极32由具有光透射性质的电极材料制成，所述材料通常是ITO (氧化铟锡；氧化铟锡膜)，其是氧化锡(SnO₂)和氧化铟(In₂O₃)的固 溶液材料。向整个像素区域中的透明电极32施加共同电位(例如地电 位)。

像素电极衬底40例如通过在单晶硅衬底41上形成矩阵形式的反射像 素电极42而形成。在硅衬底41上形成包括晶体管T1和电容器(辅助电 容)C1，例如CMOS(互补金属氧化物半导体)或NMOS(负金属氧化物 半导体)的主动式驱动电路。此外，定向膜43层叠在像素电极衬底40的 与垂直定向液晶2接触的整个表面上。

反射像素电极42由以铝(Al)或银(Ag)为代表的金属膜制成。在 使用铝电极等作为反射像素电极42的情况下，反射像素电极42既具有作 为光反射膜的功能，又具有作为向液晶施加电压的电极的功能。为了提高 反射度，可以在铝电极上形成由多层膜制成的反射层，例如介质反射镜 (dielectric mirror)。

在反射式液晶显示器件所使用的垂直定向液晶2中，当没有施加电压 时，分子长轴被定向在与每个衬底表面基本垂直的方向上，而当施加了电 压时，分子长轴沿平面内(in-plane)方向倾斜，从而偏振状态改变。当驱 动期间液晶分子倾斜的方向不统一时，对比度变得不均匀，因此为了防止 这种现象，必须通过预先沿统一方向(通常是器件的对角线方向)将液晶 分子定向在非常小的预倾角，来对液晶分子进行垂直定向。当预倾角太大 时，液晶分子的垂直定向恶化，从而黑电平(black level)提高，并且对比 度提高，因此预倾角被控制在1°到7°之内。

例如，用以二氧化硅(SiO₂)为代表的硅氧化物的倾斜蒸镀膜作为定 向膜33和43。在此情况下，通过在倾斜蒸镀(obliquely evaporation)期 间改变蒸镀角度来控制上述垂直定向液晶2的预倾角。例如，也可使用通 过对聚酰亚胺基有机化合物执行摩擦(定向)处理而形成的膜作为定向膜 33和43。在此情况下可以通过改变摩擦(rubbing)条件来控制预倾角。

在此情况下，参照图3A、3B、4A和4B，下面将描述现有技术的液 晶显示器件中发生的定向混乱(向错)。图3A、3B、4A和4B示出了定 向混乱发生的模式，图3A和4A示出了在液晶显示部件中的位置与光反射 强度之间的关系，图3B和4B示出了在液晶显示部件中的位置与垂直定向 液晶102的定向方向之间的关系。图中的标号R10和R20指示理想反射强 度特性，标号R11和R21指示实际反射强度特性。而且，图中的标号P1 和P4指示垂直定向液晶102的预倾方向(在向每个像素施加电压时垂直 定向液晶分子倾斜的方向，是由预倾方向决定的)，标号142W、142W1 和142W2示意性地指示施加了白电平(white level)电压的像素，即，所 具有的亮度高于第一预定电平的像素(白显示像素)，并且标号142B、 142B1和142B2示意性地指示施加了黑电平电压的像素，即，所具有的亮 度低于第二预定电平的像素(黑显示像素)，所述第二预定电平低于所述 第一预定电平。

从图3B和4B中明显看出，在白显示像素142W与黑显示像素142B1 之间的边界周围，以及在白显示像素142W1与黑显示像素142B之间的边 界周围，所施加的白电平电压与所施加的黑电平电压之间的电压差极大， 因此在像素之间产生水平电场，并且如标号P2和P5所示，液晶102的定 向混乱了。换言之，在白显示像素142W1和142W中，液晶102应该被定 向在水平方向；然而，液晶102由于像素之间产生的水平电场而定向在垂 直方向。因此，如图中标号P3和P6所示，由于液晶102的这种定向混 乱，此部分的光反射强度局部下降，并且在液晶显示部件上出现黑条纹。 而且，例如发生亮度或对比度的降低、精细图像图案的变形等等，并且例 如在利用三原色再现色彩的情况下，三原色之一的亮度的改变可能导致显 示错误色彩等等。

而且，从图3B和4B中明显看出，这种定向混乱发生在被设置为沿垂 直定向液晶102的预倾方向P1或P4发生从白到黑的像素显示状态转变的 一对相邻像素的白显示像素的位置。因此，为了由后面将要描述的图像信 号校正部件5逐个高效地校正图像信号，需要对这种相邻像素选择性地 (优先地)执行校正。后面将描述细节(参照图8)。

返回参照图1，图像信号校正部件5对来自外部的输入图像信号Din 执行预定校正。

图5示出了图像信号校正部件5的功能框图。图像信号校正部件5包 括伽马(gamma)校正部件51、存储部件52、比较部件53、校正量确定 部件54和向错校正部件55。

伽马校正部件51对来自外部的输入图像信号Din执行预定伽马校 正。伽马校正是基于所谓的V-T曲线(驱动电压-光输出曲线)对每个像 素执行的校正，所述V-T曲线取决于每个器件中的液晶层的厚度、输出光 波长等等。

存储部件52是如下部件，其存储由伽马校正部件51执行了伽马校正 的像素的图像信号(像素数据)当中必需的图像信号，即下面将要描述的 用于与相邻像素的像素数据进行比较的必需像素数据，并且所述存储部件 52例如包括SRAM(静态随机存取存储器)等等。

比较部件53参照存储在存储部件52中的像素数据，将每个像素的像 素数据与其相邻像素的像素数据相比较。更具体而言，比较部件53比较 一个像素的施加电压(驱动电压)与被施加到其相邻像素的电压之间的电 位差。

校正量确定部件54基于比较部件53的比较结果来确定被施加到一个 像素的电压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比是否大于预定阈 值，并且在校正量确定部件54确定所述电压比大于所述预定阈值的情况 下，校正量确定部件54利用预定的校正表确定每个像素的像素数据的校 正量，以减小所述电压比。

图6A和6B示出了作为校正表实施例的校正表7的一个实施例，所述 校正表7提供相邻像素11A和11B中的校正量，并且图6A示出了尚未执 行校正的像素11A和11B的像素数据VinA和VinB的值与已执行了校正 的像素11A和11B的像素数据VinA和VinB的值之间的关系。而且，图 6B示出了校正表71，该校正表71提供在表7中VinA＝40的情况下 VinB、VoutA和VoutB之间的关系。在图中，作为VinA、VinB、VoutA 和VoutB的值的“0”到“100”指示被施加到像素11A和11B的电压 (驱动电压)的幅度，并指示黑显示电平为“0”且白电平为“100”时的 百分比。而且，图6B中的标号A1和B1分别指示VinA和VinB的特性， 标号A2和B2分别指示VoutA和VoutB的特性。

根据图6A和6B中的校正表7和71，例如，在从比较部件53的比较 结果中发现像素11A的像素数据VinA是VinA＝40，且像素11B的像素 数据VinB是VinB＝0，则校正量确定部件54确定像素数据VinA和VinB 得校正量以使得像素11A的校正后的像素数据VoutA变为VoutA＝60且 像素11B的校正后的像素数据VoutB变为VoutB＝5。

而且，图6B所示的数据范围W1提供了确定是否逐一校正像素数据 时的阈值。换言之，例如，在校正表71中，在像素11A和11B之间的像 素数据的较大值与像素数据的较小值之比是两倍或更多倍的情况下，更具 体而言，对于VinA＝40，在VinB＝20或更小或者VinB＝80或更大的情 况下(超出数据范围W1)，逐一校正像素数据。

更具体而言，例如，如图7A所示，在VinA＝40且VinB＝100的情 况下，校正量确定部件54逐一地根据校正表71确定像素数据VinA和 VinB的校正量，以使得像素数据VoutA变为VoutA＝45且像素数据 VoutB变为VoutB＝90，如图6B和7A的箭头P72和P71所示。换言之， 确定校正量以使得像素数据之比从VinB/VinA＝100/40降低到 VoutB/VoutA＝90/45。

而且，例如，如图7B所示，在VinA＝40且VinB＝0的情况下，校 正量确定部件54逐一地根据校正表71确定像素数据VinA和VinB的校正 量，以使得像素数据VoutA变为VoutA＝60且像素数据VoutB变为VoutB ＝5，如图6B和7B的箭头P73和P74所示。换言之，确定校正量以使得 像素数据之比从VinB/VinA＝40/0降低到VoutB/VoutA＝60/5。此外，在 像素数据之一处于黑电平(或在黑电平周围)的情况下，优选的是将处于 黑电平的像素数据的值优先地增加，即，施加到黑显示像素的电压变得更 高。在这种情况下，即使像素数据的值没有很大改变，也提高了降低像素 数据之比的效果(在此情况下，比值从无穷大(∞)降到15)。

例如，在VinA＝40且VinB＝0的情况下，校正量确定部件54可以逐 一确定像素数据VinA和VinB的校正量，以使像素数据VoutA变为 VoutA＝60且像素数据VoutB变为VoutB＝5。更优选的是，以这种方式 选择性地(优先地)校正如下的一对相邻像素，所述一对相邻像素被设置 为使得沿上述的预倾方向发生从白到黑的像素显示状态转变，这是因为像 素数据之比被进一步从VinB/VinA＝40/0降低到VoutB/VoutA＝40/5。

从而，由校正量确定部件54利用校正表7逐一地确定像素数据的校 正量，并且校正量被输出到向错校正部件55。

返回参照图5，向错校正部件55通过将校正量确定部件54所确定的 校正量加到存储在存储部件52中的像素数据上，从而生成作为校正后的 图像信号的输出图像数据Dout，并将输出图像数据Dout输出到液晶显示 部件1的数据驱动器12。

接着，下面将描述根据本实施方式的液晶显示器件的功能。

如图2所示，在反射式液晶显示器件中，从对置衬底30侧进入并通 过垂直定向液晶2的入射光L1通过反射像素电极42的反射功能而被反 射。被反射像素电极42反射的光L1沿与入射方向相反的方向通过垂直定 向液晶2和对置衬底30，然后光L1被输出。此时，垂直定向液晶2的光 学性质根据相对电极之间的电位差而改变，从而通过垂直定向液晶2的光 L1被调制。可以通过光调制来显示灰电平，并使用经调制的光L2来显示 图像。

由图1所示的像素驱动电路14向垂直定向液晶2施加电压。数据驱动 器12基于从图像信号校正部件5经由信号线15输入的输出图像信号 Dout，将图像信号供应到数据线12。扫描驱动器13以预定时间间隔依次 向每条扫描线13A供应扫描信号。从而，通过扫描信号从扫描线13A执行 扫描，并选择性地驱动被施加了来自数据线12A的图像信号的像素。

在此情况下，在图5所示的图像信号校正部件5中，基于来自外部的 输入图像数据Din，逐一地校正显示区域10中每个像素11的像素数据， 以使得降低了对一个像素的施加电压(驱动电压)与被施加到其相邻像素 的电压之比。更具体而言，已由伽马校正部件51执行了伽马校正的像素 数据被存储在存储部件52中，并由比较部件53对所存储的像素数据中一 个像素的像素数据和其相邻像素的像素数据进行比较。然后，基于该比较 结果，在校正量确定部件54例如利用图6A和6B所示的校正表7和71确 定被施加到该像素的电压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比大于 预定阈值的情况下，如图6A和6B至图8所示，逐一地校正每个像素的像 素数据以使得降低所述电压比，并且每个像素的显示灰电平或灰电平比接 近所需值。然后，基于校正后的像素数据(输出图像信号Dout)，在液晶 显示部件1中执行上述的显示驱动操作。

如上所述，在根据本实施方式的液晶显示器件中，图像信号校正部件 5逐一地校正每个像素11的像素数据(输入图像信号Din)，以使得降低 了被施加到一个像素的电压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比， 并且基于校正后的像素数据(输出图像信号Dout)，在液晶显示部件1中 执行显示驱动操作，因此减少了由于被施加到相邻像素的电压之间的差而 引起的液晶定向混乱(向错)的发生，并可以防止图像质量可产出性 (image quality producibility)的恶化。因此，无论图像的细节(输入图像 信号Din的值)如何，都可以显示高质量图像。

而且，图像信号校正部件5中的校正量确定部件54例如利用图6A和 6B所示的预定校正表来确定校正量，因此简单地选择了预先提供的校正 量；因此，可以容易地高速执行校正。

此外，当像素数据之一处于黑电平(或黑电平周围)时，在处于黑电 平的像素数据被优先地增加，即被施加到黑显示像素的电压变得更高的情 况下，即使像素数据的值没有很大改变，也可以有效地降低像素驱动电压 之比。因此，可以更容易地减少液晶的定向混乱。

另外，在选择性地(优先地)对被设置为使得沿垂直定向液晶2的预 倾方向发生从白到黑的像素显示状态转变的一对相邻像素进行校正的情况 下，在液晶定向混乱容易发生的部分上执行校正；因此，可以更高效地逐 一校正图像信号。此外，通过设置校正优先级来执行校正，因此可以防止 校正处理的失败。另外，在垂直定向液晶2的预倾方向例如是像素的对角 线方向(在像素具有正方形形状的情况下，是与水平方向或垂直方向成45 度角的方向)的情况下，选择性地(优先地)对被设置为使得沿表示液晶 分子预倾方向向量的水平或垂直分量的方向发生从白到黑的像素显示状态 转变的一对相邻像素进行校正。更具体而言，比较部件53能够检测每个 像素是黑显示像素还是白显示像素。然后，在定向膜形成于像素电极上以 使得液晶分子相对于像素从右下向左上倾斜的情况下，当比较部件53检 测到在一对相邻像素当中黑显示像素位于左侧且白显示像素位于右侧的状 态时，校正量确定部件54选择性地(优先地)校正所述像素。

例如，如图9的时序图所示，可以基于作为判断指标的在多个预定帧 周期(或多个场周期中从时刻t10到t13的三个水平周期(一个水平周期 ＝1H))上每个像素反射率(reflectivity)的时间积分值，例如如图中的 箭头P75和P76所示，逐一校正像素数据。在这种构造中，在像素信号在 多个帧周期期间没有变化的情况下，可以有效地防止由于向错的发生而引 起的图像质量可产出性的恶化。

<液晶显示器的构造>

接着，下面将描述使用具有图1所示构造的液晶显示器件的液晶显示 器的实施例。如图10所示，下面将描述使用反射式液晶显示器件作为光 阀(light valve)的反射式液晶投影仪(液晶投影仪8)的实施例。

液晶投影仪8是所谓的三板(three-panel)系统投影仪，其利用分别 用于红、绿、蓝的三个液晶光阀8R、8G和8B来显示彩色图像。反射式 液晶投影仪8沿光轴LO包括光源81，分色镜(dichroic mirror)82和 83，以及全反射镜84。液晶投影仪8还包括偏振分束器85、86和87，合 成棱镜88、投影透镜89和屏幕80。

光源81发射白光，并例如包括卤素灯、金属卤化物灯、氙灯等等， 所述白光包括显示彩色图像所必需的红光(R)、蓝光(B)和绿光 (G)。

分色镜82具有将来自光源81的光分成蓝光和其他颜色光的功能。分 色镜83具有将通过分色镜82的光分成红光和绿光的功能。全反射镜84将 分色镜82所分出的蓝光反射向偏振分束器87。

偏振分束器85、86和87被分别沿着红光、绿光和蓝光的光路而设 置。偏振分束器85、86和87分别具有偏振分裂表面85A、86A和87A， 并且偏振分束器85、86和87中的每一个都具有在偏振分裂表面85A、 86A和87A中将每个入射的彩色光分成两个彼此垂直的偏振分量的功能。 偏振分裂表面85A、86A和87A反射所述偏振分量之一(例如S偏振分 量)，并让另一偏振分量(例如P偏振分量)从中通过。

液晶光阀8R、8G和8B中的每一个都包括具有上述构造的反射式液 晶显示器件(参照图1和2)。由偏振分束器85、86和87的偏振分裂表 面85A、86A和87A分出的预定偏振分量(例如S偏振分量)的彩色光分 别进入液晶光阀8R、8G和8B。根据基于图像信号而施加的驱动电压来驱 动液晶光阀8R、8G和8B，并且液晶光阀8R、8G和8B具有对入射光进 行调制并将经调制的光分别向偏振分束器85、86和87反射的功能。

合成棱镜88具有对从液晶光阀8R、8G和8B发射并通过偏振分束器 85、86和87的预定偏振分量(例如P偏振分量)的彩色光进行合成的功 能。投影透镜89具有作为用于将发射自合成棱镜88的合成光向屏幕80投 影的投影装置的功能。

在如上所述构造的反射式液晶投影仪8中，首先，从光源81发射的 白光由分色镜82的功能分成蓝光和其他颜色的光(红光和绿光)。蓝光 由全反射镜84的功能向偏振分束器87反射。另一方面，其他颜色的光由 分色镜83的功能分成红光和绿光。分出的红光和分出的绿光分别进入偏 振分束器85和86。

偏振分束器85、86和87中的每一个分别在偏振分裂表面85A、86A 和87A中将每个入射的彩色光分成彼此垂直的两个偏振分量。此时，偏振 分裂表面85A、86A和87A分别将偏振分量之一(例如S偏振分量)反射 向液晶光阀8R、8G和8B。

根据基于图像信号而施加的驱动电压来驱动液晶光阀8R、8G和8B， 且液晶光阀8R、8G和8B逐个像素地对预定的入射偏振分量的彩色光进 行调制。此时，液晶光阀8R、8G和8B中的每一个都包括图1和2所示的 反射式液晶显示器件，因此可以实现极好的特性，所述特性例如是对比度 或图像质量。

液晶光阀8R、8G和8B分别将每个经调制的彩色光向偏振分束器 85、86和87反射。偏振分束器85、86和87分别仅让来自液晶光阀8R、 8G和8B的反射光(经调制的光)的预定偏振分量(例如P偏振分量)从 中通过，并将该偏振分量向合成棱镜88发射。合成棱镜88对通过偏振分 束器85、86和87的预定偏振分量的彩色光进行合成，并将合成后的光向 投影透镜89发射。投影透镜89将从合成棱镜88发射的合成后的光向屏幕 80投影。从而，对应于由液晶光阀8R、8G和8B调制的光的图像被投影 到屏幕80上，并显示所需的图像。

如上所述，在根据本实施方式的液晶投影仪中，图1和2所示的反射 式液晶显示器件被用作液晶光阀8R、8G和8B，因此可以减少由于被施加 到相邻像素的电压之间的差引起的液晶的定向混乱(向错)，并可以防止 图像质量可产出性的恶化。因此，可以以高质量和高产出性显示图像。

【第二实施方式】

接着，下面将描述本发明的第二实施方式。在第一实施方式中，描述 了基于像素数据来改变施加电压(驱动电压)的所谓的模拟系统液晶显示 器件。另一方面，在本实施方式中，下面将描述基于像素数据执行PWM (脉宽调制)驱动的所谓的数字系统液晶显示器件。

图11示出了驱动典型的数字系统(在此情况下，式128(＝2的7次 幂)灰度级/7位驱动系统)液晶显示器件的方法的时序图，并且(A)到 (H)分别示出了1灰度级(＝“0000001”的像素数据；黑电平)，2灰 度级(＝“0000010”的像素数据)，4灰度级(＝“0000100”的像素数 据)，8灰度级(＝“0001000”的像素数据)，16灰度级(＝ “0010000”的像素数据)，32灰度级(＝“0100000”的像素数据)，64 灰度级(＝“1000000”的像素数据)，以及127灰度级(＝“1111111” 的像素数据；白电平)。

在驱动数字系统液晶显示器的方法中，通过给像素数据的每个位指定 权重来改变电压被施加到每个像素11的周期宽度，以显示灰度级。而 且，1场的时间被分成128个区域，并且在第1到第64区域、第64到第 96区域、第96到第112区域、第112到第120区域、第120到第124区 域、第124到第126区域，以及第126到第127区域的组合期间施加V100 电压或V0电压。因此，在根据本实施方式的液晶显示器件中，相邻像素 间的电压比大的情况对应于与“0(L；低)”电平相对应的施加电压跟与 “1(H；高)”电平相对应的施加电压之间的电压比。

因此，在本实施方式中，例如，如图12的时序图所示，与“0(L； 低)”电平相对应的施加电压增大(在此情况下，该施加电压从“0”变 为“10”)，并且与“1(H；高)”电平相对应的施加电压降低(在此情 况下，该施加电压从“100”变为“95”)。

而且，例如如图13的时序图所示，可以仅与“0(L；低)”电平相 对应的施加电压改变(变得更高)。这是因为在此情况下，与第一实施方 式的情况一样，即使指定的值没有很大改变，也可以容易地降低电压比。

此外，例如，如图14的时序图所示，可以将电压施加周期向时间轴 方向平移，以使得相邻像素11A和11B的电压施加周期彼此重叠更长的时 间。这是因为例如在图11所示的现有技术中的驱动数字系统液晶显示器 件的方法中，一场的时间被分为128个区域，在第1到第64区域、第64 到第96区域、第96到第112区域、第112到第120区域、第120到第 124区域、第124到第126区域，以及第126到第127区域的组合期间施 加V100电压或V0电压，因此相邻像素的电压施加周期常常不能彼此重 叠。作为图14的详细描述，如图中的箭头P77和P78所示，在每个水平 周期中平移像素11B的电压施加周期，以与像素11A的电压施加周期重叠 尽可能长的时间(沿时间轴方向平移电压施加周期，以与从时刻t53到t54 的周期和从时刻t55到t56的周期重合)。在这种构造中，无须改变与“0 (L；低)”电平相对应的施加电压或与“1(H；高)”电平相对应的施 加电压，就可以使相邻像素间电压比大的周期最小化。

如上所述，在根据本实施方式的液晶显示器件中，同样，在图像信号 校正部件5中，逐一地校正像素数据以使得降低了被施加的一个像素的电 压与被施加到其相邻像素的电压之间的电压比，因此可以获得与第一实施 方式相同的效果。换言之，可以减少由于被施加到相邻像素的电压之间的 差引起的液晶的定向混乱(向错)的发生，并可以防止图像质量可产出性 的恶化。因此，无论图像的细节如何，都可以以高图像质量显示图像。

另外，与第一实施方式一样，根据本实施方式的液晶显示器件也可以 被应用于诸如液晶投影仪之类的液晶显示器，并可以获得与第一实施方式 相同的效果。

【实施例】

接着，将利用实施例来描述根据上述实施方式的液晶显示器件的具体 特性。在描述实施例之前，将利用比较实施例来描述现有技术中的液晶显 示器件的特性。

【比较实施例1】

作为比较实施例的反射式液晶显示器件的测试样本通过以下步骤形 成。首先，在其上形成了透明电极膜的玻璃衬底和硅衬底被清洗后，它们 被放入蒸镀设备中，然后通过倾斜蒸镀以50°到55°的蒸镀角形成作为 定向膜的SiO₂膜。该定向膜的厚度为25到100nm，且液晶的定向被控制 为使得液晶的预倾角约为3°。此后，在其上形成了定向膜的上述衬底之 间喷洒适当数量的直径约为2μm的玻璃珠，以使得衬底被粘结在一起，然 后在衬底之间注入由Merck制造的介电各向异性Δε是负的且折射率各向异 性Δn＝0.11的垂直定向液晶材料，以形成包括厚度约2μm的液晶层的反射 式液晶显示器件。在上述硅衬底上，构建能够独立控制驱动电压的像素电 极，所述像素电极中的每一个都具有边长为6μm的正方形形状，且像素由 0.3μm宽的槽分开，并在像素电极表面上形成铝反射膜。

在形成液晶显示器件之后，向每个像素施加对应于约60Hz的AC方 波的电压，然后获得反射率与幅度电压之间的关系。而且，确定指示最大 折射率的电压V100，此时的透光率(transmittance)是T100。此外，反射 率为T100的x％时的透光率是Tx，此时的电压是电压Vx。

利用反射式液晶显示器件来显示图15A和15B所示的各种像素图案 (具有交替的两个黑列和两个白列的黑白图案，以及具有2×2像素的黑 白正方形的方格图案)的图像，并测量相邻像素1和2以及相邻像素3和 4的反射率。而且，所述相邻像素中的每一个的反射效率E(＝每个像素 中的实际积分反射率与期望的反射率之比的平均值)，以及一个像素与其 相邻像素之间的对比度C(＝每个像素中的实际积分反射率的比与期望的 反射率的比之比)被确定为第一指标和第二指标。按这种方式(在校正相 邻像素之一以前的电压是V40的情况下)确定的透光率T、反射效率E和 对比度C在图16中示出。确认了当相邻像素间的电压比增加时(在此情 况下，当透光率T远离T40时)，反射效率E和对比度C的值远离100， 且距期望值的误差变得更大。

【实施例1-1，1-2】

基本上通过与比较实施例1中相同的方法和相同的规范来形成反射式 液晶显示器件的测试样本。然而，在实施例1-1和1-2中，与比较实施例1 不同的是，如在第一实施方式中的图6A和6B到图8或图9中所描述的那 样，在执行校正以使得尽可能减小相邻像素之间的电压比时，显示图15A 和15B中所示的像素图案的图像。

表1示出了比较实施例1以及实施例1-1和1-2(在校正相邻像素之一 以前的电压是V40的情况下)的反射效率E和对比度C的测量结果的示 例。在此情况下，认为当反射效率E为0.70或更大，且对比度C为0.60 或更大时，所显示的图像所具有的质量足够实际使用。确认了虽然在比较 实施例1中反射效率E和对比度C部分地低于所述值，但在实施例1-1和 1-2中，它们超过了所述值，因此，发现了在实施例1-1和1-2中，相邻像 素之间的电压比小于比较实施例1中的电压比，提高了显示质量。而且， 发现了与实施例1-2相比，实施例1-1中的值稍高些，进一步提高了显示 质量。

【表1】

【比较实施例2】

基本上通过与比较实施例1中相同的方法和相同的规范来形成反射式 液晶显示器件的测试样本。然而，在比较实施例2中，与比较实施例1不 同的是，通过在图11中描述的驱动典型数字系统液晶显示器件的方法， 即1场的时间被分成128个区域，并且在第1到第64区域、第64到第96 区域、第96到第112区域、第112到第120区域、第120到第124区域、 第124到第126区域，以及第126到第127区域的组合期间施加V100电 压或V0电压的驱动7位数字系统液晶显示器件的方法，来显示图15A和 15B所示的像素图案的图像。

【实施例2-1，2-2】

基本上通过与比较实施例1中相同的方法和相同的规范来形成反射式 液晶显示器件的测试样本。然而，在实施例2-1和2-2中，与比较实施例2 不同的是，在执行第二实施方式中的图12或图14中所描述的校正时，显 示图15A和15B所示像素图案的图像。

表2示出了比较实施例2以及实施例2-1和2-2(在校正相邻像素之一 以前的灰度级是(40/128)灰度级的情况下)的反射效率E和对比度C的 测量结果的示例。与表1的情况一样，确认了虽然在比较实施例2中反射 效率E和对比度C部分地低于所述值，但在实施例2-1和2-2中，它们超 过了所述值。因此，发现了在实施例2-1和2-2中，相邻像素之间的电压 比小于比较实施例2中的电压比，提高了显示质量。而且，发现了与实施 例2-1相比，实施例2-2中反射效率E和对比度C的值稍高些，进一步提 高了显示质量。

【表2】

【比较实施例3】

基本上通过与比较实施例1中相同的方法和相同的规范来形成反射式 液晶显示器件的测试样本。然而，在比较实施例3中，将相邻像素(如像 素A和像素B)之间的电压差看作是判断指标，所述相邻像素具有不同的 像素驱动电压(＝(像素B的电压VB-像素A的电压VA))，并执行 校正以使得降低电压差。

【实施例3】

基本上通过与比较实施例1中相同的方法和相同的规范来形成反射式 液晶显示器件的测试样本。而且，在实施例3中，与实施例1-1、1-2、2-1 和2-2一样，将像素A与像素B之间的电压比(＝(VB/VA))看作是判 断指标，并执行校正以使得降低电压比。

图18A示出了基于对比较实施例3的测量结果，相邻像素间电压差与 反射效率E之间的关系(在VA变为V1、V5、V20、V40、V60、V80、 V95和V100的情况下)的示例。图18B示出了基于对实施例3的测量结 果，相邻像素间电压差与反射效率E之间的关系(在VA变为V1、V5、 V20、V40、V60、V80、V95和V100的情况下)的示例。

从图18A和18B明显看出，由于相邻像素的不同像素驱动电压所导致 的向错引起的反射效率E的下降显然更依赖于实施例3中电压比而非比较 实施例3中的电压差。因此，发现了在执行校正的情况下的阈值或优先级 被指定时，在基于电压比选择(确定)进行校正的像素的情况下，与基于 相邻像素间的电压差选择像素的情况相比，可执行更高效的校正。而且， 发现了对于校正量，在执行校正以使得降低电压比的值的情况下，与执行 校正以使得降低相邻像素间电压差的情况相比，可执行更有效的校正。

虽然参照第一和第二实施方式以及实施例描述了本发明，但本发明并 不局限于此，而是可以做出各种修改。

例如，在上述实施方式等中，描述了液晶显示部件1中的液晶是垂直 定向液晶2的情况；然而，本发明除了以上情况以外还可以应用于各种液 晶模式，例如水平定向液晶、铁电液晶、TN(Twisted Nematic，扭曲向 列)模式液晶、OCB模式液晶。

而且，在上述实施方式等中，描述了反射式液晶显示器件和反射式液 晶显示器；然而，本发明除了这些以外还例如可以应用于透射式 (transmissive type)和半透射式液晶显示器件以及透射式和半透射式液晶 显示器。然而，在反射式的情况下，如图2所示，像素驱动电路14形成 在像素电极42之下，因此像素占用长度(pitch)和像素间隔倾向于比透 射式的狭小，因此尤其在反射式中，定向混乱(向错)容易发生。因此， 当本发明尤其应用于反射式时，效果很大。

而且，在本发明中，例如如图17A和17B所示，希望以帧反转驱动或 场反转驱动模式驱动液晶显示器件，在所述模式中像素驱动电压的施加方 向在每帧或每场中在正方向(每个像素11中的施加方向被示意性地示为 “+”)和负方向(在图17B中，每个像素11中的施加方向被示意性地 示为“-”)被反转。在这种驱动中，减少了定向混乱(向错)的发生。

在上述实施方式等中，作为使用根据本发明实施方式的液晶显示器件 的液晶显示器的示例，描述了使用液晶显示器件的反射式液晶投影仪(液 晶投影仪8)；然而，根据本发明实施方式的液晶显示器件可以应用于TV (电视)、PDA(个人数字助手)、蜂窝电话等等。图19示出了在将实 施方式中描述的液晶显示器件(液晶显示部件1和图像信号校正部件5) 应用于TV的情况下的电路构造实施例。例如，TV 9包括以下部件：模拟 调谐器91A，接收并解调模拟广播波信号，并将图像信号和音频信号作为 基带信号而输出；数字调谐器91B，接收并解调数字广播波信号，并将其 作为MPEG-TS流信号而输出；选择器91C，输入外部输入数据D1 (MPEG-TS流信号等)；MPEG(运动图像专家组)解码器92B，对从数 字调谐器91B或选择器91C输出的MPEG-TS流信号进行解调，并将其作 为数字分量信号输出；视频信号转换电路92A，对视频基带信号进行解 调，对视频基带信号执行A/D(模拟/数字)转换，并将其作为数字分量信 号输出；音频信号A/D(模拟/数字)电路93A，对从模拟调谐器91A输出 的音频基带信号执行A/D转换，并将其作为数字音频信号输出；音频信号 处理电路93B，对从音频信号A/D电路93A或稍后将要描述的音频/视频 信号解码器98D输出的数字音频信号执行例如电平调节、合成或立体声处 理之类的预定音频信号处理；音频信号放大电路93C，放大音频信号以具 有所需音量；扬声器96，将放大后的音频信号输出到外部；视频信号处理 电路94B，对从视频信号转换电路92A或MPEG解码器92B输出的数字 分量信号执行例如对比度调节、色彩调节或亮度调节之类的预定图像信号 处理；在以上实施方式中描述了的图像信号校正部件5和液晶显示部件 1；遥控接收部件97A，接收来自遥控器(未示出)的遥控信号S1；网络 终端部件97B，经由例如有线局域网(LAN)之类的外部网络(未示出) 输入外部输入数据D2(音频信号和视频信号)；网络I/F(接口)97C， 作为从网络终端97B输入的音频信号和视频信号的接口部件CPU(中央 处理单元)98A，控制整个TV 9的操作；快闪ROM(只读存储器) 98B，作为存储由CPU 98A使用的预定软件的非易失性存储器部件； SDRAM(同步动态随机存取存储器)98C，作为与CPU 98A的执行区域 相对应的存储器部件；以及音频/视频信号解码器98D，对经由网络终端部 件97B和网络I/F 97C从外部输入的视频信号和音频信号进行解调，并分 别将视频信号和音频信号作为数字分量信号和数字音频信号而输出。而 且，网络I/F 97C、CPU 98A、快闪ROM 98B、SDRAM 98C和音频/视频 信号解码器98D例如由诸如PCI(外围组件互连)总线之类的内部总线B1 共同连接。以上实施方式中所描述的液晶显示器件也被用在具有这种构造 的TV 9中，因此可以以与以上实施方式相同的效果，以高对比度和高图 像质量来显示图像。

本领域技术人员应当理解的是，在所附权利要求书或其等同物的范围 内，根据设计要求和其他因素可以想到各种修改、组合、子组合和变更。

相关申请的交叉引用

本发明包含与申请日为2006年7月18日的日本专利申请JP 2006- 195176相关的主题，该日本专利申请的全部内容通过引用被结合于此。