液晶显示装置制造方法及图纸

一种液晶显示装置包括液晶调制元件，该液晶调制元件包括第一电极、第二电极和液晶层，在第一电极和第二电极之间提供电势差的电势差提供单元，以及通过使用来自光源的光照明液晶调制元件的照明光学系统。该液晶显示装置包括用于降低由存储在液晶层与第一电极和第二电极至少之一之间的电荷产生的电场强度的电荷调节模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用液晶调制元件(液晶显示板或液晶显示元件)调制光并且使用调制的光显示图像的图像显示装置，并且更具体地说涉及投影调制的光的投影仪显示装置。
技术介绍
使用用作两维像素光开关的液晶调制元件作为投影显示装置的图像调制单元的液晶投影仪是公知的。主要使用扭曲向列型(TN)液晶元件和垂直排列向列型(VAN)液晶元件作为用于液晶投影仪的液晶调制元件。液晶调制元件使用电控双折射(ECB)效应给通过液晶层的光波提供延迟以改变光波的偏振条件，因而形成图像光。在使用ECB效应调制光强的液晶调制元件中，因为对液晶层施加电压(电场或电势差)，所以液晶层中的离子性材料迁移。如果继续向液晶层施加直流电流(DC)，将离子性材料吸引到彼此相对、其间具有液晶层的两个电极的任一个上。然后，通过离子性材料形成的电压抵消了施加到液晶层上的部分电压，这就难以向液晶层施加具有所需强度水平的电压。为了解决这个问题，通常使用下面两种方法。一种方法是线反转驱动方法，其中通过每隔一个像素线，即逐线反转电压的极性，在60Hz下切换电压。另一种方法是场反转驱动方法，其中通过每隔一个像素场，即逐场反转电压的极性，在60Hz下切换电压。通过防止施加到液晶层上的电压被偏置为一个极性，可以防止离子性材料的不均匀分布(即在液晶层中由离子性材料形成的电压的产生)。但是，离子性材料的迁移不是施加到液晶层上的实际电压波动的-->唯一原因(以下将这种电压称作“有效电压”)。例如，在绝缘体的非导体膜(nonconductive film)(如液晶取向膜、增反射膜、用于防止金属洗脱的无机钝化膜等)中，电荷(如电子或空穴)自身有时被俘获。这就增加了非导体膜界面上的充电，并且这种静电充电可以改变液晶层的有效电压。在这种静电充电下，如果由上述反转驱动方法之一驱动上述的液晶调制元件，正电势差(电压)的绝对值和负电势差(电压)的绝对值之间的差异变大，引起发生闪烁。即，施加正电势差时的亮度和施加负电势差时的亮度变得彼此不同，从而引起以60Hz的频率交替显示亮图像和暗图像的现象，即发生闪烁。如果正电势差的绝对值和负电势差的绝对值之间的差异变成200mV或更高，人眼可以观察到这种现象(闪烁)。当中间有液晶层的两个电极由相同的材料组成时(主要在透射型液晶调制元件中)，发生由于静电充电引起的闪烁，并且当两个电极由不同的材料组成时(主要在反射型液晶调制元件中)，闪烁是更加明显的。举例来说，在美国专利第7,038,748号中公开了由于静电充电引起的闪烁问题的解决方法。在该出版物中，在反射像素电极上形成了功函调节薄膜层，并且设置反射像素电极的功函(费米能级)相对于与该反射像素电极相对的透明电极(氧化铟锡(ITO)膜电极)的功函(费米能级)为±2％。使用这种结构，可以抑制在液晶层界面上的充电，否则将引起闪烁或残像(sticking)粘附。更具体地说，为了允许俘获电荷，在液晶层和电极之间需要绝缘膜能量电势的激发跳跃(excitation hopping)。在美国专利第7,038,748号中公开的技术中，从反射镜电极和从ITO电极发生激发跳跃的可能性设置为彼此接近，从而在液晶层的任一层上俘获相同量的电荷。采用这种布置，尽管由场反转驱动方法施加到液晶层上的电压随着电势变化，但是电压的大小保持相同。因此，由于ECB效应通过相对的电极之间的相对值反应性地操作施加到液晶层上的电压，并且不改变液晶的操作。-->根据美国专利第7,038,748号中建议的技术，从反射镜电极和从ITO电极发生激发跳跃的可能性变得接近，但是难以设置由于激发跳跃引起的充电量完全相同。因此，液晶层界面上的充电随着液晶调制元件的操作时间逐渐增加。特别地，在液晶调制元件的长期可靠性方面，即随着液晶调制元件的驱动时间变长，彼此相对的反射镜电极和ITO电极之间的电势差达到几百毫伏。当输入液晶调制元件的光子能量更高并且光通量总能量更高时更容易观察到这种现象。另外，如果由于液晶层界面上的充电在反射镜电极和ITO透明电极之间产生电势差，发生下列现象。如果继续向液晶层施加恒定DC电压，液晶层中的少量离子性材料被吸引到与对置电极接近的液晶层的一个或者两个界面上。然后，粘附到对置电极界面上的离子根据场反转驱动的振幅电势的大小而运动，从而，粘附到对置电极界面上的离子的量根据振幅电势的大小变得不同。即，施加到液晶层上的有效电压根据显示区域的位置而变得不同。这就引起所谓的“残像”现象，并且在长时间显示相同的图像后，如果显示另一个图像，前面的图像作为残留图像保留。
技术实现思路
本专利技术提供了一种液晶显示装置，其包括液晶调制元件，该液晶调制元件包括第一电极、第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的液晶层，在第一电极和第二电极之间提供电势差的电势差提供单元，以及照明液晶调制元件的照明光学系统。该液晶显示装置包括用于降低由存储在液晶层与第一电极和第二电极至少之一之间的电荷产生的电场强度的电荷调节模式。液晶显示装置可以具有第一种模式和第二种模式，液晶显示装置被设置成使得当其在第一种模式中操作时，通过使用电势差提供单元可以在每个驱动周期中向液晶层交替施加正电压和负电压，同时使用照明光学系统照明液晶调制元件；并且当在第二种模式中操作时，液晶显示装置可以是电荷调节模式，其中通过使用电势差提供单元在比-->驱动周期更长的时间内向液晶层施加直流电压，同时使用照明光学系统照明液晶调制元件。在电荷调节模式中施加到液晶层上的直流电压可以大于200mV。可以在起动液晶显示装置的起动程序和停止液晶显示装置的停止程序至少之一期间执行电荷调节模式。可以基于液晶调制元件的累积操作时间、液晶调制元件的操作环境和施加到液晶调制元件上的光的波长至少之一来确定电荷调节模式继续的时间。液晶显示装置还可以包括基于负载参数发出警报的警报单元，基于液晶调制元件的累积操作时间、液晶调制元件的操作温度环境和施加到液晶调制元件上的光通量和波长至少之一来确定所述负载参数。驱动周期可以是1/60秒或更短。电荷调节模式继续的时间可以是一秒或更长。第一电极的材料可以与第二电极的材料不同。第一电极的费米能级可以与第二电极的费米能级不同。可以在液晶层与第一电极和第二电极每个之间布置由绝缘材料组成的薄膜。液晶调制元件可以是反射型液晶调制元件，并且第一电极和第二电极可以分别是透明电极和反射镜电极。本专利技术还提供了包括分别对应于第一种颜色、第二种颜色和第三种颜色的第一、第二和第三液晶调制元件的液晶显示装置，每个液晶调制元件包括第一电极、第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的液晶层、分别在第一、第二和第三液晶调制元件的第一电极和第二电极之间提供电势差的第一、第二和第三电势差提供单元、照明第一、第二和第三液晶调制元件的照明光学系统、以及从第一、第二和第三液晶调制元件投影图像光分量的投影光学系统。液晶显示装置在第一种模式和电荷调节模式中操作，在第一种模式中，通过使用电势差提供单元在每个驱动周期中向第一、第二和第三液晶调制元件-->每个的液晶层交替施加正电压和负电压，同时使用照明光学系统照明第一、第二和第三液晶调制元件中的每个元件；在电荷调节模式中，通过使用电势差提供单元在比驱动周期更长的时间内向第一、第二和第三液晶调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，其包括：液晶调制元件（４００），其包括第一电极（１０２或１０３）、第二电极（１０３或１０２）、以及位于第一电极（１０２或１０３）和第二电极（１０３或１０２）之间的液晶层（１００）；在第一电极（１０２或１０３ ）和第二电极（１０３或１０２）之间提供电势差的电势差提供单元（３）；以及照明液晶调制元件（４００）的照明光学系统（１），所述液晶显示装置的特征在于该液晶显示装置包括用于降低由存储在液晶层（１００）与第一电极（１０２或１０３） 和第二电极（１０３或１０２）至少之一之间的电荷产生的电场强度的电荷调节模式。

【技术特征摘要】
JP 2006-1-6 2006-0014931.一种液晶显示装置，其包括：液晶调制元件(400)，其包括第一电极(102或103)、第二电极(103或102)、以及位于第一电极(102或103)和第二电极(103或102)之间的液晶层(100)；在第一电极(102或103)和第二电极(103或102)之间提供电势差的电势差提供单元(3)；以及照明液晶调制元件(400)的照明光学系统(1)，所述液晶显示装置的特征在于该液晶显示装置包括用于降低由存储在液晶层(100)与第一电极(102或103)和第二电极(103或102)至少之一之间的电荷产生的电场强度的电荷调节模式。2.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述液晶显示装置具有第一种模式和第二种模式，液晶显示装置被设置成使得当在第一种模式中操作时，通过使用电势差提供单元(3)而在每个驱动周期中向液晶层(100)交替施加正电压和负电压，同时使用照明光学系统(1)照明液晶调制元件(400)；并且当在第二种模式中操作时，液晶显示装置是电荷调节模式，其中通过使用电势差提供单元(3)而在比驱动周期更长的期间内向液晶层施加直流电压，同时使用照明光学系统(1)照明液晶调制元件(400)。3.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于在电荷调节模式中施加到液晶层(100)上的所述直流电压大于200mV。4.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于在用于起动液晶显示装置的起动程序和用于停止液晶显示装置的停止程序至少之一期间执行所述电荷调节模式。5.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于基于液晶调制元件(400)的累积操作时间、液晶调制元件(400)的操作环境和施加到液晶调制元件(400)上的光的波长至少之一来确定电荷调节模式继续的时间。6.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于还包含基于负载参数发出警报的警报单元，所述负载参数基于液晶调制元件(400)的累积操作时间、液晶调制元件(400)的操作温度环境和施加到液晶调制元件(400)上的光通量或波长至少之一来确定。7.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述驱动周期是1/60秒或更短。8.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述电荷调节模式继续的时间是一秒或更长。9.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述第一电极(102或103)的材料不同于第二电极(103或102)的材料。10.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述第一电极(102或103)的费米能级不同于第二电极(103或102)的费米能级。11.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于在液晶层(100)与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：小出纯，阿部雅之，藏田雄也，黑沢铁平，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]