JP2001100709A - 電気光学装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度な階調表示が可能で、しかも、簡単かつ
安価に構成することができる電気光学装置およびその駆
動方法を提供する。 【解決手段】 画像表示の１フィールドを複数のサブフ
ィールドに分割する。サブフィールドＳＦ７〜ＳＦ０は
１２８：６４：３２：・・・：１の比率で輝度の重みを
持ち、これらのサブフィールドを組み合わせた電圧パル
ス波を画素に印加することにより、階調を制御する。ま
た、ディジタル制御だけで再現可能な階調のさらに中間
階調を再現するために、サブフィールドＳＦ１およびＳ
Ｆ０にはＶ０より低い電圧Ｖ１またはＶ２を用いる。ま
た表示装置に使われる材料の物理的な応答特性に考慮に
入れた正確な階調表示とするため、予め実測した結果に
基づいて、各サブフィールドの幅および電位の高さを決
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として液晶デ
ィスプレイやプラズマディスプレイ等、マトリクス状に
配列された画素を持ち階調表示を行う電気光学装置およ
びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのディス
プレイ、テレビジョンセット、ディジタル時計、携帯型
通信機器、プロジェクタ等の様々な用途に、装置の小型
化・薄型化が可能な液晶ディスプレイやプラズマディス
プレイなどが用いられてきている。これらの表示装置は
画素をマトリクス状に配列し、各画素に印加される電圧
を制御することによって画像の表示を行う。

【０００３】これらの表示装置において中間輝度や中間
色の表示、すなわち階調表示を行うためにいくつかの方
法が考案され実施されている。ひとつの方法は画素への
印加信号のアナログ制御によるものである。これは電圧
の変化に応じて輝度が変化し表示に必要な輝度帯域が得
られる画素に対し、印加する電圧値をアナログ的に制御
することによって階調表示を行うものである。

【０００４】他の方法は画素への印加信号のディジタル
制御によるものである。これは１表示サイクル内に印加
する電圧パルスの幅を時間的に制御し画素に印加するこ
とにより階調表示を行うものである。

【０００５】また、特開平５−１００６２９号に開示さ
れている方法のように、上記のアナログ表示とディジタ
ル表示を併用することにより、より高い階調度を実現し
ている例もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したアナログ制御
における問題は、表示画面全面にわたって均一で高い階
調度を実現することが困難なことである。たとえば表示
装置に使われる液晶材料においては、印加される電圧の
ダイナミックレンジは５Ｖ程度からせいぜい１０Ｖ程度
しかなく、たとえば２５６段階の階調を実現しようとす
ると４０ｍＶ以下のステップで電圧を制御せねばなら
ず、このような高精度の電圧制御を画面全体にわたって
実現することは非常に困難である。

【０００７】一方、電圧ではなく時間刻みにより階調信
号を生成するディジタル制御の場合、基準クロックをも
とに階調信号を生成できるのでアナログ制御の場合より
階調制御性が良いが、階調数が増えるにしたがってそれ
も困難になる。たとえば１フレームの表示時間が１６ミ
リ秒の間で２５６段階の階調を実現しようとすると、最
小パルス幅は６０マイクロ秒程度となってしまい、たと
えばスメクティック液晶などの高速応答液晶を用いた液
晶表示装置においてもこのような短いパルスには充分反
応できない。

【０００８】特開平５−１００６２９号の発明は、これ
らアナログ制御とディジタル制御を併用することによっ
て高階調度を実現しているものの、次に述べるような欠
点がある。まず、この方法では、所望の階調を得るため
に単純に電圧値とパルス幅を決定し、電圧値の時間積分
すなわち実効平均電圧が表示輝度に比例するものとして
画素に印加している。しかし、たとえば液晶の場合、実
際にはその物理的特性により、特にパルス幅の狭い領域
において印加するパルス幅と透過度は比例せず、また電
圧値と透過度の関係も比例するわけではない。よってこ
の方法を単純に適用するだけでは、細かい微妙な階調を
正確に表示することができない。

【０００９】また、この特開平５−１００６２９号発明
はその他にも、Ｎ進法表現の信号の処理や進法変換の処
理のための回路を組み込む必要があり装置の構成が複雑
になる、またアナログ入力信号を構成要件としておりデ
ィジタル画像信号を出力する装置と接続する場合に余分
なＤ／Ａ変換手段を設けなければならないといった欠点
を持っている。

【００１０】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であり、２５６階調（８ビット）以上の高度な階調表示
が可能で、しかも簡単な構成により安価で実現可能な電
気光学装置およびその駆動方法を提供することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、基板上に、マトリックス状に配置さ
れた複数の画素電極と、前記基板上において、前記画素
電極間に配置された相交差する複数のデータ線および走
査線と、前記画素電極に対応して設けられ、前記データ
線および走査線に接続された複数のスイッチング手段
と、前記スイッチング手段を介して前記画素電極へ印加
すべき駆動電圧を選択する選択手段とを具備する電気光
学装置において、前記走査線については、予め１フィー
ルドを長さが異なる複数のサブフィールドに分割し、該
サブフィールドの立ち上がり時点において走査を行い、
前記データ線については、表示すべき階調に応じて前記
サブフィールドを組み合わせ、該組み合わせによって得
られた期間に各画素に所定の電界が印加されるように前
記データ線を制御し、前記サブフィールドについては、
１フィールド内において、２つの電位のみ選択可能なデ
ィジタル駆動サブフィールドと、２つ以上の電位が選択
可能なアナログ駆動サブフィールドの、２種類に予め分
けられており、前記選択手段について、ディジタル駆動
サブフィールドについては、最大電圧を印加し、アナロ
グ駆動サブフィールドについては、該最大電圧より低い
電圧を印加するように前記選択手段を制御することを特
徴とする。

【００１２】このように、本発明の駆動方法は、ディジ
タル駆動とアナログ駆動を併用している。これにより、
ディジタル駆動の利点である階調の制御を正確にかつ簡
単な構成によってできる利点が得られるだけでなく、さ
らに、走査に要する時間や画素への書き込みに要する時
間などの制約により従来のディジタル駆動のものによっ
ては達成できなかった多くの階調（例えば、２５６階調
あるいはそれ以上）による画像表示を簡単な回路構成に
よって達成することができる利点が得られる。

【００１３】また、上記発明において、各ディジタル駆
動サブフィールドは、各サブフィールドに基づく相対輝
度が１，２，４，８，１６，・・・となる長さであり、
前記各アナログ駆動サブフィールドは、長さが相対輝度
１のディジタル駆動サブフィールドの長さであって、駆
動電圧が相対輝度１／２、１／４、１／８、・・・とな
る電圧であることが好ましい。

【００１４】このような駆動方法によれば、最小サブフ
ィールドをあまり短くしないでも、非常に制御性が高
い、多階調表示を得ることができる。

【００１５】また、上記の発明において、各ディジタル
駆動サブフィールドは、各サブフィールドに基づく相対
輝度が１，２，４，８，１６，・・・となる長さであ
り、前記アナログ駆動のサブフィールドは、駆動電圧が
一定電圧であり、長さが相対輝度１／２、１／４、１／
８、・・・となる長さであることが好ましい。

【００１６】このような駆動方法によれば、アナログ駆
動用に必要な電位が１種類で済み、回路構成を簡単にで
きる利点が得られる。

【００１７】また、この発明は、基板上に、マトリック
ス状に配置された複数の画素電極と、前記基板上におい
て、前記画素電極間に配置された相交差する複数のデー
タ線および走査線と、前記画素電極に対応して設けら
れ、前記データ線および走査線に接続された複数のスイ
ッチング手段と、予め１フィールドを長さが異なる複数
のサブフィールドに分割し、該サブフィールドの立ち上
がり時点において前記走査線を走査する走査線駆動回路
と、表示すべき階調に応じて前記サブフィールドを組み
合わせ、該組み合わせによって得られた期間において、
各画素に所定の電界が印加されるように前記データ線を
制御するデータ線駆動回路と、前記画素電極へ印加すべ
き駆動電圧を選択する選択手段であって、予め決められ
たディジタル駆動サブフィールドについては、最大電圧
を選択し、予め決められたアナログ駆動サブフィールド
については、該最大電圧より低い電圧を選択する選択手
段とを具備することを特徴とする電気光学装置である。

【００１８】この電気光学装置によれば、ディジタル駆
動とアナログ駆動を併用しているので、階調の制御を正
確にかつ簡単な構成によってできると共に、さらに、従
来のディジタル駆動のものによっては達成できなかった
多くの階調による画像表示を行うことができる利点が得
られる。

【００１９】ここで前記選択手段は、外部から供給され
る複数の電位から一つの電位を選択するスイッチ群によ
り構成されていることを特徴とする電気光学装置であ
る。

【００２０】これにより、簡単な回路構成で、しかも高
速動作が可能な、電圧切り替え手段を得ることができ
る。

【００２１】また、上記の発明において、各ディジタル
駆動サブフィールドは、各サブフィールドに基づく相対
輝度が１，２，４，８，１６，・・・となる長さであ
り、前記各アナログ駆動サブフィールドは、長さが相対
輝度１のディジタル駆動サブフィールドの長さであっ
て、アナログ駆動電圧が相対輝度１／２、１／４、１／
８、・・・となる電圧であることが望ましい。

【００２２】このような電気光学装置によれば、最小サ
ブフィールドをあまり短くしないで、非常に制御性が高
い、多階調表示を得ることができる。

【００２３】また、上記発明において、各ディジタル駆
動サブフィールドは、各サブフィールドに基づく相対輝
度が１，２，４，８，１６，・・・となる長さであり、
前記アナログ駆動のサブフィールドは、駆動電圧が一定
電圧であり、長さが相対輝度１／２、１／４、１／８、
・・・となる長さであることが望ましい。

【００２４】このような電気光学装置によれば、アナロ
グ駆動用に割り当てる電位が１種類で済み、回路構成を
簡単にできる利点が得られる。

【００２５】また、この発明は、液晶が挟持された一対
の第１および第２基板と、前記第１基板上に、マトリッ
クス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極に
対向配置された共通電極と、前記第１基板の前記画素電
極間に配置された相交差する複数のデータ線および複数
の走査線と、前記画素電極に対応して設けられ、前記デ
ータ線および走査線に接続された複数のスイッチング手
段と、予め１フィールドを長さが異なる複数のサブフィ
ールドに分割し、該サブフィールドの立ち上がり時点に
おいて前記走査線を走査する走査線駆動回路と、表示す
べき階調に応じて前記サブフィールドを組み合わせ、該
組み合わせによって得られた期間において、各画素に所
定の電界が印加されるように前記データ線を制御するデ
ータ線駆動回路と、前記データ線を通じて前記画素電極
へ印加すべき駆動電圧を選択する選択手段であって、予
め決められたディジタル駆動サブフィールドについて
は、最大電圧を選択し、予め決められたアナログ駆動サ
ブフィールドについては、該最大電圧より低い電圧を選
択する選択手段とを具備することを特徴とする電気光学
装置である。

【００２６】上述した発明によれば、階調制御が正確
で、しかも多階調表示を行うこができる液晶表示装置を
簡単な構成によって得ることができる効果がある。

【００２７】また、上記の発明において、第１基板上に
反射板を形成することにより、反射型表示装置として構
成することが好ましい。

【００２８】これにより、多階調表示を行うことができ
る反射型液晶表示装置を簡単な構成によって得ることが
でき、プロジェクタ（投射表示装置）等に用いて好適で
ある。

【００２９】また、この発明は、請求項８に記載の電気
光学装置装置を備えた投射型表示装置であって、光源
と、該光源から出射された光を集光しながら前記液晶装
置へ導く集光光学系と、該液晶装置で光変調され反射さ
れた光を投射面に拡大投射する拡大投影光学系とを有す
ることを特徴とする投射型表示装置である。

【００３０】このような構成によれば、多階調の投射型
表示装置を簡単かつ安価な構成によって提供することが
できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しこの発明の一
実施形態について説明する。図２（ａ）は、本発明の一
実施形態によるアクティブマトリクス液晶表示装置の構
成の概要を示す回路図、同じく（ｂ）は画素部分の詳細
図である。図２において、符号１は表示パネル、１０は
表示パネル１に配列された画素、１１は画素電極、１２
は画素電極１１への印加電圧のスイッチの役割をするＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）、１３は走査線、１４はデー
タ線である。走査線１３にかかる電圧が”Ｈ”のときの
み、その走査線１３に接続された各ＴＦＴ１２がオンと
なり各画素電極１１にそれぞれデータ線１４により供給
される電圧が印加される。

【００３２】１５は複数の電位の電圧源に接続された複
数の電圧線であり、本例では、それぞれＶ０、Ｖ１、Ｖ
２、ＣＯＭ（共通電圧）の電位となっている。２１は表
示データおよびコントロール信号を基に本装置による画
像表示を制御するコントローラ、２２は前記の表示デー
タが一時的に蓄えられるフレームメモリ、２３はフレー
ムメモリ２２に蓄積された表示データを基に各画素１０
の階調を制御する信号を出力するデータドライバ、２４
は画素１０のマトリクスを走査するために順次走査線１
３に”Ｈ”電圧を供給する走査ドライバである。コント
ローラ２１から走査ドライバ２４へは上記の走査のため
のタイミング信号が伝えられる。コントローラ２１およ
びデータドライバ２４の細部については後述する。

【００３３】１６は２ビットのドライブ線でありデータ
ドライバ２３が出力する信号を伝達する。２５はアナロ
グマルチプレクサであり、電圧線１５によって供給され
る複数の電圧のうち、ドライブ線１６を通して伝達され
た信号によって選択された電圧を、データ線１４に出力
する。

【００３４】画素１０においては、画素電極１１と共通
電圧ＣＯＭの電位を持つ共通電極との間に液晶が挟まれ
ている。ここには、ＴＬＡＦＬＣ（Thresholdless Anti
ferroelectric Liquid Crystal、しきい値のない反強誘
電性液晶）を用いている。ＴＬＡＦＬＣは相転移前駆現
象を示し、飽和電圧より小さい範囲において印加電圧の
変化に応じて連続的に透過光量が変化し、しかもヒステ
リシスがないという特性を持っている。また印加電圧に
関してほぼ正負対象の透過光量であり、従って交流駆動
が可能である。しかも液晶層の自発分極成分と外部電界
との相互作用により液晶が応答するので、１００マイク
ロ秒以下の高速応答が可能である。また、このような構
造において各電極間の液晶はキャパシタンスとして機能
するので、印加された電圧は走査から次の走査までの一
定時間保持される。本装置では，ＴＬＡＦＬＣを用いた
画素のこれらの特性を利用して、所望の透過光量が得ら
れるように印加するパルス電圧の波形を制御する。

【００３５】図１は、本実施形態における各部の波形図
である。図１において、フィールドタイミング信号のパ
ルスと次のパルスの間が１フィールド（表示サイクル）
であり、１フィールドは本例では８つのサブフィールド
に分割されており、これにより８ビットすなわち０〜２
５５の２５６段階の等幅階調を得るようになっている。

【００３６】各画素の階調を指示する表示データは８ビ
ットで構成され、最上位のＢｉｔ７から最下位のＢｉｔ
０までが順次１２８：６４：３２：１６：８：４：２：
１の輝度の重みを持ち、それぞれサブフィールドＳＦ
７，・・・，ＳＦ０に対応している。図１に示すよう
に、サブフィールドの幅や電位はすべて同一ではなく、
各ビットの重みによって異なる。

【００３７】本例では、上位６ビットすなわちＢｉｔ７
〜Ｂｉｔ２にディジタル制御を用い、下位２ビットすな
わちＢｉｔ１，Ｂｉｔ０にアナログ制御を用いている。
つまり、Ｂｉｔ７〜Ｂｉｔ２に対応するサブフィールド
ＳＦ７〜ＳＦ２はいずれも駆動電圧が最大電圧Ｖ０であ
り、パルス幅がそれぞれ異なっている。一方、Ｂｉｔ
１，Ｂｉｔ０に対応するサブフィールドＳＦ１，ＳＦ０
は、駆動電圧が電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１あるいはＶ
２である。

【００３８】図１の（ａ）と（ｂ）は、ＳＦ７〜ＳＦ２
の部分は同じであるが、このサブフィールドＳＦ１，Ｓ
Ｆ０の部分で違う波形をとっている。図１（ａ）の方法
は、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ０の幅をサブフィール
ドＳＦ２の幅と同じにして、電位の高さを変えることに
よって透過光量がＳＦ２のそれぞれ１／２および１／４
になるように制御する。一方、図１（ｂ）の方法は、サ
ブフィールドＳＦ１，ＳＦ０は同じ電位Ｖ２であり、パ
ルス幅を変えることによって透過光量がＳＦ２のそれぞ
れ１／２および１／４になるように制御する。

【００３９】（ａ）の方法はサブフィールドＳＦ１，Ｓ
Ｆ０が短く、（ｂ）に比べて時間をより効率的に使え
る。一方、（ｂ）の方法は電位としてＶ０とＣＯＭの他
にはＶ２を用意するだけでよく、（ａ）に比べて電圧源
部分の回路を簡略化できるというメリットがある。

【００４０】階調表示においては、階調データのビット
が”１”の部分について、対応するサブフィールドにお
いて上述した電圧を印加する。図１の（ａ）および
（ｂ）のそれぞれ最下段に、例として階調データが”１
００１０１１０”の場合のそれぞれのサブフィールド構
成での印加パルス波形例を示す。

【００４１】ところで、近似的には印加電圧の時間積分
が実効透過光量に比例するので、図１（ａ）におけるＳ
Ｆ７，・・・，ＳＦ０のパルス幅の理論的比率は３２：
１６：８：４：２：１：１：１、電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ
２、ＣＯＭの理論的比率は４：２：１：０である。図１
（ｂ）では同じく、ＳＦ７，・・・，ＳＦ０のパルス幅
の理論的比率は３２：１６：８：４：２：１：２：１、
電圧Ｖ０、Ｖ２、ＣＯＭの理論的比率は４：１：０であ
る。

【００４２】つまり単純なディジタル駆動を行う際に
は、最小パルスとして１フィールドの２５６分の１とい
う非常に短いサブフィールドが必要だったのに対し、以
上のような方法によれば、１フィールドの６５分の１か
ら６６分の１の時間の最小サブフィールド構成で２５６
階調を得ることができる。このように必要な最小サブフ
ィールドを長くすることは、液晶への電荷の書き込み時
間を確保する上で非常に重要である。

【００４３】しかし、実際には液晶の物理的反応特性に
より正確には上記の比例関係は成り立たず、特に短いサ
ブフィールドにおいてはその誤差が大きい。そこで、装
置の構成にあたっては上記の理論的比率をそのまま用い
るのではなく、予め実験等の測定によって、各サブフィ
ールドの透過光量が正しく２のべき乗の比率となるよう
にパルス幅および電位を決定しておき、それを実現する
ような装置とする。

【００４４】次に、図２に示す回路の表示動作を、図１
（ａ）の駆動方法をとる場合を例に説明する。コントロ
ーラ２１は、基準クロックに基づいてフィールドタイミ
ング信号（図１（ａ）参照）、サブフィールドタイミン
グ信号（同図）を生成する。そして、サブフィールドタ
イミング信号を走査ドライバ２４へ出力する。走査ドラ
イバ２４はサブフィールドタイミング信号を受ける毎
に、一定速度で走査線１３を順次走査する。

【００４５】また、コントローラ２１は、フレームメモ
リ２２から表示データ（８ビット／１画素）を読み出
し、サブフィールドタイミングおよび走査線駆動タイミ
ングに合わせてデータドライバ２３へ出力する。すなわ
ち、まず、サブフィールドＳＦ０（図１（ａ）参照）の
立ち上がりにおいて、表示データの第０ビット（ＬＳ
Ｂ）をデータドライバ２３へ出力する。いま、このビッ
トが”０”であるとすると、データドライバ２３は”
０”に対応するデータ”００”をアナログマルチプレク
サ２５へ出力する。アナログマルチプレクサ２５はこの
データ”００”を受け、電圧ＣＯＭをデータ線１４へ出
力する。

【００４６】次に、コントローラ２１は、サブフィール
ドＳＦ１の立ち上がりにおいて、表示データの第１ビッ
トをデータドライバ２３へ出力する。いま、このビット
が”１”であるとすると、データドライバ２３は”１”
に対応するデータ”１０”をアナログマルチプレクサ２
５へ出力する。アナログマルチプレクサ２５はこのデー
タ”１０”を受け、それに対応する電圧Ｖ１をデータ線
１４へ出力する。これにより、該表示データに対応する
画素電極１１が電圧Ｖ１の書込みを受ける。

【００４７】次に、コントローラ２１は、サブフィール
ドＳＦ２の立ち上がりにおいて、表示データの第２ビッ
トをデータドライバ２３へ出力する。いま、このビット
が”１”であるとすると、データドライバ２３は”１”
に対応するデータ”１１”をアナログマルチプレクサ２
５へ出力する。アナログマルチプレクサ２５はこのデー
タ”１１”を受け、電圧Ｖ０をデータ線１４へ出力す
る。これにより、該表示データに対応する画素電極１１
が電圧Ｖ０の書込みを受ける。なお、前述したように、
サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ７はディジタル駆動サブフ
ィールドであり、表示データ”１”にはつねにデータ”
１１”が対応している。

【００４８】次に、コントローラ２１は、サブフィール
ドＳＦ３の立ち上がりにおいて、表示データの第３ビッ
トをデータドライバ２３へ出力する。いま、このビット
が”０”であるとすると、データドライバ２３は”０”
に対応するデータ”００”をアナログマルチプレクサ２
５へ出力する。アナログマルチプレクサ２５はこのデー
タ”００”を受け、電圧ＣＯＭをデータ線１４へ出力す
る。これにより、該画素電極１１の電圧がクリアされ
る。以下、同様の過程が繰り返されて画素電極１１の電
圧が制御される。

【００４９】ここで、アナログマルチプレクサ２５は、
外部で形成された複数の電位を単純な切り替えスイッチ
により切り替える構成になっているので、容量を用いて
電位を得る方法等に比べ非常に高速な動作が可能である
とともに、供給する電位を非常に精密に制御できるとい
う利点を持つ。

【００５０】なお、ＴＬＡＦＬＣは前述のように印加電
圧の正負対象性を持つため、フィールドごとに印加する
極性を逆転させる交流駆動が可能である。これによって
液晶材料の寿命をのばすことができる。この場合、電極
間に印加する電圧も極性を反転させなくてはいけない
が、その方法としては、−Ｖ０、−Ｖ１、−Ｖ２等の負
の電位を設け、アナログマルチプレクサ２５によりフィ
ールド毎Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２の値を反転させるフィールド
反転駆動を行うことが可能である。

【００５１】また、本実施形態では階調データを８ビッ
トとし、上位６ビット分をディジタル制御で、下位２ビ
ット分をアナログ制御で階調を再現しているが、これ以
外のビット数の階調データでも良く、上位ビットと下位
ビットの境界も任意である。また、階調データとして２
進法以外を用いても良いが、２，４，８，１６など２の
べき乗を基数とすることが回路構成上は有利である。

【００５２】また、サブフィールドの並びは本実施形態
のような順序に限定されず、任意であり、またフィール
ドごとに異なっていても良い。

【００５３】また、本実施形態ではＴＬＡＦＬＣを表示
材料としているが、これに限らず、印加電圧の変化に応
じて連続的に変化する輝度を得られるものであれば、他
の材料および発光原理を用いても良い。

【００５４】また、本実施形態では単色（１次元）の階
調のみを制御しているが、単純にこれを複数組み合わ
せ、たとえば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に
ついてそれぞれ階調制御をして、中間色を含んだカラー
表示を行うこともでき、コンピュータディスプレー、テ
レビジョン、時計、通信機器、車載用ナビゲーション装
置、プロジェクタなどさまざまな装置に適用できる。

【００５５】また、上記実施形態において、特に短いサ
ブフィールドにおいては、周囲温度によって輝度が影響
を受けてしまう。そこで、温度検出器を設け、周囲温度
が低い時はパルス幅を広く、高い時はパルス幅を狭くす
るよう制御する温度制御回路を設けてもよい。

【００５６】次に、上述した液晶表示装置の表示パネル
１の構成例を図３及び図４を参照して説明する。図３は
液晶装置用基板８０をその上に形成された各構成要素と
共に対向基板８１の側から見た平面図であり、図４は、
対向基板８１を含めて示す図４のＨ−Ｈ’線断面図であ
る。

【００５７】これらの図において、液晶装置用基板８０
の上には、シール材５２がその縁に沿って設けられてお
り、その内側に並行して、表示領域周辺の非表示領域を
囲む遮光膜（額縁）として、遮光膜５３が設けられてい
る。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路
１０１及び実装端子１０２が液晶装置用基板８０の一辺
に沿って設けられており、走査ドライバー２４を構成す
る走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に
沿って設けられている。走査線に供給される走査信号遅
延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は
片側だけでも良い。

【００５８】データ線駆動回路１０１はデータドライバ
２３及びアナログマルチプレクサ２５などから構成され
ている。これらを画面表示領域の辺に沿って両側に配列
してもよい。例えば奇数列のデータ線は画面表示領域の
一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像
信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画面表示領域の
反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画
像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線
を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路１
０１の占有面積を拡張することができるため、複雑な回
路を構成することが可能となる。

【００５９】更に液晶装置用基板８０の残る一辺には、
画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４
間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。
また、対向基板８１のコーナー部の少なくとも一箇所に
おいては、液晶装置用基板８０と対向基板８１との間で
電気的導通をとるための導通材１０６が設けられてい
る。そして、図４に示すように、シール材５２とほぼ同
じ輪郭を持つ対向基板８１が当該シール材５２により液
晶装置用基板８０に固着されている。

【００６０】ここで、本例ではデータ線駆動回路、走査
線駆動回路を液晶装置用基板上に形成する場合について
説明したが、これらの回路を別に設け、それを液晶表示
装置用基板にＴＡＢなどを用いて実装することも可能で
ある。

【００６１】次に、上述した実施形態による液晶装置の
応用例について説明する。図５は、図２に示す実施形態
による液晶装置を反射型液晶装置として構成し、電子機
器に適用した１例であり、反射型液晶装置を光変調装置
として用いたプロジェクタ（投射型表示装置）の要部を
平面的に見た概略構成図である。この図５は、偏光変換
素子１３０の中心をとおるＸＺ平面における断面図であ
る。

【００６２】本例のプロジェクタは、システム光軸１３
１に沿って配置した光源部１１０、インテグレータレン
ズ１２０、偏光変換素子１３０から概略構成される偏光
照明装置１００、偏光照明装置１００から出射されたＳ
偏光光束をＳ偏光光束反射面２０１により反射される偏
光ビームスプリッタ２００、偏光ビームスプリッタ２０
０のＳ偏光反射面２０１から反射された光のうち、青色
光の成分を分離する。ダイクロイックミラー４１２、分
離された青色光を変調する反射型液晶光変調装置３０
１、青色光が分離された後の光束のうち赤色光の成分を
反射させて分離するダイクロイックミラー４１３、分離
された赤色光を変調する反射型液晶光変調装置３０２ダ
イクロイックミラー４１３を透過する残りの緑色光を変
調する反射型液晶光変調装置３０３、３つの反射型液晶
光変調装置３０１、３０２、３０３にて変調された光を
ダイクロイックミラー４１２、４１３、偏光ビームスプ
リッタ２００にて合成し、この合成光をスクリーン６０
０に投射する投射レンズからなる投射光学系５００から
構成されている。上記３つの反射型液晶光変調装置３０
１、３０２、３０３には、それぞれ反射型液晶装置が用
いられている。

【００６３】上記の構成において、光源部１１０から出
射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ
１２０により複数の中間光束に分割された後、第２のイ
ンテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１
３０により偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ
偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ２０
０に至るようになっている。偏光変換素子１３０から出
射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ２００の
Ｓ偏光光束反射面２０１によって反射され、反射された
光束のうち、青色光の光束がダイクロイックミラー４１
２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶光変調装置
３０１によって変調される。

【００６４】また、ダイクロイックミラー４１１の青色
光反射層を透過した光束のうち、赤色光の光束はダイク
ロイックミラー４１３の赤色光反射層にて反射され、反
射型液晶光変調装置３０２にて変調される。一方、ダイ
クロイックミラー４１３の赤色光反射層を透過した緑色
光の光束は反射型液晶光変調装置３０３によって変調さ
れる。このようにして、それぞれの反射型液晶光変調装
置３０１、３０２、３０３によって色光の変調がなされ
る。

【００６５】反射型液晶光変調装置３０１、３０２、３
０３の画素から反射された色光のうちＳ偏光成分はＳ偏
光を反射する偏光ビームスプリッタ２００を透過せず一
方、Ｐ偏光成分は透過する。この偏光ビームスプリッタ
２００を透過した光により画像が形成される。

【００６６】反射型液晶装置は、半導体技術を利用して
画素が形成されるので画素数を多く形成でき、かつパネ
ルサイズも小さくできるので、高精細な画像を投射でき
ると共に、プロジェクタを小型化することができる。

【００６７】また、上記反射型液晶装置は、各画素電極
に印加された電圧が十分に保持されると共に、画素電極
の反射率が非常に高いため鮮明な映像を得ることができ
る。

【００６８】図６はそれぞれ上記実施形態の反射型液晶
装置を使った他の電子機器の例を示す外観図である。な
お、これらの電子機器では、偏光ビームスプリッタと共
に用いられる光変調装置としてではなく、直視型の反射
型液晶装置として使用されるため、反射電極は完全な鏡
面である必要はなく、視野角を広げるためには、むしろ
適当な凸凹を付けた方が望ましいが、それ以外の構成要
件は、光変調装置の場合と基本的に同じである。

【００６９】図６（ａ）は携帯電話を示す斜視図であ
る。１０００は携帯電話本体を示し、そのうちの１００
１は本発明の反射型液晶装置を用いた液晶表示部であ
る。

【００７０】図６（ｂ）は、腕時計型電子機器を示す図
である。１１００は時計本体を示す斜視図である。１１
０１は本発明の反射型液晶パネルを用いた液晶表示部で
ある。この液晶パネルは、従来の時計表示部に比べて高
精細の画素を有するので、テレビ画像表示も可能とする
ことができ、腕時計型テレビを実現できる。

【００７１】図６（ｃ）は、ワープロ、パソコン等の携
帯型情報処理装置を示す図である。１２００は情報処理
装置を示し、１２０２はキーボード等の入力部、１２０
６は本発明の反射型液晶装置を用いた表示部、１２０４
は情報処理装置本体を示す。各々の電子機器は電池によ
り駆動される電子機器であるので、光源ランプを持たな
い反射型液晶パネルを使えば、電池寿命を延ばすことが
出来る。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ディジタル駆動とアナログ駆動を併用している。こ
れにより、ディジタル駆動の利点である階調の制御を正
確にかつ簡単な構成によってできる利点が得られるだけ
でなく、さらに、従来のディジタル駆動のものによって
は達成できなかった多くの階調による画像表示を簡単な
構成によって達成することができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による液晶表示装置の
各部の波形を示す波形図である。

【図２】 同実施形態によるアクティブマトリクス液晶
表示装置の構成の概要を示す回路図である。

【図３】 同実施形態による表示パネル部分の構成を示
す平面図である。

【図４】 同実施形態による表示パネル部分の構成を示
す断面図である。

【図５】 同実施形態による液晶表示装置の応用例であ
るプロジェクタの要部概略構成図である。

【図６】 同実施形態による反射型液晶表示装置を使っ
た電子機器の例を示す外観図である。

【符号の説明】

１ 表示パネル １０ 画素 １１ 画素電極 １２ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ） １３ 走査線 １４ データ線 １５ 電圧線 １６ ドライブ線 ２１ コントローラ ２２ フレームメモリ ２３ データドライバ ２４ 走査ドライバ ２５ アナログマルチプレクサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA56 NA80 NC13 NC22 NC23 NC29 NC34 ND06 ND49 ND54 NE06 NG02 5C006 AA14 AA22 AF44 AF62 BB16 BC03 BC12 BF02 BF24 BF38 EA01 EC01 EC11 FA41 FA51 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD22 DD27 EE29 FF11 JJ02 JJ04 JJ06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、マトリックス状に配置された
   複数の画素電極と、 前記基板上において、前記画素電極間に配置された相交
   差する複数のデータ線および走査線と、 前記画素電極に対応して設けられ、前記データ線および
   走査線に接続された複数のスイッチング手段と、 前記スイッチング手段を介して前記画素電極へ印加すべ
   き駆動電圧を選択する選択手段と、 を具備する電気光学装置において、 前記走査線については、予め１フィールドを長さが異な
   る複数のサブフィールドに分割し、該サブフィールドの
   立ち上がり時点において走査を行い、 前記データ線については、表示すべき階調に応じて前記
   サブフィールドを組み合わせ、該組み合わせによって得
   られた期間に各画素に所定の電界が印加されるように前
   記データ線を制御し、 前記サブフィールドについては、１フィールド内におい
   て、２つの電位のみ選択可能なディジタル駆動サブフィ
   ールドと、２つ以上の電位が選択可能なアナログ駆動サ
   ブフィールドの、２種類に予め分けられており、 前記選択手段について、ディジタル駆動サブフィールド
   については、最大電圧を印加し、アナログ駆動サブフィ
   ールドについては、該最大電圧より低い電圧を印加する
   ように前記選択手段を制御することを特徴とする電気光
   学装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 前記各ディジタル駆動サブフィールド
   は、各サブフィールドに基づく相対輝度が１，２，４，
   ８，１６，・・・となる長さであり、前記各アナログ駆
   動サブフィールドは、長さが相対輝度１のディジタル駆
   動サブフィールドの長さであって、駆動電圧が相対輝度
   １／２、１／４、１／８、・・・となる電圧である請求
   項１に記載の電気光学装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 前記各ディジタル駆動サブフィールド
   は、各サブフィールドに基づく相対輝度が１，２，４，
   ８，１６，・・・となる長さであり、前記アナログ駆動
   のサブフィールドは、駆動電圧が一定電圧であり、長さ
   が相対輝度１／２、１／４、１／８、・・・となる長さ
   である請求項１に記載の電気光学装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 基板上に、マトリックス状に配置された
   複数の画素電極と、 前記基板上において、前記画素電極間に配置された相交
   差する複数のデータ線および走査線と、 前記画素電極に対応して設けられ、前記データ線および
   走査線に接続された複数のスイッチング手段と、 予め１フィールドを長さが異なる複数のサブフィールド
   に分割し、該サブフィールドの立ち上がり時点において
   前記走査線を走査する走査線駆動回路と、 表示すべき階調に応じて前記サブフィールドを組み合わ
   せ、該組み合わせによって得られた期間において、各画
   素に所定の電界が印加されるように前記データ線を制御
   するデータ線駆動回路と、 前記画素電極へ印加すべき駆動電圧を選択する選択手段
   であって、予め決められたディジタル駆動サブフィール
   ドについては、最大電圧を選択し、予め決められたアナ
   ログ駆動サブフィールドについては、該最大電圧より低
   いアナログ電圧を選択する選択手段と、 を具備することを特徴とする電気光学装置。
5. 【請求項５】 前記選択手段は、外部から供給される複
   数の電位から一つの電位を選択するスイッチ群により構
   成されていることを特徴とする電気光学装置。
6. 【請求項６】 前記各ディジタル駆動サブフィールド
   は、各サブフィールドに基づく相対輝度が１，２，４，
   ８，１６，・・・となる長さであり、前記各アナログ駆
   動サブフィールドは、長さが相対輝度１のディジタル駆
   動サブフィールドの長さであって、駆動電圧が相対輝度
   １／２、１／４、１／８、・・・となる電圧である請求
   項４に記載の電気光学装置。
7. 【請求項７】 前記各ディジタル駆動サブフィールド
   は、各サブフィールドに基づく相対輝度が１，２，４，
   ８，１６，・・・となる長さであり、前記アナログ駆動
   のサブフィールドは、駆動電圧が一定電圧であり、長さ
   が相対輝度１／２、１／４、１／８、・・・となる長さ
   である請求項４に記載の電気光学装置。
8. 【請求項８】 液晶が挟持された一対の第１および第２
   基板と、 前記第１基板上に、マトリックス状に配置された複数の
   画素電極と、 前記画素電極に対向配置された共通電極と、 前記第１基板の前記画素電極間に配置された相交差する
   複数のデータ線および複数の走査線と、 前記画素電極に対応して設けられ、前記データ線および
   走査線に接続された複数のスイッチング手段と、 予め１フィールドを長さが異なる複数のサブフィールド
   に分割し、該サブフィールドの立ち上がり時点において
   前記走査線を走査する走査線駆動回路と、 表示すべき階調に応じて前記サブフィールドを組み合わ
   せ、該組み合わせによって得られた期間において、各画
   素に所定の電界が印加されるように前記データ線を制御
   するデータ線駆動回路と、 前記データ線を通じて前記画素電極へ印加すべき駆動電
   圧を選択する選択手段であって、予め決められたディジ
   タル駆動サブフィールドについては、最大電圧を選択
   し、予め決められたアナログ駆動サブフィールドについ
   ては、該最大電圧より低い電圧を選択する選択手段と、 を具備することを特徴とする電気光学装置。
9. 【請求項９】 前記第１基板上に反射板を形成すること
   により、反射型表示装置として構成したことを特徴とす
   る請求項７に記載の電気光学装置。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の電気光学装置装置を
    備えた投射型表示装置であって、光源と、該光源から出
    射された光を集光しながら前記液晶装置へ導く集光光学
    系と、該液晶装置で光変調され反射された光を投射面に
    拡大投射する拡大投影光学系とを有することを特徴とす
    る投射型表示装置。