JP2003186447A - 電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】面反転駆動を採用しても画質の劣化が発生しな
いようにする。 【解決手段】 １フィールドを時間軸上で複数のサブフ
ィールドに分割して画素を駆動する制御単位とする。ま
た、極性反転駆動もフィールド単位に行う。昇圧回路
は、オン電圧＋Ｖon（−Ｖon）として飽和電圧＋Ｖsat
（−Ｖsat ）よりも絶対値が十分に大きい電圧を画素に
印加し、オフ電圧＋Ｖoff （−Ｖoff ）として閾値電圧
＋Ｖth（−Ｖth）よりも十分に低い（高い）電圧を画素
に印加する。印加した駆動電圧はリーク等によって変化
する。しかし、サブフィールド期間の終端においてもオ
ン電圧が飽和電圧よりも小さくなることはなく、また、
オフ電圧が閾値電圧よりも大きくなることはない。従っ
て、面反転駆動を採用した場合でも、リーク等によって
透過率が変化することはなく、画質を向上させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サブフィールド駆
動方式により階調表示制御を行う電気光学装置及びその
駆動方法並びに電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気光学装置、例えば、電気光学物質と
して液晶を用いた液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）
に代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機
器の表示部や液晶テレビ等に広く用いられている。

【０００３】このような液晶表示装置は、例えば、マト
リクス状に配列した画素電極と、この画素電極に接続さ
れたＴＦＴ（Thin Filｍ Transistor : 薄膜トランジス
タ）のようなスイッチング素子等が設けられた素子基板
と、画素電極に対向する対向電極が形成された対向基板
と、これら両基板との間に充填された電気光学物質たる
液晶とによって構成される。

【０００４】このような構成における液晶表示装置の表
示モードには、電圧が加わらない状態で白表示するモー
ドであるノーマリーホワイトと、黒表示するモードであ
るノーマリーブラックとがある。

【０００５】次に、液晶表示装置において画像を階調表
示する動作について説明する。

【０００６】スイッチング素子は走査線を介して供給さ
れる走査信号によって導通する。走査信号を印加してス
イッチング素子を導通状態にした状態で、データ線を介
して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加す
る。そうすると、画素電極と対向電極に、画像信号の電
圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、走査信号を
取り去りスイッチング素子を非導通状態にしても、各電
極における電荷の蓄積状態は、液晶層の容量性や蓄積容
量等によって維持される。

【０００７】このように、各スイッチング素子を駆動さ
せ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素
毎に液晶の配向状態が変化して光の透過率が変わり、画
素毎に明るさを変化させることができる。こうして、階
調表示することが可能となる。

【０００８】液晶層及び蓄積容量の容量性を考慮する
と、各画素の液晶層に電荷を印加するのは一部の期間の
みでよい。従って、マトリクス状に配設された複数の画
素を駆動する場合には、同一走査ラインに接続された画
素に各走査線によって同時に走査信号を印加し、画像信
号をデータ線を介して各画素に供給し、また画像信号を
供給する走査線を順次切換えればよい。即ち、液晶表示
装置では、走査線及びデータ線を複数の画素について共
通化した時分割マルチプレックス駆動が可能となる。

【０００９】しかしながら、データ線に印加される画像
信号は、階調に対応する電圧、即ちアナログ信号であ
る。このため、電気光学装置の周辺回路には、アナログ
回路やオペアンプ等が必要となるので、装置全体のコス
ト高を招いてしまう。加えて、これらのアナログ回路、
オペアンプ等の特性や、各種の配線抵抗等の不均一性に
起因して、表示ムラが発生するので、高品質な表示が極
めて困難であり、特に、高精細な表示を行う場合にこれ
らの問題が顕著となる。

【００１０】そこで上記間題を解決すべく、液晶装置等
の電気光学装置においては、画素の駆動をディジタル的
に行うサブフィールド駆動方式が提案されている。サブ
フィールド駆動方式においては、１フィールドを時間軸
上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールド
毎に、各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電
圧を印加する。

【００１１】このサブフィールド駆動方式は、液晶に印
加する電圧のレベルを変化させるのではなく、液晶に印
加する電圧パルスの印加時間によって、液晶に与える電
圧を変化させ、これにより、液晶パネルの透過率を制御
するようになっている。従って、液晶の駆動に必要な電
圧レベルはオンレベルとオフレベルの２値のみである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶装置で
は、印加信号の直流成分の印加などによって、例えば、
液晶成分の分解、液晶セル中の不純物による汚染が発生
し、表示画像の焼き付き等の現象が現れる。そこで、一
般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を、例えば画像
信号におけるフィールド毎に反転させる反転駆動が行わ
れる。

【００１３】上述したように、液晶装置では、容量性を
考慮して、画素には一部の期間にのみ駆動電圧が印加さ
れる。しかし、駆動電圧が印加されない期間において
は、結合容量の影響及び電荷のリークによって、画素に
印加される電圧は徐々に低下する。

【００１４】画像表示領域を構成する全画素電極の駆動
電圧の極性を、全て同じにして一定周期で反転させる面
反転駆動方式を採用した場合には、正極性駆動時と負極
性駆動時とで電荷のリーク量が相違することなどから、
正極性駆動時と負極性駆動時とで画面の明るさに変化が
生じ、１フィールド毎の明滅であるフリッカが現れる。
特に、中間調領域では、このような電位変動による影響
が容易に画面表示に現れてしまう。そこで、液晶装置に
おいては、１フィールド毎の反転処理とともに、例えば
ライン毎に駆動電圧の極性を異ならせるライン反転等と
を組み合わせた反転処理が行われる。

【００１５】しかしながら、ライン反転駆動等では、極
性が相異なる電圧が印加される列方向又は行方向におい
て、同一基板上の相隣接する画素電極間で電界（以下、
横電界という）が生じてしまう。この横電界によって、
液晶分子はチルト方向の回動が影響を受けてしまう。即
ち、ライン反転をすると隣接画素との間で電位差が生じ
隣接画素間に電気力線が生じる。この電気力線の影響に
よって、画素電極と対向電極との間で発生する電界によ
り液晶の配向状態を制御する液晶装置においては、画質
の劣化が生じてしまうという問題があった。

【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、面反転駆動のみを採用する場合でもリーク
等の影響を回避可能とすることにより、画質を向上させ
ることができる電気光学装置及びその駆動方法並びに電
子機器を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電気光学装
置は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学
物質に対向してマトリクス状に各画素が構成された表示
部に対して、電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又
は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記
電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過
状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフ
ィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸
上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として
前記画素を駆動する電気光学装置において、前記オン電
圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加する
サブフィールドとを表示データに基づいて指定する２値
データをラッチするラッチ手段と、前記オン電圧と電気
光学物質の飽和電圧との差を、前記画素に対する反転駆
動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変
動量以上に設定すると共に、前記オフ電圧と電気光学物
質の閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期
において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以
上に設定して、前記ラッチ手段がラッチした２値データ
を前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に印加
する画素駆動手段とを具備したことを特徴とする。

【００１８】このような構成によれば、各画素を構成す
る電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可
変である。フィールドを時間軸上で複数に分割した各サ
ブフィールドが制御単位であり、オン電圧又はオフ電圧
を電気光学物質に印加することによって、各画素がサブ
フィールド駆動される。ラッチ手段は、表示データに基
づいてオン電圧又はオフ電圧とを指定する２値データを
ラッチする。画素駆動手段は、オン電圧と電気光学物質
の飽和電圧との差を、画素に対する反転駆動周期におい
て画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定す
ると共に、オフ電圧と電気光学物質の閾値電圧との差を
電位変動量以上に設定して、ラッチされた２値データを
オン電圧又はオフ電圧に変換して画素に印加する。画素
に印加された電圧は、反転駆動周期内において電位が変
動する。この場合でも、オン電圧と飽和電圧との差及び
オフ電圧と閾値電圧との差が電位変動量以上になってい
るので、電気光学物質の飽和状態又は非透過状態が電位
変動によって変化することはない。これにより、電位変
動によって、画面内及び画面間で表示が変化してしまう
ことを防止することができ、フリッカの発生及び画面表
示むらの発生を防止することができる。

【００１９】また、前記画素駆動手段は、前記反転駆動
周期の正極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電
圧よりも前記電位変動量以上高く設定すると共に、前記
オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上低く
設定し、前記反転駆動周期の負極性駆動期間には、前記
オン電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上低く
設定すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前
記電位変動量以上高く設定することを特徴とする。

【００２０】このような構成によれば、反転駆動周期の
正極性駆動期間において、電位変動によりオン電圧が飽
和電圧以下となることはなく、オフ電圧が閾値電圧以上
になることはない。また、反転駆動周期の負極性駆動期
間において、電位変動によりオン電圧が飽和電圧以上と
なることはなく、オフ電圧が閾値電圧以下になることは
ない。これにより、電気光学物質の飽和状態又は非透過
状態が電位変動によって変化することを防止して、フリ
ッカの発生及び画面表示むらの発生を防止する。

【００２１】また、前記画素駆動手段は、前記オフ電圧
を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値
が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定するこ
とを特徴とする。

【００２２】このような構成によれば、閾値電圧の絶対
値と基準電位との差が、画素に対する反転駆動周期にお
いて画素に印加した電圧に生じる電位変動量よりも小さ
い場合でも、オフ電圧と閾値電圧との差を、電位変動量
以上に設定することが可能となる。

【００２３】また、前記反転駆動周期は、サブフィール
ド周期であることを特徴とする。

【００２４】このような構成によれば、サブフィールド
反転駆動に適用可能である。

【００２５】また、前記反転駆動周期は、フィールド周
期であることを特徴とする。

【００２６】このような構成によれば、フィールド反転
駆動に適用可能である。

【００２７】また、前記反転駆動周期は、複数サブフィ
ールド周期又は複数フィールド周期であることを特徴と
する。

【００２８】このような構成によれば、複数サブフィー
ルド周期又は複数フィールド周期の反転駆動に適用可能
である。

【００２９】また、前記画素駆動手段は、前記オン電圧
を前記飽和電圧の１．５倍の値とすることを特徴とす
る。

【００３０】このような構成によれば、反転駆動周期に
おける電位変動量が比較的大きい場合でも、反転駆動周
期の終端においてオン電圧を確実に飽和電圧以上に維持
することができる。

【００３１】本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、
電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質に
よってマトリクス状に各画素が構成された表示部に対し
て、電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又は閾値電
圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記電気光学
物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との
状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド
駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数
に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素
を駆動する電気光学装置の駆動方法において、前記オン
電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加す
るサブフィールドとを表示データに基づいて指定する２
値データをラッチするラッチ手順と、前記オン電圧と電
気光学物質の飽和電圧との差を、前記画素に対する反転
駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位
変動量以上に設定すると共に、前記オフ電圧と電気光学
物質の閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周
期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量
以上に設定して、前記ラッチ手順においてラッチした２
値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画
素に印加する画素駆動手順とを具備したことを特徴とす
る。

【００３２】このような構成によれば、各画素を構成す
る電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可
変である。サブフィールド駆動においては、フィールド
を時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単
位とし、オン電圧又はオフ電圧を電気光学物質に印加す
ることによって、各画素を駆動する。先ず、表示データ
に基づいてオン電圧又はオフ電圧とを指定する２値デー
タがラッチされる。次に、ラッチされた２値データがオ
ン電圧又はオフ電圧に変換されて画素に印加される。こ
の場合には、オン電圧と飽和電圧との差は、画素に対す
る反転駆動周期において画素に印加した電圧に生じる電
位変動量以上に設定され、オフ電圧と閾値電圧との差
も、電位変動量以上に設定される。これにより、電位変
動によって、電気光学物質の飽和状態又は非透過状態が
反転駆動周期終端において変化することはなく、フリッ
カの発生及び画面表示むらの発生が防止される。

【００３３】本発明に係る電子機器は、上記電気光学装
置を具備したことを特徴とする。

【００３４】このような構成によれば、フリッカの発生
及び画面表示むらの発生が防止されて、高画質での表示
が可能である。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図であ
る。

【００３６】本実施形態に係る電気光学装置は、例えば
電気光学物質として液晶を用いた液晶装置であり、後述
するように素子基板と対向基板とが、互いに一定の間隙
を保って貼付され、この間隙に電気光学物質たる液晶が
挟持される構成となっている。なお、ここでは、電気光
学装置の表示モードはノーマリーブラックであり、画素
に電圧が加わった状態（オン状態）で白表示、電圧が加
わらない状態（オフ状態）で黒表示を行なうものとして
説明する。

【００３７】本実施の形態においては、液晶の駆動方法
として、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィール
ドに分割して制御単位とし、各サブフィールド期間毎
に、液晶の駆動を制御するサブフィールド駆動を採用す
る。

【００３８】アナログ駆動で中間的な明るさを得る場合
においては、液晶の透過率を飽和させる駆動電圧（以
下、液晶飽和電圧という）以下の電圧で液晶を駆動す
る。従って、液晶の透過率は、駆動電圧に略比例し、駆
動電圧に比例した明るさの画面が得られる。

【００３９】これに対し、サブフィールド駆動は、液晶
に液晶飽和電圧以上の駆動電圧（以下、オン電圧とい
う）を印加して、液晶の透過率を飽和させる。そして、
オン電圧を印加した時間と、オフ電圧を印加した時間と
の比、即ち、比較的短い単位時間（例えば１フィールド
期間）当たりの駆動電圧の印加時間に略比例した明るさ
の画面を得るようになっている。

【００４０】即ち、液晶を駆動するための駆動信号とし
て、１サブフィールド期間Ｔｓに相当するパルス幅を有
するパルス信号（画素の書き込みデータ）を用いる。な
お、パルス信号は１又は０の２値信号である。例えば、
１フィールドを２５５個のサブフィールドに等分割した
ものとし、表示すべき明るさが２５６階調分のＮの明る
さであるものとすると、パルス信号をＮサブフィールド
分の時間、即ち、（Ｔｓ×Ｎ）だけ出力するように制御
し、１フィールド期間の残りの（２５５−Ｎ）のサブフ
ィールド期間は、電圧を印加しない状態にする。これに
より、２５６階調分のＮの明るさを得ることができる。

【００４１】この場合において、各画素の液晶にオン電
圧を印加するサブフィールドとオフ電圧（液晶を非透過
状態にするための閾値電圧以下の電圧）を印加するサブ
フィールドとの駆動パターン（以下、サブフィールド駆
動パターンという）としては種々考えられる。例えば、
オン電圧をフィールドの開始時点から明るさに相当する
個数のサブフィールド期間だけ連続的に印加するパター
ン（以下、応答性重視パターンという）が考えられる。

【００４２】液晶は、駆動電圧を印加してその配向状態
を遷移させることによって透過率が変化する。この場
合、非透過状態と光の透過率が飽和する状態との間の液
晶の応答速度は、一定温度においては、液晶層に印加さ
れる電界の大きさに応じて速くなるという特性を有す
る。

【００４３】従って、液晶層に電界を印加して非透過状
態から光の透過率が飽和する状態に遷移させる場合に
は、早いタイミングで、できるだけ高い電圧を加え、ま
た逆に光の透過率が飽和した状態から非透過状態に遷移
させる場合には、液晶層からできるだけ早いタイミング
で電界を取り除くことにより、応答速度を高速にするこ
とができ、動画の視認性を向上させることができる。

【００４４】即ち、フィールドの前半側のみにオン電圧
を印加し、フィールドの後半には電圧を印加しないよう
にする応答性重視パターンを採用することによって、フ
ィールドの終端においてなるべく液晶層に電界が印加さ
れていないように制御して、高速な応答性を得ることが
できる。

【００４５】ところで、プラズマディスプレイ等におい
ても、サブフィールド駆動が採用されている。プラズマ
ディスプレイ等においては、各サブフィールド期間毎に
画素への書き込み時間（走査時間）が必要であり、サブ
フィールド期間を狭くして１フィールド内のサブフィー
ルド数を増大させると、１フィールド期間内で画素に書
き込みを行う回数が増え、この書き込みのために発光時
間が短くなって画面が暗くなってしまう。そこで、プラ
ズマディスプレイ等においては、１フィールド内のサブ
フィールド期間の長さ（時間幅）を変えて、各サブフィ
ールドに重みを付した重み付けサブフィールド駆動が行
われる。

【００４６】これに対し、液晶装置は、１フィールド内
のサブフィールド数が増大しても発光時間は短くならな
いようにすることができる。また１フィールド内のサブ
フィールド数が多いほど、表現可能な階調数も多くな
る。従って、液晶装置では階調表現を考慮すると、１フ
ィールド内のサブフィールド数を多くした方が好まし
い。しかし、高速化についてのデバイス制約によって、
１フィールド内のサブフィールド数も制限を受ける。

【００４７】そこで、液晶の飽和応答時間（オン電圧の
印加から透過率１００％が得られるまでの時間）が、例
えばプロジェクタ用途では２〜５ｍ秒程度であり、デバ
イス制約内で実現可能なサブフィールド期間の時間幅よ
りも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィー
ルド数を多くすることなく、表現可能な階調数を増大さ
せる方法が採用される。

【００４８】次に、本実施の形態における多階調表示の
制御について図３を参照して説明する。図３は横軸に時
間をとり縦軸に液晶の透過率をとって、１フィールド期
間内の各サブフィールド期間における液晶光学応答（透
過率）の変化を示している。図３の斜線部は各画素の液
晶にオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無
地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示して
いる。

【００４９】プラズマディスプレイ等の応答特性が速い
電気光学物質を用いた場合には、上述したように、電気
光学物質にオン電圧（発光させるための駆動電圧）を印
加するサブフィールド期間（以下、オンにするサブフィ
ールド期間ともいう）とオフ電圧（非発光にするための
駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オフ
にするサブフィールド期間ともいう）との時間比によっ
て画素の明るさが決定される。これに対し、液晶のよう
に、飽和応答時間がサブフィールド期間の時間幅よりも
長い場合には、画素の明るさは、実際には、透過率の積
分値に比例する。

【００５０】図３は１フィールドを時間軸上で６つのサ
ブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ６に分割した例を示してい
る。即ち、図３では、１フィールド期間を６等分して各
分割期間であるサブフィールド期間毎に、画素をサブフ
ィールド駆動する例についてのものである。

【００５１】各画素について、表示すべき明るさのデー
タ（以下、階調データという）に基づいて各サブフィー
ルド期間Ｓｆ１〜Ｓｆ６毎に、各画素をオン状態（透過
率を飽和させる状態）又はオフ状態（透過率が０の状
態）にする電圧を印加することによって、階調表示を行
う。

【００５２】画素電極に対する印加電圧（駆動電圧）は
瞬時に飽和するのに対し、画素の透過率の応答は遅く、
図３に示すように、所定の遅延時間後に液晶の透過率は
飽和する。図３は液晶にオン電圧を印加した場合に液晶
が光学的に飽和するまでに約３〜４サブフィールド期間
の時間を要する液晶材料を用いた例を示している。ま
た、オフ電圧を印加した場合に透過率が飽和状態から非
透過状態に移行するまでの非透過応答時間についても、
１サブフィールド期間よりも長い液晶材料が用いられ
る。

【００５３】即ち、図３の例では、オン電圧印加後の最
初のサブフィールド期間では、液晶は飽和透過率の４／
１０の透過率に変化し、次のサブフィールド期間まで
に、即ちオン電圧印加後の２サブフィールド期間で７／
１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の３サブフィー
ルド期間で８／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後
の４サブフィールド期間で１０／１０の透過率に変化す
る例を示している。

【００５４】また、図３の例は、オフ電圧印加後の最初
のサブフィールド期間では、液晶は透過率が３／１０だ
け低下し、オフ電圧印加後の２サブフィールド期間で透
過率が５／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の３サブフ
ィールド期間で透過率が７／１０だけ低下し、オフ電圧
印加後の４サブフィールド期間で透過率が９／１０だけ
低下する例を示している。

【００５５】図３（ａ）はフィールド期間の前半の３サ
ブフィールド期間にオン電圧を印加し、後半の３サブフ
ィールド期間にオフ電圧を印加した例を示している。液
晶の透過率は、１つ目のサブフィールド期間で飽和透過
率の４／１０まで上昇し、２つ目のサブフィールド期間
で飽和透過率の７／１０まで上昇し、３つ目のサブフィ
ールド期間で飽和透過率の８／１０まで上昇する。更
に、４つ目のサブフィールド期間で透過率は飽和透過率
の５／１０に低下し、５つ目のサブフィールド期間で３
／１０の透過率に低下し、６つ目のサブフィールド期間
で１／１０の透過率に低下する。

【００５６】上述したように、サブフィールド駆動の周
期（図３の例では１フィールド期間）が十分に短い場合
には、透過率の積分値に比例して明るさが変化する。全
てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表
示を行った場合に完全な白表示が得られるものとする
と、図３（ａ）のフィールド期間における明るさは完全
な白表示の｛（４＋７＋８＋５＋３＋１）／１０｝×１
／６＝２８／６０の明るさとなる。

【００５７】同様に、図３（ｂ）の例では、完全な白表
示の｛（４＋３＋１）／１０｝×１／６＝８／６０の明
るさとなる。また、図３（ｃ）の例では、完全な白表示
の｛（４＋３＋１＋４＋３＋１）／１０｝×１／６＝１
６／６０の明るさとなる。また、図３（ｄ）の例では、
完全な白表示の｛（４＋７＋４＋３＋２＋１）／１０｝
×１／６＝２１／６０の明るさとなる。

【００５８】オン電圧を印加するサブフィールド期間を
単純に連続させた場合には、６分割したサブフィールド
期間によって、６＋１＝７階調の表示しか得られない。
これに対し、図３の例では、オン電圧を印加するサブフ
ィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィール
ド期間の位置を適宜設定したサブフィールド駆動パター
ン（以下、階調再現性重視パターンという）を採用する
ことによって、７階調よりも著しく多い多数の階調数で
の表示が可能である。

【００５９】例えば、１フィールドを時間軸上で１６サ
ブフィールドに分割した場合には、単純にオン電圧を印
加するサブフィールド期間を連続させると、１６サブフ
ィールドによって１７階調の表示しか得られないが、オ
ンにするサブフィールドとオフにするサブフィールドと
の配置を考慮すると、１６０階調以上の階調表現が可能
である。同様に、１フィールドを時間軸上で３２サブフ
ィールドに分割した場合には、２５６階調以上の階調表
現が可能である。

【００６０】ところで、上述したように、サブフィール
ド駆動においては、液晶にオン電圧を印加して液晶の透
過率を飽和させるようになっている。サブフィールド駆
動においては、例え飽和電圧以上のオン電圧を印加した
場合でも、また逆に、閾値電圧以下のオフ電圧を印加し
た場合でも、透過率はサブフィールドをオンにするか又
はオフにするかのみによって決定される。つまり、透過
率に影響を与えることなく、オン電圧，オフ電圧として
飽和電圧以上の電圧又は閾値電圧以下の電圧を液晶に印
加することができる。

【００６１】この特性を利用して、本実施の形態におい
ては、サブフィールド期間に生じるリーク量等を考慮し
て飽和電圧よりも十分に高い（絶対値が大きい）オン電
圧を液晶に印加すると共に、リーク量等を考慮して閾値
電圧よりも十分に低い（絶対値が小さい）オフ電圧を液
晶に印加する。これにより、極性反転駆動を行った場合
でも、リーク等によって透過率が変化することを防止す
るようになっている。このときの反転周期はサブフィー
ルドであっても、フィールドであっても構わない。

【００６２】図１において、本実施の形態における電気
光学装置は、電気光学物質である液晶を用いた表示領域
１０１ａと、この表示領域１０１ａの各画素を駆動する
走査ドライバ４０１及びデータドライバ５００と、これ
らの走査ドライバ４０１及びデータドライバ５００に各
種信号を供給する駆動回路３０１とによって構成されて
いる。

【００６３】本実施の形態に係る電気光学装置では、素
子基板としてガラス基板等の透明基板が用いられ、素子
基板上に、画素を駆動するトランジスタと共に、周辺駆
動回路等も形成されている。素子基坂上の表示領域１０
１ａには、複数本の走査線１１２が、図１のＸ（行）方
向に延在して形成され、また、複数本のデータ線１１４
が、Ｙ（列）方向に沿って延在して形成されている。画
素１１０は、走査線１１２とデータ線１１４との各交差
に対応して設けられて、マトリクス状に配列されてい
る。

【００６４】以下説明の便宜上、本実施の形態では、走
査線１１２の総本数をｍ本とし、データ線１１４の総本
数をｎ本として（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）、ｍ
行ｘｎ列のマトリクス型表示装置として説明するが、本
発明をこれに限定する趣旨ではない。

【００６５】図４は図１中の画素の具体的な構成を示す
説明図である。

【００６６】各画素１１０は、スイッチング手段とし
て、トランジスタ（ｐＳｉＴＦＴ）１１６が設けられて
いる。トランジスタ１１６はゲートが走査線１１２に、
ソースがデータ線１１４に、ドレインが画素電極１１８
に、それぞれ接続される。画素電極１１８と対向電極１
０８との間には電気光学物質たる液晶１０５が挟持され
て液晶層が形成されている。対向電極１０８は、後述す
るように、実際には画素電極１１８と対向するように対
向基板の全面に形成される透明電極である。

【００６７】対向電極１０８には対向電極電圧ＶＬＣＣ
ＯＭが印加されるようなっている。また、画素電極１１
８と対向電極１０８との間においては蓄積容量１１９が
形成されて、液晶層を挟む電極と共に電荷を蓄積する。
なお、図４の例では、蓄積容量１１９を画素電極１１８
と対向電極１０８との間に形成したが、画素電極１１８
と接地電位ＧＮＤ間や画素電極１１８とゲート線間等に
形成してもよい。また素子基板側に対向電極電圧ＶＬＣ
ＣＯＭと同じ電位を持つ配線を配し、その間に形成する
こともできる。

【００６８】各走査線１１２には後述する走査ドライバ
４０１から夫々走査信号Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｍが供給され
る。各走査信号によって、各ラインの画素を構成する全
てのトランジスタ１１６が同時にオンとなり、これによ
り、後述するデータドライバ５００から各データ線１１
４に供給された画像信号が画素電極１１８に書き込まれ
る。画像信号が書き込まれた画素電極１１８と対向電極
１０８との電位差に応じて液晶１０５の分子集合の配向
状態が変化して、光の変調が行われ、階調表示が可能と
なる。

【００６９】上述したように、本実施の形態において
は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに
分割して、各サブフィールド期間毎に各画素１１０の書
き込みを制御する。

【００７０】次に、表示領域を駆動する駆動系の構成に
ついて説明する。図２は図１中の駆動回路３０１の具体
的な構成を示すブロック図である。

【００７１】図２において、サブフィールドタイミング
ジェネレータ１０には、外部から供給された垂直同期信
号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及びドットクロックＤＣＬＫ
が入力される。サブフィールドタイミングジェネレータ
１０は、入力された水平同期信号Ｈｓ、垂直同期信号Ｖ
ｓ、ドットクロックＤＣＬＫを基に、サブフィールド系
で用いるタイミング信号を生成する。

【００７２】即ち、サブフィールドタイミングジェネレ
ータ１０は、ディスプレイ駆動用の信号である、データ
転送クロックＣＬＸ、データイネーブル信号ＥＮＢＸ、
極性反転信号ＦＲを生成してデータドライバ５００に出
力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ
１０は、走査スタートパルスＤＹ、走査側転送クロック
ＣＬＹを生成して走査ドライバ４０１に出力する。ま
た、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、コ
ントローラ内部で用いるデータ転送スタートパルスＤＳ
及びサブフィールド識別信号ＳＦを生成して、データ・
エンコーダ３０に出力する。

【００７３】走査スタートパルスＤＹは、各サブフィー
ルドの開始点で出力されるパルス信号であり、走査スタ
ートパルスＤＹが走査ドライバ４０１に入力されること
により、走査ドライバ４０１はゲートパルス（Ｇ１〜Ｇ
ｍ）を順次出力する。

【００７４】上述したように、１フィールドを時間軸上
で複数のサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓに分割し、階調
データに応じて各サブフィールド期間毎に２値電圧を液
晶層に印加するようになっている。スタートパルスＤＹ
は、この各サブフィールドの切り替わりを示す信号であ
り、その出力毎に表示エリアへの書き込み走査が行われ
る。

【００７５】走査側転送クロックＣＬＹは、走査側（Ｙ
側）の走査速度を規定する信号で、ゲートパルス（Ｇ１
〜Ｇｍ）はこの転送クロックに同期して走査線毎送られ
る。データイネーブル信号ＥＮＢＸは、データドライバ
５００中の後述するＸビットシフトレジスタ５１０に蓄
えられたデータを水平画素数分並列に出力させるタイミ
ングを決定するものである。データ転送クロックＣＬＸ
は、データドライバ５００ヘデータを転送するためのク
ロック信号である。データ転送スタートパルスＤＳは、
データ・エンコーダ３０からデータドライバ５００ヘデ
ータ転送を開始するタイミングを規定するものであり、
サブフィールドタイミングジェネレータ１０からデータ
・エンコーダ３０へ送られる。サブフィールド識別信号
ＳＦは、そのパルス（サブフィールド）が何番目のパル
スであるかを、データ・エンコーダ３０へ知らせるため
のものである。

【００７６】本実施の形態においては、サブフィールド
タイミングジェネレータ１０は、面反転駆動方式である
サブフィールド反転駆動を行う場合には、極性反転信号
ＦＲとして、１サブフィールド毎に極性が反転する信号
を生成する。また、サブフィールドタイミングジェネレ
ータ１０は、面反転駆動方式であるフィールド反転駆動
を行う場合には、極性反転信号ＦＲとして、１フィール
ド毎に極性が反転する信号を生成する。

【００７７】駆動電圧生成回路４０は、走査信号を得る
ための電圧を生成して走査ドライバ４０１に与え、デー
タ線駆動信号を得るための電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，
−Ｖoff を生成してデータドライバ５００に与え、対向
電極電圧ＶＬＣＣＯＭを生成して対向電極１０８に印加
する。

【００７８】図７及び図８は図２中の駆動電圧生成回路
４０によって生成される電圧を説明するためのものであ
る。

【００７９】図７はノーマリーブラック表示の液晶につ
いて、横軸に電圧Ｖを、縦軸に透過率Ｔをとって、液晶
の駆動電圧−透過率特性を示したグラフである。図７の
電圧Ｖth，Ｖsat は、夫々液晶の閾値電圧又は飽和電圧
を示している。図７に示すように、正極性駆動時には、
液晶は飽和電圧Ｖsat 以上の電圧で透過率が最大値に飽
和し、逆に、閾値電圧Ｖthの以下の電圧で透過率が最小
値となる。なお、負極性駆動時には、液晶は負の飽和電
圧−Ｖsat以下の電圧で透過率が最大値に飽和し、負の
閾値電圧−Ｖthの以上の電圧で透過率が最小値となる。

【００８０】図８は飽和電圧及び閾値電圧と駆動電圧生
成回路４０が発生する電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，−Ｖ
offとの関係を示す説明図である。図８は縦方向にＣＯ
Ｍを基準にした電圧の極性及びレベルを示している。こ
こで電圧ＣＯＭは、液晶駆動に際して基準の電圧となる
ものであり、対向電極の電圧ＶＬＣＣＯＭとほぼ等し
い。この例は、極性反転をフィールド周期で行う場合の
ものであり、同一極性での書き込みがサブフィールドの
数だけ続く場合のものである。

【００８１】電圧＋Ｖonは、交流化駆動信号ＦＲがハイ
レベル（以下、Ｈレベルという）のとき液晶層に電圧Ｃ
ＯＭを基準にして正極性のハイレベル信号として出力さ
れるデータ線駆動信号（オン電圧）であり、電圧−Ｖon
は、交流化駆動信号ＦＲがローレベル（以下、Ｌレベル
という）のとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして負極性
のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号
（オン電圧）である。

【００８２】また、電圧＋Ｖoff は、交流化駆動信号Ｆ
ＲがＨレベルのとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして負
のローレベル信号として出力されるデータ線駆動信号
（オフ電圧）であり、電圧−Ｖoff は、交流化駆動信号
ＦＲがＬレベルのとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして
正のローレベル信号として出力されるデータ線駆動信号
（オフ電圧）である。

【００８３】即ち、本実施の形態においては、液晶反転
駆動の正極性駆動時にオン電圧として液晶に印加する電
圧Ｖonは、飽和電圧＋Ｖsat よりも十分に高い電圧に設
定され、正極性駆動時にオフ電圧として液晶に印加する
電圧＋Ｖoff は、閾値電圧＋Ｖthよりも十分に低い負の
電圧に設定される。また、液晶反転駆動の負極性駆動時
には、オン電圧として液晶に印加する電圧−Ｖonは、飽
和電圧−Ｖsat よりも十分に低い電圧に設定され、オフ
電圧として液晶に印加する電圧−Ｖoff は、閾値電圧−
Ｖthよりも十分に高い正の電圧に設定される。ここで＋
Ｖth、−Ｖthはそれぞれ反対極性における、液晶の閾値
電圧よりも絶対値で小さくなるように設定されている。

【００８４】駆動電圧生成回路４０は、フィールド反転
駆動を行う場合には、オン電圧＋Ｖonと飽和電圧＋Ｖsa
t との差、オン電圧−Ｖonと飽和電圧−Ｖsat との差、
オフ電圧−Ｖoff と閾値電圧＋Ｖthとの差及びオフ電圧
−Ｖoff と閾値電圧−Ｖthとの差が、サブフィールド駆
動におけるサブフィールド期間における電位変動量（リ
ーク量等）よりも大きくなるように設定する。また、同
様に、サブフィールド反転駆動を行う場合にも、これら
の差がサブフィールド期間における電位変動量よりも大
きくなるように設定する。サブフィールド反転駆動の場
合には、サブフィールド毎に駆動極性が反転するため、
特にオフ電圧で駆動された画素について、画素の電位が
どちらの極性側に変動するか一義的には決まらない。そ
のためサブフィールド反転駆動を行う際には、＋Ｖof
f、−Ｖoffともに、電圧ＣＯＭに近い電圧に設定する。

【００８５】以降フィールド反転駆動の場合について本
実施例を説明する。この場合には例えば、駆動電圧生成
回路４０は、オン電圧の絶対値を飽和電圧の絶対値の
１．５倍以上に設定し、オフ電圧としては、駆動極性と
反対の極性の電圧で且つ、その絶対値が閾値電圧の絶対
値よりも小さい電圧を設定する。

【００８６】図２において、入力された表示データはメ
モリ・コントローラ２０に供給される。書き込みアドレ
スジェネレータ１１は、外部から入力される水平同期信
号Ｈｓ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫに
より、そのときに送られているデータの画面上での位置
を特定し、特定した結果に基づいて、表示データをメモ
リ２３，２４に格納するためのメモリアドレスを生成し
て、メモリ・コントローラ２０に出力する。

【００８７】読み込みアドレスジェネレータ１２は、サ
ブフィールドタイミングジェネレータ１０によって生成
されたサブフィールド系のタイミング信号から、そのと
きに表示する画面上での位置を決定し、決定した結果に
基づいて、書き込み時と同一のルールに則って、メモリ
２３，２４からデータを読み込むためのメモリアドレス
を生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。ま
た、読み込みアドレスジェネレータ１２は、ここで求め
られた各画素の画面上の位置データをデータ・エンコー
ダ３０に出力するようになっている。

【００８８】メモリ・コントローラ２０は、入力された
表示データをメモリ２３，２４に書き込み、書き込まれ
たデータをメモリ２３，２４から読み込むための制御を
行う。即ち、メモリ・コントローラ２０は、外部から入
力されたデータのメモリ２３，２４への書き込みは、タ
イミング信号ＤＣＬＫに同期させて、書き込みアドレス
ジェネレータ１１で生成されたアドレスに対して行う。
また読み込みは、読み込みアドレスジェネレータ１２で
生成されたアドレスから、サブフィールドタイミングジ
ェネレータ１０で生成されたタイミング信号ＣＬＸに同
期させて行う。メモリ・コントローラ２０は、読み込ん
だデータをデータ・エンコーダ３０に出力する。

【００８９】サブフィールド駆動においては、サブフィ
ールド毎に画素への書き込みを行う。従って、表示デー
タをフィールドメモリに保持し、各サブフィールド毎に
フィールドメモリから読み出した表示データに基づい
て、サブフィールドのオン、オフを決定する２値データ
を生成する必要がある。

【００９０】この理由からメモリ２３，２４が設けられ
ている。メモリ２３，２４は、一方が入力されているデ
ータの書き込み用として用いられ、他方が読み込み用と
して用いられる。これらのメモリ２３，２４の役割は、
メモリ・コントローラ２０によって、フィールド毎、順
番に切り替えられるようになっている。

【００９１】データ・エンコーダ３０は、メモリ・コン
トローラ２０から送られてきたデータと、サブフィール
ドタイミングジェネレータ１０から送られてくるサブフ
ィールド識別信号ＳＦ及び読み込みアドレスジェネレー
タ１２から送られた画素の位置データにより、コード格
納用ＲＯＭ３１から必要なデータを読み出すためのアド
レスを生成し、そのアドレスを用いてコード格納用ＲＯ
Ｍ３１からデータを読み出し、データ転送スタートパル
スＤＳに同期してデータドライバ５００に出力する。

【００９２】コード格納用ＲＯＭ３１は、各画素の表示
すべき明るさのデータ（階調データ）に対して、各サブ
フィールド期間毎に画素をオン状態又はオフ状態にする
ためのＨレベル又はＬレベルの２値信号Ｄｄの組（１フ
ィールド内の各サブフィールドについてオンにするかオ
フにするかを指定するコード）を格納している。コード
格納用ＲＯＭ３１は、各画素に書き込むべきデータ（階
調データ）と、書き込みを行うサブフィールドとをアド
レスとして入力すると、そのサブフィールドに対応した
１ビットのデータ（２値信号（データ）Ｄｄ）を出力す
るように構成されている。

【００９３】図１において、走査ドライバ４０１は、サ
ブフィールドの開始点で供給される走査スタートパルス
ＤＹを走査側転送クロックＣＬＹに従って転送し、各々
の走査線１１２に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍ
として順次排他的に供給する。

【００９４】データドライバ５００は、ある水平走査期
間において、２値データをデータ線の本数に相当するｎ
個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の２値データを、
それぞれ対応するデータ線１１４にデータ信号ｄ１，ｄ
２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給するものである。

【００９５】図５は図１中のデータドライバ５００の具
体的な構成を示すブロック図である。

【００９６】データドライバ５００は、Ｘビットシフト
レジスタ５１０、水平画素分の第１のラッチ回路５２
０、第２のラッチ回路５３０、水平画素分の昇圧回路５
４０から構成されている。

【００９７】Ｘビットシフトレジスタ５１０は、水平走
査期間の開始タイミングで供給されるデータイネーブル
信号ＥＮＢＸをクロック信号ＣＬＸに従って転送し、ラ
ッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎとして第１のラッ
チ回路５２０に順次排他的に供給するものである。第１
のラッチ回路５２０は、２値データをラッチ信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎの立ち下がりにおいて順次ラッチ
するものである。第２のラッチ回路５３０は、第１のラ
ッチ回路５２０によりラッチされた２値データの各々を
データイネーブル信号ＥＮＢＸの立ち下がりにおいて一
斉にラッチすると共に、昇圧回路５４０を介して、デー
タ線１１４の各々にデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，
ｄｎとして供給するものである。

【００９８】昇圧回路５４０は、極性反転機能と昇圧機
能とを備える。昇圧回路５４０は、極性反転信号ＦＲに
基づいて入力された２値データを昇圧してデータ信号ｄ
１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎを得る。本実施の形態におい
ては、昇圧回路５４０は、駆動回路３０１内の駆動電圧
生成回路４０から電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，−Ｖoff
が与えられて、これらの電圧値に２値データを変換す
る。

【００９９】図６は昇圧回路５４０の動作を説明するた
めの説明図である。例えば、極性反転信号ＦＲがＨレベ
ルである場合において、ある画素をオン状態にする２値
データが昇圧回路５４０に入力された場合にはプラスの
オン電圧を出力する。また、極性反転信号ＦＲがＬレベ
ルである場合において、ある画素をオン状態にする２値
データが人力された場合には、マイナスのオン電圧を出
力する。

【０１００】本実施の形態においては、昇圧回路５４０
は、駆動電圧生成回路４０の出力を用いて、正極性のオ
ン電圧として＋Ｖonを出力し、負極性のオン電圧として
−Ｖonを出力する。

【０１０１】また、昇圧回路５４０は、駆動電圧生成回
路４０の出力を用いることで、画素をオフ状態にする２
値データが入力された場合には、Ｈレベルの極性反転信
号ＦＲで、オフ電圧＋Ｖoff を出力し、Ｌレベルの極性
反転信号ＦＲで、オフ電圧−Ｖoff を出力するようにな
っている。

【０１０２】なお、上述したように、データドライバ５
００においては、ある水平走査期間において、第１のラ
ッチ回路５２０が点順次的に２値信号をラッチした後、
次の水平走査期間において、第２のラッチ回路５３０
が、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉
に各データ線１１４に供給する構成となっているので、
データ・エンコーダ３０は、走査ドライバ４０１及びデ
ータドライバ５００における動作と比較して、１水平走
査期間だけ先行するタイミングで２値信号Ｄｄを出力す
る構成となっている。

【０１０３】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図９及び図１０を参照して説明する。図９
はフィールド反転駆動において画素に印加する駆動電圧
を示す波形図であり、図１０は本実施の形態における電
気光学装置の動作を説明するためのタイミングチャート
である。

【０１０４】先ず、各サブフィールドにおいて各画素に
印加する２値データについて説明する。

【０１０５】表示データは駆動回路３０１のメモリ・コ
ントローラ２０に入力される。メモリ・コントローラ２
０は、入力された表示データを順次メモリ２３，２４に
与えて、各メモリ２３，２４に２フィールド分の表示デ
ータを記憶させる。即ち、メモリ・コントローラ２０
は、１フィールド前の表示データをメモリ２３，２４の
一方から読み出してデータ・エンコーダ３０に出力しな
がら、現在の表示データを残りの１つのメモリに書き込
む。

【０１０６】データ・エンコーダ３０は、メモリ・コン
トローラ２０から表示データが与えられ、表示データに
基づいて、コード格納用ＲＯＭ３１のアドレスを指定し
て、表示データに対応したコードを読み出す。そして、
データ・エンコーダ３０は、サブフィールドタイミング
ジェネレータ１０からのＳＦ信号に基づいて、各サブフ
ィールドタイミングで読み出したコードに基づく２値デ
ータをデータドライバ５００に出力する。

【０１０７】次に、画素のサブフィールド駆動について
説明する。

【０１０８】いま、液晶画素を面反転駆動するものと
し、１フィールド毎に極性反転して画素を駆動するもの
とする。この場合には、図１０に示すように、交流化信
号ＦＲは、１フィールド期間毎にレベル反転する信号と
なる。スタートパルスＤＹは、各サブフィールドＳｆ１
〜Ｓｆｓの開始時に発生する。

【０１０９】スタートパルスＤＹが供給されると、走査
ドライバ４０１におけるクロック信号ＣＬＹに従った転
送によって、走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍが期
間（ｔ）に順次排他的に出力される。なお、図１０の例
では、１フィールドを時間軸上でｓ個の同一時間幅のサ
ブフィールドに分割した例を示している。

【０１１０】走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍは、
それぞれ走査側転送クロックＣＬＹの半周期に相当する
パルス幅を有し、また、上から数えて１本目の走査線１
１２に対応する走査信号Ｇ１は、スタートパルスＤＹが
供給された後、クロック信号ＣＬＹが最初に立ち上がっ
てから、少なくともクロック信号ＣＬＹの半周期だけ遅
延して出力される。従って、スタートパルスＤＹが供給
されてから、走査信号Ｇ１が出力されるまでに、データ
イネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータ
ドライバ５００に供給されることになる。

【０１１１】データイネーブル信号ＥＮＢＸの最初の１
クロック（Ｇ０）がデータドライバ５００に供給される
と、データ転送クロックＣＬＸに従った転送によって、
ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎが水平走査期間
（１Ｈ）に順次排他的に出力される。なお、ラッチ信号
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎは、それそれデータ転送ク
ロックＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有してい
る。

【０１１２】データドライバ５００には、上述したよう
に、データ・エンコーダ３０から２値データも供給され
ている。図５の第１のラッチ回路５２０は、ラッチ信号
Ｓ１の立ち下がりにおいて、上から数えて１本目の走査
線１１２と、左から数えて１本目のデータ線１１４との
交差に対応する画素１１０への２値データをラッチし、
次に、ラッチ信号Ｓ２の立ち下がりにおいて、上から数
えて１本目の走査線１１２と、左から数えて２本目のデ
ータ線１１４との交差に対応する画素１１０への２値デ
ータをラッチし、以下、同様に、上から数えて１本目の
走査線１１２と、左から数えてｎ本目のデータ線１１４
との交差に対応する画素１１０への２値データを順次ラ
ッチする。

【０１１３】これにより、まず、図１において上から１
本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の２
値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的に
ラッチされることになる。なお、データ・エンコーダ３
０は、第１のラッチ回路５２０によるラッチのタイミン
グに合わせて、各画素の表示データから順次、各サブフ
ィールドに対応する２値データを生成して出力する。

【０１１４】次に、クロック信号ＣＬＹが立ち下がっ
て、走査信号Ｇ１が出力されると、図１において上から
数えて１本目の走査線１１２が選択される結果、当該走
査線１１２との交差に対応する画素１１０のトランジス
タ１１６が全てオンとなる。

【０１１５】一方、当該クロック信号ＣＬＹの立ち下が
りタイミングで再びデータイネーブル信号ＥＮＢＸ（Ｇ
１）が出力される。信号ＥＮＢＸの立ち下がりタイミン
グにおいて、第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ
回路５２０によって点順次的にラッチされた２値データ
を、対応するデータ線１１４の各々に昇圧回路５４０を
介してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一
斉に供給する。

【０１１６】いま、交流化信号ＦＲがＨレベルの期間で
あるものとする。この場合には、各液晶画素には正極性
の駆動電圧が印加される。即ち、昇圧回路５４０は、サ
ブフィールドをオンにする２値データが与えられると、
この２値データをオン電圧＋Ｖonとして出力する。ま
た、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオフにする２
値データが与えられると、この２値データを負のオフ電
圧＋Ｖoff として出力する。

【０１１７】また、交流化信号ＦＲがＬレベルの期間に
おいては、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオンに
する２値データが与えられると、この２値データをオン
電圧−Ｖonとして出力する。また、昇圧回路５４０は、
サブフィールドをオフにする２値データが与えられる
と、この２値データを正のオフ電圧−Ｖoff として出力
する。

【０１１８】図９はフィールド反転駆動方式を採用した
場合における連続した３サブフィールド期間の画素書込
み電圧及びそのサブフィールド期間中での変化を示して
いる。図９（ａ）は連続するサブフィールドがオンの場
合を示しており、図９（ｂ）は連続するサブフィールド
がオフの場合を示している。なお、図９の例は交流化信
号ＦＲがＨレベルの場合を示している。

【０１１９】図９（ａ）に示すように、オンにするサブ
フィールド期間においては、昇圧回路５４０は、画素に
オン電圧＋Ｖonを書き込む。このオン電圧＋Ｖonは、リ
ーク等によってサブフィールド期間の終端に向かって徐
々にレベルが低下する。しかし、オン電圧＋Ｖonが正の
飽和電圧＋Ｖsat よりも十分に高い電圧に設定されてい
ることから、サブフィールド期間の終端においても、画
素に印加されている電圧レベルは正の飽和電圧＋Ｖsat
よりも高い。従って、リーク等によって透過率が変化す
ることを防止することができる。

【０１２０】サブフィールドがオフの場合には、図９
（ｂ）に示すように、昇圧回路５４０は、画素にオフ電
圧＋Ｖoff を書き込む。このときオフ電圧＋Ｖoffは基
準となるＣＯＭ電圧よりも低い電圧に設定されている。
このオフ電圧＋Ｖoff は、リーク等によってサブフィー
ルド期間の終端に向かって徐々にレベルが上昇する。し
かし、オフ電圧＋Ｖoff が正の閾値電圧＋Ｖthよりも十
分に低い電圧に設定されていることから、サブフィール
ド期間の終端においても、画素に印加されている電圧レ
ベルは正の閾値電圧＋Ｖthよりも低い。従って、リーク
等によって透過率が変化することを防止することができ
る。

【０１２１】なお、図９は交流化信号ＦＲがＨレベルの
フィールド期間の状態を示しているが、次のフィールド
期間においては、交流化信号ＦＲはＬレベルとなり、図
９（ａ），（ｂ）の波形は極性が反転される。この場合
においても、リーク等によって透過率が変化することを
防止することができることは明らかである。

【０１２２】また図９では、連続するサブフィールドが
継続してオンまたはオフである場合について示したが、
もちろんこれらがサブフィールド毎に変化する場合にお
いても上記の効果は得られ、それぞれのサブフィールド
期間における、電圧の変動によって、表示が悪影響を受
けることはない。

【０１２３】昇圧回路５４０は、２値データを交流化信
号ＦＲに従って昇圧した後、各ラインの画素に一斉に供
給する。こうして、上から数えて１行目の画素１１０に
おいては、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎの書
き込みが同時に行われることとなる。

【０１２４】この書き込みと並行して、図１において上
から２本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行
分の２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順
次的にラッチされる。

【０１２５】そして、以降同様な動作が、ｍ本目の走査
線１１２対応する走査信号Ｇｍが出力されるまで繰り返
される。なお、画素１１０に書き込まれたデータ信号
は、次のサブフィールドＳｆ２における書き込みまで保
持される。

【０１２６】このように、本実施の形態においては、表
示デバイスの容量結合やリーク等の電位変動に対する十
分なマージンを考慮して画素の駆動電圧（オン電圧，オ
フ電圧）を設定している。従って、サブフィールド周期
又はフィールド周期で面反転駆動を行う場合でも、電位
変動によって透過率が変化することを防止することがで
き、フリッカの発生及び面内表示むらの発生を防止する
ことができる。

【０１２７】即ち、本実施の形態においては、面反転駆
動を用いた場合でも、フリッカ及び面内表示むらの発生
を防止することができ、ライン反転駆動等を併用する必
要がなく、ライン反転駆動に伴う横電界が発生すること
もない。従って、横電界による隣接画素間の配向状態の
変化による表示不良を目立たなくするために画素間に設
けるブラックマトリクスが不要となり、開口率を向上さ
せ、高コントラスト化を実現することができる。

【０１２８】なお、上記実施の形態においては、サブフ
ィールド毎又はフィールド毎に極性反転する例について
説明したが、複数のサブフィールド単位又は複数のフィ
ールド単位で極性反転する場合にも適用可能であること
は明らかである。

【０１２９】次に、上述した実施形態や応用形態に係る
電気光学装置の構造について、図１１及び図１２を参照
して説明する。ここで、図１１は電気光学装置１００の
構成を示す平面図であり、図１２は、図１１におけるＡ
−Ａ’線の断面図である。

【０１３０】これらの図に示されるように、電気光学装
置１００は、画素電極１１８等が形成された素子基板１
０１と、対向電極１０８等が形成された対向基板１０２
とが、互いにシール材１０４によって一定の間隙を保っ
て貼り合わせられると共に、この間隙に電気光学物質と
しての液晶１０５が挟持された構造となっている。な
お、実際には、シール材１０４には切欠部分があって、
ここを介して液晶１０５が封入された後、封止材により
封止されるが、これらの図においては省略されている。

【０１３１】本実施の形態のような、ノーマリーブラッ
クの表示モードの液晶表示装置は、例えば垂直配向膜と
誘電率異方性が負の液晶材料を組み合わせて液晶パネル
を構成し、それらを、透過軸を夫々９０度ずらして配置
した２枚の偏光板で挟み込むことにより得ることができ
る。

【０１３２】もちろんノーマリーホワイトの表示モード
であるＴＮモード液晶を用いることもできる。

【０１３３】対向基板１０２は、ガラス等から構成され
る透明な基板である。また、上述した説明では、素子基
板１０１は透明基板からなると記載したが、反射型の電
気光学装置の場合は、半導体基板とすることもできる。
この場合、半導体基板は不透明なので、画素電極１１８
はアルミニウム等の反射性金属で形成される。

【０１３４】素子基板１０１において、シール材１０４
の内側かつ表示領域１０１ａの外側領域には、遮光膜１
０６が設けられている。この遮光膜１０６が形成される
領域内のうち、領域１３０ａには走査ドライバ４０１か
形成され、また、領域１４０ａにはデータドライバ５０
０が形成されている。

【０１３５】即ち、遮光膜１０６は、この領域に形成さ
れる駆動回路に光が入射するのを防止している。この遮
光膜１０６には、対向電極１０８と共に、対向電極電圧
ＶＬＣＣＯＭが印加される構成となっている。

【０１３６】また、素子基板１０１において、データド
ライバ５００が形成される領域１４０ａ外側で、あっ
て、シール材１０４を隔てた領域１０７には、複数の接
続端子が形成されて、外部からの制御信号や電源等を入
力する構成となっている。

【０１３７】一方、対向基板１０２の対向電極１０８
は、基板貼合部分における４隅のうち、少なくとも１箇
所において設けられた導通材（図示省略）によって、素
子基板１０１における遮光膜１０６及び接続端子と電気
的な導通が図られている。即ち、対向電極電圧ＶＬＣＣ
ＯＭは、素子基板１０１に設けられた接続端子を介し
て、遮光膜１０６に、さらに、導通材を介して対向電極
１０８に、それぞれ印加される構成となっている。

【０１３８】また、対向基板１０２には、電気光学装置
１００の用途に応じて、例えば、直視型であれば、第１
に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等
に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例え
ば、金属材料や樹脂等からなる遮光膜（ブラックマトリ
クス）が設けられる。なお、色光変調の用途の場合に
は、例えば、後述するプロジェクタのライトバルブとし
て用いる場合には、カラーフィルタは形成されない。ま
た、直視型の場合、電気光学装置１００に光を対向基板
１０２側もしくは素子基板側から照射するライトか必要
に応じて設けられる。くわえて、素子基板１０１及び対
向基板１０２の電極形成間には、それぞれ所定の方向に
ラビング処理された配向膜（図示省略）等が設けられ
て、電圧無印加状態における液晶分子の配向方向を規定
する一方、対向基板１０２の側には、配向方向に応じた
偏光子（図示省略）が設けられる。ただし、液晶１０５
として、高分子中に微小粒として分散させた高分子分散
型液晶を用いれば、前述の配向膜や偏光子等が不要とな
る結果、光利用効率か高まるので、高輝度化や低消費電
力化等の点において有利である。

【０１３９】また、上述の各本実施の形態では、駆動デ
バイスはｐＳｉ（ポリシリコン）ＴＦＴであるものとし
たが、これに限られるわけではない。本発明は、上述し
た構成と類似の構成を有する、電気光学装置の表示素子
（本実施の形態では液晶）で、表示素子の光学応答時間
がサブフィールドの時間より長いか、それに近い光学応
答特性を有する場合に適用可能である。そのような電気
工学装置として、例えば、駆動デバイスとしてｐＳｉＴ
ＦＴを利用した液晶ライトバルブにより構成されたプロ
ジェクターや、駆動デバイスとしてαＳｉ（アモルファ
スシリコン）ＴＦＴやＴＦＤを用いた直視型液晶表示装
置（直視型ＬＣＤ）等がある。

【０１４０】電気光学物質としては、液晶のほかに、エ
レクトロルミネッセンス素子等を用いて、その電気光学
効果により表示を行う装置に適用可能である。

【０１４１】即ち、本発明は、上述した構成と類似の構
成を有する電気光学装置、特に、オン又はオフの２値的
な表示を行う画素を用いて、階調表示を行う電気光学装
置の全てに適用可能である。

【０１４２】次に、上述した液晶装置を具体的な電子機
器に用いた例のいくつかについて説明する。

【０１４３】まず、実施形態に係る電気光学装置をライ
トバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
図１３はこのプロジェクタの構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部に
は、偏光照明装置１１１０がシステム光軸ＰＬに沿って
配置している。この偏光照明装置１１１０において、ラ
ンプ１１１２からの出射光は、リフレクタ１１１４によ
る反射で略平行な光束となって、第１のインテグレータ
レンズ１１２０に入射する。これにより、ランプ１１１
２からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この
分割された中間光束は、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１１３０によって、偏光
方向が略々揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変
換されて、偏光照明装置１１１０から出射されることと
なる。

【０１４４】偏光照明装置１１１０から出射されたｓ偏
光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のｓ偏光光束
反射面１１４１によって反射される。この反射光束のう
ち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１５
１の青色光反射層にて反射され、反射型の電気光学装置
１００Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミ
ラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤
色光（Ｒ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の
赤色光反射層にて反射され、反射型の液電気光学装置１
００Ｒによって変調される。

【０１４５】一方、ダイクロイックミラー１１５１の青
色光反射層を透過した光束のうち、緑色光（Ｇ）の光束
は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層を透
過して、反射型の電気光学装置１００Ｇによって変調さ
れる。

【０１４６】このようにして、電気光学装置１００Ｒ、
１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ色光変調された赤
色、緑色、青色の光は、ダイクロイックミラー１１５
２、１１５１、偏光ビームスプリッタ１１４０によって
順次合成された後、投射光学系１１６０によって、スク
リーン１１７０に投射されることとなる。なお、電気光
学装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇには、ダイク
ロイックミラー１１５１、１１５２によって、Ｒ、Ｇ、
Ｂの各原色に対応する光束が入射するので、カラーフィ
ルタは必要ない。

【０１４７】なお、本実施形態においては、反射型の電
気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用
いたプロジェクタとしても構わない。

【０１４８】次に、上記電気光学装置を、モバイル型の
パーソナルコンピュータに適用した例について説明す
る。図１４はこのパーソナルコンピュータの構成を示す
斜視図である。同図において、コンピュータ１２００
は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、表
示ユニット１２０６とから構成されている。この表示ユ
ニット１２０６は、先に述べた電気光学装置１００の前
面にフロントライトを付加することにより構成されてい
る。

【０１４９】なお、この構成では、電気光学装置１００
を反射直視型として用いることになるので、画素電極１
１８において、反射光が様々な方向に散乱するように、
凹凸が形成される構成が望ましい。

【０１５０】さらに、上記電気光学装置を、携帯電話に
適用した例について説明する。図１５はこの携帯電話の
構成を示す斜視図である。同図において、携帯電話１３
００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３
０４、送話口１３０６と共に、電気光学装置１００を備
えるものである。

【０１５１】この電気光学装置１００にも、必要に応じ
てその前面にフロントライトが設けられる。また、この
構成でも、電気光学装置１００が反射直視型として用い
られることになるので、画素電極１１８に凹凸が形成さ
れる構成が望ましい。

【０１５２】なお、電子機器としては、図１４、図１５
を参照して説明した他にも、液晶テレビや、ビューファ
インダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カー
ナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワー
ドプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯ
Ｓ端末、タッチパネルを備えた機器等等が挙げられる。
そして、これらの各種電子機器に対して、上記各実施形
態や応用形態に係る電気光学装置が適用可能なのは言う
までもない。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、面
反転駆動のみを採用する場合でもリーク等の影響を回避
可能とすることにより、画質を向上させることができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置
を示すブロック図。

【図２】図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示す
ブロック図。

【図３】本実施の形態における多階調表示の制御を説明
するためのグラフ。

【図４】図１中の画素の具体的な構成を示す説明図。

【図５】図１中のデータドライバ５００の具体的な構成
を示すブロック図。

【図６】昇圧回路５４０の動作を説明するための説明
図。

【図７】図２中の駆動電圧生成回路４０によって生成さ
れる電圧を説明するためのグラフ。

【図８】図２中の駆動電圧生成回路４０によって生成さ
れる電圧を説明するための説明図。

【図９】フィールド反転駆動において画素に印加する駆
動電圧を示す波形図。

【図１０】本実施の形態における電気光学装置の動作を
説明するためのタイミングチャート。

【図１１】電気光学装置１００の構成を示す平面図。

【図１２】図１１におけるＡ−Ａ’線の断面図。

【図１３】プロジェクタの構成を示す平面図。

【図１４】パーソナルコンピュータの構成を示す斜視
図。

【図１５】携帯電話の構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１０…サブフィールドタイミングジェネレータ ２０…メモリ・コントローラ ２３，２４…メモリ ３０…データ・エンコーダ ３１…コード格納用ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２１Ｂ ６４１ ６４１Ｅ ６４２ ６４２Ａ Ｆターム(参考） 2H088 EA03 EA14 EA15 EA16 EA22 MA13 2H093 NA16 NA33 NA55 NB07 NB11 NC05 NC26 NC28 NC34 ND06 ND15 NG02 NG20 5C006 AA01 AC28 AF03 AF04 AF06 AF13 AF44 AF45 AF46 AF51 AF53 AF71 BB16 BC03 BC12 BC16 BF02 BF03 BF04 BF08 FA34 FA36 FA38 5C080 AA10 BB05 DD05 DD06 DD18 DD29 EE29 FF11 JJ02 JJ03 JJ04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧の印加によって光の透過率が可変の
   電気光学物質に対向してマトリクス状に各画素が構成さ
   れた表示部に対して、電気光学物質の飽和電圧以上のオ
   ン電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することによ
   り、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態
   と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行
   うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールド
   を時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単
   位として前記画素を駆動する電気光学装置において、 前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧
   を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指
   定する２値データをラッチするラッチ手段と、 前記オン電圧と電気光学物質の飽和電圧との差を、前記
   画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した
   電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、前記オ
   フ電圧と電気光学物質の閾値電圧との差を、前記画素に
   対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に
   生じる電位変動量以上に設定して、前記ラッチ手段がラ
   ッチした２値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換
   して前記画素に印加する画素駆動手段とを具備したこと
   を特徴とする電気光学装置。
2. 【請求項２】 前記画素駆動手段は、前記反転駆動周期
   の正極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電圧よ
   りも前記電位変動量以上高く設定すると共に、前記オフ
   電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上低く設定
   し、前記反転駆動周期の負極性駆動期間には、前記オン
   電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上低く設定
   すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電
   位変動量以上高く設定することを特徴とする請求項１に
   記載の電気光学装置。
3. 【請求項３】 前記画素駆動手段は、前記オフ電圧を、
   反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前
   記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを
   特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 【請求項４】 前記反転駆動周期は、サブフィールド周
   期であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装
   置。
5. 【請求項５】 前記反転駆動周期は、フィールド周期で
   あることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
6. 【請求項６】 前記反転駆動周期は、複数サブフィール
   ド周期又は複数フィールド周期であることを特徴とする
   請求項１に記載の電気光学装置。
7. 【請求項７】 前記画素駆動手段は、前記オン電圧を前
   記飽和電圧の１．５倍の値とすることを特徴とする請求
   項１に記載の電気光学装置。
8. 【請求項８】 電圧の印加によって光の透過率が可変の
   電気光学物質によってマトリクス状に各画素が構成され
   た表示部に対して、電気光学物質の飽和電圧以上のオン
   電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することによ
   り、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態
   と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行
   うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールド
   を時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単
   位として前記画素を駆動する電気光学装置の駆動方法に
   おいて、 前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧
   を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指
   定する２値データをラッチするラッチ手順と、 前記オン電圧と前記飽和電圧との差を、前記画素に対す
   る反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じ
   る電位変動量以上に設定すると共に、前記オフ電圧と前
   記閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期に
   おいて前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上
   に設定して、前記ラッチ手順においてラッチした２値デ
   ータを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に
   印加する画素駆動手順とを具備したことを特徴とする電
   気光学装置の駆動方法。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
   電気光学装置を具備したことを特徴とする電子機器。