JP2005309066A - 電気光学パネルの評価補正装置及び評価補正方法、電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学パネルの評価を、低コストで且つ精度良く行う。
【解決手段】 画像表示領域に画素毎に配列された複数の画素電極及び該複数の画素電極に対向する対向電極を備えた電気光学パネルを評価するための評価補正装置であって、対向電極に所定の共通電位の共通電源を供給する電源手段と、画素電極に、所定の基準電位に対して極性が反転された電圧の画像信号を供給する画像信号処理回路と、画像表示領域内における共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられた複数の光検出手段と、複数の光検出手段から夫々出力される複数の検出信号に基づいて、画素電極及び対向電極間に印加される印加電圧を補正するための補正データを算出する補正データ算出手段とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば液晶パネル等の電気光学パネルを評価する評価補正装置及び評価補正方法、並びに該電気光学パネルの評価補正装置による評価に基づいて駆動される電気光学パネルを備える電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。

特許文献１から３には、電気光学パネルの一例として、各画素部において、電気光学物質の一例である液晶を画素電極及び対向電極間に挟持してなる液晶素子に、画素電極及び対向電極の各々の電位によって規定される電圧を印加して画像表示を行う液晶パネルが開示されている。この液晶パネルでは、直流成分の印加による液晶の劣化を防止する等のために、液晶素子を交流駆動する。この交流駆動は、液晶素子に印加される電圧の極性を、一定の電位（例えば対向電極の電位）を基準として、正極性と負極性とに交互に反転させることによって行われる。この際、正極性と負極性とで液晶素子に印加される電圧の調整を行う。即ち、正負何れかの直流成分が液晶に印加されることを避けるように、印加電圧の調整を行う。これにより、直流成分による焼きつきやフリッカの発生を防止して高品質な画像表示を行うことができる。

ここで、前述の液晶素子の印加電圧の調整は補正データを用いて行われる。この補正データを算出するために、液晶パネルにおいてテストパターンを表示し、表示画面におけるフリッカ等を測定することで、液晶パネルの評価を行う。この際、輝度計などの光検出手段が用いられる。特許文献３によれば、光検出手段としてＣＣＤカメラを用いて表示されたテストパターンを撮像する。

特開２００２−１８２６２２号公報 特開２００２−１８２６２３号公報 特開２００２−２２９５２９号公報

しかしながら、上述したようなフリッカ等の測定において、測定点を１点にすれば、表示画面の全面について精度良く補正データを算出するのが困難となる。他方で、表示画面に測定点を多数設け、補正データを算出する際の精度を高めようとすれば、測定点の数に対応する複数の或いは多数の光検出手段が必要となる。このように、光検出手段の数を増やすと、フリッカ等の測定に要するコストが増えるばかりでなく、信号処理等に膨大な時間を要するという問題点が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑み成されたものであり、液晶パネル等の電気光学パネルの評価を、低コストで且つ精度良く行うことが可能な電気光学パネルの評価補正装置及び評価補正方法、並びに該電気光学パネルの評価補正装置による評価に基づいて駆動される電気光学パネルを備える電気光学装置、及びそのような電気光学装置を備えた各種電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置は上記課題を解決するために、画像表示領域に画素毎に配列された複数の画素電極及び該複数の画素電極に対向する対向電極を備えており、前記画素毎に前記画素電極及び前記対向電極間に印加電圧を印加して前記画像表示領域において画像表示を行う電気光学パネルを評価するための評価補正装置であって、前記対向電極に所定の共通電位の共通電源を供給する電源手段と、前記画素電極に、所定の基準電位に対して第１極性と第２極性とに反転された電圧の画像信号を供給する画像信号処理回路と、前記画像表示領域内における前記共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられており、前記画像表示領域から出射される表示光を夫々検出する複数の光検出手段と、前記複数の光検出手段から夫々、前記表示光の検出に応じて出力される複数の検出信号に基づいて前記最適値を前記複数の光検出手段別に割り出し、該割り出した最適値に基づいて前記印加電圧を補正するための補正データを前記画素毎に又は前記画像表示領域の部分領域毎に算出する補正データ算出手段とを備える。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置によれば、電気光学パネルを評価する際、電気光学パネルにおいて、各画素毎に、画素電極及び対向電極間に挟持された液晶等の電気光学物質を含む表示素子によって画像表示が行われ、所定の検査パターンが画像表示領域に表示される。より具体的には、電源手段によって所定の共通電位の共通電源が、表示素子の対向電極に供給される。また、画像信号処理回路によって、表示素子の画素電極に画像信号が供給される。これらにより、表示素子には、画素電極及び対向電極の各々の電位によって規定される印加電圧が印加され、画像表示が行われる。この際、例えば、各画素毎に設けられた開口領域に夫々入射された投射光は、表示素子の印加電圧に応じた透過率で、各開口領域より表示光として出射される。

ここで、電気光学パネルでは、直流成分の印加による電気光学物質の劣化を防止する等のために、画素毎に表示素子は交流駆動される。この際、画像信号処理回路は、所定の基準電位に対して画像信号の電圧を第１極性と第２極性とに反転させる。そして、このように極性が反転された電圧の画像信号が表示素子に供給されることによって、表示素子の印加電圧は、共通電位に対して第１極性と第２極性とに反転される。

各画素で表示素子の印加電圧が第１極性と第２極性とで異なると、画像表示領域に表示された表示画像にはフリッカが発生する。電気光学パネルの評価時、電気光学パネルには、前述したように発生したフリッカが視認されるような或いは視認されやすいような検査パターンを表示するのが好ましい。そして、複数の光検出手段によって、画像表示領域から出射される表示光を夫々検出することによって、検査パターンにおけるフリッカを測定する。

補正データ算出手段は、複数の光検出手段が夫々表示光の検出に応じて出力する検出信号に基づいて、共通電位の最適値を、例えば次のような手順によって割り出す。即ち、補正データ算出手段は、各光検出手段から出力される検出信号に基づいて、光検出手段別に第１極性及び第２極性の表示素子の印加電圧の値を夫々割り出す。次に、第１極性と第２極性とで、表示素子の印加電圧がほぼ等しくなる共通電位を求め、求めた値を最適値とする。共通電位が最適値に等しい場合には、画像表示領域における画像表示にフリッカは発生しない、即ちフリッカが最小となる。

ここで、各画素で共通電位の最適値は均一であるのが好ましいが、実際には最適値は各画素で異なっている。しかるに本発明の電気光学パネルの評価補正装置では、複数の光検出手段は、電気光学パネルの画像表示領域内における共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられている。例えば共通電位の最適値は、画像表示領域の中央付近に位置する各画素においてばらつきが少なく、画像表示領域の周辺付近に位置する各画素ではばらつきが大きくなる傾向がある。この場合、複数の光検出手段の配置密度を、画像表示領域の中央領域で小さくし、画像表示領域の周辺領域で大きくする。更に、共通電位の最適値は、画像表示領域の周辺付近において何れかの隅に近い各画素ではばらつきが大きくなる傾向があるかもしれない。この場合、複数の光検出手段の配置密度を、該何れかの隅に近い周辺領域で大きくすればよい。

よって、補正データ算出手段では、複数の光検出手段から出力される検出信号に基づいて共通電位の最適値を割り出すことによって、画像表示領域内における共通電位の最適値の面内分布を精度良く測定したり測定値から予測したりすることが可能となる。そして、補正データ算出手段は、割り出した共通電位の最適値に基づいて、画素毎に又は画像表示領域の部分領域毎に、表示素子の印加電圧を補正するための補正データを精度良く算出することが可能となる。尚、ここに「部分領域」とは、画像表示領域を縦方向や横方向に複数に分割してなる相等しい又は相異なる形状の各領域を意味し、夫々の部分領域は通常は、複数の画素を含んでなる。

従って、本発明の電気光学パネルの評価補正装置によれば、電気光学パネルの評価において、フリッカを測定するための光検出手段の数を必要最小限に抑えることができる。従って、低コストで且つ効率良く測定を行うことが可能となる。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置の一態様では、前記複数の光検出手段は、前記画像表示領域内の中央領域と周辺領域とで、前記配置密度が異なるように設けられている。

この態様によれば、電気光学パネルの画像表示領域内における共通電位の最適値の面内分布に応じて、複数の光検出手段の配置密度を、電気光学パネルの画像表示領域内の中央領域と周辺領域とで異なる値とする。これにより、光検出手段を設ける個数を不必要に増大させること無く、電気光学パネルの画像表示領域における画像表示で発生したフリッカを精度良く測定することが可能となる。

この態様では、前記複数の光検出手段は、前記中央領域から前記周辺領域に向かって、前記配置密度が大きくなるように設けられてもよい。

このように構成すれば、特に周辺領域において共通電位の最適値が相対的に面内変化しやすい電気光学装置について、複数の光検出手段によって、フリッカを効率的に精度良く測定することが可能となる。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置の他の態様では、前記画像表示領域において前記複数の画素電極は複数行に配列されて形成されており、前記画像信号処理回路は、各行に配列された画素電極に、行毎に前記画像信号の電圧の極性を反転させて前記画像信号を供給する。

この態様によれば、各画素における表示素子を行毎に反転駆動させた場合に、即ち、行反転駆動或いは１Ｈ反転駆動方式により駆動した場合に、検査パターンにおいて発生したフリッカを、複数の光検出手段によって測定することが可能となる。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置の他の態様では、前記画像信号処理回路は、１フレーム毎に前記画像信号の電圧の極性を反転させて前記画像信号を供給する。

この態様によれば、各画素における表示素子を１画面毎に反転駆動させた場合に、即ち、フレーム反転駆動方式により駆動した場合に、検査パターンにおいて発生したフリッカを、複数の光検出手段によって測定することが可能となる。

本発明の電気光学パネルの評価補正装置の他の態様では、前記電気光学パネルは、前記画像信号に基づいて、前記画像表示領域に所定の検査パターンを表示する。

この態様によれば、電気光学パネルにおいて、検査パターンをフリッカが視認されるような或いは視認されやすいようなパターンとして表示することにより、複数の光検出手段によって、検査パターンにおいて発生したフリッカを測定することが可能となる。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学パネルの評価補正装置（但し、その各種態様を含む）を用いて算出された前記補正データを保持すると共に、前記補正データを用いて入力画像データに対して補正を行って前記画素電極の電位を規定する補正画像データを生成する補正手段と、前記電気光学パネルとを備えており、前記電気光学パネルは、前記補正手段から出力された前記補正画像データに基づいて、前記画像表示を行う。

本発明の電気光学装置によれば、補正手段によって、精度良く算出された補正データを用いて、入力画像データに対して精度の良い補正を行うことが可能となる。また、電気光学パネルでは、画素毎に又は画像表示領域の部分領域毎に、表示素子における画素電極の電位は、補正画像データにより規定された値となる。これにより、画素毎に又は画像表示領域の部分領域毎に、表示素子の印加電圧を調整することができ、電気光学パネルにおいて、フリッカや焼きつきを防止して高品質な画像表示を行うことが可能となる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備する。

本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質の画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた装置としてDLP（Degital Light Processing）等を実現することも可能である。

本発明の電気光学パネルの評価補正方法は上記課題を解決するために、画像表示領域に画素毎に配列された複数の画素電極及び該複数の画素電極に対向する対向電極を備えており、前記画素毎に前記画素電極及び前記対向電極間に印加電圧を印加して前記画像表示領域において画像表示を行う電気光学パネルを評価するための評価補正方法であって、前記対向電極に所定の共通電位の共通電源を供給し、前記画素電極に、所定の基準電位に対して第１極性と第２極性とに反転された電圧の画像信号を供給する工程と、前記画像表示領域内における前記共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられた複数の光検出手段によって、前記画像表示領域から出射される表示光を夫々検出する工程と、前記複数の光検出手段から夫々、前記表示光の検出に応じて出力される複数の検出信号に基づいて前記最適値を前記複数の光検出手段別に割り出し、該割り出した最適値に基づいて前記印加電圧を補正するための補正データを前記画素毎に又は前記画像表示領域の部分領域毎に算出する工程とを備える。

本発明の電気光学パネルの評価補正方法によれば、上述した本発明の電気光学パネルの評価補正装置と同様に、共通電位の最適値の面内分布の測定を、精度良く且つ低コストで、その上効率良く行うことが可能となる。

本発明の電気光学パネルの評価補正方法の一態様では、前記電気光学パネルにおいて、前記画像信号に基づいて、前記画像表示領域に所定の検査パターンを表示する工程を更に備える。

この態様によれば、電気光学パネルにおいて、検査パターンをフリッカが視認されるような或いは視認されやすいようなパターンとして表示することにより、複数の光検出手段によって、検査パターンにおいて発生したフリッカを測定することが可能となる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。

＜１；電気光学パネルの全体構成＞
本発明の電気光学装置たる液晶装置における、電気光学パネルの一例としての液晶パネルの全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶パネルの概略的な平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。ここでは、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶パネル１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺のいずれかに沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。尚、走査線駆動回路１０４を、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿って設けるようにしてもよい。この場合、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿って設けられた複数の配線によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに接続されるようにする。

また、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下適宜、“ＴＦＴ”と称する）や走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

なお、図１及び図２には図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４等に加えて、後述するように画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路が形成されている。本実施形態では、サンプリング回路のほか、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

＜２；電気光学装置の全体構成＞
液晶装置の全体構成について図３及び図４を参照して説明する。ここに、図３は、液晶装置の全体構成を示すブロック図であり、図４は、液晶パネルの電気的な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、液晶装置は、主要部として、液晶パネル１００、画像信号処理回路３００、タイミング制御回路４００、本発明に係る「補正手段」に相当する画像信号補正回路５００、及び電源回路７００を備える。

タイミング制御回路４００は、各部で使用される各種タイミング信号を出力するように構成されている。タイミング制御回路４００の一部であるタイミング信号出力手段により、最小単位のクロックであり各画素を走査するためのドットクロックが作成され、このドットクロックに基づいて、Ｙクロック信号ＣＬＹ、反転Ｙクロック信号ＣＬＹｉｎｖ、Ｘクロック信号ＣＬＸ、反転Ｘクロック信号ＸＣＬｉｎｖ、ＹスタートパルスＤＹ及びＸスタートパルスＤＸが生成される。

画像信号補正回路５００は、後述するように算出される補正データを保持すると共に、保持した補正データを用いて外部から入力される入力画像データＶＩＤに対して補正を行って、画素毎に又は画像表示領域１０ａの部分領域毎に画素電極９ａの電位を調整するための補正画像データＶＩＤ’を生成する。画像信号補正回路５００は、タイミング制御回路４００から供給されるドットクロック信号等に基づいて、補正画像データＶＩＤ’に対応するドット（画素）の座標を割り出す。そして、割り出した座標に基づいて、保持する補正データに対して補間処理を施すことにより、補正画像データＶＩＤ’を生成する。

画像信号処理回路３００には、画像信号補正回路５００において生成されて出力された、１系統の補正画像データＶＩＤ’が入力される。画像信号処理回路３００は、１系統の補正画像データＶＩＤ’をシリアル−パラレル変換して、Ｎ相、本実施形態では６相（Ｎ＝６）の画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６を生成する。更に、画像信号処理回路３００は、画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６の各々の電圧を、所定の基準電位ｖ０に対して「第１極性」及び「第２極性」として正極性及び負極性に反転して、画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６を出力する。

また、電源回路７００は、所定の共通電位ＬＣＣの共通電源を、図２に示す対向電極２１に供給する。本実施形態において、対向電極２１は、図２に示す対向基板２０の下側に、複数の画素電極９ａと対向するように形成されている。

次に、液晶パネル１００における電気的な構成について説明する。

図２に示すように、液晶パネル１００には、そのＴＦＴアレイ基板１０の周辺領域に、走査線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１、及びサンプリング回路２００を含む内部駆動回路が設けられている。

走査線駆動回路１０４には、Ｙクロック信号ＣＬＹ、反転Ｙクロック信号ＣＬＹｉｎｖ、及びＹスタートパルスＤＹが供給される。走査線駆動回路１０４は、ＹスタートパルスＤＹが入力されると、Ｙクロック信号ＣＬＹ及び反転Ｙクロック信号ＣＬＹｉｎｖに基づくタイミングで、走査信号Ｙ１、・・・、Ｙｍを順次生成して出力する。

データ線駆動回路１０１には、Ｘクロック信号ＣＬＸ、反転Ｘクロック信号ＣＬＸｉｎｖ、及びＸスタートパルスＤＸが供給される。データ線駆動回路１０１は、ＸスタートパルスＤＸが入力されると、Ｘクロック信号ＣＬＸ及び反転Ｘクロック信号ＸＣＬＸｉｎｖに基づくタイミングで、サンプリング信号Ｓ１、・・・、Ｓｎを順次生成して出力する。

サンプリング回路２００は、Ｐチャネル型又はＮチャネル型の片チャネル型ＴＦＴ若しくは相補型のＴＦＴから構成されたサンプリングスイッチ２０２を複数備える。

液晶パネル１００は更に、そのＴＦＴアレイ基板の中央を占める画像表示領域１０ａに、縦横に配線されたデータ線１１４及び走査線１１２を備え、それらの交点に対応する各画素部７０に、マトリクス状に配列された液晶素子１１８の画素電極９ａ及び画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ１１６を備える。尚、本実施形態では特に、走査線１１２の総本数をｍ本（但し、ｍは２以上の自然数）とし、データ線１１４の総本数をｎ本（但し、ｎは２以上の自然数）として説明する。

６相にシリアル−パラレル展開された画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６は夫々、画像信号線１７１を介して液晶パネル１００に供給される。サンプリング回路２００において、Ｎ個、本実施形態では６個のサンプリングスイッチ２０２を１群とし、１群に属するサンプリングスイッチ２０２には夫々、サンプリング信号Ｓｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）が入力される。１群に属するサンプリングスイッチ２０２は、Ｎ本、本実施形態では６本のデータ線１１４を１群とし、１群に属するデータ線１１４に対し、サンプリング信号Ｓｉに応じて、６相にシリアル−パラレル展開された画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６をサンプリングして供給する。即ち、１群に属するサンプリングスイッチ２０２を介して、１群に属するデータ線１１４と６本の画像信号線１７１が電気的に接続される。従って、本実施形態では、ｎ本のデータ線１１４を１群に属するデータ線１１４毎に駆動するため、駆動周波数が抑えられる。

図４中、一つの画素部７０の構成に着目すれば、ＴＦＴ１１６のソース電極には、画像信号ＶＩＤｋ（但し、ｋ＝１、２、３、・・・、６）が供給されるデータ線１１４が電気的に接続されている一方、ＴＦＴ１１６のゲート電極には、走査信号Ｙｊ（但し、ｊ＝１、２、３、・・・、ｍ）が供給される走査線１１２が電気的に接続されるとともに、ＴＦＴ１１６のドレイン電極には、液晶素子１１８の画素電極９ａが接続されている。ここで、各画素部７０において、液晶素子１１８は、画素電極９ａと対向電極２１との間に液晶を挟持してなる。従って、各画素部７０は、走査線１１２とデータ線１１４との各交点に対応して、マトリクス状に配列されることになる。

液晶素子１１８の画素電極９ａには、ＴＦＴ１１６を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線１１４より画像信号ＶＩＤｋが所定のタイミングで供給される。これにより、液晶素子１１８には、画素電極９ａ及び対向電極２１の各々の電位によって規定される印加電圧が印加される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶パネル１００からは画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、蓄積容量１１９が、液晶素子１１８と並列に付加されている。例えば、画素電極１１８の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量１１９により保持されるので、保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現されることとなる。

以上説明したように、液晶パネル１００では、画像信号補正回路５００によって生成された補正画像データＶＩＤ’に基づいて画像信号処理回路３００によって生成された画像信号ＶＩＤｋが各画素部７０に供給されることにより画像表示が行われる。この際、画像信号補正回路５００は、後述するように精度良く算出された補正データを用いて、入力画像データＶＩＤに対して精度の良い補正を行うことが可能となる。また、各画素部７０において、液晶素子１１８の画素電極９ａの電位は、画素毎に又は画像表示領域１０ａの部分領域毎に、補正画像データＶＩＤ’に基づいて調整された値となる。これにより、画素毎に又は画像表示領域１０ａの部分領域毎に、液晶素子１１８の印加電圧を調整することができ、液晶パネル１００において、フリッカや焼きつきを防止して高品質な画像表示を行うことが可能となる。

＜３；電気光学パネルの評価補正装置＞
次に、上述した液晶パネル１００の評価補正装置の構成及び動作について、図５から図１０を参照して説明する。

先ず、図３に加えて図５を参照して、液晶パネル１００の評価補正装置の全体構成について説明する。ここに、図５は、液晶パネル１００の評価補正装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態において、液晶パネル１００の評価補正装置は、液晶パネル１００の画像表示領域１０ａに対して設置された複数の光検出手段６２と、補正データ算出手段６４とを備えている。更に、液晶パネル１００の評価補正装置の主要部には、図３に示す電源回路７００及び画像信号処理回路３００が含まれる。電源回路７００は本発明に係る「電源手段」に相当する。

以下に、液晶パネル１００の評価補正装置の動作について、図３及び図４並びに図５に加えて、図６から図１０を参照して説明する。ここに、図６並びに図７（ａ）及び図７（ｂ）は、液晶パネル１００の評価補正装置の動作に係る説明図であって、図８は評価時の表示画面の一例を示す図である。また、図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）は、共通電位ＬＣＣの最適値の分布を説明するための模式図であって、図１０は、補正データ算出手段６４の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。

液晶パネル１００の評価は、例えば液晶装置を含む液晶モジュールを、プロジェクタに組み込み、プロジェクタによる表示画像を調整する際に行われる。液晶パネル１００の評価時、図３に示す電源回路７００から液晶パネル１００の対向電極２１には、所定の共通電位ＬＣＣの共通電源が供給される。また、画像信号処理回路３００には、画像信号補正回路５００によって補正されていない入力画像データＶＩＤが入力される。入力画像データＶＩＤは、補正画像データＶＩＤ’と同様に、画像信号処理回路３００によって処理される。即ち、画像信号処理回路３００は、入力画像データＶＩＤに基づいて、６相にシリアル−パラレル展開された画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６を生成して、出力する。

図６には、画像信号処理回路３００から出力される画像信号ＶＩＤｋの波形を概略的に示してある。上述したように、画像信号処理回路３００において、画像信号ＶＩＤｋの電圧は、所定の基準電位ｖ０に対して正極性及び負極性に反転される。より具体的には、画像信号処理回路３００は、正極性の画像信号ＶＩＤｋの電圧Ｖ０（＋）と、負極性の画像信号ＶＩＤｋの電圧Ｖ０（−）とがほぼ等しい値となるように、画像信号ＶＩＤｋの電圧を極性反転する。

ここで、画像信号処理回路３００は、図４に示すデータ線１１４又は走査線１１２に沿って配列された画素部７０毎に液晶素子１１８の印加電圧が極性反転されるように、画像信号ＶＩＤｋの電圧を極性反転させる。図７（ａ）において、走査線１１２に沿って配列された画素部７０毎に、液晶素子１１８の印加電圧を極性反転する場合、行毎に異なる極性の電圧の画像信号ＶＩＤｋが各画素部７０に供給される。

或いは、画像信号処理回路３００は、１フレーム毎に、且つ画素部７０毎若しくはデータ線１１４又は走査線１１２に沿って配列された画素部７０毎に、液晶素子１１８の印加電圧が極性反転されるように、画像信号ＶＩＤｋの電圧を極性反転させる。この場合、図７（ｂ）に示すように、各フレームにおいて、画像信号処理回路３００から出力される画像信号ＶＩＤｋの電圧は互いに異なる極性となる。即ち、一画面毎に各画素部７０には異なる極性の電圧の画像信号ＶＩＤｋが供給される。

上述したように極性が反転された電圧の画像信号ＶＩＤｋは、液晶パネル１００に供給される。また、液晶パネル１００は、その評価時、タイミング制御回路４００によって出力される各種タイミング信号に基づいて駆動される。そして、各画素部７０において、液晶素子１１８の画素電極９ａに画像信号ＶＩＤｋが供給され、対向電極２１に共通電源が供給されることにより、液晶素子１１８には印加電圧が印加される。図６に示すように、液晶素子１１８の印加電圧は、所定の共通電位ＬＣＣに対して正極性及び負極性に極性反転される。

ここで、実際に、各画素部７０で液晶素子１１８の印加電圧は正極性と負極性とで異なっている。例えば、図６に示すように、液晶素子１１８の印加電圧は、正極性の値Ｖ１（＋）が相対的に大きくなり、負極性の値Ｖ１（−）が相対的に小さくなったりする。その理由としては、各画素部７０で、液晶素子１１８に書き込まれた電圧が、ＴＦＴ１１６において発生するプッシュダウンによって低下することが挙げられる。また、画像表示領域１０ａの中央付近に位置する画素部７０には、例えば投射光等の光が集中して照射されることにより、ＴＦＴ１１６において光リーク電流が発生する。このリークの程度は、液晶素子１１８の印加電圧が正極性の場合と負極性の場合とで異なる。よって、画像表示領域１０ａの中央付近に位置する各画素部７０では、液晶素子１１８に書き込まれた電圧が、正極性と負極性とで著しく変化する。

このように、各画素部７０で液晶素子１１８の印加電圧が正極性と負極性とで異なると、画像表示領域１０ａに表示された表示画像にはフリッカが発生する。液晶パネル１００の評価時、画像表示領域１０ａには、前述したように発生したフリッカが視認されるような検査パターンが表示されるのが好ましい。このような検査パターンが、例えばノーマリーホワイトモードで表示された場合の表示画面の一例を、図８に示してある。図８に示す表示画面８００には、検査パターンとして、中間調の背景に黒色のラインがストライプ状に表示されている。このような検査パターンが画像表示領域１０ａに表示されることにより、行毎に各画素部７０に異なる極性の印加電圧が液晶素子１１８に印加される場合、及び一画面毎に各画素部７０に異なる極性の印加電圧が液晶素子１１８に印加される場合の両方において、検査パターンに発生したフリッカを視認することが可能となる。尚、図８に示すような検査パターンを表示する場合、各走査線１１２に対応する画素部７０について、走査線１１２毎に黒色の表示を行うようにしてもよい。若しくは、ｍ本の走査線１１２のうち複数の走査線１１２に対応する画素部７０毎に黒色の表示を行うようにしてもよい。

図５において、複数の光検出手段６２は夫々、画像表示領域１０ａから出射される表示光を検出する。補正データ算出手段６４は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等により構成されている。図１０を参照して、補正データ算出手段６４の動作について説明する。

補正データ算出手段６４には、複数の光検出手段６２が夫々表示光の検出に応じて出力する検出信号が、信号線６６を介して供給される。先ず、補正データ算出手段６４は、信号線６６より供給される検出信号に基づいて、光検出手段６２別に液晶素子１１８の印加電圧の値を夫々割り出す（ステップＳ１）。

次に、正極性と負極性とで、液晶素子１１８の印加電圧がほぼ等しくなる共通電位ＬＣＣを求め、求めた値を最適値とする（ステップＳ２）。続いて、補正データ算出手段６４は、割り出した共通電位ＬＣＣの最適値に基づいて、画素毎に又は画像表示領域１０ａの部分領域毎に、液晶素子１１８の印加電圧を補正するための補正データを算出する（ステップＳ３）。このように算出された補正データは、画像信号補正回路５００において保持される。その後、補正データの算出に係る補正データ算出手段６４の一連の動作が終了される。

ここで、共通電位ＬＣＣの最適値は、各画素部７０で均一であるのが好ましいが、既に説明したように各画素部７０で液晶素子１１８の印加電圧が正極性と負極性とで異なることにより、実際には各画素部７０で異なっている。即ち、共通電位ＬＣＣの最適値は、画像表示領域１０ａにおいて（図１参照）で、無視できない程度の面内分布を有する。そこで、本実施形態の液晶パネル１００の評価補正装置では、複数の光検出手段６２は、液晶パネル１００の画像表示領域１０ａ内における共通電位ＬＣＣの最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられている。より具体的には、共通電位ＬＣＣの最適値は、画像表示領域１０ａの中央付近に位置する各画素部７０においてばらつきが少なく、画像表示領域１０ａの周辺付近に位置する各画素部７０ではばらつきが大きくなる傾向がある。例えば、図９（ａ）において、共通電位ＬＣＣの最適値のばらつきが少ない第１領域８０ａは、画像表示領域１０ａの中央領域付近に位置し、共通電位ＬＣＣの最適値のばらつきが大きい第２領域８０ｂは画像表示領域１０ａの周辺領域付近に位置する。また、図９（ｂ）に示すように、図９（ｂ）中、第１領域８０ａに、画像表示領域１０ａの中央領域のほぼ全域、及び該中央領域に対して右側に位置する領域を除いた画像表示領域１０ａの周辺領域のほぼ全域が含まれると共に、第２領域８０ｂが画像表示領域１０ａの右側に位置する周辺領域を含むように配置されている場合もある。或いは、図９（ｃ）に示すように、図９（ｃ）中、第１領域８０ａに、画像表示領域１０ａの中央領域のほぼ全域、及び該中央領域に対して下側に位置する領域を除いた画像表示領域１０ａの周辺領域のほぼ全域が含まれると共に、第２領域８０ｂが画像表示領域１０ａの下側に位置する周辺領域を含むように配置されている場合もある。

共通電位ＬＣＣの最適値の面内分布が、図９（ａ）に示すような分布となる場合には、図５に示すように、複数の光検出手段６２の配置密度を、画像表示領域１０ａの中央領域１０ａａで小さくし、画像表示領域１０ａの周辺領域１０ａｂで大きくするとよい。この場合、画像表示領域１０ａの中央領域１０ａａに配置された光検出手段６２の数と比較して、画像表示領域１０ａの周辺領域１０ａｂに配置された光検出手段６２の数は大きくなる。よって、共通電位ＬＣＣの最適値の面内分布のばらつきが比較的大きい第２領域８０ｂにおいて、検査パターンに発生したフリッカを、画像表示領域１０ａの周辺領域１０ａｂに配置された複数の光検出手段６２によって、精度良く測定することが可能となる。また、比較的高精度を要求されない、第１領域８０ａにおける光検出手段６２の数は、第２領域８０ｂと比較して少なくなっている。よって、本実施形態では、フリッカの測定に要する光検出手段６２の数を最小限に抑えることができる。即ち、本実施形態では、必要最小限の数の光検出手段６２によって、画像表示領域１０ａにおける共通電位ＬＣＣの最適値の面内分布に応じて、フリッカを精度良く測定することが可能となる。

よって、補正データ算出手段６４では、複数の光検出手段６２から出力される検出信号に基づいて共通電位ＬＣＣの最適値を割り出すことによって、画像表示領域１０ａ内における共通電位ＬＣＣの最適値の面内分布を精度良く測定したり測定値から予測したりすることが可能となる。そして、補正データ算出手段６４は、割り出した共通電位ＬＣＣの最適値に基づいて、画素毎に又は画像表示領域１０ａの部分領域毎に、液晶素子１１８の印加電圧を補正するための補正データを精度良く算出することが可能となる。また、フリッカの測定に要する光検出手段６２の数を最小限とすることにより、液晶パネル１００の評価を、低コストで且つ効率良く行うことが可能となる。

尚、本実施形態における評価補正装置では、図５に示した如き配置密度が異なる複数の光検出手段６２によって、上述したようなフリッカに加えて又は代えてコントラストムラや輝度ムラ等の面内分布を有する各種パラメータを評価し、このような評価に基づいて液晶パネル１００における画像表示を調整するようにしてもよい。

＜４；電子機器＞
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。

＜４−１：プロジェクタ＞
まず、この液晶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１１は、プロジェクタの構成例を示す平面配置図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。これら３つのライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇは夫々液晶装置を含む液晶モジュールを用いて構成されている。

ライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇにおいて液晶パネル１００は、画像信号処理回路３００から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各ライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、ライトバルブ１１１０Ｇによる表示像は、ライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

なお、ライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

＜４−２：モバイル型コンピュータ＞
次に、液晶装置を、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１２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。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、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶装置１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されている。

＜４−３；携帯電話＞
さらに、液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図１３は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の液晶装置１００５を備えるものである。この反射型の液晶装置１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。

尚、図１１から図１３を参照して説明した電子機器の他にも、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、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学パネルの評価補正装置及び評価補正方法、並びに該電気光学パネルの評価補正装置による評価に基づいて駆動される電気光学パネルを備える電気光学装置、及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

液晶パネルの全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 液晶装置の全体構成を示すブロック図である。 液晶パネルの電気的な構成を示すブロック図である。 電気光学パネルの評価補正装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。 画像信号の波形を概略的に示す図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、電気光学パネルの評価補正装置の動作に係る説明図である。 評価時の表示画面の一例を示す図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）は、共通電位の最適値の分布を説明するための模式図である。 補正データ算出手段の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 液晶装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。 液晶装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 液晶装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。

符号の説明

９ａ…画素電極、１０ａ…画像表示領域、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、２１…対向電極、６２…光検出手段、６４…補正データ算出手段、３００…画像信号処理回路、４００…タイミング制御回路、５００…画像信号補正回路、７００…電源回路

Claims (10)

1. 画像表示領域に画素毎に配列された複数の画素電極及び該複数の画素電極に対向する対向電極を備えており、前記画素毎に前記画素電極及び前記対向電極間に印加電圧を印加して前記画像表示領域において画像表示を行う電気光学パネルを評価するための評価補正装置であって、
   前記対向電極に所定の共通電位の共通電源を供給する電源手段と、
   前記画素電極に、所定の基準電位に対して第１極性と第２極性とに反転された電圧の画像信号を供給する画像信号処理回路と、
   前記画像表示領域内における前記共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられており、前記画像表示領域から出射される表示光を夫々検出する複数の光検出手段と、
   前記複数の光検出手段から夫々、前記表示光の検出に応じて出力される複数の検出信号に基づいて前記最適値を前記複数の光検出手段別に割り出し、該割り出した最適値に基づいて前記印加電圧を補正するための補正データを前記画素毎に又は前記画像表示領域の部分領域毎に算出する補正データ算出手段と
   を備えたことを特徴とする電気光学パネルの評価補正装置。
2. 前記複数の光検出手段は、前記画像表示領域内の中央領域と周辺領域とで、前記配置密度が異なるように設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の電気光学パネルの評価補正装置。
3. 前記複数の光検出手段は、前記中央領域から前記周辺領域に向かって、前記配置密度が大きくなるように設けられていること
   を特徴とする請求項２に記載の電気光学パネルの評価補正装置。
4. 前記画像表示領域において前記複数の画素電極は複数行に配列されて形成されており、
   前記画像信号処理回路は、各行に配列された画素電極に、行毎に前記画像信号の電圧の極性を反転させて前記画像信号を供給すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学パネルの評価補正装置。
5. 前記画像信号処理回路は、１フレーム毎に前記画像信号の電圧の極性を反転させて前記画像信号を供給すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学パネルの評価補正装置。
6. 前記電気光学パネルは、前記画像信号に基づいて、前記画像表示領域に所定の検査パターンを表示すること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学パネルの評価補正装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学パネルの評価補正装置を用いて算出された前記補正データを保持すると共に、前記補正データを用いて入力画像データに対して補正を行って前記画素電極の電位を規定する補正画像データを生成する補正手段と、
   前記電気光学パネルと
   を備えており、
   前記電気光学パネルは、前記補正手段から出力された前記補正画像データに基づいて、前記画像表示を行うこと
   を特徴とする電気光学装置。
8. 請求項７に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。
9. 画像表示領域に画素毎に配列された複数の画素電極及び該複数の画素電極に対向する対向電極を備えており、前記画素毎に前記画素電極及び前記対向電極間に印加電圧を印加して前記画像表示領域において画像表示を行う電気光学パネルを評価するための評価補正方法であって、
   前記対向電極に所定の共通電位の共通電源を供給し、前記画素電極に、所定の基準電位に対して第１極性と第２極性とに反転された電圧の画像信号を供給する工程と、
   前記画像表示領域内における前記共通電位の最適値の面内分布に応じて配置密度が異なっているように設けられた複数の光検出手段によって、前記画像表示領域から出射される表示光を夫々検出する工程と、
   前記複数の光検出手段から夫々、前記表示光の検出に応じて出力される複数の検出信号に基づいて前記最適値を前記複数の光検出手段別に割り出し、該割り出した最適値に基づいて前記印加電圧を補正するための補正データを前記画素毎に又は前記画像表示領域の部分領域毎に算出する工程と
   を備えたことを特徴とする電気光学パネルの評価補正方法。
10. 前記電気光学パネルにおいて、前記画像信号に基づいて、前記画像表示領域に所定の検査パターンを表示する工程を更に備えること
    を特徴とする請求項９に記載の電気光学パネルの評価補正方法。
    

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