JP2005309123A - 電気光学装置、そのプリチャージ方法、画像処理回路および電子機器 - Google Patents

電気光学装置、そのプリチャージ方法、画像処理回路および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 画像信号に対する煩雑な補正を要することなく表示ムラを防止する。
【解決手段】 表示パネル100において複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との交差に配置された各画素は、各選択期間にて走査線が選択されたときに各データ線に印加されている電圧に応じた輝度となる。表示パネル100のデータ線駆動回路は、各ブロックのデータ線に対応するN本の画像信号線への印加電圧を、各選択期間にてブロックごとに各データ線に印加する一方、選択期間と重複しないプリチャージ期間にて複数のデータ線に印加する。画像処理回路300のプリチャージ電圧生成回路350は、各々が各ブロックに属するデータ線に対応したN種類のプリチャージ電圧を生成する。セレクタ340は、プリチャージ電圧生成回路350が生成したN種類のプリチャージ電圧の各々をプリチャージ期間にて選択して各画像信号線に供給する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、液晶などの電気光学物質を用いた電気光学装置に関し、特に、走査線とデータ線との交差に対応して配置された画素に対する階調に応じた電圧の印加に先立って各データ線をプリチャージする技術に関する。
液晶装置などの電気光学装置においては、複数の画像信号線の各々に供給される画像信号を各データ線にサンプリングすることによって各画素に印加する構成が従来から提案されている。この構成のもとでは、基板上に引き廻される各画像信号線の電気的特性(例えば抵抗値)の相違など種々の要因に起因して、仮に各画素に共通の階調を表示させようとしても実際に表示される階調が横方向(走査線の延在方向)にわたって相違して表示ムラとなる場合がある。特に、複数のデータ線をN本ずつ区分したブロックごとに画像信号線から画像信号をサンプリングする構成のもとでは、各ブロックの端部に位置するデータ線とこれに隣接するブロックのデータ線とが容量的に結合するために、各ブロックの端部に位置するデータ線に対して画像信号に応じて印加された電圧はこれに隣接するデータ線への電圧の印加に伴なって変動する場合がある。この場合には、各ブロックの端部に位置するデータ線に対応する1列分の画素の階調と本来の階調との誤差が他のデータ線に対応する画素と比較して大きくなるために各ブロックの境界に縦方向(データ線の延在方向)のラインが現れて表示ムラとなる場合がある。これらの表示ムラを防止するために、例えば特許文献1には、画像信号を予め補正したうえで各データ線から各画素に印加する構成が開示されている。
特開2001−343953号公報(段落0062および段落0063)
しかしながら、この構成のもとでは、1系統の画像信号をN相に展開したうえで時間軸上においてN倍に伸長する処理や画像信号の極性を交互に反転させるとともに適宜に増幅する処理などに加えて、表示ムラが防止されるように画像信号を補正する処理を実行する必要があるため、これらの処理を実行する回路について回路構成の煩雑化や回路規模の肥大化を招くという問題が生じ得る。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、画像信号に対する煩雑な補正を要することなく表示ムラを防止することを目的としている。
この課題を解決するために、本発明は、複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置されるとともに前記走査線が選択されたときに前記データ線に印加されている電圧に応じた階調となる複数の画素と、相互に間隔を有する選択期間(例えば後述する実施形態における「水平有効走査期間」)ごとに前記各走査線を選択する走査線駆動回路と、前記複数のデータ線の各々をプリチャージするための複数のプリチャージ電圧を生成する回路であって、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように各プリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成回路と、各々が前記各ブロックのデータ線に対応するN本の画像信号線であって、前記各データ線に対応する画素の階調に応じた電圧が前記ブロックごとに前記選択期間にて印加されるとともに前記プリチャージ電圧生成回路によって生成された複数のプリチャージ電圧の各々が前記選択期間とは異なるプリチャージ期間(例えば後述する実施形態における「水平帰線期間」)にて印加されるN本の画像信号線と、前記各画像信号線に印加される電圧を、前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記プリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加するデータ線駆動回路とを具備する。この種の電気光学装置は、典型的には各種の電子機器において画像を表示するための手段として採用され得る。なお、電気光学装置とは、電気光学物質の作用による変調光を出力する装置である。この電気光学物質は、電流や電圧といった電気的なエネルギに応じて透過率や輝度といった光学的特性が変化する物質である。電気光学物質の典型的な例は、印加される電圧に応じて透過率が変化する液晶であるが、液晶以外の電気光学物質(例えば有機EL(ElectroLuminescent)などのOLED(Organic Light Emitting Diode)素子)を用いた電気光学装置にも本発明は適用され得る。
この構成によれば、プリチャージ期間において各データ線がプリチャージ電圧に充電されるから、選択期間において各データ線を所期の電圧(各画素の階調に応じた電圧)とするために要する時間を短縮することができる。また、複数のデータ線のうち一のデータ線のプリチャージに用いられるプリチャージ電圧と他のデータ線のプリチャージに用いられるプリチャージ電圧とが相違するように複数のプリチャージ電圧が生成されるから、各データ線に印加される電圧の誤差をプリチャージ電圧によって補償して表示ムラを解消することができる。例えば、特定のデータ線に実際に印加される電圧が所期の電圧(画素の階調に応じた電圧)よりも低い場合には、このデータ線に印加されるプリチャージ電圧を他のデータ線のプリチャージ電圧よりも高くなるように生成すれば、この特定のデータ線を介して各画素に印加される電圧を所期の電圧に近づける(理想的には一致させる)ことができる。しかも、データ線に印加される電圧の誤差を補正するための処理を画像信号に対して施す必要はないから、特許文献1に開示された構成と比較して、画像信号に所定の処理を施すための回路の構成を簡素化するとともに回路規模の肥大化を抑制することができる。
ところで、各ブロックに属するN本のデータ線のうち各ブロックの選択方向における下流側の端部に位置するデータ線は次に選択されるブロックの各データ線と容量的に結合し得る。したがって、各画素の階調に応じた電圧(以下「階調電圧」という)を複数のデータ線に対してブロックごとに印加する構成のもとでは、あるブロックのうち各ブロックの選択方向における下流側の端部に位置するデータ線への印加電圧と階調電圧との相違の程度が他のデータ線への印加電圧と階調電圧との相違の程度よりも大きくなり、この結果として各ブロックのうち端部のデータ線に対応した画素の階調に誤差が生じるといった表示ムラが生じ得る。そこで、本発明の望ましい態様においては、前記データ線駆動回路が、前記選択期間において、前記複数のブロックの各々をその配列の順番に順次に選択するとともにこの選択したブロックの各データ線に対して前記各画像信号線の電圧を印加する一方、前記プリチャージ電圧生成回路が、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち前記ブロックの選択方向における下流側の端部に位置するデータ線のプリチャージ電圧が当該ブロックの他のデータ線のプリチャージ電圧よりも高くなるように前記各プリチャージ電圧を生成する。この構成によれば、互いに隣接し合うデータ線の容量結合に起因した各データ線への印加電圧の誤差が補償されるから表示ムラを抑制することができる。
また、データ線同士の容量結合のほか各画像信号線の電気的な特性のばらつきなど種々の要因に起因して、各データ線に実際に印加される電圧と階調電圧との相違の大小がデータ線ごとにばらつく場合がある。このような場合であっても、前記プリチャージ電圧生成回路が、各々が前記各ブロックに属するデータ線に対応したN種類のプリチャージ電圧として互いに相違する電圧を生成する構成とすれば、各データ線への印加電圧の誤差を精度よく補償することができる。ここで、各データ線への印加電圧の誤差の大小は、各ブロックを選択する方向に依存し得る。例えば、総てのデータ線を共通のプリチャージ電圧により充電した構成や何れのデータ線についてもプリチャージが実行されない構成においては、各ブロックに属するN本のデータ線のうち各ブロックの選択方向における下流側のデータ線ほど実際の印加電圧(より詳細には印加電圧の絶対値)が小さくなる場合がある。そこで、本発明の望ましい態様においては、前記データ線駆動回路が、前記選択期間において、前記複数のブロックの各々をその配列の順番に順次に選択するとともにこの選択したブロックの各データ線に対して前記各画像信号線の電圧を印加する一方、前記プリチャージ電圧生成回路が、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち前記ブロックの選択方向における下流側のデータ線ほどプリチャージ電圧が高くなるように前記各プリチャージ電圧を生成する。この構成によれば、各データ線に対する印加電圧の誤差に対応するように各データ線ごとにプリチャージ電圧が選定されているから、各データ線に対する印加電圧の誤差を精度よく抑制することができる。
本発明は、電気光学装置の各データ線をプリチャージするための方法としても観念され得る。この方法は、複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置された複数の画素の各々が、相互に間隔を有する選択期間ごとに前記走査線が選択されたときに前記各データ線に印加されている電圧に応じた輝度となる電気光学装置において前記各走査線の選択に先立って前記各データ線をプリチャージする方法であって、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように複数のプリチャージ電圧を生成し、前記各ブロックのデータ線に各々が対応するN本の画像信号線に対し、前記ブロックの各データ線に対応する画素の階調に応じた電圧を前記ブロックごとに前記選択期間にて印加するとともに前記複数のプリチャージ電圧の各々を前記選択期間とは異なるプリチャージ期間にて印加し、前記各画像信号線に印加される電圧を、前記前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記プリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加することを特徴とする。この方法によれば、本発明の電気光学装置について上述したのと同様の理由により、画像信号に対する煩雑な補正を要することなく表示ムラを防止することができる。
さらに、本発明は、本発明の電気光学装置に用いられる画像処理回路としても観念され得る。この画像処理回路は、複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置されるとともに前記走査線が選択されたときに前記データ線に印加されている電圧に応じた階調となる複数の画素と、相互に間隔を有する選択期間ごとに前記各走査線を選択する走査線駆動回路と、各々が前記各ブロックのデータ線に対応するN本の画像信号線と、前記各画像信号線に印加される電圧を、前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記選択期間とは異なるプリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加するデータ線駆動回路とを具備する電気光学装置に用いられる画像処理回路であって、前記各ブロックのデータ線に対応する画素の階調に応じた電圧を有するN種類の画像信号をブロックごとに生成する画像信号出力回路と、前記複数のデータ線の各々をプリチャージするための複数のプリチャージ電圧を生成する回路であって、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように各プリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成回路と、前記画像信号出力回路によって生成された各画像信号を前記各画像信号線に対して前記選択期間にて印加する一方、前記プリチャージ電圧生成回路によって生成された前記各プリチャージ電圧を当該プリチャージ電圧によってプリチャージされるデータ線に対応した画像信号線に対して前記プリチャージ期間にて印加する選択回路とを具備する。この画像処理回路によれば、本発明の電気光学装置について上述したのと同様の理由により、画像信号に対する煩雑な補正を要することなく表示ムラを防止することができる。
<A:液晶装置>
まず、電気光学物質として液晶を用いた液晶装置に本発明が適用された形態を説明する。図1は、本実施形態に係る液晶装置の機能的な構成を示すブロック図である。同図に示されるように、この液晶装置は、表示パネル100と、制御回路200と、画像処理回路300とを有する。このうち制御回路200は、液晶装置が搭載される電子機器のCPU(Central Processing Unit)といった各種の上位装置から供給される垂直走査信号Vs、水平走査信号Hsおよびドットクロック信号DCLKに基づいて、液晶装置の各部を制御するための制御信号(タイミング信号やクロック信号など)を生成する。
画像処理回路300は、上位装置から供給される画像データVidを表示パネル100への供給に適した信号に加工するための回路であり、画像信号出力回路310とセレクタ(本発明における選択回路)340とプリチャージ電圧生成回路350とを有する。このうち画像信号出力回路310は、表示パネル100の各画素の階調(輝度)を指定するためのNチャネル(Nは2以上の任意の自然数であるが本実施形態においては特にN=6とする)の画像信号Vd1、Vd2、……、Vd6を出力するための回路であり、S/P(Serial to Parallel)変換回路312とD/A(Digital to Analog)変換器群314と増幅反転回路316とを有する。画像信号出力回路310には、垂直走査信号Vsと水平走査信号Hsとドットクロック信号DCLKとに同期して(すなわち垂直走査および水平走査に同期して)画像データVidが上位装置からシリアルに供給される。この画像データVidは、表示パネル100の各画素の階調をデジタル値として画素ごとに指定するデータである。図1に示されるS/P変換回路312は、図4に示されるように、この1系統の画像データVidを6系統のチャネルに分配するとともに各系統の信号を時間軸上にて6倍に伸長(シリアル−パラレル変換)することにより画像データVa1、Va2、……Va6として出力する回路である。ここでシリアル−パラレル変換を実行するのは、サンプリング回路150(詳細は後述する)が画像信号Vd1ないしVd6をサンプリングおよびホールドする時間を充分に確保するためである。一方、D/A変換器群314は、画像データのチャネルごとにD/A変換器を有し、画像データVa1ないしVa6をそれぞれ画素の階調に応じた電圧を有するアナログの画像信号に変換する。
増幅反転回路316は、D/A変換器群314から出力された各画像信号のうち極性の反転が必要となるものを極性反転したうえで適宜に増幅して画像信号Vd1、Vd2、……Vd6として出力する回路である。ここで、本実施形態における極性反転とは、所定の電圧Vc(典型的には画像信号の振幅の中心となる電圧であり、より具体的には対向電極に印加される電圧LCcomと略等しい電圧)を基準として画像信号の電圧レベルを正極性および負極性の一方から他方に交互に切り替える処理を意味する。極性反転の対象となる画像信号は、各画素に電圧を印加する方式が、[1]走査線ごとに極性を反転させる方式(いわゆる行反転)であるか、[2]データ線ごとに極性を反転させる方式(列反転)であるか、[3]隣接する画素ごとに極性を反転させる方式(いわゆる画素反転)であるか、[4]画面(フレーム)ごとに極性を反転させる方式(いわゆるフレーム反転)であるかに応じて適宜に選定される。ただし、本実施形態においては説明の便宜のため、上記[1]に示した行反転が採用された構成を例示する。なお、シリアル−パラレル変換とD/A変換と極性反転または増幅との順序は図1の例に限定されず任意に変更され得る。
図1に示されるプリチャージ電圧生成回路350は、画像信号Vdk(kは1から6までの自然数)のチャネル数に相当する6種類のプリチャージ電圧Vpre(1)、Vpre(2)、……、Vpre(6)を生成するための回路である。一方、セレクタ340は、画像信号出力回路310から出力される画像信号Vd1ないしVd6とプリチャージ電圧生成回路350から出力されるプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)との何れかを選択して表示パネル100に信号Vid1ないしVid6として供給する回路である。なお、プリチャージ電圧生成回路350およびセレクタ340の具体的な動作については後述する。
次に、図2を参照して表示パネル100の構成を説明する。この表示パネル100は、素子基板と対向電極が形成された対向基板とを略一定の間隙をもって貼り合わせ、この間隙に液晶を封止した構成となっている。このうち素子基板に画定される表示領域100aには、図2に示されるように、X方向に延在する合計m(mは2以上の自然数)本の走査線112と、Y方向に延在する合計6n(nは2以上の自然数)本のデータ線114とが形成される。図2に示されるように、合計6n本のデータ線114は、画像信号Vdkのチャネル数に相当する6本(N本)を単位として合計n個のブロックB1、B2、……、Bnに区分される。
各走査線112と各データ線114とが交差する部分には画素110が配列されている。したがって、複数の画素110は、X方向およびY方向にわたり「m」行×「6n」列のマトリクス状をなして表示領域100aに配列する。各画素110は、図3に示されるように、走査線112およびデータ線114に接続された薄膜トランジスタ(以下「TFT」という)116と、このTFT116に接続された画素電極118とを含む。各TFT116は、そのゲート電極が走査線112に接続され、ソース電極がデータ線114に接続され、ドレイン電極が画素電極118に接続されている。一方、各画素電極118は、対向基板に形成されて略一定の電圧LCcomに維持された対向電極108に液晶層105を挟んで対向するように形成された略矩形状の電極である。そして、画素電極118と対向電極108と両電極により挟まれた液晶層105とによって液晶容量が構成される。また、本実施形態の画素110は、液晶容量におけるリークを防止するために当該液晶容量と並列に配置された蓄積容量109を有する。この蓄積容量109の一端は画素電極118(すなわちTFT116のドレイン電極)に接続される一方、その他端は、総ての画素110にわたって電源の低位側電圧(接地電位)Vssに対して共通に接地されている。なお、蓄積容量109の他端は、電圧Vssに限らず略一定の電位(例えば電圧LCcomや駆動回路の高位側電源電位など)に維持されていれば足りる。
図2に示されるように、表示領域100aの周辺には、各走査線112が接続された走査線駆動回路130や各データ線114が接続されたデータ線駆動回路140といった駆動回路が配置されている。このうち走査線駆動回路130は、m本の走査線112の各々を順次に選択する回路である。本実施形態における走査線駆動回路130は、走査線112の総本数に相当するmビットのシフトレジスタを有し、水平走査期間ごとに順番にアクティブレベルとなる走査信号G1、G2、……、Gmを各走査線112に対して順次に出力する。さらに詳述すると、走査線駆動回路130は、図4に示されるように、垂直走査期間の最初に制御回路200から供給される転送開始パルスDYを、同じく制御回路200から供給されるクロック信号CLY(1水平走査期間に相当するパルス幅を有するクロック信号)に同期して順次にシフトし、このシフトした信号のパルス幅が狭まるように波形を整形したうえで走査信号Gi(iは1≦i≦mを満たす整数)として第i行目の走査線112に出力する。以下では、図4に示されるように、各水平走査期間(1H)のうち走査信号Giがアクティブレベルとなる期間を「水平有効走査期間」と表記し、その直前の期間(すなわち水平走査期間の始点から走査信号Giがアクティブレベルとなるまでの期間)を「水平帰線期間」と表記する。水平有効走査期間において走査信号Giがアクティブレベルになると、第i行目の走査線112に接続された1行分(合計6n個)のTFT116が一斉にオン状態となる。
図2に示されるように、表示パネル100の素子基板には、画像信号Vdのチャネル数に相当する合計6本の画像信号線171が形成されている。画像処理回路300のセレクタ340から表示パネル100に入力された信号Vid1ないし信号Vid6は各画像信号線171によって伝送される。すなわち、信号Vid1は第1番目の画像信号線171に供給され、信号Vid2は第2番目の画像信号線171に供給されるといった具合である。図2に示されるデータ線駆動回路140は、各画像信号線171に供給される信号Vid1ないしVid6の各々を各データ線114にサンプリングするための回路である。このデータ線駆動回路140は、シフトレジスタ142と複数のOR回路144とサンプリング回路150とを有する。このうちシフトレジスタ142は、データ線114を区分したブロックB1、B2、……、Bnの総数に相当するnビットのシフトレジスタであり、図4に示されるように、各水平有効走査期間の開始時に供給される転送開始パルスDXをクロック信号CLXに同期して順次にシフトし、このシフトした信号のパルス幅が狭まるように波形を整形したうえで信号Sa1、Sa2、……、Sanとして出力する。シフトレジスタ142から出力される信号Saj(jは1≦j≦nを満たす整数)は、合計n個のブロックB1ないしBnのうち図2における左側から数えて第j番目のブロックBjに対応している。
図2に示されるように、このシフトレジスタ142の後段には、ブロックB1ないしBnの総数に相当する合計n個のOR回路144がシフトレジスタ142の各出力段に対応するように配置されている。各OR回路144の一方の入力端にはシフトレジスタ142から出力された信号Sajが入力され、他方の入力端には制御回路200から出力された信号NRGが入力される。この構成のもと、図2の左側からみて第j番目のOR回路144は、シフトレジスタ142から出力された信号Sajと信号NRGとの論理和に相当する信号をサンプリング信号Sj(S1、S2、……、Sn)として出力する。ここで、信号NRGは、図4に示されるように、各水平走査期間のうち水平帰線期間にてアクティブレベル(Hレベル)となり、水平有効走査期間においては非アクティブレベル(Lレベル)となる信号である。したがって、サンプリング信号S1ないしSnは、水平帰線期間において信号NRGがアクティブレベルに遷移すると一斉にアクティブレベル(Hレベル)となる一方、水平有効走査期間においては、サンプリング信号S1ないしSnの各々が信号Sa1ないしSanのレベルに応じて順番にアクティブレベル(Hレベル)となる。
次に、サンプリング回路150は、画像処理回路300から6本の画像信号線171を介して供給される信号Vid1ないしVid6をサンプリング信号S1ないしS6に基づいて各データ線114にサンプリングする回路であり、データ線114の総本数に相当する合計6n個のサンプリングスイッチ151を有する。各サンプリングスイッチ151のドレイン電極はデータ線114に接続される一方、各ブロックBjに属する各データ線114に接続された6個のサンプリングスイッチ151のゲート電極は、その前段に位置する第j番目のOR回路144の出力端に対して共通に接続されている。また、各ブロックBjに対応した合計6個のサンプリングスイッチ151の各ソース電極は各画像信号線171に接続されている。すなわち、ブロックB1、B2、……Bnの各々のうち左側から第1番目のデータ線114に接続されたn個のサンプリングスイッチ151のソース電極は信号Vid1が供給される画像信号線171に接続され、第2番目のデータ線114に接続された合計n個のサンプリングスイッチ151のソース電極は信号Vid2が供給される画像信号線171に接続され、各ブロックBjの端部に位置する第6番目のデータ線114に接続された各サンプリングスイッチ151のソース電極は信号Vid6が供給される画像信号線171に接続されるといった具合である。この構成のもと、各サンプリング信号Sjがアクティブレベルに遷移すると、ブロックBjに対応する6個のサンプリングスイッチ151が一斉にオン状態となって当該ブロックBjに属する各データ線114と各画像信号線171とが導通する。さらに詳述すると、各水平走査期間のうち水平帰線期間においては6n個のサンプリングスイッチ151が一斉にオン状態となって総てのデータ線114が各画像信号線171と導通する一方、各水平走査期間のうち水平有効走査期間においては、各ブロックBjにおける合計6個のサンプリングスイッチ151がブロックBjごとにオン状態となり、この結果としてデータ線114がブロックBjごとに各画像信号線171と導通する。本実施形態においては、図4に示されるように、水平有効走査期間においてサンプリング信号S1、S2、……、Snがこの順番にアクティブレベルとなり、この結果としてブロックB1、B2、……、Bnが図2の左側から右側に向かう方向(以下ではこの方向を「ブロック選択方向」という)に沿って順番に選択されるものとする。
次に、図1に示されるセレクタ340およびプリチャージ電圧生成回路350の具体的な動作を説明する。セレクタ340は、画像信号出力回路310から出力される画像信号Vd1ないしVd6とプリチャージ電圧生成回路350から出力されるプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)との何れかを信号NRGのレベルに応じて選択して表示パネル100に供給する。さらに詳述すると、セレクタ340は、信号NRGがアクティブレベル(Hレベル)である場合にはプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)を選択して各画像信号線171に信号Vid1ないしVid6として出力する一方、信号NRGが非アクティブレベル(Lレベル)である場合には画像信号Vd1ないしVd6を選択して各画像信号線171に信号Vid1ないしVid6として出力する。上述したように信号NRGは水平帰線期間においてアクティブレベルに遷移するとともに水平有効走査期間において非アクティブレベルを維持する信号であるから、各画像信号線171に供給される信号Vid1ないしVid6の電圧は、水平帰線期間においてプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)となる一方、水平有効走査期間においては画像信号Vd1ないしVd6の電圧となる。すなわち、図4に示されるように、例えば第1番目の画像信号線171に供給される信号Vid1の電圧は、水平帰線期間においてプリチャージ電圧Vpre(1)を維持する一方、水平有効走査期間においては画像信号Vd1の電圧を維持する。したがって、水平有効走査期間において各ブロックBjに対応する6個のサンプリングスイッチ151がオン状態になると、そのときに選択されている第i行目の走査線112とブロックBjに属する6本のデータ線114との交差にある6個の画素電極118に対して画像信号Vd1ないしVd6の電圧が印加され、この動作が当該水平有効走査期間において総てのブロックB1ないしBnについて繰り返される。一方、水平帰線期間において6n個の総てのサンプリングスイッチ151がオン状態になると、6n本の総てのデータ線114が画像信号線171と導通してプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)に充電される。自然数kにより一般的に表記すれば、各ブロックBjに属する6本のデータ線114のうち左側から第k番目のデータ線114はプリチャージ電圧Vpre(k)に充電される。なお、各データ線114がプリチャージされる水平帰線期間においては走査信号Giが非アクティブレベルとなっているから、プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)は画素電極118に印加されない。以上のようにして各画素電極118に対する画像信号Vd1ないしVd6の印加に先立って各データ線114がプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)に充電されるから、水平有効走査期間において各データ線114の電圧を画像信号Vd1ないしVd6の電圧に遷移させるための時間が短縮される。したがって、水平有効走査期間の時間長が比較的に短い場合であっても、各画素電極118の電圧を確実に画像信号Vd1ないしVd6の電圧に到達させることができる。
一方、プリチャージ電圧生成回路350は、プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の各々を生成してセレクタ340に出力する回路である。このプリチャージ電圧生成回路350は、プリチャージ電圧Vpre(k)の電圧値を、電圧Vcを基準とした正極性の電圧+Vkおよび負極性の電圧−Vkの一方から他方に水平走査期間ごとに交互に切り替える。各プリチャージ電圧Vpre(k)は画像信号Vdkと同極性とされる。
ところで、仮に総てのデータ線114を共通のプリチャージ電圧に充電するとすれば、たとえ総ての画素110に共通の階調を表示させようとしても実際に表示される階調がX方向にわたって相違して表示ムラとなる場合がある。例えば、図5の部分(a)は、総てのデータ線114を共通のプリチャージ電圧に充電する構成(あるいは何れのデータ線114もプリチャージしない構成)のもとで総ての画素110への画像信号Vd1ないしVd6を共通の電圧とした場合(すなわち総ての画素110を共通の階調にて表示しようとした場合)に、実際に各画素電極118に印加される画像信号Vd1ないしVd6の電圧(換言すれば各データ線114に印加される電圧)を例示する図である。同図の例では、各ブロックBjに属する合計6本のデータ線114のうちブロック選択方向の下流側に位置するデータ線114ほど実際に印加される電圧と所期の階調に応じた本来の電圧V0との相違が大きくなる場合(すなわち、本来ならば各ブロックBjの総てのデータ線114に電圧V0が印加されるべきであるにも拘わらずブロック選択方向の下流側のデータ線114ほど印加電圧が小さくなる場合)が想定されている。この場合には、表示パネル100がノーマリーホワイトモードであれば各ブロックBjのうちブロック選択方向の下流側に位置する画素110ほど階調が低く(淡く)なり、ノーマリーブラックモードであれば各ブロックBjのうちブロック選択方向の下流側に位置する画素110ほど階調が高く(濃く)なるといった具合に、各画素110の階調がブロックBjごとにX方向にわたってばらついて表示ムラとなり得る。
このようなデータ線114に対する印加電圧のばらつきの原因としては、各画像信号線171ごとの電気的な特性のばらつき(例えば配線長の相違に起因した抵抗値のばらつき)やD/A変換器群314における各D/A変換器の特性の相違に起因した画像信号線171の電圧のばらつきのほか、互いに隣接するデータ線114同士の容量的な結合が考えられる。すなわち、例えばブロックBjに属する第6番目のデータ線114(ブロック選択方向における下流側の端部に位置するデータ線114)とこれに隣接するブロックBj+1に属する各データ線114(特に第1番目のデータ線114)とが容量的に結合するため、ある水平有効走査期間においてブロックBjに属する第6番目のデータ線114に印加された画像信号Vd6は、その水平走査期間におけるブロックBj+1の各データ線114への画像信号Vd1ないしVd6の印加に伴なって変動する。この結果として、仮に総ての画素110に共通の階調を表示させようとしても、各ブロックBjに属する第6番目のデータ線114に接続された画素110が他の画素110とは異なる階調にて表示される場合がある。例えば、表示パネル100がノーマリーホワイトモードであれば第6番目のデータ線114に対応した画素110が他の画素110よりも低い階調(淡い階調)となり、これとは逆にノーマリーブラックモードであれば第6番目のデータ線114に対応した画素110が他の画素110よりも高い階調(濃い階調)になるといった具合である。なお、ここではブロックBjに属する第6番目のデータ線114に特に着目したが、その他のデータ線114についても同様の問題が生じ得る。このような結合容量による電圧の変動を始めとする種々の要因により、図5の部分(a)に示されるように各データ線114に対して実際に印加される電圧がばらつくのである。
このような問題を解決するために、本実施形態におけるプリチャージ電圧生成回路350は、各プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の各々の電圧値±Vkを独立に調整し得る構成となっている。さらに詳述すると、プリチャージ電圧生成回路350は、各データ線114に対して印加されるべき所期の電圧と実際に印加される印加される電圧との相違の程度が各ブロックBjの総てのデータ線114にわたって略同一となるように、プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の各々の電圧値±Vkを独立に調整する。例えば、図5の部分(a)に例示された場合には、同図の部分(b)に示されるように、各ブロックBjのうちブロック選択方向の下流側に位置するデータ線114のプリチャージ電圧Vpre(k)ほど電圧値±Vkの絶対値が大きくなるように各プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の各々が選定される。換言すると、各ブロックBjのうち第k番目のデータ線114を充電するためのプリチャージ電圧Vpre(k)は、これよりもブロック選択方向の上流側に位置する第(k−1)番目のデータ線114のプリチャージ電圧Vpre(k-1)よりも電圧値の絶対値が大きい。なお、図5の部分(b)においては各プリチャージ電圧Vpre(k)の正極性の電圧値+Vkのみが示されている。
プリチャージ電圧生成回路350が生成するプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の具体的な電圧値(±Vk)は制御回路200によって指定される。制御回路200は、図示しない操作子に対して利用者により与えられた操作に応じてプリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の各々の電圧値をプリチャージ電圧生成回路350に指定する。したがって、利用者は、実際に表示領域100aに表示された画像を確認しながら適宜に操作子を操作することにより、X方向にわたる表示ムラを有効に低減することができる。
このように、本実施形態においては、各ブロックBjのデータ線114ごとにプリチャージ電圧Vpre(k)の電圧値±Vkが調整されるから、各データ線114に対して実際に印加される電圧のばらつきをプリチャージ電圧Vpre(k)の調整により補償して表示ムラを解消することができる。この構成によれば、データ線114に印加される電圧の誤差を補正するための処理を画像信号Vd1ないしVd6に対して施す必要はないから、画像信号出力回路310の構成の煩雑化や回路規模の肥大化は抑制される。
<B:変形例>
上記実施形態に対しては種々の変形が施され得る。具体的な変形の例としては以下の各態様が考えられる。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
(1)上記実施形態においては、水平有効走査期間において、図2における左側から右側に向かって各ブロックBjが選択される場合を例示したが、これとは逆に、図2における右側から左側に向かってブロックBn、B(n-1)、……、B2、B1の順番にて各ブロックBjが選択される場合もあり得る。このような場合に総てのデータ線114を共通のプリチャージ電圧に充電するとすれば(あるいは何れのデータ線114もプリチャージしないとすれば)、図6の部分(a)に示されるように、各ブロックBjにおける各データ線114の位置と各データ線114に実際に印加される電圧との関係は図5の部分(a)に示された関係を逆転したものとなる。すなわち、ブロックBjに属する6本のデータ線114のうち最も左側に位置する第1番目のデータ線114への印加電圧が最小となり、このブロックBjに属する右側のデータ線114ほど実際の印加電圧が大きくなるといった具合である。このような場合には、図6の部分(b)に示されるように、各ブロックBjの第1番目のデータ線114をプリチャージするためのプリチャージ電圧Vpre(1)の電圧値±V1の絶対値が最大となり、このブロックBjに属する第6番目のデータ線114のプリチャージ電圧Vpre(6)の電圧値±V6の絶対値が最小となるように各プリチャージ電圧Vpre(k)の電圧値±Vkを選定することが望ましい。すなわち、所期の電圧V0と各データ線114に実際に印加される電圧との相違は各ブロックBjのうちブロック選択方向の下流側に位置するデータ線114ほど大きくなる傾向にあると考えられるから、ブロック選択方向の下流側に位置するデータ線114のプリチャージ電圧Vpre(k)ほど電圧値の絶対値が大きくなるように各プリチャージ電圧Vpre(1)ないしVpre(6)の電圧値が選定されることが望ましいと言える。また、プリチャージ電圧生成回路350が、データ線駆動回路140によるブロック選択方向を特定するとともに、この特定した方向に応じて、図5の部分(b)のように各プリチャージ電圧Vpre(k)の大小を選定するか、図6の部分(b)のように各プリチャージ電圧Vpre(k)の大小を選定するかを切り替える構成としてもよい。
(2)上記実施形態においては、各ブロックBjに属するデータ線114のうちブロック選択方向の下流側に位置するデータ線114ほど所期の電圧V0との相違が大きくなる場合を例示したが、相互に隣接するデータ線114同士の容量結合のみを考慮すれば、各ブロックBjに属するデータ線114のうちブロック選択方向において最も下流側に位置するデータ線114に印加される電圧のみが所期の電圧V0と相違する(他の5本のデータ線114に実際に印加される電圧は所期の電圧V0と略一致する)といった場合も想定され得る。このような場合には、図7に示されるように、ブロック選択方向における最も下流側のデータ線114(すなわち第6番目のデータ線114)をプリチャージ電圧Vpre(6)にプリチャージする一方、これ以外の5本のデータ線114についてはプリチャージ電圧Vpre(6)よりも絶対値が小さいプリチャージ電圧Vpre(0)により共通にプリチャージする構成も採用され得る。この構成においては、図8に示されるように、プリチャージ電圧生成回路350がプリチャージ電圧Vpre(0)およびVpre(6)という2種類の電圧のみを生成する一方、セレクタ340が、画像信号Vd1ないしVd5とプリチャージ電圧Vpre(0)との何れか、および、画像信号Vd6とプリチャージ電圧Vpre(6)との何れかをそれぞれ信号NRGに基づいて選択することになる。このように、プリチャージ電圧生成回路350が生成するプリチャージ電圧Vpre(k)の総数と画像信号線171の総本数とが完全に一致している必要は必ずしもない。要するに、互いに電圧値が相違する複数のプリチャージ電圧をプリチャージ電圧生成回路350が生成する一方、これらのプリチャージ電圧がチャネル数に対応するN本の画像信号線171の各々に印加される構成であれば足りる。
(3)上記実施形態においては水平帰線期間の全体にわたって各データ線114をプリチャージする構成を例示したが、水平帰線期間のうち一部の期間において各データ線114をプリチャージする構成も採用され得る。すなわち、本発明においては、何れかの走査線112が選択されて各画素110に画像信号Vdが供給される期間(上記実施形態における「水平有効走査期間」)とは時間軸上にて重複しない期間(すなわち本発明における「プリチャージ期間」)にて各データ線114のプリチャージが実行される構成であれば足り、プリチャージ期間と水平帰線期間との対応関係の如何は不問である。
(4)上記実施形態においては、画像信号Vdのチャネル数Nを「6」とした場合を想定したが、このチャネル数Nが任意に選定され得ることはもちろんである。したがって、プリチャージ電圧生成回路350が生成するプリチャージ電圧Vpre(k)の総数や画像信号線171の総本数も「6」に限られず、画像信号Vdのチャネル数Nに応じて適宜に変更され得る。
(5)上記実施形態において説明した各回路(データ線駆動回路140、走査線駆動回路130、画像処理回路300および制御回路200)は例えばひとつのICチップに一体に構成されていてもよいし別体に構成されていてもよい。また、画像処理回路300を構成する画像信号出力回路310、プリチャージ電圧生成回路350およびセレクタ340といった各回路についても同様であり、これらの各回路が一体に構成されているか別体として構成されているかは不問である。
(6)上記実施形態においては液晶装置を例示したが、液晶以外の電気光学物質を用いた装置にも本発明は適用される。電気光学物質とは、電気信号(電流信号または電圧信号)の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する物質である。例えば、有機ELや発光ポリマーなどのOLED素子を電気光学物質として用いた表示装置や、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学物質として用いた電気泳動表示装置、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレイ、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイ、あるいはヘリウムやネオンなどの高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても上記各実施形態と同様に本発明が適用され得る。
<C:電子機器>
次に、本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の例として、上記実施形態に係る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9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2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット2102が設けられている。このランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれる。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導かれる。
ここで、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bの構成は、上述した実施形態における液晶装置と同様であり、画像処理回路300から供給されるR、G、Bの各色に対応する画像信号でそれぞれ駆動されるものである。ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム2112において、R色およびB色の光は90度に屈折する一方、G色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ2114によってカラー画像が投射されることとなる。
なお、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bには、ダイクロイックミラー2108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。また、ライトバルブ100R、100Bの透過像は、ダイクロイックプリズム2112により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ100Gの透過像はそのまま投射されるので、ライトバルブ100R、100Bによる水平走査方向は、ライトバルブ100Gによる水平走査方向と逆向きにして、左右反転像を表示させる構成となっている。
また、本発明に係る電気光学装置が利用され得る電子機器としては、図9に示したプロジェクタのほかにも、携帯電話機、可搬型のパーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型(またはモニタ直視型)のビデオレコーダ、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機器等などが挙げられる。
本発明の実施形態に係る液晶装置の構成を示すブロック図である。 同液晶装置のうち表示パネルの電気的な構成を示すブロック図である。 同表示パネルにおける各画素の構成を示す回路図である。 同液晶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。 各プリチャージ電圧の電圧値を説明するための図である。 変形例における各プリチャージ電圧のレベルを説明するための図である。 変形例における各プリチャージ電圧のレベルを説明するための図である。 変形例における液晶装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す図である。
符号の説明
100……表示パネル、100a……表示領域、110……画素、112……走査線、114……データ線、130……走査線駆動回路、140……データ線駆動回路、142……シフトレジスタ、144……OR回路、150……サンプリング回路、151……サンプリングスイッチ、171……画像信号線、200……制御回路、300……画像処理回路、310……画像信号出力回路、340……セレクタ(選択回路)、350……プリチャージ電圧生成回路、Vdk(Vd1,Vd2,Vd3,Vd4,Vd5,Vd6)……画像信号、Vpre(k)(Vpre(1),Vpre(2),Vpre(3),Vpre(4),Vpre(5),Vpre(6))……プリチャージ電圧、Vidk(Vid1,Vid2,Vid3,Vid4,Vid5,Vid6)……画像信号線に供給される信号、Bj(B1,B2,B3,B4,B5,B6)……データ線を区分したブロック。

Claims (7)

  1. 複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置されるとともに前記走査線が選択されたときに前記データ線に印加されている電圧に応じた階調となる複数の画素と、
    相互に間隔を有する選択期間ごとに前記各走査線を選択する走査線駆動回路と、
    前記複数のデータ線の各々をプリチャージするための複数のプリチャージ電圧を生成する回路であって、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように各プリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成回路と、
    各々が前記各ブロックのデータ線に対応するN本の画像信号線であって、前記各データ線に対応する画素の階調に応じた電圧が前記ブロックごとに前記選択期間にて印加されるとともに前記プリチャージ電圧生成回路によって生成された複数のプリチャージ電圧の各々が前記選択期間とは異なるプリチャージ期間にて印加されるN本の画像信号線と、
    前記各画像信号線に印加される電圧を、前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記プリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加するデータ線駆動回路と
    を具備する電気光学装置。
  2. 前記データ線駆動回路は、前記選択期間において、前記複数のブロックの各々をその配列の順番に順次に選択するとともにこの選択したブロックの各データ線に対して前記各画像信号線の電圧を印加し、
    前記プリチャージ電圧生成回路は、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち前記ブロックの選択方向における下流側の端部に位置するデータ線のプリチャージ電圧が当該ブロックの他のデータ線のプリチャージ電圧よりも高くなるように前記各プリチャージ電圧を生成する
    請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記プリチャージ電圧生成回路は、各々が前記各ブロックに属するデータ線に対応したN種類のプリチャージ電圧として互いに相違する電圧を生成する
    請求項1に記載の電気光学装置。
  4. 前記データ線駆動回路は、前記選択期間において、前記複数のブロックの各々をその配列の順番に順次に選択するとともにこの選択したブロックの各データ線に対して前記各画像信号線の電圧を印加し、
    前記プリチャージ電圧生成回路は、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち前記ブロックの選択方向における下流側のデータ線ほどプリチャージ電圧が高くなるように前記各プリチャージ電圧を生成する
    請求項3に記載の電気光学装置。
  5. 請求項1から4の何れかに記載の電気光学装置を表示手段として具備する電子機器。
  6. 複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置された複数の画素の各々が、相互に間隔を有する各選択期間にて前記走査線が選択されたときに前記各データ線に印加されている電圧に応じた輝度となる電気光学装置において前記各走査線の選択に先立って前記各データ線をプリチャージする方法であって、
    前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように複数のプリチャージ電圧を生成し、
    前記各ブロックのデータ線に各々が対応するN本の画像信号線に対し、前記ブロックの各データ線に対応する画素の階調に応じた電圧を前記ブロックごとに前記選択期間にて印加するとともに前記複数のプリチャージ電圧の各々を前記選択期間とは異なるプリチャージ期間にて印加し、
    前記各画像信号線に印加される電圧を、前記前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記プリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加する
    電気光学装置のプリチャージ方法。
  7. 複数の走査線とN(Nは2以上の自然数)本ごとにブロックに区分された複数のデータ線との各交差に対応して配置されるとともに前記走査線が選択されたときに前記データ線に印加されている電圧に応じた階調となる複数の画素と、相互に間隔を有する選択期間ごとに前記各走査線を選択する走査線駆動回路と、各々が前記各ブロックのデータ線に対応するN本の画像信号線と、前記各画像信号線に印加される電圧を、前記選択期間において前記ブロックごとに前記各データ線に印加するとともに前記選択期間とは異なるプリチャージ期間において前記複数のデータ線に印加するデータ線駆動回路とを具備する電気光学装置に用いられる画像処理回路であって、
    前記各ブロックのデータ線に対応する画素の階調に応じた電圧を有するN種類の画像信号をブロックごとに生成する画像信号出力回路と、
    前記複数のデータ線の各々をプリチャージするための複数のプリチャージ電圧を生成する回路であって、前記各ブロックに属するN本のデータ線のうち一のデータ線に対応するプリチャージ電圧と他のデータ線に対応するプリチャージ電圧とが相違するように各プリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成回路と、
    前記画像信号出力回路によって生成された各画像信号を前記各画像信号線に対して前記選択期間にて印加する一方、前記プリチャージ電圧生成回路によって生成された前記各プリチャージ電圧を当該プリチャージ電圧によってプリチャージされるデータ線に対応した画像信号線に対して前記プリチャージ期間にて印加する選択回路と
    を具備する画像処理回路。
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