JP2006301392A - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

電気光学装置、駆動方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 クロストークやノイズによる表示品位の低下を防止する。
【解決手段】 画素120は、走査線311と、第1データ線211および第2データ線
212の対との交差に対応して設けられる。各画素120は、第1画素容量235および
第2画素容量236を有し、このうち、第1画素容量235は、透過型でかつノーマリー
ホワイトモードであって、走査線311が選択されたときに、第1データ線211に供給
された第1データ信号に基づく電圧を保持する一方、第2画素容量236は、反射型でか
つノーマリーブラックモードであって、走査線311が選択されたときに、第2データ線
212に供給された第2データ信号に基づく電圧を保持する。第2データ信号は、第1デ
ータ信号を、所定の電位を基準として反転させたものとする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、いわゆるクロストークの発生を抑える技術に関する。
液晶などの電気光学的な変化により表示を行う電気光学装置では、次のような表示技術
によって各画素の階調表示が行われる。すなわち、この表示技術は、走査線(コモン電極
)に選択電圧が印加される期間に、データ信号として階調に応じたパルス幅の信号や、階
調に応じた電圧信号を、データ線(セグメント電極)に印加することによって、画素に印
加される電圧実効値を制御して階調表示を行う、というものである。ただし、このような
表示技術を用いた場合、表示ムラが走査線の延設方向(横方向)に発生する、という横ク
ロストークが問題視された。
この横クロストークの原因は、データ線の電圧が変化すると、当該データ線と容量結合
する走査線や共通電極の電位が変動して、画素の階調を決定付ける画素容量(液晶容量)
の電圧実効値を変動させるため、と考えられる。そこで、横クロストークを低減するため
に、選択された画素1行分における階調値の度数を計数するとともに、これらの計数結果
に基づいて、選択された行に位置する画素の各々に印加するデータ信号の電圧を補正する
技術が提案された(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、画素1行分の表示パ
ターンに依存した実効電圧の変動を見越した上で、データ信号のパルス幅(電圧)が補正
されるので、電圧実効値の変動分を相殺でき、結果的に、横クロストークの低減を図るこ
とができる。
特開平8−160392号公報
しかしながら、この技術では、階調値毎に度数を計数する必要があるので、階調データ
を識別するためのデコーダや計数回路等の回路ブロックを表示階調数分設ける必要がある
。例えば、6ビットの階調データで64階調を表示可能とする場合には、64個の回路ブ
ロックが必要になり、8ビットの階調データで256階調を表示可能とする場合には、2
56個の回路ブロックが必要になる。その結果、多階調化にともない、回路構成が複雑に
なるほか、回路規模も増大するため、低価格化や低消費電力化を大きく阻害する要因とな
る。
そもそも、上記技術は、画素容量における電圧実効値の変動を見越して、データ信号の
パルス幅(電圧)を補正するものであって、画素容量における電圧実効値の変動そのもの
を抑えるものではない。したがって、上記技術は、いわば対処療法的なものであり、根本
的な問題についてなんら改善するものではない、ということができる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画素容
量における電圧実効値の変動そのものを防止して、横クロストークの発生を抑えることが
可能な電気光学装置、駆動方法および電子機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、複数行の走査線と複数列の
第1および第2データ線の対との交差に対応して設けられるとともに、第1画素および第
2画素を有する画素であって、前記第1画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第
1データ線に供給された第1データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧
が高くなるにつれて、前記第1画素が明るくなるように設定され、前記第2画素は、前記
走査線が選択されたときに、前記第2データ線に供給された第2データ信号に基づく電圧
を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第2画素が暗くなるように
設定された、画素と、前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、選
択された走査線に位置する画素の階調に応じた電圧の第1データ信号を、当該画素に対応
する前記第1データ線に供給する一方、所定の電位を基準として前記第1データ信号を反
転させた第2データ信号を前記第2データ線に供給するデータ線駆動回路とを有すること
を特徴とする。この構成によれば、第1データ線に供給される第1データ信号と、第2デ
ータ線に供給される第2データ信号とは、電圧変化の方向が互い反対の関係となるので、
走査線において、第1および第2データ線との容量結合によって生じる電圧変化が互いに
打ち消し合って、これにより、保持電圧の変動が抑えられる。
本発明において、前記第1画素が透過モード、前記第2画素が反射モードを有するか、
または、前記第1画素が反射モード、前記第の画素が透過モードを有するのが好ましい。
また、本発明において、前記第1画素は第1画素容量を備えるとともに前記第2画素は
第2画素容量を備え、前記画素は、第1ダイオードおよび第2ダイオードを有し、前記第
1ダイオードおよび前記第1画素容量は、前記走査線と前記第1データ線との間で電気的
に直列に接続され、前記第2ダイオードおよび前記第2画素容量は、前記走査線と前記第
2データ線との間で電気的に直列に接続され、前記第1および第2ダイオードは、前記走
査線が選択されたときに導通状態となる構成としても良い。
一方、本発明において、前記第1画素は、前記走査線と前記第1データ線との交差領域
であり、前記第2画素は、前記走査線と前記第2データ線との交差領域である構成として
も良い。
いずれの構成においても、前記走査線駆動回路は、前記走査線を所定の順番で選択して
選択電圧を印加し、前記データ線駆動回路は、選択された走査線に位置する画素の階調に
応じたパルス幅の第1データ信号を供給する構成が好ましい。
本発明において、透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より容量を構成
する電極間距離が長い構成が好ましい。また、この構成において、透明性を有する画素電
極は、反射性を有する画素電極より電極交差領域の面積が大きい構成としても良い。
なお、本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法、さらには、電子
機器としても概念することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形
態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置10は、液晶パネル100、データ線駆動回路
250、走査線駆動回路350および制御回路400を含む。このうち、液晶パネル10
0では、第1データ線211および第2データ線212が対をなして、240×3列分が
それぞれ列(Y)方向に延在する一方、320行の走査線311が行(X)方向に延在し
て設けられている。
画素120は、本実施形態では、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの色に対応
しており、第1データ線211および第2データ線212の720対(=240×3)と
、320行の走査線311との交差に対応して、それぞれ配列している。各画素120は
、行方向でみると、RGBRGB…と繰り返し配置しており、RGBの3色で1つのドッ
ト110を構成してカラー表示する構成となっている。したがって、本実施形態では、ド
ット110が縦320行×横240列でマトリクス状に配列することなる。ただし、本発
明をこの配列に限定する趣旨ではない。
画素120の詳細な構成について説明する。図2は、画素120の構成を示す平面図で
あり、図3は、画素120の電気的な構成を示す図である。いずれも、i行及びこれに隣
接する(i+1)行と、j列及びこれに隣接する(j+1)列との交差に対応する2×2
の計4ドット分の構成が示されている。
ここで、i、(i+1)は、ドット110が配列する行を一般的に示す場合の記号であ
って、1以上320以下の整数であり、j、(j+1)は、ドット110が配列する列を
一般的に示す場合の記号であって、1以上240以下の整数である。
なお、ドット110ではなく、画素120でみれば、例えばi行j列のドット110を
構成するR、G、Bの画素120は、i行目の走査線311と、(3j−2)列目、(3
j−1)列目、3j列目のデータ線の対とにそれぞれ対応して設けられる。
図3に示されるように、各画素120は、第1TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオ
ード)221と、第1画素電極231を含む第1画素容量235との直列接続した第1サ
ブ画素121と、第2TFD222と、第2画素電極232を含む第2画素容量236と
を直列接続した第2サブ画素122とを有する。
ここで、i行j列のドット110に属する例えばRの画素120のうち、第1サブ画素
121においては、第1TFD221の一端が(3j−2)列目の第1データ線211に
接続され、第1TFD221の他端が第1画素容量235の一端である第1画素電極23
1に接続され、第1画素容量235の他端がi行目の走査線311に接続される一方、第
2サブ画素122では、第2TFD222の一端が(3j−2)列目の第2データ線21
2に接続され、第2TFD222の他端が第2画素容量236の一端である第2画素電極
232に接続され、第2画素容量236の他端がi行目の走査線311に接続されている
ここで、図11は、液晶パネル100を、Y方向に沿って、第1画素電極231および
第2画素電極232を含むように破断した場合の部分断面図である。
この図に示されるように、液晶パネル100は、素子基板201と対向基板301とに
よってTN(Twisted Nematic)型の液晶105を挟持した構成となっている。素子基板
201の対向面には、透明性を有する第1画素電極231および反射性を有する第2画素
電極232が設けられる一方、対向基板301の対向面には、透明性を有する走査線31
1がストライプ状に、当該第1画素電極231および第2画素電極232に交差するよう
に(図3参照)設けられている。このため、第1画素容量235は、第1画素電極231
および対向電極としての走査線311により液晶105を挟持した構成となり、第2画素
容量236は、第2画素電極232および走査線311により液晶105を挟持した構成
となる。
なお、第2画素電極232は、アクリルなどの絶縁層251の上に形成されている。こ
のため、第2画素容量236における電極間の距離(セルギャップ)は、第1画素容量2
35の約半分となっている。換言すれば、第1画素容量235のセルギャップは、第2画
素容量236のセルギャップの約2倍となっている。
素子基板201における対向面の反対側には偏光子241が設けられ、同様に、対向基
板301における対向面の反対側には偏光子341が設けられる。
なお、図11では、偏光子241と素子基板201とは離間しているが、実際には、偏
光子241は、素子基板201に貼付される。同様に、偏光子341と対向基板301と
は離間しているが、実際には、偏光子341は、対向基板301に貼付される。
また、対向基板301には、RGBのいずれかのカラーフィルタが設けられるが、図1
1では省略されている。さらに、素子基板201の側では、第1画素電極231および第
2画素電極232を覆うように、対向基板301の側では、走査線311を覆うように、
それぞれ配向膜が設けられているが、図示省略されている。
なお、図11は、電圧が印加されていない状態の偏光状態を示している(後述する図1
6も同様)。
ここで、素子基板201側の初期配向方向が図11において紙面垂直方向(X方向)と
なるように、素子基板201側の配向膜がラビング処理されるとともに、偏光子241の
透過軸が同X方向に設定される一方、対向基板301側の初期配向方向が紙面横方向(Y
方向)となるように、素子基板201側の配向膜がラビング処理されるとともに、偏光子
341の透過軸が同Y方向に設定される。
この設定により、第1画素容量235において、電圧無印加状態では、液晶分子の長軸
方向が両基板間で約90度連続的に捻れる。このため、素子基板201の側から入射した
自然光は、偏光子241によってX方向の偏光成分のみが透過する。この透過光は、液晶
分子の捻れに沿って約90度旋光すると、偏光子341の透過軸と一致するので、偏光子
341を通過する。一方、第1画素容量235において保持される電圧が高まるにつれて
、液晶分子が電界方向(図11において縦方向)に傾く結果、その旋光性が消失して、偏
光子341を通過する光量が少なくなる(ノーマリーホワイトモード)。
また、第2画素容量では、対向基板301の側から入射した自然光は、偏光子341に
よってY方向の偏光成分のみが透過する。ここで、第2画素容量236のセルギャップは
、第1画素容量235のセルギャップの約半分であるので、第2画素電極232の反射し
て、再び偏光子341に到達した光は、第2画素容量236に保持された電圧がゼロであ
れば、その偏光方向が偏光子341の透過軸に対して直交するX方向となる結果、偏光子
341を透過することができない。一方、第2画素容量236において保持される電圧が
高まるにつれて、液晶による光の旋光性が消失するので、偏光子341を通過する光量が
多くなる(ノーマリーブラックモード)。
このように、本実施形態では、1つ原色を表示する画素120では、ノーマリーホワイ
トモードであって透過型の第1画素容量235と、ノーマリーブラックモードであって反
射型の第2画素容量236とが併存する構成となっている。
素子基板201の平面的な構成については、図2に示される通りであり、第1画素電極
231は、第1TFD221を介して、第1データ線211に接続される一方、第2画素
電極232は、第2TFD222を介して、第2データ線212に接続されている。ここ
で、第1TFD221は、導電層の表面を陽極酸化した島状部分221dの一端において
、第1データ線211から分岐部分が跨ぐように形成されるとともに、島状部分221d
の他端において第1画素電極231が跨ぐように形成された構成となっている。
このため、第1TFD221は、第1データ線211からみると、第1データ線211
を構成する導電体/島状部分221dの絶縁体/島状部分221dの導電体と、島状部分
221dの導電体/島状部分221dの絶縁体/第1画素電極231を構成する導電体と
いう順番の層構造となり、第1導電体/絶縁体/第2導電体のサンドウィッチ構造を有す
る薄膜ダイオードを2個、互いに逆向きに直列に接続した構成となる。したがって、第1
TFD221では、スイッチング非線形特性が正負の双方向にわたって揃うことになる。
第2画素電極232と第2データ線212との間に介挿された第2TFD222につい
ても、第1TFD221と同様な島状部分222dを有し、第1導電体/絶縁体/第2導
電体のサンドウィッチ構造を有する薄膜ダイオードを2個、互いに逆向きに直列に接続し
た構成となっている。
この画素120において、走査線311に、後述する選択電圧±Vのいずれか一方が
印加されると、第1データ線211または第2データ線212の電圧にかかわらず、当該
走査線311に対応する第1TFD221および第2TFD222が強制的に導通状態(
オン)となる。
このため、第1画素容量235では、第1TFD221のオンにより、走査線311お
よび第1データ線211の差に応じた電圧が充電されて、第1TFD221のオフ後にお
いても当該充電圧は保持される。同様に、第2画素容量236では、第2TFD222の
オンにより、走査線311および第2データ線212の差に応じた電圧が充電されて、第
2TFD222のオフ後においても当該充電圧は保持される。
説明を再び図1に戻すと、制御回路400は、1水平走査期間の開始時を規定するラッ
チパルスLPや、極性指示信号POL、スタートパルスDY、クロック信号CLY等の各
種制御信号によって液晶パネル100の走査を制御するものである。なお、これらの制御
信号の内容は、その都度説明することにする。
走査線駆動回路350は、図4に示されるように、走査信号Y1、Y2、Y3、…、Y
320を、1行目、2行目、3行目、…、320行目の走査線311に供給するものであ
り、320行の走査線311を1水平走査期間(1H)毎に1行ずつ選択するとともに、
選択した走査線に対し、選択電圧±Vのいずれかを印加する一方、その他の走査線に対
しては、非選択(保持)電圧±Vを印加するものである。
詳細には、走査線駆動回路350は、垂直走査期間(1F)の最初に供給されるスター
トパルスDYを、1周期が1水平走査期間(1H)のクロック信号CLYの立ち上がりに
て順次取り込んでシフトして、そのシフト信号を走査線311の各選択に対応させる。そ
して、走査線駆動回路350は、ある1水平走査期間においてHレベルとなったシフト信
号に対応する走査線311に対し、次のように電圧を選択して印加する。
すなわち、走査線駆動回路350は、Hレベルとなったシフト信号に対応する走査線3
11に対し、選択された1水平走査期間において、極性指示信号POLがHレベルであれ
ば、正極性選択電圧+Vを印加し、当該期間経過後、非選択電圧+Vを印加する一方
、選択された1水平走査期間において、極性指示信号POLがLレベルであれば、負極性
選択電圧−Vを印加し、当該期間経過後、非選択電圧−Vを選択する。
ここで、極性指示信号POLは、Hレベルであれば正極性書込を指定し、Lレベルであ
れば負極性書込を指定する信号であり、図4に示されるように、1垂直走査期間(1F)
内では、1水平走査期間(1H)毎に極性反転するとともに、隣接する1垂直走査期間(
1F)同士において同一の水平走査期間に着目しても極性反転の関係にある。このように
極性反転する理由は、液晶105に直流成分が印加されることによる劣化を防止するため
である。
なお、スタートパルスDY、クロック信号CLY、極性指示信号POLは、上述した制
御回路400から供給される。また、シフト信号は図示省略している。本実施形態におけ
る電圧の基準はV(=0)であり、この電圧Vよりも高位側が正極性であり、低位側
が負極性である。
次に、データ線駆動回路250について説明する。データ線駆動回路250は、データ
信号供給回路252と各列に対応した反転回路254とを有する。このうち、データ信号
供給回路252は、選択された走査線311に位置する画素120の階調に応じたパルス
幅のデータ信号を、対応する第1データ線211にそれぞれ供給するものである。各列の
反転回路254は、第1データ信号を、電位Vを基準として反転して、第2データ信号
として、対応する列の第2データ線212に供給するものである。
ここで、j列目のドット110に対応するRGBの3本の第1データ線211に供給さ
れる第1データ信号を、それぞれXrj、Xgj、Xbjと表記し、第2データ線212
に供給する第2データ信号を、それぞれ/Xrj、/Xgj、/Xbjと表記する。なお
、記号の「/」は反転を表す。
データ信号供給回路252は、縦320行×横240列のドットマトリクス配列に対応
した記憶領域(図示省略)を有し、各記憶領域には、それぞれ対応するドットにおけるR
GBの階調値(明るさ)を色毎に例えば6ビットでそれぞれ指定する階調データDaが記
憶される。また、各記憶領域に記憶される階調データDaは、表示内容に変更が生じた場
合に、図示しない上位装置によって書き換えられる。
本実施形態では、階調データDaが6ビットであるので、RGBの各色の階調値が十進
値の「0」から「63」までの64段階でそれぞれ指定される。このため、本実施形態で
は、1つのドット110でみれば、約26万色(=64)の表示が可能となっている。
ここで、6ビットの階調データDaが「0」(二進値では“000000”)である場
合に最も明るい階調を指定し、6ビットの十進値が増加するにつれて徐々に暗くなるよう
に階調値を指定するとともに、6ビットの十進値が「63」(二進値では“111111
”)である場合に最も暗い階調を指定するものとする。
このような前提において、データ信号供給回路252は、走査線駆動回路350により
選択された走査線311に位置する1行分のドットついて、RGBの階調データDaを記
憶領域から一斉に読み出して、当該階調値に応じたパルス幅を有するデータ信号に変換し
、対応する第1データ線211に供給する。
第1および第2データ信号の波形と階調データDaとの関係について図5を参照して説
明する。図5は、第1データ信号Xrj及び第2データ信号/Xrjの電圧波形について
、i行j列のドットのうち、Rの階調データDaとの関係において示す図である。
この図に示されるように、データ信号供給回路252は、1水平走査期間において極性
指示信号POLがHレベルとなって正極性の選択電圧+Vが印加される場合、選択され
る走査線311の行であってj列目のドットにおけるRの階調データDaが「0」であれ
ば、第1データ信号Xjを、当該1水平走査期間の全域にわたって、当該選択電圧+V
とは同極性の電圧+Vとし、階調データDaの数値が増加するにつれて(暗くするにつ
れて)、電圧+Vの印加期間を短くし、階調データDaの「63」であれば、当該選択
電圧+Vとは同極性の電圧+Vの印加期間をゼロとし、当該1水平走査期間の全域に
わたって、選択電圧とは反対極性の電圧−Vとする。
なお、本実施形態において、データ信号供給回路252は、選択電圧と同極性の電圧+
の印加期間については当該1水平走査期間の開始端を基準として時間的に後方に延ば
しているが、終了端を基準として時間的に前方に延ばしても良い。
反対に、データ信号供給回路252は、1水平走査期間において極性指示信号POLが
Lレベルとなって負極性の選択電圧−Vが印加される場合、選択される走査線311の
行であってj列目のドットにおけるRの階調データDaが「0」であれば、第1データ信
号Xjを、当該1水平走査期間の全域にわたって、当該選択電圧−Vとは同極性の電圧
−Vとし、階調データDaの数値が増加するにつれて(暗くするにつれて)、電圧−V
の印加期間を短くし、階調データDaの「63」であれば、当該選択電圧−Vとは同
極性の電圧−Vの印加期間をゼロとし、当該1水平走査期間の全域にわたって、選択電
圧とは反対極性の電圧+Vとする。
また、第2データ信号/Xjは、電位Vを基準として第1データ信号Xjを反転させ
たものであるので、図5に示される通りとなる。ただし、図5では代表的な階調値だけを
表示している。
ここで、第1画素容量235はノーマリーホワイトモードであるので、走査線311に
選択電圧+Vまたは−Vが印加される期間において、第1データ信号の電圧+V
たは−Vのうち、印加される選択電圧と反対極性の電圧が、当該第1画素容量235を
暗くさせる成分となる。
一方、第2画素容量236はノーマリーブラックモードであるので、走査線311に選
択電圧+Vまたは−Vが印加される期間において、第2データ信号の電圧+Vまた
は−Vのうち、印加される選択電圧と同一極性のデータ信号電圧が、当該第2画素容量
236を暗くさせる成分となる。
したがって、走査線311に選択電圧+Vが印加される場合、第1および第2データ
信号における電圧−Vが、第1画素容量235および第2画素容量236を暗くさせる
成分となり、走査線311に選択電圧−Vが印加される場合、第1および第2データ信
号における電圧+Vが、第1画素容量235および第2画素容量236を暗くさせる成
分となるので、いずれの場合でも、第1画素容量235および第2画素容量236を暗く
させるデータ信号電圧は同一となる。
このため、本実施形態では、第1画素容量235はノーマリーホワイトモードであるの
に対し、第2画素容量236はノーマリーブラックモードではあるが、走査線311が選
択されたときに、暗くさせる成分のデータ信号電圧が同一期間にわたって印加されるので
、第1画素容量235および第2画素容量236ともに、ほぼ同じ階調となる。
図5において、第1データ信号Xrjおよび第2データ信号/Xrjのハッチングは、
第1画素容量235および第2画素容量236をそれぞれ暗くさせる電圧となる期間(パ
ルス幅)を示している。
なお、ここでは、Rの階調データに対応した第1データ信号Xrj、および、その反転
信号である第2データ信号/Xrjについて説明したが、Gに対応した第1データ信号X
gjおよび第2データ信号/Xgjや、Bに対応した第1データ信号Xbjおよび第2デ
ータ信号/Xbjについても同様である。さらには、j列のドットに限られず、1〜24
0列のすべてのドットについても同様である。
次に、このような構成にかかる電気光学装置における書き込みについて説明する。
図6は、i行目の走査線と、これに隣接する(i+1)行目の走査線に現れる電圧波形
について、j列目のドットにおけるRに対応する第1データ信号Xrjおよび第2データ
信号/Xrjの電圧波形との関連において示す図である。
i行目の走査線311が選択される1水平走査期間Tにおいて、当該選択走査線に印
加される選択電圧を+Vとし、その次の(i+1)行目の走査線311が選択される1
水平走査期間Tにおいて、当該(i+1)行目の走査線に印加される選択電圧を−V
とする。
ここで、i行j列および(i+1)行j列のドットのR成分を、それぞれ最高階調およ
び最低階調のほぼ中間値に相当する階調とする場合、第1データ信号Xrjおよび第2デ
ータ信号/Xrjは、図6に示されるような波形となる。
すなわち、第1データ信号Xrjは、i行目の走査線311が選択される水平走査期間
の途中で電圧+Vから−Vに切り替わり、この電圧−Vがi行j列のドットの
うち、R色を暗くさせる成分となる。また、水平走査期間Tにおいて、第2データ信号
/Xrjは、第1データ信号Xrjの反転波形となる。
次に、第1データ信号Xrjは、(i+1)行の走査線311が選択される水平走査期
間Tの途中で電圧−Vから+Vに切り替わって、この電圧+Vが(i+1)行j
列のドットのうち、R色を暗くさせる電圧成分となる。また、水平走査期間Tにおいて
、第2データ信号/Xrjは、第1データ信号Xrjの反転波形となる。
本実施形態では、i行目の走査線311は、j列目の第1データ線211と対向するの
で、当該第1データ線211とは容量結合する。このため、水平走査期間Tの途中で、
第1データ信号Xrjが電圧+Vから−Vに切り替わると、この電圧切り替わりに伴
うスパイクノイズがi行目の走査線311に現れる。
ただし、本実施形態においてi行目の走査線311は、j列目の第2データ線212と
対向するので、当該第2データ線212とも容量結合する。このため、i行目の走査線3
11には、j列目の第2データ線212に供給される第2データ信号/Xrjの電圧切り
替わりに伴うスパイクノイズも現れる。
第2データ信号/Xrjは、第1データ信号Xrjの反転波形であるので、第1データ
信号Xrjの電圧切り替わりに伴うスパイクノイズと、第2データ信号/Xrjの電圧切
り替わりに伴うスパイクノイズとは、互いに逆向きであって、ほぼ同一の振幅となる結果
、両スパイクノイズは、i行目の走査線311において互いに打ち消し合う。
ここではj列目のRについてのみ着目しているが、i行目の走査線311には、1〜2
40列目のドットにおけるRGBのそれぞれに対応した第1データ線211、第2データ
線212とそれぞれ容量結合しており、これらの各列のスパイクノイズも同様に打ち消し
合うことになる。
したがって、水平走査期間Tにおいてi行目の走査線311は、選択電圧+Vを維
持することになる。次の(i+1)行目の走査線311においても、同様なスパイクノイ
ズの打ち消し合いによって、水平走査期間Tにおいて負極性の選択電圧−Vを維持す
ることになる。このようにして、1〜320行の走査線311は、スパイクノイズの打ち
消し合いによって、選択電圧が水平走査期間にわたって正しく維持されることになる。
このため、本実施形態によれば、第1画素容量235および第2画素容量236に電圧
実効値を正しく保持させることできるので、各画素120を目標とする階調(階調データ
Daで指定された階調)で表示させることが可能となる。したがって、本実施形態によれ
ば、データ線の電圧変化によるスパイクノイズに起因した表示品位の低下を防止すること
ができる。
なお、走査線311が非選択となって非選択電圧±Vとなっている場合にも、スパイ
クノイズが同様に発生するが、走査線311が非選択電圧±Vであれば、第1TFD2
21、第2TFD222がオフしているので、第1画素容量235および第2画素容量2
36に保持される電圧実効値に、ほとんど影響を与えない。ただし、本実施形態では、走
査線311が非選択となった場合であっても、同様なスパイクノイズの打ち消し合いによ
って、非選択電圧+Vのまたは−Vを維持することになる。
また、本実施形態によれば、1つの画素120において透過型と反射型とが併存するの
で、暗所では透過型によって、明所では反射型によって、それぞれ良好な視認性を有する
画像を表示することが可能となる。
さらに、本実施形態によれば、第1画素容量235をノーマリーホワイトモードの透過
型とし、第2画素容量236をノーマリーブラックモードの反射型としているので、素子
基板201と偏光子241との間、および、対向基板301と偏光子341との間にそれ
ぞれ1/4波長板を介挿しなくても良い。
すなわち、透過型と反射型とを併存した構成において、透過型および反射型の画素容量
を、ノーマリーホワイトモードまたはノーマリーブラックモードのいずれか一方で統一す
るには、図16に示されるように、素子基板201と偏光子241との間に、当該偏光子
241を通過した直線偏光を円偏光に変換する1/4波長板243を介挿し、さらに、対
向基板301と偏光子341との間に、当該偏光子341を通過した直線偏光を円偏光に
変換する一方、第2画素電極232で反射して液晶105を通過した円偏光を直線偏光に
変化する1/4波長板343を介挿する必要があるが、本実施形態では、1/4波長板2
43、343が不要となり、その分、構成の簡易化を図ることができる。
なお、上述した実施形態では、第1画素容量235を透過型とし、第2画素容量236
を反射型としたが、これを入れ替えて、第1画素容量235を反射型とし、第2画素容量
236を透過型としても良い。同様に、第1画素容量235をノーマリーホワイトモード
とし、第2画素容量236をノーマリーブラックモードとしたが、これを入れ替えて、第
1画素容量235をノーマリーブラックモードとし、第2画素容量236をノーマリーホ
ワイトモードとしても良い。
また、実施形態では、第1画素容量235を第1TFD221によってスイッチングし
、第2画素容量236を第2TFD222によってスイッチングする、いわゆるアクティ
ブマトリクス方式としたが、スイッチング素子を用いない、いわゆるパッシブマトリクス
駆動としても良い。
すなわち、図7に示されるように、第1データ線(第1セグメント電極)211からの
突出領域を第1画素電極231とし、第2データ線(第2セグメント電極)212からの
突出領域を第2画素電極232とするとともに、これらの第1画素電極231と第2画素
電極232とが、1行のストライプ状の走査線(コモン電極)311と対向する構成とし
ても良い。
なお、図8は、図7の構成における電気的な等価回路を示す図であり、図3に示した構
成と同様に、セグメント電極の電圧変化によるスパイクノイズに起因した表示品位の低下
を防止することができる。
実施形態(図3参照)では、透過型の第1画素容量235と反射型の第2画素容量23
6とをY方向に沿って交互に配列させたが、図9(a)や、図9(b)、図9(c)に示
されるように、透過型、反射型をY方向に隣接させても良い。
詳細には、図9(a)に示されるように、透過型と反射型とを2つずつY方向に隣接さ
せた上で、RGBの透過型と反射型とをX方向に揃えて配列させても良いし、図9(b)
に示されるように、透過型と反射型とを2つずつY方向に隣接させた状態を確保しつつ、
X方向では、透過型と反射型とを交互に配列させても良いし、図9(c)に示されるよう
に、特定の色、例えばRBの色だけ透過型と反射型とを2つずつY方向に隣接させ、Gの
色については、Y方向に沿って交互に配列させても良い。
このように、透過型、反射型をY方向に隣接させと、特にパッシブマトリクス方式では
、図10に示されるように、第1画素容量235として機能する第1データ線(第1セグ
メント電極)211と走査線(コモン電極311)との交差領域、および、第2画素容量
236として機能する第2データ線(第2セグメント電極)212と走査線(コモン電極
311)との交差領域、をそれぞれ拡大することができるので、開口率が向上して、透過
型でも反射型でも、より明るい表示が可能となる。
ところで、実施形態において、スパイクノイズの打ち消し合いという観点からいえば、
第1画素容量235の容量値と第2画素容量236の容量値とはほぼ同一値であることが
好ましい。
上述したように、反射型の第2画素容量236におけるセルギャップは、透過型の第1
画素容量235の半分であるので、図12に示されるように、第2画素電極232の面積
を、第1画素電極の半分として、両画素容量の容量値を互いに等しくなるように設計すれ
ば良い。
このように設計すると、反射型よりも透過型の視認性を重視した表示とすることができ
る。
なお、厳密に両容量が等しくなる必要はなく、例えば、両容量に20%ほどの差があっ
ても、クロストークは著しく軽減される。
また、実施形態における第1TFD221、第2TFD222には、図14において破
線で示されるように、それぞれ容量221a、222a成分を有する。このため、第1画
素容量235に保持される電圧は、第1TFD221のオフ時であっても、実際には少な
からず第1データ線211の電圧変化の影響を受ける一方、第2画素容量236に保持さ
れる電圧は、第2TFD222のオフ時であっても、第2データ線212の電圧変化の影
響を受けて、それぞれ変動してしまう場合がある。
そこで、図14に示されるように、第1画素容量235にあっては、第1画素電極23
1と第2データ線212との間に容量225を、第2画素容量236にあっては、第2画
素電極232と第1データ線211との間に容量226を、それぞれ電気的に介挿して設
けた構成としても良い。ここで、容量225は容量221aと同一になるように、容量2
26は容量222aと同一になるように、それぞれ設計される。
容量225、226については、それぞれ第1TFD221、第2TFD222と同様
な構成とすれば良いが、スイッチング素子としてではなく、容量として機能させるので、
絶縁層の膜厚を、第1TFD221、第2TFD222と比較して厚くする必要がある。
ここで、絶縁層を厚くした分、図13に示されるように、絶縁層を介した島状部分と電極
との交差面積を広くすれば、TFDと同一容量することが容易となる。
このように、容量225、226を設けると、いわゆる縦クロストークによる表示品位
の低下についても抑えることが可能となる。
ここで、縦クロストークとは、1列に対して1本のデータ線のみを備え、ノーマリーホ
ワイトモードまたはノーマリーブラックモードのいずれか一方に統一された画素容量を有
する従来構成において、図17(a)に示されるように、ある一定色を背景として、例え
ば黒色および白色を1行毎に入れ替えた領域をウィンドウ表示しようとする場合に、図1
7(b)に示されるように、ウィンドウ領域の上下(列)方向にわたって、当該ウィンド
ウ領域を反映した尾引き現象をいう。
この現象が現れる原因は、ある特定のパターンを表示させようとする場合に、データ信
号Xjが電圧+Vまたは−Vのいずれかに偏ってしまうことに起因する。
詳細には、TFDは寄生容量を有することから、非選択期間にデータ線の電圧が変化す
ると、この寄生容量により画素容量に書き込まれた電圧(電荷)が変化する。詳細には、
上記従来構成において、ウィンドウ領域に属するデータ線に供給されるデータ信号は、背
景領域D、Fに属する走査線が選択されている期間であれば、選択電圧の極性と反対極性
となるので、1水平走査期間毎に交互に電圧+Vまたは−Vになるのに対し、ウィン
ドウ領域Eに属する走査線が選択されている期間であれば、電圧+Vまたは−Vのい
ずれかとなってしまう。このため、走査線とデータ線との電圧差は、図18において実線
で示される通りとなる。すなわち、ウィンドウ領域Eでは、奇数行については、データ線
の電圧変化が当該行の画素電圧の絶対値を大きくするように作用し、偶数行については、
データ線の電圧変化が当該行の画素電圧の絶対値を小さくするように作用する。
したがって、図18においてハッチングされた領域で示されるように、偶数行の画素容
量は、奇数行の画素容量と比較すると画素電圧の絶対値が小さい期間が持続するので、相
対的に電圧実効値が小さくなる結果、ノーマリーブラックモードであれば、偶数行の画素
は、奇数行の画素と比較して暗くなってしまうのである。
このような縦クロストークを解消するためには、一般には、1行の走査線311を選択
する毎に選択電圧の極性を反転させるとともに、1水平走査期間を前半および後半期間に
分け、選択した走査線に対して前半または後半期間のうち一方の期間のみに選択電圧を印
加する一方、データ信号については、選択電圧が印加される一方の期間において、選択電
圧とは反対極性の電圧が階調に応じた時間幅となるようなパルス信号とし、前半または後
半期間のうち他方の期間においては、当該パルス信号を反転させる、いわゆる1H反転・
0.5Hセレクト方式を採用すれば良い。この1H反転・0.5Hセレクト方式では、表
示内容にかかわらず、データ信号が電圧+Vとなる期間と、データ信号が電圧−V
なる期間とは互いに50%ずつとなるので、データ線の電圧変化の影響が同じとなり、上
記縦クロストークは解消される。
ただし、この1H反転・0.5Hセレクト方式では画素を中間階調とする場合に、1水
平走査期間におけるデータ信号の電圧切り替わり回数が3回となるので、容量によって消
費される電力が大きく、低消費電力化を阻害する。さらに、1H反転・0.5Hセレクト
方式では、選択電圧の印加期間が半分になるので、選択電圧を高くする必要があり、電源
回路の負担や低消費電力化という点においても不利である。
これに対し、容量225、226を設けると、第1画素電極231が、第1データ線2
11に対し容量221aを介してカップリングするとともに、第2データ線212に対し
容量225を介してカップリングし、同様に、第2画素電極232が、第2データ線21
2に対し容量222aを介してカップリングするとともに、第1データ線211に対し容
量226を介してカップリングする。
第1データ線211には第1データ信号が供給され、第2データ線212には当該第1
データ信号を反転させた第2データ信号が供給されるので、第1データ信号が第1画素電
極231に及ぼす影響は、第2データ信号が第1画素電極231に及ぼす影響によって相
殺され、同様に、第2データ信号が第2画素電極232に及ぼす影響は、第1データ信号
が第2画素電極232に及ぼす影響によって相殺される。
このため、第1画素容量235および第2画素容量236におけるリークの程度は、そ
れぞれ他の画素容量と比較して同程度となる。したがって、容量225、226を設ける
と、1H反転・1Hセレクトであるにもかかわらず、縦クロストークを解消することがで
きるのである。
また、1H反転・1Hセレクトでは、中間階調を表示する場合に、1水平走査期間にお
けるデータ信号の電圧切り替わり回数が1回で済み、1H反転・0.5Hセレクト方式と
比較して1/3であるので、その分、電力消費を小さく抑えることができる。
ところで、画素の階調を指定するデータを、当該階調に応じたパルス幅(実質的には電
圧)に変換する際のいわゆるγ特性は、透過型と反射型とでは異なる場合が多い。このた
め、ノーマリーホワイトの透過型とノーマリーブラックモード反射型とを相補的なデータ
信号で駆動しても、完全に同一の階調表示とはならない場合が多い。
そこで、実施形態においては、暗所において主として使用される場合には、透過型に合
わせたγ特性に設定して透過型重視とすれば良いし、反対に、明所において主として使用
される場合には、反射型に合わせたγ特性に設定して反射型重視とすれば良い。
さらには、透過型用のγ特性と、反射型用のγ特性と予め用意しておくとともに、周辺
の明るさに応じて手動又は自動で、いずれかのγ特性を適宜選択してデータ線駆動回路(
データ信号供給回路)に設定する構成としても良い。
また、階調表示数は説明したものに限らず、これによりも低階調表示としても良いし、
これよりも高階調表示としても良い。さらに、R(赤)、G(緑)、B(青)に、他の色
(例えばシアン)を加えて、4色以上で1ドットを構成して、カラー表示しても良いし、
単に、白、黒およびその中間階調に相当する灰色のモノクロ表示とする構成としても良い
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置10を表示装置として有する電子機器につ
いて説明する。図15は、実施形態に係る電気光学装置10を用いた携帯電話1200の
構成を示す斜視部である。
この図に示されるように、携帯電話1200は、複数の操作ボタン1202のほか、受
話口1204、送話口1206とともに、上述した液晶パネル100を備えるものである
。なお、電気光学装置10のうち、液晶パネル100以外の構成要素については電話器に
内蔵されるので、外観としては現れない。
なお、電気光学装置10が適用される電子機器としては、図15に示される携帯電話の
他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、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。そして、これらの各種電子機器の表示装置として、
上述した電気光学装置10が適用可能であることは言うまでもない。そして、いずれの電
子機器においても、表示品位の低下を抑えて高品位の表示が簡易な構成によって実現され
ることになる。
本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 同電気光学装置における画素の構成を示す平面図である。 同画素の等価回路を示す図である。 同電気光学装置における走査信号を示す図である。 同電気光学装置における第1、第2データ信号を示す図である。 同電気光学装置における電圧歪みの相殺を示す図である。 同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。 別構成に係る画素の等価回路を示す図である。 画素の内部の配列例を示す図である。 画素の構成を示す平面図である。 同電気光学装置における表示パネルの構成を示す要部断面図である。 同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。 同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。 別構成に係る画素の等価回路を示す図である。 同電気光学装置を用いた携帯電話の構成を示す図である。 同表示パネルにおける優位性を説明するための比較対象を示す図である。 横クロストークを示す図である。 横クロストークの原因を説明するための図である。
符号の説明
10…電気光学装置、110…ドット、120…画素、211…第1データ線、212
…第2データ線、221…第1TFD、222…第2TFD、231…第1画素電極、2
32…第2画素電極、235…第1画素容量、236…第2画素容量、250…データ線
駆動回路、311…走査線、350…走査線駆動回路、400…制御回路、1200…携
帯電話

Claims (9)

  1. 複数行の走査線と複数列の第1および第2データ線の対との交差に対応して設けられる
    とともに、第1画素および第2画素を有する画素であって、
    前記第1画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第1データ線に供給された第1
    データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第
    1画素が明るくなるように設定され、
    前記第2画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第2データ線に供給された第2
    データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第
    2画素が暗くなるように設定された、画素と、
    前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
    選択された走査線に位置する画素の階調に応じた電圧の第1データ信号を、当該画素に
    対応する前記第1データ線に供給する一方、所定の電位を基準として前記第1データ信号
    を反転させた第2データ信号を前記第2データ線に供給するデータ線駆動回路と
    を有することを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記第1画素が透過モード、前記第2画素が反射モードを有するか、または、
    前記第1画素が反射モード、前記第2画素が透過モードを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記第1画素は第1画素容量を備えるとともに前記第2画素は第2画素容量を備え、
    前記画素は、第1ダイオードおよび第2ダイオードを有し、
    前記第1ダイオードおよび前記第1画素容量は、前記走査線と前記第1データ線との間
    で電気的に直列に接続され、
    前記第2ダイオードおよび前記第2画素容量は、前記走査線と前記第2データ線との間
    で電気的に直列に接続され、
    前記第1および第2ダイオードは、前記走査線が選択されたときに導通状態となる
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  4. 前記第1画素は、前記走査線と前記第1データ線との交差領域であり、
    前記第2画素は、前記走査線と前記第2データ線との交差領域である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  5. 前記走査線駆動回路は、
    前記走査線を所定の順番で選択して選択電圧を印加し、
    前記データ線駆動回路は、選択された走査線に位置する画素の階調に応じたパルス幅の
    第1データ信号を供給する
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の電気光学装置。
  6. 透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より容量を構成する電極間距離が
    長い
    ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  7. 透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より電極交差領域の面積が大きい
    ことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
  8. 複数行の走査線と複数列の第1および第2データ線の対との交差に対応して設けられる
    とともに、第1画素および第2画素を有する画素であって、
    前記第1画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第1データ線に供給された第1
    データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第
    1画素が明るくなるように設定し、
    前記第2画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第2データ線に供給された第2
    データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第
    2画素が暗くなるように設定した
    画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、
    前記複数行の走査線を所定の順番で選択する一方、
    選択した走査線に位置する画素の階調に応じた電圧の第1データ信号を、当該画素に対
    応する前記第1データ線に供給する一方、所定の電位を基準として前記第1データ信号を
    反転させた第2データ信号を前記第2データ線に供給する
    ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
  9. 請求項1乃至7のいずれかに記載の電気光学装置を備える
    ことを特徴とする電子機器。
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