JP2007025064A - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 共通電極と走査線との結合容量によって消費される電力を抑える。
【解決手段】 画素１１６は、走査線３１１とデータ線２１１との交差に対応して設けられる。各画素１１６は、画素電極２３１および共通電極１１１のそれぞれに印加された電圧の差を保持する画素容量を含む。制御回路４００は、共通電極１１１に対し、相対的に高い電圧と相対的に低い電圧とを交互に１水平走査期間で切り替えて印加する。走査線駆動回路３５０は、３２０行の走査線を順番に選択するとともに、選択した走査線に対しては選択電圧を印加する一方、選択した走査線以外の走査線のうち、所定のものに対しては、共通電極１１１に低位電圧が印加されたときにハイ・インピーダンス状態とし、共通電極１１１に高位電圧が印加されたときに非選択電圧を印加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低消費電力化を図りつつ、開口率を高めた技術に関する。

一般に、表示装置において、開口率および視野角は表示品質に関する重要なパラメータである。液晶表示装置において、ＴＮ（Twisted Nematic）型などの液晶を用いると、十分な視野角が得られないので、近年では、非常に広い視野角が得られるＩＰＳ（In Plane Switching）モードが注目を浴びている。このＩＰＳモードの液晶表示装置は、一対の基板の一方に、画素電極のみならず共通電極も設けるとともに、画素電極および共通電極の間に画素に応じた電圧を印加することによって基板面の水平方向に電界を発生させる、というものである。このため、液晶としては、分子長軸方向が基板面と水平を保ったまま回転するホモジニアス配列が用いられる。

ところが、ＩＰＳモードは、視野角の点において優れているが、開口率の点においてＴＮ型よりも劣る。その理由は、ＩＰＳモードでは、液晶の配向方向が電界に応じて変化する領域、すなわち、画素の明るさが変化する領域が、画素電極の端部と共通電極の端部との間であって、電極が形成された領域は、開口率という観点からみれば、デッドスペースとなるためである。
そこで、一方の基板において、ゲート電極（走査線）と対向電極（共通電極）とを同一材料から近接してパターニングする技術が提案された（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１２８６８３号公報

しかしながら、この技術によれば、走査線と対向電極とが近接するので、両者間の容量が大きく、このため、走査線の電圧が変化する毎に、当該容量によって無駄な電力が消費されてしまう、という問題があった。
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、低消費電力化を図りつつ、開口率を高めることが可能な電気光学装置、その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にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられた画素であって、一対の基板のうち、一方の基板に、画素毎に個別の画素電極と、前記画素電極に対向する共通電極と、前記データ線と前記画素電極との間にて、前記走査線に選択電圧が印加されたときに導通状態となる一方、前記走査線に非選択電圧が印加されたときに非導通状態となるスイッチング素子と、を含み、前記共通電極に対し、相対的に高い高位電圧と、相対的に低い低位電圧とを交互に予め定められた周期で切り替えて印加し、前記複数の走査線を所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対しては少なくとも前記選択電圧を印加する一方、選択した走査線以外の走査線に対しては、前記共通電極に前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか一方が印加されたときにハイ・インピーダンス状態とし、前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか他方が印加されたときに前記非選択電圧を印加する走査線駆動回路と、前記対応する走査線が選択されたときに、前記データ線に画素の階調に応じたデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、を備えることを特徴とする。本発明によれば、共通電極の電圧変化に対し、走査線がハイ・インピーダンス状態となるので、走査線と共通電極との容量結合の度合いが大きくても、当該容量によって電力が無駄に消費されることはない。このため、走査線と共通電極とを近接させて、または、走査線の一部若しくは全部を、絶縁層を介して共通電極に重ねて、開口率を向上させることが容易となる。
いずれにしても本発明は、前記共通電極と前記複数の走査線とは互いに容量結合していても、その容量によって共通電極の電圧が変化したときに電力が無駄に消費されることが防止される。

本発明において、前記走査線駆動回路は、選択した走査線に選択電圧を印加した後に、前記非選択電圧を印加する構成としても良い。詳細には、前記走査線駆動回路は、前記複数の走査線を、水平走査期間毎に所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対して、当該水平走査期間の全域にわたって前記選択電圧を印加し、当該走査線の選択が完了した直後の水平走査期間においては、当該走査線に対して、前記共通電極に前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか一方が印加されたときであっても前記非選択電圧を印加する構成としても良いし、前記複数の走査線を、水平走査期間毎に所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対して、当該水平走査期間の途中で前記選択電圧から前記非選択電圧に切り替える構成としても良い。
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としても、さらには、当該電気光学装置を有する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、表示領域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、表示領域１００では、３２０行の走査線３１１が行（Ｘ）方向に延在する一方、２４０列のデータ線２１１が列（Ｙ）方向に延在して、それぞれ設けられている。
画素１１６は、３２０行の走査線３１１と２４０列のデータ線２１１との交差に対応して、それぞれ配列している。したがって、本実施形態では、画素１１６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、本発明をこれに限定する趣旨ではない。

ここで、画素１１６の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、画素１１６の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、画素１１６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画素分の構成が示されている。
なお、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１６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、画素１１６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。

図２（ｂ）に示されるように、各画素１１６は、画素容量１１８と、スイッチング素子として機能するとともに、ｎチャネルであってアモルファス型の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）２４１とを有する。
ここで、各画素１１６については互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列に位置するもので代表させて説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１６において、ＴＦＴ２４１のゲートはｉ行目の走査線３１１に接続される一方、そのソースはｊ列目のデータ線２１１に接続され、そのドレインは画素容量１１８の一端たる画素電極２３１に接続されている。
また、画素容量１１８の他端は共通電極１１１に接続されている。この共通電極１１１は、図１に示されるように全ての画素１１６にわたって共通であって、後述する信号Ｖcomが印加される。

表示領域１００は、素子基板と対向基板との一対の基板が一定の間隙を保って貼り合わせた構成となっており、この間隙に液晶が挟持されている。また、素子基板には、走査線３１１や、データ線２１１、画素電極２３１およびＴＦＴ２４１が形成されて、この電極形成面が対向基板と対向するように貼り合わせられる。この構成のうち、素子基板の電極形成面を平面的に示したものが図２（ａ）である。
この図からも判るように、表示領域１００は、液晶にかかる電界方向を基板面方向とした、いわゆるＩＰＳモードとしたものである。
詳細には、素子基板に、ゲート電極層のパターニングにより走査線３１１および共通電極１１１を形成し、その上に半導体層と絶縁層（図示省略）とを堆積してＴＦＴ２４１を形成し、さらに、絶縁層を介した第１金属層のパターニングによりデータ線２１１および接続電極２３１ａを形成し、この後、第２金属層のパターニングにより画素電極２３１および対向電極１１２を形成した構成となっている。

ここで、接続電極２３１ａは、画素電極２３１をＴＦＴ２４１のドレインに接続するためのものであり、画素電極２３１とは図において「●」印で示されるコンタクトホールによって導通が図られている。一方、対向電極１１２は、同様に共通電極１１１とは図において「●」印で示されるコンタクトホールによって導通が図られている。また、画素電極２３１および対向電極１１２は、いずれも櫛歯状に形成されるとともに、互いに一定の距離を保って対向するように配置する。
したがって、本実施形態において、画素容量１１８は、画素電極２３１と対向電極１１２（共通電極１１１）とが液晶を介して互いに対向することによって生じる容量で表されることになり、電気的には、画素電極２３１と共通電極１１１とが対向している、といっても差し支えない。

画素容量１１８では、電界が、保持電圧に応じた強さで図２（ａ）において紙面横（Ｘ）方向に発生して、液晶の配向状態が変化する。このため、偏光子（図示省略）を通過する光量は、当該電圧実効値に応じた値となる。
本実施形態において、画素容量１１８に印加される電圧実効値は、画素電極２３１および対向電極１１２（共通電極１１１）の差電圧で定まるので、ｉ行ｊ列の画素を目的の階調とするには、ｉ行目の走査線３１１に選択電圧を印加して、ＴＦＴ２４１を導通（オン）状態とさせるとともに、ｊ列目のデータ線２１１の電圧を、ｉ行ｊ列の画素の階調に応じた値に設定すれば良いことになる。

なお、本実施形態では説明の便宜上、当該電圧実効値がゼロに近ければ、光の透過率が最大となって白色表示になる一方、電圧実効値が大きくなるにつれて透過する光量が減少して、ついには透過率が最小の黒色表示になるノーマリーホワイトモードとする。
また、共通電極１１１と走査線３１１とは互いにＸ方向に延在して近接するので、図２（ｂ）の破線で示されるように、両者は、容量を介して互いに結合する。

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表示領域１００の走査を制御するとともに、共通電極１１１に信号Ｖcomを供給するものである。したがって、制御回路４００は、共通電極駆動回路としても機能する。

制御回路４００が出力する制御信号のうち、極性指示信号ＰＯＬは、Ｈレベルであれば、画素容量１１８に対し、画素電極２３１を高位側とする正極性書込を指定し、Ｌレベルであれば画素電極２３１を低位側とする負極性書込を指定する信号であり、本実施形態では、図３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。したがって、本実施形態では、走査線毎に書込極性が反転する走査線反転（行反転）となるが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
なお、このように極性反転する理由は、液晶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。
また、信号Ｖcomは、極性指示信号ＰＯＬとは反対特性であって、図３において破線で示されるように、電圧ＣomHまたは電圧ＣomLのいずれかをとる。ここで、電圧ＣomHおよび電圧ＣomLは、電源の高位電位Ｖddと低位側電位Ｖssとの中間電位Ｖcを中心にして互いに対称な関係にある。なお、低位側電位Ｖssが、本実施形態において電圧の基準である接地電位Ｇndである。

走査線駆動回路３５０は、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ３２０を各出力端から出力する走査信号供給回路３５２と、各走査線３１１に一対一に対応するとともに、走査信号供給回路３５２の出力端と走査線３１１の一端との間に介挿されたスイッチ３５４とを有する。
このうち、走査信号供給回路３５２は、図３に示されるように、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するとともに、そのシフト信号を、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ３２０として出力するものである。
換言すれば、走査信号供給回路３５２は、１、２、３、…、３２０行目の走査線３１１を、それぞれ１水平走査期間（１Ｈ）毎に順番に選択するとともに、選択した走査線３１１に対応する走査信号を、当該水平走査期間（１Ｈ）にわたってＨレベルに相当する選択電圧Ｖddとし、それ以外の走査線３１１に対応する走査信号を、Ｌレベルに相当する非選択電圧（保持電圧）Ｖssとする構成となっている。

また、走査信号供給回路３５２は、１、２、３、…、３２０行目のスイッチ３５４のオンオフを指定する制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈ３２０を出力する機能も併せ持つ。ここで、各行のスイッチ３５４は、制御信号がＨレベルであるときにオンする一方、Ｌレベルであるときにオフするものである。また、走査信号供給回路３５２は、原則として、制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈ３２０の論理レベルを、極性指示信号ＰＯＬによって正極性書込が指定された場合（すなわち、共通電極１１１に信号Ｖcomとして電圧ＣomLが印加される場合）にはＬレベルとする。
ただし、走査信号供給回路３５２は、例外として、ある行に対応する走査信号を１水平走査期間（１Ｈ）にわたってＨレベルとしたときは、当該水平走査期間（１Ｈ）から、次の１水平走査期間（１Ｈ）までの連続する２水平走査期間にわたって、当該行に対応する制御信号をＨレベルとする。例えば、走査信号Ｇ３を１水平走査期間（１Ｈ）にわたってＨレベルとしたとき、極性指示信号ＰＯＬによって正極性書込が指定されていても、当該水平走査期間（１Ｈ）から次の１水平走査期間（１Ｈ）までの連続する２水平走査期間にわたって、制御信号Ｈ３をＨレベルとする。

このような制御信号については、ｉ行目で一般的に説明すると、例えば次のような構成によって生成することができる。すなわち、ｉ行目の制御信号Ｈｉについては、走査信号Ｇｉと、当該走査信号Ｇｉを１水平走査期間（１Ｈ）だけ遅延させた信号と、極性指示信号ＰＯＬを論理反転した信号との論理和信号を求めることによって生成することができる。
したがって、ｉ行目のスイッチ３５４は、対応するｉ行目の走査信号ＹｉがＨレベルとなる１水平走査期間、その次の１水平走査期間、または、共通電極１１１に信号Ｖcomとして電圧ＣomHが印加される１水平走査期間においてオンして、走査信号Ｙｉをそのままｉ行目の走査線３１１に供給する一方、それ以外の期間ではオフして、ｉ行目の走査線３１１をハイ・インピーダンス状態とさせる。
走査線３１１がハイ・インピーダンス状態になると、当該走査線３１１の電圧（電位）は、走査信号とは無関係になる。そこで便宜的に、１、２、３、…、３２０行目の走査線３１１の電圧を、それぞれ順番にＹ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０と表記する。

次に、データ線駆動回路２５０は、縦３２０行×横２４０列のマトリクス配列に対応した記憶領域（図示省略）を有し、各記憶領域では、それぞれ対応する画素１１６の階調値（明るさ）を指定する階調データＤaが記憶される。なお、階調データＤaは、図示しない上位装置から供給され、表示内容に変更が生じた場合には、対応する記憶領域に記憶された階調データＤaが書き換えられる構成となっている。
さらに、データ線駆動回路２５０は、走査信号供給回路３５２によってｉ行目の走査線３１１が選択されるとき、事前に当該ｉ行目の走査線３１１に位置する１〜２４０列の画素１行分の階調データＤaを記憶領域から読み出すとともに、それぞれ極性指示信号ＰＯＬで正極性書込が指定された場合には、電圧ＣomLを基準に、階調データＤaで指定された電圧だけ高位側のアナログ信号に変換する一方、負極性書込が指定された場合には、電圧ＣomHを基準に、階調データＤaで指定された電圧だけ低位側のアナログ信号に変換して、それぞれ走査信号ＹｉがＨレベルとなるのに合わせて、対応するデータ線２１１にデータ信号として一斉に供給するものである。
なお、１、２、３、…、２４０列目のデータ線２１１に供給されるデータ信号を、それぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０と表記し、特に列を特定しないで一般的に説明する場合にはＸｊと表記する。

データ線駆動回路２５０によって出力されるデータ信号について、ｊ列目により代表させて説明すると、当該ｊ列目のデータ線２１１に供給されるデータ信号Ｘｊは、図３に示される通りとなる。すなわち、データ線駆動回路２５０は、１行目の走査線３１１が選択されるとともに、極性指示信号ＰＯＬがＨレベルとなって正極性書込が指示される１水平走査期間では、データ信号Ｘｊを、電圧ＣomLに対して１行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ高位側として出力する。
次の２行目の走査線３１１が選択される水平走査期間においては、負正極性書込の指示となるので、データ線駆動回路２５０は、２行目の走査線３１１が選択される水平走査期間ではデータ信号Ｘｊを、電圧ＣomHに対して２行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ低位側として出力する。以下、この動作が、最終の３２０行目の走査線３１１が選択される水平走査期間まで繰り返されて、データ信号Ｘｊは、奇数（１、３、５、…、３１９）行目では正極性となり、偶数（２、４、６、…、３２０）行目では負極性となる。
次の１垂直走査期間（１Ｆ）において、データ信号Ｘｊは、極性指示信号ＰＯＬの反転により、奇数行目では負極性となり、偶数行目では正極性となる。

このため、隣接する垂直走査期間同士において、表示内容に変更がなければ（各記憶領域に記憶される階調データが更新されなければ）、データ信号Ｘｊは、図３に示されるように、中間電位Ｖcを中心にして対称となる。
このように、データ線駆動回路２５０は、中間電位Ｖcを基準ではなく、共通電極１１１の電圧ＣomLまたはＣomHを基準にして、階調データＤaをアナログ電圧に変換してデータ信号を供給するので、その電圧幅が狭まる。このため、データ線駆動回路２５０に要求される耐圧が抑えられるので、その構成を簡略化できるほか、電圧範囲が狭まるので、電源回路（図示省略）の構成を簡略化することも可能となる。
なお、図３においては、Ｙ側の走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０等と、Ｘ側のデータ信号Ｘｊとの縦方向の電圧スケールを、便宜的に異ならせてある（後述する図５においても同様）。

一方、走査線駆動回路３５０による走査線３１１の電圧状態について図４を参照して説明する。
１垂直走査期間（１Ｆ）の最初の水平走査期間（１Ｈ）において、走査信号供給回路３５２によって走査信号Ｇ１がＨレベルになるとき、１行目のスイッチ３５４がオンするので、１行目の走査線３１１の電圧Ｙ１は、Ｈレベルに相当する電圧Ｖddとなる。このため、１行目の画素１１６におけるＴＦＴ２４１がオンするので、ｊ列目にあっては、データ線２１１に供給されたデータ信号Ｘｊの電圧が、画素電極２３１に印加される。このとき、極性指示信号ＰＯＬによって正極性書込が指定されていれば、共通電極１１１（対向電極１１２）に供給される信号Ｖcomは電圧ＣomLとなっているので、１行ｊ列の画素容量１１８には、画素電極２３１を高位側として、１行ｊ列の画素の階調データＤaを変換したアナログの電圧が印加されることになる。
ここでは、ｊ列目の画素で代表して説明したが、１行目に位置する１〜２４０列のすべてについて、それぞれ、対応する画素の階調データＤaを変換したアナログの電圧が印加されることになる。

次の水平走査期間（１Ｈ）において、走査信号Ｇ２がＨレベルとなるとき、走査信号Ｙ１がＬレベルとなる一方、１行目のスイッチ３５４はオン状態を維持しているので、１行目の走査線３１１の電圧Ｙ１は、Ｌレベルに相当する電圧Ｖssとなる。このため、１行目の画素１１６におけるＴＦＴ２４１が確実にオフする。なお、走査信号Ｙ１がＨレベルであったときに信号Ｖcomが電圧ＣomLであれば、走査信号Ｙ２がＨレベルになったときに信号Ｖcomは電圧ＣomHに変化する。ただし、ＴＦＴ２４１がオフであるので、画素電極２３１の電位も、信号Ｖcomの上昇分だけ変化する。このため、走査信号Ｙ１がＨレベルとなったときに１行目の画素容量１１８に保持された電圧が変化することはない。

続く水平走査期間（１Ｈ）において、走査信号Ｇ３がＨレベルとなるとき、走査信号Ｙ１はＬレベルを持続するが、１行目のスイッチ３５４はオフ状態になるので、１行目の走査線３１１は、ハイ・インピーダンス状態となる。このとき、１行目の走査線３１１と容量結合する共通電極１１１（対向電極１１２）が、電圧ＣomHから電圧ＣomLに変化するので、１行目の走査線３１１の電圧Ｙ１は、Ｌレベルに相当する電圧Ｖssから共通電極１１１の電圧変化分だけ下降する。
共通電極１１１が電圧ＣomHから電圧ＣomLに下降するのに伴って、１行目の走査線３１１の電圧Ｙ１もＬレベルに相当する電圧Ｖssから電圧ＣomLだけ下降するので、１行目の走査線３１１と共通電極１１１との間の結合容量によって、電力が消費されることはない。

なお、走査信号Ｇ４がＨレベルとなる水平走査期間では、共通電極１１１は電圧ＣomLから電圧ＣomHに変化する。一方、走査信号Ｙ１はＬレベルを持続し、１行目のスイッチ３５４がオン状態になるので、１行目の走査線３１１の電圧Ｙ１は、共通電極１１１の電圧変化分だけ上昇して、Ｌレベルに相当する電圧Ｖssに復帰する。このため、１行目の走査線３１１と共通電極１１１との間の結合容量によって、電力が消費されることはない。

以降同様な動作を、再び走査信号Ｇ１がＨレベルとなるまで、繰り返す。
また、２行目以降についても、走査信号Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、…、Ｇ３２０がＨレベルとなるタイミングが、すなわち、電圧Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０がＶddとなるタイミングが、順次１水平走査期間ずつ遅延する点以外同様である。
したがって、１行目のみならず、２、３、４、…、３２０行目の走査線３１１のそれぞれについても、共通電極１１１の電圧変化に伴って、共通電極１１１との結合容量によって電力が消費されることはない。
なお、図４においては、便宜的に図３の縦軸である電圧スケールと、横軸である時間スケールとを、それぞれ拡大してある。

このように本実施形態によれば、共通電極１１１が１水平走査期間毎に電圧変化しても、当該共通電極１１１と各行の走査線３１１との間の結合容量によって電力が無駄に消費されることを防止することができる。
したがって、図２（ａ）に示されるように、共通電極１１１と各行の走査線３１１とを近接させて平行に形成することが可能となるので、画素１１６において画素電極２３１と対向電極１１２とが対向する領域を広く確保することができ、その分、開口率を高めて明るい表示が可能となる。

この点について詳述すると、非選択の走査線をＬレベルに相当する電圧Ｖssで一定化させる構成（以下、比較構成という）において、共通電極１１１が電圧変化すると、走査線３１１との結合容量によって電力消費が発生してしまうので、例えば図１１に示されるように、共通電極１１１と走査線３１１との結合容量を小さくするために、両者をある程度、離間させる必要がある。
このため、比較構成では、画素電極２３１と対向電極１１２とが対向する領域が狭くなるので、開口率が低下してしまう。
これに対し、本実施形態では、共通電極１１１と走査線３１１との結合容量が問題とならないので、図２（ａ）に示されるように、共通電極１１１と各行の走査線３１１とを近接させても構わないし、極端には、両者の一部または全部が、絶縁層を介して互いに（平面的に見て）重なるように形成することも可能である。
このため、本実施形態では、画素１１６において画素電極２３１と対向電極１１２とが対向する領域を広く確保することができるので、その分、開口率を高めることができる。開口率を高めることができれば、バックライト等の照明光を弱めても良いので、装置全体で消費される電力をさらに抑えることが可能となる。

ところで、上述した実施形態では、ｉ行目のスイッチ３５４については、次の走査信号Ｙ（ｉ＋１）がＨレベルとなる１水平走査期間においてもオンさせる構成とした。
この理由は、走査信号ＹｉがＨレベルとなった後において、次の走査信号Ｙ（ｉ＋１）がＨレベルとなったときに、ｉ行目の走査線３１１をハイ・インピーダンス状態としてしまうと、走査線３１１が直前のＨレベルに相当する電圧Ｖddを維持してしまうことになり、次の（ｉ＋１）行目の走査線３１１とともに同時選択してしまう現象が発生するためである。このため、上述した実施形態では、ｉ行目のスイッチ３５４については、走査信号Ｙ（ｉ＋１）がＨレベルとなる１水平走査期間においてもオンさせ、これにより、ｉ行目の走査線３１１をＬレベルに相当する電圧Ｖssとして、ｉ行目の画素１１６におけるＴＦＴ２４１を全て確実にオフさせる構成としたのである。
ただし、この構成では、共通電極１１１の電圧変化に対して、走査線の電圧状態が一定となる場合がある。例えば、図４において、奇数行に正極性書込が指定され、偶数行に負極性書込が指定される場合、各偶数行の走査線は、選択状態から非選択状態に変化した直後で連続する２水平走査期間にわたって、Ｌレベルに相当する電圧Ｖssで一定となる。当該期間では、一定電圧の走査線３１１に対して共通電極１１１の電圧が変化してしまうので、当該行であって当該期間に限り、共通電極１１１との結合容量によって電力が消費されることになる。

そこで、走査線３１１を１水平走査期間ずつ順番に選択したときに、選択した走査線に対し、１水平走査期間（１Ｈ）の全域にわたって選択電圧Ｖddを印加するのではなく、図５に示されるように、当該１水平走査期間（１Ｈ）の途中で、選択電圧Ｖddから非選択電圧Ｖssに切り替える構成としても良い。この構成では、当該１水平走査期間（１Ｈ）内において、選択行の画素１１６におけるＴＦＴ２４１が全て確実にオフするので、図６に示されるように、ｉ行目の走査線３１１については、選択電圧Ｖddから非選択電圧Ｖssに切り替わった１水平走査期間（１Ｈ）が終了した後、直ちにハイ・インピーダンス状態とすることができる。このため、図５（図６）に示される構成によれば、さらなる低消費電力化を図ることが可能となる。
なお、図５（図６）に示される構成において、ｉ行目の制御信号Ｈｉについては、スタートパルスＤＹを１水平走査期間（１Ｈ）ずつ遅延させたシフト信号のうち、ｉ行目に対応する信号と、極性指示信号ＰＯＬの否定信号との論理和信号を適用すれば良い。

また、上述した実施形態において、原則的に走査線をハイ・インピーダンス状態とさせる条件を、共通電極１１１に、相対的に低位の電圧ＣomLが信号Ｖcomとして印加される場合とした。
この理由は、画素１１６におけるＴＦＴ２４１をｎチャネルであってアモルファス型としたためであり、一般に、アモルファス型では、オフ状態とさせる方向にゲート電圧（走査線電圧）を変化させた方が、オフリークが少なくなるので、ハイ・インピーダンス状態になったときにリーク量の低減が期待できるためである。
このため、例えばアモルファス型のＴＦＴ２４１を、ｐチャネルとする構成では、オフ状態とさせる方向がゲート電圧の上昇方向となるので、図７に示されるように、共通電極１１１に、相対的に高位の電圧ＣomHが信号Ｖcomとして印加される場合に、原則的に走査線をハイ・インピーダンス状態とさせれば良い。

また、低温ポリシリコンプロセスによって形成されたＴＦＴでは、ｎチャネルであっても、オフ状態とさせる方向（低下方向）にゲート電圧を振りすぎると、却ってオフリークが大きくなる特性を有する場合がある。したがって、このような特性を有するＴＦＴを用いる場合にも、同様に図７に示されるように、共通電極１１１に、相対的に高位の電圧ＣomHが信号Ｖcomとして印加されるときに、原則的に走査線をハイ・インピーダンス状態とさせれば良い。
なお、共通電極１１１に、相対的に高位の電圧ＣomHが信号Ｖcomとして印加されるときに、原則的に走査線をハイ・インピーダンス状態とさせる構成においても、図８に示されるように、１水平走査期間の途中で選択電圧Ｖddから非選択電圧Ｖssに切り替えるとともに、電圧が切り替わった１水平走査期間（１Ｈ）が終了した後、直ちに走査線をハイ・インピーダンス状態として、さらなる低消費電力化を図っても良い。

また、低温ポリシリコンプロセスによって形成されたｐチャネルのＴＦＴでは、オフ状態とさせる方向（上昇方向）にゲート電圧を振りすぎると、却ってオフリークが大きくなる特性を有する場合があるので、このような特性を有するＴＦＴを用いる場合には、図４または図６に示されるように、共通電極１１１に、相対的に低位の電圧ＣomLが信号Ｖcomとして印加されるときに、原則的に走査線をハイ・インピーダンス状態とさせれば良い。

実施形態では、画素電極２３１と対向電極１１２とをいずれも櫛歯状としたが、図９に示されるように、対向電極１１２を廃するとともに、共通電極１１１それ自体を矩形状とし、絶縁層を介して、画素電極２３１を形成した構成、すなわちＩＰＳモードの変形であるＦＦＳ（fringe field switching）モードを採用した構成としても良い。

また、上述した実施形態では、同一画素についての書込極性の変更周期を１垂直走査期間（１フレーム）としたが、その理由は、画素容量１１８に対して直流成分の印加を防止するためなので、その反転については２以上のフレーム周期としても良い。
さらに、実施形態では、電圧無印加状態において白色を表示するノーマリーホワイトモードとしたが、電圧無印加状態において黒色を表示するノーマリーブラックモードとしても良い。
また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３画素で１ドットを構成して、カラー表示を行うとしても良い。
表示領域１００は透過型に限られず、反射型や、両者の中間的な半透過半反射型であっても良い。

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１０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、上述した電気光学装置１０を備えるものである。なお、電気光学装置１０のうち、表示領域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。

電気光学装置１０が適用される電子機器としては、図１０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、無駄な電力消費を抑えるとともに、開口率を高めた明るい表示が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図である。 同電気光学装置における走査信号およびデータ信号を示す図である。 同電気光学装置における走査線の電圧変化を示す図である。 本発明の応用例に係る電気光学装置の走査信号およびデータ信号を示す図である。 同応用例における走査線の電圧変化を示す図である。 同変形例その１における走査線の電圧変化を示す図である。 同変形例その２における走査線の電圧変化を示す図である。 同変形例その３における画素の構成を示す図である。 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。 比較構成の画素の構成を示す図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、１１１…共通電極、１１６…画素、２１１…データ線、２３１…画素電極、２４１…ＴＦＴ、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 (7)

1. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられた画素であって、
   一対の基板のうち、一方の基板に、
   画素毎に個別の画素電極と、
   前記画素電極に対向する共通電極と、
   前記データ線と前記画素電極との間にて、前記走査線に選択電圧が印加されたときに導通状態となる一方、前記走査線に非選択電圧が印加されたときに非導通状態となるスイッチング素子と、
   を含み、
   前記共通電極に対し、相対的に高い高位電圧と、相対的に低い低位電圧とを交互に予め定められた周期で切り替えて印加し、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対しては少なくとも前記選択電圧を印加する一方、選択した走査線以外の走査線に対しては、前記共通電極に前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか一方が印加されたときにハイ・インピーダンス状態とし、前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか他方が印加されたときに前記非選択電圧を印加する走査線駆動回路と、
   前記対応する走査線が選択されたときに、前記データ線に画素の階調に応じたデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記共通電極と前記複数の走査線とは互いに容量結合している
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記走査線駆動回路は、選択した走査線に選択電圧を印加した後に、前記非選択電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記走査線駆動回路は、
   前記複数の走査線を、水平走査期間毎に所定の順番で選択するとともに、
   選択した走査線に対して、当該水平走査期間の全域にわたって前記選択電圧を印加し、
   当該走査線の選択が完了した直後の水平走査期間においては、当該走査線に対して、前記共通電極に前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか一方が印加されたときであっても前記非選択電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記走査線駆動回路は、
   前記複数の走査線を、水平走査期間毎に所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対して、当該水平走査期間の途中で前記選択電圧から前記非選択電圧に切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられた画素であって、
   一対の基板のうち、一方の基板に、
   画素毎に個別の画素電極と、
   前記画素電極に対向する共通電極と、
   前記データ線と前記画素電極との間にて、前記走査線に選択電圧が印加されたときに導通状態となる一方、前記走査線に非選択電圧が印加されたときに非導通状態となるスイッチング素子と、
   を有する電気光学装置の駆動方法であって、
   前記共通電極に対し、相対的に高い高位電圧と、相対的に低い低位電圧とを交互に予め定められた周期で切り替えて印加し、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択するとともに、選択した走査線に対しては少なくとも前記選択電圧を印加する一方、選択した走査線以外の走査線に対しては、前記共通電極に前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか一方が印加されたときにハイ・インピーダンス状態とし、前記高位電圧または前記低位電圧のいずれか他方が印加されたときに前記非選択電圧を印加し、
   前記対応する走査線が選択されたときに、前記データ線に画素の階調に応じたデータ信号を供給する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
7. 請求項１乃至５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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