JP2007057970A - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 横クロストークによる表示品位の低下を抑える。
【解決手段】 走査線３１２とデータ線２１２との交差に対応して画素１２０が設けられる。各画素１２０は、共通電極３０８と、当該共通電極と対向する画素電極１２４と、データ線２１２と画素電極１２４との間にて、走査線３１２がＨレベルとなったときに導通状態となるＴＦＴ１２２とを含む。走査線駆動回路３５０は、走査線３１２を１行目から順番に選択し、Ｈレベルの選択電圧を印加する。データ線駆動回路２５０は、画素の階調値に応じた電圧を、走査線３１２がＨレベルとなる期間の開始時から当該階調値に応じた期間経過した時点にて、データ線２１２に印加する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、いわゆる横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は、次のような階調表示技術によって各画素の階調表示を行う。すなわち、走査線に選択電圧が印加される期間に、階調に応じた電圧信号を、データ線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。ただし、このような階調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、走査線に選択電圧が印加される期間において、電圧が一定であるべき共通電極の電位が、データ線の電圧変化に伴って変動し、画素の階調を決定付ける液晶容量（画素容量）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べきデータ線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、データ線への電圧（パルス幅）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、３ビットの階調データで８階調を表示可能とする場合には、８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、２５６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。
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、より簡易な構成によって、横クロストークによる表示品位が視認されにくい電気光学装置、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本発明にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して複数設けられ、共通電極と、前記共通電極と対向する画素電極と、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スイッチング素子と、を含む画素と、前記複数の走査線を所定の順番で選択して前記選択電圧を印加する走査線駆動回路と、前記画素の階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から階調値に応じた期間経過した時点にて、前記データ線に印加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、画素に書き込むべき目標電圧と画素に実際に書き込まれる電圧との誤差が、各階調値同士で揃えられる。

ここで、本発明において、前記階調値に応じた電圧が前記共通電極の電圧に近いほど、当該階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から遅く印加する構成が好ましい。
また、本発明において、前記階調値に応じた電圧を前記データ線に印加する前に、前記複数のデータ線にそれぞれ所定の電圧を印加する構成も好ましい。この構成において、前記所定の電圧は、前記共通電極に印加される電圧と同一である構成が望ましい。
さらに、本発明における前記データ線駆動回路は、前記画素の階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から、階調値毎に対応する期間経過した時点にて、前記データ線に印加する構成としても良いし、前記画素の階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から、隣接する複数の階調値でまとめた期間経過した時点にて、前記データ線に印加す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およびタイミング制御回路４００等を含む。このうち、表示領域１００では、３２０行の走査線３１２が行（Ｘ）方向に延在する一方、２４０列のデータ線２１２が列（Ｙ）方向に延在するように、それぞれ設けられている。そして、画素１２０が３２０行の走査線３１２と２４０列のデータ線２１２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１２０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。

ここで、説明の便宜上、画素１２０の構成について説明する。図２（ａ）は、画素１２０の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）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画素分の構成が示されている。
なお、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１２０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１２０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１２０は、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）１２２と、液晶容量１２６とを有する。
ここで、各画素１２０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１２０において、ＴＦＴ１２２のゲートはｉ行目の走査線３１２に接続される一方、そのソースはｊ列目のデータ線２１２に接続され、そのドレインは液晶容量１２６の一端たる画素電極１２４に接続されている。
また、液晶容量１２６の他端は共通電極３０８に接続されている。この共通電極３０８は、図１に示されるように全ての画素１２０にわたって共通であって、時間的に一定の電圧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３１２や、データ線２１２、共通電極３０８、ＴＦＴ１２２および画素電極１２４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ＩＰＳモードの変形であるＦＦＳ（fringe field switching）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３１２および共通電極層のパターニングにより共通電極３０８をそれぞれストライプ状にＸ方向に平行に形成し、その上に半導体層と絶縁層（図示省略）とを堆積してＴＦＴ１２２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２１２および接続電極１２４ａ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１２４を形成した構成となっている。

ここで、接続電極１２４ａは、画素電極１２４をＴＦＴ１２２のドレインに接続するためのものである。したがって、本実施形態において、液晶容量１２６は、画素電極１２４と共通電極３０８とが絶縁層を介した積層構造によって生じ、電界が、両電極による保持電圧に応じた強さで、画素電極１２４の櫛歯と直行する縦（Ｙ）方向に、画素電極１２４の端部を跨ぐように発生して、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、液晶容量１２６に保持される電圧の実効値は、画素電極１２４および共通電極３０８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３１２に選択電圧を印加してＴＦＴ１２２を導通（オン）状態とさせるとともに、上記差電圧が当該ｉ行ｊ列の画素の階調に応じた値なるように制御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（または反射率、以下同じ）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、データ線２１２と共通電極３０８とは、互いに絶縁層（図示省略）を介して交差するので、図２（ｂ）では、破線で示されるように寄生容量を介して互いに容量結合することになる。

説明を再び図１に戻すと、タイミング制御回路４００は、制御信号ＣntYの供給によって走査線駆動回路３５０による表示領域１００の垂直走査を制御するとともに、制御信号ＣntXの供給によってデータ線駆動回路２５０を制御する。
本実施形態において、制御信号ＣntXには、１水平走査期間（１Ｈ）の開始タイミングを規定するパルス信号ＬＰや、液晶容量１２６の書込極性を指定する極性指示信号Ｐol、データ線への電圧の印加タイミングを画素毎に規定する階調コードパルスＧcpが含まれる。
このうち、極性指示信号Ｐolは、Ｈレベルであれば、液晶容量１２６に対し画素電極１２４を高位側とし、共通電極３０８を低位側とする正極性書込を指定する一方、Ｌレベルであれば、画素電極１２４を低位側とし、共通電極３０８を高位側とする負極性書込を指定する信号であり、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（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。
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、後述するようにフレーム反転としても良い。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、階調コードパルスＧcpについては、後述する。

走査線駆動回路３５０は、制御信号ＣntYにしたがって、１、２、３、…、３２０行目の走査線３１２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３１２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３１２に対応する走査信号を、Ｌレベルに相当する非選択電圧Ｖssとするものである。ここで、１、２、３、…、３２０行目の走査線３１２に供給される走査信号を、それぞれＹ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０と表記し、走査信号について特に行を特定しないで一般的に説明するときにはＹｉと表記する。なお、この非選択電圧Ｖssは、実際には電圧基準の接地電位Ｇnd（電圧ゼロ）である。

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と、各列毎のカウンタと（いずれも図示省略）を有し、各記憶領域は、それぞれ対応する画素１２０の階調値（明るさ）を指定する階調データＤaを記憶し、また、各列毎のカウンタは、１水平走査期間（１Ｈ）の開始時にカウント結果をリセットするととも、階調コードパルスＧcpをカウントする。
なお、階調データＤaは、図示しない上位装置から供給される。また、本実施形態では、階調データＤaは３ビットであり、画素の階調値を最も暗い状態の「０」から、最も明るい状態の「７」までの８段階で規定する。本実施形態では、上述したように、液晶容量１２６の電圧実効値が小さくなるにつれて画素が明るくなるノーマリーホワイトモードとしているので、階調値「０」の場合に液晶容量１２６の電圧実効値が最も小さくなり、階調値が増加するにつれて、当該電圧実効値が徐々に大きくなり、階調値「７」の場合に当該電圧実効値が最大となるような制御が実行される。さらに、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が上記上位装置によって書き換えられる構成となっている。
また、階調コードパルスＧcpは、図４に示されるように、１水平走査期間（１Ｈ）にわたって階調値「０」を除く「１」〜「７」のそれぞれに対応して配列し、上述したようにタイミング制御回路４００から供給される。

データ線駆動回路２５０は、第１に、走査線駆動回路３５０によって、ある１行の走査線３１２が選択されるとき、制御信号ＣntXにしたがって当該走査線に位置する画素の階調データＤaの１行分を事前に読み出し、第２に、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Ｖc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Ｖc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、第３に、変換した電圧を、走査信号ＹｉがＨレベルとなる期間のうち、読み出した階調データＤaで指定された階調値に対応する階調コードパルスＧcpのタイミングにて、対応するデータ線２１２に印加するものである。
なお、電圧Ｖcは、図４に示されるように、極性反転の基準電圧であって、Ｈレベルに相当する電圧ＶddとＬレベルに相当する電圧Ｖssとの中間値であり、かつ、本実施形態では、共通電極３０８に印加される電圧Ｖcomと同一としている。
また、１、２、３、…、２４０列目のデータ線２１２の電圧を、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。また、１、２、３、…、２４０列目のデータ線２１２は、データ線駆動回路２５０によって電圧が印加されない期間においては、電圧不確定の、いわゆるハイ・インピーダンス状態となっている。

データ線駆動回路２５０によってデータ線２１２に印加される電圧の状態について図４を参照して説明する。図４は、ｊ列の画素に対し同一階調値が指定された場合において、ｊ列目のデータ線２１２に印加される電圧Ｘｊを示す図である。
この図に示されるように、データ線駆動回路２５０は、ｉ行目の走査線３１２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、電圧Ｖcに対しｉ行ｊ列の階調データＤaで指定された階調値に応じた電圧だけ高位側の電圧を、階調コードパルスＧcpのうち、当該階調値に対応するパルスの出力タイミングから当該１水平走査期間の終了時まで、ｊ列目のデータ線２１２に印加する。
例えば、ｉ行ｊ列の階調データＤaで指定される階調値がやや暗い状態の「２」を指定する場合、データ線駆動回路２５０は、１水平走査期間の開始時においてｊ列目のカウント結果をリセットするとともに、電圧Ｖcから階調値「２」に応じた電圧だけ高位側の電圧（↑印の幅で示される電圧）を、階調コードパルスＧcpを２回カウントした時点から当該１水平走査期間の終了時まで、ｊ列目のデータ線２１２に印加する。
また例えば、ｉ行ｊ列の階調データＤaで指定される階調値がやや明るい状態の「４」を指定する場合、データ線駆動回路２５０は、１水平走査期間の開始時においてｊ列目のカウント結果をリセットするとともに、電圧Ｖcから階調値「４」に応じた電圧だけ高位側の電圧を、階調コードパルスＧcpを４回カウントした時点から当該１水平走査期間の終了時まで、ｊ列目のデータ線２１２に印加する。

なお、ｉ行ｊ列の階調データＤaで指定される階調値が最も暗い状態の「０」を指定する場合、データ線駆動回路２５０は、電圧Ｖcから階調値「０」に応じた電圧だけ高位側の電圧を、当該１水平走査期間の開始時から終了時まで、ｊ列目のデータ線２１２に印加する。階調コードパルスＧcpに階調値「０」に対応するものが存在しない理由は、階調値「０」が指定された場合には、階調コードパルスＧcpのカウント結果を用いないからである。
また、データ線駆動回路２５０は、極性指示信号ＰolがＬレベルとなって負極性書込が指示される１水平走査期間では、電圧Ｖcに対し階調データＤaで指定階調値に応じた電圧だけ低位側の電圧とする点以外、正極性書込時と同様である。

図４では、階調値「０」、「２」、「４」および「７」の場合だけを図示したが、他の階調値「１」、「３」、「５」および「６」の場合についても、極性指示信号で指定された極性であって指定された階調値に応じた電圧が、階調コードパルスＧcpのうち、階調値に対応するパルスの出力タイミングから当該１水平走査期間の終了時まで印加される点において共通である。
なお、図４においては、走査信号の電圧等と、データ線２１２に印加される電圧とを示す縦方向の電圧スケールを、便宜的に異ならせてある。

また、図４において、電圧Ｖb1、Ｖw1は、それぞれ階調値「０」、「７」に応じた正極性書込時の電圧である。このため、正極性書込時において階調値「１」〜「６」に対応する電圧は、電圧Ｖb1から電圧Ｖw1までの範囲において、順番に位置することになる。一方、電圧Ｖb2、Ｖw2は、それぞれ階調値「０」、「７」に応じた負極性書込時の電圧である。このため、負極性書込時において階調値「１」〜「６」に対応する電圧は、電圧Ｖb2から電圧Ｖw2までの範囲において、順番に位置することになる。なお、電圧Ｖb1、Ｖw1と、電圧Ｖb2、Ｖw2は、電圧Ｖc（＝Ｖcom）を中心にして対称関係にある。
また、階調データＤaで指定される階調値が「０」以外である場合、データ線２１２には、１水平走査期間（１Ｈ）の途中から終了時までの期間にわたって当該階調値に応じた電圧の印加が開始されることになる。換言すれば、電圧印加前では、データ線２１２はハイ・インピーダンス状態にある。図４においては、このハイ・インピーダンス状態を破線で示している。
ただし、図４は、上述したように、ｊ列の画素に対し同一階調値が指定された例であるので、ハイ・インピーダンス状態では、１水平走査期間（１Ｈ）前に印加された電圧（すなわち、１行上の画素の階調値に応じた電圧）となっている。

次に、このような構成にかかる電気光学装置１０における書き込みについて説明する。
まず、図３に示されるよう走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０が、この順番にＨレベルとなる。ここで、走査信号Ｙ１がＨレベルとなる前に、１行１列、１行２列、１行３列、…、１行２４０列の階調データＤaが各記憶領域から読み出され、それぞれ上述したようにアナログ電圧に変化されるとともに、走査信号Ｙ１がＨレベルとなる１水平走査期間（１Ｈ）において、指定された階調値のタイミングから、当該１水平走査期間の終了時までにおいて、対応する列のデータ線２１２に印加される。
走査線Ｙ１がＨレベルであれば、１行目の画素１２０におけるＴＦＴ１２２がオン状態にあるので、例えば１列目のデータ線２１２であれば、１行１列の画素の階調値に応じた電圧が当該水平走査期間の終了時までに印加され、これにより液晶容量１２６に対して目的とする階調値の電圧が書き込まれることになる。他の２列から２４０列目までの画素についても同様である。
次に走査信号Ｙ２がＨレベルとなるが、このときの動作は、走査信号Ｙ２がＨレベルとなるときと同様であり、２行１列、２行２列、２行３列、…、２行２４０列の階調データＤaで規定された階調値の電圧が、対応する画素の液晶容量１２６に書き込まれる。以下同様に、走査信号Ｙ３、Ｙ４、…、Ｙ３２０が順番にＨレベルとなって、液晶容量１２６には、対応する階調データＤaで規定された階調値に応じた電圧が書き込まれることになる。
これにより、各画素は、次の書き込みまでの期間、すなわち、１垂直走査期間（１Ｆ）の期間にわたって書き込まれた電圧に応じた階調を維持することになる。

次のフレームでも、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０が、この順番にＨレベルとなって、各液晶容量１２６に対して同様に階調データＤaで指定された階調値に応じた電圧が書き込まれる。ただし、前フレームと書込極性が反転するので、これにより、各液晶容量１２６が交流駆動される。

ここで、階調値に応じた電圧を、本実施形態のように１水平走査期間（１Ｈ）において階調値に応じたタイミングでデータ線２１２に印加するのではなく、当該１水平走査期間（１Ｈ）の開始時から終了時までの全域にわたって印加する構成では、背景技術で述べたような横クロストークが発生する。ここでいう横クロストークとは、例えば、図９（ａ）に示されるように、階調値「０」および「７」以外の同一中間階調（灰色）を背景として、階調値「７」の黒色領域と、階調値「０」の白色領域とをウィンドウ表示する場合に、当該黒色領域に対して水平走査方向（Ｘ方向）に隣接する灰色領域がやや明るくなる一方、当該白色領域に対して水平走査方向に隣接する灰色領域がやや暗くなる現象をいう。

このような横クロストークが発生する原因について説明すると、画素１行分の等価回路は、図１０（ａ）に示されるように、共通電極３０８が、少なからず抵抗成分を有する点と、この共通電極３０８が、１列目から２４０列目までの各データ線２１２に対して寄生容量により結合している点とに起因する。
ｉ行目に位置する液晶容量１２６に対して、すべて同一極性で書き込みを行うと、１水平走査期間（１Ｈ）の開始時において、すべてのデータ線２１２が同一方向に電圧変化する。このため、データ線２１２と寄生容量を介して結合する共通電極３０８は、本来時間的に一定であるべき電圧Ｖcomから、データ線２１２の電圧変化方向に振られてしまう。共通電極３０８の電圧Ｎが、１水平走査期間の終了時までに電圧Ｖcomに収束しない場合、１水平走査期間の終了時ではＴＦＴ１２２がオフしてしまう関係上、液晶容量１２６には、当該電圧Ｖcomとデータ線２１２に印加した電圧との差電圧（目標値）が正しく印加されないことになる。

なお、選択した画素１行分において、すべての書込極性を同一とするのではなく、列毎に書込極性を反転させる列反転またはドット反転とすれば、共通電極における電圧変化が上昇方向と下降方向とで同時に発生し、互いに相殺し合うので、横クロストークについては、ある程度抑えることが可能である。ただし、列反転およびドット反転では、書込極性が異なる画素同士において、ディスクリネーション（液晶分子の配向不良）が発生して、実質的な開口率が低下する、という別の問題を引き起こす。
このため、本実施形態では、あくまでも、選択した画素１行分において、すべての書込極性を同一とする行反転またはフレーム反転を前提とする。

本実施形態では、ノーマリーホワイトモードとし、階調値が「０」が最も暗い状態を指定するので、データ線の電圧変化は、原則的に（１行前の画素が同一階調値であれば）階調値「０」が最も大きく、階調値「７」が最も小さくなる。
したがって、ｉ行目に位置する液晶容量のすべてを、同一極性で同一の階調値に応じた電圧で、１水平走査期間（１Ｈ）の全域にわたって書き込む構成を想定した場合、共通電極３０８の電圧Ｎは、図５（ａ）に示すように、階調値毎に電圧Ｖcomから振られることになる。
このため、１水平走査期間の終了時における電圧Ｖcomからの変位量を誤差電圧とした場合に、階調値が小さいほどに（暗い状態を指定するにつれて）誤差電圧が大きくなる。詳細には、階調値「０」、「２」、「４」、「７」の場合における誤差電圧をそれぞれ順にΔＶ0、ΔＶ2、ΔＶ4、ΔＶ7とした場合に、ΔＶ0＞ΔＶ2＞ΔＶ4＞ΔＶ7となる。

図９（ａ）に戻ると、背景の灰色が例えば階調値「４」である場合に、当該灰色領域だけが存在する領域Ａ、Ｃ、Ｅを水平走査するとき、すべてのデータ線には、階調値「４」に相当する電圧が１水平走査期間の開始時から終了時までの全域に印加される。このため、共通電極の誤差電圧はΔＶ4となる。
次に、階調値が「０」である黒色領域と階調値「４」である灰色領域とが併存する領域Ｂを水平走査するとき、おおよそ半分のデータ線には階調値「０」に相当する電圧が、残りの半分のデータ線には階調値「４」に相当する電圧が、それぞれ印加されるので、共通電極の誤差電圧はΔＶ4よりも大きくなる（ΔＶ0よりは小さい）。
一方、階調値が「７」である白色領域と階調値「４」である灰色領域とが併存する領域Ｄを水平走査するとき、おおよそ半分のデータ線には階調値「７」に相当する電圧が、残りの半分のデータ線には階調値「４」に相当する電圧が、それぞれ印加されるので、共通電極の誤差電圧はΔＶ4よりも小さくなる（ΔＶ7よりは大きい）。
したがって、各領域の誤差電圧は、大きい順番からいえば、Ｂ＞Ａ（Ｃ、Ｅ）＞Ｄとなる。誤差電圧が大きくなるにつれて、液晶容量に書き込まれる電圧実効値が小さくなるので、ノーマリーホワイトモードでいえば、画素を明るくさせることになる。
よって、ＡからＥまでの灰色領域は、Ｂ、Ａ（Ｃ、Ｅ）、Ｄの順番で明るくなってしまい、これが図９（ａ）で示されるよな横クロストークによる表示品位の低下として視認されることになる。

このような横クロストークを抑えるためには、誤差電圧そのものをなくすという手法も考えられるが、この手法は「発明が解決しようとする課題」で述べたように、構成の複雑化を招来する。
そこで、本実施形態では、階調値毎に異なってしまう誤差電圧を各階調値同士で揃える手法を採用し、上述したように、階調値に応じた電圧を１水平走査期間（１Ｈ）において階調値に応じたタイミングでデータ線２１２に印加する構成としているのである。

詳細には、本実施形態では、図４に示されるように、１水平走査期間の開始時から、小さい階調値から当該階調値に応じた電圧がデータ線２１２に印加される。このため、図５（ｂ）に示されるように、１水平走査期間の終了時における誤差電圧が各階調値同士でΔＶ0に揃う。
このため、階調値「４」の灰色を背景として、階調値「７」の黒色領域と、階調値「０」の白色領域とをウィンドウ表示する場合であっても、各領域における水平走査の終了時における誤差電圧が揃うので、図９（ｂ）に示されるように、各領域の灰色領域の明るさが一定化する。したがって、本実施形態では、横クロストークによる表示品位の低下を抑えることが可能となるのである。

なお、階調値に応じた電圧をデータ線２１２に印加するタイミングについては、次のようにして求めることができる。
一般には、基準となる階調値「０」に応じた電圧と電圧Ｖcomとの差をＶonとした場合に、他の階調値に応じた電圧と電圧Ｖcomとの差がＶnであるとき、当該他の階調値の電圧については、階調値「０」に応じた電圧の印加タイミングから次式の対数関数で示される時間Ｔdだけ遅延させたタイミングで印加すればよい。
Ｔd＝τ×ｌｎ（Ｖon／Ｖn）
ここで、τは、共通電極３０８の抵抗をＲとし、共通電極３０８と１列のデータ線２１２との結合容量をＣとしたときに、すべてのデータ線２１２と共通電極３０８とで形成される微分回路の時定数ｎＣＲである。なお、本実施形態においてデータ線２１２は、２４０列であるので、ｎ＝２４０である。

実際には、抵抗Ｒや容量Ｃを計測するには困難が伴うので、また、電圧Ｖcomを共通電極３０８に印加する回路の出力インピーダンスなどの要因も絡むので、階調値に応じた電圧をデータ線２１２に印加するタイミングについては、実験等によって求めた最適値に設定することになる。詳細には、基準となる階調値「０」の誤差電圧ΔＶ0を求め、他の階調値に応じた電圧については、印加タイミングを調整したときの誤差電圧がΔＶ0に一致するようなタイミングを求めれば良い。そして、求めた印加タイミングに対して階調コードパルスＧcpの配列を定めれば良い。

また、図２（ａ）に示されるようなＦＦＳモードを採用した構成である場合、共通電極３０８は、ストライプ状となるために抵抗分が大きくならざるを得ず、また、データ線２１２とは同一の素子基板上にあって絶縁層を介した積層構造となるので、データ線２１２との結合容量も、対向基板に共通電極３０８を設ける構成と比較して、大きくなる傾向にある。したがって、ＦＦＳモードにおいて共通電極３０８は、データ線２１２における電圧変動の影響を受けやすい。
しかしながら、本実施形態によれば、データ線２１２との結合容量や共通電極３０８の抵抗分などによって、共通電極３０８がデータ線２１２の電圧変動が受けやすい場合であっても、横クロストークによる表示品位の低下を抑えることが可能である。
さらに、本実施形態では、極性指示信号Ｐolを１水平走査期間（１Ｈ）毎に反転させたことからも判るように、走査線毎に書込極性を反転させた行反転としたが、１垂直走査期間（１Ｆ）にわたって同一の書込極性としたフレーム反転としても良い。

実施形態では、階調値が大きくなるほど、１水平走査期間（１Ｈ）のうち、階調値に応じた電圧がデータ線２１２に印加される期間が短くなるが、階調値が大きい電圧とは、電圧Ｖcomに近い電圧であるので、書き込みに要する時間が足りなくなる、という不都合は生じない。

上述した実施形態において、階調値に応じた電圧を印加する前では、データ線２１２をハイ・インピーダンス状態とした。このため、電圧印加前のデータ線２１２の電圧は、実際には、１行前に印加された画素の階調値に応じた電圧状態に依存することになる。すなわち、階調値に応じた電圧を階調値に応じたタイミングで印加したときに、その電圧変化開始点は、１行前の表示内容の影響を受けることになる。
なお、実施形態（図４）において、ｊ列目のデータ線２１２の電圧を「ｊ列の画素に対し同一階調値が指定された場合」として説明しているのは、説明の簡易化のために、この電圧依存性に言及しないで済むようにしたためである。

そこで、このような電圧依存性を改善した応用例について説明する。図６は、この応用例に係る電気光学装置１０の構成を示す図である。
この図６に示される構成が、図１と相違する部分は、データ線２１２の一端にスイッチ２７０が設けられている点と、このスイッチ２７０を制御する制御信号Ｐrgをタイミング制御回路４００が出力している点とである。このため以下については、これらの相違点を中心に説明する。

まず、各列のデータ線２１２の一端には、それぞれ双投型のスイッチ２７０が設けられる。このスイッチ２７０の入力端の一方は、データ線駆動回路２５０の出力端に接続され、スイッチ２７０の入力端の他方は、共通電極３０８に共通接続されている。さらに、スイッチ２７０の出力端は、対応するデータ線２１２の一端に接続されている。各列のスイッチ２７０は、制御信号Ｐrgが例えばＨレベルであるとき、図において実線の位置をとって入力端の一方を選択し、Ｌレベルであるとき、図において破線の位置をとって入力端の他方を選択する。
そして、タイミング制御回路４００は、図７に示されるように、制御信号Ｐrgを１水平走査期間の開始時に一瞬だけＨレベルとする。

制御信号ＰrgがＨレベルとなったとき、すべてのデータ線２１２の電圧は１行前の画素の階調値に応じた電圧から、共通電極３０８の電圧Ｖcomに一旦均一化される。制御信号ＰrgがＬレベルになると、データ線２１２は、選択走査線との交差に位置する画素の階調値に応じた電圧が印加されるまでハイ・インピーダンス状態となるが、直前に印加された電圧Ｖcomに維持される。
このため、データ線駆動回路２５０が階調に応じた電圧をデータ線２１２に印加したとき、データ線２１２の電圧変化の開始点は、１行前の画素の階調とは無関係に電圧Ｖcomとなる。したがって、応用例において、１水平走査期間におけるデータ線の電圧変化は、１行前の表示内容とは無関係になり、当該１水平走査期間において選択される１行分の画素の階調値だけで定まることになる。
よって、応用例では、１行前の表示内容の影響を受けることなく、横クロストークの発生を抑えることが可能となる。

なお、制御信号ＰrgがＨレベルとなる期間においては、いずれかの走査信号もＨレベルとなっているが、すべての走査信号をＬレベルとしても良い。また、制御信号ＰrgがＨレベルとなる期間は一瞬であるので、１水平走査期間（１Ｈ）の期間を浸食することもない。図７において、階調値「７」に応じた電圧を印加するタイミングを、制御信号ＰrgがＬレベルに変化するタイミングとしているが、実際には、図４に示した期間（タイミング）とほとんど変わらない。
応用例において、１水平走査期間（１Ｈ）において、データ線２１２に階調値に応じた電圧を印加する前に電圧Ｖcomを印加する構成としたが、当該１水平走査期間（１Ｈ）における書込極性に応じた電圧、例えば、正極性書込であれば電圧Ｖw1を、負極性書込であれば電圧Ｖw2を、それぞれ印加する構成としても良い。

また、実施形態や応用例では、階調値に応じた電圧を、階調値毎に規定されるタイミングでデータ線に印加する構成としたが、誤差電圧が等しいとみなせる範囲内に収まるという条件で、隣接する階調値同士で同じタイミングで印加する構成としても良い。例えば、階調値「６」に応じた電圧については、階調値「７」のタイミングでデータ線２１２に印加したとき、その誤差電圧がΔＶ0とほぼ等しいとみなしてもよい範囲内であるならば、階調値「６」に応じた電圧および階調値「７」に応じた電圧については、それぞれ階調値「７」のタイミングでデータ線２１２に印加する構成しても良い。
このような構成では、１水平走査期間おいて出力すべき階調コードパルスＧcpの数が減少するので、構成の簡易化とともに、低周波数化を図った場合と同等な低消費電力化の効果が期待できる。

実施形態や応用例では、共通電極３０８に印加される電圧Ｖcomを、極性反転の基準である電圧Ｖcと一致させていたが、ＴＦＴ１２２のゲート・ドレイン間の寄生容量に起因して、オンからオフ時にドレイン（画素電極１２４）の電位が低下する現象（プッシュダウン、突き抜け、フィールドスルーなどと呼ばれる）が発生する。液晶の劣化を防止するため、液晶容量１２６に対しては交流駆動が原則であるので、共通電極３０８に対して高位側（正極性）と低位側（負極性）とで交互書き込みをするが、電圧Ｖcomを電圧Ｖcに一致させた状態で、交互書き込みをすると、プッシュダウンのために、液晶容量１２６の電圧実効値は、負極性書込の方が正極性書込よりも若干大きくなってしまう。このため、同一階調で正極性・負極性書込をしても液晶容量１２６の電圧実効値が互いに等しくなるように、共通電極３０８の電圧Ｖcomを、データ信号の振幅基準である電圧Ｖcよりも若干低めに設定する場合がある。

なお、上述した実施形態では、書込極性を１垂直走査期間（１Ｆ）毎に反転する構成としたが、その理由は、液晶容量１２６において直流成分の印加を防止するために過ぎないので、その反転については２以上の垂直走査期間毎としても良い。
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、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、例えば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については、上述したＦＦＳモードに限らず、共通電極３０８を画素電極１２４と同様に櫛形形状として、両者を対向させたＩＰＳ（in plane switching）方式としても良い。また、このように電界方向を基板面に沿った横方向とするのではなく、共通電極３０８を対向基板の対向面に設けて、電界方向を基板面に対して垂直方向とした縦モードとしても良い。
なお、縦モードであれば、共通電極３０８として、薄いＩＴＯ（indium tin oxide）膜を用いると、抵抗分が大きくなってしまい、データ線２１２の電圧変化の影響を受けやすくなるが、本実施形態や応用例によれば、横クロストークの発生を抑えることができるとともに、ＩＴＯ膜の光透過率の改善や低コスト化を図ることも可能となる。
また、電気光学装置としては、液晶表示装置のほかにも、電気泳動方式を用いた電子ペーパーなども挙げられる。

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８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ただし、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。

なお、電気光学装置１０が適用される電子機器としては、図８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、横クロストークによる表示品位の低下を抑えた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データ線の電圧を示す図である。 同電気光学装置による横クロストークの抑制を説明するための図である。 応用例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データ線の電圧を示す図である。 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。 横クロストークによる表示品位の低下を説明するための図である。 縦クロストークによる表示品位の低下を説明するための図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、１２０…画素、１２２…ＴＦＴ、１２４…画素電極、１２６…液晶容量、２１２…データ線、２５０…データ線駆動回路、３０８…共通電極、３１２…走査線、３５０…走査線駆動回路、４００…タイミング制御回路、１２００…携帯電話

Claims (6)

1. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して複数設けられ、
   共通電極と、
   前記共通電極と対向する画素電極と、
   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スイッチング素子と、
   を含む画素と、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択して前記選択電圧を印加する走査線駆動回路と、
   前記画素の階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から階調値に応じた期間経過した時点にて、前記データ線に印加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. 前記階調値に応じた電圧が前記共通電極の電圧に近いほど、当該階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から遅く印加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記階調値に応じた電圧を前記データ線に印加する前に、前記複数のデータ線にそれぞれ所定の電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記所定の電圧は、前記共通電極の電圧と同一である
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して複数設けられ、
   共通電極と、
   前記共通電極と対向する画素電極と、
   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スイッチング素子と、
   を含む画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択して前記選択電圧を印加し、
   前記画素の階調値に応じた電圧を、前記走査線に選択電圧が印加される期間の開始時から階調値に応じた期間経過した時点にて、前記データ線に印加する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
6. 請求項１乃至４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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