JP2007279590A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】走査線１１２の駆動に必要な電圧を、デマルチプレクサを介して供給する。
【解決手段】Ｙドライバ２０は、ｍ（例えば３）行毎にグループ化した走査線１１２の走査線グループの選択を示すシフト信号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3、…、Ｙ107を出力する。デマルチプレクサ４０は、走査線毎に設けられたスイッチ４８の集合体であり、シフト信号を、走査線グループに属する３行の走査線にそれぞれ分配する。ＴＦＴ８０は、画素に対応する１〜３２０行目の走査線１１２に対応して設けられている。詳細には、ある行の走査線１１２に対応する走査線１１２にドレインが接続されたＴＦＴ８０は、下方向に隣接する走査線１１２にゲートが接続されて、ソースが電位Ｇndに接地される。
【選択図】図１

Description

本発明は、デマルチプレクサを用いて、走査線を駆動する技術に関する。

近年では、表示画像の高精細化が進行している。高精細化は、走査線の行数およびデータ線の列数を増加させることによって達成することができるが、その際、表示パネルとの接続が問題となる。例えば縦３２０×横４８０ドットの表示を行う場合、横方向には、４８０列のデータ線が必要となるが、表示画像サイズが小型であると、データ線のピッチはＣＯＧ（chip on glass）等の限界を下回ってしまい、各データ線にそれぞれデータ信号を供給するＸドライバを接続することができなくなってしまう。
そこで、上記の例でいえば、４８０列のデータ線に供給すべきデータ信号をＸドライバが時分割で供給する一方、例えば３列のデータ線を１列ずつ時分割で選択して供給するデマルチプレクサを、表示パネルにポリシリコンプロセス等によって形成した、いわゆるハイブリッド方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。このハイブリッド方式では、デマルチプレクサの入力端子数が、データ線数の１／３となり、接続ピッチが緩和されるので、Ｘドライバを表示パネルに実装することが容易となる。
特開２００３−３０８０５１号公報（例えば図４参照）

ところで最近、接続点数を減少させるという目的とともに、高コスト化を解消するという目的のために、走査線の駆動についても、デマルチプレクサを用いることが検討されている。ただし、デマルチプレクサは、実際には単なるスイッチの集合体であって、信号を分配する機能しか有さない。このため、オフしたスイッチに対応する走査線はハイ・インピーダンス状態となってしまい、画素のスイッチングが制御不能に陥ってしまうことになる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、デマルチプレクサ方式を用いて走査線を駆動する場合であってもに、画素のスイッチングを制御することが可能な電気光学装置および電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る電気光学装置は、ｍ（ｍは２以上の整数）行毎にグループ化された複数行の走査線と、複数列のデータ線と、前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差に対応して設けられ、前記走査線が論理レベルの一方となったときに、スイッチオンして前記データ線に供給されたデータ信号に応じた階調となる画素と、前記走査線グループのいずれかの選択を示す論理信号を各走査線グループに対応して出力する走査線駆動回路と、前記走査線駆動回路から走査線グループに対応して出力された論理信号を当該走査線グループに属するｍ行の走査線にそれぞれ所定の順番で分配する第１デマルチプレクサと、前記第１デマルチプレクサにより論理レベルの一方とされた走査線を、次の走査線に論理レベルの一方が印加されたときに、論理レベルの他方に復帰させる復帰回路と、前記複数行の走査線のうち、論理レベルの一方とされた走査線に対応する画素の階調に応じたデータ信号を、前記データ線を介して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、ある走査線が論理レベルの一方となった後に、ハイ・インピーダンス状態となっても、次の走査線が論理レベルの一方となったときに復帰回路によって論理レベルの他方に復帰するので、画素のスイッチングが制御不能に陥ることはない。
ここで、本発明において、前記復帰回路は、前記複数行の走査線のそれぞれに対応して設けられ、一の走査線に対応する復帰回路は、当該一の走査線と論理レベルの他方の給電線との間でオンするスイッチである構成としても良い。また、この構成において、前記複数行の走査線を順番に選択する前に、前記複数行の走査線を、前記論理レベルの他方にリセットしても良い。
また、前記復帰回路は、前記複数行の走査線のそれぞれに対応して設けられ、一の走査線に対応する復帰回路は、当該一の走査線を、論理レベルの他方にプルダウンまたはプルアップさせても良い。
さらに、本発明において、走査線側のみならず、データ線側にもデマルチプレクサを用いても良い。
なお、本発明は、電気光学装置のみならず、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、本発明の実施の形態に係る電気光学装置の電気的な構成を示す図である。
この図に示されるように、この電気光学装置１は、表示パネル１０とＹドライバ２０とＸドライバ３０とに大別される。このうち、表示パネル１０では、特に図示しないが、素子基板と対向基板とが、互いに電極形成面が対向するように、一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に例えばＴＮ（twisted nematic）型の液晶を封入した構成となっている。
表示パネル１０の素子基板には、半導体チップであるＹドライバ２０とＸドライバ３０とが、ＣＯＧ技術等により実装されているとともに、デマルチプレクサ４０、５０や、さらには、後述する走査線やデータ線なども、例えばポリシリコンプロセスによって形成されている。
なお、Ｙドライバ２０、Ｘドライバ３０およびデマルチプレクサ４０、５０には、各種の制御信号がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板等を介して図示しない上位制御回路から供給される。

表示パネル１０は表示領域１００を有する。この表示領域１００には、本実施形態では、３２１行の走査線１１２が行（Ｘ）方向に延在するように設けられ、また、４８０列のデータ線１１４が列（Ｙ）方向に延在するように、かつ、各走査線１１２と互いに電気的な絶縁を保つように設けられている。
ここで、本実施形態では、３２１行の走査線１１２が３行毎にグループ化されているので、走査線グループ数は「１０７」となる、同様に、４８０列のデータ線１１４が３列毎にグループ化されているので、データ線グループ数は「１６０」となる。
画素１１０は、最終の３２１行を除いた３２０行の走査線１１２と４８０列のデータ線１１４との交差部に対応して、それぞれ配列している。したがって、本実施形態では、画素１１０が表示領域１００において縦３２０行×横４８０列でマトリクス状に配列することになり、最終３２１行目の走査線１１２はダミーとして機能することになる。
便宜的に、表示領域における行（グループ）を一般化して説明するために、１以上１０７以下の整数ｉを用いると、図１において上から数えて（３ｉ−２）行目、（３ｉ−１）行目および（３ｉ）行目の走査線１１２はいずれもｉ番目の走査線ブロックに属することになり、同様に、表示領域における列（グループ）を一般化して説明するために、１以上１６０以下の整数ｊを用いると、図１において左から数えて（３ｊ−２）列目、（３ｊ−１）列目および（３ｊ）列目のデータ線１１４はいずれもｊ番目のデータ線ブロックに属することになる。

Ｙドライバ２０（走査線駆動回路）は、走査線グループの１、２、３、…、１０７番目を順番に選択するためのシフト信号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3、…、Ｙ107を生成するものである。ここで、説明の便宜のために、ｉ番目の走査線グループを選択するためのシフト信号を、Ｙiと表記すると、シフト信号Ｙiは、ｉ番目の走査線グループが選択されたときだけ電源電圧ＶddのＨレベルとなり、それ以外においては、接地電位ＧndのＬレベルとなる。

デマルチプレクサ４０（第１デマルチプレクサ）は、１〜３２１行目の各走査線１１２の一端に出力端が接続されたスイッチ４８の集合体である。詳細には、ｉ番目の走査線ブロックに属する３行の走査線１１２に対応する３つのスイッチ４８の入力端には、それぞれシフト信号Ｙiが共通に供給されるとともに、（３ｉ−２）行目の走査線に対応するスイッチ４８は、選択信号Ｓel-pがＨレベルになったときに限り導通（オン）状態となり、同様に、（３ｉ−１）、（３ｉ）行目の走査線に対応するスイッチ４８は、選択信号Ｓel-q、Ｓel-rがＨレベルになったときに限りそれぞれ導通状態となる。
なお、スイッチ４８は、実際にはＴＦＴやトランスミッションゲートなどのような電子的な素子から構成されることになる。

ここで、各走査線１１２は、上述したように素子基板に形成されるとともに、液晶を介して対向基板に対向するので、オフ状態のスイッチ４８に対応する走査線１１２はハイ・インピーダンス状態となる。このため、走査線１１２は、スイッチ４８がオフ状態になると、直前オン状態の電圧状態を保持することになる。
なお、後述するように、各走査線１１２は、１フレームの期間において、１、２、３、…、３２０、３２１行目の順番で１行ずつ選択されるが、各スイッチ４８のオン・オフおよびシフト信号により各走査線１１２において変化する電圧を説明するために、１、２、３、…、３２０、３２１行目の走査線電圧を、それぞれＧ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ320、Ｇ321と表記することにする。なお、ｉ番目の走査線ブロックに属する（３ｉ−２）行目、（３ｉ−１）行目および（３ｉ）行目の走査線電圧は、Ｇ(3i-2)、Ｇ(3i-1)およびＧ(3i)となる。

一方、最終の３２１行目を除いた１〜３２０行目の走査線１１２に対応して、それぞれｎチャネル型の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）８０が設けられる。詳細には、ある行に対応するＴＦＴ８０のソースは電位Ｇndに接地され、そのドレインが当該行の走査線１１２に接続され、そのゲートが当該行の下方向に隣接する走査線１１２、すなわち、当該行の次に選択される行の走査線１１２に、接続されている。

一方、Ｘドライバ３０は、データ信号供給回路であり、選択された走査線１１２と、各ブロックにおける３列のデータ線１１４のうち、選択信号Ｓel-a、Ｓel-b、Ｓel-cで指定されたデータ線との交差に対応する画素１１０の階調に応じた電圧のデータ信号を出力するものである。ここで便宜的に、１〜１６０番目のデータ線ブロックに対応して出力されるデータ信号を、ｄ1〜ｄ160と表記する。なお、各ブロックに対応して出力されるデータ信号について、データ線ブロックの番目を特定しないで一般的に説明する場合には、上述したｊを用いてｄjと表記する。

デマルチプレクサ５０（第２デマルチプレクサ）は、１〜４８０列目の各データ線１１４の一端に出力端が接続されたスイッチ５８の集合体である。詳細には、ｊ番目のデータ線ブロックに属する３列のデータ線１１４に対応する３つのスイッチ５８の入力端には、それぞれデータ信号ｄjが共通に供給されるとともに、（３ｊ−２）列目のデータ線に対応するスイッチ５８は、選択信号Ｓel-aがＨレベルになったときに限り導通（オン）状態となり、同様に、（３ｊ−１）、（３ｊ）列目のデータ線に対応するスイッチ５８は、選択信号Ｓel-b、Ｓel-cがＨレベルになったときに限りそれぞれ導通状態となる。
なお、スイッチ５８についても、スイッチ４８と同様に、実際にはＴＦＴやトランスミッションゲートなどのような電子的な素子から構成されることになる。

ここで、各スイッチ５８のオン・オフおよびデータ信号により各データ線１１４において変化する電圧を説明するために、１、２、３、…、４８０列目のデータ線電圧を、それぞれＳ1、Ｓ2、Ｓ3、…、Ｓ480と表記することにする。なお、ｊ番目のデータ線ブロックに属する（３ｊ−２）列目、（３ｊ−１）列目および（３ｊ）列目のデータ線電圧は、Ｓ(3j-2)、Ｓ(3j-1)およびＳ(3j)となる。

次に、画素１１０の構成について図２を参照して説明する。図２は、画素１１０の電気的な構成を示す図であり、ｉ番目の走査線ブロックに属する３行の走査線１１２と、ｊ番目のデータ線グループに属する３列のデータ線１１４との交差に対応する９個の画素１１０の構成が示されている。なお、最終の３２１行目の走査線には画素が設けられないので、厳密にいえば（３ｉ）行目は、３２１行目ではない（ｉが１０７である場合が除かれる）。

さて、図２に示されるように、９つの画素１１０は、それぞれｎチャネル型のＴＦＴ１１６と、液晶容量１２０とを有し、電気的には互いに同一構成である。そこでここでは、（３ｉ）行目の走査線１１２と（３ｊ−２）列目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０を例にとって説明することする。

（３ｉ）行（３ｊ−２）列の画素１１０において、ＴＦＴ１１６のゲートは（３ｉ）行目の走査線１１２に接続される一方、そのソースは、（３ｊ−２）列目のデータ線１１４に接続され、そのドレインは、液晶容量１２０の一端であって素子基板に形成された画素電極１１８に接続されている。また、液晶容量１２０の他端はコモン電極１０８である。このコモン電極１０８は、対向基板に形成されて画素電極１１８に対向するとともに、表示領域１００における全ての画素１１０にわたって共通であって、時間的に一定の電圧Ｖcomが印加されている。したがって、液晶容量１２０は、画素電極１１８およびコモン電極１０８で液晶１０５を挟持した構成となる。

（３ｉ）行目の走査線１１２の電圧Ｇ(3i)がＨレベルになると、ＴＦＴ１１６をオン（導通状態）なる。このため、（３ｉ）行（３ｊ−２）列の画素１１０において、（３ｊ−２）列目のデータ線の電圧Ｓ(3j-2)が、オンしたＴＦＴを介して画素電極１１８に印加される。
このため、（３ｉ）行（３ｊ−２）列の画素１１０については、（３ｉ）行目の走査線１１２の電圧Ｇ(3i)がＨレベルになるときに、（３ｊ−２）列目のデータ線の電圧Ｓ(3j-2)をコモン電極１０８への印加電圧Ｖcomと比較して目標とする階調（明るさ）に応じた電圧だけ高位（正極性）または低位（負極性）とすることにより、当該液晶容量１２０に、階調に応じた電圧を保持させることができる。
なお、液晶容量１２０は、保持した電圧実効値に応じて単位時間における平均的な透過光量が変化する。例えば、本実施形態において、液晶容量１２０は、保持された電圧が小さくなるにつれて、透過光量が多くなるノーマリーホワイトモードとなるように設定される。また、画素１１０の各々には、液晶容量１２０に対し電気的に並列となるように蓄積容量が設けられるが、本発明と直接関連しないので図示省略している。

次に、電気光学装置１の動作について説明する。図３は、電気光学装置１における垂直走査の動作（Ｙ側動作）を示す図であり、図４は、電気光学装置１における水平走査の動作（Ｘ側動作）を示す図である。
まず、Ｙドライバ２０は、図３に示されるように、各フレームでは、リセット期間Ｐyの後の有効走査期間Ａyにわたり、シフト信号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3、…、Ｙ107を、この順番で期間Ｔ毎に排他的にＨレベルとする。ここで、１フレームは、約１６．７ミリ秒（６０Ｈｚの逆数）である。
一方、上位制御回路から供給される選択信号Ｓel-p、Ｓel-q、Ｓel-rは、リセット期間Ｐyで同時にＨレベルとなり、有効走査期間Ａyの各期間Ｔにあっては、この順番で排他的にＨレベルとなる。すなわち、選択信号Ｓel-p、Ｓel-q、Ｓel-rは、有効走査期間Ａyにあっては、位相が１２０度ずつシフトした関係を維持しつつ、排他的にＨレベルとなる。ここで、選択信号Ｓel-p、Ｓel-q、Ｓel-rにおいて１２０度の位相ズレに相当する期間をＨとする（図３参照）。

まず、リセット期間Ｐyにおいて選択信号Ｓel-p、Ｓel-q、Ｓel-rが同時にＨレベルになると、すべてのスイッチ４８がオンする。ここで、リセット期間Ｐyにおいてシフト信号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3、…、Ｙ107は、すべてＬレベルであるので、すべての１、２、３、…、３２０、３２１行目の走査線１１２はＬレベルである接地電位Ｇndにリセットされることになる。すなわち、走査線電圧Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ320、Ｇ321はすべてＬレベルとなる。

次に、有効走査期間Ａyに移行すると、まず、Ｙドライバ２０は、シフト信号Ｙ1だけを期間ＴにわたってＨレベルとする。このとき、選択信号Ｓel-pがＨレベルになると、１、４、７、１０、…、３１９行目の走査線１１２に対応するスイッチ４８がオンするが、シフト信号Ｙ1だけがＨレベルであり、他のシフト信号はＬレベルであるので、１行目の走査線１１２だけがＨレベルとなる（走査線電圧Ｇ1だけがＨレベルとなる）。
ここで、シフト信号Ｙ1がＨレベルとなっている期間Ｔにおいて、次の選択信号Ｓel-qがＨレベルとなる前に、選択信号Ｓel-pがＬレベルになる。選択信号Ｓel-pがＬレベルになると、１、４、７、１０、…、３１９行目のスイッチ４８はオフするので、１、４、７、１０、…、３１９行目の走査線１１２はハイ・インピーダンス状態となり、直前の電圧状態を保持することになる。すなわち、１行目の走査線１１２はＨレベルを保持し、４、７、１０、…、３１９行目の走査線１１２がＬレベルを保持することになる。

続いてシフト信号Ｙ1がＨレベルであるときに、選択信号Ｓel-qがＨレベルになると、２、５、８、１１、…、３２０行目の走査線１１２に対応するスイッチ４８がオンするが、シフト信号Ｙ1だけがＨレベルであり、他のシフト信号はＬレベルであるので、２行目の走査線１１２だけがＨレベルとなる（走査線電圧Ｇ2だけがＨレベルとなる）。２行目の走査線１１２がＨレベルになると、１行目に対応するＴＦＴ８０がオンするので、ハイ・インピーダンス状態となっている１行目の走査線１１２は、ＨレベルからＬレベルに変化する。すなわち、走査線電圧Ｇ1は、走査線電圧Ｇ2がＨレベルになったときに、Ｌレベルに変化する。
シフト信号Ｙ1がＨレベルとなっている期間Ｔにおいて、次の選択信号Ｓel-rがＨレベルとなる前に、選択信号Ｓel-qがＬレベルになる。選択信号Ｓel-qがＬレベルになると、２、５、８、１１、…、３２０行目のスイッチ４８はオフするので、２、５、８、１１、…、３２０行目の走査線１１２はハイ・インピーダンス状態となり、直前の電圧状態を保持することになる。すなわち、２行目の走査線１１２はＨレベルを保持し、５、８、１１、…、３２０行目の走査線１１２がＬレベルを保持することになる。

続いてシフト信号Ｙ1がＨレベルであるときに、選択信号Ｓel-rがＨレベルになると、３、６、９、１２、…、３２１行目の走査線１１２に対応するスイッチ４８がオンするが、シフト信号Ｙ1だけがＨレベルであり、他のシフト信号はＬレベルであるので、３行目の走査線１１２だけがＨレベルとなる（走査線電圧Ｇ3だけがＨレベルとなる）。３行目の走査線１１２がＨレベルになると、２行目に対応するＴＦＴ８０がオンするので、ハイ・インピーダンス状態となっている２行目の走査線１１２は、ＨレベルからＬレベルに変化する（走査線電圧Ｇ2は、走査線電圧Ｇ3がＨレベルになったときに、Ｌレベルに変化する）。なお、走査線電圧Ｇ2がＬレベルに変化すると、１行目に対応するＴＦＴ８０がオフするが、すでに１行目の走査線は、Ｌレベルに変化した後であるので、電圧状態に影響を与えることはない。
シフト信号Ｙ1がＨレベルとなっている期間Ｔにおいて、選択信号Ｓel-rがＬレベルになる。選択信号Ｓel-rがＬレベルになると、３、６、９、１２、…、３２１行目のスイッチ４８はオフするので、３、６、９、１２、…、３２１行目の走査線１１２はハイ・インピーダンス状態となり、直前の電圧状態を保持することになる。すなわち、３行目の走査線１１２はＨレベルを保持し、６、９、１２、…、３２１行目の走査線１１２がＬレベルを保持することになる。

次に、Ｙドライバ２０は、シフト信号Ｙ1をＬレベルに戻し、シフト信号Ｙ2だけをＨレベルとする。
このとき、選択信号Ｓel-pがＨレベルになると、１、４、７、１０、…、３１９行目の走査線１１２に対応するスイッチ４８が再びオンするが、今度はシフト信号Ｙ2だけがＨレベルであり、他のシフト信号はＬレベルであるので、４行目の走査線１１２だけがＨレベルとなる（走査線電圧Ｇ4だけがＨレベルとなる）。４行目の走査線１１２がＨレベルになると、３行目に対応するＴＦＴ８０がオンするので、ハイ・インピーダンス状態となっている３行目の走査線１１２は、ＨレベルからＬレベルに変化する（走査線電圧Ｇ3は、走査線電圧Ｇ4がＨレベルになったときに、Ｌレベルに変化する）。なお、電圧Ｇ3がＬレベルに変化すると、２行目に対応するＴＦＴ８０がオフするが、すでに２行目の走査線は、Ｌレベルに変化した後であるので、電圧状態に影響を与えることはない。

以下このような動作が繰り返される。これにより、図３に示されるように、あるフレームにおいて、１〜３２０行目の走査線１１２は、リセット期間ＰyでＬレベルにリセットされ、走査線ブロックに対応するシフト信号がＨレベルとなる期間であって、スイッチ４８がオンしたときにＨレベルに変化し、当該スイッチ４８がオフしてもＨレベルを保持するが、下方向に隣接する走査線がＨレベルとなったことにより（ＴＦＴ８０がオンすることによって）Ｌレベルに変化し、次フレームまで保持することになる。
これにより、１〜３２０行目の走査線１１２は、有効走査期間Ａyにおいて、順次排他的に期間ＨずつＨレベルとなる。
ただし、最終の３２１行目の走査線１１２は、リセット期間ＰyでＬレベルにリセットされ、走査線ブロックに対応するシフト信号Ｙ107がＨレベルとなる期間であって、スイッチ４８がオンしたときにＨレベルに変化し、当該スイッチ４８がオフしてもＨレベルを保持する点までは共通するが、ＴＦＴ８０が存在しないので、リセット期間ＰyでＬレベルにリセットされる点において１〜３２０行目の走査線と相違することになる。このため、最終の３２１行目の走査線は、１〜３２０行目の走査線とＨレベルとなる期間が相違することになるが、３２１行目の走査線１１２には画素１１０が設けられないので、表示に対しなんら影響を与えることはない。
なお、図３において、走査線電圧の波形では、太線がスイッチ４８のオンによる電圧確定状態を示し、細線がスイッチ４８のオフによるハイ・インピーダンス状態の電位状態を示している。

次に、１〜３２０行目の走査線１１２のうち、ある１行の走査線がＨレベルとなったときのＸ側の動作について説明する。１〜３２０行目の走査線がＨレベルとなったときの動作は、いずれも同一であるので、ここでは行を特定しないで一般化するため、走査線電圧Ｇ(3i)がＨレベルとなる期間Ｈについて説明する。
図４に示されるように、当該期間Ｈにわたって、選択信号Ｓel-a、Ｓel-b、Ｓel-cが、期間Ｕ毎に排他的にＨレベルとなる。

（３ｉ）行目の走査線電圧Ｇ(3i)がＨレベルとなる期間Ｈにおいて、選択信号Ｓel-aがＨレベルになったとき、Ｘドライバ３０は、ｊ番目のデータ線ブロックに対応するデータ信号ｄjを、(3i)行目の走査線１１２と（３ｊ−２）列目のデータ線１１４とに対応する画素１１０の階調に応じた電圧であって、かつ、正極性または負極性の一方の電圧とするが、ここでは正極性の電圧とする。
また、選択信号Ｓel-aがＨレベルになると、１、４、７、…、４７８列目のスイッチ５８が導通状態になるので、当該データ信号ｄjは、ｊ番目のデータ線ブロックに属する（３ｊ−２）列目のデータ線１１４にデータ信号ｄ(3j-2)として供給される。

一方、走査線電圧Ｇ(3i)がＨレベルになると、（３ｉ）行目の走査線１１２に対応する画素１１０の１行分におけるＴＦＴ１１６がすべてオンするので、ｊ番目のデータ線ブロックにおける（３ｊ−２）列目のデータ線１１４に供給されたデータ信号ｄjは、オンしたＴＦＴ１１６を介して、（３ｉ）行目の走査線１１２と（３ｊ−２）列目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０の画素電極１１８に印加される。これにより、（３ｉ）行（３ｊ−２）列の画素の液晶容量１２０には、コモン電極１０８の電圧Ｖcomとデータ信号ｄjの電圧との差、すなわち、当該画素の階調に応じた電圧が書き込まれる。

次に、選択信号Ｓel-b、Ｓel-cの順にＨレベルになったとき、Ｘドライバ３０は、データ信号ｄjを、ｉ行目の走査線１１２とｊ番目のデータ線ブロックのうち、（３ｊ−１）列目、（３ｊ）列目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０の階調に応じた電圧であって、かつ、フレーム反転であれば正極性の電圧とする。これにより、データ信号ｄjは、（３ｊ−１）列目、（３ｊ）列目のデータ線１１４に順番に供給されて、（３ｉ）行（３ｊ−１）列、（３ｉ）行（３ｊ）列の画素の液晶容量１２０には、それぞれ当該画素の階調に応じた電圧が書き込まれる。
これにより、（３ｉ）行目の走査線１１２と、ｊ番目のデータ線ブロックに属する３列のデータ線１１４との交差に対応する３つの画素には、階調に応じた電圧が順番に書き込まれたことになる。
ここでは、ｊ番目のデータ線ブロックに対応した３つの画素について書込動作について説明したが、電圧Ｇ(3i)がＨレベルとなる期間においては、（３ｉ）行目であって、１、２、３、…、１６０番目のデータ線ブロックに対応する画素１１０についても同様な書込動作が同時並行的に実行される。

図４では、走査線電圧Ｇ(3i)がＨレベルとなる期間Ｈにおいて、ｊ番目のデータ線ブロックに対応して出力されるデータ信号ｄjの電圧変化が示されている。
当該期間Ｈにおけるデータ信号ｄjの電圧は、正極性書込であれば、ノーマリーホワイトモードにおいて最も暗い状態に相当する電圧Ｖbpから最も明るい状態に相当する電圧Ｖwpまでの範囲で、一方、負極性書込であれば、最も暗い状態に相当する電圧Ｖbmから最も明るい状態に相当する電圧Ｖwmまでの範囲で、それぞれコモン電極１０８の電圧Ｖcomから画素の階調に応じた差を有する電圧となる。
なお、階調の差に応じた電圧は、図４において正極性であれば↑で、負極性であれば↓で、それぞれ示されている。ここで、（３ｉ、３ｊ−２）は、（３ｉ）行目の走査線とｊ番目のデータ線ブロックに属する（３ｊ−２）列目のデータ線との交差に対応する画素という意味であり、同様に（３ｉ、３ｊ−１）、（３ｉ、３ｊ）は、（３ｉ）行目の走査線とｊ番目のデータ線ブロックに属する（３ｊ−１）列目、（３ｊ）列目のデータ線との交差に対応する画素という意味である。
また、正極性電圧Ｖwp（およびＶbp）と、負極性電圧Ｖwm（Ｖbm）とは、それぞれ電圧Ｖcomを中心にして、互いに対称の関係にある。

本実施形態における電圧の基準は接地電位Ｇndであるが、書込極性については、液晶容量１２０におけるコモン電極の電位に対して、画素電極１１８の電位が高位であるか低位であるかを問題とするので、その基準電位については、コモン電極１０８の印加電圧Ｖcomである。すなわち、電圧comよりも高位側を正極性とし、低位側を負極性としている。
なお、図５におけるデータ信号ｄjの電圧の縦スケールは、論理信号（Ｈレベルが電源電圧Ｖdd、Ｌレベルが電位Ｇnd）の電圧波形と比較して拡大してある。

さらに、ここでは（３ｉ）行目の走査線１１２に位置する画素１行分についての書込動作について説明したが、実際には、有効走査期間Ａyにわたって走査線電圧Ｇ1〜Ｇ320が順番にＨレベルとなるので、画素１行分についての書込動作は、１、２、３、…、３２０行目の順番で実行されることになる。
加えて、次のフレームにおいても、同様な書き込み動作が、１、２、３、…、３２０行目の順番で実行されるが、このとき、液晶に対する書込極性は、正極性または負極性の他方に反転、すなわち、前フレームにおいて正極性であれば、次フレームでは負極性に反転される。これにより、液晶容量１２０に対する書込極性は、１フレーム毎に保持電圧が反転（交流駆動）されるので、直流成分の印加による液晶１０５の劣化が防止されることとなる。

本実施形態において、ある行の走査線１１２には、その行が属する走査線ブロックへのシフト信号がＨレベルであるときに、その行に対応するスイッチ４８がオンすることによってＨレベルに相当する電圧が印加された状態となるが、スイッチ４８がオフするとハイ・インピーダンス状態になり、Ｈレベルに保持されてしまう。ここで、本実施形態によれば、下方向に隣接する走査線がＨレベルとなったときにＴＦＴ８０がオンすることによってＬレベルに変化するので、ハイ・インピーダンス状態によって選択状態を解除することができなくなる、という弊害を是正することが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、このような弊害を是正した上で、デマルチプレクサ４０によって走査線１１２を駆動するので、表示パネル１０においてＹドライバ２０との接続点数が減少して、接続ピッチを緩和することが可能となり、さらに比較的低コストな低温シリコンプロセスを用いることが可能となる。
また、本実施形態において、ハイ・インピーダンス状態の走査線１１２をＨレベルからＬレベルに変化させるだけであり、このとき貫通電流が流れることがないので、消費電力の増大を抑えることもできる。

なお、本実施形態において、各フレームの最初に設けられたリセット期間Ｐyで１〜３２１行目の走査線１１２をすべてＬレベルにリセットする構成としたが、この期間を特に設けなくても良い。この理由は、走査線１１２は電圧保持性を有するので、ＨレベルからＬレベルに変化すると、その変化後のＬレベルを保持するからであり、また、Ｌレベルに変化後も、Ｌレベルのシフト信号をスイッチ４８のオンによって定期的にサンプリングするからである。ただし、ハイ・インピーダンス状態において、ノイズ等の影響によって電圧がＬレベルから変動する場合があるので、リセット期間Ｐyを設けることによって、フレームの最初にすべての走査線を確実にＬレベルにリセットすることができる、という意義はある。
また、実施形態にあっては、画素１１０におけるＴＦＴ１１６がｎチャネル型であったため、走査線１１２を選択時においてＨレベルとし、非選択時においてＬレベルとしたが、ＴＦＴ１１６がｐチャネル型にする場合、シフト信号の論理を反転させることにより、走査線１１２を選択時においてＬレベルとし、非選択時においてＨレベルとすれば良い。

さらに、本発明において、デマルチプレクサによって走査線１１２を駆動する構成において、ハイ・インピーダンス状態になることによる電位不確定を避けるために、図５（ａ）に示されるように、走査線１１２を接地電位Ｇndにプルダウンする構成としても良い。また、ＴＦＴ１１６がｐチャネル型とする場合には、図５（ｂ）に示されるように、走査線１１２を電圧Ｖddにプルアップする構成とすれば良い。また、ＴＦＴ８０のオン抵抗ではなく、ポリシリコンなどの配線部材によりプルダウン抵抗またはプルアップ抵抗を形成しても良い。
この構成によれば、走査線が選択レベル以外となるときは、常に、非選択レベルにプルダウンまたはプルアップされるので、ハイ・インピーダンス状態になることによるノイズの影響をほとんど受けない。ただし、これらの構成では、ＴＦＴ１１６がｎチャネル型であれば、走査線１１２がＨレベルに相当する電圧Ｖddとなったとき、また、ＴＦＴ１１６がｐチャネル型であれば、走査線１１２がＬレベルに相当する接地電位Ｇndとなったとき、それぞれ電源電圧間に貫通電流が流れることになるので、消費電力の点において図１に示した構成の方が有利である。

また、実施形態では、走査線１１２を、１→３２０行目の方向の順番で選択したが、後述するプロジェクタなどにおいては、机上に設置する場合もあれば、逆さの状態で天井に設置する場合もあるので、３２０→１行目の方向の順番で選択する場合と切替可能とする構成が望ましい。
ここで、３２０→１行目の方向の順番で選択する場合、ある行の走査線に対応するＴＦＴ８０のゲートを、上方向に隣接する走査線に接続すれば良い。したがって、１→３２０行目の方向の順番で選択する場合と、３２０→１行目の方向の順番で選択する場合とで切替可能とするには、１行の走査線に２つのＴＦＴ８０を設けるとともに、選択方向に応じていずれか一方を有効、他方を無効とするような構成とすれば良い。

また、上述した実施形態では、走査線ブロックを構成する走査線ｍと、データ線ブロックを構成するデータ線数ｎとを同一の「３」としたが、「２」以上であれば良く、また、ｍとｎとを互いに異なる数であっても良い。
さらに、実施形態では、画素に対する極性の反転方式を面反転方式（フレーム反転方式）としたが、走査線毎に反転させる行反転や、データ毎に反転させる列反転、行方向および列方向に画素毎に反転させる方式としても良い。
上述した説明では、１フレーム毎に書込極性を反転したが、その理由は、液晶容量１２０を交流駆動するために過ぎないので、その反転周期は２フレーム以上の周期であっても良い。
さらに、液晶容量１２０は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暗い状態となるノーマリーブラックモードとしても良い。

また、上述した説明では、書込極性の基準をコモン電極１０８に印加される電圧Ｖcomとしているが、これは、画素１１０におけるＴＦＴ１１６が理想的なスイッチとして機能する場合であり、実際には、ＴＦＴ１１６のゲート・ドレイン間の寄生容量に起因して、オンからオフに状態変化するときにドレイン（画素電極１１８）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、液晶容量については交流駆動が原則であるが、コモン電極１０８への印加電圧Ｖcomを書込極性の基準として交流駆動すると、プッシュダウンのために、負極性書込による液晶容量１２０の電圧実効値が、正極性書込による実効値よりも若干大きくなってしまう（ＴＦＴ１１６がｎチャネルの場合）。このため、実際には、書込極性の基準電圧とコモン電極１０８の電圧Ｖcomとを別々とし、詳細には、書込極性の基準電圧を、プッシュダウンの影響が相殺されるように、電圧Ｖcomよりも高位側にオフセットして設定するようにしても良い。
また、液晶に限られず、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子にも適用可能である。すなわち、本発明は、シフト信号をデマルチプレクサ４０によって走査線１１２に分配する構成の電気光学装置のすべてに適用可能である。

次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、電気光学装置１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６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係る電気光学装置１と同様であり、上位制御回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する縮小画像を形成するものである。すなわち、このプロジェクタ２１００では、表示パネル１０を含む電気光学装置１が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応して３組設けられた構成となっている。
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、ダイクロイックミラー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、左右を反転させた像を表示する構成となっている。

電子機器としては、図６を参照して説明した他にも、テレビジョンや、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、ディジタルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種の電子機器に対して上述した電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る電気光学装置の電気的な構成を示す図である。 同電気光学装置における画素の構成を示す図である。 同電気光学装置の垂直走査の動作を示す図である。 同電気光学装置の水平走査の動作を示す図である。 同電気光学装置における別例を示す図である。 同電気光学装置を適用したプロジェクタの構成を示す図である。

符号の説明

１…電気光学装置、１０…表示パネル、２０…Ｙドライバ、３０…Ｘドライバ、４０…デマルチプレクサ、４８…スイッチ、１００…表示領域、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１２０…液晶容量、２１００…プロジェクタ

Claims (6)

1. ｍ（ｍは２以上の整数）行毎にグループ化された複数行の走査線と、
   複数列のデータ線と、
   前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差に対応して設けられ、前記走査線が論理レベルの一方となったときに、スイッチオンして前記データ線に供給されたデータ信号に応じた階調となる画素と、
   前記走査線グループのいずれかの選択を示す論理信号を各走査線グループに対応して出力する走査線駆動回路と、
   前記走査線駆動回路から走査線グループに対応して出力された論理信号を当該走査線グループに属するｍ行の走査線にそれぞれ所定の順番で分配する第１デマルチプレクサと、
   前記第１デマルチプレクサにより論理レベルの一方とされた走査線を、次の走査線に論理レベルの一方が印加されたときに、論理レベルの他方に復帰させる復帰回路と、
   前記複数行の走査線のうち、論理レベルの一方とされた走査線に対応する画素の階調に応じたデータ信号を、前記データ線を介して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. 前記復帰回路は、前記複数行の走査線のそれぞれに対応して設けられ、
   一の走査線に対応する復帰回路は、当該一の走査線と論理レベルの他方の給電線との間でオンするスイッチである
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記複数行の走査線を順番に選択する前に、前記複数行の走査線を、前記論理レベルの他方にリセットする
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記復帰回路は、前記複数行の走査線のそれぞれに対応して設けられ、
   一の走査線に対応する復帰回路は、当該一の走査線を、論理レベルの他方にプルダウンまたはプルアップする
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
5. 前記複数列のデータ線は、ｎ（ｎは２以上の整数）列毎にグループ化され、
   前記データ線駆動回路は、
   画素の階調に応じたデータ信号を、各データ線グループに対応して出力するデータ信号供給回路と、
   グループ化されたｎ列のデータ線を所定の順番で選択する動作を、各グループにわたって実行するとともに、各データ線グループに対応して出力されたデータ信号を各データ線グループで選択されたデータ線に供給する第２デマルチプレクサと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
6. 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。

Images