JP2011002483A - 電気光学装置の駆動方法、電気光学装置、並びに、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学装置において、トランジスタの耐圧を大きくすることなく、コントラストを向上させる。
【解決手段】電気光学装置１は、複数の第１のサブフィールド期間の各々において、スイッチング素子をオン状態とする走査信号を複数の走査線１１２に順次供給して、走査線１１２ごとに画素１１０を選択すると共に、選択された画素１１０の画素電極１１８に表示すべき階調に応じた２値の信号電圧を書き込み、一又は複数の第２のサブフィールド期間の各々において、スイッチング素子をオン状態とする走査信号を複数の走査線１１２に順次供給して、走査線１１２ごとに画素１１０を選択すると共に、選択された画素１１０の画素電極１１８に共通電極１０８に供給している電圧を書き込む駆動手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶など電気光学物質を用いた電気光学装置の駆動方法、電気光学装置、並びに、電子機器の技術分野に関する。

電気エネルギーによって光学特性が変化する電気光学物質として、液晶が知られている。液晶は印加電圧に応じて透過率が変化する。この透過率の変化は、液晶分子の配向状態が印加電圧に応じて変化することによって得られる。また、液晶には、直流電圧を長時間印加すると、配向状態が元に戻りにくくなる性質がある。このため、液晶を表示装置に適用した液晶表示装置では、電気光学素子たる液晶素子に印加する電圧の極性を反転する交流駆動が採用される。

一般的に、この種の液晶表示装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線とデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素を備え、これらの複数の画素は、画素電極、対向電極、及びこれら画素電極と対向電極との間に挟持された液晶からなる液晶素子を有する。また、この液晶素子への印加電圧を反転する手法として、対向電極の電位（以下、対向電極電位と称する）を固定し、データ線を介して供給するデータ電位の極性を、対向電極電位を中心して反転させるものが知られている。

特に、特許文献１等では、この種の液晶表示装置において階調表示を行う場合に、電圧変調方式に代わるものとして、１フィールドを複数のサブフィールドに分割するとともに、各サブフィールドにおいて画素（液晶素子）にオンまたはオフ電圧を印加して、１フィールドにおいて画素にオン電圧（またはオフ電圧）が印加される時間の割合を変化させることによって階調表示を行う技術、所謂、デジタル時分割駆動によって階調表示を行う技術が開示されている。

特開２００３−１１４６６１号公報 特開２００８−２０７０６３号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された技術おいて、画素電極に対向する対向電極に供給するコモン電圧を画素電極の電位を基準として反転するコモン反転方式を採用することができる。例えば、コモン反転時に画素電極に印加されるデータ電位がHIGH(5V)であったとする。コモン反転動作によってコモン電圧が0V→5Vに変化すると、液晶容量を挟んでデータ線の電位が上昇し、5V+5V=10Vになる。この時、画素回路を構成するトランジスタの耐圧が10V以上ないと、回路を破壊する恐れがある。耐圧の低いトランジスタを用いる場合には、コモン反転時にデータ電位をLOW(0V)にセットする必要がある。
一方、焼き付き防止のためコモン反転は1フィールド毎に実行する。具体的には、コモン反転はあるフィールドと次のフィールドの間に実施する必要がある。

ここで、１フィールドを構成する最後のサブフィールドでコモン電圧と同じ電圧を書き込むと、コモン電圧を反転した場合にもトランジスタに印加される電圧を５Ｖにすることができ、耐圧の低いトランジスタを用いることができる。
しかしながら、この場合には、１つサブフィールドをコモン電圧と同じ電圧を書き込むために用いるので、当該サブフィールドは階調表示に寄与しないので、コントラストが低下してしまうといった問題がある。すなわち、トランジスタの耐圧とコントラストとはトレードオフの関係にある。

本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、トランジスタのタ耐圧を大きくすることなく、コントラストを向上させる液晶装置などを提供することを解決課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る液晶装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して夫々設けられた複数の画素を備え、前記複数の画素の夫々は、画素電極、共通電極、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された液晶からなる液晶素子、並びに、前記画素電極と前記データ線との間に設けられ前記走査線を介して供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態のうちいずれか一方の状態となるように制御されるスイッチング素子を夫々有するものであって、フィールド期間を複数のサブフィールド期間で構成したとき、前記複数のサブフィールド期間は、複数の第１のサブフィールド期間と一又は複数の第２のサブフィールド期間からなり、前記複数の第１のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に表示すべき階調に応じた２値の信号電圧を書き込み、前記一又は複数の第２のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に前記共通電極に供給している電圧を書き込む駆動手段と、前記共通電極に、第１電圧と第２電圧とのうちいずれかを供給すると共に、前記第１のサブフィールド期間と前記第２のサブフィールド期間の間に設けられた反転期間において、前記共通電極に供給する電圧を前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方から他方へ切り替える極性反転手段とを備え、前記第１のサブフィールドにおいてオン電圧とした場合に前記液晶の透過率が最大となるように、前記画素電極と前記共通電極との間の距離であるセル厚を設定した、ことを特徴とする。

この発明によれば、フィールド期間は、階調表示に寄与する第１のサブフィールド期間と、階調表示に寄与しない第２のサブフィールド期間から構成される。そして、第２のサブフィールド期間では、共通電極に供給する電圧の極性を反転するために、各画素回路の画素電極に共通電極の電圧と同じ電圧が書き込まれる。これによって、スイッチング素子の耐圧を下げることができる。その一方で、第１のサブフィールド期間の長さをＴ１、第２のサブフィールド期間の長さをＴ２とすると、階調表示に寄与する期間はＴ１／（Ｔ１＋Ｔ２）となる。ここで、液晶には印加電圧と透過率との関係において、印加電圧が高いほど透過率が単調に増加するのではなく、所定の電圧で透過率を最大となり、最大となる透過率がセル厚に応じて変化するものがある。この発明はそのような液晶を用いるものであり、第１のサブフィールドにおいてオン電圧とした場合に液晶にはＴ１／（Ｔ１＋Ｔ２）倍の電圧が平均値として印加され、このとき、液晶の透過率が最大となるようにセル厚を設定してある。よって、スイッチンク素子の耐圧を下げると共にコントラストの向上を図ることができる。

上述した液晶装置において、前記駆動手段は、前記２値の信号電圧として前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方を前記画素に供給することが好ましい。この場合には、共通電極に供給する電圧と階調表示のための電圧が一致するので、別途、電源を備える必要がない。
また、上述した液晶装置において、前記液晶の配向特性は垂直配向であることが好ましい。配向特性は垂直配向である液晶は、所定の電圧で透過率を最大となり、最大となる透過率がセル厚に応じて変化するのが一般的である。

また、上述した液晶装置において、前記複数の画素の各々には、Ｒ色の光を透過するカラーフィルタ、Ｂ色の光を透過するカラーフィルタ、及びＧ色の光を透過するカラーフィルタのいずれかが設けられ、前記セル厚は、前記Ｇ色の光が前記液晶に入射した場合に、前記液晶の透過率が最大となるように設定されることが好ましい。液晶には、波長に応じて印加電圧−透過率の特性が相違するものがあるが、そのような液晶を採用しても、Ｒ色、Ｂ、及びＧ色のうち最も輝度に寄与するのはＧ色である。この発明によれば、Ｇ色に着目してセル厚を設定するので、スイッチンク素子の耐圧を下げると共にコントラストの向上を図ることができる。さらに、Ｒ色、Ｇ色、及びＢ色ごとにセル厚を設定する必要もないので、製造工程が複雑化して製造コストが上昇することもない。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した液晶装置を備える。そのような電子機器としては、ディスプレイ、コンピュータ、携帯電話、携帯情報端末などが該当する。

次に、本発明に係る液晶装置の駆動方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して夫々設けられた複数の画素を備え、前記複数の画素の夫々は、画素電極、共通電極、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された液晶からなる液晶素子、並びに、前記画素電極と前記データ線との間に設けられ前記走査線を介して供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態のうちいずれか一方の状態となるように制御されるスイッチング素子を夫々有する液晶装置を駆動する方法であって、フィールド期間を複数のサブフィールド期間で構成したとき、前記複数のサブフィールド期間は、複数の第１のサブフィールド期間と階調表示に寄与しない第２のサブフィールド期間からなり、前記複数の第１のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に表示すべき階調に応じた２値の信号電圧を書き込み、前記一又は複数の第２のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に前記共通電極に供給している電圧を書き込み、前記共通電極に、第１電圧と第２電圧とのうちいずれかを供給すると共に、前記第１のサブフィールド期間と前記第２のサブフィールド期間の間に設けられた反転期間において、前記共通電極に供給する電圧を前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方から他方へ切り替え、前記画素電極と前記共通電極との間の距離であるセル厚に対して、前記第１のサブフィールド期間においてオン電圧とした場合に前記液晶の透過率が最大となるように、前記フィールド期間に占める前記第１のサブフィールド期間の長さの割合を定めた、ことを特徴とする。この発明によれば、スイッチンク素子の耐圧を下げると共にコントラストの向上を図ることができる。

上述した液晶装置の駆動方法は、 前記複数の画素の各々には、Ｒ色の光を透過するカラーフィルタ、Ｂ色の光を透過するカラーフィルタ、及びＧ色の光を透過するカラーフィルタのいずれかが設けられ、前記Ｇ色の光が前記液晶に入射した場合に、前記液晶の透過率が最大となるように前記フィールド期間に占める前記第１のフィールド期間の長さの割合を定めたことを特徴とする。液晶には、波長に応じて印加電圧−透過率の特性が相違するものがあるが、そのような液晶を採用しても、Ｒ色、Ｂ、及びＧ色のうち最も輝度に寄与するのはＧ色である。この発明によれば、Ｇ色に着目してセル厚を設定するので、スイッチンク素子の耐圧を下げると共にコントラストの向上を図ることができる。さらに、Ｒ色、Ｇ色、及びＢ色ごとにセル厚を設定する必要もないので、製造工程が複雑化して製造コストが上昇することもない。

第１実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る画素１１０の詳細な構成を示す図であり、ｉ行およびこれに隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列およびこれに隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成を示した模式図である。 第１実施形態に係る電気光学装置におけるサブフィールドの構成を示す模式図である。 第１実施形態に係るサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４における走査線の選択と反転期間Ｔａの関係を示す模式図である。 第１実施形態に係るセル厚が異なる場合のＶＲ特性を示すグラフである。 第１実施形態に係るパルス幅-反射率特性を示すグラフである。 第２実施形態に係るセル厚を一定として波長を変えた場合のＶＲ特性を示すグラフである。 本実施形態および変形例に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 本実施形態および変形例に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話機の構成を示す斜視図である。 本実施形態および変形例に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たる情報携帯端末の構成を示す斜視図である。

＜１．第１実施得形態＞
＜１−１：全体構成＞
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。
この図１に示されるように、電気光学装置１は、制御回路１０、メモリ２０、変換テーブル３０、表示領域１００、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０に大別される。このうち、制御回路１０は、後述するように各部を制御するものである。

表示領域１００には、画素がマトリクス状に配列している。詳細には、表示領域１００には、２１６０行の走査線（書込走査線）１１２が図において水平のＸ方向に延在し、３８４０列のデータ線１１４が走査線１１２と電気的な絶縁を保ちつつ、図において垂直のＹ方向に延在している。そして、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差に対応するように画素１１０がそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態において、画素１１０は、縦２１６０行×横３８４０列のマトリクス状に配列することになるが、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。

メモリ２０は、縦２１６０行×横３８４０列で配列する画素に対応した記憶領域を有し、各記憶領域は、それぞれに対応する画素１１０の表示データＤaを記憶する。表示データＤaは、画素１１０の明るさ（階調レベル）を指定するものであり、本実施形態では、「０」から「１５」まで、「１」毎の刻みの１６段階で指定する。ここで、階調レベル「０」が最低階調の黒色を指定し、階調レベルが上がるにつれて徐々に明るさが増し、階調レベル「１５」が最高階調の白色を指定するものとする。
なお、この表示データＤaは、図示しない上位装置から供給されて、制御回路１０により画素に対応する記憶領域に記憶される一方で、表示領域１００で走査される画素に対応したものがメモリ２０から読み出される構成となっている。

変換テーブル３０は、メモリ２０から読み出された表示データＤaを、当該表示データＤaで指定される階調レベル、および、サブフィールドにしたがって、画素１１０（液晶素子）にオンまたはオフ電圧のどちらを印加するのかを示すデータＤbに変換するものである。より具体的には。変換テーブル３０は表示すべき階調レベルとＳＦコードとを対応付けて記憶している。ＳＦコードは、後述するサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４毎に、液晶素子１２０にオン電圧またはオフ電圧のいずれかを指定する。これにより、メモリ２０から読み出された表示データＤaは、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４毎に、液晶素子１２０にオンまたはオフ電圧のいずれかを指定するデータＤbに変換される。

＜１−２：画素の構成＞
説明の便宜上、画素１１０の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る画素１１０の詳細な構成を示す図であり、ｉ行およびこれに隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列およびこれに隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成を示した模式図である。ここで、ｉ、（ｉ＋１）とは、画素１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であって、本実施形態では、１以上２１６０以下の整数であり、ｊ、（ｊ＋１）とは、画素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３８４０以下の整数である。

図２に示されるように、各画素１１０は、ｎチャネル型のトランジスタ（ＭＯＳ型ＦＥＴ）１１６と液晶素子１２０とを含む。
ここで、各画素１１０については互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列に位置するものに代表して説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０におけるトランジスタのゲート電極はｉ行目の走査線１１２に接続される一方、そのソース電極はｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極は液晶素子１２０の一端たる画素電極１１８に接続されている。また、液晶素子１２０の他端は、共通電極１０８である。この共通電極１０８は、全ての画素１１０にわたって共通であって、本実施形態ではコモン電圧ＬＣcomに保たれている。

表示領域１００は、走査線１１２や、データ線１１４、トランジスタ１１６、画素電極１１８などが形成された素子基板と、共通電極１０８が形成された対向基板とが一定の間隙を保って、電極形成面が互いに対向するように貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶１０５が封止された構成となっている（図示省略）。このため、本実施形態において液晶素子１２０は、画素電極１１８と共通電極１０８とが液晶１０５を挟持した構成となる。
なお、本実施形態では、素子基板に半導体基板を用い、対向基板にガラス等の透明基板を用いて、液晶素子１２０を反射型としたＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）型である。このため、素子基板には、走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０のほかに、制御回路１０や、メモリ２０、変換テーブル３０をすべて形成した構成としても良い。

この構成において、走査線１１２に選択電圧（走査信号）を印加して、トランジスタ１１６（スイッチング素子）をオン（導通）させるとともに、画素電極１１８に、データ線１１４およびオン状態のトランジスタ１１６を介して、データ信号を供給すると、選択電圧を印加した走査線１１２とデータ信号を供給したデータ線１１４との交差に対応する液晶素子１２０には、当該データ信号の電圧と共通電極１０８に印加された電圧ＬＣcomとの差電圧が書き込まれる。なお、走査線１１２が非選択電圧になると、トランジスタ１１６がオフ（非導通）状態となるが、液晶素子１２０では、トランジスタ１１６が導通状態となったときに書き込まれた電圧が、その容量性により保持される。

本実施形態において、液晶素子１２０はノーマリーブラックモードに設定されている。このため、液晶素子１２０の反射率（透過型とした場合には透過率）は、画素電極１１８および共通電極１０８とによる差電圧の実効値が小さくなるにつれて暗くなり、電圧無印加状態においてほぼ黒色となる。ただし、本実施形態において、画素電極１１８には、上記差電圧を飽和電圧以上とさせるオン電圧、または、しきい値電圧以下のオフ電圧のいずれか一方の電圧のみが印加される。

ノーマリーブラックモードにおいて、最も暗い状態の反射率を相対反射率０％とし、最も明るい状態の反射率を相対反射率１００％としたとき、液晶素子１２０に印加される電圧のうち、相対反射率が１０％となる電圧を光学的しきい値電圧といい、相対反射率が９０％となる電圧を光学的飽和電圧という。電圧変調方式（アナログ駆動）において、液晶素子１２０を中間調（灰色）とさせる場合には、液晶１０５に光学的飽和電圧以下の電圧が印加されるように設計される。このため、液晶１０５の反射率は、液晶１０５の印加電圧にほぼ比例した値となる。

これに対して、本実施形態では、液晶素子１２０に印加する電圧としては、オン電圧とオフ電圧との２つのみを用いて階調表示が行われる。詳細には、本実施形態における階調表示は、１フィールドを複数のサブフィールドに分割するとともに、液晶素子１２０にオンまたはオフ電圧を印加する期間を、サブフィールドを単位として配分することによって実行される。

本実施形態において、液晶１０５としては、垂直配向タイプのものを用いることができる。垂直配向タイプの液晶１０５には、セル厚（素子基板と対向基板との距離）、又は波長に応じて印加電圧−反射率特性（以下、ＶＲ特性と称する）が変化するといった特徴がある。

＜１−３：サブフィールド構成＞
本実施形態におけるサブフィールドの構成について、図３を参照して説明する。ここで、図３は、第１実施形態に係る電気光学装置におけるサブフィールドの構成を示す模式図である。
この図３において、１フィールドとは、１枚分の画像を形成するのに要する期間をいい、ノンインターレース方式におけるフレームと同義であって、１６．７ミリ秒（６０Ｈｚの１周波数分）で一定である。

この図３に示されるように、本実施形態において１フィールドの期間は、２４個のサブフィールドに分割されている。各サブフィールドについて、１フィールドの最初から順番にｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、…、ｓｆ２４と呼ぶことにする。

＜１−４：走査線駆動回路＞
次に、走査線駆動回路１３０は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４の夫々において、順次排他的に有効となる走査信号Ｇ１、Ｇ２、…Ｇ２１６０を生成する。これによって、走査線を１、２、３、４、…、２１５９、２１６０行目という順番で選択が行われる。走査信号Ｇ１、Ｇ２、…Ｇ２１６０が順次有効になると、１、２、３、４、…、２１５９、２１６０行目の画素１１０においてトランジスタ１１６がオン状態となる。このように行単位で複数の画素１１０が選択され、データ線１１４を介してデータ信号（信号電位）が画素電極１１８に書き込まれる。なお、各行の画素においてサブフィールドに相当する期間は、走査線が選択されてオンまたはオフ電圧が書き込まれた後、再び走査線が選択されるまでの期間である。

＜１−５：データ線駆動回路＞
データ線駆動回路１４０は、変換テーブル３０により変換されたデータＤbを、制御回路１０で指定された極性の電圧に変換して、当該データＤbに対応する列のデータ線１１４にデータ信号として供給するものである。詳細には、データ線駆動回路１４０は、変換テーブル３０により変換されたデータＤbが液晶素子１２０に対してオン電圧の印加を示す「１」である場合であって、制御回路１０により正極性書込が指定されていれば電圧ＶHに、負極性書込が指定されていれば電圧Lに、それぞれ変換する一方、液晶素子１２０に対してオフ電圧の印加を示す「０」である場合であって、正極性書込が指定されていれば電圧ＶLに、負極性書込が指定されていれば電圧ＶHに、それぞれ変換する。
一方、共通電極１０８に供給されるコモン電圧ＬＣcomは、制御回路１０により正極性書込が指定される場合にＶLとなり、負極性書込が指定される場合にＶHとなる。

＜１−６：極性反転制御＞
次に、液晶素子に印加する電圧の極性反転について説明する。図４に、サブフィールｓｆ１〜ｓｆ２４における走査線の選択と反転期間Ｔａの関係を示す。
この図において、１フィールドの最後のサブフィールドｓｆ２４では、オフ電圧「０」を全ての画素回路１１０に対して書き込む。これによって、データ線１１４の電圧をコモン電圧ＬＣcomと一致させることができる。例えば、コモン電圧ＬＣcomが電圧ＶHであれば、データ線１１４の寄生容量及び画素電極１１８には、電圧ＶHが書き込まれ、コモン電圧ＬＣcomが電圧ＶLであれば、データ線１１４の寄生容量及び画素電極１１８には、電圧ＶLが書き込まれる。
次に、反転期間Ｔａにおいてコモン電圧ＬＣcomの極性が反転される。具体的には直前のコモン電圧ＬＣcomが電圧ＶHであれば電圧ＶLに、電圧ＶLであれば電圧ＶHに遷移する。
これにより、フィールド毎に、液晶素子１２０に印加する電圧の極性を所定周期で反転させることができる。ここで、サブフィールドｓｆ２４では、オフ電圧が書き込まれるので、サブフィールドｓｆ２４が終了した時点では、全ての画素回路１１０の画素電極１１８の電位とデータ線１１４の電位が一致している。この状態で共通電極１０８のコモン電圧ＬＣcomの極性が反転すると、画素電極１１８の電位はＶH−ＶLだけ変化する。一方、データ線１１４には寄生容量が付随するので、その電位に変化はない。反転期間Ｔａにおいて極性反転を行った場合に、画素回路１１０のトランジスタ１１６のドレイン・ソース間に印加される電圧は、ＶH−ＶLとなる。よって、トランジスタ１１６の耐圧を下げることができる。

＜１−７：セル厚とＶＲ特性の関係＞
次に、本実施形態におけるセル厚の設定について説明する。本実施形態で採用する垂直配向方式の液晶１０５では、セル厚または波長によって、ＶＲ特性が変化する。図５にセル厚が異なる場合のＶＲ特性を示す。
本実施形態では、オン電圧「１」を書き込む場合に液晶素子１２０に５Ｖが印加されるようになっており、ＶH＝５Ｖであり、ＶL＝０Ｖである。液晶への印加電圧が最大となるとき、最大の反射率が得られるようにセル厚を設定するのが、通常の設計である。
この例では、液晶素子１２０への最大印加電圧が５Ｖとなるので、図５に示すＶＲ特性では、セル厚が１．４μｍが最適となる。一方、セル厚が１．６μｍでは、４．５Ｖが最大反射率になり、セル厚が１．８μｍでは、３．９Ｖが最大反射率になる。

図６にパルス幅-反射率特性を示す。印加電圧は、電圧ＶH＝５Ｖ、電圧ＶL＝０Ｖである。セル厚が１．４μｍのケースでは、パルス幅が全てのサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４で電圧ＶHのとき反射率が最大になる。一方、セル厚１．６μｍのケースでは、パルス幅が２３サブフィールドのときに最大になる。これは図５に示すＶＲ特性によれば、セル厚が１．６μｍでは、印加電圧が５Ｖではなく４．５Ｖで最大反射率になることに起因している。すなわち、電圧ＶH＝５Ｖの印加状態が続くよりも間欠的に(１ｓｆ分)に電位が低下した場合は、４〜４．５Ｖ印加されている効果が得られ、全てのサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４で電圧ＶHを印加するときよりも反射率が増加するのである。本実施形態では、階調表示に寄与するサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２３において電圧ＶHを印加した場合に反射率が最大となるようにセル厚を設定している。具体的には、セル厚を１．６μｍに設定している。

以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置１は、セル厚に応じて反射率が変変化する液晶を採用し、極性反転のために１フィールドを構成する最後のサブフィールドでコモン電圧ＬＣcomと同じ電圧を画素回路１１０に書き込み、書き込みが終了した後にコモン電圧ＬＣcomの極性を反転させた。この場合には、最後のサブフィールドが階調表示に寄与しない。しかしながら、階調表示に寄与するサブフィールドにおいてオン電圧とした場合に反射率が最大となるようにセル厚を設定したので、最後のサブフィールドを極性反転のために用いても、最大の反射率を得ることができ高いコントラストを維持できるといった効果を奏する。

＜２．第２の実施形態＞
第２実施形態に係わる電気光学装置は、Ｇ色のＶＲ特性に基づいてセル厚を設定する点を除いて、第１実施形態の電気光学装置と同様に構成されている。
垂直配向方式の液晶は、印加電圧のみならず波長によっても反射率が変化する。第２実施形態の電気光学装置においては、対向基板にカラーフィルターが設けられており、各画素はＲ色、Ｇ色、及びＢ色のいずれかに対応している。
図７にセル厚を一定として波長を変えた場合のＶＲ特性を示す。第１実施形態と同様に最大の効果を得るためには、Ｒ色、Ｇ色、及びＢ色の各々のＶＲ特性が、４．５Ｖ付近で最大反射率になるようにセル厚を調整する方法もある。この場合には、３種類のセル厚を作成する必要があり、製造工程が複雑化すると共に製造コストが上昇してしまう。
このため、第２実施形態では、最も光量の高い色（この例では、Ｇ色）にＶＲ特性を合わせ込む。すなわち、Ｇ色の波長で、階調表示に寄与するサブフィールドにおいてオン電圧とした場合に反射率が最大となるようにセル厚を設定する。
Ｇ色の輝度に対する寄与率は、Ｂ色及びＲ色に対してかなり大きいため、十分効果がある。

＜３．変形例＞
（１）上述した実施形態においては、１フィールドに１回、コモン電圧ＬＣcomの極性を反転したが、これを１フィールドに複数回行ってもよい。この場合、極性反転の直前のサブフィールドにおいて、コモン電圧ＬＣcomと等しい電圧を全ての画素回路１１０に書き込む。そして、セル厚は、階調表示に寄与するサブフィールド（コモン電圧ＬＣcomと等しい電圧を書き込むサブフィールドを除く）においてオン電圧とした場合に反射率が最大となるようにセル厚を設定すればよい。この変形例によれば、極性反転の周期を短くできるので、フリッカを防止できる。

（２）上述した実施形態及び変形例では、反射型の液晶装置を想定したが、透過型の液晶装置であってもよいことは勿論である。そして、実施形態では、液晶の反射率として説明したが、これは液晶の透過率と同義である。すなわち、液晶１０５は、セル厚に応じて印加電圧−透過率の特性が変化する。

（３）上述した実施形態及び変形例では、コモン電圧ＬＣcomは電圧ＶH、電圧ＶLであり、階調表示のために画素に書き込む電圧も電圧ＶH、電圧ＶLであり、両者は一致していた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、階調表示のために画素に書き込む電圧が電圧ＶHとは異なる電圧Ｖa、電圧ＶLとは異なる電圧Ｖbであってもよい。但し、反転期間Ｔａの直前のサブフィールドでは、実施形態と同様にコモン電圧ＬＣcomと同じ電圧（ＶH又はＶL）を書き込むのが好ましい。

（４）上述した実施形態及び変形例では、液晶１０５に印加される平均電圧、すなわち、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４のうち、階調表示に寄与するサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２３を第１のサブフィールド、階調表示に寄与しないサブフィールドｓｆ２４を第２のサブフィールドとし、第１のサブフィールドの時間をＴ１、第２のサブフィールドの時間をＴ２とし、液晶１０５に印加されるオン電圧（画素電極と共通電極との間の電圧）をＶｗとしたとき、液晶１０５にはＶｗ・Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が平均電圧として印加される。そして、そのような平均電圧Ｖｗ・Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が印加された場合に液晶１０５の反射率（透過率）が最大になるようにセル厚が設定された。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、セル厚が最初に設定され、設定されたセル厚を前提として、液晶の透過率が最大になるようにＴ１／（Ｔ１＋Ｔ２）を選んでもよい。すなわち、フィールドに占める１のサブフィールドの長さの割合を定めてもよい。
また、Ｇ色の光が前記液晶に入射した場合に、液晶１０５の透過率が最大となるように１フィールド（Ｔ１＋Ｔ２）に占める第１のフィールドの長さの割合Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）を定めてもよい。

（５）上述した実施形態及び変形例では、各サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ２４の長さが等しいものとして説明したが、サブフィールドの長さを重み付けし、これによって階調を表現してもよい。なお、極性反転のために用いる反転期間Ｔａの直前のサブフィールドは、コモン電圧ＶＣcomを書き込むのに必要な時間を割り当てればよい。

＜４．電子機器＞
次に、上述した実施形態および変形例に係る電気光学装置１を適用した電子機器について説明する。図８に、電気光学装置１を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。

図９に、電気光学装置１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１に表示される画面がスクロールされる。

図１０に、電気光学装置１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１に表示される。

なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図８〜図１０に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、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、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部として、前述した電気光学装置１が適用可能である。

尚、上述した第１乃至第３実施形態では、各サブフィールドの期間の長さを異ならせ、サブフィールドに重み付けを行った液晶表示装置について説明したが、本発明は、各サブフィールドの期間の長さを同一にした液晶表示装置に適用可能である。また、上述した第１乃至第３実施形態では、１つのフィールドにサブフィールドを８個、有する液晶表示装置について説明したが、本発明は、１つのフィールドにサブフィールドをＮ個（但し、Ｎは２以上の整数）、有する液晶表示装置に適用可能である。

本発明は電気光学装置の駆動方法、電気光学装置、並びに、電子機器に利用可能である。

１…電気光学装置、１０…制御回路、２０…メモリ、３０…変換テーブル、１００…表示パネル、１０５…液晶、１０８…共通電極、１１０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…トランジスタ、１１８…画素電極、１２０…液晶容量、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路。

Claims (7)

1. 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して夫々設けられた複数の画素を備え、前記複数の画素の夫々は、画素電極、共通電極、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された液晶からなる液晶素子、並びに、前記画素電極と前記データ線との間に設けられ前記走査線を介して供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態のうちいずれか一方の状態となるように制御されるスイッチング素子を夫々有する液晶装置であって、
   フィールド期間を複数のサブフィールド期間で構成したとき、前記複数のサブフィールド期間は、複数の第１のサブフィールド期間と一又は複数の第２のサブフィールド期間からなり、
   前記複数の第１のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に表示すべき階調に応じた２値の信号電圧を書き込み、前記一又は複数の第２のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に前記共通電極に供給している電圧を書き込む駆動手段と、
   前記共通電極に、第１電圧と第２電圧とのうちいずれかを供給すると共に、前記第１のサブフィールド期間と前記第２のサブフィールド期間の間に設けられた反転期間において、前記共通電極に供給する電圧を前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方から他方へ切り替える極性反転手段とを備え、
   前記第１のサブフィールドにおいてオン電圧とした場合に前記液晶の透過率が最大となるように、前記画素電極と前記共通電極との間の距離であるセル厚を設定した、
   ことを特徴とする液晶装置。
2. 前記駆動手段は、前記２値の信号電圧として前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方を前記画素に供給することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記液晶の配向特性は垂直配向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記複数の画素の各々には、Ｒ色の光を透過するカラーフィルタ、Ｂ色の光を透過するカラーフィルタ、及びＧ色の光を透過するカラーフィルタのいずれかが設けられ、
   前記セル厚は、前記Ｇ色の光が前記液晶に入射した場合に、前記液晶の透過率が最大となるように設定されることを特徴とする請求項１乃至３のうち１項に記載の液晶装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
6. 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して夫々設けられた複数の画素を備え、前記複数の画素の夫々は、画素電極、共通電極、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された液晶からなる液晶素子、並びに、前記画素電極と前記データ線との間に設けられ前記走査線を介して供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態のうちいずれか一方の状態となるように制御されるスイッチング素子を夫々有する液晶装置の駆動方法であって、
   フィールド期間を複数のサブフィールド期間で構成したとき、前記複数のサブフィールド期間は、複数の第１のサブフィールド期間と一又は複数の第２のサブフィールド期間からなり、
   前記複数の第１のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に表示すべき階調に応じた２値の信号電圧を書き込み、前記一又は複数の第２のサブフィールド期間の各々において、前記スイッチング素子をオン状態とする走査信号を前記複数の走査線に順次供給して、前記走査線ごとに前記画素を選択すると共に、選択された画素の前記画素電極に前記共通電極に供給している電圧を書き込み、
   前記共通電極に、第１電圧と第２電圧とのうちいずれかを供給すると共に、前記第１のサブフィールド期間と前記第２のサブフィールド期間の間に設けられた反転期間において、前記共通電極に供給する電圧を前記第１電圧と前記第２電圧とのうち一方から他方へ切り替え、
   前記画素電極と前記共通電極との間の距離であるセル厚に対して、前記第１のサブフィールド期間においてオン電圧とした場合に前記液晶の透過率が最大となるように、前記フィールド期間に占める前記第１のサブフィールド期間の長さの割合を定めた、
   ことを特徴とする液晶装置の駆動方法。
7. 前記複数の画素の各々には、Ｒ色の光を透過するカラーフィルタ、Ｂ色の光を透過するカラーフィルタ、及びＧ色の光を透過するカラーフィルタのいずれかが設けられ、
   前記Ｇ色の光が前記液晶に入射した場合に、前記液晶の透過率が最大となるように前記フィールド期間に占める前記第１のフィールド期間の長さの割合を定めたことを特徴とする請求項６に記載の液晶装置の駆動方法。
   

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