JP2013137350A

JP2013137350A - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器

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Publication number: JP2013137350A
Application number: JP2011287145A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Mizusako; 和久水迫; Hiroyuki Hosaka; 宏行保坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US9858890B2; US20130169703A1

Abstract

【課題】画素に直流電圧成分が印加されるのを抑えてオーバードライブ駆動を行う。
【解決手段】液晶表示装置１は、１フレームを２つのフィールドに分けて液晶パネル１００の画素１１０を駆動する。液晶表示装置１は、前フレームと現フレームとで画素の階調が異なる場合には、オーバードライブ駆動を行う。液晶表示装置１は、第１フィールドにおいては、画素の階調に応じた電圧を正極性電圧で書き込み、第２フィールドにおいては、画素の階調に応じた電圧を負極性電圧で書き込む。液晶表示装置１は、オーバードライブ駆動を行う際には、第１フィールドと第２フィールドの両方のフィールドでオーバードライブ駆動を行う。オーバードライブを行う際には、画素の階調を補正するが、この補正量を第１フィールドと第２フィールドとで同じにする。
【選択図】図１

Description

本発明は電気光学装置におけるオーバードライブ駆動の技術に関する。

液晶表示装置の液晶の応答を高速化する技術としてオーバードライブと呼ばれる技術があり、この技術を用いた発明として、例えば特許文献１に開示された液晶表示装置がある。この液晶表示装置は、１フレームを複数のフィールドに分割して液晶を交流駆動する。そして、フレームが切り替わった最初のフィールドでオーバードライブ処理を行い、他のフィールドにおいては、オーバードライブ処理を行わない。また、この液晶表示装置は、１フレーム毎に最初のフィールドで液晶に印加する電圧の極性を切り替える。これにより、オーバードライブを行うときに液晶に印加する電圧の極性は、正極性と負極性とが１フレーム毎に交互に切り替わる。

特開２００９−１２８５０４号公報

特許文献１に開示された液晶表示装置によれば、オーバードライブ処理が行われるときに液晶に印加される電圧の極性は、正極性または負極性の一方にならずに交互に変化する。このため、オーバードライブ処理を行うときに液晶に印加する電圧の極性を正極性または負極性の一方にのみ固定する構成と比較すると、液晶に印加される直流電圧成分を抑えられるとされている。
しかしながら、動画の場合においては、フレームの前後で階調が変化しない場合があり、階調が変化しなかった場合にはオーバードライブ処理を行わないこととなる。この場合、例えば正極性の電圧を印加した後に負極性の電圧を印加しないこととなり、液晶に直流成分が印加されることとなる。また、特許文献１の液晶表示装置においては、ある画素について、階調が変化する場合、正極性電圧を印加するときの補正量と負極性電圧を印加するときの補正量が同じとはならず、オーバードライブの補正量が異なる場合がある。例えば正極性電圧を印加するときの補正量が負極性電圧を印加するときの補正量より大きい場合が続いたような場合、液晶に直流電圧成分が印加されてしまうこととなる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、画素に直流電圧成分が印加されるのを抑えてオーバードライブ駆動を行うことにある。

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データ線との交差に対応してそれぞれ設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、前記データ線の電圧に応じた階調となる画素と、現フレームの１フレーム前の前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データを記憶するメモリーと、現フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データと、前記メモリーに記憶された前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データとに基づいて、現フレームの映像データにオーバードライブ処理を施した補正データを出力する映像処理部と、前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として高位である正極性電圧を前記データ線に印加する正極性フィールドと、前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として低位である負極性電圧を前記データ線に印加する負極性フィールドのそれぞれのフィールドにおいて、前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、画素の階調を表すデータを取得し、前記正極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記正極性電圧を前記データ線に印加し、前記負極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記負極性電圧を前記データ線に印加するデータ線駆動回路と、を有し、１フレームを２ｎ個（ｎは１以上の整数）のフィールドに分割し、２ｎ個のうちの半分のフィールドは前記正極性フィールドとし、前記正極性フィールド以外のフィールドは前記負極性フィールドとし、当該２ｎ個のフィールドのうちの予め定められた複数個のフィールドにおいては、前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給され、且つ、前記正極性フィールドの数と前記負極性フィールドの数とが同じであることを特徴とする。
本発明によれば、オーバードライブ処理が正極性フィールドと負極性フィールドで行われ、オーバードライブにより画素に印加される電圧が、正極性と負極性で対象となるため、画素に直流電圧成分が印加されるのを抑えてオーバードライブ駆動を行うことができる。

前記電気光学装置においては、前記２ｎ個のフィールドのうちの最初の第１フィールドにおいては前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給される構成としてもよい。
この構成によれば、フレームの切り替わりの直後にオーバードライブ駆動が行われるため、画素の階調の変化を速くすることができる。

また、前記電気光学装置においては、前記第１フィールドの次の第２フィールドにおいては、前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給され、前記第２フィールドにおいては、第１フィールドとは異なる極性の電圧が前記画素に印加される構成としてもよい。
この構成によれば、第１フィールドに続けて第２フィールドでもオーバードライブ駆動が行われるため、画素の階調の変化を速くすることができる。

また、前記電気光学装置においては、前記メモリーには、前記第２フィールド以後のフィールドで現フレームの映像データが書き込まれる構成としてもよい。
この構成によれば、現フレームの映像データが書きこまれた以降は、オーバードライブ処理を行わないようにすることができる。

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概念することが可能である。また、本発明は、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。

液晶表示装置１の構成を示したブロック図。画素１１０の構成を示した図。液晶パネル１００を駆動する信号のタイミング図。映像処理回路３０の構成を示したブロック図。ルックアップテーブル３０５の一例を示した図。ルックアップテーブル３０５に格納される補正量を説明するための図。補正部３０６が行う線形補間を説明するための図。階調の変化を説明するための図。液晶パネル１００を駆動する信号の第２実施形態におけるタイミング図。第２実施形態における階調の変化を説明するための図。電子機器の一例を示した図。液晶パネル１００を駆動する信号の変形例におけるタイミング図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の一例である液晶表示装置１の構成を示したブロック図である。図に示したように、液晶表示装置１は、表示制御回路２０、映像処理回路３０（映像処理部）、フレームメモリー４０、液晶パネル１００、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０を有する。この液晶表示装置１には、図示省略した上位回路から、液晶パネル１００（表示パネル）で表示すべき画像を規定する映像データＣｄが、クロック信号ＣＬＫと同期信号Ｓｙｎｃにしたがってフレーム毎に供給される構成となっている。具体的には、クロック信号ＣＬＫの一周期で一画素分の映像データＣｄが供給され、同期信号Ｓｙｎｃで規定される水平走査期間に一行分の画素の映像データＣｄが供給され、同期信号Ｓｙｎｃで規定される垂直走査期間で一フレーム分の映像データＣｄが供給される。なお、本実施形態においては、液晶パネル１００は、ノーマリーブラックのパネルである。また、映像データＣｄは、一つの画素の階調をａビットで表し（本実施形態においてはａの値は１２）、値が０の場合に透過率が最小の黒色表示となり、値が４０９５の場合に透過率が最大の白色表示となる構成となっている。

液晶パネル１００は、例えばアクティブマトリクス型であり、１行目からｍ行目までの走査線１１２が、図において横方向に延在しており、１列目からｎ列目までのデータ線１１４が、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように図において縦方向に延在している。また、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、画素１１０がそれぞれ設けられている。

ここで、画素１１０の電気的な構成について図２を参照して説明する。図２に示されるように、画素１１０においてはｎチャネル型の薄膜トランジスター（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１６と液晶素子１２０との組が設けられている。ＴＦＴ１１６のゲート電極は走査線１１２に接続され、ソース電極はデータ線１１４に接続され、ドレイン電極は液晶素子１２０の一端である画素電極１１８に接続されている。
一方、各液晶素子１２０の他端は、コモン電極１０８に接続されており、該コモン電極１０８には、図示省略した回路によって電圧ＬＣｃｏｍが印加されている。このため、液晶素子１２０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とで液晶層１０５を挟持したものとなり、画素電極１１８およびコモン電極１０８の電位差に相当する電圧を保持し、両電極間で生じる電界に応じて液晶の分子の配向状態が変化して、透過率が変化する構成となっている。

図１に戻り、表示制御回路２０は、上位回路から供給される同期信号Ｓｙｎｃにしたがって各部の動作を制御する回路である。表示制御回路２０は、同期信号Ｓｙｎｃに従って、クロック信号Ｃｌｙ、極性指定信号ＦＲＰおよび１フィールドの開始タイミングを表すスタートパルスＤｙを生成し、これらを含む信号を他の回路へ出力する。

図３は、各走査線１１２の電圧、スタートパルスＤｙ、クロック信号Ｃｌｙ、極性指定信号ＦＲＰ及び走査線１１２に選択電圧ＶＨと非選択電圧ＶＬを印加する走査信号Ｙ１〜Ｙｍの関係を示すタイミングチャートである。図３に示したように、本実施形態の液晶表示装置１では、１フレームは、２ｎ個のフィールド（ｎは１以上の整数）、具体的には、それぞれ第１フィールドと第２フィールドの２つのフィールドに分けられる。ここで、フレームとは、液晶パネル１００を駆動することによって、画像の１コマ分を表示させるのに要する期間をいい、同期信号Ｓｙｎｃの垂直走査周波数が１２０Ｈｚであれば、その逆数である８．３ミリ秒である。１フィールドの期間は、１フレームの半分の期間に相当し、ここではおよそ４．１６ミリ秒である。
各フィールドでは、１〜ｍ行目の走査線１１２が順次選択される。つまり、１フレームの期間において走査線１１２は、それぞれ２回選択される。これにより、液晶表示装置１では、２倍速駆動が実現され、上位装置から１２０Ｈｚの供給速度で供給される映像データＣｄに基づいて、液晶表示装置１が２４０Ｈｚの駆動速度で液晶パネル１００を駆動することで、映像データＣｄに基づいて１コマの画像を表示することとなる。

表示制御回路２０は、デューティ比が５０％のクロック信号Ｃｌｙを出力する。図３においては、クロック信号Ｃｌｙの１周期の半分の期間をＨと表記している。また、表示制御回路２０は、クロック信号Ｃｌｙの１周期分のパルス幅を有するスタートパルスＤｙを、クロック信号ＣｌｙがＨレベルの立ち上がり時において、１フレームの期間の最初（すなわち第１フィールドの最初）と、スタートパルスＤｙを出力してから１フレームの半分期間が経過したタイミングで出力する。

走査線駆動回路１３０は、スタートパルスＤｙが供給されると、走査線１１２の選択を開始し、クロック信号Ｃｌｙのレベルが切り替わる毎に複数行の走査線１１２を１フィールドの期間内において、それぞれ１、２、３、・・・、ｍ行目という順番で選択し、選択した走査線に選択電圧ＶＨを印加し、それ以外の選択されていない走査線には非選択電圧ＶＬを印加する。選択電圧とは、画素１１０のＴＦＴ１１６のゲート電極に印加されたときに該ＴＦＴ１１６がオン状態となる電圧であり、非選択電圧とは、ＴＦＴ１１６のゲート電極に印加されても該ＴＦＴ１１６がオン状態とはならない、すなわちオフ状態とさせる電圧である。

また、表示制御回路２０は、液晶に印加する電圧の極性を極性指定信号ＦＲＰで指定する。本実施形態においては、表示制御回路２０は、フィールド毎に極性指定信号ＦＲＰのレベルを変化させる。極性指定信号ＦＲＰがＨレベルの状態となる第１フィールドにおいては、基準電圧Ｖｃｎｔに対して高位の電圧を液晶に印加する正極性書込となり、極性指定信号ＦＲＰがＬレベルの状態となる第２フィールドにおいては、基準電圧Ｖｃｎｔに対して低位の電圧を液晶に印加する負極性書込となる。つまり、フィールド毎に書込極性を反転して、画素へのデータの書き込みを行う。なお、極性指定信号ＦＲＰは、第１フィールドでＬレベルとし、第２フィールドでＨレベルとしてもよい。

映像処理回路３０は、画素１１０の階調レベルを指定する映像データＣｄにオーバードライブ処理を施し、オーバードライブ処理が施された後の補正データを映像データＶｄとして出力する回路である。図４は、映像処理回路３０の構成を示すブロック図であり、この図に示されるように、映像処理回路３０は、サイズダウン部３０１、動き判断部３０３、メモリー３０４、ルックアップテーブル３０５、および補正部３０６を有する。
サイズダウン部３０１は、上位回路から供給される映像データＣｄを取得する。サイズダウン部３０１は、取得した映像データＣｄにおける各画素のデータについて、１２ビット中の上位ｂビットを抽出し、抽出したｂビットのデータをデータＣｕｒ１（第１データ）として出力する。なお、本実施形態においては、このｂの値は６となっている。

メモリー３０４は、表示制御回路２０による制御にしたがって、サイズダウン部３０１から出力されたデータＣｕｒ１を一時的に記憶するとともに、記憶したデータを１フレーム経過後に読み出し、データＰｒｅとして出力するものである。このため、データＰｒｅは、データＣｕｒ１に対して１フレーム前の画素の階調を指定するものとなる。なお、データＰｒｅが１フレーム前のものであることとの関係上、表示すべき画像を示す映像データＣｄについては、現フレームの映像データと呼ぶことがある。

動き判断部３０３は、データＭｏｖｅと、データＤｉｒを出力するものである。動き判断部３０３には、サイズダウン部３０１から出力された現フレームに係るデータＣｕｒ１が入力される。また、動き判断部３０３には、データＣｕｒ１に対して１フレーム前のデータであり、メモリー３０４から出力されたデータＰｒｅが入力される。動き判断部３０３は、入力されたデータＣｕｒ１とデータＰｒｅを比較し、値が同じである場合には、画素の階調が１フレーム前から変化していないものと判断してデータＭｏｖｅの値を０とし、値が違う場合には画素の階調が１フレーム前から変化したものと判断してデータＭｏｖｅの値を１にして出力する。また、動き判断部３０３は、取得したデータＣｕｒ１とデータＰｒｅを比較し、データＰｒｅ≦データＣｕｒ１の場合には、画素の階調が１フレーム前から増えたものと判断してデータＤｉｒの値を１とし、データＰｒｅ＞データＣｕｒ１の場合には、画素の階調が１フレーム前から減ったものと判断してデータＤｉｒの値を０として出力する。

ルックアップテーブル３０５は、映像データＶｄを生成する際に使用するデータを出力する二次元のルックアップテーブルである。ルックアップテーブル３０５には、サイズダウン部３０１から出力された現フレームに係るデータＣｕｒ１と、データＣｕｒ１に対して１フレーム前のデータであり、メモリー３０４から出力されたデータＰｒｅが入力される。

図５は、ルックアップテーブル３０５の一例を示した図である。ルックアップテーブル３０５は、横軸がデータＣｕｒ１に対応し、縦軸がデータＰｒｅに対応している。ルックアップテーブル３０５は、データＣｕｒ１で特定される階調と、データＰｒｅで特定される階調との組み合わせの各々に対応して、映像データＣｄを補正する際に使用する補正量を記憶している。
例えば、データＣｕｒ１の値が１９であり、データＰｒｅの値が１０の場合、横軸で１９が格納された列と縦軸で１０が格納された行とが交差する位置にある補正量をデータＣｏｒｒ０として出力し、横軸で、データＣｕｒ１に１を加算した値、即ち１９に１を加算した２０が格納された列と縦軸で１０が格納された行とが交差する位置にある補正量をデータＣｏｒｒ１として出力する。

なお、ルックアップテーブル３０５に格納されている各行及び各列の補正量は、予め定められた階調についての補正量となっている。具体的には、図６に示したように、６４階調毎に補正量が格納されており、横軸の０の列には、現フレームの映像データＣｄの値が０の場合の補正量が格納され、横軸の１の列には、現フレームの映像データＣｄの値が６４の場合の補正量が格納されている。また、横軸の２の列には、現フレームの映像データＣｄの値が１２８の場合の補正量が格納され、横軸の３の列には、現フレームの映像データＣｄの値が１９２の場合の補正量が格納されている。

補正部３０６は、映像データＣｄを補正し、オーバードライブを行うための映像データＶｄを出力するものである。補正部３０６は、映像データＣｄ、ルックアップテーブル３０５から出力されたデータＣｏｒｒ０，Ｃｏｒｒ１、動き判断部３０３から出力されたデータＭｏｖｅ及びデータＤｉｒを取得する。補正部３０６は、データＭｏｖｅの値が０である場合には、取得した映像データＣｄをそのまま映像データＶｄとして出力する。

一方、データＭｏｖｅの値が１である場合、補正部３０６は、映像データＣｄを補正する。具体的には、補正部３０６は、以下に示した（式１）に従って補正量Ｈを算出する。そして、補正部３０６は、データＤｉｒの値が０の場合には、映像データＣｄから補正量Ｈを減算して得られた値を映像データＶｄとして出力し、データＤｉｒの値が１の場合には、映像データＣｄに補正量Ｈを加算して得られた値を映像データＶｄとして出力する。
補正量Ｈ＝（映像データＣｄの下位６ビットの値）＊（データＣｏｒｒ１−データＣｏｒｒ０）／６４＋データＣｏｒｒ０・・・（式１）

図１に戻り、データ線駆動回路１４０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、取得した映像データＶｄをアナログのデータ信号に変換するとともに、走査線駆動回路１３０によって選択された１行分の画素１１０の各々に対し、変換したデータ信号Ｘ１〜Ｘｎを、それぞれデータ線１１４を介して供給する回路である。

図３には、映像処理回路３０から、水平走査期間（Ｈ）にわたって１行１列〜１行ｎ列の映像データＶｄが出力されたときのデータ信号Ｖｘの一例を示した電圧波形を示している。本実施形態では、液晶パネル１００をノーマリーブラックのパネルとしているため、極性指定信号ＦＲＰがＨレベルである場合（正極性書込の場合）、データ信号Ｖｘは、基準電圧Ｖｃｎｔに対し、映像処理回路３０によって処理された階調レベルに応じた分だけ高位側の電圧（図において上矢印（↑）で示す）になり、極性指定信号ＦＲＰがＬレベルである場合（負極性書込の場合）、基準電圧Ｖｃｎｔに対し、階調レベルに応じた分だけ低位側の電圧（図において下矢印（↓）で示す）になる。
詳細には、データ信号Ｖｘの電圧は、正極性書込であれば、白に相当する電圧Ｖｗ（＋）から黒に相当する電圧Ｖｂ（＋）までの範囲であり、一方、負極性書込であれば、白に相当する電圧Ｖｗ（−）から黒に相当する電圧Ｖｂ（−）までの範囲で、それぞれ基準電圧Ｖｃｎｔから階調に応じた分だけ変化させた電圧となる。電圧Ｖｗ（＋）および電圧Ｖｗ（−）は、電圧Ｖｃｎｔを中心に互いに対象の関係にあり、電圧Ｖｂ（＋）および電圧Ｖｂ（−）についても電圧Ｖｃｎｔを中心に互いに対象の関係にある。
なお、図３は、データ信号Ｖｘの電圧波形を示すものであり、液晶素子１２０に印加される電圧（画素電極１１８とコモン電極１０８との電位差）とは異なる。また、図３におけるデータ信号Ｖｘの電圧の縦スケールは、図３における走査信号等の電圧波形と比較して拡大してある。

次に、液晶表示装置１の動作について説明する。上位装置からは、映像データＣｄが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、・・・、ｍ行１列〜ｍ行最終列の画素の順番で垂直有効走査期間にわたって供給される。この１フレーム分の映像データＣｄは、フレームメモリー４０に記憶される。表示制御回路２０は、フレームの開始タイミング、即ち、第１フィールドの開始タイミングでスタートパルスＤｙを出力する。また、クロック信号Ｃｌｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＨレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０に記憶された映像データＣｄが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、・・・、ｍ行１列〜ｍ行最終列という順番で読み出される。

例えば、１行１列目の画素１１０の映像データＣｄが映像処理回路３０に供給されると、この映像データＣｄは、サイズダウン部３０１に入力される。サイズダウン部３０１は、取得した映像データＣｄの上位６ビットを抽出し、抽出した６ビットのデータをデータＣｕｒ１として出力する。ここで映像データＣｄの値が例えば１６０（２進数で「００００１０１０００００」）であると、データＣｕｒ１の値は２となる。

サイズダウン部３０１から出力されたデータＣｕｒ１は、メモリー３０４に送られる。なお、第１フィールドにおいては、データＣｕｒ１は、メモリー３０４には記憶されず、１フレーム前に記憶された１行１列目の画素１１０に係るデータＣｕｒ１がデータＰｒｅとして出力される。
次に、動き判断部３０３においては、サイズダウン部３０１から出力されたデータＣｕｒ１と、メモリー３０４から出力されたデータＰｒｅとの比較が行われる。ここで、例えばデータＰｒｅの値が１である場合、データＣｕｒ１とデータＰｒｅとの値が異なるため、動き判断部３０３から出力されるデータＭｏｖｅの値が１となり、データＤｉｒの値が１となる。

また、ルックアップテーブル３０５においては、サイズダウン部３０１から出力されたデータＣｕｒ１と、メモリー３０４から出力されたデータＰｒｅとが入力される。ここで、データＣｕｒ１の値が２、データＰｒｅの値が１であるため、横軸で２が格納されている列と縦軸で１が格納されている行とが交差する位置にある補正量がデータＣｏｒｒ０として出力され、横軸で３が格納されている列と縦軸で１が格納されている行とが交差する位置にある補正量がデータＣｏｒｒ１として出力される。

次に補正部３０６においては、映像データＣｄに対して補正が行われるが、上記の（式１）を用いて補正量Ｈが算出される。例えば、映像データＣｄの値が１６０である場合、映像データＣｄの下位６ビットの値は３２である。また、例えばデータＣｏｒｒ０が３１、データＣｏｒｒ１が０である場合、図７に示したように、データＣｏｒｒ０とデータＣｏｒｒ１との間が線形補間され、補正量Ｈ＝３２＊（−３１）／６４＋３１≒１５．５となり、小数点以下を切り捨てると補正量Ｈ＝１５となる。そして、データＤｉｒの値が１であるため、映像データＣｄの値である１６０に１５を足すと１７５となり、映像データＶｄの値は１７５にされてデータ線駆動回路１４０へ出力される。

１行２列目〜１行ｎ列目の映像データＣｄについても同様に映像処理回路３０で処理され、１行２列目〜１行ｎ列目の映像データＶｄがデータ線駆動回路１４０へ出力される。ここで、表示制御回路２０から供給される極性指定信号ＦＲＰがＨレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより高位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。
例えば、１行１列目に係る映像データＶｄを変換して得られたデータ信号Ｖｘは、１列目のデータ線１１４へ出力され、１行２列目に係る映像データＶｄを変換して得られたデータ信号Ｖｘは、２列目のデータ線１１４へ出力される。ここで、走査線駆動回路１３０により１行目の走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、１行目の画素１１０のＴＦＴ１１６がオンとなり、各データ線１１４に供給されたデータ信号Ｖｘが画素電極１１８に印加される。これにより、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した正極性電圧が書き込まれて保持されることになる。

以下、第１フィールドにおいては、同様の電圧書込の動作が２行目からｍ行目まで順番に行われる。これにより、１〜ｍ行目の画素１１０に対しては階調に応じてオーバードライブ処理がされた正極性電圧が書き込まれる。
そして、スタートパルスＤｙが出力されてから１フレームの半分の時間が経過すると、表示制御回路２０は、再びスタートパルスＤｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＬレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０が制御され、記憶されている現フレームの映像データＣｄが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、・・・、ｍ行１列〜ｍ行最終列という順番で再び読み出される。
映像処理回路３０においては、１行１列目の画素１１０の映像データＣｄが映像処理回路３０に供給されると、第１フィールドの場合と同様にデータＣｕｒ１が出力される。サイズダウン部３０１から出力されたデータＣｕｒ１は、メモリー３０４に送られる。なお、第２フィールドにおいては、１フレーム前に記憶された１行１列目の画素１１０に係るデータＣｕｒ１がメモリー３０４から読み出されてデータＰｒｅとして出力され、データＣｕｒ１が、新たにメモリー３０４に記憶される。

次に、動き判断部３０３においては、第１フィールドと同様にデータＣｕｒ１と、データＰｒｅとの比較が行われ、データＭｏｖｅとデータＤｉｒが出力される。また、ルックアップテーブル３０５においても、第１フィールドと同様にデータＣｕｒ１とデータＰｒｅが入力され、データＣｏｒｒ０とデータＣｏｒｒ１が出力される。また、補正部３０６においても、第１フィールドと同様に映像データＶｄが生成されて出力される。
ここで、表示制御回路２０から供給される極性指定信号ＦＲＰがＬレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより低位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。
そして、走査線駆動回路１３０により１行目の走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、１行目の画素１１０のＴＦＴ１１６がオンとなり、各データ線１１４に供給されたデータ信号Ｖｘが画素電極１１８に印加される。これにより、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した負極性電圧が書き込まれて保持されることになる。

以下、次のフレーム以降においても、フレームメモリー４０に順次書きこまれた映像データＣｄに基づいて、第１フィールドにおいては、正極性書込の動作が１行目からｍ行目まで順番に行われる。これにより、１〜ｍ行目の画素１１０に対しては階調に応じてオーバードライブ処理がされた正極性電圧が書き込まれる。また、第２フィールドにおいては、負極性書込の動作が１行目からｍ行目まで順番に行われる。これにより、１〜ｍ行目の画素１１０に対しては階調に応じてオーバードライブ処理がされた負極性電圧が書き込まれる。

図８は、一つの画素１１０について、本実施形態における階調の時間的変化と、他の構成における階調の時間的変化との違いを示した図である。オーバードライブ処理を行わない場合、図８において二点鎖線で示したように、現フレームが終了するまでに映像データＣｄで指定された現フレームの階調に変化せず、指定された階調より低い階調となってしまう場合がある。また、背景技術で説明したように一つのフィールドのみでオーバードライブ処理を行う場合、図８において点線で示したように、第２フィールドになる前に目的とする現フレームの階調に変化する。しかしながら、次フレームにおけるオーバードライブの補正量が現フレームの補正量と同じとはならない場合があるため、液晶に直流成分が印加されてしまう場合がある。

これに対し、本実施形態においては、第１フィールドにおいてオーバードライブ処理を行い、正極性書込で液晶素子１２０に電圧を印加する。また、第２フィールドにおいてもオーバードライブ処理を行い、負極性書込で液晶素子１２０に電圧を印加する。ここで、第１フィールドと第２フィールドとを比較すると、液晶素子１２０に書き込まれる電圧は、電圧Ｖｃｎｔを中心に互いに対象の関係となるため、液晶に直流成分が印加されるのを抑えることができる。また、第１フィールドと第２フィールドでオーバードライブ処理が行われるため、図８において実線で示したように、次のフレームになる前に目的とする現フレームの階調に変化する。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る液晶表示装置は、ハードウェア構成については第１実施形態と同じである。第２実施形態に係る表示装置が第１実施形態に係る液晶表示装置と相違する点は、スタートパルスＤｙ及び極性指定信号ＦＲＰのタイミングが異なる点と、オーバードライブ処理が行われるのが全フィールドではない点である。以下、この相違点を中心に説明する。

図９は、第２実施形態における各走査線１１２の電圧、スタートパルスＤｙ、クロック信号Ｃｌｙ、極性指定信号ＦＲＰ及び走査線１１２に選択電圧ＶＨと非選択電圧ＶＬを印加する走査信号Ｙ１〜Ｙｍの関係を示すタイミングチャートである。図９に示したように、第２実施形態の液晶表示装置１では、１フレームは、２ｎ個のフィールド（ｎは１以上の整数）、具体的には、それぞれ第１フィールド〜第４フィールドの４つのフィールドに分けられる。ここで、同期信号Ｓｙｎｃの垂直走査周波数が６０Ｈｚであれば、１フレームの期間は、およそ１６．７ミリ秒であり、１フィールドの期間は、ここではおよそ４．１６ミリ秒である。
各フィールドでは、１〜ｍ行目の走査線１１２が順次選択される。つまり、１フレームの期間において走査線１１２は、それぞれ４回選択される。これにより、液晶表示装置１では、４倍速駆動が実現され、上位装置から６０Ｈｚの供給速度で供給される映像データＣｄに基づいて、液晶表示装置１が２４０Ｈｚの駆動速度で液晶パネル１００を駆動することで、映像データＣｄに基づいて１コマの画像を表示することとなる。

また、第２実施形態においては、フィールド毎に極性指定信号ＦＲＰのレベルが変化する。第１フィールドと第３フィールドにおいては、極性指定信号ＦＲＰはＨレベルとなり、第２フィールドと第４フィールドにおいては、極性指定信号ＦＲＰはＬレベルとなる。つまり、フィールド毎に書込極性を反転して、画素１１０へのデータの書き込みを行う。なお、極性指定信号ＦＲＰは、第１フィールドと第３フィールドにおいてＬレベルとし、第２フィールドと第４フィールドにおいてＨレベルとしてもよい。

次に本実施形態の動作について説明する。上位回路から供給された映像データＣｄは、第１実施形態と同様にフレームメモリー４０に記憶される。表示制御回路２０は、スタートパルスＤｙとクロック信号Ｃｌｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＨレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０に記憶された映像データＣｄが、１行１列〜１行最終列、２行１列〜２行最終列、３行１列〜３行最終列、・・・、ｍ行１列〜ｍ行最終列という順番で読み出される。

映像処理回路３０においては、第１実施形態の第１フィールドと同様にオーバードライブ処理が行われ、映像データＶｄがデータ線駆動回路１４０へ出力される。ここで、表示制御回路２０から供給される極性指定信号ＦＲＰがＨレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより高位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。そして、走査線駆動回路１３０により走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、選択電圧ＶＨが印加された画素１１０のＴＦＴ１１６がオンとなり、各データ線１１４に供給されたデータ信号Ｖｘが画素電極１１８に印加される。これにより、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した正極性電圧が書き込まれて保持されることになる。

次にスタートパルスＤｙが出力されてから１フレームの１／４の時間が経過すると、表示制御回路２０は、再びスタートパルスＤｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＬレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０に記憶されている現フレームの映像データＣｄが再び読み出される。
映像処理回路３０においては、第１実施形態の第２フィールドと同様の処理が行われ、映像データＶｄがデータ線駆動回路１４０へ出力される。ここで、表示制御回路２０から供給される極性指定信号ＦＲＰがＬレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより低位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。
そして、走査線駆動回路１３０により走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、選択電圧ＶＨが印加された画素１１０のＴＦＴ１１６がオンとなり、各データ線１１４に供給されたデータ信号Ｖｘが画素電極１１８に印加される。これにより、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した負極性電圧が書き込まれて保持されることになる。
なお、第２フィールドにおいては、メモリー３０４に記憶されていた前フレームのデータＣｕｒ１の読み出しと、サイズダウン部３０１から供給されたデータＣｕｒ１のメモリー３０４への書き込みが同時に行われる。メモリーへのデータの書き込みとメモリーからのデータの読み出しを同時に行うには、例えばデュアルポートのメモリーを使用すればよい。

次にスタートパルスＤｙが出力されてから１フレームの１／２の時間が経過すると、表示制御回路２０は、再びスタートパルスＤｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＨレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０に記憶されている現フレームの映像データＣｄが再び読み出される。ここで、メモリー３０４には現フレームの映像データの上位６ビットが記憶されているため、動き判断部３０３から出力されるデータＭｏｖｅの値は０となる。このため、第３フィールドにおいては、映像データＣｄがそのまま映像データＶｘとして出力される。つまり、オーバードライブ処理が行われないこととなる。

この映像データＶｘがデータ線駆動回路１４０に供給されると、第３フィールドにおいては極性指定信号ＦＲＰがＨレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより高位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。そして、走査線駆動回路１３０により走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した正極性電圧が書き込まれて保持されることになる。

また、スタートパルスＤｙが出力されてから１フレームの３／４の時間が経過すると、表示制御回路２０は、再びスタートパルスＤｙを出力し、極性指定信号ＦＲＰをＬレベルにする。スタートパルスＤｙが出力されると、フレームメモリー４０に記憶されている現フレームの映像データＣｄが再び読み出される。ここでも、メモリー３０４には現フレームの映像データの上位６ビットが記憶されているため、動き判断部３０３から出力されるデータＭｏｖｅの値は第３フィールドと同様に０となる。このため、第４フィールドにおいては、映像データＣｄがそのまま映像データＶｘとして出力される。つまり、オーバードライブ処理が行われないこととなる。

この映像データＶｘがデータ線駆動回路１４０に供給されると、第４フィールドにおいては極性指定信号ＦＲＰがＬレベルであるため、データ線駆動回路１４０は、映像データＶｄを基準電圧Ｖｃｎｔより低位側であるアナログのデータ信号Ｖｘに変換してデータ線１１４へ出力する。そして、走査線駆動回路１３０により走査線１１２の電圧が選択電圧ＶＨにされると、液晶素子１２０には、映像データＶｄに対応した負極性電圧が書き込まれて保持されることになる。

図１０は、一つの画素１１０について、本実施形態における階調の時間的変化と、他の構成における階調の時間的変化との違いを示した図である。オーバードライブ処理を行わない場合、図１０において二点鎖線で示したように、現フレームが終了するまでに映像データＣｄで指定された現フレームの階調に変化せず、指定された階調より低い階調となってしまう場合がある。また、背景技術で説明したように一つのフィールドのみでオーバードライブ処理を行う場合、図１０において点線で示したように、第２フィールドになる前に目的とする現フレームの階調に変化する。しかしながら、次フレームにおけるオーバードライブの補正量が現フレームの補正量と同じとはならない場合があるため、液晶に直流成分が印加されてしまう場合がある。

これに対し、本実施形態においては、第１フィールドにおいてオーバードライブ処理を行い、正極性書込で液晶素子１２０に電圧を印加する。また、第２フィールドにおいてもオーバードライブ処理を行い、負極性書込で液晶素子１２０に電圧を印加する。ここで、第１フィールドと第２フィールドとを比較すると、液晶素子１２０に書き込まれる電圧は、電圧Ｖｃｎｔを中心に互いに対象の関係となるため、液晶に直流成分が印加されるのを抑えることができる。また、第１フィールドと第２フィールドでオーバードライブ処理が行われるため、図１０において実線で示したように、次のフレームになる前に目的とする現フレームの階調に変化する。

［電子機器］
次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置１を用いた電子機器の例について説明する。図１１は、上述した液晶表示装置１の液晶パネル１００をライトバルブとして用いた３板式プロジェクターの構成を示す平面図である。プロジェクター２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を備えたランプユニット２１０２が設けられている。このプロジェクター２１００において、ランプユニット２１０２から射出された光は、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おける液晶パネル１００と同様であり、外部上位装置（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する画像データＣｄでそれぞれ駆動されるものである。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、レンズユニット２１１４によって正転拡大投影されるので、スクリーン２１２０には、カラー画像が表示されることとなる。

ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム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により形成される画像と、ライトバルブ１００Ｇにより形成される画像とは左右反転の関係にある。

なお、電子機器としては、プロジェクターの他にも、リアプロジェクション型のテレビジョンや、直視型、例えば携帯電話や、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラのモニタ、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（Point Of Sales）端末、ディジタルスチルカメラ、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も、本発明に係る電気光学装置が適用することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態および以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

上述した第１実施形態においては、１フレームにおけるフィールドの数は２つであり、第２実施形態においては、１フレームにおけるフィールドの数は４となっているが、１フレーム中のフィールドの数は、これらの数に限定されるものではなく、例えば、６個や８個など、２ｎ個であればよい。
この場合、２ｎ個のフィールドの半分は正極性書込であり、残り半分が負極性書込となる。また、２ｎ個のフィールドのうち、予め定められた複数個のフィールドでオーバードライブ処理を行い、オーバードライブ処理が行われるフィールドにおいては、正極性書込のフィールドの数と負極性書込のフィールドの数が同じとなる。

また、１フレームを４つのフィールドに分ける構成にあっては、図１２に示したように、第１フィールドと第４フィールドで極性指定信号ＦＲＰをＬレベルとし、第２フィールドと第３フィールドで極性指定信号ＦＲＰをＨレベルとし、第１フィールドと第２フィールドでオーバードライブ処理を行うようにしてもよい。
また、第２実施形態で極性指定信号ＦＲＰが図９に示したように出力される場合にあっては、第２フィールドと第３フィールドでオーバードライブ処理を行い、他のフィールドではオーバードライブ処理を行わないようにしてもよい。

上述した実施形態においては、データＣｕｒ１は映像データＣｄの上位６ビットとなっているが、データＣｕｒ１のビット数は、６ビットに限定されるものではない。例えば、データＣｕｒ１を映像データＣｄの上位５ビットとしてもよく、また、上位７ビットとしてもよい。なお、データＣｕｒ１のビット数を６ビット以外のビット数とした場合、補正量Ｈを求める式やルックアップテーブル３０５の内容は適宜変更される。
また、上述した実施形態においては、サイズダウン部３０１を設けずに、メモリー３０４が映像データＣｄを記憶し、動き判断部３０３は、現フレームと前フレームの映像データＣｄを比較する構成としてもよい。なお、この構成にあっては、ルックアップテーブルの行数及び列数は、例えば、映像データＣｄが１２ビットのデータである場合、４０９６行×４０９６列となる。

上述した実施形態においては、液晶パネル１００はノーマリーブラックのパネルとなっているが、ノーマリーホワイトのパネルであってもよい。また、上述した実施形態においては、表示素子は液晶を用いた液晶素子１２０となっているが、例えば、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）など液晶以外の材料を用いた表示素子であってもよい。

メモリー３０４に対してデータの書き込みを行う際には、書き込みと読み出しのクロックを制御し、１フィールド内においてデータＰｒｅの読み出しを行った後にデータＣｕｒ１の書き込みを行うようにしてもよい。また、メモリー３０４へデータを書き込むのは、１フレーム中の最後のフィールドとしてもよい。

１…液晶表示装置、２０…表示制御回路、３０…映像処理回路、４０…フレームメモリー、１００…液晶パネル、１０５…液晶層、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…液晶素子、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、３０１…サイズダウン部、３０３…動き判断部、３０４…メモリー、３０５…ルックアップテーブル、３０６…補正部、２１００…プロジェクター、２１０２…ランプユニット、２１０６…ミラー、２１０８…ダイクロイックミラー、２１１２…ダイクロイックプリズム、２１１４…レンズユニット、２１２０…スクリーン、２１２１…リレーレンズ系、２１２２…入射レンズ、２１２３…リレーレンズ、２１２４…出射レンズ

Claims

複数行の走査線と複数列のデータ線との交差に対応してそれぞれ設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、前記データ線の電圧に応じた階調となる画素と、
現フレームの１フレーム前の前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データを記憶するメモリーと、
現フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データと、前記メモリーに記憶された前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データとに基づいて、現フレームの映像データにオーバードライブ処理を施した補正データを出力する映像処理部と、
前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として高位である正極性電圧を前記データ線に印加する正極性フィールドと、前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として低位である負極性電圧を前記データ線に印加する負極性フィールドのそれぞれのフィールドにおいて、前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
画素の階調を表すデータを取得し、前記正極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記正極性電圧を前記データ線に印加し、前記負極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記負極性電圧を前記データ線に印加するデータ線駆動回路と、
を有し、
１フレームを２ｎ個（ｎは１以上の整数）のフィールドに分割し、２ｎ個のうちの半分のフィールドは前記正極性フィールドとし、前記正極性フィールド以外のフィールドは前記負極性フィールドとし、
当該２ｎ個のフィールドのうちの予め定められた複数個のフィールドにおいては、前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給され、且つ、前記正極性フィールドの数と前記負極性フィールドの数とが同じであること
を特徴とする電気光学装置。
前記２ｎ個のフィールドのうちの最初の第１フィールドにおいては前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給されること
を特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
前記第１フィールドの次の第２フィールドにおいては、前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給され、前記第２フィールドにおいては、第１フィールドとは異なる極性の電圧が前記データ線に印加されること
を特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
前記メモリーには、前記第２フィールド以後のフィールドで現フレームの映像データが書き込まれること
を特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
複数行の走査線と複数列のデータ線との交差に対応してそれぞれ設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、前記データ線の電圧に応じた階調となる画素と、
現フレームの１フレーム前の前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データを記憶するメモリーと、
現フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データと、前記メモリーに記憶された前フレームにおける前記画素の階調を指定する映像データとに基づいて、現フレームの映像データにオーバードライブ処理を施した補正データを出力する映像処理部と、
前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として高位である正極性電圧を前記データ線に印加する正極性フィールドと、前記画素の階調に応じた電圧であって所定の電位を基準として低位である負極性電圧を前記データ線に印加する負極性フィールドのそれぞれのフィールドにおいて、前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
画素の階調を表すデータを取得し、前記正極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記正極性電圧を前記データ線に印加し、前記負極性フィールドにおいては、取得したデータに基づいて前記負極性電圧を前記データ線に印加するデータ線駆動回路と、
を有する電気光学装置の駆動方法であって、
１フレームを２ｎ個（ｎは１以上の整数）のフィールドに分割し、２ｎ個のうちの半分は前記正極性フィールドとし、前記正極性フィールド以外のフィールドは前記負極性フィールドとし、
当該２ｎ個のフィールドのうちの予め定められた複数個のフィールドにおいては、前記補正データが前記データ線駆動回路へ供給され、且つ、前記正極性フィールドの数と前記負極性フィールドの数とを同じにすること
を特徴とする電気光学装置の駆動方法。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電気光学装置を有する電子機器。