JP2013156645A - 電気光学装置、電気光学装置の制御装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆる縦クロストークを抑えつつ、データ線に対して階調に応じた電圧を書き込む前の状態を揃える。
【解決手段】一の走査線１１２に選択電圧を印加する前に、すべてのデータ線１１４を、極性とは無関係の電圧Ｖb(-)でプリチャージし、この後、書込極性に応じた極性に応じた電圧Ｖg(+)またはＶg(-)をプリチャージし、一の走査線１１２に選択電圧を印加したときに、一のデータ線１１４と選択電圧を印加した走査線１１２との交差に対応する画素１１０の階調に応じ、かつ、書込極性に応じた電圧を、一のデータ線１１４に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気光学装置において、いわゆる縦クロストーク等の発生を抑える技術に関する。

近年では、液晶装置のような電気光学装置を用いて所定の画像を形成し、形成した画像を光学系によって拡大投射するプロジェクタが普及しつつある。このような電気光学装置では、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画素が複数設けられ、各画素は、液晶容量と、薄膜トランジスタ（thin film transistor：以下「ＴＦＴ」と称する）のようなスイッチング素子とを有し、液晶容量は、画素電極と対向電極とで液晶を挟持して保持電圧に応じて透過率（反射率）が変化し、ＴＦＴは、走査線に選択電圧が印加したときにデータ線と画素電極との間でオン状態となる。
このため、複数行の走査線を順番に選択して、選択した走査線に選択電圧を印加して、ＴＦＴをオンさせるとともに、選択走査線に位置する画素電極に対し、階調（明るさ）に応じた電圧のデータ信号を、データ線およびオン状態のＴＦＴを介して供給すると、各液晶容量に対しデータ信号に応じた電圧を保持させることができるので、所定の画像を形成することが可能となる。
ここで、プロジェクタに適用される電気光学装置では、画素間が非常に狭いので、いわゆるディスクリネーション（配向不良）が問題となるが、このディスクリネーションについては、隣接画素同士を互いに同一極性とする面反転方式を採用することで回避することができる（特許文献１参照）。

特開２００５−２５７８３６号公報

しかしながら、この面反転方式では、例えば灰色を背景として黒色領域をウィンドウ表示させようとする場合、図８（ａ）に示されるように、黒色領域の上および下側の灰色領域が、他の灰色領域の明るさと異なってしまう現象が発生する。この現象は、明るさの異なる領域が縦方向に現れるので、縦クロスロークと呼ばれることがある。
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、このような縦クロストークの発生を抑えた電気光学装置、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の駆動方法にあっては、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設けられ、走査線に選択電圧を印加したときに、データ線に供給されるとともに所定電位を基準とした正極性電圧または負極性電圧に応じた階調となる複数の画素を備える電気光学装置の駆動方法であって、前記複数行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、前記複数列のデータ線に対して、一の走査線に前記選択電圧を印加する前に、極性とは無関係の第１電圧を印加し、前記第１電圧の印加後に、前記正極性または前記負極性に応じた第２電圧を印加し、前記一の走査線に選択電圧を印加したときに、一のデータ線と前記一の走査線との交差に対応する画素の階調に応じ、かつ、前記第２電圧を印加したときの極性に応じた電圧を、前記一のデータ線に供給することを特徴とする。本発明によれば、複数列のデータ線に対して階調に応じた電圧を印加する前に、第１および第２電圧のプリチャージが２回実行される。このうち、第１電圧のプリチャージによってスイッチング素子のオフリークが促進し、第２電圧のプリチャージによって階調に応じた電圧を印加する前の初期状態が揃えられる。

本発明において、前記画素は、画素電極と対向電極とで液晶を挟持した液晶容量と、走査線に印加されたときに、データ線と画素電極との間で導通状態となるスイッチング素子と、を有し、前記第１電圧は、前記データ線に供給される電圧範囲のうち、前記スイッチング素子が非導通状態であるときに、前記液晶容量のリークが最大となる電圧であることが好ましい。
また、本発明において、前記複数列のデータ線に前記第２電圧を印加するときに、前記一の走査線に選択電圧を印加しても良い。
なお、本発明は、電気光学装置の駆動方法のみならず、電気光学装置、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。

本発明の第実施形態に係る電気光学装置の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。 同電気光学装置における制御回路の構成を示す図である。 同電気光学装置の動作を示す図である。 同電気光学装置の動作を示す図である。 同電気光学装置の動作を示す図である。 同電気光学装置の動作を示す図である。 電気光学装置における縦クロストーク等を説明するための図である。 実施形態に係る電気光学装置の変形例の動作を示す図である。 実施形態に係る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。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本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、制御回路５０と液晶表示パネル１００とを含む。
このうち、液晶表示パネル１００は、表示領域１００ａの周辺に走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０を内蔵した周辺回路内蔵型となっている。表示領域１００ａでは、１０８０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、１９２０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と互いに電気的に絶縁を保つように設けられ、さらに、画素１１０が１０８０行の走査線１１２と１９２０列のデータ線１１４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１１０が縦１０８０行×横１９２０列のマトリクス状に配列することになる。

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、ｉ行及びこれと１行下で隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列及びこれと１列右で隣接する（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ている。なお、ｉ、（ｉ＋１）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、この例では、１以上１０８０以下の整数である。また、ｊ、（ｊ＋１）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、この例では、１以上１９２０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ＴＦＴ１１６と液晶容量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列に位置するもので代表させて説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０におけるＴＦＴ１１６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容量１２０の一端である画素電極１１８に接続されている。また、液晶容量１２０の他端は、対向電極１０８に接続されている。この対向電極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、時間的に一定の電圧ＬＣcomが印加されている。

この液晶表示パネル１００は、特に図示しないが、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られるとともに、この間隙に液晶が封止された構成となっている。このうち、素子基板には、走査線１１２や、データ線１１４、ＴＦＴ１１６および画素電極１１８が走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０とともに形成される一方、対向基板に対向電極１０８が形成されて、これらの電極形成面が互いに対向するように一定の間隙を保って貼り合わせられている。このため、本実施形態において液晶容量１２０は、画素電極１１８と対向電極１０８とで液晶１０５を挟持することによって構成される。
なお、本実施形態では、液晶容量１２０において保持される電圧実効値がゼロに近ければ、液晶容量を通過する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率が減少して、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に設定されている。

この構成において、走査線１１２に選択電圧を印加し、ＴＦＴ１１６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ＴＦＴ１１６を介して、階調（明るさ）に応じた電圧の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容量１２０に、階調に応じた電圧を書き込むことができる。
なお、走査線１１２が非選択電圧になると、ＴＦＴ１１６がオフ（非導通）状態となるが、液晶容量１２０では、ＴＦＴ１１６がオン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。

走査線駆動回路１３０は、それぞれ１、２、３、…、１０８０行目の走査線１１２を、それぞれこの順番で選択して、この選択に応じた走査信号Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ1080を、供給するものである。ここで、走査線駆動回路１３０は、選択した走査線への走査信号をＨレベルに相当する電圧Ｖddとし、それ以外の走査線への走査信号をＬレベルに相当する非選択電圧（接地電位Ｇnd）とする。
走査線駆動回路１３０の構成については、特に詳述しないが、簡単にいえば例えば図５に示されるように、垂直走査期間（Ｆ）の最初に供給されるスタートパルスＤyを、クロック信号Ｃlyの論理レベルが遷移する（立ち下がり及び立ち上がる）毎に順番にシフト転送して、このシフト信号を走査信号として出力する構成である。

データ線駆動回路１４０は、サンプリング信号出力回路１４２と、各データ線１１４にそれぞれ設けられたＯＲ回路１４４およびｎチャネル型のＴＦＴ１４６の組とによって構成される。サンプリング信号出力回路１４２は、各行の走査線１１２が選択される水平走査期間にわたって、順次排他的にＨレベルとなるサンプリング信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、…、Ｓ1920を出力するものである。
なお、サンプリング信号出力回路１４２の構成については、特に詳述しないが、簡単にいえば例えば図６に示されるように、水平走査期間（Ｈ）の最初に供給されるスタートパルスＤxを、クロック信号Ｃlxの論理レベルが遷移する毎に順番にシフト転送して、このシフト信号をサンプリング信号として出力する構成である。

ＯＲ回路１４４は、サンプリング信号とプリチャージ指定信号Ｎrgとの論理和信号を求めるものである。ＴＦＴ１４６は、そのソース電極が画像信号線１４８に接続され、そのドレイン電極がデータ線１１４に接続されて、そのゲート電極には、サンプリング信号が供給される。例えばｊ列目のＯＲ回路１４４は、サンプリング信号Ｓjとプリチャージ指定信号Ｎrgとの論理和信号を求めて、ｊ列目のＴＦＴ１４６のゲート電極に供給する。また、ｊ列目のＴＦＴ１４６のドレイン電極がｊ列目のデータ線１１４に接続されている。
したがって、ｊ列目のＴＦＴ１４６は、サンプリング信号ＳjがＨレベルになると、または、プリチャージ指定信号ＮrgがＨレベルになると、オン状態になって、画像信号線１４８に供給されたデータ信号Ｖidを、ｊ列目のデータ線１１４にサンプリングすることになる。

説明を再び図１に戻すと、制御回路５０は、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０を制御するとともに、これらの制御に合わせて画像信号線１４８にデータ信号Ｖidを供給するものである。

図３は、制御回路５０の構成を示すブロック図である。
制御回路５０には、図示しない上位回路から画像データＶdが、垂直同期信号Ｖs、水平同期信号Ｈsおよびクロック信号Ｃlkに同期して供給される。ここで、画像データＶdは、縦１０８０行×横１９２０列の画素１１０の階調を例えば８ビットで指定するデジタルデータであり、図４に示されるように、垂直同期信号Ｖsで規定される垂直走査期間（Ｆ）にわたって、１行１列〜１行１９２０列、２行１列〜２行１９２０列、３行１列〜３行１９２０列、…、１０８０行１列〜１０８０行１９２０列という画素の順番で供給される。この供給の際に、水平同期信号Ｈsで規定される水平走査期間（Ｈ）において１行分の画像データＶdが供給され、さらに、クロック信号Ｃlkの１周期で１画素分の画像データＶdが供給される。

なお、図４において、水平帰線期間Ｈbとは、ある水平走査期間において、最終１９２０列の画素の画像データＶdが供給終了してから、次の水平走査期間において１列の画素の画像データＶdが供給開始されるまでの期間をいう。
また、ある垂直走査期間において最終行最終列である１０８０行１９２０列の画素の画像データＶdが供給終了してから、次の垂直走査期間において１行１列の画素の画像データＶdが供給開始されるまでの期間を、特に垂直帰線期間という場合もあるが、本説明では、水平帰線期間として区別していない。
本実施形態において８ビットの画像データＶdは、十進表記の「０」が最低階調の黒色を指定し、数値が増加するにつれて明るくなる階調を指定し、「２５５」が最高階調の白色を指定するものとする。上述したように本実施形態ではノーマリーホワイトモードに設定されているので、階調値「２５５」で指定された白色とする場合には、液晶容量１２０で保持される電圧の実効値をゼロ近傍とし、階調値「０」で指定された黒色とする場合には、液晶容量１２０で保持される電圧の実効値を最高値とすれば良いことになる。

走査制御回路５２は、垂直同期信号Ｖs、水平同期信号Ｈsおよびクロック信号Ｃlkに同期して、スタートパルスＤx、Ｄyおよびクロック信号Ｃlx、Ｃlyを出力する。
詳細には、画像データＶdが図４に示されるように供給される場合に、走査制御回路５２は、１行目の画像データＶdが供給される水平走査期間（Ｈ）に１行目の走査線１１２が選択されるように、同様に、２、３、４、…、１０８０行の画像データＶdが供給される水平走査期間（Ｈ）にそれぞれ２、３、４、…、１０８０行目の走査線１１２が選択されるように、スタートパルスＤyおよびクロック信号Ｃlyを出力して走査線駆動回路１３０を制御する。
さらに、走査制御回路５２は、ある走査線１１２が選択される水平走査期間（Ｈ）において、１列目の画像データＶdが供給されるときにサンプリング信号Ｓ1がＨレベルとなるように、同様に、２、３、４、…、１９２０列目の画像データＶdが供給されるときにそれぞれサンプリング信号Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、…、Ｓ1920がＨレベルとなるように、スタートパルスＤxおよびクロック信号Ｃlxを出力してサンプリング信号出力回路１４２を制御する。

走査制御回路５２は、また、極性指定信号Ｐol、プリチャージ指定信号Ｎrgおよび信号Ｐraを出力する。このうち、極性指定信号Ｐolは、液晶容量１２０に対する電圧の書込極性を指定する信号であり、例えばＨレベルであれば正極性を、Ｌレベルであれば負極性を、それぞれ指定する。ここで、正極性とは、対向電極１０８への印加電圧ＬＣcomよりもやや高位側に設定された基準電圧Ｖc（図６）に対して高位側の電圧をいい、負極性とは、基準電圧Ｖcに対して低位側の電圧をいう。
また、本実施形態において書込極性については、電圧Ｖcを基準とするが、電圧については、特に説明のない限り、論理レベルのＬレベルに相当する接地電位Ｇndを電圧ゼロの基準としている。

プリチャージ指定信号Ｎrgは、データ線１１４へのプリチャージを指定する信号であり、図５に示されるように水平帰線期間ＨbにおいてＨレベルとなり、それ以外の期間においてＬレベルとなる。
なお、この説明では、水平帰線期間Ｈbの全域にわたってプリチャージ指定信号ＮrgがＨレベルとしているが、水平帰線期間Ｈbの一部期間においてプリチャージ指定信号ＮrgがＨレベルとなるようにしても良い。
本実施形態では、データ線１１４へのプリチャージを２回に分けて実行する。信号Ｐraは、第１回目のプリチャージを指定する信号であり、同図に示されるように、プリチャージが実行される水平帰線期間Ｈbの前半期間ＰaでＨレベルとなり、後半期間ＰbでＬレベルとなる。なお、第２回目のプリチャージは、プリチャージ指定信号ＮrgがＨレベルであって、信号ＰraがＬレベルとなることによって指定される。

対向電極１０８への印加電圧ＬＣcomは、基準電圧Ｖcよりも低位側に設定されることになるが、これは、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６では、ゲート・ドレイン電極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、というプッシュダウンが発生するためである。仮に電圧ＬＣcomを基準電圧Ｖcと一致させた場合、負極性書込による液晶容量１２０の電圧実効値が、プッシュダウンのために、正極性書込による電圧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、プッシュダウンの影響が相殺されるような適正値に、電圧ＬＣcomを基準電圧Ｖcよりも低位側にオフセットして設定しているのである。
また、マトリクス状に配列する画素に対してどの極性で書き込むかについては、本実施形態では、垂直走査期間毎の極性反転としている。このため、本実施形態において、極性指定信号Ｐolの論理レベルは、図５に示されるように、同一の垂直走査期間（Ｆ）では一定である。
なお、液晶容量１２０に直流成分が印加されると、液晶が劣化するので、極性指定信号Ｐolは、同図に示されるように、垂直走査期間（Ｆ）毎に論理レベルが反転する。

データ信号変換回路５４は、デジタルの画像データＶdを、アナログのデータ信号Ｖd aに変換するものである。詳細には、データ信号変換回路５４は、画像データＶdが指定する階調値に応じた電圧であって、極性指定信号Ｐolで指定された極性の電圧のデータ信号Ｖdaに変換して、スイッチ８４における一方の入力端に供給する。

第１プリチャージ信号生成回路６１は、図５に示されるような電圧Ｖb(-)の信号Ｐ1を出力する。
第２プリチャージ信号生成回路６２は、同図に示されるように、電圧Ｖg(+)またはＶg(-)で交互に切り替わる信号Ｐ2を出力するものである。なお、信号Ｐ2の電圧切替タイミングは、垂直走査期間（Ｆ）の開始時よりも水平帰線期間だけ先んじたタイミングである。

図５において、電圧Ｖw(+)、Ｖb(+)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最高階調の白色、最低階調の黒色とさせる正極性電圧である。このため、正極性書込が指定されていれば、データ信号Ｖidは、電圧Ｖw(+)以上、電圧Ｖw(+)以下の電圧範囲をとる。また、電圧Ｖb(-)、Ｖw(-)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最低階調の黒色、最高階調の白色とさせる負極性電圧である。このため、負極性書込が指定されていれば、データ信号Ｖidは、電圧Ｖb(-)以上、電圧Ｖw(-)以下の電圧範囲をとる。
換言すれば、第１プリチャージ信号生成回路６１が出力する信号Ｐ1の電圧Ｖb(-)は、データ線１１４がとり得る電圧のうち、最も低い電圧である。これは、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６がオフしている場合に、オフリークが最も大きくなる電圧である。
また、第２プリチャージ信号生成回路６２が出力する信号Ｐ2の電圧Ｖg(+)、Ｖg(-)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最低階調の黒色と最高階調の白色とのほぼ中間階調とさせる正極性、負極性電圧である。
なお、電圧Ｖb(+)およびＶb(-)同士、電圧Ｖg(+)およびＶg(-)同士、並びに、電圧Ｖw(+)およびＶw(-)同士は、いずれも電圧Ｖcを基準に対称の関係にある。

信号Ｐ1は、スイッチ８２における一方の入力端に供給され、信号Ｐ2は、スイッチ８２における他方の入力端に供給される。
双投型のスイッチ８２は、信号ＰraがＬレベルであれば、図において実線の位置となって、他方の入力端に供給された信号Ｐ2を選択し、信号ＰraがＨレベルであれば、図において破線の位置となって、一方の入力端に供給された信号Ｐ1を選択して、スイッチ８４の他方の入力端に供給する。
同じく、双投型のスイッチ８４は、信号ＮrgがＬレベルであれば、図において実線の位置となって、一方の入力端に供給されたデータ信号Ｖdaを選択し、信号ＮrgがＨレベルであれば、図において破線の位置となって、他方の入力端に供給された信号、すなわち、スイッチ８２により選択された信号Ｐ1またはＰ2を選択して、いずれかで選択した信号をデータ信号Ｖidとして、液晶表示パネル１００（の画像信号線１４８）に供給する。

したがって、データ信号Ｖidは、１回目のプリチャージが指定されると信号Ｐ1となり、２回目のプリチャージが指定されると信号Ｐ2となり、プリチャージの指定が解除されていれば、データ信号Ｖdaとなる。

次に、本実施形態に係る電気光学装置１０の動作について説明する。
まず、図４に示されるように、１行目の画素の階調を指定する画像データＶdが、１列〜１０８０列という順番で供給されるが、その直前の水平走査期間Ｈbにおいてプリチャージ信号Ｎrgおよび信号ＰraがＨレベルになって、１回目のプリチャージが指定されたときに、画像信号線１４８に供給されるデータ信号Ｖidは、信号Ｐ1の電圧Ｖb(-)となる。
一方、信号ＮrgがＨレベルになると、各列のＯＲ回路１４４による論理和信号は、サンプリング信号とは無関係にＨレベルとなる。このため、１〜１９２０列のＴＦＴ１４６がオンするので、すべてのデータ線１１４は、画像信号線１４８に接続された状態となり、電圧Ｖb(-)にプリチャージされる。

続いて、プリチャージ指定信号ＮrgがＨレベルを保ったまま、信号ＰraがＬレベルとなって、２回目のプリチャージが指定される。このため、データ信号Ｖidは、信号Ｐ2となる。ここで、この水平帰線期間Ｈbの直後において正極性書込が指定されていれば、信号Ｐ2は、電圧Ｖg(+)となる。信号Ｎrgが依然としてＨレベルであるから、すべてのデータ線１１４は、電圧Ｖb(-)から電圧Ｖg(+)にプリチャージされる。

すべてのデータ線１１４に対して２回目のプリチャージがなされると、信号ＮrgがＬレベルとなるので、データ信号Ｖidは、データ信号Ｖdaとなる。
また、１行目の画素の階調を指定する画像データＶdが、１列〜１０８０列という順番で供給されるので、当該データ信号Ｖdaは、１行目の画素の階調に応じた正極性電圧となる。
このとき、走査制御回路５２は、１行目の画像データＶdが供給される水平走査期間（Ｈ）にわたって、走査信号Ｇ1がＨレベルとなるように走査線駆動回路１３０を制御するとともに、画像データＶdの供給に同期して、サンプリング信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、…、Ｓ1920が順番にＨレベルとなるように、サンプリング信号出力回路１４２を制御する。
なお、信号ＮrgがＬレベルであるので、サンプリング信号がそのまま各列のＯＲ回路１４４における論理和信号として出力される。

１行目のうち、１列目の画素に対応する画像データＶdを変換したデータ信号Ｖda（Ｖid）が画像信号線１４８に出力されたときにサンプリング信号Ｓ1がＨレベルになる。これにより１列目のＴＦＴ１４６がオンするので、当該データ信号Ｖidが１列目のデータ線１１４にサンプリングされる。同様に、１行目のうち、２列、３列、４列、…、１９２０列の画素に対応するデータ信号Ｖda（Ｖid）が画像信号線１４８に出力されたときに、それぞれサンプリング信号Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、…、Ｓ1920がＨレベルになると、２、３、４、…、１９２０列目のデータ線１１４には、それぞれ１行２列、１行３列、１行４列、…、１行１９２０列の画素に対応するデータ信号Ｖidがサンプリングされる。
一方、走査信号Ｇ1がＨレベルであると、１行目に位置する画素１１０におけるＴＦＴ１１６がすべてオンするので、データ線１１４にサンプリングされたデータ信号Ｖidの電圧が画素電極１１８に印加される。このため、１行目であって１、２、３、４、…、１９２０列の画素における液晶容量１２０には、画像データＶdで指定された階調に相当する正極性電圧が書き込まれて、保持されることになる。
最終列の１９２０列の画素における液晶容量１２０に対して階調に応じた正極性電圧が書き込まれると、水平帰線期間Ｈbとなる。

この水平帰線期間Ｈbでも、先と同様にすべてのデータ線１１４は、１回目で電圧Ｖb(-)にプリチャージされ、この後、２回目で電圧Ｖg(+)にプリチャージされる。
この後、２行目の画素の階調を指定する画像データＶdが、１列〜１０８０列という順番で供給されて、１行目と同様な動作が実行される。これにより、２行目であって１、２、３、４、…、１９２０列の画素における液晶容量１２０には、画像データＶdで指定された階調に相当する正極性電圧が書き込まれて、保持されることになる。
以降同様な動作が１０８０行目の画像データＶdが供給されるまで繰り返される。
すなわち、すべてのデータ線１１４が１回目で電圧Ｖb(-)にプリチャージされ、２回目で電圧Ｖg(+)にプリチャージされた後に、電圧Ｖg(+)と同じ極性であって階調に応じた電圧のデータ信号が供給される、という動作が、１行目から１０８０行目まで繰り返される。これにより、すべての画素における液晶容量１２０には、画像データＶdで指定された階調に相当する正極性電圧が書き込まれて、保持されることになる。

なお、次の垂直走査期間でも同様な電圧の書き込み動作が実行されるが、本実施形態では上述したように垂直走査期間毎の極性反転としているので、書込極性が反転して負極性となる。また、信号Ｐ2は、当該垂直走査期間よりも水平帰線期間だけ先んじたタイミングで電圧Ｖg(+)からＶg(-)に切り替わる。
このため、液晶容量１２０に対する書き込みの前に、すべてのデータ線１１４が１回目で電圧Ｖb(-)にプリチャージされ、２回目で負極性電圧Ｖg(-)にプリチャージされる。
そして、２回のプリチャージを経た後に、電圧Ｖg(-)と同じ負極性であって階調に応じた電圧のデータ信号が供給される、という動作が、１行目から１０８０行目まで繰り返される。これにより、すべての画素における液晶容量１２０には、画像データＶdで指定された階調に相当する負極性電圧が書き込まれて、保持されることになる。

図６は、正極性書込が指定される垂直走査期間において、ｉ行目の走査線１１２が選択される水平走査期間（Ｈ）でのデータ信号Ｖidの電圧波形の一例を示すとともに、ｊ列目のデータ線１１４の電圧がどのように変化するのかを示す図である。
この図に示されるように、ｊ列目のデータ線は、信号ＮrgがＨレベルであって信号ＰraがＨレベルであるときに、１回目のプリチャージによって電圧Ｖb(-)になり、信号ＮrgがＨレベルの状態で信号ＰraがＬレベルになったときに、２回目のプリチャージによって電圧Ｖg(+)になる。さらに、ｊ列目のデータ線は、信号ＮrgがＬレベルになっても電圧Ｖg(+)を保持し、サンプリング信号ＳjがＨレベルになったときに、データ信号Ｖidがサンプリングされ、これによって当該データ信号Ｖidの電圧となり、この後、サンプリング信号ＳjがＬレベルになっても保持される、という状態が示されている。
また、図７は、負極性書込が指定される垂直走査期間において、ｉ行目が選択される水平走査期間（Ｈ）でのデータ信号Ｖidの電圧波形の一例を示すとともに、ｊ列目のデータ線１１４の電圧がどのように変化するのかを示す図である。この図では、データ信号Ｖidの極性が反転し、これに伴って、２回目のプリチャージ電圧はＶg(-)になる。ただし、１回目のプリチャージ電圧は、極性にかかわらず電圧Ｖb(-)である。

このように本実施形態では、階調に応じたデータ信号Ｖidをサンプリングする前に、すべてのデータ線１１４を、１回目で電圧Ｖb(-)にプリチャージした後、２回目で電圧Ｖg(+)またはＶg(-)にプリチャージし、この後、階調に応じたデータ信号Ｖidをサンプリングする構成となっている。
ここで、１回目で電圧Ｖb(-)にプリチャージしている理由は、液晶容量１２０におけるＴＦＴ１１６を介したオフリークを促進させて、縦クロストークを目立たなくするためである。この点について詳述する。

まず、データ線１１４に対し、階調に応じた電圧をサンプリングする前にプリチャージを想定しない場合について検討する。
正極性電圧を書き込む垂直走査期間において、灰色を背景として黒色の矩形領域をウィンドウ表示させる場合に、当該黒色領域よりも下側に位置し、かつ、当該黒色領域と同列に位置する画素の非選択期間は、背景となる自己の行が選択されてから、次の負極性電圧を書き込む垂直走査期間に移行して黒色を含む領域の複数行の選択を経て、背景となる自己の行が再び選択されるまでの期間である。
ｎチャネル型のＴＦＴ１１６がオフしている状態のオフ抵抗は、ソース電極に接続されたデータ線１１４の電圧が低いほど、小さくなる。換言すれば、ＴＦＴ１１６のオフリークは、正極性と負極性とでは負極性の方が大きくなり、また、負極性であれば、黒色を指定する電圧の方が大きくなる（ノーマリーホワイトモードである場合）。オフ抵抗が小さくなるにつれ、画素電極１１８は、ソース電極に接続されたデータ線の電圧に近づく。
灰色領域と黒色領域との双方を含む列のうち、黒色領域よりも下側に位置する画素からみると、当該列のデータ線では、オフリークの影響が最も大きくなる電圧側に振られる期間の占める割合が大きくなる。
これに対して、灰色領域のみを含む列のデータ線では、常に灰色に相当する電圧に保たれるので、オフリークの影響はさほど大きくはならない。
このため、黒色領域よりも下側に位置し、黒色領域と同列に位置する灰色領域の画素は、灰色に相当する正極性電圧が書き込まれた後、次の負極性書込が指定される垂直走査期間に移行して負極性の電圧が書き込まれるまでの間にオフリークが進行するので、黒色領域と異なる列に位置する灰色領域の画素よりも明るくなってしまうのである。

正極性の電圧を書き込む垂直走査期間において、当該黒色領域よりも上側に位置し、かつ、当該黒色領域と同列に位置する画素の非選択期間では、黒色領域が正極性電圧で書き込まれるので、オフリークの影響が比較的小さい。灰色領域のみを含む列のデータ線では、常に灰色に相当する電圧に保たれるので、オフリークの影響はさほど大きくはならない。このため、黒色領域よりも上側に位置し、正極性電圧が書き込まれる灰色領域の画素は、黒色領域と同列であるか、異なる列であるかにかかわらず、明るさの変化が小さい。

ただし、黒色領域よりも上側に位置する灰色領域の画素では、次の負極性の電圧を書き込む垂直走査期間において、同様な明るさの相違が発生する。
すなわち、負極性電圧を書き込む垂直走査期間において、同様に灰色を背景として黒色の矩形領域をウィンドウ表示させる場合に、灰色領域と黒色領域との双方を含む列のうち、黒色領域よりも上側に位置する画素からみると、当該列のデータ線では、オフリークの影響が最も大きくなる電圧側に振られる期間の占める割合が大きくなる。これに対して、灰色領域のみを含む列のデータ線では、常に灰色に相当する電圧に保たれるので、オフリークの影響はさほど大きくはならない。このため、黒色領域よりも上側に位置し、黒色領域と同列に位置する灰色領域の画素は、灰色に相当する負極性電圧が書き込まれた後、次の負極性書込が指定される垂直走査期間に移行して正極性の電圧が書き込まれるまでの間にオフリークが進行するので、黒色領域と異なる列に位置する灰色領域の画素よりも明るくなってしまうのである。
なお、負極性電圧を書き込む垂直走査期間において、当該黒色領域よりも下側に位置し、かつ、当該黒色領域と同列に位置する画素の非選択期間では、黒色領域が次の垂直走査期間において正極性電圧で書き込まれるので、オフリークの影響が比較的小さい。また、灰色領域のみを含む列のデータ線では、常に灰色に相当する電圧に保たれるので、オフリークの影響はさほど大きくはならない。
このため、黒色領域よりも下側に位置し、負極性電圧が書き込まれる灰色領域の画素は、黒色領域と同列であるか、異なる列であるかにかかわらず、明るさの変化が小さい。

正極性書込が指定される垂直走査期間と負極性書込が指定される垂直走査期間とでは時間的に交互に現れるので、両フレームとの影響が平均化された状態を考えると、図８（ａ）に示されるように、黒色領域の上側および下側に位置し、かつ、黒色領域と同列に位置する灰色領域は、他の灰色領域と比較して平均値でみて明るくなってしまい、上述した縦クロスロークが発生するのである。

このように、縦クロストークの原因はＴＦＴ１１６のオフリークであり、その影響は、ＴＦＴ１１６がオンしてオフしてから次回再びオンするまでの非選択期間においてデータ線１１４が低い電圧（負極性であって暗い色に相当する電圧）となる期間が長くなるほど、大きくなる。
本実施形態では、１回目において、すべてのデータ線１１４を電圧Ｖb(-)にプリチャージしている。このため、電圧Ｖb(-)でプリチャージされる期間では、すべての画素においてＴＦＴ１１６を介したオフリークが促進されるので、図８（ｂ）に示されるように、黒色領域と異なる列に位置する灰色領域も明るくなり、上述した縦クロストークが目立たなくなるのである。

続いて、２回目のプリチャージは、階調に応じた電圧をサンプリングする前の初期状態をデータ線１１４同士で揃えて、当該電圧のサンプリングに要する期間を短縮化するためである。この点について詳述する。
上述したように、データ線１１４は素子基板に形成され、また、配列ピッチも狭く、さらに、走査線１１２などと交差するために、様々な容量が寄生する。このため、ＴＦＴ１４６のオンによってデータ線１１４にデータ信号Ｖidがサンプリングされると、ＴＦＴ１４６がオフしても、データ線１１４では、サンプリングされた電圧が保持される。ここで、プリチャージを実行しない構成とした場合、例えばｉ行目の走査線を選択して階調に応じた電圧のデータ信号Ｖidをデータ線にサンプリングする前の電圧状態は、１行前の（ｉ−１）行目の走査線を選択したときにサンプリングしたときの電圧に保持される。したがって、ｉ行目の走査線を選択して、データ線にデータ信号Ｖidをサンプリングする前の状態は、１行前の表示内容に応じて異なることになる。このため、隣接するデータ線同士で同じ電圧をサンプリングしようとしても、サンプリング前の状態が異なっていると、隣接するデータ線のサンプリング電圧は、ＴＦＴ１４６がオフした直後では異なってしまい、同じ階調とすることができない等の不都合がある。
これに対して、本実施形態では、データ線に階調に応じたデータ信号Ｖidをサンプリングする前の状態は、２回目のプリチャージによる電圧Ｖg(+)またはＶg(-)に揃っているので、上記不都合が発生しない。
さらに、データ線に階調に応じたデータ信号Ｖidをサンプリングする前に揃えられる電圧Ｖg(+)またはＶg(-)は、当該階調に応じたデータ信号Ｖidの極性と同一極性であるので、当該階調に応じたデータ信号Ｖidをデータ線にサンプリングするための充放電量が少なくて済む。このため、階調に応じたデータ信号Ｖidをサンプリングするのに要する期間を短くすることが可能となる。

このように本実施形態では、１回目のプリチャージによって縦クロストークを目立たなくすることができ、さらに、２回目目のプリチャージによって、階調に応じた電圧を電プリングする前の状態をデータ線１１４同士で揃えるとともに、サンプリングに要する期間を短縮化することが可能となる。

上述した実施形態では、２回目のプリチャージを実行する期間Ｐbでは、すべての走査信号をＬレベルとしたが、直後にｉ行目の書き込みを行う場合には、走査信号ＧiがＨレベルとなる期間を時間的前方に延ばして、期間ＰbにおいてＨレベルとなるようにしても良い。このように２回目のプリチャージの際に、走査信号ＧiをＨレベルにすると、ｉ行目のＴＦＴ１１６がオンするので、データ線１１４のみならず、画素電極１１８も電圧Ｖg(+)またはＶg(-)に揃う。このため、液晶容量１２０に対し階調に応じた電圧の書き込みに要する期間の短縮化を図ることが可能となる。

また、上述した実施形態では、プリチャージ電圧を画像信号線１４８に供給するとともに、すべての列のＴＦＴ１４６をオンさせて、画像信号線１４８に供給された電圧をサンプリングすることで、データ線１１４をプリチャージしたが、次のように構成でプリチャージを実行しても良い。すなわち、図示については省略するが、プリチャージ電圧を別途設けたプリチャージ信号線に供給するとともに、すべての列に別途設けたＴＦＴをプリチャージ指定信号Ｎrgでオンさせる構成でプリチャージを実行しても良い。

また、実施形態では、ＴＦＴ１１６をｎチャネル型としたので、１回目のプリチャージ電圧をＶb(-)としたが、ＴＦＴ１１６をｐチャネル型とする場合には、電圧Ｖb(+)とすれば良い。
さらに、上述した実施形態では、ある１行の走査線１１２に対応する画素に、階調に応じた電圧を、１列〜１９２０列のデータ信号Ｖidを順番にサンプリングすることによって、当該行の画素を１列から１９２０列まで順に書き込むという、いわゆる点順次の構成としたが、データ信号を時間軸にｎ（ｎは２以上の整数）倍に伸長するとともに、ｎ本の画像信号線に供給する、いわゆる相展開（シリアル−パラレル変換ともいう）駆動を併用した構成としても良いし（特開平２０００−１１２４３７号公報参照）、すべてのデータ線１１４に対しデータ信号を一括して供給する、いわゆる線順次の構成としても良い。
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。

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例について説明する。図１０は、上述した電気光学装置１０をライトバルブとして用いた３板式プロジェクタの構成を示す平面図である。
このプロジェクタ２１００において、ライトバルブに入射させるための光は、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の光路長は、他のＲおよびＧの光路長と比較して長くなっているので、Ｂの光路の途中には光路長を補正するために、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電気光学装置１０の液晶表示パネル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の各色に対応する表示データ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。

なお、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、左右反転像を表示させる構成となっている。

また、電子機器としては、図１０を参照して説明した他にも、直視型、例えば携帯電話や、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、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、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。

１０…電気光学装置、５０…制御回路、５２…走査制御回路、５４…データ信号変換回路、６１…第１プリチャージ信号生成回路、６２…第２プリチャージ信号生成回路、１００…液晶表示パネル、１０８…対向電極、１１０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１２０…液晶容量、１４４…ＴＦＴ、２１００…プロジェクタ。

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、第１の走査線と、第２の走査線と、前記第１の走査線と前記第２の走査線とに交差するデータ線と、前記第１の走査線と前記データ線との交差に対応する第１の画素電極と、前記第２の走査線と前記データ線との交差に対応する第２の画素電極と、前記データ線に、階調に応じた電圧であって、所定電圧よりも高位の正極性電圧または前記所定電圧よりも低位の負極性電圧を供給する階調電圧供給部と、前記データ線に前記負極性電圧以下の第１の電圧を供給する第１の電圧供給部と、前記データ線に前記第１電圧よりも高位の第２の電圧を供給する第２の電圧供給部と、前記第１の走査線に第１の走査信号を供給し、前記第２の走査線に第２の走査信号を供給する走査信号供給部と、前記第１の走査信号の供給により、前記第１の画素電極と前記データ線とを電気的に接続するｎチャネル型の第１のトランジスタと、前記第２の走査信号の供給により、前記第２の画素電極と前記データ線とを電気的に接続するｎチャネル型の第２のトランジスタとを具備し、一の垂直走査期間に、時系列順に第１の水平走査期間と第２の水平走査期間とを含み、前記第１の水平走査期間と前記第２の水平走査期間とに、時系列順に第１の期間と第２の期間と第３の期間とを含む場合、前記第１の水平走査期間の第１の期間において、前記第１の電圧供給部は、前記第１の電圧を前記データ線に供給し、前記第１の水平走査期間の第２の期間において、前記第２の電圧供給部は、前記第２の電圧を前記データ線に供給し、前記走査信号供給部は、前記第１の走査信号を前記第１の走査線に供給し、前記第２の走査信号を前記第２の走査線に供給し、前記第１の水平走査期間の第３の期間において、前記階調電圧供給部は、前記正極性電圧または負極性電圧を前記データ線に供給し、前記走査信号供給部は、前記第１の走査信号を前記第１の走査線に供給し、前記第２の水平走査期間の第１の期間において、前記第１の電圧供給部は、前記第１の電圧を前記データ線に供給し、前記第２の水平走査期間の第２の期間において、前記第２の電圧供給部は、前記第２の電圧を前記データ線に供給し、前記走査信号供給部は、前記第１の走査信号を前記第１の走査線に供給し、前記第２の走査信号を前記第２の走査線に供給し、前記第２の水平走査期間の第３の期間において、前記階調電圧供給部は、前記正極性電圧または負極性電圧を前記データ線に供給し、前記走査信号供給部は、前記第２の走査信号を前記第２の走査線に供給することを特徴とする。
本発明によれば、データ線に対して階調に応じた電圧を印加する前に、第１の電圧および第２の電圧によるプリチャージが２回実行される。このうち、第１の電圧のプリチャージによってトランジスタのオフリークが促進し、第２の電圧のプリチャージによって階調に応じた電圧を印加する前の初期状態が揃えられる。

本発明において、前記階調電圧供給部は、前記正極性電圧と前記負極性電圧とを前記一の垂直走査期間毎に交互に供給しても良い。
また、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、当該電気光学装置の制御装置としても概念することが可能である。

図５において、電圧Ｖw(+)、Ｖb(+)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最高階調の白色、最低階調の黒色とさせる正極性電圧である。このため、正極性書込が指定されていれば、データ信号Ｖidは、電圧Ｖw(+)以上、電圧Ｖb(+)以下の電圧範囲をとる。また、電圧Ｖb(-)、Ｖw(-)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最低階調の黒色、最高階調の白色とさせる負極性電圧である。このため、負極性書込が指定されていれば、データ信号Ｖidは、電圧Ｖb(-)以上、電圧Ｖw(-)以下の電圧範囲をとる。
換言すれば、第１プリチャージ信号生成回路６１が出力する信号Ｐ1の電圧Ｖb(-)は、データ線１１４がとり得る電圧のうち、最も低い電圧である。これは、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６がオフしている場合に、オフリークが最も大きくなる電圧である。
また、第２プリチャージ信号生成回路６２が出力する信号Ｐ2の電圧Ｖg(+)、Ｖg(-)は、当該電圧が画素電極１１８に印加されたときに、当該画素電極１１８で構成される液晶容量１２０を最低階調の黒色と最高階調の白色とのほぼ中間階調とさせる正極性、負極性電圧である。
なお、電圧Ｖb(+)およびＶb(-)同士、電圧Ｖg(+)およびＶg(-)同士、並びに、電圧Ｖw(+)およびＶw(-)同士は、いずれも電圧Ｖcを基準に対称の関係にある。

Claims (5)

1. 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設けられ、走査線に選択電圧を印加したときに、データ線に供給されるとともに所定電位を基準とした正極性電圧または負極性電圧に応じた階調となる複数の画素を備える電気光学装置の駆動方法であって、
   前記複数行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、
   前記複数列のデータ線に対して、一の走査線に前記選択電圧を印加する前に、極性とは無関係の第１電圧を印加し、
   前記第１電圧の印加後に、前記正極性または前記負極性に応じた第２電圧を印加し、
   前記一の走査線に選択電圧を印加したときに、一のデータ線と前記一の走査線との交差に対応する画素の階調に応じ、かつ、前記第２電圧を印加したときの極性に応じた電圧を、前記一のデータ線に供給する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
2. 前記画素は、
   画素電極と対向電極とで液晶を挟持した液晶容量と、
   走査線に印加されたときに、データ線と画素電極との間で導通状態となるスイッチング素子と、
   を有し、
   前記第１電圧は、前記データ線に供給される電圧範囲のうち、前記スイッチング素子が非導通状態であるときに、前記液晶容量のリークが最大となる電圧である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の駆動方法。
3. 前記複数列のデータ線に前記第２電圧を印加するときに、前記一の走査線に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の駆動方法。
4. 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設けられ、走査線に選択電圧が印加されたときに、データ線に供給されるとともに所定電位を基準とした正極性電圧または負極性電圧に応じた階調となる複数の画素と、
   前記複数行の走査線を所定の順番で選択して、選択した走査線に前記選択電圧を印加する走査線駆動回路と、
   前記複数列のデータ線に対して、一の走査線に前記選択電圧が印加される前に、極性とは無関係の第１電圧を印加し、
   前記第１電圧の印加後に、前記正極性または前記負極性に応じた第２電圧を印加し、
   前記一の走査線に選択電圧が印加されたときに、一のデータ線と前記一の走査線との交差に対応する画素の階調に応じ、かつ、前記第２電圧を印加したときの極性に応じた電圧を、前記一のデータ線に供給するデータ線駆動回路と、
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

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