JP2016090800A - 電気光学装置、電気光学装置の制御方法および電子機器 - Google Patents

電気光学装置、電気光学装置の制御方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を低減する。
【解決手段】電気光学装置は、k本のデータ線(ただしk>1)に対して印加される、フ
レームに区分された入力映像に応じた電圧の大きさを有するデータ電圧が時分割多重され
た映像信号を信号線に供給するデータ線駆動回路と、信号線に供給されている映像信号の
供給先となる少なくとも1本のデータ線をk本のデータ線の中から選択する選択回路と、
複数の走査線の中から少なくとも1本の走査線を選択する走査線駆動回路と、プリチャー
ジ期間において所定のプリチャージ電圧を当該k本のデータ線に印加する制御を行う制御
回路と、プリチャージ電圧が印加される画素と印加されない画素との階調差の補正をする
補正回路とを有する。
【選択図】図7

Description

本発明は、電気光学装置、電気光学装置の制御方法および電子機器に関する。
液晶素子等の電気光学素子を用いたドットマトリクス表示装置が知られている。これらの
表示装置における表示品質向上のため、画素にデータを書き込む前にプリチャージ電圧を
印加する技術が知られている。一方で、近年、表示装置は高解像度化しており、この表示
装置の駆動には、駆動回路を高速で動作させることが求められている。特許文献1は、プ
リチャージを用いる駆動方法において、プリチャージを行う期間を1水平期間毎に切り替
える技術を開示している。
特開2012−53407号公報
特許文献1においては、プリチャージ無しの期間において、電気光学装置内部の遅延(
配線遅延や負荷容量による遅延)により、プリチャージ有りの期間と比較して最初の書き
込み期間におけるデータの書き込みが正常に行われず、プリチャージ有りの画素と無しの
画素とで階調差が生じる場合があった。
これに対し本発明は、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を低減する技術
を提供する。
本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走
査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素と、前記
複数のデータ線のうちk本のデータ線(ただしk>1)に対して印加される、フレームに
区分された入力映像に応じた電圧の大きさを有するデータ電圧が時分割多重された映像信
号を信号線に供給するデータ線駆動回路と、前記信号線に供給されている映像信号の供給
先となる少なくとも1本のデータ線を前記k本のデータ線の中から選択する選択回路と、
前記複数の走査線の中から少なくとも1本の走査線を選択する走査線駆動回路と、一のフ
レームにおいて特定の画素に対応する走査線が選択されている期間のうち、前記時分割多
重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前のプリチャージ期間において前記k
本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し、当該プリチャージ期間におい
て所定のプリチャージ電圧を当該k本のデータ線に印加する制御を行う制御回路と、前記
プリチャージ電圧が印加される画素と印加されない画素との階調差の補正をする補正回路
とを有する電気光学装置を提供する。
この電気光学装置によれば、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を低減す
ることができる。
前記補正回路は、補正の対象となる画素に印加されるデータ電圧に応じて前記補正にお
ける補正量を変えてもよい。
この電気光学装置によれば、データ電圧によらずに補正量が決められる場合と比較して
、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差をより低減することができる。
前記補正回路は、前記補正の対象となる画素のデータ電圧と前記プリチャージ電圧との
差が第1電圧であるときよりも、第2電圧(ただし第2電圧は第1電圧よりも大きい)で
あるときの方が前記補正量を大きくしてもよい。
この電気光学装置によれば、データ電圧とプリチャージ電圧との差によらずに補正量が
決められる場合と比較して、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差をより低減
することができる。
前記補正回路は、前記プリチャージ電圧が印加される画素のデータ電圧が小さくなり、
前記プリチャージ電圧が印加されない画素のデータ電圧が大きくなるように前記補正を行
ってもよい。
この電気光学装置によれば、プリチャージ有りの画素および無しの画素のいずれか一方
のデータ電圧のみ補正する場合と比較して、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階
調差をより低減することができる。
前記補正回路は、前記プリチャージ電圧と前記データ電圧の極性が異なる画素に対して
前記補正を行い、前記プリチャージ電圧と前記データ電圧の極性が同じ画素に対して前記
補正を行わなくてもよい。
前記補正回路は、前記プリチャージ電圧が印加される画素のデータ電圧が大きくなり、
前記プリチャージ電圧が印加されない画素のデータ電圧が小さくなるように補正してもよ
い。
この電気光学装置によれば、プリチャージ有りの画素および無しの画素のいずれか一方
のデータ電圧のみ補正する場合と比較して、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階
調差をより低減することができる。
前記制御回路は、前記特定の画素の配置をフレーム毎に切り替えてもよい。
この電気光学装置によれば、特定の画素の配置をフレーム毎に切り替えない場合と比較
して、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を視認されにくくすることができ
る。
また、本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応
する走査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素を
有する電気光学装置の制御方法であって、前記複数のデータ線のうちk本のデータ線(た
だしk>1)に対して印加される、フレームに区分された入力映像に応じた電圧の大きさ
を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に供給するステップと、前記信
号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも1本のデータ線を前記k本のデ
ータ線の中から選択するステップと、前記複数の走査線の中から少なくとも1本の走査線
を選択するステップと、一のフレームにおいて特定の画素に対応する走査線が選択されて
いる期間のうち、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前のプ
リチャージ期間において前記k本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し
、当該プリチャージ期間において所定のプリチャージ電圧を当該k本のデータ線に印加す
る制御を行うステップと、前記プリチャージ電圧が印加される画素と印加されない画素と
の階調差の補正をするステップとを有する電気光学装置の制御方法を提供する。
この制御方法によれば、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を低減するこ
とができる。
さらに、本発明は、上記いずれかの電気光学装置を有する電子機器を提供する。
この電子機器によれば、プリチャージ有りの画素と無しの画素との階調差を低減するこ
とができる。
一実施形態に係る電気光学装置1の外観を示す図。 電気光学装置1の構成を示す模式図。 液晶パネル100の構造を示す図。 画素111の等価回路を示す図。 制御回路500の構成を例示する図。 関連技術に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャート。 階調差が生じる理由を示す図。 階調差が生じる別の理由を示す図。 間引きプリチャージの問題点を説明する図。 電気光学装置1の動作例1に係る動作を示すタイミングチャート。 データ電圧の補正を例示する図。 データ電圧の補正の別の例を示す図。 データ電圧の補正のさらに別の例を示す図。 一実施形態に係るプロジェクター2100を例示する図。 電気光学装置1の変形例4に係る動作を示すタイミングチャート。 電気光学装置1の変形例4に係る動作を示すタイミングチャート。
1.構成
図1は、一実施形態に係る電気光学装置1の外観を示す図である。電気光学装置1は、
例えば、プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置である。電気光学装置
1は、液晶パネル100、データ線駆動回路200、FPC(Flexible Printed Circuit
s)基板300、回路基板400、および制御回路500を有する。FPC基板300上
には、データ線駆動回路200が設けられている。回路基板400上には、電気光学装置
1を制御する制御回路500が設けられている。回路基板400と液晶パネル100とは
、FPC基板300を介して電気的に接続される。回路基板400とFPC基板300と
は、コネクター410およびコネクター320を介して接続される。FPC基板300と
液晶パネル100とはコネクター310およびコネクター107を介して接続される。電
気光学装置1は、ホスト装置(図示略)から供給される信号に応じて動作する。
図2は、電気光学装置1、特に液晶パネル100の構成を示す模式図である。データ線
駆動回路200は、制御回路500から入力されるクロック信号、制御信号、および映像
信号に従って、液晶パネル100に表示させる画像を示す映像信号を出力する。液晶パネ
ル100は、データ線駆動回路200および他の回路から入力されるクロック信号および
映像信号に従って、画像を表示する。
液晶パネル100は、画素領域110、走査線駆動回路130、データ線選択回路15
0、n本の映像信号線160、n個の映像信号入力端子161、k本の選択信号線(選択
信号線141、選択信号線142、選択信号線143、および選択信号線144。図2の
例ではk=4)、およびk個の選択制御信号入力端子(選択制御信号入力端子146、選
択制御信号入力端子147、選択制御信号入力端子148、および選択制御信号入力端子
149)を有する。
画素領域110は、画像を表示する領域である。画素領域110は、m本の走査線11
2、(k×n)本のデータ線114、および(m×k×n)個の画素111を有する。走
査線112は、走査信号を伝送する信号線であり、行(x)方向に沿って設けられている
。データ線114は、データ信号を伝送する信号線であり、列(y)方向に沿って設けら
れている。走査線112とデータ線114とは、電気的に絶縁されている。画素111は
、液晶パネル100をz方向(x方向およびy方向に垂直な方向)から見たときに、走査
線112とデータ線114との交差に対応して設けられている。すなわち、画素111は
、m行×(k×n)列のマトリクス状に配列されている。また、この例では、行方向にお
いて連続するk個の画素111が、1つの画素群(ブロック)を形成している。あるブロ
ックに属する画素111は、データ線選択回路150を介して同一の映像信号線160に
接続されている。すなわち、液晶パネル100は、n個のブロックに区分された画素群を
有する。画素111の詳細は後述する。以下の説明において、複数の走査線112の各々
を区別する必要があるときは、第1行、第2行、第3行、…、第m行の走査線112と表
す。複数のデータ線114の各々を区別する必要があるときは、第1列、第2列、第3列
、…、第(k×n)列のデータ線114と表す。映像信号線160についても同様である
走査線駆動回路130は、マトリクス状に配置された複数の画素111の中から、デー
タを書き込む行を選択する。具体的には、走査線駆動回路130は、複数の走査線112
の中から1本の走査線112を選択するための走査信号を出力する。走査線駆動回路13
0は、第1行、第2行、第3行、…、第m行の走査線112に、走査信号Y1、Y2、Y
3、…、Ymを供給する。この例で、走査信号Y1、Y2、Y3、…、Ymは、順次排他
的にハイレベルとなる信号である。
選択信号線141、選択信号線142、選択信号線143、および選択信号線144は
、選択制御信号入力端子146、選択制御信号入力端子147、選択制御信号入力端子1
48、選択制御信号入力端子149およびから入力された選択信号SEL[1]、SEL
[2]、SEL[3]、およびSEL[4]を伝送する信号線である。選択信号SEL[
1]、SEL[2]、SEL[3]、およびSEL[4]は、順次ハイレベルとなる信号
である。
データ線選択回路150は、各ブロックにおいて、データを書き込む列を選択する。具
体的には、データ線選択回路150は、そのブロックに属するk本のデータ線114の中
から少なくとも1本のデータ線114を、選択信号SEL[1]、SEL[2]、SEL
[3]、およびSEL[4]に応じて選択する。データ線選択回路150は、n列の画素
群の各々に対応する、n個のデマルチプレクサー151を有する。デマルチプレクサー1
51の詳細は後述する。
映像信号線160は、映像信号入力端子161から入力された映像信号Sを、データ線
選択回路150に伝送する信号線である。映像信号Sは、画素111に書き込まれるデー
タを示す信号である。ここで、「映像」は静止画または動画をいう。1本の映像信号線1
60は、データ線選択回路150を介してk本のデータ線114に接続されている。した
がって、映像信号Sにおいては、これらk本のデータ線114に供給されるデータが時分
割多重されている。
データ線駆動回路200は、第1列、第2列、第3列、…、第n列の映像信号入力端子
161に、映像信号S1、S2、S3、…、Snを出力する。また、データ線駆動回路2
00は、選択制御信号入力端子146、選択制御信号入力端子147、選択制御信号入力
端子148、および選択制御信号入力端子149に、選択信号SEL[1]、SEL[2
]、SEL[3]、およびSEL[4]を出力する。
図3(A)は、液晶パネル100の構造を示す斜視図である。図3(B)は、図3(A
)におけるH−h線における断面を示す模式図である。液晶パネル100は、素子基板1
01と、対向基板102と、液晶105とを有する。素子基板101と対向基板102と
は、スペーサー(図示省略)を含むシール材90によって一定の間隙を保って、互いに電
極形成面が対向するように貼り合わせられている。液晶105は、この間隙に封入されて
いる。液晶105は、例えばVA(Vertical Alignment)型の液晶である。
素子基板101および対向基板102は、それぞれガラスまたは石英などの透明性を有
する基板を有する。素子基板101にあっては、対向基板102よりもy方向のサイズが
長い。奥側(h側)が揃えられているので、素子基板101の手前側(H側)の一辺が対
向基板102から張り出している。この張り出した領域にx方向に沿って複数のコネクタ
ー107が設けられている。複数のコネクター107は、FPC基板300に接続される
。FPC基板300には、データ線駆動回路200が形成される。複数のコネクター10
7は、外部の回路から各種信号や各種電圧、映像信号などを供給するための端子であり、
上述の選択制御信号入力端子146、選択制御信号入力端子147、選択制御信号入力端
子148、選択制御信号入力端子149、および映像信号入力端子161を含む。
素子基板101において対向基板102と対向する面には、画素電極118が形成され
ている。画素電極118は、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明性を有する導電層を
パターニングしたものである。また、素子基板101には、走査線駆動回路130が形成
されている。対向基板102において、素子基板101と対向する面に設けられた共通電
極108は、同じくITOなどの透明性を有する導電層である。
図4は、画素111の等価回路を示す図である。図4では、第i行の第(4j−1)列
〜第4j列の画素111に対応するデマルチプレクサー151が示されている(iおよび
jは、1≦i≦mおよび1≦j≦nを満たす整数)。第i行において、一つのブロックは
、k個(この例ではk=4)の画素111から構成される。画素111は、TFT(Thin
Film Transistor)116と、画素電極118と、液晶層120と、共通電極108と、
保持容量117とを有する。TFT116は、画素電極118へのデータの書き込み(電
圧の印加)を制御するスイッチング素子であり、この例ではnチャネル型の電界効果トラ
ンジスターである。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、ドレイン電極は画素電極118に接続されている。走査線1
12にハイレベルの走査信号が供給されるとTFT116はオン状態になり、データ線1
14と画素電極118とが低インピーダンス状態になる。すなわち、画素電極118にデ
ータが書き込まれる。走査線112にローレベルの走査信号が供給されるとTFT116
はオフ状態になり、データ線114と画素電極118とは高インピーダンス状態になる。
共通電極108はすべての画素111について共通である。共通電極108には、例えば
データ線駆動回路200により、共通電圧LCCOMが印加される。液晶層120には、
画素電極118と共通電極108との電位差に相当する電圧が印加され、この電圧に応じ
て光学的特性(反射率または透過率)が変化する。保持容量117は、液晶層120に並
列に接続されており、画素電極118と共通電圧VCOMとの電位差に相当する電荷を保
持する(この例では、VCOM=LCCOMである)。以下、ある特定のブロックにおい
て画素111の各々を区別するときは、画素111[s]のように表記して区別する(s
は、1≦s≦kを満たす整数)。TFT116等、画素111に含まれる要素についても
同様である。
デマルチプレクサー151は、選択信号SEL[1]〜SEL[4]に応じて選択され
たデータ線114に、映像信号Sを供給する回路である。デマルチプレクサー151は、
1つの映像信号入力端子と、k個の選択制御信号入力端子と、k個の映像信号出力端子と
、k個のTFT152とを有する(この例ではk=4)。TFT152は、ゲートに入力
される選択信号SELに応じてデータ線114を選択するためのスイッチング素子である
TFT152[1]のゲート電極は、選択信号線141に接続され、ソース電極は第j
列の映像信号線160に接続され、ドレイン電極は第(4j−3)列のデータ線114(
すなわち、第j列の画素群のTFT116[1]のソース電極)に接続されている。選択
信号線141にハイレベルの選択信号SEL[1]が供給されるとTFT152はオン状
態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−3)列のデータ線114とが低インピ
ーダンス状態になる。すなわち、第(4j−3)列のデータ線114に映像信号Sjが供
給される。選択信号線141にローレベルの選択信号SEL[1]が供給されるとTFT
152[1]はオフ状態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−3)列のデータ
線114とが高インピーダンス状態になる。
TFT152[2]のゲート電極は、選択信号線142に接続され、ソース電極は第j
列の映像信号線160に接続され、ドレイン電極は第(4j−2)列のデータ線114(
すなわち、第j列の画素群のTFT116[2]のソース電極)に接続されている。選択
信号線142にハイレベルの選択信号SEL[2]が供給されるとTFT152[2]は
オン状態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−2)列のデータ線114とが導
通する。すなわち、第(4j−2)列のデータ線114に映像信号Sjが供給される。選
択信号線142にローレベルの選択信号SEL[2]が供給されるとTFT152[2]
はオフ状態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−2)列のデータ線114とが
高インピーダンス状態になる。
TFT152[3]のゲート電極は、選択信号線143に接続され、ソース電極は第j
列の映像信号線160に接続され、ドレイン電極は第(4j−1)列のデータ線114(
すなわち、第j列の画素群のTFT116[3]のソース電極)に接続されている。選択
信号線143にハイレベルの選択信号SEL[3]が供給されるとTFT152[3]は
オン状態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−1)列のデータ線114とが導
通する。すなわち、第(4j−1)列のデータ線114に映像信号Sjが供給される。選
択信号線143にローレベルの選択信号SEL[3]が供給されるとTFT152[3]
はオフ状態になり、第j列の映像信号線160と第(4j−1)列のデータ線114とが
高インピーダンス状態になる。
TFT152[4]のゲート電極は、選択信号線144に接続され、ソース電極は第j
列の映像信号線160に接続され、ドレイン電極は第4j列のデータ線114(すなわち
、第j列の画素群のTFT116[4]のソース電極)に接続されている。選択信号線1
44にハイレベルの選択信号SEL[4]が供給されるとTFT152[4]はオン状態
になり、第j列の映像信号線160と第4j列のデータ線114とが導通する。すなわち
、第4j列のデータ線114に映像信号Sjが供給される。選択信号線144にローレベ
ルの選択信号SEL[4]が供給されるとTFT152[4]はオフ状態になり、第j列
の映像信号線160と第4j列のデータ線114とが高インピーダンス状態になる。
デマルチプレクサー151には、映像信号入力端子161から入力された映像信号Sが
、映像信号線160を介して供給される。デマルチプレクサー151においては、映像信
号線160が、TFT152[1]〜[4]の間で複数に分岐している。なお、この例で
は、デマルチプレクサー151は波形整形回路155を有している。波形整形回路155
は省略されてもよい。
図5は、制御回路500の構成を例示する図である。制御回路500は、補正回路51
0を有する。制御回路500は、走査線駆動回路130およびデータ線駆動回路200に
対する制御信号を生成および出力する回路等、補正回路510以外の回路も有するが、こ
こでは補正回路510以外は省略している。補正回路510は、プリチャージが行われる
画素111と行われない画素111との階調差を補正するための回路である。補正回路5
10は、補正データ記憶部511、補正データ記憶部512、選択部513、加算部51
4を有する。補正データ記憶部511は、プリチャージが行われない画素に対する補正値
を記憶する。補正データ記憶部512は、プリチャージが行われる画素に対する補正値を
記憶する。選択部513は、補正データ記憶部511および補正データ記憶部512の補
正値のいずれか一方を選択する。加算部514は、入力された映像データに対し、選択部
513により選択された補正データを加算または減算する。補正回路510に入力される
映像データは、画素電極118に印加する電圧値を示すデータである。あるいは、補正回
路510に入力される映像データは、画素111に表示させる階調値を示すデータであっ
てもよい。
まとめると、複数の画素111は、複数の走査線112および複数のデータ線114の
交差に対応して設けられており、対応する走査線112が選択された時に、対応するデー
タ線114の電位に応じた階調を示す。データ線駆動回路200は、複数のデータ線11
4のうちk本のデータ線(ただしk>1)に対して印加される、フレームに区分された入
力映像に応じた電圧の大きさを有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に
供給する。データ線選択回路150は、信号線に供給されている映像信号の供給先となる
少なくとも1本のデータ線114をk本のデータ線114の中から選択する。走査線駆動
回路130は、複数の走査線112の中から少なくとも1本の走査線112を選択する。
制御回路500は、一のフレームにおいて特定の画素111に対応する走査線112が選
択されている期間のうち、時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前
のプリチャージ期間においてk本のデータ線を全て選択するようにデータ線選択回路15
0を制御し、そのプリチャージ期間において所定のプリチャージ電圧をk本のデータ線1
14に印加する制御を行う。補正回路510は、プリチャージ電圧が印加される画素11
1と印加されない画素111との階調差の補正をする。
2.動作
2−1.概要
図6は、関連技術に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。垂直同
期信号Vsyncは、垂直同期のタイミングすなわちフレームの始期を示す。映像信号に
時分割多重されているデータ電圧の極性は、1フレーム毎に反転する。すなわち、この例
で、電気光学装置の駆動方法は、いわゆるフレーム反転駆動である。水平同期信号Hsy
ncは、水平同期のタイミングすなわち選択する走査線12を切り替えるタイミングを示
す。なおこの例では後述の理由により水平期間の長さは一定ではなく変動している。この
例で、走査信号Y1〜Ymは、走査線112を1本ずつ順番に排他的に選択する信号であ
る。
各水平期間は、1ブロックに含まれるデータ線114に順次データを書き込む期間(以
下、「書き込み期間Twrt」という)を含む。書き込み期間Twrtは、各ブロックに
おいてk個のデータ線114の中からデータを供給する一のデータ線114を順次選択す
る期間を含む。
一部の水平期間は、プリチャージ期間Tpreを含む。プリチャージ期間はプリチャー
ジをするための期間である。プリチャージとは、書き込み期間における書き込み不足(液
晶115が所望の光学状態になる前に電圧印加が終了してしまうこと)を補償するために
、データ線114(および液晶115)をあらかじめ充電(または放電)することをいう
。プリチャージ期間Tpreにおいては、すべてのデータ線114が同時に選択され、プ
リチャージ電位Vpreが与えられる。表示品質の観点からは全ての水平期間でプリチャ
ージを行うことが好ましい。しかし、この例では、消費電力を低減するため、または駆動
速度を向上させるため、全ての水平期間ではプリチャージを行わず、一部の水平期間のみ
でプリチャージが行われる。すなわち、あるフレームについて見ると全ての画素111に
対しプリチャージが行われるわけではなく、一部の行の画素111に対してのみプリチャ
ージが行われる。図6の例では、4水平期間毎にプリチャージが行われる。すなわち、連
続する4つの水平期間のうち1つの水平期間のみでプリチャージが行われ、他の水平期間
ではプリチャージが行われない。
なお、この例で、プリチャージ電位Vpreは、そのフレームにおけるデータ電圧の極
性によらず、常に負極性である。これは以下の理由による。例えばデータ線114と画素
電極118との間には寄生容量が存在する。この寄生容量による容量性結合によりデータ
線114の電位変動は、画素電極118の電位に影響を与える。データ電圧の極性を1水
平期間毎に反転させる、いわゆる1H反転駆動の場合、この影響は1H毎に打ち消される
ため視認されにくい。しかし、フレーム反転駆動においては、この影響は1フレーム継続
するのでフリッカーとして視認されやすい。このような問題を解決するため、データ電圧
の極性によらず常に負極性電位のプリチャージが行われる。
しかし、図6の例においては、連続する4つの水平期間のうち1つの水平期間のみでプ
リチャージが行われていた。すなわち、1フレームにおいては、連続する4行の画素11
1のうち1行の画素111に対してのみプリチャージが行われ、残りの3行の画素111
に対してはプリチャージが行われていなかった。ここでは、一部の行に対してのみプリチ
ャージが行われることを「間引きプリチャージ」という。
間引きプリチャージには、プリチャージ有りの行と行われない行とで階調に差が生じて
しまうという場合があるという問題があった。階調に差が生じる理由は液晶パネル100
やデータ線駆動回路200の具体的構成によって様々であるが、代表的なものを2つ説明
する。
図7は、階調差が生じる理由を示す図である。図7の上段は、プリチャージ有りの行に
おける、隣り合う(第(4j−3)列および第(4j−2)列の)2本のデータ線114
に接続された2つの画素電極118の電位を示す図である。プリチャージ期間Tprcに
おいて、これら2本のデータ線114には、プリチャージ電位Vprcが書き込まれる。
この例では、Vprc<0である。プリチャージ期間Tprcが終了すると、すべてのT
FT152がオフ状態となる。その後、書き込み期間Twrt1においてTFT152[
1]がオン状態となり、データ線114[1]にはデータ電圧Vdが印加される。書き込
み期間Twrt1が終了すると、TFT152[1]はオフ状態となる。次に、書き込み
期間Twrt2においてTFT152[2]がオン状態となり、データ線114[2]に
はデータ電圧Vdが印加される。このとき、データ線114[2]には、画素電極118
[2]の電位をVprcからVdまで引き上げるため、多量の電荷が流れ込む。ここで、
データ線114[1]は、データ線114[2]と寄生容量を介した容量性結合をしてい
る。そのため、データ線114[2]の電位上昇に伴って、データ線114[1]すなわ
ち画素電極118[1]の電位が少し(図のΔVd)上昇してしまう。一方で図7の下段
に示すように、プリチャージ無しの行においては、書き込み期間Twrt2においてデー
タ線114[2]には、画素電極118[2]の電位をゼロVからVdまで引き上げるた
めの電荷が流れ込むが、この電荷量はプリチャージ有りの行と比較すると少なく、寄生容
量を介した容量性結合によるデータ線114[1]の電位上昇はほとんどない。なお、プ
リチャージ無しの行に関しては、書き込み期間Twrtの前における画素電極118の電
位はゼロVとは限らないが、ここでは単純化のためゼロVとして説明した。
したがって、書き込み期間におけるデータ電圧が同じであっても、最終的な画素電極1
18[1]の電位は、プリチャージ有りの行の方が高くなってしまう。すなわち、プリチ
ャージ有りの画素111の方が、プリチャージ無しの画素111よりも階調が明るくなる
。ここでは簡単のために隣り合う2本のデータ線114についてのみ説明したが、すべて
のデータ線114について同じ現象が起こりうる。
図8は、階調差が生じる別の理由を示す図である。この例では、データ線駆動回路20
0の能力(電荷を供給する能力)が相対的に低く、画素電極118が所望の電位になるま
での時間が長い。この例では、プリチャージ有りの行において、データ線駆動回路200
の能力が足りず、書き込み期間Twrt1では、画素電極118の電位をVprcからV
dまで引き上げることができない。一方で、プリチャージ無しの行においては、書き込み
期間Twrt1の始期における画素電極118の電位がVprcよりもゼロVに近いので
、書き込み期間Twrt1の終期において、画素電極118の電位はVdになっている。
したがって、書き込み期間におけるデータ電圧が同じであっても、最終的な画素電極1
18の電位は、プリチャージ有りの行の方が低くなってしまう。すなわち、プリチャージ
有りの画素111の方が、プリチャージ無しの画素111よりも階調が暗くなる。
図9は、間引きプリチャージの問題点を説明する図である。図7または図8で説明した
理由により、たとえ全面同一階調のデータが書き込まれたとしても、プリチャージ有りの
行と無しの行とで画素電極118の電位が異なっている。すなわち、プリチャージ有りの
行と無しの行とで階調値が異なっている。本実施形態の電気光学装置1は、この問題に対
処するため、プリチャージが行われる画素および行われない画素の少なくとも一方のデー
タ電圧を、両者の差を小さくする補正を行う。以下、より具体的な動作例を説明する。
2−2.動作例
図10は、電気光学装置1の動作例1に係る動作を示すタイミングチャートである。こ
こでは説明のため、水平同期信号Hsync、選択信号SEL[1]〜[4]、走査信号
Y1〜Y3、および映像信号d[1]のみを図示している。映像信号d[1]は、映像信
号線160[1]に供給される映像信号である。
この例では、プリチャージは4水平期間毎に行われる。すべての水平期間は、書き込み
期間Twrtを含む。この例で、書き込み期間Twrtは、選択信号SEL[1]がハイ
レベルになってから選択信号SEL[4]がローレベルになるまでの期間である。プリチ
ャージが行われる水平期間は、さらにプリチャージ期間TPRCを含む。このように、プ
リチャージが行われる水平期間は、プリチャージが行われない水平期間よりも時間長が長
い。
2−2−1.プリチャージ
プリチャージ期間TPRCにおいて、選択信号SEL[1]〜[4]はすべてハイレベ
ルとなる。したがってTFT152[1]〜[4]はすべてオン状態となり、データ線1
14[1]〜[4]に電圧が印加される。このとき、データ線駆動回路200から出力さ
れる映像信号d[1]のレベルは、プリチャージ電圧Vprcである。すなわち、データ
線114[1]〜[4]に印加される電圧はプリチャージ電圧Vprcである。プリチャ
ージ電圧Vprcの極性はデータ電圧の極性によらず常に負極性であり、その大きさは常
に一定である。プリチャージ電圧Vprcの大きさは、例えば、ビデオ振幅の半分より大
きい。
2−2−2.書き込み
この例で、選択信号SEL[1]〜[4]は、順次排他的にハイレベルとなる信号であ
る。隣り合うデータ線114間のクロストークを抑制するため、選択信号SEL[1]が
ハイレベルからローレベルに切り替わってから選択信号SEL[2]がローレベルからハ
イレベルに切り替わるまで、選択信号SEL[1]および[2]がともにローレベルにな
る時間が存在する。こうして、書き込み期間Tw1〜Tw4においてデータ線114[1
]〜[4]に順次、データ電圧が書き込まれる。
2−2−3.補正
補正回路510は、プリチャージ有りの行および無しの行の少なくとも一方におけるデ
ータ電圧を補正する。この補正は、同じデータ電圧を書き込んだ際の両者の階調差を小さ
くするためのものである。
図11は、データ電圧の補正を例示する図である。この例で、データ電圧は正極性であ
る。Vdはデータ電圧を、Vpixは画素電極118の電位を表している(以下の図にお
いて同様)。この例では、データ電圧の補正を行わない場合、図7で説明したように、同
じデータ電圧を印加したとしても、プリチャージ有りの行の方が、画素電極118の電位
が高い(すなわち階調が明るい)。
この例で、補正回路510は、プリチャージ有りの行に属する画素のデータ電圧に対し
ては、データ電圧を低下させる補正を行う。すなわち、データ電圧に対し負の補正値を加
算する。プリチャージ無しの行に対して補正は行われない。この例は、プリチャージ有り
の行の方が階調が明るくなる場合に特に有用である。
図12は、データ電圧の補正の別の例を示す図である。この例で、データ電圧は正極性
である。この例では、データ電圧の補正を行わない場合、図8で説明したように、同じデ
ータ電圧を印加したとしても、プリチャージ有りの行の方が、画素電極118の電位が低
い(すなわち階調が暗い)。
この例で、補正回路510は、プリチャージ有りの行に属する画素のデータ電圧に対し
ては、データ電圧を増加させる補正を行う。すなわち、データ電圧に対し正の補正値を加
算する。プリチャージ無しの行に対して補正は行われない。この例は、プリチャージ有り
の行の方が階調が暗くなる場合に特に有用である。
図13は、データ電圧の補正のさらに別の例を示す図である。この例で、データ電圧は
正極性である。この例では、データ電圧の補正を行わない場合、図7で説明したように、
同じデータ電圧を印加したとしても、プリチャージ有りの行の方が、画素電極118の電
位が高い(すなわち階調が明るい)。
この例で、補正回路510は、プリチャージ有りの行に属する画素のデータ電圧に対し
てはデータ電圧を低下させ、プリチャージ無しの行に属する画素のデータ電圧に対しては
データ電圧を増加させる補正を行う。
図11〜13の例において、補正データ記憶部511はプリチャージ有りの行に対する
データ電圧の補正値を記憶しており、補正データ記憶部512はプリチャージ無しの行に
対するデータ電圧の補正値(この例ではゼロすなわち補正無し)を記憶している。選択部
513は、プリチャージ有りの行に属する画素に対しては補正データ記憶部511を、プ
リチャージ無しの行に属する画素に対しては補正データ記憶部512を選択する。加算部
514は、選択された記憶部に記憶されている補正値を、入力されたデータ電圧に加算す
る。
なお、補正値の大きさは、例えば液晶パネル100の特性に応じて実験的に決められる
。補正回路510は、例えば、対象となる画素111に印加されるデータ電圧に応じて補
正値(補正量)を変えてもよい。具体的には、データ電圧が大きいほど補正値を大きくし
てもよい。
別の例で、補正回路510は、対象となる画素111に印加されるデータ電圧とプリチ
ャージ電圧との差に応じて補正値を変えてもよい。具体的には、データ電圧とプリチャー
ジ電圧との差が大きいほど、補正値を大きくしてもよい。すなわち、補正回路510は、
対象となる画素のデータ電圧Vdとプリチャージ電圧Vprcとの差がV1であるときよ
りも、V2(ただしV2>V1)であるときの方が、大きい補正値を用いる。
以上で説明したように、本実施形態によれば、プリチャージ有りの行と無しの行の階調
差を低減することができる。
3.適用例
図14は、一実施形態に係るプロジェクター2100を例示する図である。プロジェク
ター2100は、電気光学装置1を用いた電子機器の一例である。プロジェクター210
0において、電気光学装置1がライトバルブとして用いられている。この図に示されるよ
うに、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有するランプ
ユニット2102が設けられている。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)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、
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を有するリレー
レンズ系2121を介して導かれる。
プロジェクター2100において、電気光学装置1を含む液晶表示装置が、R色、G色
、B色のそれぞれに対応して3組設けられている。ライトバルブ100R、100Gおよ
び100Bの構成は、上述した液晶パネル100と同様である。R色、G色、B色のそれ
ぞれの原色成分の階調レベルを指定するに映像信号がそれぞれ外部上位回路から供給され
て、ライトバルブ100R、100Gおよび100がそれぞれ駆動される。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、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度に屈折し、G色の光は直進する。したがって、各原色の画像
が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ群2114によってカラー画像が
投射される。
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2
108によって、R色、G色、B色のそれぞれ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。したがって、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。
4.変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以
下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用い
られてもよい。
4−1.変形例1
補正回路510による補正は、一部において行われなくてもよい。例えば、1フレーム
毎にデータ電圧の極性を反転させる駆動が用いられる場合、プリチャージ電圧とデータ電
圧の極性が異なるフレームのみで補正が行われ、プリチャージ電圧とデータ電圧の極性が
同じフレームでは補正が行われなくてもよい。あるいは、1水平期間(1行)毎にデータ
電圧の極性を反転させる駆動が用いられる場合、プリチャージ電圧とデータ電圧の極性が
異なる行のみで補正が行われ、プリチャージ電圧とデータ電圧の極性が同じ行では補正が
行われなくてもよい。どのような駆動方法が用いられるにしても、プリチャージ電圧とデ
ータ電圧の極性が異なる画素に対してのみ補正が行われ、プリチャージ電圧とデータ電圧
の極性が同じ画素に対しては補正が行われなくてもよい。
4−2.変形例2
一部の水平期間のみにおいてプリチャージが行われる場合すなわち一部の行の画素11
1に対してのみプリチャージが行われる場合、プリチャージ有りの行(すなわちプリチャ
ージ電圧が印加される特定の画素の配置)をフレーム毎に切り替えてもよい(すなわちプ
リチャージ有りの行をローテーションしてもよい)。例えば、4フレームを1単位として
、第1フレームにおいては第(4i−3)行を、第2フレームにおいては第(4i−2)
行を、第3フレームにおいては第(4i−1)行を、第4フレームにおいては第4i行を
対象としてプリチャージを行ってもよい。さらに、プリチャージ有りの行の順番(ローテ
ーション)を4フレーム毎に切り替えてもよい。例えば、最初の4フレームにおいては、
第(4i−3)行、第(4i−2)行、第(4i−1)行、および第4i行の順番でプリ
チャージを行い、次の4フレームにおいては、第(4i−2)行、第(4i−1)行、第
4i行、および第(4i−3)行の順番でプリチャージを行ってもよい。
4−3.変形例3
データ電圧の補正は、図11〜13で例示したものに限定されない。例えば、プリチャ
ージ有りの行の方が画素電極118の電位が高い(階調が明るい)場合において、プリチ
ャージ有りの行のデータ電圧を下げるのではなく、プリチャージ無しの行のデータ電圧を
上げる補正が行われてもよい。別の例で、プリチャージ無しの行の方が画素電極118の
電位が高い(階調が明るい)場合において、プリチャージ有りの行のデータ電圧を上げる
のではなく、プリチャージ無しの行のデータ電圧を下げる補正が行われてもよい。さらに
別の例で、プリチャージ有りの行および無しの行の両方を補正する場合において、プリチ
ャージ有りの行のデータ電圧を上げ、プリチャージ無しの行のデータ電圧を下げる補正が
行われてもよい。
4−4.変形例4
図15は、電気光学装置1の変形例4に係る動作を示すタイミングチャートである。こ
の例で、プリチャージ有りの水平期間において、第1プリチャージ期間Tprc1および
第2プリチャージ期間Tprc2の2段階のプリチャージが行われる。第1プリチャージ
期間Tprc1は、実施形態で説明したプリチャージ期間Tprcと同様であり、例えば
、データ電圧の極性によらず常に負極性のプリチャージ電圧が印加される。第2プリチャ
ージ期間Tprc2は、データ電圧と同じ極性のプリチャージ電圧が印加される。
実施形態で説明したデータ電圧の補正と併せて2段階プリチャージを行うことで、プリ
チャージ有りの行と無しの行との階調差をより低減することができる。
4−5.変形例5
図16は、電気光学装置1の変形例5に係る動作を示すタイミングチャートである。図
15の例では、選択信号SEL[1]〜[4]は順次排他的にハイレベルとなる信号であ
ったが、一部の期間において他の選択信号と同時にハイレベルとなる信号であってもよい
。例えば、選択信号SEL[1]は時刻t1からt3までハイレベルであり、選択信号S
EL[2]は時刻t2からt4までハイレベルである。すなわち、時刻t2からt3の間
では選択信号SEL[1]およびSEL[2]がともにハイレベルであり、データ線11
4[1]および114[2]が同時に選択されている。このように、隣り合う2本のデー
タ線114の選択期間がオーバーラップすることによって、駆動をより高速化できる。
4−6.他の変形例
電気光学装置1のハードウェア構成は実施形態で説明したものに限定されない。例えば
、実施形態においては、単一の駆動回路(データ線選択回路150)が、プリチャージ電
圧およびデータ電圧の双方を出力する構成を説明した。しかし、プリチャージ電圧を出力
する回路とデータ電圧を出力する回路とは、別個の回路であってもよい。また、補正回路
510は、制御回路500とは別の回路であってもよい。
n本のデータ線114は、k本毎に区分されていなくてもよい。すなわち、n本のデー
タ線114のうち一部のデータ線に着目した場合において、その着目した一部のデータ線
に対して実施形態で説明した処理が行われてもよい。
電気光学装置1を用いた電子機器は、実施形態で例示したプロジェクターの他にも、テ
レビジョンや、ビューファインダー型・モニタ直視型のビデオテープレコーダー、カーナ
ビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーシ
ョン、テレビ電話、POS端末、デ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。
液晶115は、VA液晶に限定されない。TN液晶等、VA液晶以外の液晶が用いられ
てもよい。また、液晶105は、ノーマリーホワイトモードの液晶であってもよい。また
、液晶以外の電気光学素子が用いられてもよい。電気光学素子としては、液晶の他にも、
EPD(マイクロカプセル型電気泳動ディスプレイやECD(エレクトロクロミックディ
スプレイ)等が用いられてもよい。
半導体素子(TFT116等)の伝導型、および半導体素子の駆動に用いる信号(選択
信号SEL等)、電圧(プリチャージ電圧等)の極性は実施形態で説明したものに限定さ
れない。実施形態で説明した信号レベルや電圧値はあくまで例示である。
1…電気光学装置、100…液晶パネル、200…データ線駆動回路、300…FPC基
板、400…回路基板、500…制御回路、110…画素領域、130…走査線駆動回路
、150…データ線選択回路、151…デマルチプレクサー、160…映像信号線、16
1…映像信号入力端子、141…選択信号線、142…選択信号線、143…選択信号線
、144…選択信号線、146…選択制御信号入力端子、147…選択制御信号入力端子
、148…選択制御信号入力端子、149…選択制御信号入力端子、101…素子基板、
102…対向基板、105…液晶、107…コネクター、116…TFT、118…画素
電極、120…液晶層、108…共通電極、117…保持容量、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…投射レンズ群、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 (9)

  1. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択
    された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素と、
    前記複数のデータ線のうちk本のデータ線(ただしk>1)に対して印加される、フレ
    ームに区分された入力映像に応じた電圧の大きさを有するデータ電圧が時分割多重された
    映像信号を信号線に供給するデータ線駆動回路と、
    前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも1本のデータ線を前記
    k本のデータ線の中から選択する選択回路と、
    前記複数の走査線の中から少なくとも1本の走査線を選択する走査線駆動回路と、
    一のフレームにおいて特定の画素に対応する走査線が選択されている期間のうち、前記
    時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前のプリチャージ期間におい
    て前記k本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し、当該プリチャージ期
    間において所定のプリチャージ電圧を当該k本のデータ線に印加する制御を行う制御回路
    と、
    前記プリチャージ電圧が印加される画素と印加されない画素との階調差の補正をする補
    正回路と
    を有する電気光学装置。
  2. 前記補正回路は、補正の対象となる画素に印加されるデータ電圧に応じて前記補正にお
    ける補正量を変える
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記補正回路は、前記補正の対象となる画素のデータ電圧と前記プリチャージ電圧との
    差が第1電圧であるときよりも、第2電圧(ただし第2電圧は第1電圧よりも大きい)で
    あるときの方が前記補正量を大きくする
    ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 前記補正回路は、前記プリチャージ電圧が印加される画素のデータ電圧が小さくなり、
    前記プリチャージ電圧が印加されない画素のデータ電圧が大きくなるように前記補正を行

    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  5. 前記補正回路は、前記プリチャージ電圧と前記データ電圧の極性が異なる画素に対して
    前記補正を行い、前記プリチャージ電圧と前記データ電圧の極性が同じ画素に対して前記
    補正を行わない
    ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。
  6. 前記補正回路は、前記プリチャージ電圧が印加される画素のデータ電圧が大きくなり、
    前記プリチャージ電圧が印加されない画素のデータ電圧が小さくなるように補正する
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  7. 前記制御回路は、前記特定の画素の配置をフレーム毎に切り替える
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  8. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択
    された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素を有する電気光学装
    置の制御方法であって、
    前記複数のデータ線のうちk本のデータ線(ただしk>1)に対して印加される、フレ
    ームに区分された入力映像に応じた電圧の大きさを有するデータ電圧が時分割多重された
    映像信号を信号線に供給するステップと、
    前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも1本のデータ線を前記
    k本のデータ線の中から選択するステップと、
    前記複数の走査線の中から少なくとも1本の走査線を選択するステップと、
    一のフレームにおいて特定の画素に対応する走査線が選択されている期間のうち、前記
    時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前のプリチャージ期間におい
    て前記k本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し、当該プリチャージ期
    間において所定のプリチャージ電圧を当該k本のデータ線に印加する制御を行うステップ
    と、
    前記プリチャージ電圧が印加される画素と印加されない画素との階調差の補正をするス
    テップと
    を有する電気光学装置の制御方法。
  9. 請求項1ないし7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。
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