JP2021149069A - 電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】極性反転駆動の電気光学装置の表示品位を向上させる。【解決手段】複数の走査線120と複数の信号線122との各交差に対応して配置され、信号線122の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路PXと、水平走査期間において、複数の信号線122を順番に選択する8個の選択信号SEL1〜SEL8に基づく8個の供給期間に、8個の信号線122に画像信号を順番に供給する画像信号回路140と、8個の供給期間の各々の間のインターバル期間が画像信号の極性に応じて変化するように選択信号SEL1〜SEL8を制御する制御回路280と、を備える電気光学装置1を提供する。【選択図】図2

Description

本開示は、電気光学装置、及び電子機器に関する。
液晶素子を用いて画像を表示する電気光学装置は、各画素の階調を指定する画像信号に基づくビデオ電圧を、信号線を介して各画素回路に供給することで、各画素回路が有する液晶の透過率をビデオ電圧に基づく透過率に制御する。この結果、各画素の階調は、画像信号で指定される階調に設定される。特許文献1には、画素回路に対するビデオ電圧の書込不足による表示品位の低下を回避するためにプリチャージを行うことが記載されている。また、特許文献1には、液晶等の電気光学材料の電気的な劣化を防止するために画素信号の極性を一定周期毎に反転させる極性反転駆動を行う際に、負極性の場合と正極性の場合とでプリチャージ電圧を異ならせることが記載されている。
特開2018−92140号公報
極性反転駆動の電気光学装置では、画像信号の極性に起因する表示ムラが発生する場合があった。信号線の電圧を取り込むために画素回路に設けられている画素トランジスターがNチャネル型トランジスターである場合、高電位レンジにおいて画素回路への書込時間が不足し、表示ムラが発生する場合があった。高電位レンジは、コモン電位固定モードにおける正極性時に対応する。更には、近年、電気光学装置の一態様であるプロジェクターのライトバルブでは高輝度化が進展している。高輝度化により光リーク量が増えるため、高輝度化に伴い画素回路の保持容量を大きくする必要があるが、画素回路の保持容量が大きくなると、上記のような画素回路への書き込み時間不足がより顕著となる。
上記課題を解決するために本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、前記水平走査期間における前記K個の供給期間の各々の間の間隔のうちの少なくとも1つの間隔が前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する制御回路と、を備える。但し、Kは2以上の整数である。
また、上記課題を解決するために本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、水平走査期間において、前記k個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、前記水平走査期間における前記K個の供給期間のうちの最後の供給期間の終了タイミングが前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する制御回路と、を備える。本態様においても、Kは2以上の整数である。
また、上記課題を解決するために本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、前記画像信号回路から前記K個の信号線の各々に前記画像信号を供給する期間の長さを前記画像信号の極性に応じて異ならせる制御回路と、を備える。本態様においても、Kは2以上の整数である。
本開示の第1実施形態に係る電気光学装置の説明図である。 第1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。 画素回路の構成を示す回路図である。 走査線駆動回路の構成例を示す図である。 制御回路の動作例の説明図である。 1水平走査期間の動作タイミングを示す図である。 本開示の第2実施形態に係る電気光学装置における動作タイミングを示す図である。 変形例1における制御回路の第1及び第2水平走査期間の動作例の説明図である。 変形例1における制御回路の第7及び第8水平走査期間の動作例の説明図である。 変形例1における制御回路の異なる画像フレームでの動作例の説明図である。 電子機器の一例を示す説明図である。 電子機器の他の例を示す説明図である。 電子機器の他の例を示す説明図である。
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に述べる実施形態には技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本開示の実施形態は、以下に述べる形態に限られるものではない。
<第1実施形態>
図1は、本開示の第1実施形態に係る電気光学装置1の説明図である。電気光学装置1は、デマルチプレックス駆動の電気光学装置である。図1は、電気光学装置1に対する信号伝送系の構成を示す。電気光学装置1は、電気光学パネル100と、ドライバーIC(Integrated Circuit)等の駆動用集積回路200と、フレキシブル回路基板300とを有する。
電気光学パネル100は、駆動用集積回路200が搭載されるフレキシブル回路基板300に接続される。また、電気光学パネル100は、フレキシブル回路基板300及び駆動用集積回路200を介して、図示しないホストCPU(Central Processing Unit)装置に接続される。駆動用集積回路200は、画像信号及び駆動制御のための各種の制御信号をホストCPU装置からフレキシブル回路基板300を介して受信し、フレキシブル回路基板300を介して電気光学パネル100を駆動する装置である。
電気光学装置1は、液晶素子を用いて画像を表示する。例えば、電気光学装置1は、各画素の階調を指定する画像信号に基づくビデオ電圧を、画素に対応する画素回路に供給することで、各画素回路が有する液晶の透過率をビデオ電圧に基づく透過率に制御する。この結果、各画素の階調は、画像信号で指定される階調に設定される。なお、電気光学装置1では、電気光学材料の電気的な劣化を防止するため、液晶素子に印加する電圧の極性を一定周期毎に反転する極性反転駆動が採用される。例えば、電気光学装置1は、画素回路に供給する画像信号のレベルを、基準電位に対して1垂直走査期間毎に反転する。なお、極性を反転させる周期は任意に設定することができ、例えば、垂直走査期間の自然数倍であってもよい。本明細書においては、画像信号の電圧がコモン電位に対して正となる場合を正極性とし、画像信号の電圧がコモン電位に対して負となる場合を負極性とする。
図2は、第1実施形態に係る電気光学装置1の構成を示すブロック図である。電気光学装置1は、N個の走査線120と、M個の信号線122と、コモン電位LCcomが与えられる容量線124と、N×M個の画素回路PXと、画像信号回路140と、検査回路160と、第1走査線駆動回路180R及び第2走査線駆動回路180Lと、制御回路280とを有する。なお、N及びMは共に2以上の整数であり、本実施形態ではNは2160、Mは3840である。検査回路160は、図示省略した選択回路と複数の検査信号線と複数の検査スイッチを備える。選択回路は検査スイッチを制御する。検査スイッチによって検査信号線と信号線122は電気的に接続され、電気光学パネル100における信号線122の導通検査・断線検査、又は画像信号回路140の不良判定等を実施する。検査時以外では検査スイッチは強制的にオフされ、検査回路160と信号線122とは電気的に分離される。図2に示すブロックのうち、制御回路280と、後述する信号線駆動回路240とは、駆動用集積回路200に含まれる。また、図2に示すブロックのうち、制御回路280と信号線駆動回路240とを除くブロックは、電気光学パネル100に含まれる。
M個の信号線122は、例えば、K個の信号線122を含む信号線群に分類される。但し、Kは2以上の整数である。図2に示す例では、Kは8である。従って、3840個の信号線122は、各々8個の信号線122を含む480個の信号線群に分類される。なお、Kは、2以上の整数であれば、8に限定されない。また、信号線122の総数は、3840に限定されない。例えば、信号線122の総数は、K個でもよい。この場合、信号線群の数は1個である。
N個の走査線120の各々には、走査信号Gが供給され、信号線122には、画像信号S又はプリチャージ信号PRCが供給される。走査信号Gの符号の末尾の数字は、行番号に対応する。また、画像信号S、後述する書き込みスイッチSWvの符号の末尾の数字は、列番号に対応する。容量線124には、コモン電位LCcomが供給される。本実施形態では、コモン電位LCcomは7Vである。
N×M個の画素回路PXの各々は、N個の走査線120とM個の信号線122との各交差に対応して配置される。図2に示す例では、画素回路PXは、縦2160行×横3840列の行列状に配置される。なお、画素回路PXの数は、図2に示す例に限定されない。図2では、図の一番上側に記載された画素回路PXの行を1行目とし、図の一番左側に記載された画素回路PXの列を1列目とする。また、以下では、n行目の画素回路PXに接続される走査線120は、n行目の走査線120とも称され、m列目の画素回路PXに接続される信号線122は、m列目の信号線122とも称される。なお、図2に示す例では、nは、1以上2160以下の整数であり、mは、1以上3840以下の整数である。
図3は、画素回路PXの構成を示す回路図である。各画素回路PXは、液晶素子130と、容量線124に接続される保持容量Cstと、画素トランジスターTRhとを有する。液晶素子130は、互いに対向する画素電極132及びコモン電極134と、画素電極132及びコモン電極134間に配置される液晶136とを含む電気光学素子である。画素電極132とコモン電極134との間の印加電圧に応じて液晶136の透過率が変化することにより、表示階調が変化する。なお、コモン電極134には、図示しないコモン線を介して、一定の電圧であるコモン電位LCcomが供給される。
保持容量Cstは、液晶素子130と並列に設けられている。保持容量Cstの一方の端子は、画素トランジスターTRhに接続され、他方の端子は、容量線124を介してコモン電極134に接続される。
画素トランジスターTRhは、例えば、TFT等で構成されるNチャネル型のトランジスターである。画素トランジスターTRhは、液晶素子130と信号線122との間に設けられる。そして、画素トランジスターTRhは、ゲートに接続される走査線120に供給される走査信号Gのレベルに応じて、導通状態と非導通状態との何れかに設定される。すなわち、画素トランジスターTRhは、液晶素子130と信号線122との間の電気的な接続を制御する。例えば、走査信号Gmが選択電位に設定されることで、n行目の各画素回路PXにおける画素トランジスターTRhが同時又はほぼ同時に導通状態に遷移する。
画素トランジスターTRhが導通状態に制御されると、液晶素子130には、信号線122から供給される画像信号Sに基づくビデオ電圧が印加される。液晶136は、画像信号Sに基づくビデオ電圧が印加されることにより、画像信号Sに基づく透過率に設定される。また、図示しない光源が点灯状態になると、光源から出射される光は、画素回路PXが有する液晶素子130の液晶136を透過して、電気光学装置1の外部に出力される。即ち、液晶素子130に画像信号Sに基づくビデオ電圧が印加され、且つ光源が点灯状態となることで、画素回路PXは、画像信号Sに基づく階調を表示する。液晶素子130と並列に設けられる保持容量Cstは、液晶素子130に印加されるビデオ電圧に充電される。すなわち、各画素回路PXは、画像信号Sに対応する電圧を保持容量Cstに保持する。
画像信号回路140は、水平走査期間において、各信号線群に含まれる8個の信号線122を順番に選択する8個の選択信号SEL1〜SEL8に基づく8個の供給期間に、当該8個の信号線122の各々に画像信号Sを順番に供給する。なお、以降の説明では選択信号SEL1〜SEL8を一般化して選択信号SELとも称する。水平走査期間は、各列の信号線122に供給される画像信号Sに基づくビデオ電圧を、1行の画素回路PXに書き込むための期間である。書き込み対象の行は、第1走査線駆動回路180R及び第2走査線駆動回路180Lから走査線120に供給される走査信号Gにより選択される。
画像信号回路140は、複数の信号線群に夫々対応して設けられる複数の書き込み選択回路SUvと、画像信号Sを各書き込み選択回路SUvに出力する信号線駆動回路240とを有する。例えば、書き込み選択回路SUv1は、1列目から8列目までの8個の信号線122を含む信号線群に対応し、画像信号Sの供給対象の信号線122を1列目から8列目までの8個の信号線122から選択する。また、書き込み選択回路SUv480は、3833列目から3840列目までの8個の信号線122を含む信号線群に対応し、画像信号Sの供給対象の信号線122を3833列目から3840列目までの8個の信号線122から選択する。
各書き込み選択回路SUvは、対応する信号線群に含まれる8個の信号線122、即ちK個の信号線122に夫々接続されるK個の書き込みスイッチSWvを有する。書き込みスイッチSWvは、例えば、TFT(thin firm transistor)等で構成されるNチャネル型のトランジスターである。書き込みスイッチSWvは、ゲート等の制御端子で受ける選択信号SELのレベルに応じて、導通状態と非導通状態との何れかに設定される。なお、書き込みスイッチSWvは、Pチャネル型のトランジスターでもよいし、TFT以外のスイッチング素子でもよい。各書き込み選択回路SUvの構成は、書き込みスイッチSWvの制御端子以外の端子の接続先が書き込み選択回路SUv毎に異なることを除いて、互いに同一である。このため、以下では、書き込み選択回路SUv1の構成を中心に説明する。
例えば、書き込み選択回路SUv1は、8個の書き込みスイッチSWv1〜SWv8を有する。書き込みスイッチSWv1〜SWv8の各々の一端は、1列目から8列目までの8個の信号線122の各々に接続される。また、書き込みスイッチSWv1〜SWv8の各々の他端は、互いに接続され、信号線駆動回路240から画像信号S1〜S8を順番に受ける。そして、後述する制御回路280からの制御に応じて、書き込みスイッチSWv1〜SWv8のうちで、導通状態に設定される書き込みスイッチSWvが、1水平走査期間において、順番に切り替わる。この結果、信号線駆動回路240から順番に出力される画像信号S1〜S8が、対応する信号線122に順番に供給される。
例えば、選択信号SEL1がハイレベル等の選択電位に設定されることで、選択信号SEL1を受ける書き込みスイッチSWv1が導通状態に遷移する。この結果、画像信号S1が信号線駆動回路240から1列目の信号線122に供給され、1列目の信号線122は、画像信号S1に基づくビデオ電圧に充電される。なお、選択信号SEL1は、書き込み選択回路SUv1以外の各書き込み選択回路SUvにおいて、書き込みスイッチSWv1と同じ系列の書き込みスイッチSWv、例えば、書き込みスイッチSWv3833にも供給される。
図2に示す例では、書き込みスイッチSWvの符号の末尾の数字を8で除算した余りが互いに同じ値の書き込みスイッチSWvは、同系列の書き込みスイッチSWvであり、共通の選択信号SELを制御端子で受ける。例えば、書き込みスイッチSWv1は、書き込みスイッチSWv3833と同じ系列であり、書き込みスイッチSWv8は、書き込みスイッチSWv3840と同じ系列である。
以下では、選択信号SELkで制御される書き込みスイッチSWvは、第k系列の書き込みスイッチSWvとも称される。なお、kは、1以上8以下の整数、即ち1以上K以下の整数である。また、第k系列の書き込みスイッチSWvに接続される信号線122は、第k系列の信号線122とも称される。従って、選択信号SELの符号の末尾の数字は、制御対象の信号線122の系列番号に対応する。
信号線駆動回路240は、8画素分の画像信号S、即ちK画素分の画像信号Sを時系列的なシリアル信号として、各書き込み選択回路SUvに出力する。例えば、信号線駆動回路240は、画像信号S1〜S8を書き込み選択回路SUv1に順番に出力するとともに、画像信号S3833〜S3840を書き込み選択回路SUv480に順番に出力する。同じ系列の信号線122に供給される画像信号Sは、信号線駆動回路240から各書き込み選択回路SUvに並列に出力される。すなわち、信号線駆動回路240は、同じ系列の信号線122に供給する夫々の画像信号Sを、複数の信号線群の各々に並列に出力する。
信号線駆動回路240は、水平走査期間において、各信号線群に含まれるK個の信号線122に、画像信号回路140からの画像信号Sの供給に先立ってプリチャージ信号PRCを供給する。この結果、画像信号Sが供給される前の信号線122は、プリチャージ信号PRCに基づく所定のプリチャージ電圧に充電される。信号線駆動回路240は、図示しない外部の設定値記憶手段等に格納されている設定値に基づいて、画像信号Sの極性に基づくプリチャージ電圧を信号線122に供給する。例えば、正極性時のプリチャージ電圧をVPCG+、負極性時のプリチャージ電圧をVPCG−とすると、本実施形態ではVPCG+は4Vであり、VPCG−は2Vである。正極性時のプリチャージ電圧VPCG+と負極性時のプリチャージ電圧VPCG−とが異なるのは、画像信号の極性に応じて画像信号の電圧レンジが異なり、最適プリチャージ電圧が異なるからである。
N本の走査線120は、一端が第1走査線駆動回路180Rに接続され、他端が第2走査線駆動回路180Lに接続される。第1走査線駆動回路180R及び第2走査線駆動回路180Lは、制御回路280から与えられるスタートパルス信号DY、クロック信号CLK、走査方向信号DIRY、及びイネーブル信号ENBYに応じて、画像信号の供給対象の行を選択する走査信号Gを出力する。例えば、第1走査線駆動回路180R及び第2走査線駆動回路180Lは、1行目の画素回路PXにビデオ電圧を書き込む第1水平走査期間には走査信号G1の電位をハイレベル等の選択電位に遷移させる。第1走査線駆動回路180R及び第2走査線駆動回路180Lとしては、従来と同様に、例えば、図4に示す回路が用いられる。なお、図4では図面が煩雑になることを避けるため、1行目及び2行目の走査線120に対する構成が図示されている。また、図4における信号CLKBはクロック信号CLKを論理反転させた信号である。図4に示す回路によれば、走査方向信号DIRYがローレベルのときは複数の走査線120に対して上から下へ向かう順にイネーブル信号ENBYに応じた走査信号Gが出力される。また、走査方向信号DIRYがハイレベルのときは下から上へ向かう順にイネーブル信号ENBYに応じた走査信号Gが出力される。本実施形態では、N個の走査線120の各々を順次選択する駆動回路を第1走査線駆動回路180Rと第2走査線駆動回路180Lとを設けたが、何れか1つの走査線駆動回路で実装してもよい。
制御回路280は、図示しない外部のホストCPU装置から、垂直走査期間を規定する垂直同期信号、水平走査期間を規定する水平同期信号等を受ける。そして、制御回路280は、ホストCPU装置から受ける信号に基づいて、第1走査線駆動回路180Rと第2走査線駆動回路180Lと画像信号回路140とを同期制御する。
例えば、制御回路280は、各信号線群に含まれる8個の信号線122、即ちK個の信号線122に画像信号Sを供給するタイミングを、選択信号SEL1〜SEL8を用いて制御する。制御回路280は、画像信号Sの供給対象の系列の信号線122を選択する選択信号SEL1〜SEL8を各系列の書き込みスイッチSWvに出力する。例えば、制御回路280は、第1系列の信号線122に画像信号Sを供給する場合、選択信号SEL1の電位を選択電位に遷移させる。この結果、第1系列の書き込みスイッチSWvが導通状態に遷移し、信号線駆動回路240から出力される画像信号Sが第1系列の信号線122に供給される。
なお、制御回路280は、選択信号SELを選択電位に維持している期間を調整することにより、各系列の信号線122に対する画像信号Sの供給期間の長さを調整する。即ち、制御回路280は、水平走査期間において、各信号線群に含まれる8個の信号線122、即ちK個の信号線122の各々に画像信号Sを順番に供給するK個の供給期間の長さを制御する。
図5は、水平走査期間Hにおける制御回路280の動作の説明図である。より詳細に説明すると、図5は、水平走査期間Hにおける選択信号SEL1〜SEL8の波形を画像信号の極性毎にマージした図である。なお、図5における信号HSYNCは水平同期信号である。また、図5には、選択信号SEL1〜SEL8の波形鈍りが最も大きくなる部位、具体的には選択信号SEL1〜SEL8の入力端子から遠い部位における波形が示されている。図5に示すように、制御回路280は、負極性時と正極性時の何れにおいても、第1系列、第2系列・・・第7系列、第8系列の順に各系列を選択する。また、制御回路280は、正極性時のインターバル期間が負極性時のインターバル期間よりも短くなるように、選択信号SEL1〜SEL8の立ち上げタイミング及びたち下げタイミングを制御する。インターバル期間とは、例えば、第1系列についての供給期間と第2系列についての供給期間との間の間隔等、連続する二つの供給期間の間の間隔のことをいう。前述したように水平走査期間Hでは画像信号回路140からの画像信号Sの供給に先立ってプリチャージ信号PRCを供給する。そのため、水平走査期間Hの冒頭では選択信号SELは全て選択レベルとなる。その後各信号線群に含まれるK個の信号線122に、画像信号回路140からの画像信号Sを供給するように選択信号SELは順次選択レベルとなる。
図6は、水平走査期間Hにおける動作タイミングを示す図である。なお、図5におけるVDDは15.5Vであり、走査線120の選択電位である。VSSは接地電位であり、走査線120の非選択電位である。また、以下の説明では、便宜上、画素トランジスターTRhによるプッシュダウン電圧をゼロとし、最適コモン電圧の調整もゼロとしている。図6における時刻t0は水平走査期間Hにおける走査線120の選択開始時刻であり、時刻t1はプリチャージの開始時刻である。本実施形態では、第1〜第8の全系列の選択信号SEL1〜8を全て選択電位にして各系列の信号線122へのプリチャージが行われる。図6における時刻t2はプリチャージの終了時刻であり、選択信号SEL1〜SEL8が全てローレベル等の非選択電位とされる時刻である。
図6における時刻t3は、第1系列についての選択状態への遷移の開始時刻であり、時刻t4は第1系列についての非選択状態への遷移の開始時刻である。つまり、時刻t3から時刻t4までの期間では選択信号SEL1は選択電位とされ、選択信号SEL2〜SEL8は非選択電位とされる。
図6における時刻t5は、第1系列の信号線122への書き込みのために選択状態となった第1系列の書き込みスイッチSWvのゲート電圧が、画像信号の電圧の下限+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻である。換言すれば、時刻t5は、選択状態となった書き込みスイッチSWvが実効的にオフとなっていると考えてよい時刻である。この点について詳細に説明する。
負極性時においては、画像信号の電圧の下限≦プリチャージ電圧<画像信号の電圧の上限である。プリチャージ後の信号線122の電位はプリチャージ電圧であるから、書き込みスイッチSWvのゲート電圧がプリチャージ電圧+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻では書き込みスイッチSWvはオフしている。画像信号を書き込んだ後の信号線122の電位は画像信号の電圧の下限以上であるから、書き込みスイッチSWvのゲート電圧が画像信号の電圧の下限+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻では、画像信号の電圧に因らず、書き込みスイッチSWvはオフしている。本実施形態では、図6に示すように、負極性時の画像信号の電圧の下限とプリチャージ電圧とは等しく、書き込みスイッチSWvのゲート電圧がプリチャージ電圧+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻では書き込みスイッチSWvはオフしている。
一方、正極性時においては、プリチャージ電圧<画像信号の電圧の下限である。プリチャージ後の信号線122の電位はプリチャージ電圧であるから、書き込みスイッチSWvのゲート電圧がプリチャージ電圧+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻では書き込みスイッチSWvはオフしている。画像信号を書き込んだ後の信号線122の電位は画像信号の電圧の下限以上であるから、書き込みスイッチSWvのゲート電圧が画像信号の電圧の下限+書き込みスイッチSWvのしきい値電圧Vthnとなる時刻では、画像信号の電圧に因らず、書き込みスイッチSWvはオフしている。
図6おける時刻t6は、第2系列に対する選択状態への遷移開始時刻である。図6では詳細な図示を省略したが、以降、第3系列から第7系列まで信号線122への書き込みが行われる。図6における時刻t7は、第8系列に対する画像信号の書き込み開始時刻であり、時刻t8は第8系列に対する画像信号の書き込み終了時刻である。そして、図6における時刻t9は走査線の選択終了時刻である。
前述したように、本実施形態では、正極性時の画像信号の電圧の下限は負極性時の画像信号の電圧の下限より高いから、図6に示すように、正極性時における時刻t4〜時刻t5の時間長は負極性時における時刻t4〜時刻t5の時間長よりも短い。このため、正極性時における時刻t4〜時刻t6の期間、即ち第1系列への画像信号の供給期間と第2系列への画像信号の供給期間との間のインターバル期間を、負極性時において対応するインターバル期間よりも短くできる。第2系列への供給期間と第3系列への供給期間との間の期間等、他のインターバル期間についても同様である。その結果、最終選択系列である第8系列の選択終了時刻t8は正極性時には負極性時よりも早くなり、最終選択系列の選択終了から走査線120の選択終了までの時間は延長される。つまり、正極性時の最終選択系列の信号線122の充電電荷を画素回路PXへ分配する時間を長くすることができる。制御回路280は高い周波数のベースクロック信号で駆動されている。このベースクロック信号に基づいて各系列の選択期間、インターバル期間等は設定される。例えば標準の各系列の選択期間を15クロック期間の長さとし、標準のインターバル期間の長さを4クロック期間の長さとする。本実施形態では、例えばインターバル期間の長さを負極性で4クロック期間とし、正極性で3クロック期間の長さとする。この場合、正極性時の最終選択系列の信号線122の充電電荷を画素回路PXへ分配する時間は7クロック期間分延長されることになる。
図6に示すように、正極性時の画像信号の電圧レンジは負極性時の画像信号の電圧レンジよりも高電位側に位置する。具体的には、正極性時の画像信号の電圧レンジは7〜12Vであり、負極性時の画像信号の電圧レンジは2〜7Vである。正極性時の画像信号の電圧レンジは負極性時の画像信号の電圧レンジよりも高電位側に位置するので、正極性時の画素トランジスターTRhの最小ゲート電圧をPixVgsmin+とし、負極性時の画素トランジスターTRhの最小ゲート電圧をPixVgsmin−とすると、両者の大小関係はPixVgsmin+<PixVgsmin−となる。正極性時の最小ゲート電圧は負極性時の最小ゲート電圧よりも小さくなるので、正極性時における信号線122の充電電荷を画素回路PX内に分配する能力は負極性時よりも小さくなる。本実施形態によれば、正極性時における最終選択系列の電荷分配時間を負極性時の最終選択系列の電荷分配時間よりも長くすることができるので、正極性時の電荷分配能力の低下をインターバル期間の短縮による電荷分配時間の増加により補い、高品位な表示が可能になる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、制御回路280は、正極性時のインターバル期間が負極性時のインターバル期間よりも短くなるように、選択信号SEL1〜SEL8を制御した。これに対して本実施形態では、制御回路280は、画像信号回路140から8個の信号線122の各々に画像信号を出力する期間の長さを、画像信号の極性に応じて異ならせる点が第1実施形態と異なる。なお、本実施形態の電気光学装置の構成は、第1実施形態の電気光学装置1の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図7は、本実施形態の電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施形態では、正極性時には負極性時に比較して書き込みスイッチSWvを早くオフできることを受け、制御回路280は、正極性時における画像信号S1〜S8の各々の出力期間の各々長さを、負極性時において対応する出力期間の長さよりも短くする。図7を参照すれば明らかように、本実施形態によっても、正極性時における最終選択系列の電荷分配時間を負極性時の最終選択系列の電荷分配時間よりも長くすることができ、正極性時の電荷分配能力の低下をインターバル期間の短縮による電荷分配時間の増加により補い、高品位な表示が可能になる。また、本実施形態によれば、ホストCPU等の外部回路から電気光学装置への画像信号の出力期間短縮できるので、画像信号を出力するアンプ回路を停止させる時間を長くできる。このため、本実施形態によれば外部回路の消費電力を抑制することが可能になる。
<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
<変形例1>
上記第1実施形態では、7個のインターバル期間の全てについて、正極性時のインターバル期間を負極性時のインターバル期間よりも短くした。しかし、少なくとも一つのインターバル期間について負極性時に比較して正極性時を短くしてもよい。この態様によっても、従来技術に比較して正極性時の最終選択系列の電荷分配時間を長く確保できる。なお、正極性時の複数のインターバル期間のうちの何れを負極性時よりも短くするかについては、1ライン毎又はフレーム毎に変えて所謂ローテーション動作としてもよい。
例えば、図8及び図9に示すように、第1水平走査期間では第1系列、第2系列、第3系列、第4系列と選択し、続いて第5系列、第6系列、第7系列、第8系列の順に選択する。ここで、例えば7個のインターバル期間のうち奇数番目のインターバル期間を短くする。第2水平走査期間では第2系列、第3系列、第4系列、第5系列と選択し、続いて第6系列、第7系列、第8系列、第1系列の順に選択する。ここでも同様にして7個のインターバル期間のうち奇数番目のインターバル期間を短くする。このように系列をずらしながら駆動し、第7水平走査期間では第7系列、第8系列、第1系列、第2系列と選択し、続いて第3系列、第4系列、第5系列、第6系列の順に選択する。ここでも同様にして7個のインターバル期間のうち奇数番目のインターバル期間を短くする。第8水平走査期間では第8系列、第1系列、第2系列、第3系列と選択し、続いて第4系列、第5系列、第6系列、第7系列の順に選択する。ここでも同様にして7個のインターバル期間のうち奇数番目のインターバル期間を短くする。このようにすると8行の画素回路を駆動するとローテーションが一巡する。第1実施形態では画素行数は2160なので1フレームで270回ローテーションされる。更に、表示フレームが変わったら図10に示すようにインターバル期間を短くする系列を変化させてもよい。図10では、第1水平走査期間、第2水平走査期間のみを図示する。第1水平走査期間では第1系列、第2系列、第3系列、第4系列と選択し、続いて第5系列、第6系列、第7系列、第8系列の順に選択する。ここで、例えば7個のインターバル期間のうち偶数番目のインターバル期間を短くする。第2水平走査期間では第2系列、第3系列、第4系列、第5系列と選択し、続いて第6系列、第7系列、第8系列、第1系列の順に選択する。ここでも同様にして7個のインターバル期間のうち偶数番目のインターバル期間を短くする。このように系列をずらしながら駆動し、8行の画素回路を駆動するとローテーションが一巡する。インターバル期間を短くした系列数が間引かれる場合では、コモン電位のノイズの影響が系列毎に変化するので系列毎に表示ムラが発生し得る。しかしながら本構成によれば表示ムラが空間的にも、時間的にも分散されるので、表示上の違和感は低減される。
<変形例2>
特許文献1には、画像信号の極性によってプリチャージタイミングを変更する構成が開示されており、当該構成を上記各実施形態と組み合わせてもよい。
<変形例3>
画像信号の極性に応じたインターバル期間の調整と、画像信号の極性に応じた画像信号出力期間の調整とを組み合わせてもよい。要は、水平走査期間におけるK個の供給期間のうちの最後の供給期間の終了タイミングが画像信号の極性に応じて変化するようにK個の選択信号を制御回路が制御する態様であればよい。なお、Kは2以上の整数である。正極性時の上記終了タイミングを負極性時よりも早めるようにすれば、正極性時の電荷分配時間を負極性時の電荷分配時間よりも長くすることができ、正極性時の電荷分配能力の低下をインターバル期間の短縮による電荷分配時間の増加により補うことができる。
<変形例4>
上述した各実施形態においては、電気光学装置として液晶を用いた装置を例示したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、電気エネルギーによって光学特性が変化する電気光学材料を用いる電気光学装置であればよい。なお、電気光学材料とは、電流信号又は電圧信号等の電気信号の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する材料である。例えば、有機EL(ElecTroLuminescent)、無機ELや発光ポリマーなどの発光素子を用いた表示パネルに対しても上述した第1実施形態及び第2実施形態と同様に本開示が適用され得る。また、上述した各実施形態では画素トランジスターTRhと書き込みスイッチSWvとは同じNチャネル型トランジスターであったが、これに限定されない。例えば、画素トランジスターTRhがPチャネル型トランジスターである場合は画素への電荷分配能力は負極性時に低下する。ここで書き込みスイッチSWvを同じPチャネル型トランジスターとした場合、負極性時に書き込みスイッチSWvは早くオフにできる。従って負極性時にはインターバル期間を短くできるので、負極性時の電荷分配時間を正極性時の電荷分配時間よりも長くすることができる。つまり負極性時の画素トランジスターTRhの電荷分配能力の低下をインターバル期間の短縮による電荷分配時間の増加により補うことができる。
また、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学材料として用いた電気泳動表示パネルに対しても上述した第1実施形態及び第2実施形態と同様に本開示が適用され得る。更に、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学材料として用いたツイストボールディスプレイパネルに対しても上述した第1実施形態及び第2実施形態と同様に本開示が適用され得る。黒色トナーを電気光学材料として用いたトナーディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても上述した第1実施形態及び第2実施形態と同様に本開示が適用され得る。
<応用例>
この発明は、各種の電子機器に利用され得る。図11から図13は、この発明の適用対象となる電子機器の具体的な形態を例示するものである。
図11は、電子機器の一例を示す説明図である。なお、図11は、電気光学装置1を採用した可搬型のパーソナルコンピューター2000の斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、各種の画像を表示する電気光学装置1と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを有する。
図12は、電子機器の他の例を示す説明図である。なお、図12は、携帯電話機3000の斜視図である。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と、各種の画像を表示する電気光学装置1とを有する。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13は、電子機器の他の例を示す説明図である。なお、図13は、電気光学装置1を採用した投射型表示装置4000の構成を示す模式図である。投射型表示装置4000は、例えば、3板式のプロジェクターである。図13に示す電気光学装置1Rは、赤色の表示色に対応する電気光学装置1であり、電気光学装置1Gは、緑の表示色に対応する電気光学装置1であり、電気光学装置1Bは、青色の表示色に対応する電気光学装置1である。
すなわち、投射型表示装置4000は、赤、緑及び青の表示色に各々対応する3個の電気光学装置1R、1G、1Bを有する。照明光学系4001は、光源である照明装置4002からの出射光のうち赤色成分rを電気光学装置1Rに供給し、緑色成分gを電気光学装置1Gに供給し、青色成分bを電気光学装置1Bに供給する。各電気光学装置1R、1G、1Bは、照明光学系4001から供給される各単色光を表示画像に応じて変調するライトバルブ等の光変調器として機能する。投射光学系4003は、各電気光学装置1R、1G、1Bからの出射光を合成して投射面4004に投射する。すなわち、本開示は、液晶プロジェクターにも適用可能である。
なお、本開示が適用される電子機器としては、図1、及び図11から図13に例示した機器のほか、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)が挙げられる。その他にも、デジタルスチルカメラ,テレビ,ビデオカメラ,カーナビゲーション装置,車載用の表示器(インパネ),電子手帳,電子ペーパー,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端末が挙げられる。更に、プリンター,スキャナー,複写機,ビデオプレーヤー,タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
<実施形態及び各変形例の少なくとも1つから把握される態様>
本開示は、上述した実施形態及び変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実現することができる。例えば、本開示は、以下の態様によっても実現可能である。以下に記載した各態様中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、或いは本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、制御回路と、を備える。画像信号回路は、水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給する。制御回路は、前記水平走査期間における前記K個の供給期間の各々の間の間隔のうちの少なくとも1つの間隔が前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する。なお、本態様においてKは2以上の整数である。本態様によれば、画像信号の極性に応じた電荷分配能力の低下を電荷分配時間の調整により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
より好ましい態様の電気光学装置においては、前記スイッチング素子はNチャネル型トランジスターであり、前記画像信号が正極性の場合の前記供給期間の少なくとも1つの間隔は、前記画像信号が負極性の場合の前記少なくとも1つの供給期間の間隔よりも短くてもよい。本態様によれば、前記スイッチング素子がNチャネル型トランジスターであるから正極性時に早くスイッチをオフできる。このため、正極性時の電荷分配時間を負極性時の電荷分配時間よりも長くすることができる。従って、画素トランジスターがNチャネル型トランジスターであっても、正極性時の電荷分配能力の低下を電荷分配時間の増加により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
また、本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、制御回路と、を備える。画像信号回路は、水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給する。制御回路は、前記水平走査期間における前記K個の供給期間のうちの最後の供給期間の終了タイミングが前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する。なお、本態様においても、Kは2以上の整数である。本態様によれば、画像信号の極性に応じた電荷分配能力の低下を電荷分配時間の調整により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
より好ましい態様の電気光学装置においては、前記画素トランジスターはNチャネル型トランジスターであり、前記画像信号が正極性の場合の前記終了タイミングは、前記画像信号が負極性の場合の前記終了タイミングよりも早くてもよい。本態様によれば、正極性時の電荷分配時間を負極性時の電荷分配時間よりも長くすることができ、正極性時の電荷分配能力の低下を電荷分配時間の増加により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
また、本開示の電気光学装置の一態様は、走査線と、K個の信号線と、前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、制御回路と、を備える。画像信号回路は、水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給する。制御回路は、前記画像信号回路から前記K個の信号線の各々に前記画像信号を供給する期間の長さを前記画像信号の極性に応じて異ならせる。なお、本態様においても、Kは2以上の整数である。本態様によっても、画像信号の極性に応じた電荷分配能力の低下を電荷分配時間の調整により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
より好ましい態様の電気光学装置においては、前記スイッチング素子はNチャネル型トランジスターであり、前記画像信号が正極性の場合の前記期間は、前記画像信号が負極性の場合の前記期間よりも短くてもよい。本態様によれば、正極性時の電荷分配時間を負極性時の電荷分配時間よりも長くすることができ、正極性時の電荷分配能力の低下を電荷分配時間の増加により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
また、本開示の電子機器は、上記何れかの態様の電気光学装置を備える。本態様によっても、画像信号の極性に応じた電荷分配能力の低下を電荷分配時間の調整により補い、高品位な表示を実現することが可能になる。
1、1B、1G、1R…電気光学装置、100…電気光学パネル、120…走査線、122…信号線、124…容量線、130…液晶素子、132…画素電極、134…コモン電極、136…液晶、140…画像信号回路、160…検査回路、180R…第1走査線駆動回路、180L…第2走査線駆動回路、200…駆動用集積回路、240…信号線駆動回路、280…制御回路、300…フレキシブル回路基板、2000…パーソナルコンピューター、2001…電源スイッチ、2002…キーボード、2010…本体部、3000…携帯電話機、3001…操作ボタン、3002…スクロールボタン、4000…投射型表示装置、4001…照明光学系、4002…照明装置、4003…投射光学系、4004…投射面、Cst…保持容量、PX…画素回路、SUv…書き込み選択回路、SWv…書き込みスイッチ、TRh…画素トランジスター。

Claims (7)

  1. 走査線と、
    K個(Kは2以上の整数)の信号線と、
    前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、
    水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、
    前記水平走査期間における前記K個の供給期間の各々の間の間隔のうちの少なくとも1つの間隔が前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する制御回路と、
    を備える電気光学装置。
  2. 前記スイッチング素子はNチャネル型トランジスターであり、
    前記画像信号が正極性の場合の前記少なくとも1つの供給期間の間隔は、前記画像信号が負極性の場合の前記少なくとも1つの供給期間の間隔よりも短い、請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 走査線と、
    K個(Kは2以上の整数)の信号線と、
    前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、
    水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、
    前記水平走査期間における前記K個の供給期間のうちの最後の供給期間の終了タイミングが前記画像信号の極性に応じて変化するように前記K個の選択信号を制御する制御回路と、
    を備える電気光学装置。
  4. 前記画素トランジスターはNチャネル型トランジスターであり、
    前記画像信号が正極性の場合の前記終了タイミングは、前記画像信号が負極性の場合の前記終了タイミングよりも早い、請求項3に記載の電気光学装置。
  5. 走査線と、
    K個(Kは2以上の整数)の信号線と、
    前記走査線と前記K個の信号線との各交差に対応して配置され、前記信号線の電圧を取り込むための画素トランジスターを備えた画素回路と、
    水平走査期間において、前記K個の信号線を順番に選択するK個の選択信号に基づくK
    個の供給期間に、前記K個の信号線に画像信号を順番に供給し、K個の信号線に夫々接続されたK個のスイッチング素子を含む画像信号回路と、
    前記画像信号回路から前記K個の信号線の各々に前記画像信号を供給する期間の長さを前記画像信号の極性に応じて異ならせる制御回路と、
    を備える電気光学装置。
  6. 前記スイッチング素子はNチャネル型トランジスターであり、
    前記画像信号が正極性の場合の前記期間は、前記画像信号が負極性の場合の前記期間よりも短い、請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項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。
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