JP3876600B2 - 電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の駆動回路、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の駆動に用いて好適な電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の駆動回路、電気光学装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置、例えば、電気光学材料として液晶を用いた液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）に代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機器の表示部や液晶テレビなどに広く用いられている。ここで、従来の電気光学装置は、例えば、次のように構成されている。すなわち、従来の電気光学装置は、マトリクス状に配列した画素電極と、この画素電極に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）のようなスイッチング素子などが設けられた素子基板と、画素電極に対向する対向電極が形成された対向基板と、これら両基板との問に充填された電気光学材料たる液晶とから構成される。
【０００３】
そして、このような構成において、走査線を介してスイッチング素子に走査信号を印加すると、当該スイッチング素子が導通状態となる。この導通状態の際に、データ線を介して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加すると、当該画素電極および対向電極の間の液晶層に画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、当該スイッチング素子をオフ状態としても、当該液晶層における電荷の蓄積は、液晶層自身の容量性や蓄積容量などによって維持される。このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化するので、画素毎に濃度が変化することになる。このため、階調表示することが可能となるのである。
【０００４】
この際、各画素の液晶層に電荷を蓄積させるのは一部の期間で良いため、第１に、走査線駆動回路によって、各走査線を順次選択するとともに、第２に、走査線の選択期間において、データ線駆動回路によって、データ線を順次選択し、第３に、選択されたデータ線に、階調に応じた電圧の画像信号をサンプリングする構成により、走査線およびデータ線を複数の画素について共通化した時分割マルチプレックス駆動が可能となる。
【０００５】
しかしながら、データ線に印加される画像信号は、階調に対応する電圧、すなわちアナログ信号である。このため、電気光学装置の周辺回路には、Ｄ／Ａ変換回路やオペアンプなとが必要となるので、装置全体のコスト高を招致してしまう。くわえて、これらのＤ／Ａ変換回路、オペアンプなとの特性や、各種の配線抵抗などの不均一性に起因して、表示ムラが発生するので、高品質な表示が極めて困難である、という問題があり、特に、高精細な表示を行う場合に顕著となる。さらに、液晶等の電気光学物質において、印加電圧と透過率との関係は、電気光学物質の種類に応じて相違する。このため、電気光学装置を駆動する駆動回路としては、各種の電気光学装置に対応できる汎用のものが望まれる。
【０００６】
上述した事情により、本出願人は、１フレームを複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド毎に各画素をオン／オフする技術を開発している。この技術によれば、各サブフィールド内で画素がオン／オフされる際の印加電圧は階調に拘らず一定であり、１フレーム内で画素がオン状態になるデューティ比（または電圧実効値）によって画素の階調が決定される。
【０００７】
ここで、デューティ比を０〜１００％の間で変化させながら電気光学装置の階調を観察すると、デューティ比０％付近、または１００％付近において、デューティ比が変化しているにもかかわらず階調が変化しない領域が存在する。この領域が発生する態様は、液晶の組成に応じて異なるが、デューティ比０％付近のみ発生する場合、１００％付近のみ発生する場合、および双方において発生する場合がある。そこで、これら階調が変化しない領域に対応して、指定された階調に拘らず画素が常にオンまたはオフに設定されるサブフィールドが生ずることになる。
【０００８】
ところで、サブフィールドの境界において各画素のオン／オフ状態が切り換えられると、蓄積容量等が充放電される。従って、この充放電期間においてはそれ以外の期間と比較して、電気光学装置やその駆動回路における消費電力が大きくなる。そして、電気光学装置の階調数が高くなるに従ってサブフィールド数も増大するため、階調数に応じて消費電力が増大することになる。また、同様の理由により、信号線や走査線での消費電力も増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電気光学装置に対して高階調度が求められる場合においても、常に高階調の表示が要求される訳ではない。例えば、携帯電話器の待ち受け時やパーソナルコンピュータの省電力モード時においては、使用されている電気光学装置（例えば液晶ディスプレイ）に簡単な表示ができれば足りるため、このような状況下で高階調度を保つことは電力を無駄に消費することになる。
【００１０】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、状況に応じて消費電力を削減できる電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の駆動回路、電気光学装置および電子機器を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
【００１２】
本発明の電気光学装置の駆動方法は、マトリクス状に配設された複数の画素を階調表示させる電気光学装置の駆動方法であって、階調数を指定する信号に応じて、１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定する過程と、前記１フレームを指定された数のサブフィールドに分割する一方、前記各サブフィールドにおいて、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する過程とを有し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定されることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明によれば、電気光学装置に求められる使用態様に応じて階調数を制御することができるから、状況に応じて消費電力を削減することが可能になる。
【００１４】
また、前記画素は、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられ、当該走査線に走査信号が供給されると、当該データ線に印加されている電圧に従ってオン状態またはオフ状態とされるものであり、前記サブフィールド毎に、前記走査信号を前記走査線の各々に供給し、各画素の階調に応じてオン状態またはオフ状態を指示する信号を、各画素に対応する各データ線に各々供給する過程を有することを特徴とする。
また、マトリクス状に配設された複数の画素を階調表示させる電気光学装置の駆動方法であって、階調数を指定する信号に応じて、１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定する過程と、前記１フレームを指定された数のサブフィールドに分割する一方、前記各サブフィールドにおいて、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する過程とを有し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置の駆動回路は、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を制御する電気光学装置の駆動回路であって、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、階調数を指定する信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定するサブフィールド数設定回路とを具備し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定されることを特徴とする。
また、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を制御する電気光学装置の駆動回路であって、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、階調数を指定する信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定するサブフィールド数設定回路とを具備し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明によれば、電気光学装置に求められる使用態様に応じて階調数を制御することができるから、状況に応じて消費電力を削減できる駆動回路が実現できる。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置は、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を備えた素子基板と、前記素子基板に対向配置された対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された電気光学材料と、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路とを具備し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定されることを特徴とすることを特徴とする。
また、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を備えた素子基板と、前記素子基板に対向配置された対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された電気光学材料と、１フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路とを具備し、前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができることを特徴とする。
【００１８】
上記本発明によれば、電気光学装置に求められる使用態様に応じて階調数を制御することができるから、状況に応じて電気光学装置の消費電力を削減することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、上記電気光学装置と、前記サブフィールド数設定回路に対して前記階調数指定信号を供給する制御回路とを備えることを特徴とする。
また、マトリクス状に配設されるとともに外部から供給される映像信号に基づいて階調表示させられる複数の画素と、１フレームを分割したサブフィールド毎に、前記映像信号により指定される各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する駆動回路と、を備えた電気光学装置と、階調数を指定する階調数指定信号を出力する制御回路と、前記階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路と、を具備し、前記制御回路は、前記映像信号の供給が停止されたときには、前記階調数指定信号が指定する階調数を低下させることを特徴とする。
また、マトリクス状に配設された複数の画素と、１フレームを分割したサブフィールド毎に、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する駆動回路と、を備えた電気光学装置と、階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路と、を具備し、前記電気光学装置の省電力モードでは、前記階調数指定信号が指定する階調数を低下させることを特徴とする。
また、駆動電源としてバッテリーを用いることができる電子機器であって、マトリクス状に配設された複数の画素と、１フレームを分割したサブフィールド毎に、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する駆動回路と、を備えた電気光学装置と、階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路と、を具備し、前記バッテリーによる駆動時には、前記階調数指定信号によって指定される階調数が選択可能であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
１．実施形態の構成
次に、本発明の一実施形態の電気光学装置の構成を図１を参照し説明する。
【００２１】
図において、タイミング信号生成回路２００は、図示せぬ上位装置から供給される垂直走査信号Ｖｓ、水平走査信号Ｈｓおよびドットクロック信号ＤＣＬＫにしたがって、次に説明する各種のタイミング信号やクロック信号などを生成するものである。まず、交流化信号ＦＲは、１フレーム毎に極性反転する信号である。駆動信号ＬＣＯＭは、対向基板の対向電極に印加される信号であり、本実施形態においては一定電位（零電位）になる。スタートパルスＤＹは、各サブフィールドにおいて最初に出力されるパルス信号である。クロック信号ＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の水平走査期間を規定する信号である。ラッチパルスＬＰは、水平走査期間の最初に出力されるパルス信号であって、クロック信号ＣＬＹのレベル遷移（すなわち、立ち上がりおよび立ち下がり）時に出力されるものである。クロック信号ＣＬＸは、いわゆるドットクロックを規定する信号である。
【００２２】
−方、素子基板１０１上における表示領域１０１ａには、図においてＸ（行）方向に廷在して複数本の走査線１１２が形成されている。また、複数本のデータ線１１４が、Ｙ（列）方向に沿って廷在して形成されている。そして、画素１１０は、走査線１１２とデータ線１１４との各交差に対応して設けられて、マトリクス状に配列している。ここで、説明の便宜上、本実施形態では、走査線１１２の総本数をｍ本とし、データ線１１４の総本数をｎ本として（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）、ｍ行×ｎ列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
【００２３】
１．１．＜画素の構成＞
画素１１０の具体的な構成としては、例えば、図２（ａ）に示されるものが挙げられる。この構成では、トランジスタ（ＭＯＳ型ＦＥＴ）１１６のゲートが走査線１１２に、ソースがデータ線１１４に、ドレインが画素電極１１８に、それぞれ接続されるとともに、画素電極１１８と対向電極１０８との間に電気光学材料たる液晶１０５が挟持されて液晶層が形成されている。ここで、対向電極１０８は、後述するように、実際には画素電極１１８と対向するように対向基板に一面に形成される透明電極である。また、画素電極１１８と対向電極１０８との聞においては蓄積容量１１９が形成されて、液晶層に蓄積される電荷のリークを防止している。なお、この実施形態では、蓄積容量１１９を画素電極１１８と対向電極１０８の間に形成したが、画素電極１１８と接地電位ＧＮＤ間や画素電極１１８とゲート線間等に形成しても良い。
【００２４】
ここで、図２（ａ）に示される構成では、トランジスタ１１６として一方のチャネル型のみが用いられているために、オフセット電圧が必要となるが、図２（ｂ）に示されるように、Ｐチャネル型トランジスタとＮチヤネル型トランジスタとを相補的に組み合わせた構成とすれば、オフセット電圧の影響をキャンセルすることができる。ただし、この相補型構成では、走査信号として互いに排他的レベルを供給する必要が生じるため、１行の画素１１０に対して走査線１１２ａ，１１２ｂの2本が必要となる。
【００２５】
１．２．＜スタートパルス発生回路＞
上述したように本実施形態においては、サブフィールドの切り替わりはスタートパルスＤＹによって制御される。このスタートパルスＤＹはタイミング信号生成回路２００の内部で生成されるが、電気光学装置に対して要求される階調数に応じて、図３に示すようにスタートパルスＤＹの立上りタイミングが設定される。まず、同図(a)の階調数「６４」の場合において、１フレームの最初にスタートパルスＤＹが立ち上がり、サブフィールドＳf0が開始される。このサブフィールドＳf0は、対応する画素の階調に拘らずオン状態に設定されるサブフィールドである。
【００２６】
次に、スタートパルスＤＹが６回立ち上がり、各立上りタイミングから次の立上りタイミングまでの期間（最後のサブフィールドＳf6については次のフレームまでの期間）が各々サブフィールドＳf1〜Ｓf6になる。サブフィールドＳf1の長さは、「１フレーム長−Ｓf0の長さ」のほぼ「１／６３」に設定され、サブフィールドＳf2〜Ｓf6の長さは、前のサブフィールドのほぼ２倍に設定される。画像データの階調数が６４であれば、各画素値は例えば「００１０１０」のような６ビットのデータとして表すことができ、サブフィールドＳf1〜Ｓf6のオンオフ状態はこの画素値のＬＳＢ〜ＭＳＢの値に順次対応することになる。
【００２７】
次に、同図(b)に階調数「１６」の場合におけるスタートパルスＤＹの立上りタイミングを示す。最初のサブフィールドＳf0は、階調数「６４」の場合と同様に、対応する画素の階調に拘らずオン状態に設定されるサブフィールドである。次に、スタートパルスＤＹが４回立ち上がり、各立上りタイミングから次の立上りタイミングまでの期間（最後のサブフィールドＳf4については次のフレームまでの期間）が各々サブフィールドＳf1〜Ｓf4になる。サブフィールドＳf1の長さは、「１フレーム長−Ｓf0の長さ」のほぼ「１／１５」に設定され、サブフィールドＳf2〜Ｓf4の長さは、前のサブフィールドのほぼ２倍に設定される。なお、階調数「１６」の場合、階調データＤ０〜Ｄ５の内のＤ０〜Ｄ３を用いて１６階調を表し、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３がそれぞれサブフィールドＳf0, Ｓf1, Ｓf2, Ｓf4に対応するように、データ変換回路３００から二値信号Ｄｓが出力される。次に、同図(b)に階調数「２」の場合におけるスタートパルスＤＹの立上りタイミングを示す。この場合、「１フレーム」はサブフィールドＳf0のみから構成されており、スタートパルスＤＹの立上りタイミングは、各フレームの開始タイミングに一致している。なお、２階調表示の場合、階調データＤ０〜Ｄ５のうちのＤ０を使って２階調を表し、Ｄ０がサブフィールドＳf0に対応するようにデータ変換回路３００から二値信号Ｄｓが出力される。
【００２８】
次に、階調数に応じてスタートパルスＤＹを選択するスタートパルスＤＹ選択回路の構成を図４に示す。図において２４０は保持回路であり、階調数の階調数選択信号を受信すると、その内容を保持する。この階調数選択信号は、本実施形態の電気光学装置を用いて情報を表示する上位装置、例えばパーソナルコンピュータや携帯電話器等が発生する信号である。２１０，２２０，２３０は、各々階調数「６４」，「１６」，「２」に対応するスタートパルス発生回路であり、クロック信号ＣＬＹに同期するラインクロック信号ＬＣＬＫに基づいて図３(a)〜(c)に示したスタートパルスＤＹを各々発生する。２５０は切替回路であり、保持された階調数選択信号に基づいて各スタートパルス発生回路２１０，２２０，２３０から出力されたスタートパルスＤＹの何れかを選択し、選択結果を最終的なスタートパルスＤＹとして出力する。
【００２９】
次に、階調数「６４」に対応するスタートパルス発生回路２１０の詳細ブロック図を図５に示す。図５に示すように、スタートパルス発生回路２１０は、カウンタ２１１、コンパレータ２１２、マルチプレクサ２１３、リングカウンタ２１４、Ｄフリップフロップ２１５、およびオア回路２１６から構成されている。カウンタ２１１はラインクロック信号ＬＣＬＫをカウントするが、オア回路２１６の出力信号によってカウント値がリセットされるようになっている。また、オア回路２１６の一方の入力端には、フレームの開始において、ラインクロック信号ＬＣＬＫの１周期の期間だけＨレベルとなるリセット信号ＲＳＥＴが供給されるようになっている。したがって、カウンタ２１１は、少なくともフレームの開始時点において、カウント値がリセットされるようになっている。
【００３０】
スタートパルス発生回路２１０のタイミングチャートを図１５に示す。図示のように、コンパレータ２１２は、カウンタ２１１のカウント値Ｓ211とマルチプレクサ２１３の出力データ値Ｓ213とを比較し、両者が一致する時、Ｈレベルとなる一致信号Ｓ212を出力する。ここで、マルチプレクサ２１３は、スタートパルスＤＹの数をカウントするリングカウンタ２１４のカウント結果Ｓ214に基づいて、データＤS0，ＤS1，…，ＤS6を選択出力する。ここで、データＤS0，ＤS1，…，ＤS6は、図３(a)に示す各サブフィールドＳf0, Ｓf1, Ｓf2, …,Ｓf6に各々対応するものである。ここで、データＤS0あるいはサブフィールドＳf0は、液晶のしきい値電圧Ｖｔｈ（電圧実効値の変化に対して階調の変化が現れ始める電圧実効値）に応じて定められたものであり、可変することが可能である。例えば、電気光学装置の製品機種毎に予め設定してもよいし、あるいは、各製品のバラツキを補償するために、出荷時に調整するようにしてもよい。
【００３１】
また、コンパレータ２１２は、カウンタのカウント値が、サブフィールドの区切りに達すると一致信号Ｓ212を出力することになる。この一致信号は、オア回路２１６を介してカウンタ２１１のリセット端子にフイードバックされるから、カウンタ２１１はサブフィールドの区切りから再びカウントを開始することになる。また、Ｄフリップフロップ２１５は、オア回路２１６の出力信号を、ラインクロック信号ＬＣＬＫによってラッチして、スタートパルスＤＹを生成する。これにより、一致信号Ｓ212が立ち上がった後に最初にラインクロック信号ＬＣＬＫが立ち上がるタイミングでスタートパルスＤＹが立ち上がる。一方、このラインクロック信号ＬＣＬＫの立上りによって、カウント値Ｓ211と出力データ値Ｓ213とが一致しなくなるから、一致信号Ｓ212はＬレベルになり、次にラインクロック信号ＬＣＬＫが立ち上がった時に、このＬレベルの一致信号Ｓ212がＤフリップフロップ２１５にラッチされるから、スタートパルスＤＹがＬレベルになる。
【００３２】
以上、階調数「６４」のスタートパルス発生回路２１０の構成を詳述したが、他の階調数のスタートパルス発生回路２２０，２３０についても、これと同様に構成されている。
【００３３】
１．３．＜走査線駆動回路＞
説明を再び図１に戻す。走査線駆動回路１３０は、いわゆるＹシフトレジスタと呼ばれるものであり、サブフィールド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にしたがって転送し、走査線１１２の各々に走査信号Ｇ1,Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmとして順次排他的に供給するものである。
【００３４】
１．４．＜データ線駆動回路＞
また、データ線駆動回路１４０は、ある水平走査期間において二値信号Ｄｓをデータ線１１４の本数に相当するｎ個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の二値信号Ｄｓを、次の水平走査期間において、電位選択回路１４４０を介して、それぞれ対応するデータ線１１４にデータ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …ｄnとして一斉に供給するものである。ここで、データ線駆動回路１４０の具体的な構成は、図６に示される通りである。すなわち、データ線駆動回路１４０は、Ｘシフトレジスタ１４１０と、第１のラッチ回路１４２０と、第２のラッチ回路１４３０と、電位選択回路１４４０とから構成されている。
【００３５】
このうちＸシフトレジスタ１４１０は、水平走査期間の最初に供給されるラッチパルスＬＰをクロック信号ＣＬＸにしたがって転送し、ラッチ信号Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ３、・・・、Ｓｎとして順次排他的に供給するものである。次に、第１のラッチ回路１４２０は、二値信号Ｄｓをラッチ信号Ｓ1, Ｓ2, Ｓ3, …, Ｓnの立ち下がりにおいて順次ラッチするものである。そして、第２のラッチ回路１４３０は、第１のラッチ回路１４２０によりラッチされた二値信号Ｄｓの各々をラッチパルスＬＰの立ち下がりにおいて一斉にラッチし、電位選択回路１４４０に転送する。
【００３６】
電位選択回路１４４０は、交流化信号ＦＲに基づいてこれらのラッチした二値信号を電位に変換し、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnとしてデータ線１１４に印加するものである。すなわち、交流化信号ＦＲがＬレベルであれば、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …ｄnのＨレベルは電位Ｖ1に、Ｌレベルは零電位に変換される。一方、交流化信号ＦＲがＨレベルであれば、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …ｄnのＨレベルは電位−Ｖ1に、Ｌレベルは零電位に変換される。
【００３７】
１．５．＜データ変換回路＞
次に、データ変換回路３００について説明する。サブフィールドＳf1〜Ｓf6毎に階調に応じてＨレベルまたはＬレベルを書き込むためには、画素に対応する階調データを何らかの形で変換する必要がある。また、２値の電圧を書き込むことによって、液晶の透過率特性が０％から立ち上がり始める電圧Ｖａを実効電圧として液晶層に印加するためには、サブフィールドＳf0の期間中、液晶層にＨレベルの電圧を印加する必要がある。図１におけるデータ変換回路３００はこのために設けられたものである。すなわち、データ変換回路３００は、垂直走査信号Ｖｓ、水平走査信号Ｈｓおよびドットクロック信号ＤＣＬＫに同期して供給され、かつ、画素毎に対応する６ビットの階調データＤ０〜Ｄ５を、サブフィールドサブフィールドＳf1〜Ｓf6毎に二値信号Ｄｓに変換するとともに、サブフィールドＳf0の期間中にＨレベルの二値信号Ｄｓを各画素に供給する構成となっている。
【００３８】
ここで、データ変換回路３００では、１フレームにおいて、どのサブフィールドであるかを認識する構成が必要となる。この構成については、例えば、次のような手法で認識することができる。すなわち、本実施形態では、交流化駆動のために、１フレーム毎に反転する交流化信号ＦＲを生成しているため、データ変換回路３００内部に、スタートパルスＤＹを計数するとともに、当該カウンタ結果を交流化信号ＦＲのレベル遷移（立ち上がりおよび立下がり）でリセットするカウンタを設けて、当該カウント結果を参照することで、現状のサブフィールド等を認識することができる。
【００３９】
なお、この二値信号Ｄｓについては、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０における動作に同期して出力する必要があるので、データ変換回路３００には、スタートパルスＤＹと、水平走査に同期するクロック信号ＣＬＹと、水平走査期間の最初を規定するラッチパルスＬＰと、ドットクロック信号に相当するクロック信号ＣＬＸとが供給されている。また、上述したように、データ線駆動回路１４０では、ある水平走査期間において、第１のラッチ回路１４２０が点順次的に二値信号をラッチした後、次の水平走査期間において、第２のラッチ回路１４３０が、１走査線分のデータをラッチし、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3,…,ｄnとして、電位選択回路１４４０を介して一斉に各データ線１１４に供給する構成となっているので、データ変換回路３００は、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０における動作と比較して、１水平走査期間だけ先行するタイミングで二値信号Ｄｓを出力するよう構成されている。また、データ線駆動回路１４０は、交流化信号ＦＲのレベルに応じて二値信号Ｄｓを図７の（ｂ），（ｃ）のように変換して出力するように構成される。
【００４０】
１．６．＜液晶装置の構成＞
上述した電気光学装置の構造について、図１１(a)，(b)を参照して説明する。ここで、同図(a)は、電気光学装置１００の構成を示す平面図であり、同図(b)は、同図(a)におけるＡ−Ａ´線の断面図である。これらの図に示されるように、電気光学装置１００は、画素電極１１８などが形成された素子基板１０１と、対向電極１０８などが形成された対向基板１０２とが、互いにシール材１０４によって一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に電気光学材料としての液晶１０５が挟持された構造となっている。なお、実際には、シール材１０４には切欠部分があって、ここを介して液晶１０５が封入された後、封止材により封止されるが、これらの図においては省略されている。
【００４１】
ここで、素子基板１０１は、上述したように半導体基板であるため不透明である。このため、画素電極１１８は、アルミニウムなどの反射性金属から形成されて、電気光学装置１００は、反射型として用いられることになる。これに対して、対向基板１０２は、ガラスなどから構成されるので透明である。
【００４２】
さて、素子基板１０１において、シール材１０４の内側かつ表示領域１０１ａの外側領域には、遮光膜１０６が設けられている。この遮光膜１０６が形成される領域内のうち、領域１３０ａには走査線駆動回路１３０が形成され、また領域１４０ａにはデータ線駆動回路１４０が形成されている。すなわち、遮光膜１０６は、この領域に形成される駆動回路に光が入射するのを防止している。この遮光膜１０６には、対向電極１０８とともに、駆動信号ＬＣＯＭが印加される構成となっている。このため、遮光膜１０６が形成された領域では、液晶層への印加電圧がほほゼロとなるので、画素電極１１８の電圧無印加状態と同じ表示状態となる。
【００４３】
また、素子基板１０１において、データ線駆動回路１４０が形成される領域１４０ａ外側であって、シール材１０４を隔てた領域１０７には、複数の接続端子が形成されて、外側からの制御信号や電源などを入力する構成となっている。一方、対向基板１０２の対向電極１０８は、基板貼合部分における４隅のうち、少なくとも１箇所において設けられた導通材（図示省略）によって、素子基板１０１における遮光膜１０６および接続端子と電気的な導通が図られている。すなわち、駆動信号ＬＣＯＭは、素子基板１０１に設けられた接続端子を介して、遮光膜１０６に、さらに、導通材を介して対向電極１０８に、それぞれ印加される構成となっている。
【００４４】
ほかに、対向基板１０２には、電気光学装置１００の用途に応じて、例えば、直視型であれば、第１に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例えば、金属材料や樹脂などからなる遮光膜（ブラックマトリクス）が設けられる。なお、色光変調の用途の場合には、例えば、後述するプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、カラーフィルタは形成されない。また、直視型の場合、電気光学装置１００に光を対向基板１０２側から照射するフロントライトが必要に応じて設けられる。くわえて、素子基板１０１およげ対向基板１０２の電極形成面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜（図示省略）など設けられて、電圧無印加状態における液晶分子の配向方向を規定する一方、対向基板１０２の側には、配向方向に応じた偏光子（図示省略）が設けられる。ただし、液晶１０５として、高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜や偏光子などが不要となる結果、光利用効率が高まるので、高輝度化や低消費電力化などの点において有効である。
【００４５】
２．実施形態の動作
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置の動作について説明する。図８は、この電気光学装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。まず、交流化信号ＦＲは、１フレーム（１Ｆ）ごとに極性反転する信号である。一方、スタートパルスＤＹは、各サブフィールドの開始時に供給される。
【００４６】
ここで、交流化信号ＦＲがＬレベルとなる１フレーム（１Ｆ）において、スタートパルスＤＹが供給されると、走査線駆動回路１３０（図１参照）におけるクロック信号ＣＬＹにしたがった転送によって、走査信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmが期間（ｔ）に順次排他的に出力される。なお、期間（ｔ）は、最も短いサブフィールドよりもさらに短い期間に設定されている。
【００４７】
さて走査信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmは、それぞれクロック信号ＣＬＹの半周期に相当するパルス幅を有し、また、上から数えて１本目の走査線１１２に対応する走査信号Ｇ1は、スタートパルスＤＹが供給された後、クロック信号ＣＬＹが最初に立ち上がってから、少なくともクロック信号ＣＬＹの半周期だけ遅延して出力される構成となっている。したがって、スタートパルスＤＹが供給されてから、走査信号Ｇ1が出力されるまでに、ラッチパルスＬＰの１ショット（Ｇ0）がデータ線駆動回路１４０に供給されることになる。
【００４８】
そこで、このラッチパルスＬＰの１ショット（Ｇ0）が供給された場合について検討してみる。まず、このラッチパルスＬＰの１ショット（Ｇ0）がデータ線駆動回路１４０に供給されると、データ線駆動回路１４０（図６参照）におけるクロック信号ＣＬＸにしたがった転送によって、ラッチ信号Ｓ1, Ｓ2, Ｓ3, …,Ｓnが水平走査期間（１Ｈ）に順次排他的に出力される。なお、ラッチ信号Ｓ1,Ｓ2, Ｓ3, …, Ｓnは、それぞれクロック信号ＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有している。
【００４９】
この際、図６における第１のラッチ回路１４２０は、ラッチ信号Ｓ1の立ち下がりにおいて、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えて１本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への二値信号Ｄｓをラッチし、次に、ラッチ信号Ｓ２の立ち下がりにおいて、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えて２本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への二値信号Ｄｓをラッチし、以下、同様に、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えてｎ本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への二値信号Ｄｓをラッチする。
【００５０】
これにより、まず、図１において上から１本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の二値信号Ｄｓが、第１のラッチ回路１４２０により点順次的にラッチされることになる。なお、データ変換回路３００は、第１のラッチ回路１４２０によるラッチのタイミングに合わせて、各画素の階調データＤ０〜Ｄ５を二値信号Ｄｓに変換して出力することはいうまでもない。また、ここでは、交流化信号ＦＲがＬレベルの場合を想定しているので、図７（ａ），（ｂ）に示されるテーブルか参照され、さらに、サブフィールドＳf1に相当する二値信号Ｄｓが、階調データＤ０〜Ｄ５に応じて出力されることになる。
【００５１】
次に、クロック信号ＣＬＹが立ち下がって、走査信号Ｇ1が出力されると、図１において上から数えて１本目の走査線１１２が選択される結果、当該走査線１１２との交差に対応する画素１１０のトランジスタ１１６がすべてオンとなる。一方、当該クロック信号ＣＬＹの立ち下がりによってラッチパルスＬＰが出力される。そして、このラッチパルスＬＰの立ち下がりタイミングにおいて、第２のラッチ回路１４３０は、第１のラッチ回路１４２０によって点順次的にラッチされた二値信号Ｄｓを、電位選択回路１４４０を介して、対応するデータ線１１４の各々にデータ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnとして一斉に供給する。このため、上から数えて１行目の画素１１０においては、データ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnの書込が同時に行われることとなる。
【００５２】
この書込と並行して、図１において上から２本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の二値信号Ｄｓが、第１のラッチ回路１４２０により点順次的にラッチされる。そして、以降同様な動作が、ｍ本目の走査線１１２に対応する走査信号Ｇｍが出力されるまで繰り返される。すなわち、ある走査信号Ｇｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍを満たす整数）が出力される１水平走査期間（１Ｈ）においては、ｉ本目の走査繰１１２に対応する画素１１０の１行分に対するデータ信号ｄ1,ｄ2, ｄ3, …,ｄnの書込と、（ｉ＋１）本目の走査線１１２に対応する画素１１０の１行分に対する二値信号Ｄｓの点順次的なラッチとが並行して行われることになる。なお、画素１１０に書き込まれたデータ信号は、次のサブフィールドＳf2における書込まで保持される。
【００５３】
以下同様な動作が、サブフィールドの開始を規定するスタートパルスＤＹが供給される毎に繰り返される。ただし、データ変換回路３００（図１参照）は、階調データＤ０〜Ｄ５から二値信号Ｄｓへの変換については、サブフィールドＳf0〜Ｓf6のうち、対応するサブフィールドの項目が参照される。但し、サブフィールドＳf0においては、二値信号Ｄｓのレベルは常にＨレベルである。
【００５４】
さらに、１フレーム経過後、交流化信号ＦＲがＨレベルに反転した場合においても、各サブフィールドにおいて同様な動作が繰り返される。
【００５５】
次に、このような動作が行われることによって、画素１１０における液晶層への印加電圧について検討する。図９は、階調データと、画素１１０における画素電極１１８への印加波形を示すタイミングチャートである。例えば、交流化信号ＦＲがＬレベルである場合に、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「００００００」であるとき、図７（ａ），（ｂ）に示される変換内容に従う結果、当該画素の画素電極１１８には、図９に示されるように、サブフィールドＳf0には電位Ｖ1、他のサブフィールドには零電位が印加される。ここで、上述したようにサブフィールドＳf0に電位Ｖ1を印加した場合、当該液晶層に印加される電圧の最大値はＶ1、実効値はＶａとなる。したがって、当該画素の透過率は、階調データ「００００００」に対応して０％となる
また、交流化信号ＦＲがＬレベルである場合に、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「００００１０」であるとき、図７（ａ），（ｂ）に示される変換内容に従う結果、当該画素の画素電極１１８には、図９に示されるように、サブフィールドＳf0，Ｓf2においては電位Ｖ1が、それ以外のサブフィールドＳf1，Ｓf3〜Ｓf6においては零電位が、それぞれ印加される。このように、階調データＤ０〜Ｄ５が高くなるほど、１フレーム（１Ｆ）内において電位Ｖ1が印加される時間割合が増加するため、これに伴って当該画素の透過率が高くなる。そして、交流化信号ＦＲがＬレベルである場合に、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「１１１１１１」であるとき、図７（ａ），（ｂ）に示される変換内容に従う結果、当該画素の画素電極１１８には、図９に示されるように、１フレーム（１Ｆ）にわたって電位Ｖ1が印加される。したがって、当該画素の透過率は、階調データ「１１１１１１」に対応して１００％となる。
【００５６】
次に、交流化信号ＦＲがＨレベルである場合の動作を説明する。この場合において、電位選択回路１４４０を介して、Ｈレベルは電位−Ｖ1、Ｌレベルは零電位に変換される。このため、電位Ｖ1と電位−Ｖ1の中間値である零電位を電位の基準としてみた場合、交流化信号ＦＲがＨレベルの場合に各夜晶層の印加電圧は、交流化信号ＦＲがＬレベルの場合の印加電圧とは極性を反転したものであって、かつ、その絶対値は等しいものとなる。したがって、液晶層に直流成分が印加される事態が回避される結果、液晶１０５の劣化が防止されることになる。
【００５７】
このような実施形態に係る電気光学装置によれば、１フレーム（１Ｆ）を、階調特性の電圧比率に応じてサブフィールドＳf1〜Ｓf6に分割し、各サブフィールド毎に、画素にＨレベルまたはＬレベルを書き込んで、１フレームにおける電圧実効値が制御される。このため、データ線１１４に供給されるデータ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnは、電圧±Ｖ1および零電位の３種類のみである。従って、駆動回路なとの周辺回路においては、高精度のＤ／Ａ変換回路やオペアンプなとのような、アナログ信号を処理するための回路は不要となる。このため、回路構成が大幅に簡略化されるので、装置全体のコストを低く抑えることが可能となる。さらに、データ線１１４に供給されるデータ信号ｄ1, ｄ2, ｄ3, …,ｄnは３種類であるため、素子特性や配線抵抗などの不均一性に起因する表示ムラが原理的に発生しない。このため、本実施形態に係る電気光学装置によれば、高品位かつ高精細な階調表示が可能となる。
【００５８】
くわえて、本実施形態においては、階調にかかわらず画素をオン状態にするサブフィールドＳf0を１フレーム内に割り当て、サブフィールドＳf0の長さを液晶の透過率特性が立ち上がり始める電圧Ｖａによって調整できるようにしたので、各種の液晶を用いた電気光学装置に適用することができ、装置の汎用性を拡張することが可能である。
【００５９】
さらに、本実施形態においては、保持回路２４０に供給される階調数選択信号に基づいて、１フレーム内に発生されるスタートパルスＤＹの数やタイミングを切り換えることができる。これにより、本実施形態の電気光学装置を携帯電話器やパーソナルコンピュータの表示パネルとして使用する時、携帯電話器の待ち受け時やパーソナルコンピュータの省電力モード時において階調数を低下させ、消費電力を一層低減させることができる。
【００６０】
３．電子機器の具体例
３．１．＜プロジェクタ＞
次に、上述した電気光学装置を具体的な電子機器に用いた例のいくつかについて説明する。
【００６１】
まず、実施形態に係る電気光学装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１２は、このプロジェクタの構成を示す平面図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、偏光照明装置１１１０がシステム光軸ＰＬに沿って配置されている。この偏光照明装置１１１０において、ランプ１１１２からの出射光は、リフレクタ１１１４による反射で略平行な光束となって、第１のインテグレータレンズ１１２０に入射する。これにより、ランプ１１１２からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この分割された中間光束は、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０によって、偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変換されて、偏光照明装置１１１０から出射されることとなる。
【００６２】
さて、偏光照明装置１１１０から出射されたｓ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のｓ偏光光束反射面１１４１によって反射される。この反射光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層にて反射され、反射型の電気光学装置１００Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層にて反射され、反射型の電気光学装置１００Ｒによって変調される。一方、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、緑色光（Ｇ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層を透過して、反射型の電気光学装置１００Ｇによって変調される。
【００６３】
このようにして、電気光学装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによってそれぞれ色光変調された赤色、緑色、青色の光は、ダイクロイックミラー１１５２、１１５１、偏光ビームスプリッタ１１４０によって順次合成された後、投写光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投写されることとなる。なお、電気光学装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇには、ダイクロイックミラー１１５１、１１５２によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光束が入射するので、カラーフィルタは必要ない。
【００６４】
このように、プロジェクタ１１００は、外部から供給された映像信号に基づいてスクリーン１１７０に画像を投写するが、映像信号が途切れた時に「VSYNC OFF」のような表示が行われる。このような表示を行う場合には階調数を高くする必要が無いため、表示を行う制御回路（図示せず）から、例えば階調数「２」を指定する階調数選択信号が保持回路２４０に供給される。
【００６５】
３．２．＜モバイル型コンピュータ＞
次に、上記電気光学装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１９は、このパーソナルコンピュータの構成を示す正面図である。図において、モバイル型コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、表示ユニット１２０６とから構成されている。この表示ユニット１２０６は、先に述べた電気光学装置１００の前面にフロントライトを付加することにより構成されている。なお、この構成では、電気光学装置１００を反射直視型として用いることになるので、画素電極１１８において、反射光が様々な方向に散乱するように、凹凸が形成される構成が望ましい。
【００６６】
モバイル型コンピュータにおいては、ユーザがキーボード１２０２等を一定時間操作しなかった場合は、省電力モードに移行する。この場合、表示ユニット１２０６には「POWER SAVE」のような省電力表示が行われる。かかる表示を行う場合には階調数を高くする必要が無いため、モバイル型コンピュータにおいて動作するデバイスドライバ（ソフトウエア）の制御の下、例えば階調数「２」を指定する階調数選択信号が保持回路２４０に供給される。
【００６７】
また、一般的なモバイル型コンピュータにおいては、バッテリー駆動の際に動作時間を確保するために、ユーザの選択によって様々な省電力対策を行える場合がある。例えば、電気光学装置１００のフロントライトを暗くする（またはオフにする）か否か、ハードディスクの回転をアクセス時以外は停止するか否か、ＣＰＵクロックを低下させるか否か等である。上記実施形態の電気光学装置１００をモバイル型コンピュータに用いる場合には、さらに「バッテリー駆動時の階調数」の選択を可能にしておくと好適である。すなわち、モバイル型コンピュータが商用電源によって駆動されている時は階調数を「６４」とし、バッテリーで駆動されている時は「６４」，「１６」，「２」の中からユーザが指定した階調数で表示を行うとよい。
【００６８】
３．３．＜携帯電話器＞
さらに、上記電気光学装置を、携帯電話器に適用した例について説明する。図１４は、この携帯電話器の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話器１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６とともに、電気光学装置１００を備えるものである。この電気光学装置１００にも、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。また、この構成でも電気光学装置１００が反射直視型として用いられることになるので、画素電極１１８に凹凸が形成される構成が望ましい。
【００６９】
ところで、携帯電話器の待ち受け時や、単なる音声通話を行っている時、電気光学装置１００の階調数を高くする必要が無いため、通常は階調数「２」を指定する階調数選択信号が保持回路２４０に供給される。しかし、携帯電話器をテレビ電話として使用して相手側のユーザの顔を電気光学装置１００に表示する場合や、インターネット上のホームページを電気光学装置１００に表示する場合は、電気光学装置１００の階調数が「１６」または「６４」に設定される。
【００７０】
３．４．＜その他＞
電子機器としては、以上説明した他にも、液晶テレビや、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に対して、上述した電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。これら各種電子機器においては、状況に応じて高階調表示が求められる場合と高階調表示が不要な場合とが存在するため、上述した携帯電話器等と同様に階調数が制御される。
【００７１】
４．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
（１）上述した実施形態にあっては、交流化信号ＦＲを１フレームの周期で極性反転することとしたが、本発明は、これに限られず、例えば、２フレーム以上の周期で極性反転する構成としても良い。ただし、上述した実施形態において、データ変換回路３００は、スタートパルスＤＹをカウントするとともに、当該カウント結果を交流化信号ＦＲの遷移によってリセットすることで、現状のサブフィールドを認識する構成としたので、交流化信号ＦＲを２フレーム以上の周期で極性反転する場合には、フレームを規定するための何らかの信号を与える必要が生じる。
（２）上記実施形態において対向電極１０８に印加する駆動信号ＬＣＯＭは零電位であったが、各画素に印加される電圧はトランジスタ１１６の特性、蓄積容量１１９や液晶の容量等によって、電圧がシフトする場合がある。この様な場合には、対向電極１０８に印加する駆動信号ＬＣＯＭのレベルを電圧のシフト量に応じてずらしてもよい。
（３）また、上記実施形態においては、電気光学装置を構成する素子基板１０１を半導体基板とし、ここに、画素電極１１８に接続されるトランジスタ１１６や、駆動回路の構成素子などを、ＭＯＳ型ＦＥＴで形成したが、本発明は、これに限られない。例えば、素子基板１０１を、ガラスや石英などの非晶質基板とし、ここに半導体簿膜を堆積してＴＦＴを形成する構成としても良い。このようにＴＦＴを用いると、素子基板１０１として透明基板を用いることができる。また、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０は外付けの構成としてもよい。さらに、タイミング信号生成回路２００、データ変換回路３００、およびデータ線駆動回路１４０を１チップにまとめたり、他の回路をまとめるような構成も可能である。
（４）さらに、上記実施形態は本発明を液晶を用いた電気光学装置に適用した例を説明したが、他の電気光学装置、特に、オンまたはオフの２値的な表示を行う画素を用いて、階調表示を行う電気光学装置のすべてに適用可能である。このような電気光学装置としてはエレクトロルミネッセンス装置やプラズマディスプレイなどが考えられる。特に有機ＥＬの場合は、液晶のような交流駆動をする必要が無く、極性反転をしなくて良い。
（５）上記実施形態においては、例えば階調数が「６４」である時、サブフィールドＳf0に加えて階調の２進数表記の桁数（６）に等しい数のサブフィールドＳf1〜Ｓf6を設け、各ビットの値に応じてサブフィールドＳf1〜Ｓf6のオン／オフ状態が決定された。しかし、サブフィールドＳf0に加えて、「階調数−１」に等しい数のサブフィールドを設け、階調に応じてこれらサブフィールドのオン／オフ状態を決定してもよい。
【００７２】
その場合の階調データと画素電極１１８への印加波形との関係を図１０に示す。この図において、スタートパルスＤＹは１フレーム中に６４回立ち上がり、各立上りタイミングから次の立上りタイミングまでの期間（最後のサブフィールドＳf63については次のフレームまでの期間）が各々サブフィールドＳf0〜Ｓf63になる。ここで、交流化信号ＦＲがＬレベルである場合に、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「００００００」であるとき、図１０に示されるように、サブフィールドＳf0には電位Ｖ1が印加され、他のサブフィールドには零電位が印加される。
【００７３】
また、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「００００１１」すなわち「３」であるとき、サブフィールドＳf1〜Ｓf63のうち先頭から３番目までのサブフィールドにおいては電位Ｖ1が、それ以外のサブフィールドＳf4〜Ｓf63においては零電位が、それぞれ印加される。このように、階調データＤ０〜Ｄ５が高くなるほど、１フレーム（１Ｆ）内において電位Ｖ1が印加される区間が増加するため、これに伴って当該画素の透過率が高くなる。そして、ある画素の階調データＤ０〜Ｄ５が「１１１１１１」であるとき、１フレーム（１Ｆ）にわたって電位Ｖ1が印加される。
【００７４】
この変形例において、各サブフィールドＳf1〜Ｓf63の期間は同一ではなく、液晶１０５の電圧実効値に対する透過率の特性に応じて増減される。すなわち、階調データＤ０〜Ｄ５に応じてサブフィールドＳf1〜Ｓf63をオンオフすればリニアな透過率が得られるように各サブフィールドの区間が設定される。これにより、例えば外部に階調補正テーブル等を設けることなく、適切な階調特性を付与することが可能になる。このような方法の場合、６４階調で６４サブフィールド、１６階調で１６サブフィールド、２階調で１サブフィールドとなり、階調数を減らした時の低消費電力効果はより大きくなる。
（６）上記実施形態において、サブフィールドＳf0の長さを規定するデータＤS0の調整を使用者に委ねるように調整ツマミを設け、これを使用者が操作することによって、データＤS0の値を可変できるようにしてもよい。くわえて、液晶表示装置の温度、或いは液晶表示装置周辺の温度を温度センサで検出し、検出温度に基づいて、液晶の温度特性にた合わせて、データＤS0の値を可変するようにしてもよい。さらに、液晶の特性によっては、階調にかかわらず常に画素がオフになる他のサブフィールドＳf7（図示せず）を追加することとし、マルチプレクサ２１３にはこれに対応するデータＤS7を供給してもよい。
【００７５】
ここで、データＤS0とデータＤS7の合計は一定であるから、データＤS0の値を増加、減少させる場合には、これに応じてデータＤS7の値を変更するとよい。このようにすると、データＤS1，ＤS2，…，ＤS6を変更することなく、データＤS0，ＤS7のみを変更してサブフィールドＳf0の長さを変更することができる。このようにサブフィールドＳf0を液晶の温度特性に合わせて可変にすると、環境温度が変化に追随して液晶に印加する電圧の実効値を可変することができるので、温度が変化しても、表示される階調やコントラスト比を一定に保つことができる。（７）スタートパルス発生回路２１０は、図５に例示したもの以外に種々の構成が可能である。例えば、リングカウンタ２１４のカウントアップ上限値を階調数選択信号によって切り換え、かつマルチプレクサ２１３に入力されるデータＤS0，ＤS1，…，ＤS6の値を該階調数選択信号によって切り換えるようにしてもよい。この場合、６４階調が選択されるとリングカウンタ２１４は「０」〜「６」までをカウントするように設定され、データＤS0，ＤS1，…，ＤS6に６４階調のサブフィールドに対応したデータが与えられる。１６階調の場合は、リングカウンタ２１４は「０」〜「４」までをカウントするように設定され、データＤS0，ＤS1，…，ＤS4に１６階調のサブフィールドに対応したデータが与えられる。このような構成においては、１個のスタートパルス発生回路２１０によって、複数の階調数に対応することが可能になる。
（８）上記実施形態においては、走査信号Ｇ1, Ｇ2, Ｇ3, … ,Ｇmを順次排他的に出力することによって走査線１１２を上から順に選択する例を挙げたが、走査線１１２の選択順序はこれに限定されるものではなく、例えば走査信号を「Ｇ1,Ｇ11, Ｇ21, … ,Ｇ2, Ｇ12, Ｇ22, … ,Ｇ3, Ｇ13, Ｇ23, … 」の如く、複数ライン毎に飛ばしながら出力し、１サブフィールド内で全ラインの走査線１１２を選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】 上記実施形態における画素の構成例を示す図である。
【図３】 上記実施形態における各階調数におけるスタートパルスＤＹのタイミングチャートである。
【図４】 上記実施形態におけるスタートパルスＤＹ選択回路のブロック図である。
【図５】 上記実施形態におけるスタートパルス発生回路２１０のブロック図である。
【図６】 上記実施形態におけるデータ線駆動回路１４０のブロック図である。
【図７】 上記実施形態のデータ変換回路３００における階調データの変換内容を示す図である。
【図８】 上記実施形態の電気光学装置のタイミングチャートである。
【図９】 上記実施形態における階調データと画素電極１１８への印加波形との関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】 上記実施形態の変形例における階調データと画素電極１１８への印加波形との関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】 上記実施形態における電気光学装置の構造図である。
【図１２】 同電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタ１１００の構成を示す図である。
【図１３】 同電気光学装置を適用した電子機器の一例たるモバイル型コンピュータ１２００の正面図である。
【図１４】 同電気光学装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話器１３００の斜視図である。
【図１５】 上記実施形態におけるスタートパルス発生回路２１０のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００，１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ……電気光学装置
１０１……素子基板
１０１ａ……表示領域
１０２……対向基板
１０５……液晶
１０６……遮光膜
１０８……対向電極
１１０……画素
１１２……走査線
１１４……データ線
１１６……トランジスタ
１１８……画素電極
１３０……走査線駆動回路
１４０……データ線駆動回路
２００……タイミング信号生成回路
２１０，２２０，２３０……スタートパルス発生回路
２１１……カウンタ
２１２……コンパレータ
２１３……マルチプレクサ
２１４……リングカウンタ
２１５……Ｄフリップフロップ
２１６……オア回路
２４０……保持回路
２５０……切替回路
３００……データ変換回路
１１００……プロジェクタ
１１１０……偏光照明装置
１１１２……ランプ
１１１４……リフレクタ
１１２０……第１のインテグレータレンズ
１１３０……偏光変換素子
１１４０……偏光ビームスプリッタ
１１４１……ｓ偏光光束反射面
１１５１……ダイクロイックミラー
１１５２……ダイクロイックミラー
１１６０……投写光学系
１１７０……スクリーン
１２００……モバイル型コンピュータ
１２０２……キーボード
１２０４……本体部
１２０６……表示ユニット
１３００……携帯電話器
１３０２……操作ボタン
１３０４……受話口
１３０６……送話口
１４２０……第１のラッチ回路
１４３０……第２のラッチ回路
１４４０……電位選択回路

Claims (8)

1. マトリクス状に配設された複数の画素を階調表示させる電気光学装置の駆動方法であって、
   階調数を指定する信号に応じて、１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定する過程と、
   前記１フレームを指定された数のサブフィールドに分割する一方、前記各サブフィールドにおいて、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する過程と
   を有し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定され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、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられ、当該走査線に走査信号が供給されると、当該データ線に印加されている電圧に従ってオン状態またはオフ状態とされるものであり、
   前記サブフィールド毎に、前記走査信号を前記走査線の各々に供給し、各画素の階調に応じてオン状態またはオフ状態を指示する信号を、各画素に対応する各データ線に各々供給する過程
   を有することを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の駆動方法。
3. マトリクス状に配設された複数の画素を階調表示させる電気光学装置の駆動方法であって、
   階調数を指定する信号に応じて、１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定する過程と、
   前記１フレームを指定された数のサブフィールドに分割する一方、前記各サブフィールドにおいて、各画素の階調に応じて当該画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を前記各画素に供給する過程と
   を有し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができることを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
4. 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を制御する電気光学装置の駆動回路であって、
   １フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、
   前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、
   階調数を指定する信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定するサブフィールド数設定回路と
   を具備し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定される
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動回路。
5. 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を制御する電気光学装置の駆動回路であって、
   １フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、
   前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、
   階調数を指定する信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を選択的に設定するサブフィールド数設定回路と
   を具備し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記各画素は電気光学材料を備え、前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができることを特徴とする電気光学装置の駆動回路。
6. 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を備えた素子基板と、
   前記素子基板に対向配置された対向基板と、
   前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された電気光学材料と、
   １フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、
   前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、
   階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路と
   を具備し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記最初のサブフィールドの長さは、前記電気光学材料に印加される電圧実効値の変化に対して前記各画素の階調の変化が現れ始める電圧実効値に応じて設定されることを特徴とする
   ことを特徴とする電気光学装置。
7. 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して配設された画素を備えた素子基板と、
   前記素子基板に対向配置された対向基板と、
   前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された電気光学材料と、
   １フレームを分割したサブフィールド毎に前記走査信号を前記走査線の各々に供給する走査線駆動回路と、
   前記各画素の階調に応じて前記各サブフィールド毎に前記各画素のオン状態またはオフ状態を指示する信号を、それぞれ当該画素に対応する走査線に前記走査信号が供給される期間に、当該画素に対応するデータ線に供給するデータ線駆動回路と、
   階調数を指定する階調数指定信号に応じて、前記１フレーム内のサブフィールド数を設定するサブフィールド数設定回路と
   を具備し、
   前記１フレームの最初のサブフィールドでは、前記各画素の階調にかかわらず、常に前記各画素をオン状態に指示する信号を前記各画素に供給し、
   前記最初のサブフィールドの長さは前記電気光学材料の温度特性に応じて可変とすることができること
   を特徴とする電気光学装置。
8. 請求項６または７に記載の電気光学装置と、
   前記サブフィールド数設定回路に対して前記階調数指定信号を供給する制御回路と
   を備えることを特徴とする電子機器。

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