JP4110772B2 - 電気光学装置、駆動回路及び電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブフィールド駆動方式により階調表示制御を行う電気光学装置の駆動方法、駆動回路及び電気光学装置並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置、例えば、電気光学物質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等に広く用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、例えば、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 Fill Transistor : 薄膜トランジスタ）のようなスイッチング素子等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、これら両基板との間に充填された電気光学物質たる液晶とによって構成される。
【０００４】
このような構成における液晶表示装置の表示モードには、電圧が加わらない状態で白表示するモードであるノーマリーホワイトと、黒表示するモードであるノーマリーブラックとがある。
【０００５】
次に、液晶表示装置において画像を階調表示する動作について説明する。
【０００６】
スイッチング素子は走査線を介して供給される走査信号によって導通する。走査信号を印加してスイッチング素子を導通状態にした状態で、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。そうすると、画素電極と対向電極に、画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、走査信号を取り去りスイッチング素子を非導通状態にしても、各電極における電荷の蓄積状態は、液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。
【０００７】
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して光の透過率が変わり、画素毎に明るさを変化させることができる。こうして、階調表示することが可能となる。
【０００８】
液晶層及び蓄積容量の容量性を考慮すると、各画素の液晶層に電荷を印加するのは一部の期間のみでよい。従って、マトリクス状に配設された複数の画素を駆動する場合には、同一走査ラインに接続された画素に各走査線によって同時に走査信号を印加し、画像信号をデータ線を介して各画素に供給し、また画像信号を供給する走査線を順次切換えればよい。即ち、液晶表示装置では、走査線及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。
【０００９】
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、即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、アナログ回路やオペアンプ等が必要となるので、装置全体のコスト高を招いてしまう。加えて、これらのアナログ回路、オペアンプ等の特性や、各種の配線抵抗等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り、特に、高精細な表示を行う場合にこれらの問題が顕著となる。
【００１０】
そこで上記間題を解決すべく、液晶装置等の電気光学装置においては、画素の駆動をディジタル的に行うサブフィールド駆動方式が提案されている。サブフィールド駆動方式においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールド毎に、各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する。
【００１１】
このサブフィールド駆動方式は、液晶に印加する電圧のレベルを変化させるのではなく、液晶に印加する電圧パルスの印加時間によって、液晶に与える電圧を変化させ、これにより、液晶パネルの透過率を制御するようになっている。従って、液晶の駆動に必要な電圧レベルはオンレベルとオフレベルの２値のみである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気光学装置としての液晶表示装置において動画像を表示する場合には、その再現性を向上させるために、液晶の応答特性を改善することが必要不可欠である。しかし、液晶の応答時間は、プラズマディスプレイ等の表示デバイスに比べて比較的遅い。このため、動画像の視認性が低いという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、応答性（動画視認性）を重視したモードと階調再現性を重視したモードとを切換え可能にすることにより、動画像の再現性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができる電気光学装置の駆動方法及び駆動回路並びに電気光学装置及びこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置の一態様は、データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記電気光学装置が前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、を特徴とする。
本発明の駆動回路の一態様は、データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、少なくとも第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行う電気光学装置を駆動するための駆動回路であって、前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、を特徴とする
本発明に係る電気光学装置の駆動回路は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によってマトリクス状に各画素が構成された表示部に対して、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動するものであって、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する応答性重視用データ変換手段と、前記サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動するものであって、応答性重視用データ変換手段よりも階調数が多くなるように、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。駆動手段は、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位とし、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素をサブフィールド駆動する。応答性重視用データ変換手段は、応答視認性が良くなる方法で、表示データに基づいてオン電圧を印加するサブフィールドとオフ電圧を印加するサブフィールドとを決定して階調表現を行う。一方、階調再現性重視用データ変換手段は、応答性重視用データ変換手段よりも階調数が多くなる方法で、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する。これにより、応答性を重視したサブフィールド駆動と階調性を重視したサブフィールド駆動とが可能となる。
【００１５】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間よりも前記サブフィールドの時間を短く設定することを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、電気光学物質の飽和応答時間が１サブフィールドの時間よりも長いので、電気光学物質の透過率は１フィールド内のサブフィールド数よりも細かく変化させることができる。これにより、１フィールド内のサブフィールド数に比べて表現可能な階調数を著しく増大させることが可能となる。
【００１７】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間よりも前記サブフィールドの時間を短く設定することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、電気光学物質の非透過応答時間が１サブフィールドの時間よりも長いので、電気光学物質の透過率は１フィールド内のサブフィールド数よりも細かく変化させることができる。これにより、１フィールド内のサブフィールド数に比べて表現可能な階調数を著しく増大させることが可能となる。
【００１９】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記フィールド期間における前記電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて前記オン電圧を前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、オン電圧は、フィールド期間における電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて電気光学物質に印加される。これにより、多階調での表示が可能となる。
【００２１】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記オン電圧を前記フィールド期間の先頭側のサブフィールド期間において集中的に前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、フィールド期間の終端では電気光学物質を非透過状態にし易いことから、表示の応答特性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記オフ電圧を前記フィールド期間の終端側のサブフィールド期間において集中的に前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、フィールド期間の終端では電気光学物質を非透過状態にし易いことから、表示の応答特性を向上させることができる。
【００２５】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記フィールド期間における前記電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続したサブフィールドにおいて前記オン電圧を前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、オン電圧は、フィールド期間における電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて電気光学物質に印加される。これにより、多階調での表示が可能となる。
【００２７】
また、前記各フィールド内の複数のサブフィールドは、略同一の時間幅に設定されることを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、前記のような２種類のデータ変換手段を同一画面上に混在させて用いることができ、容易に液晶装置等のサブフィールド駆動に適用することができる。
【００２９】
また、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択する選択手段を更に具備したことを特徴とする。このような構成によれば、選択手段によって、応答性を重視したサブフィールド駆動と階調再現性を重視したサブフィールド駆動とを選択的に実行することができる。
【００３０】
また、前記選択手段は、ユーザ操作に応答して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、ユーザは、応答性に優れた画面表示と階調性に優れた画面表示とを選択することができる。
【００３２】
また、前記選択手段は、前記表示データの信号種別に基づいて前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、表示データの信号種別に応じて、応答性に優れた画面表示と階調性に優れた画面表示とが選択される。例えば、パソコンからの表示データについては階調性に優れた画面表示を選択し、ＶＴＲからの表示データについては応答性に優れた画面表示を選択することで、見やすい画像表示が可能となる。
【００３４】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかに応じて、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３５】
このような構成によれば、例えば、動画像時に応答性重視用データ変換手段を選択し、静止画時に階調再現性重視用データ変換手段を選択する。これにより、動画視認性を向上させると共に、静止画を十分な解像度で表示することができる。
【００３６】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを画素毎に判別して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、動画像であるか静止画像であるかを画素毎に判別して、画素毎に応答性重視用データ変換手段と階調再現性重視用データ変換手段との一方を選択することができる。これにより、きめの細かい表示制御が可能である。
【００３８】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを前記表示データの階調の変化に基づいて画素毎に判別して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３９】
このような構成によれば、表示データの階調の変化を画素毎に検出することで、静止画と動画とを画素毎に判別して、きめの細かい表示制御が可能である。
【００４０】
また、前記選択手段は、１フィールド前後の前記表示データの階調の差を画素毎に判別して、前記階調の差が所定の基準値以下である場合には前記階調再現性重視用データ変換手段を選択し、前記階調の差が所定の基準値を越えた場合には前記応答性重視用データ変換手段を選択することを特徴とする。
【００４１】
このような構成によれば、動画像のエッジ部分を１フィールド前後で判別して、画素毎にきめの細かい表示制御が可能である。
【００４２】
本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によってマトリクス状に各画素が構成された表示部に対して、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行う電気光学装置の駆動方法であって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動する処理であって、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する応答性重視用データ変換処理と、前記応答性重視用データ変換処理よりも階調数が多くなるように、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換処理との一方を選択する手順を具備したことを特徴とする。
【００４３】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。サブフィールド駆動においては、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位とし、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素を駆動する。階調表現は、オン電圧を印加するサブフィールドとオフ電圧を印加するサブフィールドとを、表示データに基づいて決定することによって行われる。この決定に際して、応答性重視用データ変換処理と、応答性重視用データ変換処理よりも階調数が多くなるように、前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換処理が可能であり、画像に応じた表示が可能である。
【００４４】
また、本発明に係る電気光学装置は、上記電気光学装置の駆動回路を具備したことを特徴とする。
【００４５】
このような構成によれば、サブフィールド駆動において応答性に優れた表示と階調表現に優れた表示とを行うことができ、画像に応じて最適な表示が可能である。
【００４６】
本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を具備したことを特徴とする電子機器。
【００４７】
このような構成によれば、動画視認性に優れ、多階調表示が可能である。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図である。
【００４９】
本実施形態に係る電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を用いた液晶装置であり、後述するように素子基板と対向基板とが、互いに一定の間隙を保って貼付され、この間隙に電気光学物質たる液晶が挟持される構成となっている。なお、ここでは、電気光学装置の表示モードはノーマリーブラックであり、画素に電圧が加わった状態で白表示、電圧が加わらない状態で黒表示を行なうものとして説明する。
【００５０】
本実施の形態においては、液晶の駆動方法として、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して制御単位とし、各サブフィールド期間毎に、液晶の駆動を制御するサブフィールド駆動を採用する。
【００５１】
アナログ駆動で中間的な明るさを得る場合においては、液晶の透過率を飽和させる駆動電圧（以下、液晶飽和電圧という）以下の電圧で液晶を駆動する。従って、液晶の透過率は、駆動電圧に略比例し、駆動電圧に応じた明るさの画面が得られる。
【００５２】
これに対し、サブフィールド駆動は、液晶に液晶飽和電圧以上の駆動電圧（以下、オン電圧ともいう）を印加して、液晶の透過率を飽和させる。そして、オン電圧を印加した時間と、液晶の閾値以下の電圧（以下、オフ電圧ともいう）を印加した時間との比、即ち、比較的短い単位時間（例えば１フィールド期間）当たりの駆動電圧の印加時間に略比例した明るさの画面を得るようになっている。
【００５３】
即ち、液晶を駆動するための駆動信号として、１サブフィールド期間Ｔｓに相当するパルス幅を有するパルス信号（画素の書き込みデータ）を用いる。なお、パルス信号は１又は０の２値信号である。例えば、１フィールドを２５５個のサブフィールドに等分割したものとし、表示すべき明るさが２５６階調分のＮの明るさであるものとすると、パルス信号をＮサブフィールド分の時間、即ち、（Ｔｓ×Ｎ）だけ出力するように制御し、１フィールド期間の残りの（２５５−Ｎ）のサブフィールド期間は、電圧を印加しない状態にする。これにより、２５６階調分のＮの明るさを得ることができる。
【００５４】
次に、本実施の形態におけるサブフィールド駆動の制御について説明する。
【００５５】
液晶は、駆動電圧を印加してその配向状態を遷移させることによって透過率が変化する。この場合、非透過状態と光の透過率が飽和する状態との間の液晶の応答速度は、一定温度においては、液晶層に印加される電界の大きさに応じて速くなるという特性を有する。
【００５６】
そこで、本実施の形態においては、液晶の応答特性を改善するために、液晶層に電界を印加して非透過状態から光の透過率が飽和する状態に遷移させる場合には、早いタイミングで、できるだけ高い電圧を加え、また逆に光の透過率が飽和した状態から非透過状態に遷移させる場合には、液晶層からできるだけ早いタイミングで電界を取り除くようになっている。
【００５７】
即ち、本実施の形態においては、応答性（動画視認性）を考慮した場合には、オン電圧をフィールドの開始時点から明るさに相当する個数のサブフィールド期間だけ、連続的に出力するように制御し、フィールドの後半には電圧を印加しないようにして、フィールドの終端においてなるべく液晶層に電界が印加されていないように制御するようになっている。
【００５８】
ところで、プラズマディスプレイ等においても、サブフィールド駆動が採用されている。プラズマディスプレイ等においては、各サブフィールド期間毎に画素への書込み時間（走査時間）が必要であり、サブフィールド期間を狭くして１フィールド内のサブフィールド数を増大させると、１フィールド期間内で画素に書込みを行う回数が増え、この書き込みのために発光時間が短くなって画面が暗くなってしまう。そこで、プラズマディスプレイ等においては、１フィールド内のサブフィールド期間の長さ（時間幅）を変えて、各サブフィールドに重みを付した重み付けサブフィールド駆動が行われる。
【００５９】
これに対し、液晶装置は、１フィールド内のサブフィールド数が増大しても発光時間は短くならないようにすることができる。また１フィールド内のサブフィールド数が多いほど、表現可能な階調数も多くなる。従って、液晶装置では階調表現を考慮すると、１フィールド内のサブフィールド数を多くした方が好ましい。しかし、高速化についてのデバイス制約によって、１フィールド内のサブフィールド数も制限を受ける。
【００６０】
そこで、本実施の形態においては、液晶の飽和応答時間（液晶飽和電圧の印加から飽和透過率が得られるまでの時間）が、例えばプロジェクタ用途では２〜５ｍ秒程度であり、デバイス制約内で実現可能なサブフィールド期間の時間幅よりも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィールド数を多くすることなく、表現可能な階調数を増大させるようになっている。
【００６１】
次に、本実施の形態における多階調表示の制御について図３を参照して説明する。図３は横軸に時間をとり縦軸に液晶の透過率をとって、１フィールド期間内の各サブフィールド期間における液晶光学応答（透過率）の変化を示している。図３の斜線部は各画素の液晶にオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示している。
【００６２】
プラズマディスプレイ等の応答特性が速い電気光学物質を用いた場合には、上述したように、電気光学物質にオン電圧（発光させるための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オンにするサブフィールド期間ともいう）とオフ電圧（非発光にするための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オフにするサブフィールド期間ともいう）との時間比によって画素の明るさが決定される。これに対し、液晶のように、飽和応答時間がサブフィールド期間の時間幅よりも長い場合には、画素の明るさは、実際には、透過率の積分値に比例する。
【００６３】
図３は１フィールドを時間軸上で６つのサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ６に分割した例を示している。即ち、図３では、１フィールド期間を６等分して各分割期間であるサブフィールド期間毎に、画素をサブフィールド駆動する例についてのものである。
【００６４】
各画素について、表示すべき明るさのデータ（以下、階調データという）に基づいて各サブフィールド期間Ｓｆ１〜Ｓｆ６毎に、各画素をオン状態（透過率を飽和させる状態）又はオフ状態（透過率が０の状態）にする電圧を印加することによって、階調表示を行う。
【００６５】
画素電極に対する印加電圧（駆動電圧）は瞬時に飽和するのに対し、画素の透過率の応答は遅く、図３に示すように、所定の遅延時間後に液晶の透過率は飽和する。図３は液晶にオン電圧を印加した場合に液晶が光学的に飽和するまでに約３〜４サブフィールド期間の時間を要する液晶材料を用いた例を示している。また、オフ電圧を印加した場合に透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間についても、１サブフィールド期間よりも長い液晶材料が用いられる。
【００６６】
即ち、図３の例では、オン電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は飽和透過率の４／１０の透過率に変化し、次のサブフィールド期間までに、即ちオン電圧印加後の２サブフィールド期間で７／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の３サブフィールド期間で８／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の４サブフィールド期間で１０／１０の透過率に変化する例を示している。
【００６７】
また、図３の例は、オフ電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は透過率が３／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の２サブフィールド期間で透過率が５／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の３サブフィールド期間で透過率が７／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の４サブフィールド期間で透過率が９／１０だけ低下する例を示している。
【００６８】
図３（ａ）はフィールド期間の前半の３サブフィールド期間にオン電圧を印加し、後半の３サブフィールド期間にオフ電圧を印加した例を示している。液晶の透過率は、１つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の４／１０まで上昇し、２つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の７／１０まで上昇し、３つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の８／１０まで上昇する。更に、４つ目のサブフィールド期間で透過率は飽和透過率の５／１０に低下し、５つ目のサブフィールド期間で３／１０の透過率に低下し、６つ目のサブフィールド期間で１／１０の透過率に低下する。
【００６９】
上述したように、サブフィールド駆動の周期（図３の例では１フィールド期間）が十分に短い場合には、透過率の積分値に比例して明るさが変化する。全てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表示を行った場合に完全な白表示が得られるものとすると、図３（ａ）のフィールド期間における明るさは完全な白表示の｛（４＋７＋８＋５＋３＋１）／１０｝×１／６＝２８／６０の明るさとなる。
【００７０】
同様に、図３（ｂ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１）／１０｝×１／６＝８／６０の明るさとなる。また、図３（ｃ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１＋４＋３＋１）／１０｝×１／６＝１６／６０の明るさとなる。また、図３（ｄ）の例では、完全な白表示の｛（４＋７＋４＋３＋２＋１）／１０｝×１／６＝２１／６０の明るさとなる。
【００７１】
オン電圧を印加するサブフィールド期間を単純に連続させた場合には、６分割したサブフィールド期間によって、６＋１＝７階調の表示しか得られない。これに対し、図３の例では、オン電圧を印加するサブフィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィールド期間の位置を適宜設定することによって、７階調よりも著しく多い多数の階調数での表示が可能である。
【００７２】
例えば、１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合には、単純にオン電圧を印加するサブフィールド期間を連続させると、１６サブフィールドによって１７階調の表示しか得られないが、オンにするサブフィールドとオフにするサブフィールドとの配置を考慮すると、１６０階調以上の階調表現が可能である。同様に、１フィールドを時間軸上で３２サブフィールドに分割した場合には、２５６階調以上の階調表現が可能である。
【００７３】
本実施の形態においては、後述するように、１フィールド内の先頭側のサブフィールドから順にオン電圧を供給して前半のサブフィールド期間において集中的にオン電圧を液晶に印加するようにすることにより、応答性（動画視認性）を重視した動画視認性重視モードと、液晶の飽和応答時間がサブフィールド期間よりも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィールド数に比べて多階調表示を実現した階調再現性重視モードとを備える。
【００７４】
図１において、本実施の形態における電気光学装置は、電気光学物質である液晶を用いた表示領域１０１ａと、この表示領域１０１ａの各画素を駆動する走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００と、これらの走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００に各種信号を供給する駆動回路３０１とによって構成されている。
【００７５】
本実施の形態に係る電気光学装置では、素子基板としてガラス基板等の透明基板が用いられ、素子基板上に、画素を駆動するトランジスタと共に、周辺駆動回路等も形成されている。素子基坂上の表示領域１０１ａには、複数本の走査線１１２が、図１のＸ（行）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線１１４が、Ｙ（列）方向に沿って延在して形成されている。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されている。
【００７６】
以下説明の便宜上、本実施の形態では、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ｘｎ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。
【００７７】
図４は図１中の画素の具体的な構成を示す説明図である。
【００７８】
各画素１１０は、スイッチング手段として、トランジスタ（ｐＳｉＴＦＴ）１１６が設けられている。トランジスタ１１６はゲートが走査線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。画素電極１１８と対向電極１０８との間には電気光学物質たる液晶１０５が挟持されて液晶層が形成されている。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の全面に形成される透明電極である。
【００７９】
対向電極１０８には対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加されるようなっている。また、画素電極１１８と対向電極１０８との間においては蓄積容量１１９が形成されて、液晶層を挟む電極と共に電荷を蓄積する。なお、図４の例では、蓄積容量１１９を画素電極１１８と対向電極１０８との間に形成したが、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よい。また素子基板側に対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭと同じ電位を持つ配線を配し、その間に形成することもできる。
【００８０】
各走査線１１２には後述する走査線駆動回路４０１から夫々走査信号Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｍが供給される。各走査信号によって、各ラインの画素を構成する全てのトランジスタ１１６が同時にオンとなり、これにより、後述するデータ線駆動回路５００から各データ線１１４に供給された画像信号が画素電極１１８に書き込まれる。画像信号が書き込まれた画素電極１１８と対向電極１０８との電位差に応じて液晶１０５の分子集合の配向状態が変化して、光の変調が行われ、階調表示が可能となる。
【００８１】
上述したように、本実施の形態においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールド期間毎に各画素１１０の書き込みを制御する。
【００８２】
次に、表示領域を駆動する駆動系の構成について説明する。図２は図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図である。
【００８３】
図２において、サブフィールドタイミングジェネレータ１０には、外部から供給された垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及びドットクロックＤＣＬＫが入力される。サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、入力された水平同期信号Ｈｓ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫを基に、サブフィールド系で用いるタイミング信号を生成する。
【００８４】
即ち、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、ディスプレイ駆動用の信号である、データ転送クロックＣＬＸ、データイネーブル信号ＥＮＢＸ、極性反転信号ＦＲを生成してデータ線駆動回路５００に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、走査スタートパルスＤＹ、走査側転送クロックＣＬＹを生成して走査線駆動回路４０１に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、コントローラ内部で用いるデータ転送スタートパルスＤＳ及びサブフィールド識別信号ＳＦを生成して、データ・エンコーダ３０に出力する。
【００８５】
極性反転信号ＦＲは、１フィールド毎に極性が反転する信号である。走査スタートパルスＤＹは、各サブフィールドの開始点で出力されるパルス信号であり、走査スタートパルスＤＹが走査線駆動回路４０１に入力されることにより、走査線駆動回路４０１はゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）を順次出力する。
【００８６】
上述したように、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓに分割し、階調データに応じて各サブフィールド期間毎に２値電圧を液晶層に印加するようになっている。スタートパルスＤＹは、この各サブフィールドの切り替わりを示す信号であり、その出力毎に表示エリアへの書き込み走査が行われる。
【００８７】
走査側転送クロックＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の走査速度を規定する信号で、ゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）はこの転送クロックに同期して走査線毎送られる。データイネーブル信号ＥＮＢＸは、データ線駆動回路５００中の後述するＸビットシフトレジスタ５１０に蓄えられたデータを水平画素数分並列に出力させるタイミングを決定するものである。データ転送クロックＣＬＸは、データ線駆動回路５００ヘデータを転送するためのクロック信号である。データ転送スタートパルスＤＳは、データ・エンコーダ３０からデータ線駆動回路５００ヘデータ転送を開始するタイミングを規定するものであり、サブフィールドタイミングジェネレータ１０からデータ・エンコーダ３０へ送られる。サブフィールド識別信号ＳＦは、そのパルス（サブフィールド）が何番目のパルスであるかを、データ・エンコーダ３０へ知らせるためのものである。
【００８８】
図示しない駆動電圧生成回路は、走査信号を生成する電圧Ｖ２を生成して走査線駆動回路４０１に与え、データ線駆動信号を生成する電圧Ｖ１，−Ｖ１，Ｖ０を生成してデータ線駆動回路５００に与え、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭを生成して対向電極１０８に印加する。
【００８９】
電圧Ｖ１は、極性反転信号ＦＲがハイレベル（以下、Ｈレベルという）のとき液晶層に電圧Ｖ０を基準にして正極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号であり、電圧−Ｖ１は、極性反転信号ＦＲがローレベル（以下、Ｌレベルという）のとき液晶層に電圧Ｖ０を基準にして負極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号である。
【００９０】
一方、入力された表示データはメモリ・コントローラ２０に供給される。書き込みアドレスジェネレータ１１は、外部から入力される水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫにより、そのときに送られているデータの画面上での位置を特定し、特定した結果に基づいて、表示データをメモリ２２乃至２４に格納するためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００９１】
読み込みアドレスジェネレータ１２は、サブフィールドタイミングジェネレータ１０によって生成されたサブフィールド系のタイミング信号から、そのときに表示する画面上での位置を決定し、決定した結果に基づいて、書き込み時と同一のルールに則って、メモリ２２乃至２４からデータを読み込むためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００９２】
メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データをメモリ２２乃至２４に書き込み、書き込まれたデータをメモリ２２乃至２４から読み込むための制御を行う。即ち、メモリ・コントローラ２０は、外部から入力されたデータのメモリ２２乃至２４への書き込みは、タイミング信号ＤＣＬＫに同期させて、書き込みアドレスジェネレータ１１で生成されたアドレスに対して行う。また読み込みは、読み込みアドレスジェネレータ１２で生成されたアドレスから、サブフィールドタイミングジェネレータ１０で生成されたタイミング信号ＣＬＸに同期させて行う。メモリ・コントローラ２０は、読み込んだデータをデータ・エンコーダ３０に出力する。
【００９３】
サブフィールド駆動においては、サブフィールド毎に画素への書き込みを行う。従って、表示データをフィールドメモリに保持し、各サブフィールド毎にフィールドメモリから読出した表示データに基づいて、サブフィールドのオン、オフを決定する２値データを生成する必要がある。
【００９４】
この理由からメモリ２２乃至２４が設けられている。また、メモリ２２乃至２４は、後述する表示モードの選択のためにも設けられている。メモリ２２乃至２４は、いずれか１つが入力されているデータの書き込み用として用いられ、残りの２つは読み込み用として用いられる。これらのメモリ２２乃至２４の役割は、メモリ・コントローラ２０によって、フィールド毎、順番に切り替えられるようになっている。
【００９５】
即ち、メモリ・コントローラ２０は、タイミング信号に同期して、２つのメモリの同一アドレスから同時に読み込みを行い、読み出したデータをパラレルに次段のデータ・エンコーダ３０に出力する。
【００９６】
結局、３つのメモリ２２乃至２４には、現在のデータ（書き込み中）と、１つ前のフィールドのデータと、２つ前のフィールドデータとの３フィールドの表示データが記憶される。そして、メモリ２２乃至２４からは、１フィールド前及び２フィールド前の２フィールドの表示データがパラレルにデータ・エンコーダ３０に出力されるようになっている。
【００９７】
データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から送られてきたデータと、サブフィールドタイミングジェネレータ１０から送られてくるサブフィールド識別信号ＳＦにより、コード格納用ＲＯＭ３１、３２から必要なデータを読み出すためのアドレスを生成し、そのアドレスを用いてコード格納用ＲＯＭ３１，３２からデータを読み出し、データ転送スタートパルスＤＳに同期してデータ線駆動回路５００に出力する。
【００９８】
コード格納用ＲＯＭ３１，３２は、各画素の表示すべき明るさのデータ（階調データ）に対して、各サブフィールド期間毎に画素をオン状態又はオフ状態にするためのＨレベル又はＬレベルの２値信号Ｄｄの組（１フィールド内の各サブフィールドについてオンにするかオフにするかを指定するコード）を格納している。コード格納用ＲＯＭ３１，３２は、各画素に書き込むべきデータ（階調データ）と、書き込みを行うサブフィールドとをアドレスとして入力すると、そのサブフィールドに対応した１ビットのデータ（２値信号（データ）Ｄｄ）を出力するように構成されている。
【００９９】
本実施の形態においては、コード格納用ＲＯＭ３１には、静止画に対応した階調再現性を重視したコードが格納され、コード格納用ＲＯＭ３２には応答性（動画視認性）を重視したコードが格納されている。
【０１００】
本実施の形態においては、データ・エンコーダ３０は、表示モードとして動画視認性重視モードと階調再現性重視モードとを選択し、動画視認性重視モード時にはコード格納用ＲＯＭ３２に格納されているコードを用い、階調再現性重視モード時にはコード格納用ＲＯＭ３１に格納されているコードを用いる。
【０１０１】
データ・エンコーダ３０は、入力された表示データの種類、例えば、パソコンからの画像データであるかＶＴＲからの画像データであるか等によって、又は、入力された信号の内容を自動判別して表示モードを決定するようになっている。また、データ・エンコーダ３０は、信号の内容を自動判別して表示モードを決定してもよく、この場合には、画面全域に亘り共通の表示モードを設定してもよく、或いは表示エリア毎に、例えば１画素単位、４画素単位等で表示モードを決定してもよい。更に、データ・エンコーダ３０は、ユーザ操作によって指定された表示モードを設定してもよい。
【０１０２】
例えば、データ・エンコーダ３０は、表示データが動画に基づくものであるか静止画に基づくものであるかに応じて表示モードを決定することができる。図７はこの場合の表示モードの決定方法を説明するための説明図である。
【０１０３】
図７に示すように、データ・エンコーダ３０は、動画のぼけを多少許容しても表示階調を多くしたい場合には、図７のＢに示す階調再現性重視のモードを選択し、逆に、表示階調を多少、少なくしても動画のぼけを小さくしたい場合には図７のＡに示す動画視認性重視のモードを選択する。これらのモードＡ、Ｂの中間のモードＡ′、Ｂ′も設定可能である。
【０１０４】
図８はコード格納用ＲＯＭ３１，３２に格納されているコードの例を説明するための説明図である。図８の例は１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合のコードの例を示している。図８の斜線部はオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示している。コード格納用ＲＯＭ３１，３２には、各サブフィールドのオン，オフを指定するための２値データが１フィールド分コード化されて格納されている。
【０１０５】
全てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表示を行った場合に完全な白表示が得られるものとすると、図８（ａ）乃至（ｃ）の各フィールド期間における明るさは、夫々、完全な白表示の約６０％、５０％又は５５％である。
【０１０６】
図８の例は図８（ａ）乃至図８（ｃ）のいずれもオン電圧を印加するサブフィールド数は同数であるが、オン，オフパルスの配列、即ち、オン電圧の印加するサブフィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィールド期間の位置とに応じて、明るさが変化することを示している。そして、図８（ｂ）のコードは動画視認性（応答性）重視のコードを示し、図８（ａ），（ｃ）は階調再現性重視のコードを示している。
【０１０７】
なお、単純にオン電圧を印加するサブフィールド期間を連続させた図８（ｂ）の動画視認性重視のコードの場合には、１６サブフィールドによって１７階調の表示しか得られない。一方、オン，オフするサブフィールドを適宜配置した図８（ａ），（ｃ）の階調再現性重視のコードの場合には、その組み合わせにより１６０階調以上の階調表現が可能である。
【０１０８】
図９乃至図１３は、１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合の動画視認性重視のコード、階調再現性重視のコード及びそれらの中間の特性を有するコードを説明するための説明図である。図９乃至図１２は横軸に１フィールド期間の各サブフィールド期間を示し、縦軸に光学応答（透過率）を示しており、斜線部はオンにするサブフィールドを示し、無地部はオフにするサブフィールドを示している。図１３は図９乃至図１２に示す各コードによって得られる階調（明るさ）を示している。
【０１０９】
図９及び図１０は動画視認性（応答性）重視のコードを示している。図９（ａ）乃至（ｆ）は夫々０／１６階調，１／１６階調，…，５／１６階調を与えるコードを示しており、図１０（ｇ）乃至（ｋ）は夫々１２／１６階調，１３／１６階調，…，１６／１６階調を与えるコードを示している。即ち、動画視認性重視のコードは、フィールドの開始点から階調に応じた個数のサブフィールドだけ連続してオン電圧を供給させるためのものである。
【０１１０】
図１１は階調再現性重視のコードを示している。図１１の（ａ）乃至（ｄ）の例で与えられる明るさ▲１▼〜▲４▼は、図１３の▲１▼〜▲４▼に相当する。即ち、図１１の設定では２／１６階調と３／１６階調との間の４つの階調を表現することが可能である。
【０１１１】
図１２は動画視認性及び階調再現性のいずれも重視したコードを示している。図１２の（ｂ）乃至（ｃ）の例で与えられる明るさ▲６▼，▲７▼は、図１３の▲６▼，▲７▼に相当する。即ち、図１２の設定では９／１６階調と１０／１６階調との間の２つの階調を表現することが可能である。即ち、階調数では図９及び図１０の例よりも多く、図１１の例よりも少ない。一方、オンとなるサブフィールドが、比較的フィールドの前半側に集中しているので、フィールド後端における透過率を低減して、動画視認性を向上させている。
【０１１２】
なお、動画視認性及び階調再現性のいずれも重視したコードを採用する場合には、このコードを格納したコード格納用ＲＯＭを付加して、データ・エンコーダ３０によって選択するようにすればよい。
【０１１３】
いま、データ・エンコーダ３０が動画であるか静止画であるかを画素毎に判別するものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、動画のエッジ部分について検出を行う。例えば、表示データの明るさ（表示データの階調）の変化が所定の基準値以上になった場合には、動画のエッジ部分であるものと判別する。即ち、データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から送られてきた１フィールド前後の２フィールドのデータを画素毎に比較し、画面上の同一位置の画素データ同士の階調の差を求める。入力された表示データの階調数が２５６であるものとすると、データ・エンコーダ３０は、例えば求めた階調の差が±５０以内の場合には、動画のエッジ部分ではないものと判断してコード格納用ＲＯＭ３１のコードを読出し、階調の差が±５０を越える場合には、動画のエッジ部分であるものと判断してコード格納用ＲＯＭ３２のコードを読出するようになっている。
【０１１４】
図１において、走査線駆動回路４０１は、サブフィールドの開始点で供給される走査スタートパルスＤＹを走査側転送クロックＣＬＹに従って転送し、各々の走査線１１２に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍとして順次排他的に供給する。
【０１１５】
データ線駆動回路５００は、ある水平走査期間において、２値データをデータ線の本数に相当するｎ個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の２値データを、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。
【０１１６】
図５は図１中のデータ線駆動回路５００の具体的な構成を示すブロック図である。
【０１１７】
データ線駆動回路５００は、Ｘビットシフトレジスタ５１０、水平画素分の第１のラッチ回路５２０、第２のラッチ回路５３０、水平画素分の昇圧回路５４０から構成されている。
【０１１８】
Ｘビットシフトレジスタ５１０は、水平走査期間の開始タイミングで供給されるデータイネーブル信号ＥＮＢＸをクロック信号ＣＬＸに従って転送し、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎとして第１のラッチ回路５２０に順次排他的に供給するものである。第１のラッチ回路５２０は、２値データをラッチ信号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。第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によりラッチされた２値データの各々をデータイネーブル信号ＥＮＢＸの立ち上がりにおいて一斉にラッチすると共に、昇圧回路５４０を介して、データ線１１４の各々にデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして供給するものである。
【０１１９】
昇圧回路５４０は、極性反転機能と昇圧機能とを備える。昇圧回路５４０は、極性反転信号ＦＲに基づいて昇圧する。昇圧回路５４０の動作を説明する図を図６に示す。例えば、極性反転信号ＦＲがＨレベルである場合において、ある画素をオン状態にするデータ信号が昇圧回路５４０に入力された場合にはプラスの液晶駆動電圧を出力する。また、極性反転信号ＦＲがＬレベルである場合において、ある画素をオン状態にするデータ信号が人力された場合には、マイナスの液晶駆動電圧を出力する。画素をオフ状態にするデータの場合には、極性反転信号ＦＲの状態に拘わらず、ＶＬＣＣＯＭ電位を出力する。
【０１２０】
なお、上述したように、データ線駆動回路５００においては、ある水平走査期間において、第１のラッチ回路５２０が点順次的に２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５３０が、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎと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・エンコーダ３０は、走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００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２値信号Ｄｄを出力する構成となっている。
【０１２１】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図１４を参照して説明する。図１４は本実施の形態における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。
【０１２２】
先ず、画素のサブフィールド駆動について説明する。
【０１２３】
極性反転信号ＦＲは、１フィールド期間（１ｆ）毎にレベル反転する信号である。スタートパルスＤＹは、各サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓの開始時に発生する。極性反転信号ＦＲがＬレベルとなるフィールド期間（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４０１におけるクロック信号ＣＬＹに従った転送によって、走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍが順次排他的に出力される。なお、図１４の例では、１フィールドを時間軸上でｓ個の同一時間幅のサブフィールドに分割した例を示している。
【０１２４】
走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍは、それぞれ走査側転送クロック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。従って、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、データイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータ線駆動回路５００に供給されることになる。
【０１２５】
まず、このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの最初の１クロック（Ｇ０）が供給された場合について説明する。このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータ線駆動回路５００に供給されると、データ転送クロック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）内に順次排他的に出力される。なお、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎは、それそれデータ転送クロックＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有している。
【０１２６】
この際、図５の第１のラッチ回路５２０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２値データをラッチし、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２値データをラッチし、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２値データを順次ラッチする。
【０１２７】
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２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされることになる。なお、データ・エンコーダ３０は、第１のラッチ回路５２０によるラッチのタイミングに合わせて、各画素の表示データから順次、各サブフィールドに対応する２値データを生成して出力する。
【０１２８】
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が全てオンとなる。
【０１２９】
一方、当該クロック信号ＣＬＹの立ち下がりタイミングで再びデータイネーブル信号ＥＮＢＸ（Ｇ１）が出力される。信号ＥＮＢＸの立ち上がりタイミングにおいて、第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によって点順次的にラッチされた２値データを、対応するデータ線１１４の各々に昇圧回路５４０を介してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給する。これにより、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の書き込みが同時に行われることとなる。
【０１３０】
この書き込みと並行して、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２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされる。
【０１３１】
次に、各サブフィールドにおいて各画素に印加する２値データについて説明する。
【０１３２】
いま、データ・エンコーダ３０は、入力された表示データの各画素毎に動画のエッジ部分であるか否かを自動判定して、表示モードを動画視認性重視モードにするか階調再現性重視モードにするかを決定するものとする。メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データを順次メモリ２２〜２４に与えて、各メモリ２２〜２４に３フィールド分の表示データを記憶させる。即ち、メモリ・コントローラ２０は、表示画像から動画のエッジ部分を検出するために、１フィールド前後の２フィールド分の表示データを２つのメモリに記憶させると共に、現在の表示データを残りの１つのメモリに書き込む。
【０１３３】
そして、メモリ・コントローラ２０は、入力されている表示データのフィールドに対して、１フィールド前及び２フィールド前の２つのフィールドのデータをメモリから読み出してパラレルにデータ・エンコーダ３０に供給する。
【０１３４】
データ・エンコーダ３０は、１フィールド前後の表示データが与えられ、同一画面位置の画素同士の階調の差を判別する。いま、表示データが８ビットの階調データであるものとする。即ち、この場合には、表示データは２５６階調の情報を有する。データ・エンコーダ３０は、同一画面位置の画素同士の階調の差が±５０以内であるか否かを判定する。
【０１３５】
いま、所定の画面位置の対象画素について１フィールド前後で階調の差が±５０以内であるものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、この対象画素は動画のエッジ部分ではないものと判定する。この場合には、データ・エンコーダ３０は、コード格納用ＲＯＭ３１から表示データ（階調データ）に基づくコードを読出す。
【０１３６】
図１５は縦軸に入力された表示データの階調（明るさ）をとり、横軸にデータ・エンコーダ３０が選択したコードに基づく階調（明るさ）をとって、階調再現性重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフである。図１５は１フィールドを時間軸上で６３のサブフィールドに等分割した場合の例を示している。
【０１３７】
階調再現性重視モード時には６３のサブフィールドによって、２５６階調以上の階調表現が可能である。従って、この場合には、図１５に示すように、入力された表示データの階調をそのまま表現することができる。
【０１３８】
次に、所定の画面位置の対象画素について１フィールド前後で階調の差が±５０を越えたものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、この対象画素は動画のエッジ部分であるものと判定する。この場合には、データ・エンコーダ３０は、コード格納用ＲＯＭ３２から表示データ（階調データ）に基づくコードを読み出す。
【０１３９】
図１６は縦軸に入力された表示データの階調（明るさ）をとり、横軸にデータ・エンコーダ３０が選択したコードに基づく階調（明るさ）をとって、動画視認性（応答性）重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフである。図１６においても１フィールドを時間軸上で６３のサブフィールドに等分割した場合の例を示している。
【０１４０】
動画視認性重視モード時には６３のサブフィールドによって、６４階調の階調表現が可能である。従って、この場合には、図１６に示すように、入力された表示データの階調をそのまま表現することができるとは限らない。従って、この場合には、データ・エンコーダ３０は、入力表示データの階調（明るさ）よりも小さく且つ最も近接した階調（明るさ）を得るコードを読み出す。
【０１４１】
例えば、入力表示データの階調が２５６分の２０２である場合には、データ・エンコーダ３０は、６４分の５０階調を与えるコードをコード格納用ＲＯＭ３２から読み出す。
【０１４２】
なお、入力表示データの階調に一致する階調がコード格納用ＲＯＭに格納されていない場合、入力表示データの階調よりも小さく且つ最も近接した階調を得るコードを用いることとした。これは、動画視認性重視モードが連続することは少なく、例えば１フィールドのみで階調再現性重視モードに復帰するので画質の劣化は比較的小さい点及び明るさとして小さい値を設定するとフィールド終端における明るさが暗くなり応答性を向上させることができる点を考慮したものである。
【０１４３】
データ・エンコーダ３０は、現在入力中の表示データに対して２フィールド前の対象画素についてのコードを、２値データとしてデータ線駆動回路５００に出力する。こうして、各画素単位で動画視認性重視モード又は階調再現性重視モードによる表示が可能となる。
【０１４４】
このように、本実施の形態に係る電気光学装置では、複数の画素の各々に階調表示させる際に、動画視認性を重視させるか又は階調再現性を重視させるかを選択することができる。
【０１４５】
そして、以降同様な動作が、ｍ本目の走査線１１２対応する走査信号Ｇｍが出力されるまで繰り返される。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における書き込みまで保持される。
【０１４６】
以下同様な動作が、サブフィールドの開始を規定する走査スタートパルスＤＹが供給される毎に繰り返される。
【０１４７】
さらに、１フィールド経過後、極性反転信号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。
【０１４８】
このように本実施の形態においては、オンにするサブフィールドを前半側に集中させる動画視認性（応答性）重視のモードと、オン，オフするサブフィールドの配置を適宜設定して階調数を増加させた階調再現性重視のモードとを選択することができ、動画の視認性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができる。
【０１４９】
また、上述した実施形態の電気光学装置の表示モードは、ノーマリーブラックであるとして説明した。電気光学装置の表示モードがノーマリーホワイトである場合も、上述した構成と同様の構成であれば適応可能である。その場合、上述で「オン電圧（オン状態）」が電圧が印加されない状態、また「オフ電圧（オフ状態）」を液晶の透過率が最も小さくなる側の飽和電圧とするように制御すれば良い。
【０１５０】
また、上述の本実施の形態では、駆動デバイスはｐＳｉＴＦＴであるものとしたが、これに限られるわけではない。本発明は、上述した構成と類似の構成を有する、電気光学装置の表示素子（本実施の形態では液晶）で、表示素子の光学応答時間がサブフィールドの時間より長いか、それに近い光学応答特性を有する場合に適用可能である。そのような電気工学装置として、例えば、駆動デバイスとしてｐＳｉＴＦＴを利用した液晶ライトバルブにより構成されたプロジェクターや、駆動デバイスとしてαＴＦＴやＴＦＤを用いた直視型液晶表示装置（直視型ＬＣＤ）等がある。
【０１５１】
次に、上述した実施形態や応用形態に係る電気光学装置の構造について、図１７及び図１８を参照して説明する。ここで、図１７は電気光学装置１００の構成を示す平面図であり、図１８は、図１７におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【０１５２】
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等が形成された素子基板１０１と、対向電極１０８等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共に、この間隙に電気光学物質としての液晶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。
【０１５３】
本実施の形態のような、ノーマリーブラックの表示モードの液晶表示装置は、例えば垂直配向膜と誘電率異方性が負の液晶材料を組み合わせて液晶パネルを構成し、それらを、透過軸を夫々９０度ずらして配置した２枚の偏光板で挟み込むことにより得ることができる。
【０１５４】
もちろんノーマリーホワイトの表示モードであるＴＮモード液晶を用いることもできる。
【０１５５】
対向基板１０２は、ガラス等から構成される透明な基板である。また、上述した説明では、素子基板１０１は透明基板からなると記載したが、反射型の電気光学装置の場合は、半導体基板とすることもできる。この場合、半導体基板は不透明なので、画素電極１１８はアルミニウム等の反射性金属で形成される。
【０１５６】
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４０１か形成され、また、領域１４０ａにはデータ線駆動回路５００が形成されている。
【０１５７】
即ち、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と共に、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加される構成となっている。
【０１５８】
また、素子基板１０１において、データ線駆動回路５００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、外部からの制御信号や電源等を入力する構成となっている。
【０１５９】
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及び接続端子と電気的な導通が図られている。即ち、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭ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。
【０１６０】
また、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、金属材料や樹脂等からなる遮光膜（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側もしくは素子基板側から照射するライトか必要に応じて設けられる。くわえて、素子基板１０１及び対向基板１０２の電極形成間には、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）等が設けられて、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等が不要となる結果、光利用効率か高まるので、高輝度化や低消費電力化等の点において有利である。
【０１６１】
電気光学物質としては、液晶のほかに、エレクトロルミネッセンス素子等を用いて、その電気光学効果により表示を行う装置に適用可能である。
【０１６２】
即ち、本発明は、上述した構成と類似の構成を有する電気光学装置、特に、オン又はオフの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全てに適用可能である。
【０１６３】
次に、上述した液晶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。
【０１６４】
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１９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に沿って配置している。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、偏光方向が略々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。
【０１６５】
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、反射型の液電気光学装置１００Ｒによって変調される。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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、投射光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投射されることとなる。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。
【０１６８】
なお、本実施形態においては、反射型の電気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用いたプロジェクタとしても構わない。
【０１６９】
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２０はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図において、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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
さらに、上記電気光学装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図２１はこの携帯電話の構成を示す斜視図である。同図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６と共に、電気光学装置１００を備えるものである。
【０１７２】
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。
【０１７３】
なお、電子機器としては、図２０、図２１を参照して説明した他にも、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が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対して、上記各実施形態や応用形態に係る電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。
【０１７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、応答性（動画視認性）を重視したモードと階調再現性を重視したモードとを切換え可能にすることにより、動画像の再現性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図。
【図２】 図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】 本実施の形態における多階調表示の制御を説明するためのグラフ。
【図４】 図１中の画素の具体的な構成を示す説明図。
【図５】 図１中のデータ線駆動回路５００の具体的な構成を示すブロック図。
【図６】 昇圧回路５４０の動作を説明するための説明図。
【図７】 表示モードの決定方法を説明するための説明図。
【図８】 図２中のコード格納用ＲＯＭ３１，３２に格納されているコードの内容を説明するための説明図。
【図９】 動画視認性重視のコードを説明するための説明図。
【図１０】 動画視認性重視のコードを説明するための説明図。
【図１１】 階調再現性重視のコードを説明するための説明図。
【図１２】 動画視認性重視で且つ階調再現性も重視したコードを説明するための説明図。
【図１３】 図９乃至図１２に示す各コードによって得られる階調（明るさ）を示す説明図。
【図１４】 本実施の形態における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。
【図１５】 階調再現性重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフ。
【図１６】 動画視認性（応答性）重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフ。
【図１７】 電気光学装置１００の構成を示す平面図。
【図１８】 図１７におけるＡ−Ａ’線の断面図。
【図１９】 プロジェクタの構成を示す平面図。
【図２０】 パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図２１】 携帯電話の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…サブフィールドタイミングジェネレータ
２０…メモリ・コントローラ
２２〜２４…メモリ
３０…データ・エンコーダ
３１，３２…コード格納用ＲＯＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブフィールド駆動方式により階調表示制御を行う電気光学装置の駆動方法、駆動回路及び電気光学装置並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置、例えば、電気光学物質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等に広く用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、例えば、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 Fill Transistor : 薄膜トランジスタ）のようなスイッチング素子等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、これら両基板との間に充填された電気光学物質たる液晶とによって構成される。
【０００４】
このような構成における液晶表示装置の表示モードには、電圧が加わらない状態で白表示するモードであるノーマリーホワイトと、黒表示するモードであるノーマリーブラックとがある。
【０００５】
次に、液晶表示装置において画像を階調表示する動作について説明する。
【０００６】
スイッチング素子は走査線を介して供給される走査信号によって導通する。走査信号を印加してスイッチング素子を導通状態にした状態で、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。そうすると、画素電極と対向電極に、画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、走査信号を取り去りスイッチング素子を非導通状態にしても、各電極における電荷の蓄積状態は、液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。
【０００７】
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して光の透過率が変わり、画素毎に明るさを変化させることができる。こうして、階調表示することが可能となる。
【０００８】
液晶層及び蓄積容量の容量性を考慮すると、各画素の液晶層に電荷を印加するのは一部の期間のみでよい。従って、マトリクス状に配設された複数の画素を駆動する場合には、同一走査ラインに接続された画素に各走査線によって同時に走査信号を印加し、画像信号をデータ線を介して各画素に供給し、また画像信号を供給する走査線を順次切換えればよい。即ち、液晶表示装置では、走査線及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。
【０００９】
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、即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、アナログ回路やオペアンプ等が必要となるので、装置全体のコスト高を招いてしまう。加えて、これらのアナログ回路、オペアンプ等の特性や、各種の配線抵抗等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り、特に、高精細な表示を行う場合にこれらの問題が顕著となる。
【００１０】
そこで上記間題を解決すべく、液晶装置等の電気光学装置においては、画素の駆動をディジタル的に行うサブフィールド駆動方式が提案されている。サブフィールド駆動方式においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールド毎に、各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する。
【００１１】
このサブフィールド駆動方式は、液晶に印加する電圧のレベルを変化させるのではなく、液晶に印加する電圧パルスの印加時間によって、液晶に与える電圧を変化させ、これにより、液晶パネルの透過率を制御するようになっている。従って、液晶の駆動に必要な電圧レベルはオンレベルとオフレベルの２値のみである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気光学装置としての液晶表示装置において動画像を表示する場合には、その再現性を向上させるために、液晶の応答特性を改善することが必要不可欠である。しかし、液晶の応答時間は、プラズマディスプレイ等の表示デバイスに比べて比較的遅い。このため、動画像の視認性が低いという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、応答性（動画視認性）を重視したモードと階調再現性を重視したモードとを切換え可能にすることにより、動画像の再現性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができる電気光学装置の駆動方法及び駆動回路並びに電気光学装置及びこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置の一態様は、データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記電気光学装置が前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、を特徴とする。
本発明の駆動回路の一態様は、データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、少なくとも第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行う電気光学装置を駆動するための駆動回路であって、前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、を特徴とする
本発明に係る電気光学装置の駆動回路は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によってマトリクス状に各画素が構成された表示部に対して、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動するものであって、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する応答性重視用データ変換手段と、前記サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動するものであって、応答性重視用データ変換手段よりも階調数が多くなるように、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。駆動手段は、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位とし、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素をサブフィールド駆動する。応答性重視用データ変換手段は、応答視認性が良くなる方法で、表示データに基づいてオン電圧を印加するサブフィールドとオフ電圧を印加するサブフィールドとを決定して階調表現を行う。一方、階調再現性重視用データ変換手段は、応答性重視用データ変換手段よりも階調数が多くなる方法で、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する。これにより、応答性を重視したサブフィールド駆動と階調性を重視したサブフィールド駆動とが可能となる。
【００１５】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間よりも前記サブフィールドの時間を短く設定することを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、電気光学物質の飽和応答時間が１サブフィールドの時間よりも長いので、電気光学物質の透過率は１フィールド内のサブフィールド数よりも細かく変化させることができる。これにより、１フィールド内のサブフィールド数に比べて表現可能な階調数を著しく増大させることが可能となる。
【００１７】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間よりも前記サブフィールドの時間を短く設定することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、電気光学物質の非透過応答時間が１サブフィールドの時間よりも長いので、電気光学物質の透過率は１フィールド内のサブフィールド数よりも細かく変化させることができる。これにより、１フィールド内のサブフィールド数に比べて表現可能な階調数を著しく増大させることが可能となる。
【００１９】
また、前記階調再現性重視用データ変換手段は、前記フィールド期間における前記電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて前記オン電圧を前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、オン電圧は、フィールド期間における電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて電気光学物質に印加される。これにより、多階調での表示が可能となる。
【００２１】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記オン電圧を前記フィールド期間の先頭側のサブフィールド期間において集中的に前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、フィールド期間の終端では電気光学物質を非透過状態にし易いことから、表示の応答特性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記オフ電圧を前記フィールド期間の終端側のサブフィールド期間において集中的に前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、フィールド期間の終端では電気光学物質を非透過状態にし易いことから、表示の応答特性を向上させることができる。
【００２５】
また、前記応答性重視用データ変換手段は、前記フィールド期間における前記電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続したサブフィールドにおいて前記オン電圧を前記電気光学物質に印加することを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、オン電圧は、フィールド期間における電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応するように、連続又は非連続のサブフィールドにおいて電気光学物質に印加される。これにより、多階調での表示が可能となる。
【００２７】
また、前記各フィールド内の複数のサブフィールドは、略同一の時間幅に設定されることを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、前記のような２種類のデータ変換手段を同一画面上に混在させて用いることができ、容易に液晶装置等のサブフィールド駆動に適用することができる。
【００２９】
また、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択する選択手段を更に具備したことを特徴とする。このような構成によれば、選択手段によって、応答性を重視したサブフィールド駆動と階調再現性を重視したサブフィールド駆動とを選択的に実行することができる。
【００３０】
また、前記選択手段は、ユーザ操作に応答して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、ユーザは、応答性に優れた画面表示と階調性に優れた画面表示とを選択することができる。
【００３２】
また、前記選択手段は、前記表示データの信号種別に基づいて前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、表示データの信号種別に応じて、応答性に優れた画面表示と階調性に優れた画面表示とが選択される。例えば、パソコンからの表示データについては階調性に優れた画面表示を選択し、ＶＴＲからの表示データについては応答性に優れた画面表示を選択することで、見やすい画像表示が可能となる。
【００３４】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかに応じて、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３５】
このような構成によれば、例えば、動画像時に応答性重視用データ変換手段を選択し、静止画時に階調再現性重視用データ変換手段を選択する。これにより、動画視認性を向上させると共に、静止画を十分な解像度で表示することができる。
【００３６】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを画素毎に判別して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、動画像であるか静止画像であるかを画素毎に判別して、画素毎に応答性重視用データ変換手段と階調再現性重視用データ変換手段との一方を選択することができる。これにより、きめの細かい表示制御が可能である。
【００３８】
また、前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを前記表示データの階調の変化に基づいて画素毎に判別して、前記応答性重視用データ変換手段と前記階調再現性重視用データ変換手段とのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００３９】
このような構成によれば、表示データの階調の変化を画素毎に検出することで、静止画と動画とを画素毎に判別して、きめの細かい表示制御が可能である。
【００４０】
また、前記選択手段は、１フィールド前後の前記表示データの階調の差を画素毎に判別して、前記階調の差が所定の基準値以下である場合には前記階調再現性重視用データ変換手段を選択し、前記階調の差が所定の基準値を越えた場合には前記応答性重視用データ変換手段を選択することを特徴とする。
【００４１】
このような構成によれば、動画像のエッジ部分を１フィールド前後で判別して、画素毎にきめの細かい表示制御が可能である。
【００４２】
本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によってマトリクス状に各画素が構成された表示部に対して、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行う電気光学装置の駆動方法であって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動する処理であって、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する応答性重視用データ変換処理と、前記応答性重視用データ変換処理よりも階調数が多くなるように、表示データに基づいて前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換処理との一方を選択する手順を具備したことを特徴とする。
【００４３】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。サブフィールド駆動においては、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位とし、透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素を駆動する。階調表現は、オン電圧を印加するサブフィールドとオフ電圧を印加するサブフィールドとを、表示データに基づいて決定することによって行われる。この決定に際して、応答性重視用データ変換処理と、応答性重視用データ変換処理よりも階調数が多くなるように、前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを指定する階調再現性重視用データ変換処理が可能であり、画像に応じた表示が可能である。
【００４４】
また、本発明に係る電気光学装置は、上記電気光学装置の駆動回路を具備したことを特徴とする。
【００４５】
このような構成によれば、サブフィールド駆動において応答性に優れた表示と階調表現に優れた表示とを行うことができ、画像に応じて最適な表示が可能である。
【００４６】
本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を具備したことを特徴とする電子機器。
【００４７】
このような構成によれば、動画視認性に優れ、多階調表示が可能である。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図である。
【００４９】
本実施形態に係る電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を用いた液晶装置であり、後述するように素子基板と対向基板とが、互いに一定の間隙を保って貼付され、この間隙に電気光学物質たる液晶が挟持される構成となっている。なお、ここでは、電気光学装置の表示モードはノーマリーブラックであり、画素に電圧が加わった状態で白表示、電圧が加わらない状態で黒表示を行なうものとして説明する。
【００５０】
本実施の形態においては、液晶の駆動方法として、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して制御単位とし、各サブフィールド期間毎に、液晶の駆動を制御するサブフィールド駆動を採用する。
【００５１】
アナログ駆動で中間的な明るさを得る場合においては、液晶の透過率を飽和させる駆動電圧（以下、液晶飽和電圧という）以下の電圧で液晶を駆動する。従って、液晶の透過率は、駆動電圧に略比例し、駆動電圧に応じた明るさの画面が得られる。
【００５２】
これに対し、サブフィールド駆動は、液晶に液晶飽和電圧以上の駆動電圧（以下、オン電圧ともいう）を印加して、液晶の透過率を飽和させる。そして、オン電圧を印加した時間と、液晶の閾値以下の電圧（以下、オフ電圧ともいう）を印加した時間との比、即ち、比較的短い単位時間（例えば１フィールド期間）当たりの駆動電圧の印加時間に略比例した明るさの画面を得るようになっている。
【００５３】
即ち、液晶を駆動するための駆動信号として、１サブフィールド期間Ｔｓに相当するパルス幅を有するパルス信号（画素の書き込みデータ）を用いる。なお、パルス信号は１又は０の２値信号である。例えば、１フィールドを２５５個のサブフィールドに等分割したものとし、表示すべき明るさが２５６階調分のＮの明るさであるものとすると、パルス信号をＮサブフィールド分の時間、即ち、（Ｔｓ×Ｎ）だけ出力するように制御し、１フィールド期間の残りの（２５５−Ｎ）のサブフィールド期間は、電圧を印加しない状態にする。これにより、２５６階調分のＮの明るさを得ることができる。
【００５４】
次に、本実施の形態におけるサブフィールド駆動の制御について説明する。
【００５５】
液晶は、駆動電圧を印加してその配向状態を遷移させることによって透過率が変化する。この場合、非透過状態と光の透過率が飽和する状態との間の液晶の応答速度は、一定温度においては、液晶層に印加される電界の大きさに応じて速くなるという特性を有する。
【００５６】
そこで、本実施の形態においては、液晶の応答特性を改善するために、液晶層に電界を印加して非透過状態から光の透過率が飽和する状態に遷移させる場合には、早いタイミングで、できるだけ高い電圧を加え、また逆に光の透過率が飽和した状態から非透過状態に遷移させる場合には、液晶層からできるだけ早いタイミングで電界を取り除くようになっている。
【００５７】
即ち、本実施の形態においては、応答性（動画視認性）を考慮した場合には、オン電圧をフィールドの開始時点から明るさに相当する個数のサブフィールド期間だけ、連続的に出力するように制御し、フィールドの後半には電圧を印加しないようにして、フィールドの終端においてなるべく液晶層に電界が印加されていないように制御するようになっている。
【００５８】
ところで、プラズマディスプレイ等においても、サブフィールド駆動が採用されている。プラズマディスプレイ等においては、各サブフィールド期間毎に画素への書込み時間（走査時間）が必要であり、サブフィールド期間を狭くして１フィールド内のサブフィールド数を増大させると、１フィールド期間内で画素に書込みを行う回数が増え、この書き込みのために発光時間が短くなって画面が暗くなってしまう。そこで、プラズマディスプレイ等においては、１フィールド内のサブフィールド期間の長さ（時間幅）を変えて、各サブフィールドに重みを付した重み付けサブフィールド駆動が行われる。
【００５９】
これに対し、液晶装置は、１フィールド内のサブフィールド数が増大しても発光時間は短くならないようにすることができる。また１フィールド内のサブフィールド数が多いほど、表現可能な階調数も多くなる。従って、液晶装置では階調表現を考慮すると、１フィールド内のサブフィールド数を多くした方が好ましい。しかし、高速化についてのデバイス制約によって、１フィールド内のサブフィールド数も制限を受ける。
【００６０】
そこで、本実施の形態においては、液晶の飽和応答時間（液晶飽和電圧の印加から飽和透過率が得られるまでの時間）が、例えばプロジェクタ用途では２〜５ｍ秒程度であり、デバイス制約内で実現可能なサブフィールド期間の時間幅よりも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィールド数を多くすることなく、表現可能な階調数を増大させるようになっている。
【００６１】
次に、本実施の形態における多階調表示の制御について図３を参照して説明する。図３は横軸に時間をとり縦軸に液晶の透過率をとって、１フィールド期間内の各サブフィールド期間における液晶光学応答（透過率）の変化を示している。図３の斜線部は各画素の液晶にオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示している。
【００６２】
プラズマディスプレイ等の応答特性が速い電気光学物質を用いた場合には、上述したように、電気光学物質にオン電圧（発光させるための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オンにするサブフィールド期間ともいう）とオフ電圧（非発光にするための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オフにするサブフィールド期間ともいう）との時間比によって画素の明るさが決定される。これに対し、液晶のように、飽和応答時間がサブフィールド期間の時間幅よりも長い場合には、画素の明るさは、実際には、透過率の積分値に比例する。
【００６３】
図３は１フィールドを時間軸上で６つのサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ６に分割した例を示している。即ち、図３では、１フィールド期間を６等分して各分割期間であるサブフィールド期間毎に、画素をサブフィールド駆動する例についてのものである。
【００６４】
各画素について、表示すべき明るさのデータ（以下、階調データという）に基づいて各サブフィールド期間Ｓｆ１〜Ｓｆ６毎に、各画素をオン状態（透過率を飽和させる状態）又はオフ状態（透過率が０の状態）にする電圧を印加することによって、階調表示を行う。
【００６５】
画素電極に対する印加電圧（駆動電圧）は瞬時に飽和するのに対し、画素の透過率の応答は遅く、図３に示すように、所定の遅延時間後に液晶の透過率は飽和する。図３は液晶にオン電圧を印加した場合に液晶が光学的に飽和するまでに約３〜４サブフィールド期間の時間を要する液晶材料を用いた例を示している。また、オフ電圧を印加した場合に透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間についても、１サブフィールド期間よりも長い液晶材料が用いられる。
【００６６】
即ち、図３の例では、オン電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は飽和透過率の４／１０の透過率に変化し、次のサブフィールド期間までに、即ちオン電圧印加後の２サブフィールド期間で７／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の３サブフィールド期間で８／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の４サブフィールド期間で１０／１０の透過率に変化する例を示している。
【００６７】
また、図３の例は、オフ電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は透過率が３／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の２サブフィールド期間で透過率が５／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の３サブフィールド期間で透過率が７／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の４サブフィールド期間で透過率が９／１０だけ低下する例を示している。
【００６８】
図３（ａ）はフィールド期間の前半の３サブフィールド期間にオン電圧を印加し、後半の３サブフィールド期間にオフ電圧を印加した例を示している。液晶の透過率は、１つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の４／１０まで上昇し、２つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の７／１０まで上昇し、３つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の８／１０まで上昇する。更に、４つ目のサブフィールド期間で透過率は飽和透過率の５／１０に低下し、５つ目のサブフィールド期間で３／１０の透過率に低下し、６つ目のサブフィールド期間で１／１０の透過率に低下する。
【００６９】
上述したように、サブフィールド駆動の周期（図３の例では１フィールド期間）が十分に短い場合には、透過率の積分値に比例して明るさが変化する。全てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表示を行った場合に完全な白表示が得られるものとすると、図３（ａ）のフィールド期間における明るさは完全な白表示の｛（４＋７＋８＋５＋３＋１）／１０｝×１／６＝２８／６０の明るさとなる。
【００７０】
同様に、図３（ｂ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１）／１０｝×１／６＝８／６０の明るさとなる。また、図３（ｃ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１＋４＋３＋１）／１０｝×１／６＝１６／６０の明るさとなる。また、図３（ｄ）の例では、完全な白表示の｛（４＋７＋４＋３＋２＋１）／１０｝×１／６＝２１／６０の明るさとなる。
【００７１】
オン電圧を印加するサブフィールド期間を単純に連続させた場合には、６分割したサブフィールド期間によって、６＋１＝７階調の表示しか得られない。これに対し、図３の例では、オン電圧を印加するサブフィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィールド期間の位置を適宜設定することによって、７階調よりも著しく多い多数の階調数での表示が可能である。
【００７２】
例えば、１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合には、単純にオン電圧を印加するサブフィールド期間を連続させると、１６サブフィールドによって１７階調の表示しか得られないが、オンにするサブフィールドとオフにするサブフィールドとの配置を考慮すると、１６０階調以上の階調表現が可能である。同様に、１フィールドを時間軸上で３２サブフィールドに分割した場合には、２５６階調以上の階調表現が可能である。
【００７３】
本実施の形態においては、後述するように、１フィールド内の先頭側のサブフィールドから順にオン電圧を供給して前半のサブフィールド期間において集中的にオン電圧を液晶に印加するようにすることにより、応答性（動画視認性）を重視した動画視認性重視モードと、液晶の飽和応答時間がサブフィールド期間よりも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィールド数に比べて多階調表示を実現した階調再現性重視モードとを備える。
【００７４】
図１において、本実施の形態における電気光学装置は、電気光学物質である液晶を用いた表示領域１０１ａと、この表示領域１０１ａの各画素を駆動する走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００と、これらの走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００に各種信号を供給する駆動回路３０１とによって構成されている。
【００７５】
本実施の形態に係る電気光学装置では、素子基板としてガラス基板等の透明基板が用いられ、素子基板上に、画素を駆動するトランジスタと共に、周辺駆動回路等も形成されている。素子基坂上の表示領域１０１ａには、複数本の走査線１１２が、図１のＸ（行）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線１１４が、Ｙ（列）方向に沿って延在して形成されている。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されている。
【００７６】
以下説明の便宜上、本実施の形態では、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ｘｎ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。
【００７７】
図４は図１中の画素の具体的な構成を示す説明図である。
【００７８】
各画素１１０は、スイッチング手段として、トランジスタ（ｐＳｉＴＦＴ）１１６が設けられている。トランジスタ１１６はゲートが走査線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。画素電極１１８と対向電極１０８との間には電気光学物質たる液晶１０５が挟持されて液晶層が形成されている。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の全面に形成される透明電極である。
【００７９】
対向電極１０８には対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加されるようなっている。また、画素電極１１８と対向電極１０８との間においては蓄積容量１１９が形成されて、液晶層を挟む電極と共に電荷を蓄積する。なお、図４の例では、蓄積容量１１９を画素電極１１８と対向電極１０８との間に形成したが、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よい。また素子基板側に対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭと同じ電位を持つ配線を配し、その間に形成することもできる。
【００８０】
各走査線１１２には後述する走査線駆動回路４０１から夫々走査信号Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｍが供給される。各走査信号によって、各ラインの画素を構成する全てのトランジスタ１１６が同時にオンとなり、これにより、後述するデータ線駆動回路５００から各データ線１１４に供給された画像信号が画素電極１１８に書き込まれる。画像信号が書き込まれた画素電極１１８と対向電極１０８との電位差に応じて液晶１０５の分子集合の配向状態が変化して、光の変調が行われ、階調表示が可能となる。
【００８１】
上述したように、本実施の形態においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールド期間毎に各画素１１０の書き込みを制御する。
【００８２】
次に、表示領域を駆動する駆動系の構成について説明する。図２は図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図である。
【００８３】
図２において、サブフィールドタイミングジェネレータ１０には、外部から供給された垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及びドットクロックＤＣＬＫが入力される。サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、入力された水平同期信号Ｈｓ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫを基に、サブフィールド系で用いるタイミング信号を生成する。
【００８４】
即ち、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、ディスプレイ駆動用の信号である、データ転送クロックＣＬＸ、データイネーブル信号ＥＮＢＸ、極性反転信号ＦＲを生成してデータ線駆動回路５００に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、走査スタートパルスＤＹ、走査側転送クロックＣＬＹを生成して走査線駆動回路４０１に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、コントローラ内部で用いるデータ転送スタートパルスＤＳ及びサブフィールド識別信号ＳＦを生成して、データ・エンコーダ３０に出力する。
【００８５】
極性反転信号ＦＲは、１フィールド毎に極性が反転する信号である。走査スタートパルスＤＹは、各サブフィールドの開始点で出力されるパルス信号であり、走査スタートパルスＤＹが走査線駆動回路４０１に入力されることにより、走査線駆動回路４０１はゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）を順次出力する。
【００８６】
上述したように、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓに分割し、階調データに応じて各サブフィールド期間毎に２値電圧を液晶層に印加するようになっている。スタートパルスＤＹは、この各サブフィールドの切り替わりを示す信号であり、その出力毎に表示エリアへの書き込み走査が行われる。
【００８７】
走査側転送クロックＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の走査速度を規定する信号で、ゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）はこの転送クロックに同期して走査線毎送られる。データイネーブル信号ＥＮＢＸは、データ線駆動回路５００中の後述するＸビットシフトレジスタ５１０に蓄えられたデータを水平画素数分並列に出力させるタイミングを決定するものである。データ転送クロックＣＬＸは、データ線駆動回路５００ヘデータを転送するためのクロック信号である。データ転送スタートパルスＤＳは、データ・エンコーダ３０からデータ線駆動回路５００ヘデータ転送を開始するタイミングを規定するものであり、サブフィールドタイミングジェネレータ１０からデータ・エンコーダ３０へ送られる。サブフィールド識別信号ＳＦは、そのパルス（サブフィールド）が何番目のパルスであるかを、データ・エンコーダ３０へ知らせるためのものである。
【００８８】
図示しない駆動電圧生成回路は、走査信号を生成する電圧Ｖ２を生成して走査線駆動回路４０１に与え、データ線駆動信号を生成する電圧Ｖ１，−Ｖ１，Ｖ０を生成してデータ線駆動回路５００に与え、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭを生成して対向電極１０８に印加する。
【００８９】
電圧Ｖ１は、極性反転信号ＦＲがハイレベル（以下、Ｈレベルという）のとき液晶層に電圧Ｖ０を基準にして正極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号であり、電圧−Ｖ１は、極性反転信号ＦＲがローレベル（以下、Ｌレベルという）のとき液晶層に電圧Ｖ０を基準にして負極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号である。
【００９０】
一方、入力された表示データはメモリ・コントローラ２０に供給される。書き込みアドレスジェネレータ１１は、外部から入力される水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫにより、そのときに送られているデータの画面上での位置を特定し、特定した結果に基づいて、表示データをメモリ２２乃至２４に格納するためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００９１】
読み込みアドレスジェネレータ１２は、サブフィールドタイミングジェネレータ１０によって生成されたサブフィールド系のタイミング信号から、そのときに表示する画面上での位置を決定し、決定した結果に基づいて、書き込み時と同一のルールに則って、メモリ２２乃至２４からデータを読み込むためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００９２】
メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データをメモリ２２乃至２４に書き込み、書き込まれたデータをメモリ２２乃至２４から読み込むための制御を行う。即ち、メモリ・コントローラ２０は、外部から入力されたデータのメモリ２２乃至２４への書き込みは、タイミング信号ＤＣＬＫに同期させて、書き込みアドレスジェネレータ１１で生成されたアドレスに対して行う。また読み込みは、読み込みアドレスジェネレータ１２で生成されたアドレスから、サブフィールドタイミングジェネレータ１０で生成されたタイミング信号ＣＬＸに同期させて行う。メモリ・コントローラ２０は、読み込んだデータをデータ・エンコーダ３０に出力する。
【００９３】
サブフィールド駆動においては、サブフィールド毎に画素への書き込みを行う。従って、表示データをフィールドメモリに保持し、各サブフィールド毎にフィールドメモリから読出した表示データに基づいて、サブフィールドのオン、オフを決定する２値データを生成する必要がある。
【００９４】
この理由からメモリ２２乃至２４が設けられている。また、メモリ２２乃至２４は、後述する表示モードの選択のためにも設けられている。メモリ２２乃至２４は、いずれか１つが入力されているデータの書き込み用として用いられ、残りの２つは読み込み用として用いられる。これらのメモリ２２乃至２４の役割は、メモリ・コントローラ２０によって、フィールド毎、順番に切り替えられるようになっている。
【００９５】
即ち、メモリ・コントローラ２０は、タイミング信号に同期して、２つのメモリの同一アドレスから同時に読み込みを行い、読み出したデータをパラレルに次段のデータ・エンコーダ３０に出力する。
【００９６】
結局、３つのメモリ２２乃至２４には、現在のデータ（書き込み中）と、１つ前のフィールドのデータと、２つ前のフィールドデータとの３フィールドの表示データが記憶される。そして、メモリ２２乃至２４からは、１フィールド前及び２フィールド前の２フィールドの表示データがパラレルにデータ・エンコーダ３０に出力されるようになっている。
【００９７】
データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から送られてきたデータと、サブフィールドタイミングジェネレータ１０から送られてくるサブフィールド識別信号ＳＦにより、コード格納用ＲＯＭ３１、３２から必要なデータを読み出すためのアドレスを生成し、そのアドレスを用いてコード格納用ＲＯＭ３１，３２からデータを読み出し、データ転送スタートパルスＤＳに同期してデータ線駆動回路５００に出力する。
【００９８】
コード格納用ＲＯＭ３１，３２は、各画素の表示すべき明るさのデータ（階調データ）に対して、各サブフィールド期間毎に画素をオン状態又はオフ状態にするためのＨレベル又はＬレベルの２値信号Ｄｄの組（１フィールド内の各サブフィールドについてオンにするかオフにするかを指定するコード）を格納している。コード格納用ＲＯＭ３１，３２は、各画素に書き込むべきデータ（階調データ）と、書き込みを行うサブフィールドとをアドレスとして入力すると、そのサブフィールドに対応した１ビットのデータ（２値信号（データ）Ｄｄ）を出力するように構成されている。
【００９９】
本実施の形態においては、コード格納用ＲＯＭ３１には、静止画に対応した階調再現性を重視したコードが格納され、コード格納用ＲＯＭ３２には応答性（動画視認性）を重視したコードが格納されている。
【０１００】
本実施の形態においては、データ・エンコーダ３０は、表示モードとして動画視認性重視モードと階調再現性重視モードとを選択し、動画視認性重視モード時にはコード格納用ＲＯＭ３２に格納されているコードを用い、階調再現性重視モード時にはコード格納用ＲＯＭ３１に格納されているコードを用いる。
【０１０１】
データ・エンコーダ３０は、入力された表示データの種類、例えば、パソコンからの画像データであるかＶＴＲからの画像データであるか等によって、又は、入力された信号の内容を自動判別して表示モードを決定するようになっている。また、データ・エンコーダ３０は、信号の内容を自動判別して表示モードを決定してもよく、この場合には、画面全域に亘り共通の表示モードを設定してもよく、或いは表示エリア毎に、例えば１画素単位、４画素単位等で表示モードを決定してもよい。更に、データ・エンコーダ３０は、ユーザ操作によって指定された表示モードを設定してもよい。
【０１０２】
例えば、データ・エンコーダ３０は、表示データが動画に基づくものであるか静止画に基づくものであるかに応じて表示モードを決定することができる。図７はこの場合の表示モードの決定方法を説明するための説明図である。
【０１０３】
図７に示すように、データ・エンコーダ３０は、動画のぼけを多少許容しても表示階調を多くしたい場合には、図７のＢに示す階調再現性重視のモードを選択し、逆に、表示階調を多少、少なくしても動画のぼけを小さくしたい場合には図７のＡに示す動画視認性重視のモードを選択する。これらのモードＡ、Ｂの中間のモードＡ′、Ｂ′も設定可能である。
【０１０４】
図８はコード格納用ＲＯＭ３１，３２に格納されているコードの例を説明するための説明図である。図８の例は１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合のコードの例を示している。図８の斜線部はオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示している。コード格納用ＲＯＭ３１，３２には、各サブフィールドのオン，オフを指定するための２値データが１フィールド分コード化されて格納されている。
【０１０５】
全てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表示を行った場合に完全な白表示が得られるものとすると、図８（ａ）乃至（ｃ）の各フィールド期間における明るさは、夫々、完全な白表示の約６０％、５０％又は５５％である。
【０１０６】
図８の例は図８（ａ）乃至図８（ｃ）のいずれもオン電圧を印加するサブフィールド数は同数であるが、オン，オフパルスの配列、即ち、オン電圧の印加するサブフィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィールド期間の位置とに応じて、明るさが変化することを示している。そして、図８（ｂ）のコードは動画視認性（応答性）重視のコードを示し、図８（ａ），（ｃ）は階調再現性重視のコードを示している。
【０１０７】
なお、単純にオン電圧を印加するサブフィールド期間を連続させた図８（ｂ）の動画視認性重視のコードの場合には、１６サブフィールドによって１７階調の表示しか得られない。一方、オン，オフするサブフィールドを適宜配置した図８（ａ），（ｃ）の階調再現性重視のコードの場合には、その組み合わせにより１６０階調以上の階調表現が可能である。
【０１０８】
図９乃至図１３は、１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合の動画視認性重視のコード、階調再現性重視のコード及びそれらの中間の特性を有するコードを説明するための説明図である。図９乃至図１２は横軸に１フィールド期間の各サブフィールド期間を示し、縦軸に光学応答（透過率）を示しており、斜線部はオンにするサブフィールドを示し、無地部はオフにするサブフィールドを示している。図１３は図９乃至図１２に示す各コードによって得られる階調（明るさ）を示している。
【０１０９】
図９及び図１０は動画視認性（応答性）重視のコードを示している。図９（ａ）乃至（ｆ）は夫々０／１６階調，１／１６階調，…，５／１６階調を与えるコードを示しており、図１０（ｇ）乃至（ｋ）は夫々１２／１６階調，１３／１６階調，…，１６／１６階調を与えるコードを示している。即ち、動画視認性重視のコードは、フィールドの開始点から階調に応じた個数のサブフィールドだけ連続してオン電圧を供給させるためのものである。
【０１１０】
図１１は階調再現性重視のコードを示している。図１１の（ａ）乃至（ｄ）の例で与えられる明るさ▲１▼〜▲４▼は、図１３の▲１▼〜▲４▼に相当する。即ち、図１１の設定では２／１６階調と３／１６階調との間の４つの階調を表現することが可能である。
【０１１１】
図１２は動画視認性及び階調再現性のいずれも重視したコードを示している。図１２の（ｂ）乃至（ｃ）の例で与えられる明るさ▲６▼，▲７▼は、図１３の▲６▼，▲７▼に相当する。即ち、図１２の設定では９／１６階調と１０／１６階調との間の２つの階調を表現することが可能である。即ち、階調数では図９及び図１０の例よりも多く、図１１の例よりも少ない。一方、オンとなるサブフィールドが、比較的フィールドの前半側に集中しているので、フィールド後端における透過率を低減して、動画視認性を向上させている。
【０１１２】
なお、動画視認性及び階調再現性のいずれも重視したコードを採用する場合には、このコードを格納したコード格納用ＲＯＭを付加して、データ・エンコーダ３０によって選択するようにすればよい。
【０１１３】
いま、データ・エンコーダ３０が動画であるか静止画であるかを画素毎に判別するものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、動画のエッジ部分について検出を行う。例えば、表示データの明るさ（表示データの階調）の変化が所定の基準値以上になった場合には、動画のエッジ部分であるものと判別する。即ち、データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から送られてきた１フィールド前後の２フィールドのデータを画素毎に比較し、画面上の同一位置の画素データ同士の階調の差を求める。入力された表示データの階調数が２５６であるものとすると、データ・エンコーダ３０は、例えば求めた階調の差が±５０以内の場合には、動画のエッジ部分ではないものと判断してコード格納用ＲＯＭ３１のコードを読出し、階調の差が±５０を越える場合には、動画のエッジ部分であるものと判断してコード格納用ＲＯＭ３２のコードを読出するようになっている。
【０１１４】
図１において、走査線駆動回路４０１は、サブフィールドの開始点で供給される走査スタートパルスＤＹを走査側転送クロックＣＬＹに従って転送し、各々の走査線１１２に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍとして順次排他的に供給する。
【０１１５】
データ線駆動回路５００は、ある水平走査期間において、２値データをデータ線の本数に相当するｎ個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の２値データを、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。
【０１１６】
図５は図１中のデータ線駆動回路５００の具体的な構成を示すブロック図である。
【０１１７】
データ線駆動回路５００は、Ｘビットシフトレジスタ５１０、水平画素分の第１のラッチ回路５２０、第２のラッチ回路５３０、水平画素分の昇圧回路５４０から構成されている。
【０１１８】
Ｘビットシフトレジスタ５１０は、水平走査期間の開始タイミングで供給されるデータイネーブル信号ＥＮＢＸをクロック信号ＣＬＸに従って転送し、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎとして第１のラッチ回路５２０に順次排他的に供給するものである。第１のラッチ回路５２０は、２値データをラッチ信号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。第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によりラッチされた２値データの各々をデータイネーブル信号ＥＮＢＸの立ち上がりにおいて一斉にラッチすると共に、昇圧回路５４０を介して、データ線１１４の各々にデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして供給するものである。
【０１１９】
昇圧回路５４０は、極性反転機能と昇圧機能とを備える。昇圧回路５４０は、極性反転信号ＦＲに基づいて昇圧する。昇圧回路５４０の動作を説明する図を図６に示す。例えば、極性反転信号ＦＲがＨレベルである場合において、ある画素をオン状態にするデータ信号が昇圧回路５４０に入力された場合にはプラスの液晶駆動電圧を出力する。また、極性反転信号ＦＲがＬレベルである場合において、ある画素をオン状態にするデータ信号が人力された場合には、マイナスの液晶駆動電圧を出力する。画素をオフ状態にするデータの場合には、極性反転信号ＦＲの状態に拘わらず、ＶＬＣＣＯＭ電位を出力する。
【０１２０】
なお、上述したように、データ線駆動回路５００においては、ある水平走査期間において、第１のラッチ回路５２０が点順次的に２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５３０が、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎと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・エンコーダ３０は、走査線駆動回路４０１及びデータ線駆動回路５００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２値信号Ｄｄを出力する構成となっている。
【０１２１】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図１４を参照して説明する。図１４は本実施の形態における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。
【０１２２】
先ず、画素のサブフィールド駆動について説明する。
【０１２３】
極性反転信号ＦＲは、１フィールド期間（１ｆ）毎にレベル反転する信号である。スタートパルスＤＹは、各サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓの開始時に発生する。極性反転信号ＦＲがＬレベルとなるフィールド期間（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４０１におけるクロック信号ＣＬＹに従った転送によって、走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍが順次排他的に出力される。なお、図１４の例では、１フィールドを時間軸上でｓ個の同一時間幅のサブフィールドに分割した例を示している。
【０１２４】
走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍは、それぞれ走査側転送クロック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。従って、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、データイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータ線駆動回路５００に供給されることになる。
【０１２５】
まず、このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの最初の１クロック（Ｇ０）が供給された場合について説明する。このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータ線駆動回路５００に供給されると、データ転送クロック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）内に順次排他的に出力される。なお、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎは、それそれデータ転送クロックＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有している。
【０１２６】
この際、図５の第１のラッチ回路５２０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２値データをラッチし、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２値データをラッチし、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２値データを順次ラッチする。
【０１２７】
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２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされることになる。なお、データ・エンコーダ３０は、第１のラッチ回路５２０によるラッチのタイミングに合わせて、各画素の表示データから順次、各サブフィールドに対応する２値データを生成して出力する。
【０１２８】
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が全てオンとなる。
【０１２９】
一方、当該クロック信号ＣＬＹの立ち下がりタイミングで再びデータイネーブル信号ＥＮＢＸ（Ｇ１）が出力される。信号ＥＮＢＸの立ち上がりタイミングにおいて、第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によって点順次的にラッチされた２値データを、対応するデータ線１１４の各々に昇圧回路５４０を介してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給する。これにより、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の書き込みが同時に行われることとなる。
【０１３０】
この書き込みと並行して、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２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされる。
【０１３１】
次に、各サブフィールドにおいて各画素に印加する２値データについて説明する。
【０１３２】
いま、データ・エンコーダ３０は、入力された表示データの各画素毎に動画のエッジ部分であるか否かを自動判定して、表示モードを動画視認性重視モードにするか階調再現性重視モードにするかを決定するものとする。メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データを順次メモリ２２〜２４に与えて、各メモリ２２〜２４に３フィールド分の表示データを記憶させる。即ち、メモリ・コントローラ２０は、表示画像から動画のエッジ部分を検出するために、１フィールド前後の２フィールド分の表示データを２つのメモリに記憶させると共に、現在の表示データを残りの１つのメモリに書き込む。
【０１３３】
そして、メモリ・コントローラ２０は、入力されている表示データのフィールドに対して、１フィールド前及び２フィールド前の２つのフィールドのデータをメモリから読み出してパラレルにデータ・エンコーダ３０に供給する。
【０１３４】
データ・エンコーダ３０は、１フィールド前後の表示データが与えられ、同一画面位置の画素同士の階調の差を判別する。いま、表示データが８ビットの階調データであるものとする。即ち、この場合には、表示データは２５６階調の情報を有する。データ・エンコーダ３０は、同一画面位置の画素同士の階調の差が±５０以内であるか否かを判定する。
【０１３５】
いま、所定の画面位置の対象画素について１フィールド前後で階調の差が±５０以内であるものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、この対象画素は動画のエッジ部分ではないものと判定する。この場合には、データ・エンコーダ３０は、コード格納用ＲＯＭ３１から表示データ（階調データ）に基づくコードを読出す。
【０１３６】
図１５は縦軸に入力された表示データの階調（明るさ）をとり、横軸にデータ・エンコーダ３０が選択したコードに基づく階調（明るさ）をとって、階調再現性重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフである。図１５は１フィールドを時間軸上で６３のサブフィールドに等分割した場合の例を示している。
【０１３７】
階調再現性重視モード時には６３のサブフィールドによって、２５６階調以上の階調表現が可能である。従って、この場合には、図１５に示すように、入力された表示データの階調をそのまま表現することができる。
【０１３８】
次に、所定の画面位置の対象画素について１フィールド前後で階調の差が±５０を越えたものとする。この場合には、データ・エンコーダ３０は、この対象画素は動画のエッジ部分であるものと判定する。この場合には、データ・エンコーダ３０は、コード格納用ＲＯＭ３２から表示データ（階調データ）に基づくコードを読み出す。
【０１３９】
図１６は縦軸に入力された表示データの階調（明るさ）をとり、横軸にデータ・エンコーダ３０が選択したコードに基づく階調（明るさ）をとって、動画視認性（応答性）重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフである。図１６においても１フィールドを時間軸上で６３のサブフィールドに等分割した場合の例を示している。
【０１４０】
動画視認性重視モード時には６３のサブフィールドによって、６４階調の階調表現が可能である。従って、この場合には、図１６に示すように、入力された表示データの階調をそのまま表現することができるとは限らない。従って、この場合には、データ・エンコーダ３０は、入力表示データの階調（明るさ）よりも小さく且つ最も近接した階調（明るさ）を得るコードを読み出す。
【０１４１】
例えば、入力表示データの階調が２５６分の２０２である場合には、データ・エンコーダ３０は、６４分の５０階調を与えるコードをコード格納用ＲＯＭ３２から読み出す。
【０１４２】
なお、入力表示データの階調に一致する階調がコード格納用ＲＯＭに格納されていない場合、入力表示データの階調よりも小さく且つ最も近接した階調を得るコードを用いることとした。これは、動画視認性重視モードが連続することは少なく、例えば１フィールドのみで階調再現性重視モードに復帰するので画質の劣化は比較的小さい点及び明るさとして小さい値を設定するとフィールド終端における明るさが暗くなり応答性を向上させることができる点を考慮したものである。
【０１４３】
データ・エンコーダ３０は、現在入力中の表示データに対して２フィールド前の対象画素についてのコードを、２値データとしてデータ線駆動回路５００に出力する。こうして、各画素単位で動画視認性重視モード又は階調再現性重視モードによる表示が可能となる。
【０１４４】
このように、本実施の形態に係る電気光学装置では、複数の画素の各々に階調表示させる際に、動画視認性を重視させるか又は階調再現性を重視させるかを選択することができる。
【０１４５】
そして、以降同様な動作が、ｍ本目の走査線１１２対応する走査信号Ｇｍが出力されるまで繰り返される。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における書き込みまで保持される。
【０１４６】
以下同様な動作が、サブフィールドの開始を規定する走査スタートパルスＤＹが供給される毎に繰り返される。
【０１４７】
さらに、１フィールド経過後、極性反転信号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。
【０１４８】
このように本実施の形態においては、オンにするサブフィールドを前半側に集中させる動画視認性（応答性）重視のモードと、オン，オフするサブフィールドの配置を適宜設定して階調数を増加させた階調再現性重視のモードとを選択することができ、動画の視認性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができる。
【０１４９】
また、上述した実施形態の電気光学装置の表示モードは、ノーマリーブラックであるとして説明した。電気光学装置の表示モードがノーマリーホワイトである場合も、上述した構成と同様の構成であれば適応可能である。その場合、上述で「オン電圧（オン状態）」が電圧が印加されない状態、また「オフ電圧（オフ状態）」を液晶の透過率が最も小さくなる側の飽和電圧とするように制御すれば良い。
【０１５０】
また、上述の本実施の形態では、駆動デバイスはｐＳｉＴＦＴであるものとしたが、これに限られるわけではない。本発明は、上述した構成と類似の構成を有する、電気光学装置の表示素子（本実施の形態では液晶）で、表示素子の光学応答時間がサブフィールドの時間より長いか、それに近い光学応答特性を有する場合に適用可能である。そのような電気工学装置として、例えば、駆動デバイスとしてｐＳｉＴＦＴを利用した液晶ライトバルブにより構成されたプロジェクターや、駆動デバイスとしてαＴＦＴやＴＦＤを用いた直視型液晶表示装置（直視型ＬＣＤ）等がある。
【０１５１】
次に、上述した実施形態や応用形態に係る電気光学装置の構造について、図１７及び図１８を参照して説明する。ここで、図１７は電気光学装置１００の構成を示す平面図であり、図１８は、図１７におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【０１５２】
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等が形成された素子基板１０１と、対向電極１０８等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共に、この間隙に電気光学物質としての液晶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。
【０１５３】
本実施の形態のような、ノーマリーブラックの表示モードの液晶表示装置は、例えば垂直配向膜と誘電率異方性が負の液晶材料を組み合わせて液晶パネルを構成し、それらを、透過軸を夫々９０度ずらして配置した２枚の偏光板で挟み込むことにより得ることができる。
【０１５４】
もちろんノーマリーホワイトの表示モードであるＴＮモード液晶を用いることもできる。
【０１５５】
対向基板１０２は、ガラス等から構成される透明な基板である。また、上述した説明では、素子基板１０１は透明基板からなると記載したが、反射型の電気光学装置の場合は、半導体基板とすることもできる。この場合、半導体基板は不透明なので、画素電極１１８はアルミニウム等の反射性金属で形成される。
【０１５６】
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４０１か形成され、また、領域１４０ａにはデータ線駆動回路５００が形成されている。
【０１５７】
即ち、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と共に、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加される構成となっている。
【０１５８】
また、素子基板１０１において、データ線駆動回路５００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、外部からの制御信号や電源等を入力する構成となっている。
【０１５９】
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及び接続端子と電気的な導通が図られている。即ち、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭ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。
【０１６０】
また、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、金属材料や樹脂等からなる遮光膜（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側もしくは素子基板側から照射するライトか必要に応じて設けられる。くわえて、素子基板１０１及び対向基板１０２の電極形成間には、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）等が設けられて、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等が不要となる結果、光利用効率か高まるので、高輝度化や低消費電力化等の点において有利である。
【０１６１】
電気光学物質としては、液晶のほかに、エレクトロルミネッセンス素子等を用いて、その電気光学効果により表示を行う装置に適用可能である。
【０１６２】
即ち、本発明は、上述した構成と類似の構成を有する電気光学装置、特に、オン又はオフの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全てに適用可能である。
【０１６３】
次に、上述した液晶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。
【０１６４】
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１９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に沿って配置している。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、偏光方向が略々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。
【０１６５】
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、反射型の液電気光学装置１００Ｒによって変調される。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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、投射光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投射されることとなる。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。
【０１６８】
なお、本実施形態においては、反射型の電気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用いたプロジェクタとしても構わない。
【０１６９】
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２０はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図において、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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
さらに、上記電気光学装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図２１はこの携帯電話の構成を示す斜視図である。同図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６と共に、電気光学装置１００を備えるものである。
【０１７２】
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。
【０１７３】
なお、電子機器としては、図２０、図２１を参照して説明した他にも、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が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対して、上記各実施形態や応用形態に係る電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。
【０１７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、応答性（動画視認性）を重視したモードと階調再現性を重視したモードとを切換え可能にすることにより、動画像の再現性を向上させると共に、多階調での表示を可能にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図。
【図２】 図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】 本実施の形態における多階調表示の制御を説明するためのグラフ。
【図４】 図１中の画素の具体的な構成を示す説明図。
【図５】 図１中のデータ線駆動回路５００の具体的な構成を示すブロック図。
【図６】 昇圧回路５４０の動作を説明するための説明図。
【図７】 表示モードの決定方法を説明するための説明図。
【図８】 図２中のコード格納用ＲＯＭ３１，３２に格納されているコードの内容を説明するための説明図。
【図９】 動画視認性重視のコードを説明するための説明図。
【図１０】 動画視認性重視のコードを説明するための説明図。
【図１１】 階調再現性重視のコードを説明するための説明図。
【図１２】 動画視認性重視で且つ階調再現性も重視したコードを説明するための説明図。
【図１３】 図９乃至図１２に示す各コードによって得られる階調（明るさ）を示す説明図。
【図１４】 本実施の形態における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。
【図１５】 階調再現性重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフ。
【図１６】 動画視認性（応答性）重視モードにおけるデータ・エンコーダ３０の出力を示すグラフ。
【図１７】 電気光学装置１００の構成を示す平面図。
【図１８】 図１７におけるＡ−Ａ’線の断面図。
【図１９】 プロジェクタの構成を示す平面図。
【図２０】 パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図２１】 携帯電話の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…サブフィールドタイミングジェネレータ
２０…メモリ・コントローラ
２２〜２４…メモリ
３０…データ・エンコーダ
３１，３２…コード格納用ＲＯＭ
Claims (16)
- 電気光学装置であって、
データ線と、
走査線と、
前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、
前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、
第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、
前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記電気光学装置が前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行い、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、
前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１に記載の電気光学装置において、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合に、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１又は２に記載の電気光学装置において、
前記１フィールドにおける前記電気光学物質の透過状態の積分値が表示データに対応すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置において、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合に、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドは、前記１フィールドの時間軸上で最初に配置されるサブフィールドから始まること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置において、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合に、前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を表示データに基づいて変えること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項５に記載の電気光学装置において、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合に、前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドは、前記１フィールドの時間軸上で最後に配置されるサブフィールドで終わること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の電気光学装置において、
前記複数のサブフィールドは、同一の時間幅に設定されていること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置において、
前記第１のモード及び前記第２のモードのいずれか一方を選択する選択手段を更に具備したこと、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項８に記載の電気光学装置において、
前記選択手段は、ユーザ操作に応答して前記第１のモード及び前記第２のモードとのいずれか一方を選択すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項８に記載の電気光学装置において、
前記階調表現は、表示データに基づいて行われ、
前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものである場合に前記第１のモードを、静止画像に基づくものである場合に前記第２のモードを選択すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１０に記載の電気光学装置において、
前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを画素毎に判別すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１０に記載の電気光学装置において、
前記選択手段は、前記表示データが動画像に基づくものであるか静止画像に基づくものであるかを前記表示データの階調の変化に基づいて画素毎に判別すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項８に記載の電気光学装置において、
前記選択手段は、前記１フィールドにおける表示データと次の１フィールドにおける表示データとの差である階調差を画素毎に判別し、
前記階調差が所定の基準値以下である場合には前記第２のモードを選択し、
前記階調差が所定の基準値を越えた場合には前記第１のモードを選択すること、
を特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気光学装置を駆動する駆動回路。
- データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して配置された画素と、を含み、前記画素は、電圧の印加によって光の透過率が可変の電気光学物質によって構成され、少なくとも第１のモードと第２のモードとの間の切り換えが可能であり、前記電気光学物質の透過率を飽和させることが可能なオン電圧又は非透過状態にさせることが可能なオフ電圧を、１フィールドが時間軸上で分割された複数のサブフィールドの各々毎に前記データ線に出力することにより、前記第１のモード又は前記第２のモードに設定された状態で階調表現を行う電気光学装置を駆動するための駆動回路であって、
前記電気光学装置が前記第１のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを連続させると共に、表示データに基づいて前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの数を変えて階調表現を行い、
前記電気光学装置が前記第２のモードに設定された場合には、前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドの個数が同じであって階調が異なるように、複数の前記オン電圧が前記データ線に出力されるサブフィールド間に前記オフ電圧が前記データ線に出力されるサブフィールドを設けると共にその数を異ならせて階調表現を行い、前記オン電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和するまでの飽和応答時間と、前記オフ電圧を印加した場合に前記電気光学物質の透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間のいずれか一つまたは両方よりも、前記複数のサブフィールドの各々の時間の長さが短く設定されていること、
を特徴とする駆動回路。 - 請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気光学装置を具備したことを特徴とする電子機器。
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