JP4385730B2 - 電気光学装置の駆動方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

電気光学装置の駆動方法、電気光学装置および電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、画像信号をデータ線にサンプリングする前に、当該データ線をプリチャージ
する技術に関する。
電気光学物質の電気光学変化を用いて表示を行う表示パネル、例えば、液晶を用いた液
晶パネルについては、駆動方式によりいくつかに分類することができるが、画素電極を三
端子型のスイッチング素子により駆動するアクティブマトリクス型にあっては、おおよそ
次のような構成となっている。すなわち、この種の液晶パネルは、液晶が一対の基板間に
挟持されるとともに、一方の基板には、複数の走査線と複数のデータ線とが互いに交差す
るように設けられる。さらに、図10に示されるように、走査線112とデータ線114
との交差部分の各々に対応して薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下「TFT
」と称する)116および画素電極118の対が設けられ、他方の基板には画素電極に対
向する透明な対向電極(共通電極)108が設けられて、一定の電圧LCcomに維持され
ている。また、両基板の各対向面には、液晶分子の長軸方向が両基板間で例えば約90度
連続的に捻れるようにラビング処理された配向膜がそれぞれ設けられる一方、両基板の各
背面側には配向方向に応じた偏光子がそれぞれ設けられる。
説明の便宜上、走査線112の総本数を「m」とし、データ線114の総本数を「6n
」とすると(m、nは、それぞれ整数とする)、画素は、走査線112とデータ線114
との各交差部分に対応して、m行×6n列のマトリクス状に配列することになる。
また、液晶容量における電荷のリークを減少防止するために、蓄積容量119が画素毎
に形成されている。この蓄積容量119の一端は、画素電極118(TFT116のドレ
イン)に接続される一方、その他端は、容量線175により共通接地されている。
画素電極118と対向電極108との間を通過する光は、液晶容量の電圧実効値がゼロ
であれば、液晶分子の捻れに沿って約90度旋光する一方、当該電圧実効値が大きくなる
につれて、液晶分子が電界方向に傾く結果、その旋光性が消失する。このため、例えば透
過型において、入射側と背面側とに、配向方向に合わせて偏光軸が互いに直交する偏光子
をそれぞれ配置させたノーマリーホワイトモードの場合、液晶容量の電圧実効値がゼロで
あれば、光が透過するので白(透過率が大になる)表示になる一方、電圧実効値が大きく
なるにつれて透過する光量が減少して、ついには黒表示になる(透過率が最小になる)。
したがって、画素の階調(または輝度)に応じた電圧の画像信号を、データ線114を介
して画素電極118に印加して、液晶容量の電圧実効値を画素毎に制御することによって
、所定の表示が可能となる。
また、液晶容量は交流駆動を原則とするので、画素電極118に印加される画像信号は
、図11に示されるような電圧範囲であって、振幅中心の基準電圧Vcに対して高位側・
低位側の電圧を交互にとる。ここで、画素電極118への印加電圧が電圧Vcに対して高
位側となるときの書き込みを正極性書込といい、画素電極118への印加電圧が電圧Vc
に対して低位側となるときの書き込みを負極性書込ということにする。なお、基準電圧V
cは、対向電極108の電圧LCcomとして考えて良いが、TFT116の特性により若干
相違する場合もある。
ここで、電源電圧の低位側である接地電圧を0Vとし、高位側電圧を14Vとしたとき
、負極性書込において画素を最低階調の黒表示とする場合における画像信号は例えば2V
である。同様に、負極性書込における最高階調の白表示、正極性書込における白表示、お
よび、正極性書込における黒表示とさせる画像信号は、それぞれ6V、8V、および、1
2Vであり、また、基準電圧は7Vである。なお、この電圧値は便宜上のものである。
ところで、この種の液晶パネルでは、いわゆる縦クロストークが発生して、表示品位が
低下する、という問題があった。この縦クロストークは、例えば図12に示されるように
、同一階調の灰色を背景として黒色領域をウィンドウ表示しようとする場合、当該黒色領
域において上下に隣接する灰色領域が他の灰色領域よりも明るくなってしまう、という現
象である。
なお、図12では説明のために、表示領域100aを水平走査(横)方向に沿って領域
A、B、Cに分けるとともに、垂直走査(縦)にも沿って領域D、E、Fに分けている。
そして、これらの計9つの領域については、水平走査方向の領域と垂直走査方向の領域と
で特定される。例えば、ウィンドウ表示される黒色領域の表記は(B−E)である。
この縦クロストークの主原因は、画素電極118とデータ線114との間に介挿された
TFT116の光リークである。この光リークについて詳述すると、一般に、TFTのゲ
ート・ソース間の電圧VDSとドレイン電流Iとは、おおよそ図13の実線で示される
ような特性の関係にある。TFTを構成するポリシリコンは、光導電性を有するので、T
FTのチャンネル部に光が入射しないようにブラックマトリクスが設けられるが、その遮
光を完全に期することは困難であるので、当該特性が破線で示されるように左方向にシフ
トする。当該特性がシフトしても、ソース(データ線)電圧がゲート(走査線)電圧より
も大きく下回れば、ドレイン電流Iは、ほとんど流れないが、ソース電圧がゲート電圧
よりもわずかに下回る程度であれば、ドレイン電流Iが流れる、すなわち、オフ抵抗が
低下する。
ここで、図12に示されるような表示をする際に、領域Bに属する走査線を選択して、
領域Eに属するデータ線に負極性の黒色に相当する電圧(2V)がサンプリングされると
、領域A、Cに属する走査線の電圧は非選択であるため、電源の低位側電圧の0Vである
。このため、灰色領域(A−E)および(C−E)に属するTFTでは、ゲート電圧がソ
ース電圧よりもわずかに下回る状態となるので、当該領域のTFTでは、そのオフ抵抗が
低下して、画素電極118の電圧が対向電極の電圧に近づく結果、液晶容量に印加された
電圧実効値が低下する。
これに対し、領域D、Fに属するデータ線には、負極性の黒色に相当する電圧がサンプ
リングされる場合はないので、灰色領域(A−D)、(B−D)、(C−D)、(A−F
)、(B−F)および(C−F)に属するTFTでは、そのオフ抵抗が低下することはな
い。このため、液晶容量に印加された電圧実効値がそれほど低下することはない。
したがって、灰色領域(A−E)および(C−E)の画素は、灰色領域(A−D)、(
B−D)、(C−D)、(A−F)、(B−F)および(C−F)の画素よりも、電圧実
効値の低下により、ノーマリーホワイトモードであれば、明るくなるのである。
一方、各データ線にはそれぞれ容量が寄生するので、データ線に画像信号をサンプリン
グするのに要する時間が長期化するとともに、直前にサンプリングされた画像信号の電圧
がデータ線に残存しているために、その次に画像信号をサンプリングしたときのデータ線
(画素電極)の電圧が異なってしまう。これらを防止するために、データ線に画像信号を
サンプリングする前に、データ線を一定の電圧にプリチャージする技術が知られている。
ここで、データ線にプリチャージする電圧としては、正極性書込を行うのであれば、正
極性の灰色に相当する電圧(9V)であり、負極性書込を行うのであれば、負極性の灰色
に相当する電圧(5V)であることが望ましいと考えられる。この理由は、液晶容量に印
加される電圧実効値と透過率との特性(V−T特性)では、灰色にする場合(透過率が5
0%である場合)において、電圧実効値に対する透過率変化が最大となるからであって、
データ線を予め灰色に相当する電圧(5Vまたは9V)にプリチャージしておけば、灰色
に相当する電圧の画像信号をデータ線に高速にサンプリングできるから、および、正確な
中間階調表示が可能になるからである。
このように各データ線にプリチャージする電圧としては、灰色相当する電圧が望ましい
と考えられるが、上記縦クロストークを目立たなくするため、負極性書込を行う前のプリ
チャージ電圧として、黒色に相当する電圧(2V)を印加する技術が提案された(特許文
献1参照)。
このように、負極性書込を行う前に黒色に相当する電圧をプリチャージすると、灰色領
域(A−D)、(B−D)、(C−D)、(A−F)、(B−F)および(C−F)のT
FTについても、明るくなる灰色領域(B−F)および(C−F)に属するTFTと同様
に、ゲート電圧がソース電圧よりも2Vだけ下回って、オフ抵抗が低下する。このため、
灰色領域(A−D)、(B−D)、(C−D)、(A−F)、(B−F)および(C−F
)についても液晶容量に印加された電圧実効値が低下して、灰色領域(B−F)および(
C−F)と同様に明るくなり、これにより、灰色領域において階調の差がなくなって、縦
クロストークが目立たなくなる。
なお、縦クロストークを目立たなくするために負極性書込のプリチャージ電圧として黒
色に相当する電圧(2V)にしたこととの関係上、正極性書込のプリチャージ電圧につい
ては白色に相当する電圧、場合によっては振幅中心電圧として、両極性書込でみたときに
理想的な灰色になるようにされている。
国際公開第99/04384号パンフレット
ところで近年では、データ線に画像信号を点順次的にサンプリングする際の時間を確保
するために、例えば図14に示されるように、データ線を予め定められた本数(例えば6
本)毎にブロック化するとともに、1本の走査線112が選択される期間において、各ブ
ロックを順番に選択して、ブロック毎に画像信号をデータ線にサンプリングさせる相展開
の構成が採用される。この相展開の構成では、1系統の画像信号が1ブロックに含まれる
データ線114の本数に相当する6系統のチャネル(相)に分配され、さらに時間軸に6
倍に伸長されて、画像信号線171に供給される。したがって、1つのブロックが選択さ
れると、6倍に伸長された画像信号が、当該ブロックに含まれる6本のデータ線114に
それぞれ対応付けられてサンプリングされるので、1本ずつデータ線を選択して画像信号
をサンプリングする構成と比較すると、サンプリングするための時間を6倍長くすること
ができる。なお、ここでは、1つのブロックに含まれるデータ線の数を「6」としたが、
特にこれに制限する趣旨ではない。
しかしながら、相展開の構成では、ブロックに含まれるデータ線114に画像信号を同
時にサンプリングする関係上、同じ階調で表示させようとしても、ブロックにおける特定
のデータ線に位置する画素の階調が他のデータ線に位置する画素の階調と相違して、これ
が縦方向のスジムラ(縦スジ)として視認される場合があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記縦ク
ロストークとともに、縦スジを目立たなくすることを可能とした電気光学装置の駆動方法
、電気光学装置および電子機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、複数の走査線と
、一定本数毎にブロック化された複数のデータ線との交差に対応して設けられるとともに
、対応する走査線が選択されたときに、対応するデータ線に供給された画像信号が書き込
まれる画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、前記各画素に供給すべき画像信号
を、前記ブロックを構成するデータ線数分のチャネルに分配して、チャネル数分の画像信
号線にそれぞれ供給し、複数の走査線の各々を順番に選択し、一の走査線を選択する前の
プリチャージ期間のうち、前半期間に各データ線を第1電圧にプリチャージし、続く後半
期間に第2電圧にプリチャージするとともに、一のチャネルに対応付けられたデータ線に
おいて前記第1電圧から前記第2電圧に切り替えるタイミングを、他のチャネルに対応付
けられたデータ線において前記第1電圧から前記第2電圧に切り替えるタイミングと異な
らせ、前記プリチャージ期間の後であって、一の走査線が選択される選択期間において、
ブロックを順番に1つずつ選択するとともに、前記画像信号線の各々に分配された画像信
号を、選択したブロックに属するデータ線のうち、対応付けられるデータ線にそれぞれサ
ンプリングすることを特徴とする。この方法によれば、第1電圧のプリチャージによって
縦クロストークが目立たなくなる。また、同じ階調レベルに相当する信号を画素に供給し
たのに、一のチャネルに対応付けられるデータ線に位置する画素の輝度レベルが他のチャ
ネルに対応付けられるデータ線に位置する画素の輝度レベルが異なるのであれば、一のチ
ャネルに対応付けられるデータ線の電圧切替タイミングを、その輝度レベルの差の程度に
応じて異ならせることによって、その輝度差をなくす方向に調整することが可能となる。
本発明において、前記画素は、画素電極と対向電極との間に液晶が挟持された液晶容量
と、走査線が選択されたときに、対応するデータ線と前記画素電極との間においてオンす
るスイッチング素子とを有するものであり、前記対向電極の電圧よりも高位電圧を前記画
素電極に書き込む場合には、当該書き込み前のプリチャージ期間における第1電圧を第2
電圧よりも高くする一方、前記対向電極の電圧よりも低位電圧を前記画素電極に書き込む
場合には、当該書き込み前のプリチャージ期間における第1電圧を第2電圧よりも低くす
ることが好ましい。
また、前記一のチャネルを、前記プリチャージ期間の都度変更することも好ましい。こ
の方法によれば、階調差の異なる画素がシフトする結果、斜めスジが発生する。このため
、仮に縦スジが発生した場合にであっても、斜めスジとの合成により、当該縦スジが目立
たなくなる。
一方、前記第2電圧は、画像信号において画素を最高階調と最低階調との間の中間階調
電圧に相当する電圧であることも好ましい。この方法によれば、より正確に中間階調を再
現することも可能となる。
また、本発明において、電気光学装置の駆動方法のみならず、電気光学装置の駆動回路
としても、さらに、電気光学装置それ自体としても概念することができる。加えて、本発
明に係る電子機器は、上記電気光学装置の表示パネルを表示部として有するので、上記縦
クロストークとともに、縦スジを目立たなくすることが可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る
電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置は、液晶パネル100と、制御回路200と、
画像信号処理回路300とから構成される。このうち、制御回路200は、図示しない上
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D
CLKから、各部を制御するためのタイミング信号やクロック信号などを生成するほか、
水平帰線期間内のプリチャージ期間においてHレベルとなる信号NRGや、サンプリング
信号のパルス幅を狭めるための信号ENBも生成する。
画像信号処理回路300は、さらに、D/A変換回路302、S/P変換回路304お
よびプリチャージ電圧生成回路306から構成される。このうち、D/A変換回路302
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
(すなわち、垂直走査および水平走査にしたがって)、図示されない上位装置から供給さ
れるディジタルの映像信号VIDを、アナログの画像信号に変換するものである。
S/P変換回路(分配回路)304は、アナログの映像信号を入力すると、これを6チ
ャネルに分配するとともに、それぞれ時間軸に6倍に伸長して(シリアル−パラレル変換
)、出力するものである。ここで、画像信号をシリアル−パラレル変換する理由は、サン
プリングスイッチ151において、画像信号が印加される時間を長くして、サンプル&ホ
ールド時間および充放電時間を確保するためである。
また、S/P変換回路304は、シリアル−パラレル変換した後、画像信号のうち、極
性反転が必要となるものを反転させ、この後、適宜、増幅する。ここで、極性反転につい
ては、(1)走査線毎、(2)データ信号線毎、(3)画素毎、の態様があるが、この実
施形態にあっては説明の便宜上、(1)走査線単位の極性反転である場合を例にとって説
明する。ただし、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
なお、この実施形態では、シリアル−パラレル変換前に、映像信号VIDをアナログ変
換する構成とするが、シリアル−パラレル変換した後に、アナログ変換しても良いのはも
ちろんである。さらに、本実施形態では、6チャネルの画像信号は、同一ブロックに含ま
れるデータ線114に同時にサンプリングされるが、6チャネルの画像信号をドットクロ
ックに同期して順次シフトするとともに、6チャネルの画像信号をサンプリング回路が順
次サンプリングする構成としても良い。
プリチャージ電圧生成回路306は、信号NRGがHレベルとなるプリチャージ期間の
において、各チャネルへのプリチャージ電圧を独立に生成するものである。詳細には、プ
リチャージ電圧生成回路306は、あるチャネルのプリチャージ電圧を、正極性書込前の
プリチャージ期間の前半では黒色に相当する電圧Vb+とし、後半では灰色に相当する電
圧Vg+とする一方、負極性書込前のプリチャージ期間では前半に黒色に相当する電圧Vb
−とし、後半では灰色に相当する電圧Vg−とする。そして、プリチャージ電圧生成回路
306は、各チャネルについて電圧切替タイミングを独立に切り替えることが可能となっ
ている。
スイッチ308は、チャネルCh1〜Ch6について、信号NRGがLレベルであると
きS/P変換回路304による画像信号を選択する一方、信号NRGがHレベルであると
きプリチャージ電圧生成回路306によるプリチャージ電圧を選択して、液晶パネル10
0に画像信号VID1〜VID6として供給する。
次に、液晶パネル100の構成について説明する。図2は、液晶パネル100の電気的
な構成を示すブロック図である。この図における液晶パネル100は、画素の配列領域た
る表示領域100aについては、図10に示した構成と同一であるので、ここでは、表示
領域100aの周辺を中心にして説明する。
表示領域100aの外側には、走査線駆動回路130や、シフトレジスタ140、サン
プリング回路150などが設けられている。このうち、走査線駆動回路130は、1水平
有効表示期間だけアクティブ(H)レベルになる走査信号G1、G2、…、Gmを、図3
に示されるように、1水平走査期間(1H)毎に順番に出力するものである。なお、走査
線駆動回路130の詳細については、本発明と直接関連しないので省略するが、1垂直走
査期間の最初に供給される転送開始パルスDYを、クロック信号CLYのレベルが遷移す
る毎に順次シフトした後、波形整形などして、走査信号G1、G2、…、Gmを生成する
また、シフトレジスタ140は、図3に示されるように、1水平有効表示期間の最初に
供給される転送開始パルスDXを、クロック信号CLXのレベルが遷移する(立ち上がる
又は立ち下がる)毎に順次シフトして、データ線のブロック毎に対応させて信号S1’、
S2’、S3’、…、Sn’として出力する。
AND回路142は、シフトレジスタ140の各出力段にそれぞれ設けられ、当該出力
段からの信号と信号ENBとの論理積信号を出力するものである。これにより、シフトレ
ジスタ140の各出力段による信号は、相隣接するもの同士が重複しないように、それぞ
れ信号ENBのパルス幅SMPaに狭められる。
OR回路144は、AND回路142による論理積信号と信号NRGとの論理和信号を
、サンプリング信号として出力するものである。このように、シフトレジスタ140によ
る信号S1’、S2’、S3’、…、Sn’は、AND回路142およびOR回路144
を順番に経て、最終的にサンプリング信号S1、S2、S3、…、Snとして出力される
サンプリング回路150は、6本の画像信号線171を介して供給される6チャネル分
の画像信号VID1〜VID6を、サンプリング信号S1、S2、S3、…、Snにした
がって各データ線114にサンプリングするものであり、データ線114毎に設けられる
サンプリングスイッチ151から構成されている。
ここで、データ線114は6本毎にブロック化されており、図2において左から数えて
i(iは、1、2、…、n)番目のブロックに属するデータ線114の6本のうち、最も
左に位置するデータ線114の一端に接続されるサンプリングスイッチ151は、画像信
号線171を介して供給された画像信号VID1を、サンプリング信号Siがアクティブ
になる期間においてサンプリングして、当該データ線114に供給する構成となっている
。また、ブロックにおいて2番目に位置するデータ線114の一端に接続されるサンプリ
ングスイッチ151は、画像信号VID2を、サンプリング信号Siがアクティブになる
期間においてサンプリングして、当該データ線114に供給する構成となっている。以下
、同様に、ブロックに属するデータ線114の6本のうち、3、4、5、6番目に位置す
るデータ線114の一端に接続されるサンプリングスイッチ151の各々は、画像信号V
ID3、VID4、VID5、VID6の各々を、サンプリング信号Siがアクティブレ
ベルになる期間においてサンプリングして、対応するデータ線114に供給する構成とな
っている。
したがって、シフトレジスタ140、AND回路142およびサンプリング回路150
によって、データ線114に画像信号をサンプリングするデータ線駆動回路が構成される
。なお、サンプリングスイッチ151を構成するTFTについては、本実施形態では、N
チャネル型とするので、サンプリング信号S1、S2、…、SnがHレベルになれば、対
応するサンプリングスイッチ151がオンになる。なお、サンプリングスイッチ151を
構成するTFTについては、Pチャネル型としても良いし、両チャネルを組み合わせた相
補型としても良い。
なお、走査線駆動回路130や、シフトレジスタ140、AND回路142、OR回路
144、サンプリングスイッチ151の構成素子は、画素を駆動するTFT116と共通
の製造プロセスで形成されて、装置全体の小型化や低コスト化に寄与している。
次に、電気光学装置の動作について説明する。まず、垂直走査期間の最初において、転
送開始パルスDYが走査線駆動回路130に供給される。この供給によって、図3に示さ
れるように、走査信号G1、G2、G3、…、Gmが順次排他的にアクティブレベルにな
って、それぞれ走査線112に出力される。
ここでまず、走査信号G1がアクティブレベルになる水平有効表示期間について着目す
ると、当該水平有効表示期間の先立つ帰線期間において、信号NRGが、図4(a)に示
されるように、その帰線期間の前後端から隔絶されたプリチャージ期間にてHレベルにな
る。はじめの段階においては、液晶パネル100にどのような表示ムラが発生するのかを
知る必要があるので、プリチャージ電圧生成回路306は、プリチャージ電圧の切り替え
をしない。すなわち、プリチャージ電圧生成回路306は、図4(b)において(1)で
示されるように、チャネルCh1〜Ch6に対するプリチャージ電圧をプリチャージ期間
にわたって正極性書込に対応する電圧Vcで一定とする。
また、信号NRGがHレベルであると、スイッチ308はプリチャージ電圧生成回路3
06によるプリチャージ電圧を選択するので、6本の画像信号線171の電圧は、電圧V
cとなる。さらに、信号NRGがHレベルになると、AND回路142による論理積信号
のレベルにかかわらず、OR回路144の論理積信号はHレベルになるので、すべてのサ
ンプリングスイッチ151がオンする。したがって、信号NRGがHレベルになると、す
べてのデータ線114には、プリチャージ電圧生成回路306によるプリチャージ電圧に
プリチャージされ、ここでは、正極性書込に対応して電圧Vcにプリチャージされること
となる。したがって、プリチャージ電圧生成回路306、スイッチ308、画像信号線1
71、OR回路144およびサンプリング回路150によって、データ線114のプリチ
ャージ回路が構成されることになる。
次に、帰線期間が終了して、水平有効表示期間になり、走査信号G1がアクティブレベ
ルになると、その最初に転送開始パルスDXが、図3または図4(a)に示されるように
、シフトレジスタ140に供給される。これにより、シフトレジスタ140から信号S1
’、S2’、S3’、…、Sn’が出力される。さらに、これらの信号S1’、S2’、
S3’、…、Sn’は、信号ENBとの論理積がAND回路142によってとられて、相
隣接するもの同士、パルス幅が互いに重複しないように期間SMPaに狭められたサンプ
リング信号S1、S2、S3、…、Snとして順番に出力される。
一方、水平走査に同期して供給される映像信号VIDは、第1に、D/A変換回路30
2によってアナログ信号に変換され、第2に、S/P変換回路304によって6チャネル
に分配されるとともに、時間軸に対して6倍に伸長し、さらに、正極性書込に対応して、
電圧Vcを基準に正転して出力される。このため、S/P変換回路による出力電圧は、画
素を黒色とするほど、電圧Vcよりも高位電圧となる。
また、水平有効走査期間では、信号NRGがLレベルになるので、スイッチ308はS
/P変換回路304による出力を選択する。このため、6本の画像信号線171に供給さ
れる信号VID1〜VID6は、S/P変換回路304により変換された画像信号となる
走査信号G1がアクティブレベルになる水平有効走査期間において、サンプリング信号
S1がアクティブレベルになると、左から1番目のブロックに属する6本のデータ線11
4には、画像信号VID1〜VID6のうち対応するものがそれぞれサンプリングされる
。そして、サンプリングされた画像信号VID1〜VID6は、図2において上から数え
て1本目の走査線112と当該6本のデータ線114と交差する画素の画素電極118に
それぞれ印加されることになる。
この後、サンプリング信号S2がアクティブレベルになると、今度は、2番目のブロッ
クに属する6本のデータ線114に、それぞれ画像信号VID1〜VID6がサンプリン
グされて、これらの画像信号VID1〜VID6が、1本目の走査線112と当該6本の
データ線114と交差する画素の画素電極118にそれぞれ印加されることになる。
以下同様にして、サンプリング信号S3、S4、……、Snが順次アクティブレベルに
なると、第3番目、第4番目、…、第n番目のブロックに属する6本のデータ線114に
画像信号VID1〜VID6のうち対応するものがサンプリングされ、これらの画像信号
VID1〜VID6が、1本目の走査線112と、当該6本のデータ線114と交差する
画素の画素電極118にそれぞれ印加されることになる。これにより、第1行目の画素の
すべてに対する書き込みが完了することになる。
続いて、走査信号G2がアクティブになる期間について説明する。本実施形態では、上
述したように、走査線単位の極性反転が行われるので、この水平走査期間においては、負
極性書込が行われることになる。
ここでまず、走査信号G1がアクティブレベルになる水平有効表示期間について着目す
ると、この負極性書込の水平有効表示期間の先立つ帰線期間のうち、プリチャージ期間に
おいて、信号NRGがHレベルになると、プリチャージ電圧生成回路306は、図4(b
)において(2)で示されるように、すべてのチャネルCh1〜Ch6に対するプリチャ
ージ電圧をプリチャージ期間にわたって負極性書込に対応する電圧Vb−とする。
一方、スイッチ308はプリチャージ電圧生成回路306によるプリチャージ電圧を選
択するので、6本の画像信号線171は、電圧Vb−となり、また、OR回路144の論
理積信号がHレベルになって、すべてのサンプリングスイッチ151がオンするので、す
べてのデータ線114には、負極性書込に対応して電圧Vb−にプリチャージされること
となる。
他の動作については走査信号G1がアクティブになる期間と同様であり、サンプリング
信号S1、S2、S3、…、Snが順次アクティブレベルになって、第2行目の画素のす
べてに対する書き込みが完了することになる。ただし、S/P変換回路304では、6チ
ャネルに分配されて、時間軸に対して6倍に伸長された信号が、負正極性書込に対応して
、電圧Vcを基準に反転して出力されるので、その電圧は、画素を黒色とするほど、電圧
Vcよりも低位電圧となる。
以下同様にして、走査信号G3、G4、…、Gmがアクティブになって、第3行目、第
4行目、…、第m行目の画素に対して書き込みが行われることになる。これにより、奇数
行目の画素については正極性書込が行われる一方、偶数行目の画素については負極性書込
が行われて、この1垂直走査期間においては、第1行目〜第m行目の画素のすべてにわた
って書き込みが完了することになる。
そして、次の1垂直走査期間においても、同様な書き込みが行われるが、この際、各行
の画素に対する書込極性が入れ替えられる。すなわち、次の1垂直走査期間において、奇
数行目の画素については負極性書込が行われる一方、偶数行目の画素については正極性書
込が行われることになる。このように、垂直走査期間毎に画素に対する書込極性が入れ替
えられるので、液晶105に直流成分が印加されることがなくなり、液晶105の劣化が
防止される。
このようにして表示された画像が図5(a)に示されるように、各ブロックにおいて最
も左に位置するデータ線114、すなわち、チャネルCh1の画像信号が供給されるデー
タ線114に位置する画素が、他のデータ線114に位置するよりも暗い場合、プリチャ
ージ電圧生成回路306は、チャネルCh1〜Ch6について次のようなプリチャージ電
圧を次のようなタイミングで切り替えるように設定される。
すなわち、プリチャージ電圧生成回路306は、正極性書込において、チャネルCh1
については図4(b)の(3)に示されるように、プリチャージ期間の最初において黒色
に相当する電圧Vb+とし、その後、タイミングt2において灰色に相当する電圧Vg+に
切り替える一方、それ以外のチャネルCh2〜Ch6については図4(b)の(4)に示
されるように、電圧Vb+から電圧Vg+への切り替えを、タイミングt1に早める。また
、プリチャージ電圧生成回路306は、負極性書込において、チャネルCh1については
図4(b)の(5)に示されるように、プリチャージ期間の最初において黒色に相当する
電圧Vb−とし、その後、タイミングt4において灰色に相当する電圧Vg−に切り替える
一方、それ以外のチャネルCh2〜Ch6については図4(b)の(6)に示されるよう
に、電圧Vb−から電圧Vg−への切り替えを、タイミングt3に早める。
チャネルCh1の画像信号が供給されるデータ線114に、プリチャージ電圧として負
極性書込の黒色相当電圧Vb−が印加される期間は、チャネルCh2〜Ch6の画像信号
が供給されるデータ線114と比較して長い。このため、チャネルCh1のデータ線11
4に位置する画素の液晶容量は、チャネルCh2〜Ch6のデータ線114に位置する画
素の液晶容量よりも電圧実効値が光リークにより低下するので、図5(b)に示されるよ
うに、チャネルCh1に相当する画素が、チャネルCh2〜Ch6に相当する画素よりも
明るくなる。したがって、図5(a)に示されるようにも元々発生していた縦スジは、図
5(b)に示される画像との合成の結果、打ち消されて図5(c)に示されるように解消
されることになる。
さらに、チャネルCh1〜Ch6のいずれにおいても、プリチャージ期間の終了時には
、灰色相当電圧Vg+、Vg−であるので、上述したように理想的な状態となり、その後の
灰色相当電圧の書き込みが高速かつ正確に実行されることになり、中間階調の再現性が向
上することになる。
他の画素よりも暗い画素を有するデータ線114へのプリチャージ電圧については、プ
リチャージ電圧として電圧Vb−が印加される期間を長くするほど、当該データ線114
に位置する画素を明るくする方向に補正することができる。ただし、プリチャージ期間の
終了時には、灰色相当電圧Vg−が印加されるようにした方が良い。そして、負極性書込
に対応して、黒色相当電圧Vb−から灰色相当電圧Vg−への切替タイミングを各チャネル
について定めたならば、定めたプリチャージ電圧波形を、電圧Vcを中心に反転させて正
極性書込のプリチャージ電圧波形とすれば良い。
なお、実施形態では、チャネルCh1におけるプリチャージ電圧の切替タイミングを、
チャネルCh2〜Ch6とは異なるようにしたが、この理由は、プリチャージ電圧の変更
前に発生する表示ムラが図5(a)に示されるようなものであることを想定したためであ
る。したがって、表示ムラが図5(a)とは異なるのであれば、プリチャージ電圧の切替
タイミングも実施形態とは当然に異なることになる。
例えば、チャネルCh6の画像信号が供給されるデータ線114に位置する画素が、他
のチャネルCh1〜Ch5のデータ線114に位置するよりも暗い場合、チャネルCh6
におけるプリチャージ電圧の切替タイミングを、チャネルCh1〜Ch5よりも遅くすれ
ば良い。
また、表示ムラを打ち消すように、プリチャージ電圧の切替タイミングを調整するので
はなく、別の表示ムラを積極的に発生させることによって、表示ムラを目立たなくしても
良い。例えば、図6(a)に示されるように縦スジが発生している場合に、図6(b)に
示されるように斜めスジを積極的に発生させて、図6(c)に示されるような合成像とし
て、もともとの縦スジを目立たなくするようにしても良い。本来的に縦または横方向のス
ジは、視認されやすく、比較的目立つが、斜めスジは、縦スジと同程度の階調差で発生し
ても、比較的視認されにくい、という特徴があるので、図6(c)に示されるように、縦
スジと斜めスジとの合成像は比較的視認されにくい。
ここで、斜めスジを発生させるためには、プリチャージ電圧の切替タイミングを異なら
せるチャネルを、水平走査期間毎にシフトさせれば良い。図6(b)の例でいえば、電圧
Vb−(Vb+)から電圧Vg−(Vg+)への切替タイミングを他よりも早めたチャネル、
すなわち、光リークの影響を少なくして画素を暗くするチャネルを、1水平走査期間毎に
、順番に、Ch1→Ch2→Ch3→Ch4→Ch5→Ch6→Ch1というようサイク
ルでシフトさせれば良い。もちろん、シフト量については1チャネル分ずつに限られない
また、実施形態では、縦スジなどの相展開の構成に起因する表示ムラが静的(固定的)
に発生することを前提としたが、表示内容に応じて動的に変化する場合も考えられる。そ
こで、映像データを例えば画素1行分だけ一旦貯め込んで当該映像データによる表示内容
を解析し、その解析結果によって発生するであろう表示ムラを打ち消すようにチャネルC
h1〜Ch6におけるプリチャージ電圧の切替タイミングを個別に制御する構成としても
良い。
実施形態では、垂直走査方向がG1→Gmの方向であり、水平走査方向がS1→Snの
方向であったが、後述するプロジェクタや回転可能な液晶パネルとする場合には、走査方
向を反転させる必要がある。ただし、映像信号VIDは、垂直走査および水平走査に同期
して供給されるので、画像信号処理回路300の全体構成を変更する必要はない。
上述した実施形態にあっては、1つにまとめられた6本のデータ線114に対して、6
チャネルに変換された画像信号VID1〜VID6をサンプリングする構成したが、チャ
ネル数および同時に印加するデータ線数(すなわち、1つにまとめるデータ線数)は、「
6」に限られるものではなく、2以上であれば良い。例えば、チャネル数および同時に印
加するデータ線の数を「3」や、「12」、「24」として、3本や、12本、24本の
データ線に対して、3、12、24チャネルに分配した補正画像信号を供給する構成とし
ても良い。なお、チャネル数としては、カラーの画像信号が3つの原色に係る信号からな
ることとの関係から、3の倍数であることが制御や回路などを簡易化する上で好ましい。
ただし、後述するプロジェクタのように単なる光変調の用途の場合には、3の倍数である
必要はない。
一方、上述した実施形態において、画像信号処理回路300は、ディジタルの映像信号
VIDを処理するものとしたが、アナログの画像信号を処理する構成としても良い。さら
に、上述した実施形態にあっては、対向電極108と画素電極118との電圧実効値が小
さい場合に白色表示を行うノーマリーホワイトモードとして説明したが、黒色表示を行う
ノーマリーブラックモードとしても良い。
また、実施形態では、プリチャージ電圧生成回路306によってプリチャージ信号を生
成して、S/P変換回路304によって変換された画像信号に置き換える構成としたが、
ディジタルの映像信号VIDに、ディジタルのプリチャージ信号に相当するデータを重畳
させる構成としても良い。
さらに、上述した実施形態では、液晶としてTN型を用いたが、BTN(Bi-stable Tw
isted Nematic)型・強誘電型などのメモリ性を有する双安定型や、高分子分散型、さら
には、分子の長軸方向と短軸方向とで可視光の吸収に異方性を有する染料(ゲスト)を一
定の分子配列の液晶(ホスト)に溶解して、染料分子を液晶分子と平行に配列させたGH
(ゲストホスト)型などの液晶を用いても良い。
また、電圧無印加時には液晶分子が両基板に対して垂直方向に配列する一方、電圧印加
時には液晶分子が両基板に対して水平方向に配列する、という垂直配向(ホメオトロピッ
ク配向)の構成としても良いし、電圧無印加時には液晶分子が両基板に対して水平方向に
配列する一方、電圧印加時には液晶分子が両基板に対して垂直方向に配列する、という平
行(水平)配向(ホモジニアス配向)の構成としても良い。このように、本発明では、液
晶や配向方式として、種々のものに適用することが可能である。
<電子機器>
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器のいくつかについて説明
する。
<その1:プロジェクタ>
まず、上述した液晶パネル100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7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2100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット
2102が設けられている。このランプユニット2102から射出された投射光は、内部
に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によって
R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ1
00R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれる。なお、B色の光は、他のR色やG
色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレー
レンズ2123および出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導か
れる。
ここで、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bの構成は、上述した実施形態
における液晶パネル100と同様であり、画像信号処理回路(図7では省略)から供給さ
れるR、G、Bの各色に対応する画像信号でそれぞれ駆動されるものである。すなわち、
このプロジェクタ2100では、液晶パネル100を含む電気光学装置が、R、G、Bの
各色に対応して3組設けられ、各色の液晶パネルにおける縦スジ等のムラが、それぞれ目
立たなくなるように補正された構成となっている。
ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイク
ロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム
2112において、R色およびB色の光は90度に屈折する一方、G色の光は直進する。
したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ2114
によってカラー画像が投射されることとなる。
なお、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bには、ダイクロイックミラー2
108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、上述したようにカラ
ーフィルタを設ける必要はない。また、ライトバルブ100R、100Bの透過像は、ダ
イクロイックミラー2112により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ10
0Gの透過像はそのまま投射されるので、ライトバルブ100R、100Bによる水平走
査方向は、ライトバルブ100Gによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた
像を表示する構成となっている。
<その2:モバイル型コンピュータ>
次に、上述した電気光学装置を、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8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。図に
おいて、コンピュータ2200は、キーボード2202を備えた本体部2204と、表示
部として用いられる液晶パネル100とを備えている。なお、この背面には、視認性を高
めるためのバックライトユニット(図示省略)が設けられる。
<その3:携帯電話>
さらに、上述した電気光学装置を、携帯電話の表示部に適用した例について説明する。
図9は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話2300は、複
数の操作ボタン2302のほか、受話口2304、送話口2306とともに、表示部とし
て用いられる液晶パネル100を備えるものである。なお、この液晶パネル100の背面
にも、視認性を高めるためのバックライトユニット(図示省略)が設けられる。
<電子機器のまとめ>
なお、電子機器としては、図7、図8および図9を参照して説明した他にも、テレビジ
ョンや、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、ディジタルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられ
る。そして、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る表示パネルが適用可能なの
は言うまでもない。
本発明の実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。 同電気光学装置における液晶パネルの構成を示すブロック図である。 同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。 同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。 同電気光学装置における表示例を示す図である。 同電気光学装置におけるその他の表示例を示す図である。 実施形態に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す断面図である。 実施形態に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 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の構成を示す斜視図である。 従来の液晶パネルの構成を示す図である。 液晶パネルの交流駆動の説明図である。 液晶パネルにおける縦クロストークを示す図である。 液晶パネルにおけるTFTの光リークを説明するための図である。 相展開の構成を示す図である。
符号の説明
100…液晶パネル、112…走査線、114…データ線、116…TFT、118…
画素電極、130…走査線駆動回路、140…シフトレジスタ、150…サンプリング回
路、200…制御回路、300…画像信号処理回路、306……プリチャージ電圧生成回
路、2100…プロジェクタ、2200…パーソナルコンピュータ、2300…携帯電話

Claims (6)

  1. 複数の走査線と、一定本数毎にブロック化された複数のデータ線との交差に対応して設
    けられるとともに、対応する走査線が選択されたときに、対応するデータ線に供給された
    画像信号が書き込まれる画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、
    前記各画素に供給すべき画像信号を、前記ブロックを構成するデータ線数分のチャネル
    に分配して、チャネル数分の画像信号線にそれぞれ供給し、
    複数の走査線の各々を順番に選択し、
    一の走査線を選択する前のプリチャージ期間のうち、前半期間に各データ線を第1電圧
    にプリチャージし、続く後半期間に第2電圧にプリチャージするとともに、一のチャネル
    に対応付けられたデータ線において前記第1電圧から前記第2電圧に切り替えるタイミン
    グを、他のチャネルに対応付けられたデータ線において前記第1電圧から前記第2電圧に
    切り替えるタイミングと異ならせ、
    前記プリチャージ期間の後であって、一の走査線が選択される選択期間において、ブロ
    ックを順番に1つずつ選択するとともに、前記画像信号線の各々に分配された画像信号を
    、選択したブロックに属するデータ線のうち、対応付けられるデータ線にそれぞれサンプ
    リングする
    ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
  2. 前記画素は、画素電極と対向電極との間に液晶が挟持された液晶容量と、
    走査線が選択されたときに、対応するデータ線と前記画素電極との間においてオンする
    スイッチング素子とを有するものであり、
    前記対向電極の電圧よりも高位電圧を前記画素電極に書き込む場合には、当該書き込み
    前のプリチャージ期間における第1電圧を第2電圧よりも高くする一方、前記対向電極の
    電圧よりも低位電圧を前記画素電極に書き込む場合には、当該書き込み前のプリチャージ
    期間における第1電圧を第2電圧よりも低くする
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の駆動方法。
  3. 前記一のチャネルを、前記プリチャージ期間の都度変更する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の駆動方法。
  4. 前記第2電圧は、
    画像信号において画素を最高階調と最低階調との間の中間階調電圧に相当する電圧であ

    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の駆動方法。
  5. 複数の走査線と、一定本数毎にブロック化された複数のデータ線との交差に対応して設
    けられるとともに、対応する走査線が選択されたときに、対応するデータ線に供給された
    画像信号が書き込まれる画素を有する電気光学装置であって、
    前記各画素に供給すべき画像信号を、前記ブロックを構成するデータ線数分のチャネル
    に分配して、チャネル数分の画像信号線にそれぞれ供給する分配回路と、
    複数の走査線の各々を順番に選択する走査線駆動回路と、
    前記走査線駆動回路によって一の走査線が選択される前のプリチャージ期間のうち、前
    半期間に各データ線を第1電圧にプリチャージし、続く後半期間に第2電圧にプリチャー
    ジするプリチャージ回路であって、一のチャネルに対応付けられたデータ線において前記
    第1電圧から前記第2電圧に切り替えるタイミングを、他のチャネルに対応付けられたデ
    ータ線において前記第1電圧から前記第2電圧に切り替えるタイミングと異ならせたプリ
    チャージ回路と
    前記プリチャージ期間の後であって、前記走査線駆動回路によって一の走査線が選択さ
    れる選択期間において、ブロックを順番に1つずつ選択するとともに、前記画像信号線の
    各々に分配された画像信号を、選択したブロックに属するデータ線のうち、対応付けられ
    るデータ線にそれぞれサンプリングするデータ線駆動回路と
    を有することを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項5に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
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