JP4461687B2 - 電気光学パネル、その駆動回路及び駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のデータ線と複数の走査線との交差に対応して設けられた各画素内に記憶手段を有する電気光学パネル、その駆動回路及び駆動方法、並びにこれを用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学物質として液晶を用いる液晶パネルとしてアクティブマトリックス型のものがある。この液晶パネルは、複数の走査線と複数のデータ線とを備え、データ線と走査線との交差に対応して、画素がマトリックス状に配置されている。さらに、画素内にＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を備え、消費電力を低減する技術も公知である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図２１に、従来の画素の構成を示す。従来の画素は、液晶容量ＬＣ、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３、及びトランジスタＴｒ４並びにＴｒ５で構成されるインバータを備える。この回路構成において、液晶容量ＬＣには１ビットの画像データに応じた電荷が蓄積される。そして、所定周期で液晶容量ＬＣに蓄積した電荷を再書き込みする。具体的には、Ｔｒ１をオフ状態にして、Ｔｒ２及びＴｒ３のオン・オフを、Ｔｒ２：オフ、Ｔｒ３：オフ→Ｔｒ２：オフ、Ｔｒ３：オン→Ｔｒ２：オフ、Ｔｒ３：オフに制御することによって電荷の再書き込みを実行する。そして、液晶容量ＬＣに電荷を保持する期間にあっては、Ｔｒ２をオン状態にする一方、Ｔｒ３をオフ状態にする。
【０００４】
この画素構成によれば、電荷の再書き込み時に液晶に印加する電圧極性を反転させることができ、かつ、データ線を介して画像データを再書き込みする必要がないので液晶パネルの消費電力を削減することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０７４５３号公報（図２２、図２４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術おいて、電荷の再書き込みから電荷の保持に切り替わると、液晶容量ＬＣとインバータの入力容量との間で容量結合が発生し、電荷がそれらの間で移動する。このため、再書き込み時に液晶容量ＬＣに高電位ＶＤＤに対応する電荷が書き込まれているとすれば、再書き込みから保持に切り替わるタイミングで、液晶容量ＬＣの電位が低下してインバータの入力電位が高電位ＶＤＤを下回る。従って、インバータを構成するトランジスタＴｒ４のオフ抵抗が低下し、誤動作が生じ易くなるといった問題があった。また、トランジスタＴｒ４のオフ抵抗が低下すると、リーク電流が発生し、消費電力の増大を招くといった問題もあった。
【０００７】
また、特許文献１には、対向電極電位（対向電極電位）を１フレーム毎に極性を反転させる技術が開示されているが、画素に記憶されている画像データの書き換えについては、対向電極電位を画素に書き込むべき画像データに反映させる点については開示がない。さらに、従来の技術は、再書き込み期間（読出期間）が保持期間より長く、消費電力が大きい。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、誤動作を防止すると共に消費電力を削減可能な電気光学パネルの駆動回路等を提供することを解決課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学パネルは、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する保持容量と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記保持容量との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記保持容量と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記保持容量と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子と、前記反転手段の出力と接続される画素電極と、前記画素電極と対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に挟持される電気光学素子と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、電気光学素子に蓄積される電荷とは、独立した保持容量に蓄積される電荷を用いてデータを画素内に記憶することができる。電気光学素子は、印加電圧に応じて透過率や発光量が調整されるので、そこに一旦蓄積された電荷は移動させないことが望ましい。本発明では、電気光学素子の電気光学容量と反転手段の入力容量とが結合して、電気光学素子に蓄積された電荷が入力容量に移動することがない。従って、高品質の画像を表示することが可能となる。なお、電気光学素子とは、電気エネルギーによって、透過率又は発光量が調整される物質の意味である。例えば、電荷保持能力を有する電気光学素子としては、液晶などがあり、直流で駆動されるものとしては、有機発光ダイオード素子等が該当する。
【００１１】
次に、本発明に係る電気光学パネルの駆動回路は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動するものであって、保持期間においては、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、読出期間おいては、前記第１スイッチング素子をオフ状態にし、且つ、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御する制御手段と、前記保持期間においては、前記反転手段へ前記高電位電源として第１高電位を供給するとともに前記低電位電源として第１低電位を供給し、前記読出期間においては前記反転手段へ前記高電位電源として前記第１高電位よりも高い第２高電位を供給するとともに前記低電位電源として前記第１低電位よりも低い第２低電位を供給する電源供給手段とを備える。
【００１２】
この発明によれば、読出期間における高電位電源の電位は保持期間よりも高電位であり、読出期間における低電位電源の電位は保持期間よりも低電位である。反転手段の出力信号は、保持期間と比較して読出期間の方が大振幅となるから、電荷保持手段には大振幅に対応する電荷が書き込まれる。そして、読出期間から保持期間へ移行すると、第２スイッチング素子がオン状態となって電荷保持手段と反転手段の入力容量が容量結合して電荷の移動が生じる。この際、反転手段の入力信号の振幅は低下するが、反転手段の電源電圧は下がっているので、振幅が低下した入力信号であっても反転手段は正常に動作し、また、リーク電流を低減させることができる。
【００１３】
次に、本発明に係る電気光学パネルの駆動回路は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動するものであって、読出期間と保持期間とを交互に所定周期で繰り返し、前記保持期間においては、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、前記読出期間おいては、前記第１スイッチング素子をオフ状態にし、且つ、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御し、１周期に占める前記保持期間が前記読出期間よりも長くなるように設定する制御手段を備える。
【００１４】
この発明によれば、読出期間と保持期間とを所定周期で交互に繰り返すので、データ線を介してデータを書き込まなくても電気光学素子へ安定した電圧を印加することができる。また、読出期間は保持期間より短いので、電力を無駄に消費することがない。従って、消費電力を大幅に削減することができる。
【００１５】
ここで、前記電気光学パネルは、前記走査線、前記データ線、前記電荷保持手段、前記反転手段、前記第１乃至第３スイッチング素子、及び前記反転手段の出力と接続される画素電極が形成される第１基板、対向電極が形成される第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板とに挟持される電気光学素子を備えることが好ましい。あるいは、前記電気光学パネルは、前記走査線、前記データ線、前記反転手段、前記第１乃至第３スイッチング素子、及び前記反転手段の出力と接続される画素電極が形成される第１基板、対向電極が形成される第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板とに挟持される電気光学素子を備え、前記電荷保持手段は、前記画素電極、前記対向電極及び前記電気光学素子を含む電気光学容量であることが好ましい。
【００１６】
また、上述した電気光学パネルの駆動回路は、前記読出期間から前記保持期間へ移行するタイミングで、基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する対向電極駆動手段を備えることが好ましい。この場合には、対向電極電位の極性切替時に電気光学素子に大振幅の電圧を印加することができるから、電気光学素子の応答速度が早くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかなる。さらに、読出期間には電気光学素子に大振幅の電圧が印加されるので、当該期間において実効電圧を稼ぐことができ、その分、保持期間中に電気光学素子に印加する電圧を下げることができる。これにより、消費電力を削減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る電気光学パネルの駆動回路は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段、前記反転手段の出力と接続される画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、前記画素電極と前記対向電極との間に挟持される電気光学素子、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子、及び前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動するものであって、所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する対向電極駆動手段と、前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給するデータ供給手段と、前記データ供給手段から出力される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成してデータ線へ供給するから、対向電極電位が一方の極性になるまで、データの書き換えを待つ必要がない。従って、画素に記憶されるデータの書き換えを必要に応じてそくざに実行することができる。この結果、表示画面の切替えが速くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかになる。
【００１９】
また、本発明に係る電気光学パネルの駆動回路は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段、前記反転手段の出力と接続される画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、前記画素電極と前記対向電極との間に挟持される電気光学素子、前記データ線と前記画素電極との間に設けられた第１スイッチング素子、前記画素電極と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子、及び前記画素電極と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動するものであって、所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する対向電極駆動手段と、前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給するデータ供給手段と、前記データ供給手段から出力される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御する制御手段と、を備える。この発明によれば、上述した発明と同様に、表示画面の切替えが速くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかになる。
【００２０】
ここで、前記データ供給手段は、前記画像データと前記対向電極電位の極性を示す信号との排他的論理和を演算して前記出力画像データを生成する論理回路を備えることが好ましい。例えば、イクスクルーシブノア回路が該当する。
【００２１】
また、前記反転手段は、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタとＮチャネル型の薄膜トランジスタを備え、前記第１乃至第３スイッチング素子は薄膜トランジスタで構成してもよい。
【００２２】
次に、本発明に係る電子機器は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられ電気光学素子を含む各画素を備えた電気光学パネルと、上述した電気光学パネルの駆動回路と、を備える。このような電子機器としては、例えば、例えば、ビデオカメラに用いられるビューファインダ、携帯電話機、ノート型コンピュータ、ビデオプロジェクタ等が該当する。
【００２３】
本発明に係る電気光学パネルの駆動方法は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動する方法であって、保持期間においては、前記反転手段へ前記高電位電源として第１高電位を供給するとともに前記低電位電源として第１低電位を供給し、且つ、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、読出期間においては、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御し、且つ、前記反転手段へ前記高電位電源として前記第１高電位よりも高い第２高電位を供給するとともに前記低電位電源として前記第１低電位よりも低い第２低電位を供給することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、読出期間における高電位電源の電位は保持期間よりも高電位であり、読出期間における低電位電源の電位は保持期間よりも低電位である。反転手段の出力信号は、保持期間と比較して読出期間の方が大振幅となるから、電荷保持手段には大振幅に対応する電荷が書き込まれる。そして、読出期間から保持期間へ移行すると、第２スイッチング素子がオン状態となって電荷保持手段と反転手段の入力容量が容量結合して電荷の移動が生じる。この際、反転手段の入力信号の振幅は低下するが、反転手段の電源電圧は下がっているので、振幅が低下した入力信号であっても反転手段は正常に動作し、また、リーク電流を低減させることができる。
【００２５】
次に、本発明に係る電気光学パネルの駆動方法は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルを駆動する方法であって、読出期間と保持期間とを交互に所定周期で繰り返し、前記保持期間においては、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、前記読出期間おいては、前記第１スイッチング素子をオフ状態にし、且つ、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御し、１周期に占める前記保持期間が前記読出期間よりも長くなるように設定することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、読出期間と保持期間とを所定周期で交互に繰り返すので、データ線を介してデータを書き込まなくても電気光学素子へ安定した電圧を印加することができる。また、読出期間は保持期間より短いので、電力を無駄に消費することがない。従って、消費電力を大幅に削減することができる。
【００２７】
ここで、前記電気光学パネルは、前記反転手段の出力と接続される画素電極が形成される第１基板、対向電極が形成される第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板とに挟持される電気光学素子を備え、前記読出期間から前記保持期間へ移行するタイミングで、基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給することが好ましい。この場合には、対向電極電位の極性切替時に電気光学素子に大振幅の電圧を印加することができるから、電気光学素子の応答速度が早くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかなる。さらに、読出期間には電気光学素子に大振幅の電圧が印加されるので、当該期間において実効電圧を稼ぐことができ、その分、保持期間中に電気光学素子に印加する電圧を下げることができる。これにより、消費電力を削減することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る電気光学パネルの駆動方法は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段、前記反転手段の出力と接続される画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、前記画素電極と前記対向電極との間に挟持される電気光学素子、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子、及び前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルの駆動する方法であって、所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給し、前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給し、前記データ線へ供給される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成してデータ線へ供給するから、対向電極電位が一方の極性になるまで、データの書き換えを待つ必要がない。従って、画素に記憶されるデータの書き換えを必要に応じてそくざに実行することができる。この結果、表示画面の切替えが速くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかになる。
【００３０】
次に、本発明に係る電気光学パネルの駆動方法は、複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段、前記反転手段の出力と接続される画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、前記画素電極と前記対向電極との間に挟持される電気光学素子、前記データ線と前記画素電極との間に設けられた第１スイッチング素子、前記画素電極と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子、及び前記画素電極と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルの駆動する方法であって、所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給し、前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給し、前記データ線へ出力される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御することを特徴とする。この発明によれば、上述した発明と同様に、表示画面の切替えが速くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１：電気光学装置の全体構成＞
まず、本発明に係る電気光学パネルを用いた電気光学装置として、電気光学材料として液晶を用いた液晶装置を一例にとって説明する。図１は本発明の第１実施形態に係わる液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。液晶装置は、主要部として液晶パネルＡＡ、電源供給回路３００、タイミング発生回路４００、及びデータ供給回路５００を備える。
【００３２】
液晶パネルＡＡは、素子基板と対向基板とを備え、それらの間に液晶が充填されて構成される。素子基板には、画像表示領域Ａ、走査線駆動回路１００、及びデータ線駆動回路２００が形成される。これらの回路は、画像表示領域Ａにおけるトランジスタと同一のプロセスで同時に形成される。なお、このトランジスタは、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する）によって構成される。
【００３３】
画像表示領域Ａには、図１に示されるように、複数の走査線２が、Ｘ方向に沿って平行に配列して形成される一方、複数のデータ線３が、Ｙ方向に沿って平行に配列して形成されている。そして、走査線２とデータ線３との交差付近においては、画素Ｐがマトリックス状に配置されている。画素Ｐの詳細は後述するが、画素Ｐは、素子基板に形成される画素電極、対向基板に形成される対向電極、及びこれらの基板間に挟持される液晶で構成される液晶容量ＬＣを有する。
【００３４】
タイミング発生回路４００は、各種のタイミング信号を生成し、液晶パネルＡＡ、電源供給回路３００及び対向電極駆動回路６００に供給する。第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２は、１フィールド周期の信号であって、画素Ｐを構成する所定のトランジスタを制御する。Ｘ走査開始パルスＳＰＸは、水平走査の開始を指示するパルスであって、ハイレベルでアクティブとなる１水平走査周期のパルスである。Ｘクロック信号ＣＫＸは、画像データＤと同期した信号である。
【００３５】
Ｙ走査開始パルスＳＰＹは、垂直走査の開始を指示するパルスであって、ハイレベルでアクティブとなるパルスである。Ｙクロック信号ＹＣＫは２水平走査周期の信号である。極性反転信号ＫＨは、液晶に印加する電圧の極性を指示する信号である。この例では、所定の基準電位を中心として対向電極の電位を１フィールド周期で反転するとともに、これに同期して、画素電極の電位を反転させる。これにより、液晶に印加される電圧は１フィールド周期でその極性が反転されることになる。
【００３６】
電源供給回路３００は、第１高電位ＶＤＤ、第２高電位ＶＨＨ、第１低電位ＶＳＳ、及び第２低電位ＶＬＬを生成する定電圧源と選択回路とを備える。そして、所定期間に第２高電位ＶＨＨを高電位電源ＶＤＤＭとして出力すると同時に第２低電位ＶＬＬを低電位電源ＶＳＳＭとして出力する一方、他の期間に第１高電位ＶＤＤを高電位電源ＶＤＤＭとして出力すると同時に第１低電位ＶＳＳを低電位電源ＶＳＳＭとして出力する。高電位電源ＶＤＤＭと低電位電源ＶＳＳＭとは各画素Ｐに供給される。さらに、電源供給回路３００は、走査線駆動回路１００．データ線駆動回路２００、タイミング発生回路４００、及びデータ供給回路５００に対して所定の電源を供給する。
【００３７】
データ線駆動回路２００は、シフトレジスタ、第１ラッチ回路群、及び第２ラッチ回路群を備える。シフトレジスタはＸ転送開始パルスＳＰＸをＸクロック信号ＣＫＸに同期して順次シフトして、画像データＤをサンプリングするサンプリングパルスを生成し、これを第１データラッチ回路群に供給する。第１データラッチ回路群は、画像データＤをサンプリングパルスに基づいてラッチして点順次データをサンプルする。第２データラッチ回路群は点順次データをラッチパルスＬＰに従ってラッチして線順次データを生成する。この線順次データは１ビットの画像データであり、図示せぬイクスクルーシブオア回路を介して出力画像データとして各データ線３に供給される。なお、イクスクルーシブオア回路の一方の入力端子には極性反転信号ＫＨが供給され、他方の入力端子には線順次データが供給されるようになっている。
【００３８】
＜１−２：画素の構成＞
図２は、１画素の構成を示す回路図である。この図に示すように、１画素Ｐは、第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２、第３トランジスタＴＲ３、インバータＩＮＶ、保持容量Ｃ及び液晶容量ＬＣを備える。インバータＩＮＶは反転回路として機能し、第４トランジスタＴＲ４及び第５トランジスタＴＲ５を備える。これらのトランジスタは、スイッチング素子として機能し、またＴＦＴによって構成されている。
【００３９】
第１トランジスタＴＲ１のソースはデータ線３に接続され、そのゲートは走査線２に接続され、さらに、ドレインは保持容量Ｃの一方の端子に接続される。従って、走査線２を介して供給される走査信号ＷＲＴがハイレベル（アクティブ）となると、データ線３の電位がトランジスタＴＲ１を介して保持容量Ｃに取り込まれる。これにより、出力画像データＤｏｕｔに応じた電荷が保持容量Ｃに蓄積される。
【００４０】
トランジスタＴＲ２は保持容量ＣとインバータＩＮＶの入力との間に設けられており、ソースが保持容量Ｃの一端と接続され、ドレインがインバータＩＮＶの入力と接続され、さらに、ゲートには第２制御線Ｌ２を介して第２フィールド信号ＦＬＤ２が供給されるようになっている。トランジスタＴＲ３は、保持容量ＣとインバータＩＮＶの出力との間に設けられており、ソースが保持容量Ｃの一端と接続され、ドレインがインバータＩＮＶの出力と接続され、さらに、ゲートには第１制御線Ｌ１を介して第１フィールド信号ＦＬＤ１が供給されるようになっている。また、インバータＩＮＶの出力には画素電極６が接続される。画素電極６、これに対向する対向電極１５８及び液晶によって液晶容量ＬＣが構成される。
【００４１】
＜１−３：液晶パネルＡＡの駆動＞
次に、液晶パネルＡＡの駆動動作について、読出動作と書込動作に分かち説明する。書込動作とは、データ線３を介して出力画像データＤｏｕｔを画素Ｐに書き込むことであり、読出動作とは、一旦、画素Ｐに書き込んだ出力画像データＤｏｕｔを画素Ｐの内部で再書き込みすること及び出力画像データＤｏｕｔを保持することをいう。
【００４２】
＜１−３−１：読出動作＞
まず、読出動作について説明する。読出動作時には、画素Ｐの内部にデータ線３の電位を取り込む必要がないので、走査信号ＷＲＴを非アクティブとしてトランジスタＴＲ１をオフ状態とする。
【００４３】
図３に、読出動作時における図２に示す画素Ｐ及びその周辺構成の等価回路を示す。この図において、スイッチＳＷ２はトランジスタＴＲ２に、スイッチＳＷ３はトランジスタＴＲ３に相当する。また、電荷保持手段は保持容量Ｃに、電気光学素子は液晶（液晶容量ＬＣ）に相当する。図４は、図３に示す等価回路における読出動作時のタイミングチャートである。この図に示すように、読出動作の１フィールド期間Ｔｆは、読出期間Ｔ１と保持期間Ｔ２とによって構成される。
【００４４】
読出期間Ｔ１は保持期間Ｔ２より短く設定される。これは、読出期間Ｔ１においては、後述するように電荷の再書き込みを実行するため電力を消費するが、保持期間Ｔ２においては電力を殆ど消費しないため、前者の時間を後者より短時間とすることで、消費電力を低減するためである。
【００４５】
また、１フィールド周期Ｔｆ内に読出期間Ｔ１と保持期間Ｔ２を設けたのは、表示ムラを無くすためである。即ち、読出期間Ｔ１をランダムに設定し、その他の期間を保持期間Ｔ２とすると、液晶の印加電圧が変動するので階調差として人に認識されることがあるが、所定周期で読出期間Ｔ１と保持期間Ｔ２とを繰り返せば、液晶の電圧変動に基づく諧調変動が人の視覚特性によって積分され、階調差を認識させないようにできるからである。
【００４６】
まず、読出期間Ｔ１のうち期間Ｔ１Ａでは、第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブとなる。このとき、電荷保持手段（保持容量Ｃ）は、インバータＩＮＶ及び電気光学素子（液晶容量ＬＣ）から分離される。そして、インバータＩＮＶの入力容量には所定の電荷が蓄積される。この場合、インバータＩＮＶの入力論理レベルは、スイッチＳＷ２がオフされる前の状態と同じである。
【００４７】
次に、期間Ｔ１Ｂにおいて第２フィールド信号ＦＬＤ２の非アクティブが維持された状態で第１フィールド信号ＦＬＤ１がアクティブとなる。このとき、電荷保持手段（保持容量Ｃ）は、インバータＩＮＶの出力及び電気光学素子（液晶容量ＬＣ）と接続される。インバータＩＮＶの出力論理レベルは出力論理レベルを反転したものとなるから、電荷保持手段には前の論理レベルを反転した論理レベルとなる電荷が書き込まれる。
【００４８】
次に、期間Ｔ１Ｃにおいて第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブとなる。これにより、電荷保持手段（保持容量Ｃ）が、インバータＩＮＶ及び電気光学素子（液晶容量ＬＣ）から分離される。このように再書込期間において、電荷保持手段には、論理レベルを反転する電荷が書き込まれる。これにより、リーク電流による電荷保持手段の電圧低下が防止される。
【００４９】
次に、保持期間Ｔ２においては、第１フィールド信号ＦＬＤ１が非アクティブの状態で、第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブ（ローレベル）からアクティブ（ハイレベル）へと遷移する。このとき、電荷保持手段とインバータＩＮＶの入力容量とが結合して電荷の移動が起こる。電荷保持手段には論理レベルを反転する電荷が書き込まれているから、インバータＩＮＶの出力論理レベルは反転する。
【００５０】
また、図４に一点鎖線で示すように読出期間Ｔ１から保持期間Ｔ２へ切り替わるタイミングで、対向電極電位ＬＣＣＯＭの極性が反転する。この結果、当該タイミングにおいて、液晶の印加電圧の極性が反転することになる。
【００５１】
図５に電気光学素子に対する印加電圧を示す。この図に示すように読出期間Ｔ１に電気光学素子に印加される電圧をＶ１、保持期間に電気光学素子に印加される電圧をＶ２とすると、実効電圧Ｖｒｍｓは、以下の式で与えられる。
Ｖｒｍｓ＝（Ｔ１*Ｖ１＋Ｔ２*Ｖ２）／Ｔｆ
【００５２】
ここで、図４に示す例において、Ｖ１及びＶ２は、極１と極２の電位差で与えられる。Ｖ１＝ＶＨＨ−ＶＬＬ、Ｖ２＝ＶＨＨ−ＶＳＳ＝ＶＤＤ−ＶＬＬとなる。また、インバータＩＮＶには、高電位電源ＶＤＤＭと低電位電源ＶＳＳＭが供給されるが、読出期間Ｔ１において、高電位電源ＶＤＤＭは第２高電位ＶＨＨとなり、低電位電源ＶＳＳＭは第２低電位ＶＬＬとなる。そして、保持期間Ｔ２において、高電位電源ＶＤＤＭは第１高電位ＶＤＤとなり、低電位電源ＶＳＳＭは第１低電位ＶＳＳとなる。すなわち、読出期間Ｔ１は保持期間Ｔ２と比較してインバータＩＮＶの電源電圧を昇圧している。これは、インバータＩＮＶを構成するトランジスタＴＲ４及びＴＲ５を誤動作させることなく正常に反転動作させるためである。この点について図６を参照して説明する。
【００５３】
図６は画素Ｐの各部における電位を示す詳細なタイミングチャートである。なお、同図において、“ＳＴＧ”は、図２に示すように電荷保持手段たる保持容量ＣとトランジスタＴＲ２及びＴＲ３との接続点の電位（以下、保持電位と称する）を示す符号であり、“ＰＸＬ”はインバータＩＮＶの出力電位を示す符号である。
【００５４】
ここで、保持容量Ｃの容量値をＣｈ１、インバータＩＮＶの入力容量をＣｉｎとする。仮に、読出期間Ｔ１において高電位電源ＶＤＤＭを第１高電位ＶＤＤとし、低電位電源ＶＳＳＭを第１低電位ＶＳＳにし、保持電位ＳＴＧがハイレベル即ち、ＳＴＧ＝ＶＤＤであったとする。この場合、読出期間Ｔ１の終了直前において、保持容量Ｃに蓄積される電荷量Ｑは、Ｑ＝Ｃｈ１・ＶＤＤとなる。
【００５５】
そして、読出期間Ｔ１から保持期間Ｔ２へ移行すると、トランジスタＴＲ２がオフ状態からオン状態へ変化し、保持容量Ｃと入力容量Ｃｉｎとが容量結合される。保持容量Ｃに蓄積されていた電荷が入力容量Ｃへ移動すると、インバータＩＮＶの入力電位Ｖは、Ｖ＝Ｃｈ１・ＶＤＤ／（Ｃｈ１＋Ｃｉｎ）となる。つまり、インバータＩＮＶの入力電位Ｖは第１高電位ＶＤＤを下回る。これによって、インバータＩＮＶを構成するトランジスタＴＲ４のオフ抵抗値が低下し、トランジスタＴＲ４は完全なオフ状態ではなくなり、リーク電流が流れるとともに誤動作が生じ易くなる。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、読出期間Ｔ１において高電位電源ＶＤＤＭを第２高電位ＶＨＨとし、低電位電源ＶＳＳＭを第２低電位ＶＬＬにしている。従って、読出期間Ｔ１の終了直前において、保持容量Ｃに蓄積される電荷量Ｑは、Ｑ＝Ｃｈ１・ＶＨＨとなる。また、読出期間Ｔ１から保持期間Ｔ２へ移行して、保持容量Ｃと入力容量Ｃｉｎとが容量結合されると、インバータＩＮＶの入力電位Ｖは、Ｖ＝Ｃｈ１・ＶＨＨ／（Ｃｈ１＋Ｃｉｎ）となる。
【００５７】
第２高電位ＶＨＨは、第１高電位ＶＤＤよりも高電位であるから、読出期間Ｔ１においてインバータＩＮＶの電源電圧を昇圧しない場合と比較して、入力電位Ｖを高電位にすることができる。これにより、トランジスタＴＲ４のオフ抵抗値の低下を防止し、リーク電流値を低減するとともに信頼性を向上させることができる。
【００５８】
ここで、トランジスタＴＲ４の閾値電圧をＶｔｈ４としたとき、トランジスタＴＲ４のオフ状態を維持するためには、｜Ｖｔｈ４｜＞｜Ｃｈ１・ＶＨＨ／（Ｃｈ１＋Ｃｉｎ）−ＶＤＤ｜であることが好ましい。この場合には、トランジスタＴＲ４のゲート−ソース間電圧が閾値電圧Ｖｔｈ４を下回るので、トランジスタＴＲ４を確実にオフさせることができる。
【００５９】
また、トランジスタＴＲ５の閾値電圧をＶｔｈ５としたとき、トランジスタＴＲ５のオフ状態を維持するためには、｜Ｖｔｈ５｜＞｜Ｃｈ１・ＶＬＬ／（Ｃｈ１＋Ｃｉｎ）−ＶＳＳ｜であることが好ましい。この場合には、トランジスタＴＲ５のドレイン−ゲート間電圧が閾値電圧Ｖｔｈ５を下回るので、トランジスタＴＲ５を確実にオフさせることができる。
【００６０】
図６に示す例では、保持期間Ｔ２において保持電位ＳＴＧ（入力電位Ｖ）が、第２高電位ＶＤＤを上回るので、トランジスタＴＲ４を確実にオフさせることができる。
【００６１】
また、読出期間Ｔ１から保持期間Ｔ２へ移行するタイミングで、対向電極電位ＬＣＣＯＭの極性を反転させる。これによって、対向電極電位ＬＣＣＯＭの極性切替時に液晶容量ＬＣに大振幅の電圧を印加することができるから、液晶の応答速度が早くなり、動画やポインタの移動、あるいはスクロール表示等の動きが滑らかなる。さらに、読出期間Ｔ１には液晶に大振幅の電圧が印加されるので、当該期間において実効電圧を稼ぐことができ、その分、保持期間Ｔ２中に液晶に印加する電圧を下げることができる。これにより、消費電力を削減することができる。
【００６２】
＜１−３−２：書込動作＞
次に、書込出動作について説明する。書込動作時には、画素Ｐの内部にデータ線３の電位を取り込む必要があるので、走査信号をアクティブとしてトランジスタＴＲ１をオン状態とする。
【００６３】
図７に、書込動作時における図２に示す画素及びその周辺構成の等価回路を示す。この図において、スイッチＳＷ１はトランジスタＴＲ１に相当する。また、データ供給手段は、データ線駆動回路２００に相当する。データ供給手段は、その出力段に排他的論理和を演算するイクスクルーシブオア回路ＥＸＯＲを備える。イクスクルーシブオア回路ＥＸＯＲの一方の入力端子には画像データＤが供給され、その他方の入力端子には対向電極電位ＬＣＣＯＭが供給される。なお、対向電極電位ＬＣＣＯＭの替わりに極性反転信号ＫＨを供給してもよい。画像データＤは、電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する。出力画像データＤｏｕｔの論理レベルは、次のようになる。
１）Ｄ＝０，ＬＣＣＯＭ＝０→Ｄｏｕｔ＝０
２）Ｄ＝０，ＬＣＣＯＭ＝１→Ｄｏｕｔ＝１
３）Ｄ＝１，ＬＣＣＯＭ＝０→Ｄｏｕｔ＝１
４）Ｄ＝１，ＬＣＣＯＭ＝１→Ｄｏｕｔ＝０、
【００６４】
すなわち、出力画像データＤｏｕｔの論理レベルは、画像データＤがハイレベル（１）であれば対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベルを反転したものとなり、画像データＤがローレベル（０）であれば対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベルと一致する。このように出力画像データＤｏｕｔの論理レベルを画像データＤ及び対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベル（極性）に基づいて決定したのは、以下の理由による。
【００６５】
例えば、液晶パネルＡＡがノーマリーブラックであるとすると、画像データＤが“１”で白を表示させ、画像データＤが“０”で黒を表示させる。この場合、画像データＤが“１”では電気光学素子（液晶）に電圧を印加する必要がある一方、画像データＤが“０”では、電気光学素子（液晶）に電圧を印加しない必要がある。電気光学素子に印加される電圧は、対向電極電位ＬＣＣＯＭと画素電極の電位によって決定される。従って、対向電極電位ＬＣＣＯＭの極性を所定周期で反転させる場合には、画像データＤの論理レベルと一致するように電気光学素子に２値の電圧が印加できるように、対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベルに応じて出力画像データＤｏｕｔの論理レベルを定めたのである。
【００６６】
なお、イクスクルーシブオア回路ＥＸＯＲを省略することも可能ではあるが、この場合には、対向電極電位ＬＣＣＯＭがローレベルになるのを待って書き込み動作を開始する必要がある。従って、データ転送効率を向上させるためには、イクスクルーシブオア回路ＥＸＯＲを用いることが好ましい。これにより、画素Ｐに記憶されるデータの書き換え速度及び画面の切替えが早くなる。そして、動画、スクロール動作、あるいはポインタの動き等が滑らかになり、表示性能が大幅に向上する。
【００６７】
図８は、図７に示す等価回路における書込動作を含むタイミングチャートである。この例にあっては、書き込み期間Ｔ３において、出力画像データＤｏｕｔが画素Ｐに書き込まれる。書き込み動作は、画素Ｐに記憶されているデータを書き換える場合にのみ実行される。上述した読出動作により再書き込みが実行されるため、リーク電流によって電気光学素子への印加電圧が低下することがない。従って、データを書き換える必要のない場合には、書き込み動作は適宜省略される。これによって、容量性の負荷である走査線２やデータ線３を駆動する回数を減らし、消費電力を削減することができる。
【００６８】
時刻ｔ１において、画像データＤがハイレベル（１）からローレベル（０）へと変化する。このとき、対向電極電位ＬＣＣＯＭはローレベル（ＶＬＬ）となっているから、時刻ｔ１における出力画像データＤｏｕｔはローレベル（ＶＳＳ）となる。
【００６９】
書き込み期間Ｔ３においては、走査信号ＷＲＴがアクティブとなり、スイッチＳＷ１（トランジスタＴＲ１）がオン状態となる。すると、データ線３を介してローレベルの出力画像データＤｏｕｔが画素Ｐに取り込まれる。このとき、電気光学素子の極１の電位は、第１低電位ＶＳＳとなる。また、第１フィールド信号ＦＬＤ２はハイレベルであり、スイッチＳＷ３（トランジスタＴＲ３）はオン状態となっている。従って、時刻ｔ１の時点で、電荷保持手段（保持容量Ｃ）に新たな論理レベルに応じた電荷が取り込まれ電気光学素子に画像データに応じた電圧を印加できる。
【００７０】
このように書込動作を実行することによって、消費電力を削減しつつ、データの書き換え速度及び画面の切替えを高速で実行することが可能となる。
【００７１】
＜２．第２実施形態＞
第２実施形態に関わる電気光学装置は、画素Ｐの構成及びその駆動波形の詳細を除いて、図１に示す第１実施形態の電気光学装置と同様に構成されている。図９は、第２実施形態に関わる液晶パネルＡＡの１画素Ｐ’の構成を示す回路図である。画素Ｐ’は、保持容量Ｃを省略すると共に保持容量Ｃの位置に液晶容量ＬＣを配置した点を除いて、第１実施形態で説明した画素Ｐと同様に構成されている。
【００７２】
図１０に、読出動作時における図９に示す画素及びその周辺構成の等価回路を示す。この図において、スイッチＳＷ２は第２トランジスタＴＲ２に、スイッチＳＷ３は第３トランジスタＴＲ３に相当する。電荷保持能力を有する電気光学素子としては、液晶の他、無機エレクトロルミネッセンス素子やプラズマ素子、マイクロ誘電体表示素子、電気泳動表示素子、有機発光ダイオード素子等が該当する。
【００７３】
次に、この液晶パネルＡＡの動作を読出動作と書き込み動作に分けて説明する。読出動作における第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２の信号波形、並びに高電位電源ＶＤＤＭ及び低電位電源ＶＳＳＭの電圧波形は図４に示す第１実施形態ものと同じである。但し、第２実施形態は保持容量Ｃが省略されているので、電荷の移動が第１実施形態と相違する。そこで、図４を参照しつつ、第２実施形態における読出動作を説明する。
【００７４】
まず、読出期間Ｔ１の期間Ｔ１Ａにおいて第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブとなる。このとき、スイッチＳＷ２及びＳＷ３がともにオフ状態となり、電気光学素子（液晶容量ＬＣ）がインバータＩＮＶから分離される。
【００７５】
次に、期間Ｔ１Ｂにおいて、第１フィールド信号ＦＬＤ１がアクティブとなる一方、第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブになると、スイッチＳＷ２がオン状態となって、電気光学素子（液晶容量ＬＣ）とインバータＩＮＶとが接続される。これにより、液晶容量ＬＣとインバータＩＮＶの入力容量Ｃｉｎとが容量結合され電荷が移動する。この際、インバータＩＮＶの出力論理レベルは、１回反転する。
【００７６】
次に、期間Ｔ１Ｃにおいて、第１フィールド信号ＦＬＤ１及び第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブとなると、インバータＩＮＶの入力が電気光学素子から分離される。
【００７７】
次に、保持期間Ｔ２においては、第１フィールド信号ＦＬＤ１が非アクティブの状態で、第２フィールド信号ＦＬＤ２が非アクティブ（ローレベル）からアクティブ（ハイレベル）へと遷移する。このとき、スイッチＳＷ２がオン状態となってインバータＩＮＶの出力と電気光学素子とが接続される。上述したように期間Ｔ１Ｂにおいて、インバータＩＮＶの出力論理レベルは反転しているから、保持期間Ｔ２において、電気光学素子の極１に印加される電位は極性が反転されることになる。また、図４に一点鎖線で示すように読出期間Ｔ１から保持期間Ｔ２へ切り替わるタイミングで、電気光学素子の極２の電位（対向電極電圧ＬＣＣＯＭ）の極性が反転する。この結果、当該タイミングにおいて、電気光学素子（液晶容量ＬＣ）に印加される電圧極性が反転することになる。
【００７８】
上述した期間Ｔ１Ｂにおいて、スイッチＳＷ３がオン状態となり、液晶容量ＬＣとインバータＩＮＶの入力容量Ｃｉｎとが容量結合され電荷が移動すると、インバータＩＮＶの入力電位は、スイッチＳＷ３がオン状態となる前の液晶容量ＬＣの電位より低下する。このため、トランジスタＴＲ４は完全なオフ状態ではなくなり、リーク電流が流れるとともに誤動作が生じ易くなる。
【００７９】
しかしながら、本実施形態では、読出期間Ｔ１において高電位電源ＶＤＤＭを第２高電位ＶＨＨとし、低電位電源ＶＳＳＭを第２低電位ＶＬＬにしている。従って、期間Ｔ１Ｂにおいて容量結合によってインバータＩＮＶの入力電位が若干低下しても、第４トランジスタＴＲ４又は第５トランジスタＴＲ５がオフ状態を維持できる。換言すれば、第４トランジスタＴＲ４又は第５トランジスタＴＲ５のオフ状態を維持できるように、第２高電位ＶＨＨと第１高電位ＶＤＤとの電位差及び第２低電位ＶＬＬと第１低電位ＶＳＳとの電位差が選ばれている。
【００８０】
図１１は画素の各部における電位を示す詳細なタイミングチャートである。なお、同図において、ＳＴＧは、図２に示すようにインバータＩＮＶの入力電位を示す符号であり、ＰＸＬは液晶容量ＬＣの電位を示す符号である。この例では、保持期間Ｔ２においてインバータＩＮＶの入力電位ＳＴＧが、第２高電位ＶＤＤを上回るので、トランジスタＴＲ４を確実にオフさせることができる。
【００８１】
次に、書込出動作について説明する。書込動作時には、画素Ｐの内部にデータ線３の電位を取り込む必要があるので、走査信号ＷＲＴをアクティブとしてトランジスタＴＲ１をオン状態とする。
【００８２】
図１２に、書込動作時における図９に示す画素Ｐ’及びその周辺構成の等価回路を示す。この図において、スイッチＳＷ１はトランジスタＴＲ１に相当する。また、データ線駆動回路２００は、その出力段にイクスクルーシブノア回路ＥＸＮＯＲを備える。イクスクルーシブノア回路ＥＸＮＯＲの一方の入力端子には画像データＤが供給され、その他方の入力端子には対向電極電位ＬＣＣＯＭが供給される。なお、対向電極電位ＬＣＣＯＭの替わりに極性反転信号ＫＨを供給してもよい。出力画像データＤｏｕｔの論理レベルは、画像データＤがローレベル（０）であれば対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベルを反転したものとなり、画像データＤがハイレベル（１）であれば対向電極電位ＬＣＣＯＭの論理レベルと一致する。
【００８３】
これにより、液晶容量ＬＣに逆極性の電圧を書き込むことが可能となる。なお、イクスクルーシブノア回路ＥＸＮＯＲを省略することも可能ではあるが、この場合には、対向電極電位ＬＣＣＯＭがローレベルになるのを待って書き込み動作を開始する必要がある。従って、データ転送効率を向上させるためには、イクスクルーシブノア回路ＥＸＮＯＲを用いることが好ましい。これにより、画素Ｐに記憶されるデータの書き換え速度及び画面の切替えが早くなる。そして、動画、スクロール動作、あるいはポインタの動き等が滑らかになり、表示性能が大幅に向上する。
【００８４】
図１３は、図１２に示す等価回路における書込動作を含むタイミングチャートである。この例にあっては、書き込み期間Ｔ３において、出力画像データＤｏｕｔが画素Ｐに書き込まれる。上述した読出動作により再書き込みが実行されるため、リーク電流によって電気光学素子への印加電圧が低下することがなく、データを書き換える必要のない場合には、書き込み動作は適宜省略される。これによって、容量性の負荷である走査線２やデータ線３を駆動する回数を減らし、消費電力を削減することができる。
【００８５】
書き込み期間Ｔ３において、画像データＤはローレベル（０）である。このとき、対向電極電位ＬＣＣＯＭはローレベル（ＶＬＬ）となっているから、時刻ｔ１における出力画像データＤｏｕｔはハイレベル（ＶＤＤ）となる。書き込み期間Ｔ３においては、走査信号ＷＲＴがアクティブとなり、スイッチＳＷ１（トランジスタＴＲ１）がオン状態となる。すると、データ線３を介してハイレベルの出力画像データＤｏｕｔが画素Ｐに取り込まれる。このとき、電気光学素子の極１の電位は、第１高電位ＶＤＤとなる。その後、書き込み期間Ｔ３終了と同時にスイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオンとなり、Ｄｏｕｔが反転した信号が電気光学素子に書き込まれる。
【００８６】
当該期間Ｔ３において、第２フィールド信号ＦＬＤ２はローレベルとなるから、スイッチＳＷ３（第３トランジスタＴＲ３）はオフ状態となっている。従って、インバータＩＮＶの出力がデータ線３を介してデータ線駆動回路２００の出力と接続されることはない。このように書込動作を実行することによって、消費電力を削減しつつ、データの書き換え速度及び画面の切替えを高速で実行することが可能となる。
【００８７】
以上、説明したように第２実施形態においては、保持容量Ｃを省略することができるので、１画素Ｐ’の占有面積を縮小させることができ、より高精細な液晶パネルＡＡを構成することが可能となる。
【００８８】
さらに、第２実施形態の液晶パネルにあっては、出力画像データＤｏｕｔの替わりに、アナログの画像信号をデータ線駆動回路２００から出力することによって、画素Ｐ’のメモリを使用しない多階調表示も可能である。
【００８９】
図１４は、多諧調表示における画素Ｐ’とその周辺回路の等価回路を示すブロック図であり、図１５は、そのタイミングチャートである。これらの図に示すように、データ線３には、出力画像データＤｏｕｔの替わりにアナログの画像信号ＧＳを供給する。
【００９０】
第１フィールド信号ＦＬＤ１は常にアクティブである一方、第２フィールド信号ＦＬＤ２は常に非アクティブである。従って、スイッチＳＷ２は常にオン状態であり、スイッチＳＷ３は常にオフ状態である。そして、走査信号ＷＲＴがアクティブになると、スイッチＳＷ１がオン状態となり、画像信号ＧＳがスイッチＳＷ１を介して電気光学素子（液晶容量ＬＣ）に書き込まれる。このときインバータの入力容量は電気光学素子に印加されている電圧を保持する保持容量として機能する。この後、走査信号ＷＲＴが非アクティブになると、電気光学素子に画像信号ＧＳの電位に応じた電荷が保持される。これによって、画像信号ＧＳのレベルに応じた画像が表示される。
【００９１】
＜３.応用例＞
＜３−１：液晶パネルの機械的構成＞
上述した第１実施形態及び第２実施形態の液晶パネルの機械的構成について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、液晶パネルＡＡの構成を示す斜視図であり、図１７は、図１におけるＺ−Ｚ’線の断面図である。
【００９２】
これらの図に示されるように、液晶パネルＡＡは、画素電極６等が形成されたガラスや半導体等の素子基板１５１と、対向電極１５８等が形成されたガラス等の透明な対向基板１５２とを、スペーサ１５３が混入されたシール材１５４によって一定の間隙を保って、互いに電極形成面が対向するように貼り合わせるとともに、この間隙に電気光学材料としての液晶１５５を封入した構造となっている。なお、シール材１５４は、対向基板１５２の基板周辺に沿って形成されるが、液晶１５５を封入するために一部が開口している。このため、液晶１５５の封入後に、その開口部分が封止材１５６によって封止されている。
【００９３】
ここで、素子基板１５１の対向面であって、シール材１５４の外側一辺においては、データ線駆動回路２００が形成されて、Ｙ方向に延在するデータ線３を駆動する構成となっている。さらに、この一辺には複数の接続電極１５７が形成されて、タイミング発生回路からの各種信号や画像信号を入力する構成となっている。また、この一辺に隣接する一辺には、走査線駆動回路１００が形成されて、Ｘ方向に延在する走査線２をそれぞれ両側から駆動する構成となっている。
【００９４】
一方、対向基板１５２の対向電極１５８は、素子基板１５１との貼合部分における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によって、素子基板１５１との電気的導通が図られている。ほかに、対向基板１５２には、液晶パネルＡＡの用途に応じて、例えば、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、クロムやニッケルなどの金属材料や、カーボンやチタンなどをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられ、第３に、液晶パネルＡＡに光を照射するバックライトが設けられる。特に色光変調の用途の場合には、カラーフィルタは形成されずにブラックマトリクスが対向基板１５２に設けられる。
【００９５】
くわえて、素子基板１５１および対向基板１５２の対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、その各背面側には配向方向に応じた偏光板（図示省略）がそれぞれ設けられる。ただし、液晶１５５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、偏光板等が不要となる結果、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利である。
【００９６】
なお、データ線駆動回路２００、走査線駆動回路１００等の周辺回路の一部または全部を、素子基板１５１に形成する替わりに、例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いてフィルムに実装された駆動用ＩＣチップを、素子基板１５１の所定位置に設けられる異方性導電フィルムを介して電気的および機械的に接続する構成としても良いし、駆動用ＩＣチップ自体を、ＣＯＧ（Chip On Glass）技術を用いて、素子基板１５１の所定位置に異方性導電フィルムを介して電気的および機械的に接続する構成としても良い。
【００９７】
また、上述した各実施形態においては、液晶パネルの素子基板１５１をガラス等の透明な絶縁性基板により構成して、当該基板上にシリコン薄膜を形成するとともに、当該薄膜上にソース、ドレイン、チャネルが形成されたＴＦＴによって、画素のスイッチング素子（ＴＦＴ５０）やデータ線駆動回路２００、および走査線駆動回路１００の素子を構成するものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００９８】
例えば、素子基板１５１を半導体基板により構成して、当該半導体基板の表面にソース、ドレイン、チャネルが形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって、画素のスイッチング素子や各種の回路の素子を構成しても良い。このように素子基板１５１を半導体基板により構成する場合には、透過型の表示パネルとして用いることができないため、画素電極６をアルミニウムなどで形成して、反射型として用いられることとなる。また、単に、素子基板１５１を透明基板として、画素電極６を反射型にしても良い。
【００９９】
＜３−２：電子機器＞
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用される場合について説明する。
＜３−２−１：プロジェクタ＞
まず、この液晶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１８は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
【０１００】
この図に示されるように、プロジェクタ１１００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１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【０１０１】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶パネルＡＡと同等であり、画像信号処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【０１０２】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【０１０３】
なお、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【０１０４】
＜３−２−２：モバイル型コンピュータ＞
次に、この液晶パネルを、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斜視図である。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、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されている。
【０１０５】
＜３−２−３：携帯電話＞
さらに、この液晶パネルを、携帯電話に適用した例について説明する。図２０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１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の液晶パネル１００５を備えるものである。この反射型の液晶パネル１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
【０１０６】
なお、図１８〜図２０を参照して説明した電子機器の他にも、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装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１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。
【図２】 同装置の液晶パネルＡＡを構成する画素Ｐの回路図である。
【図３】 同パネルの読出動作時における画素Ｐ及びその周辺構成の等価回路を示すブロック図である。
【図４】 図３に示す等価回路における読出動作時のタイミングチャートである。
【図５】 実効電圧を説明するための概念図である。
【図６】 画素Ｐの各部における電位を示す詳細なタイミングチャートである。
【図７】 同装置の書込動作時における画素Ｐ及びその周辺構成の等価回路を示すブロック図である。
【図８】 図７に示す等価回路における書込動作時のタイミングチャートである。
【図９】 本発明の第２実施形態に用いられる液晶パネルＡＡを構成する画素Ｐ’の回路図である。
【図１０】 同パネルの読出動作時における画素Ｐ’及びその周辺構成の等価回路を示すブロック図である。
【図１１】 画素Ｐ’の各部における電位を示す詳細なタイミングチャートである。
【図１２】 同パネルの書込動作時における画素Ｐ’及びその周辺構成の等価回路を示すブロック図である。
【図１３】 図１２に示す等価回路における書込動作時のタイミングチャートである。
【図１４】 多諧調表示における画素Ｐ’とその周辺回路の等価回路を示すブロック図である。
【図１５】 図１４に示す等価回路のタイミングチャートである。
【図１６】 液晶パネルの構造を説明するための斜視図である。
【図１７】 液晶パネルの構造を説明するための一部断面図である。
【図１８】 同液晶装置を適用した電子機器の一例たるビデオプロジェクタの断面図である。
【図１９】 同液晶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。
【図２０】 同液晶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。
【図２１】 従来の画素の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
２…走査線、３…データ線、６…画素電極、１００…走査線駆動回路（制御手段）、１５５…液晶（電気光学素子）、２００…データ線駆動回路（データ供給手段）、３００…電源供給回路（電源供給手段）、４００…タイミング発生回路（制御手段）、１５８…対向電極、Ｐ，Ｐ’…画素、Ｃ…保持容量、ＶＤＤＭ…高電位電源、ＶＳＳＭ…低電位電源、ＶＤＤ…第１高電位、ＶＨＨ…第２高電位、ＶＳＳ…第１低電位、ＶＬＬ…第２低電位、ＩＮＶ…インバータ（反転手段）、ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ（第１〜第３スイッチング素子）、ＴＲ１〜ＴＲ３…第１〜第３トランジスタ（第１〜第３スイッチング素子、薄膜トランジスタ）、ＡＡ…液晶パネル（電気光学パネル）

Claims (14)

1. 複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、
   前記画素は、
   電荷を保持する電荷保持手段と、
   高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、
   前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、
   前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、
   前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子と、を備える電気光学パネルの駆動回路であって、
   保持期間においては、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、読出期間おいては、前記第１スイッチング素子をオフ状態にし、且つ、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御する制御手段と、
   前記保持期間においては、前記反転手段へ前記高電位電源として第１高電位を供給するとともに前記低電位電源として第１低電位を供給し、前記読出期間においては前記反転手段へ前記高電位電源として前記第１高電位よりも高い第２高電位を供給するとともに前記低電位電源として前記第１低電位よりも低い第２低電位を供給する電源供給手段と、
   を備える電気光学パネルの駆動回路。
2. 前記制御手段は、読出期間と保持期間とを交互に所定周期で繰り返し、１周期に占める前記保持期間が前記読出期間よりも長くなるように設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学パネルの駆動回路。
3. 前記電気光学パネルは、前記走査線、前記データ線、前記電荷保持手段、前記反転手段、前記第１乃至第３スイッチング素子、及び前記反転手段の出力と接続される画素電極が形成される第１基板、対向電極が形成される第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板とに挟持される電気光学素子を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学パネルの駆動回路。
4. 前記電荷保持手段は、前記画素電極、前記対向電極及び前記電気光学素子を含む電気光学容量である
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学パネルの駆動回路。
5. 前記読出期間から前記保持期間へ移行するタイミングで、基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する対向電極駆動手段を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の電気光学パネルの駆動回路。
6. 所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する対向電極駆動手段と、
   前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、
   前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給するデータ供給手段と、
   前記データ供給手段から出力される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする３乃至５のいずれかに電気光学パネルの駆動回路。
7. 前記データ供給手段は、前記画像データと前記対向電極電位の極性を示す信号との排他的論理和を演算して前記出力画像データを生成する論理回路を備えたことを特徴とする請求項６に記載の電気光学パネルの駆動回路。
8. 前記反転手段は、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタとＮチャネル型の薄膜トランジスタを備え、前記第１乃至第３スイッチング素子は薄膜トランジスタで構成されることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電気光学パネルの駆動回路。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載した電気光学パネルの駆動回路を備えたこと
   を特徴とする電気光学パネル。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載した電気光学パネルの駆動回路を備えたこと
    を特徴とする電子機器。
11. 複数のデータ線、複数の走査線、及び前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた各画素を有し、前記画素は、電荷を保持する電荷保持手段と、高電位電源と低電位電源とからの電力によって動作し、入力信号を反転した出力信号を出力する反転手段と、前記データ線と前記電荷保持手段との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の入力との間に設けられた第２スイッチング素子と、前記電荷保持手段と前記反転手段の出力との間に設けられた第３スイッチング素子とを備える電気光学パネルの駆動方法であって、
    保持期間においては、前記反転手段へ前記高電位電源として第１高電位を供給するとともに前記低電位電源として第１低電位を供給し、且つ、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、
    読出期間においては、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御し、且つ、前記反転手段へ前記高電位電源として前記第１高電位よりも高い第２高電位を供給するとともに前記低電位電源として前記第１低電位よりも低い第２低電位を供給する
    ことを特徴とする電気光学パネルの駆動方法。
12. 読出期間と保持期間とを交互に所定周期で繰り返し、
    前記保持期間においては、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第２スイッチング素子をオン状態にするように制御し、
    前記読出期間おいては、前記第１スイッチング素子をオフ状態にし、且つ、前記電荷保持手段に書き込まれた電荷を読み出して再書き込みを実行するように前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のオン・オフを制御し、
    １周期に占める前記保持期間が前記読出期間よりも長くなるように設定する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電気光学パネルの駆動方法。
13. 前記電気光学パネルは、前記反転手段の出力と接続される画素電極が形成される第１基板、対向電極が形成される第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板とに挟持される電気光学素子を備え、
    前記読出期間から前記保持期間へ移行するタイミングで、基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給する
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電気光学パネルの駆動方法。
14. 所定周期で基準電位を中心として極性を反転させた対向電極電位を前記対向電極に供給し、
    前記電気光学素子に印加すべき２値の電圧を指示する画像データに基づいて、
    前記画像データの指示する電圧を前記電気光学素子に印加できるように前記対向電極電位の極性に応じた出力画像データを生成して前記データ線へ供給し、
    前記データ線へ供給される前記出力画像データに同期して、当該出力画像データを書き込むべき前記画素の前記第１スイッチング素子がオン状態となるように前記走査線の電位を制御する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電気光学パネルの駆動方法。

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