JP4622652B2

JP4622652B2 - 電気光学装置、駆動方法および電子機器

Info

Publication number: JP4622652B2
Application number: JP2005124593A
Authority: JP
Inventors: 克則山崎
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-04-22
Also published as: JP2006301392A

Description

本発明は、いわゆるクロストークの発生を抑える技術に関する。

液晶などの電気光学的な変化により表示を行う電気光学装置では、次のような表示技術
によって各画素の階調表示が行われる。すなわち、この表示技術は、走査線（コモン電極
）に選択電圧が印加される期間に、データ信号として階調に応じたパルス幅の信号や、階
調に応じた電圧信号を、データ線（セグメント電極）に印加することによって、画素に印
加される電圧実効値を制御して階調表示を行う、というものである。ただし、このような
表示技術を用いた場合、表示ムラが走査線の延設方向（横方向）に発生する、という横ク
ロストークが問題視された。

この横クロストークの原因は、データ線の電圧が変化すると、当該データ線と容量結合
する走査線や共通電極の電位が変動して、画素の階調を決定付ける画素容量（液晶容量）
の電圧実効値を変動させるため、と考えられる。そこで、横クロストークを低減するため
に、選択された画素１行分における階調値の度数を計数するとともに、これらの計数結果
に基づいて、選択された行に位置する画素の各々に印加するデータ信号の電圧を補正する
技術が提案された（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、画素１行分の表示パ
ターンに依存した実効電圧の変動を見越した上で、データ信号のパルス幅（電圧）が補正
されるので、電圧実効値の変動分を相殺でき、結果的に、横クロストークの低減を図るこ
とができる。
特開平８−１６０３９２号公報

しかしながら、この技術では、階調値毎に度数を計数する必要があるので、階調データ
を識別するためのデコーダや計数回路等の回路ブロックを表示階調数分設ける必要がある
。例えば、６ビットの階調データで６４階調を表示可能とする場合には、６４個の回路ブ
ロックが必要になり、８ビットの階調データで２５６階調を表示可能とする場合には、２
５６個の回路ブロックが必要になる。その結果、多階調化にともない、回路構成が複雑に
なるほか、回路規模も増大するため、低価格化や低消費電力化を大きく阻害する要因とな
る。
そもそも、上記技術は、画素容量における電圧実効値の変動を見越して、データ信号の
パルス幅（電圧）を補正するものであって、画素容量における電圧実効値の変動そのもの
を抑えるものではない。したがって、上記技術は、いわば対処療法的なものであり、根本
的な問題についてなんら改善するものではない、ということができる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画素容
量における電圧実効値の変動そのものを防止して、横クロストークの発生を抑えることが
可能な電気光学装置、駆動方法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は、複数行の走査線と複数列の
第１および第２データ線の対との交差に対応して設けられるとともに、第１画素および第
２画素を有する画素であって、前記第１画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第
１データ線に供給された第１データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧
が高くなるにつれて、前記第１画素が明るくなるように設定され、前記第２画素は、前記
走査線が選択されたときに、前記第２データ線に供給された第２データ信号に基づく電圧
を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第２画素が暗くなるように
設定された、画素と、前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、選
択された走査線に位置する画素の階調に応じた電圧の第１データ信号を、当該画素に対応
する前記第１データ線に供給する一方、所定の電位を基準として前記第１データ信号を反
転させた第２データ信号を前記第２データ線に供給するデータ線駆動回路とを有すること
を特徴とする。この構成によれば、第１データ線に供給される第１データ信号と、第２デ
ータ線に供給される第２データ信号とは、電圧変化の方向が互い反対の関係となるので、
走査線において、第１および第２データ線との容量結合によって生じる電圧変化が互いに
打ち消し合って、これにより、保持電圧の変動が抑えられる。

本発明において、前記第１画素が透過モード、前記第２画素が反射モードを有するか、
または、前記第１画素が反射モード、前記第の画素が透過モードを有するのが好ましい。
また、本発明において、前記第１画素は第１画素容量を備えるとともに前記第２画素は
第２画素容量を備え、前記画素は、第１ダイオードおよび第２ダイオードを有し、前記第
１ダイオードおよび前記第１画素容量は、前記走査線と前記第１データ線との間で電気的
に直列に接続され、前記第２ダイオードおよび前記第２画素容量は、前記走査線と前記第
２データ線との間で電気的に直列に接続され、前記第１および第２ダイオードは、前記走
査線が選択されたときに導通状態となる構成としても良い。
一方、本発明において、前記第１画素は、前記走査線と前記第１データ線との交差領域
であり、前記第２画素は、前記走査線と前記第２データ線との交差領域である構成として
も良い。
いずれの構成においても、前記走査線駆動回路は、前記走査線を所定の順番で選択して
選択電圧を印加し、前記データ線駆動回路は、選択された走査線に位置する画素の階調に
応じたパルス幅の第１データ信号を供給する構成が好ましい。

本発明において、透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より容量を構成
する電極間距離が長い構成が好ましい。また、この構成において、透明性を有する画素電
極は、反射性を有する画素電極より電極交差領域の面積が大きい構成としても良い。
なお、本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法、さらには、電子
機器としても概念することが可能である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形
態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置１０は、液晶パネル１００、データ線駆動回路
２５０、走査線駆動回路３５０および制御回路４００を含む。このうち、液晶パネル１０
０では、第１データ線２１１および第２データ線２１２が対をなして、２４０×３列分が
それぞれ列（Ｙ）方向に延在する一方、３２０行の走査線３１１が行（Ｘ）方向に延在し
て設けられている。
画素１２０は、本実施形態では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの色に対応
しており、第１データ線２１１および第２データ線２１２の７２０対（＝２４０×３）と
、３２０行の走査線３１１との交差に対応して、それぞれ配列している。各画素１２０は
、行方向でみると、ＲＧＢＲＧＢ…と繰り返し配置しており、ＲＧＢの３色で１つのドッ
ト１１０を構成してカラー表示する構成となっている。したがって、本実施形態では、ド
ット１１０が縦３２０行×横２４０列でマトリクス状に配列することなる。ただし、本発
明をこの配列に限定する趣旨ではない。

画素１２０の詳細な構成について説明する。図２は、画素１２０の構成を示す平面図で
あり、図３は、画素１２０の電気的な構成を示す図である。いずれも、ｉ行及びこれに隣
接する（ｉ＋１）行と、ｊ列及びこれに隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２
の計４ドット分の構成が示されている。
ここで、ｉ、（ｉ＋１）は、ドット１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であ
って、１以上３２０以下の整数であり、ｊ、（ｊ＋１）は、ドット１１０が配列する列を
一般的に示す場合の記号であって、１以上２４０以下の整数である。
なお、ドット１１０ではなく、画素１２０でみれば、例えばｉ行ｊ列のドット１１０を
構成するＲ、Ｇ、Ｂの画素１２０は、ｉ行目の走査線３１１と、（３ｊ−２）列目、（３
ｊ−１）列目、３ｊ列目のデータ線の対とにそれぞれ対応して設けられる。

図３に示されるように、各画素１２０は、第１ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオ
ード）２２１と、第１画素電極２３１を含む第１画素容量２３５との直列接続した第１サ
ブ画素１２１と、第２ＴＦＤ２２２と、第２画素電極２３２を含む第２画素容量２３６と
を直列接続した第２サブ画素１２２とを有する。
ここで、ｉ行ｊ列のドット１１０に属する例えばＲの画素１２０のうち、第１サブ画素
１２１においては、第１ＴＦＤ２２１の一端が（３ｊ−２）列目の第１データ線２１１に
接続され、第１ＴＦＤ２２１の他端が第１画素容量２３５の一端である第１画素電極２３
１に接続され、第１画素容量２３５の他端がｉ行目の走査線３１１に接続される一方、第
２サブ画素１２２では、第２ＴＦＤ２２２の一端が（３ｊ−２）列目の第２データ線２１
２に接続され、第２ＴＦＤ２２２の他端が第２画素容量２３６の一端である第２画素電極
２３２に接続され、第２画素容量２３６の他端がｉ行目の走査線３１１に接続されている
。

ここで、図１１は、液晶パネル１００を、Ｙ方向に沿って、第１画素電極２３１および
第２画素電極２３２を含むように破断した場合の部分断面図である。
この図に示されるように、液晶パネル１００は、素子基板２０１と対向基板３０１とに
よってＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶１０５を挟持した構成となっている。素子基板
２０１の対向面には、透明性を有する第１画素電極２３１および反射性を有する第２画素
電極２３２が設けられる一方、対向基板３０１の対向面には、透明性を有する走査線３１
１がストライプ状に、当該第１画素電極２３１および第２画素電極２３２に交差するよう
に（図３参照）設けられている。このため、第１画素容量２３５は、第１画素電極２３１
および対向電極としての走査線３１１により液晶１０５を挟持した構成となり、第２画素
容量２３６は、第２画素電極２３２および走査線３１１により液晶１０５を挟持した構成
となる。
なお、第２画素電極２３２は、アクリルなどの絶縁層２５１の上に形成されている。こ
のため、第２画素容量２３６における電極間の距離（セルギャップ）は、第１画素容量２
３５の約半分となっている。換言すれば、第１画素容量２３５のセルギャップは、第２画
素容量２３６のセルギャップの約２倍となっている。

素子基板２０１における対向面の反対側には偏光子２４１が設けられ、同様に、対向基
板３０１における対向面の反対側には偏光子３４１が設けられる。
なお、図１１では、偏光子２４１と素子基板２０１とは離間しているが、実際には、偏
光子２４１は、素子基板２０１に貼付される。同様に、偏光子３４１と対向基板３０１と
は離間しているが、実際には、偏光子３４１は、対向基板３０１に貼付される。
また、対向基板３０１には、ＲＧＢのいずれかのカラーフィルタが設けられるが、図１
１では省略されている。さらに、素子基板２０１の側では、第１画素電極２３１および第
２画素電極２３２を覆うように、対向基板３０１の側では、走査線３１１を覆うように、
それぞれ配向膜が設けられているが、図示省略されている。
なお、図１１は、電圧が印加されていない状態の偏光状態を示している（後述する図１
６も同様）。

ここで、素子基板２０１側の初期配向方向が図１１において紙面垂直方向（Ｘ方向）と
なるように、素子基板２０１側の配向膜がラビング処理されるとともに、偏光子２４１の
透過軸が同Ｘ方向に設定される一方、対向基板３０１側の初期配向方向が紙面横方向（Ｙ
方向）となるように、素子基板２０１側の配向膜がラビング処理されるとともに、偏光子
３４１の透過軸が同Ｙ方向に設定される。
この設定により、第１画素容量２３５において、電圧無印加状態では、液晶分子の長軸
方向が両基板間で約９０度連続的に捻れる。このため、素子基板２０１の側から入射した
自然光は、偏光子２４１によってＸ方向の偏光成分のみが透過する。この透過光は、液晶
分子の捻れに沿って約９０度旋光すると、偏光子３４１の透過軸と一致するので、偏光子
３４１を通過する。一方、第１画素容量２３５において保持される電圧が高まるにつれて
、液晶分子が電界方向（図１１において縦方向）に傾く結果、その旋光性が消失して、偏
光子３４１を通過する光量が少なくなる（ノーマリーホワイトモード）。

また、第２画素容量では、対向基板３０１の側から入射した自然光は、偏光子３４１に
よってＹ方向の偏光成分のみが透過する。ここで、第２画素容量２３６のセルギャップは
、第１画素容量２３５のセルギャップの約半分であるので、第２画素電極２３２の反射し
て、再び偏光子３４１に到達した光は、第２画素容量２３６に保持された電圧がゼロであ
れば、その偏光方向が偏光子３４１の透過軸に対して直交するＸ方向となる結果、偏光子
３４１を透過することができない。一方、第２画素容量２３６において保持される電圧が
高まるにつれて、液晶による光の旋光性が消失するので、偏光子３４１を通過する光量が
多くなる（ノーマリーブラックモード）。
このように、本実施形態では、１つ原色を表示する画素１２０では、ノーマリーホワイ
トモードであって透過型の第１画素容量２３５と、ノーマリーブラックモードであって反
射型の第２画素容量２３６とが併存する構成となっている。

素子基板２０１の平面的な構成については、図２に示される通りであり、第１画素電極
２３１は、第１ＴＦＤ２２１を介して、第１データ線２１１に接続される一方、第２画素
電極２３２は、第２ＴＦＤ２２２を介して、第２データ線２１２に接続されている。ここ
で、第１ＴＦＤ２２１は、導電層の表面を陽極酸化した島状部分２２１ｄの一端において
、第１データ線２１１から分岐部分が跨ぐように形成されるとともに、島状部分２２１ｄ
の他端において第１画素電極２３１が跨ぐように形成された構成となっている。
このため、第１ＴＦＤ２２１は、第１データ線２１１からみると、第１データ線２１１
を構成する導電体／島状部分２２１ｄの絶縁体／島状部分２２１ｄの導電体と、島状部分
２２１ｄの導電体／島状部分２２１ｄの絶縁体／第１画素電極２３１を構成する導電体と
いう順番の層構造となり、第１導電体／絶縁体／第２導電体のサンドウィッチ構造を有す
る薄膜ダイオードを２個、互いに逆向きに直列に接続した構成となる。したがって、第１
ＴＦＤ２２１では、スイッチング非線形特性が正負の双方向にわたって揃うことになる。
第２画素電極２３２と第２データ線２１２との間に介挿された第２ＴＦＤ２２２につい
ても、第１ＴＦＤ２２１と同様な島状部分２２２ｄを有し、第１導電体／絶縁体／第２導
電体のサンドウィッチ構造を有する薄膜ダイオードを２個、互いに逆向きに直列に接続し
た構成となっている。

この画素１２０において、走査線３１１に、後述する選択電圧±Ｖ_Ｓのいずれか一方が
印加されると、第１データ線２１１または第２データ線２１２の電圧にかかわらず、当該
走査線３１１に対応する第１ＴＦＤ２２１および第２ＴＦＤ２２２が強制的に導通状態（
オン）となる。
このため、第１画素容量２３５では、第１ＴＦＤ２２１のオンにより、走査線３１１お
よび第１データ線２１１の差に応じた電圧が充電されて、第１ＴＦＤ２２１のオフ後にお
いても当該充電圧は保持される。同様に、第２画素容量２３６では、第２ＴＦＤ２２２の
オンにより、走査線３１１および第２データ線２１２の差に応じた電圧が充電されて、第
２ＴＦＤ２２２のオフ後においても当該充電圧は保持される。

説明を再び図１に戻すと、制御回路４００は、１水平走査期間の開始時を規定するラッ
チパルスＬＰや、極性指示信号ＰＯＬ、スタートパルスＤＹ、クロック信号ＣＬＹ等の各
種制御信号によって液晶パネル１００の走査を制御するものである。なお、これらの制御
信号の内容は、その都度説明することにする。

走査線駆動回路３５０は、図４に示されるように、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ
３２０を、１行目、２行目、３行目、…、３２０行目の走査線３１１に供給するものであ
り、３２０行の走査線３１１を１水平走査期間（１Ｈ）毎に１行ずつ選択するとともに、
選択した走査線に対し、選択電圧±Ｖ_Ｓのいずれかを印加する一方、その他の走査線に対
しては、非選択（保持）電圧±Ｖ_ｄを印加するものである。

詳細には、走査線駆動回路３５０は、垂直走査期間（１Ｆ）の最初に供給されるスター
トパルスＤＹを、１周期が１水平走査期間（１Ｈ）のクロック信号ＣＬＹの立ち上がりに
て順次取り込んでシフトして、そのシフト信号を走査線３１１の各選択に対応させる。そ
して、走査線駆動回路３５０は、ある１水平走査期間においてＨレベルとなったシフト信
号に対応する走査線３１１に対し、次のように電圧を選択して印加する。
すなわち、走査線駆動回路３５０は、Ｈレベルとなったシフト信号に対応する走査線３
１１に対し、選択された１水平走査期間において、極性指示信号ＰＯＬがＨレベルであれ
ば、正極性選択電圧＋Ｖ_Ｓを印加し、当該期間経過後、非選択電圧＋Ｖ_ｄを印加する一方
、選択された１水平走査期間において、極性指示信号ＰＯＬがＬレベルであれば、負極性
選択電圧−Ｖ_Ｓを印加し、当該期間経過後、非選択電圧−Ｖ_ｄを選択する。
ここで、極性指示信号ＰＯＬは、Ｈレベルであれば正極性書込を指定し、Ｌレベルであ
れば負極性書込を指定する信号であり、図４に示されるように、１垂直走査期間（１Ｆ）
内では、１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性反転するとともに、隣接する１垂直走査期間（
１Ｆ）同士において同一の水平走査期間に着目しても極性反転の関係にある。このように
極性反転する理由は、液晶１０５に直流成分が印加されることによる劣化を防止するため
である。
なお、スタートパルスＤＹ、クロック信号ＣＬＹ、極性指示信号ＰＯＬは、上述した制
御回路４００から供給される。また、シフト信号は図示省略している。本実施形態におけ
る電圧の基準はＶ_Ｃ（＝０）であり、この電圧Ｖ_Ｃよりも高位側が正極性であり、低位側
が負極性である。

次に、データ線駆動回路２５０について説明する。データ線駆動回路２５０は、データ
信号供給回路２５２と各列に対応した反転回路２５４とを有する。このうち、データ信号
供給回路２５２は、選択された走査線３１１に位置する画素１２０の階調に応じたパルス
幅のデータ信号を、対応する第１データ線２１１にそれぞれ供給するものである。各列の
反転回路２５４は、第１データ信号を、電位Ｖ_Ｃを基準として反転して、第２データ信号
として、対応する列の第２データ線２１２に供給するものである。
ここで、ｊ列目のドット１１０に対応するＲＧＢの３本の第１データ線２１１に供給さ
れる第１データ信号を、それぞれＸｒｊ、Ｘｇｊ、Ｘｂｊと表記し、第２データ線２１２
に供給する第２データ信号を、それぞれ／Ｘｒｊ、／Ｘｇｊ、／Ｘｂｊと表記する。なお
、記号の「／」は反転を表す。

データ信号供給回路２５２は、縦３２０行×横２４０列のドットマトリクス配列に対応
した記憶領域（図示省略）を有し、各記憶領域には、それぞれ対応するドットにおけるＲ
ＧＢの階調値（明るさ）を色毎に例えば６ビットでそれぞれ指定する階調データＤａが記
憶される。また、各記憶領域に記憶される階調データＤａは、表示内容に変更が生じた場
合に、図示しない上位装置によって書き換えられる。
本実施形態では、階調データＤａが６ビットであるので、ＲＧＢの各色の階調値が十進
値の「０」から「６３」までの６４段階でそれぞれ指定される。このため、本実施形態で
は、１つのドット１１０でみれば、約２６万色（＝６４_３）の表示が可能となっている。
ここで、６ビットの階調データＤａが「０」（二進値では“００００００”）である場
合に最も明るい階調を指定し、６ビットの十進値が増加するにつれて徐々に暗くなるよう
に階調値を指定するとともに、６ビットの十進値が「６３」（二進値では“１１１１１１
”）である場合に最も暗い階調を指定するものとする。
このような前提において、データ信号供給回路２５２は、走査線駆動回路３５０により
選択された走査線３１１に位置する１行分のドットついて、ＲＧＢの階調データＤａを記
憶領域から一斉に読み出して、当該階調値に応じたパルス幅を有するデータ信号に変換し
、対応する第１データ線２１１に供給する。

第１および第２データ信号の波形と階調データＤａとの関係について図５を参照して説
明する。図５は、第１データ信号Ｘｒｊ及び第２データ信号／Ｘｒｊの電圧波形について
、ｉ行ｊ列のドットのうち、Ｒの階調データＤａとの関係において示す図である。
この図に示されるように、データ信号供給回路２５２は、１水平走査期間において極性
指示信号ＰＯＬがＨレベルとなって正極性の選択電圧＋Ｖ_Ｓが印加される場合、選択され
る走査線３１１の行であってｊ列目のドットにおけるＲの階調データＤａが「０」であれ
ば、第１データ信号Ｘｊを、当該１水平走査期間の全域にわたって、当該選択電圧＋Ｖ_Ｓ
とは同極性の電圧＋Ｖ_ｄとし、階調データＤａの数値が増加するにつれて（暗くするにつ
れて）、電圧＋Ｖ_ｄの印加期間を短くし、階調データＤａの「６３」であれば、当該選択
電圧＋Ｖ_Ｓとは同極性の電圧＋Ｖ_ｄの印加期間をゼロとし、当該１水平走査期間の全域に
わたって、選択電圧とは反対極性の電圧−Ｖ_ｄとする。
なお、本実施形態において、データ信号供給回路２５２は、選択電圧と同極性の電圧＋
Ｖ_ｄの印加期間については当該１水平走査期間の開始端を基準として時間的に後方に延ば
しているが、終了端を基準として時間的に前方に延ばしても良い。

反対に、データ信号供給回路２５２は、１水平走査期間において極性指示信号ＰＯＬが
Ｌレベルとなって負極性の選択電圧−Ｖ_Ｓが印加される場合、選択される走査線３１１の
行であってｊ列目のドットにおけるＲの階調データＤａが「０」であれば、第１データ信
号Ｘｊを、当該１水平走査期間の全域にわたって、当該選択電圧−Ｖ_Ｓとは同極性の電圧
−Ｖ_ｄとし、階調データＤａの数値が増加するにつれて（暗くするにつれて）、電圧−Ｖ
_ｄの印加期間を短くし、階調データＤａの「６３」であれば、当該選択電圧−Ｖ_Ｓとは同
極性の電圧−Ｖ_ｄの印加期間をゼロとし、当該１水平走査期間の全域にわたって、選択電
圧とは反対極性の電圧＋Ｖ_ｄとする。
また、第２データ信号／Ｘｊは、電位Ｖ_Ｃを基準として第１データ信号Ｘｊを反転させ
たものであるので、図５に示される通りとなる。ただし、図５では代表的な階調値だけを
表示している。

ここで、第１画素容量２３５はノーマリーホワイトモードであるので、走査線３１１に
選択電圧＋Ｖ_Ｓまたは−Ｖ_Ｓが印加される期間において、第１データ信号の電圧＋Ｖ_ｄま
たは−Ｖ_ｄのうち、印加される選択電圧と反対極性の電圧が、当該第１画素容量２３５を
暗くさせる成分となる。
一方、第２画素容量２３６はノーマリーブラックモードであるので、走査線３１１に選
択電圧＋Ｖ_Ｓまたは−Ｖ_Ｓが印加される期間において、第２データ信号の電圧＋Ｖ_ｄまた
は−Ｖ_ｄのうち、印加される選択電圧と同一極性のデータ信号電圧が、当該第２画素容量
２３６を暗くさせる成分となる。
したがって、走査線３１１に選択電圧＋Ｖ_Ｓが印加される場合、第１および第２データ
信号における電圧−Ｖ_ｄが、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６を暗くさせる
成分となり、走査線３１１に選択電圧−Ｖ_Ｓが印加される場合、第１および第２データ信
号における電圧＋Ｖ_ｄが、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６を暗くさせる成
分となるので、いずれの場合でも、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６を暗く
させるデータ信号電圧は同一となる。
このため、本実施形態では、第１画素容量２３５はノーマリーホワイトモードであるの
に対し、第２画素容量２３６はノーマリーブラックモードではあるが、走査線３１１が選
択されたときに、暗くさせる成分のデータ信号電圧が同一期間にわたって印加されるので
、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６ともに、ほぼ同じ階調となる。

図５において、第１データ信号Ｘｒｊおよび第２データ信号／Ｘｒｊのハッチングは、
第１画素容量２３５および第２画素容量２３６をそれぞれ暗くさせる電圧となる期間（パ
ルス幅）を示している。
なお、ここでは、Ｒの階調データに対応した第１データ信号Ｘｒｊ、および、その反転
信号である第２データ信号／Ｘｒｊについて説明したが、Ｇに対応した第１データ信号Ｘ
ｇｊおよび第２データ信号／Ｘｇｊや、Ｂに対応した第１データ信号Ｘｂｊおよび第２デ
ータ信号／Ｘｂｊについても同様である。さらには、ｊ列のドットに限られず、１〜２４
０列のすべてのドットについても同様である。

次に、このような構成にかかる電気光学装置における書き込みについて説明する。
図６は、ｉ行目の走査線と、これに隣接する（ｉ＋１）行目の走査線に現れる電圧波形
について、ｊ列目のドットにおけるＲに対応する第１データ信号Ｘｒｊおよび第２データ
信号／Ｘｒｊの電圧波形との関連において示す図である。
ｉ行目の走査線３１１が選択される１水平走査期間Ｔ_１において、当該選択走査線に印
加される選択電圧を＋Ｖ_Ｓとし、その次の（ｉ＋１）行目の走査線３１１が選択される１
水平走査期間Ｔ_２において、当該（ｉ＋１）行目の走査線に印加される選択電圧を−Ｖ_Ｓ
とする。

ここで、ｉ行ｊ列および（ｉ＋１）行ｊ列のドットのＲ成分を、それぞれ最高階調およ
び最低階調のほぼ中間値に相当する階調とする場合、第１データ信号Ｘｒｊおよび第２デ
ータ信号／Ｘｒｊは、図６に示されるような波形となる。
すなわち、第１データ信号Ｘｒｊは、ｉ行目の走査線３１１が選択される水平走査期間
Ｔ_１の途中で電圧＋Ｖ_ｄから−Ｖ_ｄに切り替わり、この電圧−Ｖ_ｄがｉ行ｊ列のドットの
うち、Ｒ色を暗くさせる成分となる。また、水平走査期間Ｔ_１において、第２データ信号
／Ｘｒｊは、第１データ信号Ｘｒｊの反転波形となる。
次に、第１データ信号Ｘｒｊは、（ｉ＋１）行の走査線３１１が選択される水平走査期
間Ｔ_２の途中で電圧−Ｖ_ｄから＋Ｖ_ｄに切り替わって、この電圧＋Ｖ_ｄが（ｉ＋１）行ｊ
列のドットのうち、Ｒ色を暗くさせる電圧成分となる。また、水平走査期間Ｔ_２において
、第２データ信号／Ｘｒｊは、第１データ信号Ｘｒｊの反転波形となる。

本実施形態では、ｉ行目の走査線３１１は、ｊ列目の第１データ線２１１と対向するの
で、当該第１データ線２１１とは容量結合する。このため、水平走査期間Ｔ_１の途中で、
第１データ信号Ｘｒｊが電圧＋Ｖ_ｄから−Ｖ_ｄに切り替わると、この電圧切り替わりに伴
うスパイクノイズがｉ行目の走査線３１１に現れる。
ただし、本実施形態においてｉ行目の走査線３１１は、ｊ列目の第２データ線２１２と
対向するので、当該第２データ線２１２とも容量結合する。このため、ｉ行目の走査線３
１１には、ｊ列目の第２データ線２１２に供給される第２データ信号／Ｘｒｊの電圧切り
替わりに伴うスパイクノイズも現れる。
第２データ信号／Ｘｒｊは、第１データ信号Ｘｒｊの反転波形であるので、第１データ
信号Ｘｒｊの電圧切り替わりに伴うスパイクノイズと、第２データ信号／Ｘｒｊの電圧切
り替わりに伴うスパイクノイズとは、互いに逆向きであって、ほぼ同一の振幅となる結果
、両スパイクノイズは、ｉ行目の走査線３１１において互いに打ち消し合う。
ここではｊ列目のＲについてのみ着目しているが、ｉ行目の走査線３１１には、１〜２
４０列目のドットにおけるＲＧＢのそれぞれに対応した第１データ線２１１、第２データ
線２１２とそれぞれ容量結合しており、これらの各列のスパイクノイズも同様に打ち消し
合うことになる。

したがって、水平走査期間Ｔ_１においてｉ行目の走査線３１１は、選択電圧＋Ｖ_Ｓを維
持することになる。次の（ｉ＋１）行目の走査線３１１においても、同様なスパイクノイ
ズの打ち消し合いによって、水平走査期間Ｔ_２において負極性の選択電圧−Ｖ_Ｓを維持す
ることになる。このようにして、１〜３２０行の走査線３１１は、スパイクノイズの打ち
消し合いによって、選択電圧が水平走査期間にわたって正しく維持されることになる。
このため、本実施形態によれば、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６に電圧
実効値を正しく保持させることできるので、各画素１２０を目標とする階調（階調データ
Ｄａで指定された階調）で表示させることが可能となる。したがって、本実施形態によれ
ば、データ線の電圧変化によるスパイクノイズに起因した表示品位の低下を防止すること
ができる。

なお、走査線３１１が非選択となって非選択電圧±Ｖ_ｄとなっている場合にも、スパイ
クノイズが同様に発生するが、走査線３１１が非選択電圧±Ｖ_ｄであれば、第１ＴＦＤ２
２１、第２ＴＦＤ２２２がオフしているので、第１画素容量２３５および第２画素容量２
３６に保持される電圧実効値に、ほとんど影響を与えない。ただし、本実施形態では、走
査線３１１が非選択となった場合であっても、同様なスパイクノイズの打ち消し合いによ
って、非選択電圧＋Ｖ_ｄのまたは−Ｖ_ｄを維持することになる。
また、本実施形態によれば、１つの画素１２０において透過型と反射型とが併存するの
で、暗所では透過型によって、明所では反射型によって、それぞれ良好な視認性を有する
画像を表示することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、第１画素容量２３５をノーマリーホワイトモードの透過
型とし、第２画素容量２３６をノーマリーブラックモードの反射型としているので、素子
基板２０１と偏光子２４１との間、および、対向基板３０１と偏光子３４１との間にそれ
ぞれ１／４波長板を介挿しなくても良い。
すなわち、透過型と反射型とを併存した構成において、透過型および反射型の画素容量
を、ノーマリーホワイトモードまたはノーマリーブラックモードのいずれか一方で統一す
るには、図１６に示されるように、素子基板２０１と偏光子２４１との間に、当該偏光子
２４１を通過した直線偏光を円偏光に変換する１／４波長板２４３を介挿し、さらに、対
向基板３０１と偏光子３４１との間に、当該偏光子３４１を通過した直線偏光を円偏光に
変換する一方、第２画素電極２３２で反射して液晶１０５を通過した円偏光を直線偏光に
変化する１／４波長板３４３を介挿する必要があるが、本実施形態では、１／４波長板２
４３、３４３が不要となり、その分、構成の簡易化を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、第１画素容量２３５を透過型とし、第２画素容量２３６
を反射型としたが、これを入れ替えて、第１画素容量２３５を反射型とし、第２画素容量
２３６を透過型としても良い。同様に、第１画素容量２３５をノーマリーホワイトモード
とし、第２画素容量２３６をノーマリーブラックモードとしたが、これを入れ替えて、第
１画素容量２３５をノーマリーブラックモードとし、第２画素容量２３６をノーマリーホ
ワイトモードとしても良い。

また、実施形態では、第１画素容量２３５を第１ＴＦＤ２２１によってスイッチングし
、第２画素容量２３６を第２ＴＦＤ２２２によってスイッチングする、いわゆるアクティ
ブマトリクス方式としたが、スイッチング素子を用いない、いわゆるパッシブマトリクス
駆動としても良い。
すなわち、図７に示されるように、第１データ線（第１セグメント電極）２１１からの
突出領域を第１画素電極２３１とし、第２データ線（第２セグメント電極）２１２からの
突出領域を第２画素電極２３２とするとともに、これらの第１画素電極２３１と第２画素
電極２３２とが、１行のストライプ状の走査線（コモン電極）３１１と対向する構成とし
ても良い。
なお、図８は、図７の構成における電気的な等価回路を示す図であり、図３に示した構
成と同様に、セグメント電極の電圧変化によるスパイクノイズに起因した表示品位の低下
を防止することができる。

実施形態（図３参照）では、透過型の第１画素容量２３５と反射型の第２画素容量２３
６とをＹ方向に沿って交互に配列させたが、図９（ａ）や、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示
されるように、透過型、反射型をＹ方向に隣接させても良い。
詳細には、図９（ａ）に示されるように、透過型と反射型とを２つずつＹ方向に隣接さ
せた上で、ＲＧＢの透過型と反射型とをＸ方向に揃えて配列させても良いし、図９（ｂ）
に示されるように、透過型と反射型とを２つずつＹ方向に隣接させた状態を確保しつつ、
Ｘ方向では、透過型と反射型とを交互に配列させても良いし、図９（ｃ）に示されるよう
に、特定の色、例えばＲＢの色だけ透過型と反射型とを２つずつＹ方向に隣接させ、Ｇの
色については、Ｙ方向に沿って交互に配列させても良い。
このように、透過型、反射型をＹ方向に隣接させと、特にパッシブマトリクス方式では
、図１０に示されるように、第１画素容量２３５として機能する第１データ線（第１セグ
メント電極）２１１と走査線（コモン電極３１１）との交差領域、および、第２画素容量
２３６として機能する第２データ線（第２セグメント電極）２１２と走査線（コモン電極
３１１）との交差領域、をそれぞれ拡大することができるので、開口率が向上して、透過
型でも反射型でも、より明るい表示が可能となる。

ところで、実施形態において、スパイクノイズの打ち消し合いという観点からいえば、
第１画素容量２３５の容量値と第２画素容量２３６の容量値とはほぼ同一値であることが
好ましい。
上述したように、反射型の第２画素容量２３６におけるセルギャップは、透過型の第１
画素容量２３５の半分であるので、図１２に示されるように、第２画素電極２３２の面積
を、第１画素電極の半分として、両画素容量の容量値を互いに等しくなるように設計すれ
ば良い。
このように設計すると、反射型よりも透過型の視認性を重視した表示とすることができ
る。
なお、厳密に両容量が等しくなる必要はなく、例えば、両容量に２０％ほどの差があっ
ても、クロストークは著しく軽減される。

また、実施形態における第１ＴＦＤ２２１、第２ＴＦＤ２２２には、図１４において破
線で示されるように、それぞれ容量２２１ａ、２２２ａ成分を有する。このため、第１画
素容量２３５に保持される電圧は、第１ＴＦＤ２２１のオフ時であっても、実際には少な
からず第１データ線２１１の電圧変化の影響を受ける一方、第２画素容量２３６に保持さ
れる電圧は、第２ＴＦＤ２２２のオフ時であっても、第２データ線２１２の電圧変化の影
響を受けて、それぞれ変動してしまう場合がある。
そこで、図１４に示されるように、第１画素容量２３５にあっては、第１画素電極２３
１と第２データ線２１２との間に容量２２５を、第２画素容量２３６にあっては、第２画
素電極２３２と第１データ線２１１との間に容量２２６を、それぞれ電気的に介挿して設
けた構成としても良い。ここで、容量２２５は容量２２１ａと同一になるように、容量２
２６は容量２２２ａと同一になるように、それぞれ設計される。
容量２２５、２２６については、それぞれ第１ＴＦＤ２２１、第２ＴＦＤ２２２と同様
な構成とすれば良いが、スイッチング素子としてではなく、容量として機能させるので、
絶縁層の膜厚を、第１ＴＦＤ２２１、第２ＴＦＤ２２２と比較して厚くする必要がある。
ここで、絶縁層を厚くした分、図１３に示されるように、絶縁層を介した島状部分と電極
との交差面積を広くすれば、ＴＦＤと同一容量することが容易となる。

このように、容量２２５、２２６を設けると、いわゆる縦クロストークによる表示品位
の低下についても抑えることが可能となる。
ここで、縦クロストークとは、１列に対して１本のデータ線のみを備え、ノーマリーホ
ワイトモードまたはノーマリーブラックモードのいずれか一方に統一された画素容量を有
する従来構成において、図１７（ａ）に示されるように、ある一定色を背景として、例え
ば黒色および白色を１行毎に入れ替えた領域をウィンドウ表示しようとする場合に、図１
７（ｂ）に示されるように、ウィンドウ領域の上下（列）方向にわたって、当該ウィンド
ウ領域を反映した尾引き現象をいう。
この現象が現れる原因は、ある特定のパターンを表示させようとする場合に、データ信
号Ｘｊが電圧＋Ｖ_ｄまたは−Ｖ_ｄのいずれかに偏ってしまうことに起因する。

詳細には、ＴＦＤは寄生容量を有することから、非選択期間にデータ線の電圧が変化す
ると、この寄生容量により画素容量に書き込まれた電圧（電荷）が変化する。詳細には、
上記従来構成において、ウィンドウ領域に属するデータ線に供給されるデータ信号は、背
景領域Ｄ、Ｆに属する走査線が選択されている期間であれば、選択電圧の極性と反対極性
となるので、１水平走査期間毎に交互に電圧＋Ｖ_ｄまたは−Ｖ_ｄになるのに対し、ウィン
ドウ領域Ｅに属する走査線が選択されている期間であれば、電圧＋Ｖ_ｄまたは−Ｖ_ｄのい
ずれかとなってしまう。このため、走査線とデータ線との電圧差は、図１８において実線
で示される通りとなる。すなわち、ウィンドウ領域Ｅでは、奇数行については、データ線
の電圧変化が当該行の画素電圧の絶対値を大きくするように作用し、偶数行については、
データ線の電圧変化が当該行の画素電圧の絶対値を小さくするように作用する。
したがって、図１８においてハッチングされた領域で示されるように、偶数行の画素容
量は、奇数行の画素容量と比較すると画素電圧の絶対値が小さい期間が持続するので、相
対的に電圧実効値が小さくなる結果、ノーマリーブラックモードであれば、偶数行の画素
は、奇数行の画素と比較して暗くなってしまうのである。

このような縦クロストークを解消するためには、一般には、１行の走査線３１１を選択
する毎に選択電圧の極性を反転させるとともに、１水平走査期間を前半および後半期間に
分け、選択した走査線に対して前半または後半期間のうち一方の期間のみに選択電圧を印
加する一方、データ信号については、選択電圧が印加される一方の期間において、選択電
圧とは反対極性の電圧が階調に応じた時間幅となるようなパルス信号とし、前半または後
半期間のうち他方の期間においては、当該パルス信号を反転させる、いわゆる１Ｈ反転・
０．５Ｈセレクト方式を採用すれば良い。この１Ｈ反転・０．５Ｈセレクト方式では、表
示内容にかかわらず、データ信号が電圧＋Ｖ_ｄとなる期間と、データ信号が電圧−Ｖ_ｄと
なる期間とは互いに５０％ずつとなるので、データ線の電圧変化の影響が同じとなり、上
記縦クロストークは解消される。
ただし、この１Ｈ反転・０．５Ｈセレクト方式では画素を中間階調とする場合に、１水
平走査期間におけるデータ信号の電圧切り替わり回数が３回となるので、容量によって消
費される電力が大きく、低消費電力化を阻害する。さらに、１Ｈ反転・０．５Ｈセレクト
方式では、選択電圧の印加期間が半分になるので、選択電圧を高くする必要があり、電源
回路の負担や低消費電力化という点においても不利である。

これに対し、容量２２５、２２６を設けると、第１画素電極２３１が、第１データ線２
１１に対し容量２２１ａを介してカップリングするとともに、第２データ線２１２に対し
容量２２５を介してカップリングし、同様に、第２画素電極２３２が、第２データ線２１
２に対し容量２２２ａを介してカップリングするとともに、第１データ線２１１に対し容
量２２６を介してカップリングする。
第１データ線２１１には第１データ信号が供給され、第２データ線２１２には当該第１
データ信号を反転させた第２データ信号が供給されるので、第１データ信号が第１画素電
極２３１に及ぼす影響は、第２データ信号が第１画素電極２３１に及ぼす影響によって相
殺され、同様に、第２データ信号が第２画素電極２３２に及ぼす影響は、第１データ信号
が第２画素電極２３２に及ぼす影響によって相殺される。
このため、第１画素容量２３５および第２画素容量２３６におけるリークの程度は、そ
れぞれ他の画素容量と比較して同程度となる。したがって、容量２２５、２２６を設ける
と、１Ｈ反転・１Ｈセレクトであるにもかかわらず、縦クロストークを解消することがで
きるのである。
また、１Ｈ反転・１Ｈセレクトでは、中間階調を表示する場合に、１水平走査期間にお
けるデータ信号の電圧切り替わり回数が１回で済み、１Ｈ反転・０．５Ｈセレクト方式と
比較して１／３であるので、その分、電力消費を小さく抑えることができる。

ところで、画素の階調を指定するデータを、当該階調に応じたパルス幅（実質的には電
圧）に変換する際のいわゆるγ特性は、透過型と反射型とでは異なる場合が多い。このた
め、ノーマリーホワイトの透過型とノーマリーブラックモード反射型とを相補的なデータ
信号で駆動しても、完全に同一の階調表示とはならない場合が多い。
そこで、実施形態においては、暗所において主として使用される場合には、透過型に合
わせたγ特性に設定して透過型重視とすれば良いし、反対に、明所において主として使用
される場合には、反射型に合わせたγ特性に設定して反射型重視とすれば良い。
さらには、透過型用のγ特性と、反射型用のγ特性と予め用意しておくとともに、周辺
の明るさに応じて手動又は自動で、いずれかのγ特性を適宜選択してデータ線駆動回路（
データ信号供給回路）に設定する構成としても良い。

また、階調表示数は説明したものに限らず、これによりも低階調表示としても良いし、
これよりも高階調表示としても良い。さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に、他の色
（例えばシアン）を加えて、４色以上で１ドットを構成して、カラー表示しても良いし、
単に、白、黒およびその中間階調に相当する灰色のモノクロ表示とする構成としても良い
。

次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１０を表示装置として有する電子機器につ
いて説明する。図１５は、実施形態に係る電気光学装置１０を用いた携帯電話１２００の
構成を示す斜視部である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受
話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した液晶パネル１００を備えるものである
。なお、電気光学装置１０のうち、液晶パネル１００以外の構成要素については電話器に
内蔵されるので、外観としては現れない。

なお、電気光学装置１０が適用される電子機器としては、図１５に示される携帯電話の
他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型（
またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳
、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネ
ルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示装置として、
上述した電気光学装置１０が適用可能であることは言うまでもない。そして、いずれの電
子機器においても、表示品位の低下を抑えて高品位の表示が簡易な構成によって実現され
ることになる。

本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。同電気光学装置における画素の構成を示す平面図である。同画素の等価回路を示す図である。同電気光学装置における走査信号を示す図である。同電気光学装置における第１、第２データ信号を示す図である。同電気光学装置における電圧歪みの相殺を示す図である。同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。別構成に係る画素の等価回路を示す図である。画素の内部の配列例を示す図である。画素の構成を示す平面図である。同電気光学装置における表示パネルの構成を示す要部断面図である。同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。同電気光学装置における画素の別構成を示す平面図である。別構成に係る画素の等価回路を示す図である。同電気光学装置を用いた携帯電話の構成を示す図である。同表示パネルにおける優位性を説明するための比較対象を示す図である。横クロストークを示す図である。横クロストークの原因を説明するための図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、１１０…ドット、１２０…画素、２１１…第１データ線、２１２
…第２データ線、２２１…第１ＴＦＤ、２２２…第２ＴＦＤ、２３１…第１画素電極、２
３２…第２画素電極、２３５…第１画素容量、２３６…第２画素容量、２５０…データ線
駆動回路、３１１…走査線、３５０…走査線駆動回路、４００…制御回路、１２００…携
帯電話

Claims

走査線と、
前記走査線に交差する一対の第１データ線と第２データ線と、
前記走査線と第１データ線の交差に対応して設けられ、前記第１データ線の電位が印加される第１画素電極と、前記走査線の電位が印加される対向電極とを有する第１画素と、
前記同じ走査線と第２データ線の交差に対応して設けられ、前記第２データ線の電位が印加される第２画素電極と、前記走査線の電位が印加される対向電極とを有する第２画素と、
前記走査線を選択する選択電圧を印加する走査線駆動回路と、
前記選択電圧が印加される走査線に位置する画素に、該画素に表示する階調に応じた電圧の第１データ信号を、当該画素に対応する前記第１データ線に供給する一方、所定の電位を基準として前記第１データ信号を反転させた第２データ信号を前記第２データ線に供給するデータ線駆動回路とを備え、
前記第１画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第１データ線に供給された第１データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第１画素が明るくなるように設定され、
前記第２画素は、前記走査線が選択されたときに、前記第２データ線に供給された第２データ信号に基づく電圧を保持するとともに、当該保持電圧が高くなるにつれて、前記第２画素が暗くなるように設定されている
ことを特徴とする電気光学装置。
前記第１画素が透過モード、前記第２画素が反射モードを有するか、または、
前記第１画素が反射モード、前記第２画素が透過モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
前記第１画素は第１画素容量を備えるとともに前記第２画素は第２画素容量を備え、
前記画素は、第１ダイオードおよび第２ダイオードを有し、
前記第１ダイオードおよび前記第１画素容量は、前記走査線と前記第１データ線との間で電気的に直列に接続され、
前記第２ダイオードおよび前記第２画素容量は、前記走査線と前記第２データ線との間で電気的に直列に接続され、
前記第１および第２ダイオードは、前記走査線が選択されたときに導通状態となる
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
前記第１画素前記走査線と前記第１データ線との交差領域であり、
前記第２画素は、前記走査線と前記第２データ線との交差領域である
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
前記走査線駆動回路は、
前記走査線を所定の順番で選択して選択電圧を印加し、
前記データ線駆動回路は、選択された走査線に位置する画素の階調に応じたパルス幅の第１データ信号を供給する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の電気光学装置。
透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より容量を構成する電極間距離が長い
ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
透明性を有する画素電極は、反射性を有する画素電極より電極交差領域の面積が大きい
ことを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
前記第１画素電極と前記第２データ線との間に第１容量と、
前記第２画素電極と前記第１データ線との間に第２容量と
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置。
請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置を備える
ことを特徴とする電子機器。