JP4720261B2 - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、クロストークやノイズによる表示品位の低下を防止する技術に関する。

特に液晶などの電気光学物質を用いて画像を表示する電気光学装置のうち、薄膜トラン
ジスタ（thin film transistor、以下、単にＴＦＴを略称する）により画素をスイッチン
グするタイプにおいては、画素毎に個別の画素電極に対して液晶を挟んで共通電極（対向
電極）が各画素にわたって共通に対向するとともに、走査線が選択されると、ＴＦＴがデ
ータ線と画素電極との間でオンする構成となっている。この構成において、走査線を選択
してＴＦＴをオンさせたときに、データ線に対して画素の階調に応じた電圧をデータ線に
供給すると、当該電圧が画素電極に印加される。走査線の選択が終了して、ＴＦＴがオフ
しても、当該電圧は、画素電極と共通電極とによって液晶を挟持した構成の画素容量によ
って、当該走査線が再度選択されるまで保持されることになる。

ところで、この構成では、走査線が選択される期間では、各画素電極に、階調に応じた
電圧が印加されるので、画素電極と容量結合する共通電極が電位変動する。共通電極が電
位変動すると、画素容量で保持される電圧に影響を与えるので、画素の階調（明るさ）が
目標値からズレて、いわゆるクロストークが発生してしまう。
そこで、共通電極の電位変動を検出するとともに、この電位変動を打ち消すような電圧
を共通電極に与えて、共通電極の電位を安定化する技術が提案されている。
特開平９−２１８３８８号公報

しかしながら、この技術は、共通電極の電位変動を打ち消すという、いわば対処療法的
な技術であるので、電位変動の打ち消しが間に合わなければ、クロストークが発生してし
まうことになる。
そこで、本発明では、データ線や画素電極の電圧変動が、画素容量の保持電圧に影響を
与えないようにして、クロストークやノイズによる表示品位の低下を根治的に防止するこ
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本発明にあっては、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た画素であって、画素毎に個別の第１および第
２画素電極を備え、前記第１および第２画素電極のそれぞれに印加された電圧の差を保持
する画素容量と、対応する走査線が選択されたときに、前記第１データ線と前記第１画素
電極との間で導通状態となる第１スイッチング素子と、対応する走査線が選択されたとき
に、前記第２データ線と前記第２画素電極との間で導通状態となる第２スイッチング素子
と、を有する画素と、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、前
記対応する走査線が選択されたときに、前記第１データ線に画素の階調に応じたデータ信
号を供給するとともに前記第２データ線に所定の電圧を供給するデータ線駆動回路とを備
えることを特徴とする。本発明によれば、走査線の電圧変化や外的なノイズが第１および
第２データ線に加わっても、第１および第２データ線の電位は同一方向に同量変化するの
で、当該電位変動は打ち消し合う結果、画素容量に保持される電圧に影響を与えない。

本発明において、前記第２データ線は、各列にわたって共通であって、前記データ線駆
動回路は、前記第１データ線を、前記所定の電圧よりも、画素の階調に応じた電圧だけ高
位または低位の一方側の電圧とする状態と、前記所定の電圧よりも、当該画素の階調に応
じた電圧だけ高位または低位の他方側の電圧とする状態とを所定の周期で交互に繰り返す
構成としてもよい。また、本発明において、前記データ線駆動回路は、前記第１データ線
を所定の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を、前記所定の電圧よりも
、画素の階調に応じた電圧だけ高位または低位の一方側の電圧とする状態と、前記第１デ
ータ線を、前記所定の電圧よりも、当該画素の階調に応じた電圧だけ高位側または低位の
一方側の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を前記所定の電圧とする状
態とを所定の周期で交互に繰り返す構成としても良い。さらに、本発明において、前記デ
ータ線駆動回路は、前記所定の電圧を基準として、前記第１データ線の電圧と前記第２デ
ータ線の電圧とを互いに対称とするとともに、所定の周期で高位または低位の電圧を反転
させる構成としても良い。

また、本発明において、前記画素容量に並列な補助容量を有する構成が好ましい。この
構成により、第１および第２スイッチング素子のオフ時においてリークする電荷を抑える
ことができる。ここで、前記補助容量は、前記第１画素電極、絶縁層および前記第２画素
電極の積層構造としても良いし、前記第１画素電極、絶縁層および導電層の積層構造から
なる容量と、前記導電層、前記絶縁層および第２画素電極の積層構造からなる容量との直
列接続としても良い。
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としても、さらに
は、当該電気光学装置を有する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には、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１１６は、第１データ線２１１および第２データ線２１２の対と、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。したがって、本実施形態では、画
素１１６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
をこれに限定する趣旨ではない。
なお、本実施形態では、第２データ線２１２は、互いに共通であり、後述する電圧Ｖc
が共通に印加されている。

ここで、画素１１６の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、画素１１６の構成
を示す平面図であり、図２（ｂ）は、画素１１６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画素分の構成が示されている。
なお、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１６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、画素１１６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。

図２（ｂ）に示されるように、各画素１１６は、画素容量Ｃpixと、ｎチャネル型の第
１ＴＦＴ２４１、ｎチャネル型の第２ＴＦＴ２４２とを有する。
ここで、各画素１１６については互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列で代表させて説明す
ると、当該ｉ行ｊ列の画素１１６において、第１ＴＦＴ２４１のゲートはｉ行目の走査線
３１１に接続される一方、そのソースはｊ列目の第１データ線２１１に接続され、そのド
レインは第１画素電極２３１に接続されている。また、同じｉ行ｊ列の画素１１６におい
て、第２ＴＦＴ２４２のゲートはｉ行目の走査線３１１に接続される一方、そのソースは
ｊ列目の第２データ線２１２に接続され、そのドレインは第２画素電極２３２に接続され
ている。
なお、第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２４２は、互いに同一の素子特性となるよう
に設計されている。

液晶パネル１００は、素子基板と対向基板との一対の基板が、一定の間隙を保って貼り
合わせた構成となっており、この間隙に液晶が挟持されている。また、素子基板には、走
査線３１１や、第１データ線２１１、第２データ線２１２、第１画素電極２３１、第２画
素電極２３２、第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２４２が形成されて、この電極形成面
が対向基板と対向するように貼り合わせられる。この構成のうち、素子基板の電極形成面
を平面的に示したものが図２（ａ）である。
この図からも判るように、液晶パネル１００は、液晶にかかる電界方向を基板面方向と
した、いわゆるＩＰＳ（in plane switching）方式としたものである。
詳細には、素子基板に、ゲート電極層のパターニングにより走査線３１１を形成し、そ
の上に絶縁層と半導体層（図示省略））を堆積して第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２
４２が形成された後に、さらに、絶縁層を介した第１金属層のパターニングにより第１デ
ータ線２１１、第２データ線２１２、第１画素電極２３１および第２画素電極２３２が形
成された構成となっている。
ここで、第１画素電極２３１および第２画素電極２３２は、いずれも櫛歯状に形成され
るとともに、互いに一定の距離を保って対向するように配置する。したがって、本実施形
態において、画素容量Ｃpixは、第１画素電極２３１と第２画素電極２３２とが液晶を介
して互いに対向することによって生じる容量で表されることになる。
なお、第１画素電極２３１と第２画素電極２３２のいずれか一方が、例えば矩形で、他
方が櫛歯形状となっており、一方の矩形の画素電極の上に絶縁層を介して他方の櫛歯形状
の画素電極が形成された構成、すなわちＩＰＳ方式の変形であるＦＦＳ（fringe field s
witching）方式を採用した構成としても良い。

画素容量Ｃpixでは、電界が、保持電圧に応じた強さで図２（ａ）において紙面縦（Ｙ
）方向に発生して、液晶の配向状態が変化する。このため、偏光子（図示省略）を通過す
る光量は、当該電圧実効値に応じた値となる。
本実施形態において、画素容量Ｃpixに印加される電圧実効値は、第１画素電極２３１
および第２画素電極２３２の差電圧で定まるので、ｉ行ｊ列の画素を目的の階調とするに
は、ｉ行目の走査線３１１に選択電圧を印加し、第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２４
２を導通（オン）状態とさせるとともに、ｊ列目の第１データ線２１１および第２データ
線２１２の電圧差を、ｉ行ｊ列の画素の階調に応じた値に設定すれば良いことになる。
なお、本実施形態では説明の便宜上、当該電圧実効値がゼロに近ければ、光の透過率が
最大となって白色表示になる一方、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、ついには透過率が最小の黒色表示になるノーマリーホワイトモードとする。
また、図２（ｂ）の破線で示されるように、第１ＴＦＴ２４１のゲート−ドレイン間に
は容量Ｃgd1が寄生し、同様に、第２ＴＦＴ２４２のゲート−ドレイン間には容量Ｃgd2が
寄生する。

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。

走査線駆動回路３５０は、図３に示されるように、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、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ
３、…、Ｙ３２０として、それぞれ１行目、２行目、３行目、…、３２０行目の走査線３
１１に供給するものである。このため、１〜３２０行の走査線３１１は、１水平走査期間
（１Ｈ）毎に１行ずつ選択されるとともに、選択されたときにＨレベルに相当する電圧Ｖ
ddが印加される一方、非選択のときにはＬレベルに相当する電圧Ｖss（＝Ｇnd）が印加さ
れる。

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
供給回路２５２と、各列に対応したＤ／Ａ変換回路２５４とを有するとともに、各列にお
いて共通の第２データ線２１２に電圧Ｖcをそれぞれ印加するものである。
データ供給回路２５２は、縦３２０行×横２４０列のマトリクス配列に対応した記憶領
域（図示省略）を有し、各記憶領域では、それぞれ対応する画素１１６の階調値（明るさ
）を指定する階調データＤａが記憶される。なお、階調データＤａは、図示しない上位装
置から供給され、表示内容に変更が生じた場合には、対応する記憶領域に記憶された階調
データＤａが書き換えられる。
さらに、データ供給回路２５２は、走査線駆動回路３５０によって、ｉ行目の走査線３
１１が選択されたときに、当該ｉ行目の走査線３１１に位置する１〜２４０列の画素１１
６の階調データを記憶領域から一斉に読み出して出力する。

各列のＤ／Ａ変換回路２５４は、データ供給回路２５２により読み出された階調データ
を、電圧Ｖcを基準として極性指示信号ＰＯＬで指定された極性のアナログ信号に変換し
て、対応する第１データ線２１１にデータ信号として供給するものである。なお、１、２
、３、…、２４０列目の第１データ線２１１に供給されるデータ信号を、それぞれＸ１、
Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０と表記し、特に列を特定しないで一般的に説明する場合には、
Ｘｊと表記する。

ここで、極性指示信号ＰＯＬは、Ｈレベルであれば画素容量Ｃpixの正極性書込を指定
し、Ｌレベルであれば画素容量Ｃpixの負極性書込を指定する信号であり、本実施形態で
は、図３に示されるように、１垂直走査期間（１Ｈ）毎に極性反転する。
また、本実施形態において、画素容量Ｃpixの書込極性は、便宜的に、第１画素電極２
３１が第２画素電極２３２によりも高位となる場合を正極性とし、反対に、第１画素電極
２３１が第２画素電極２３２によりも低位となる場合を負極性としている。このように画
素容量Ｃpixの書込極性を正極性と負極性とで交互に駆動（交流駆動）する理由は、直流
成分の印加による液晶の劣化を防止するためである。

ところで、交流駆動の場合に、１画面内における画素に対して書込極性をどのような関
係とするかについては、
（１）走査線毎に書込極性を反転する走査線反転（行反転）、
（２）データ毎に書込極性を反転するデータ線反転（列反転）、
（３）走査線反転とデータ線反転とを組み合わせて、上下左右で隣接する画素同士で書込
極性を反転する画素反転（ドット反転）、
（４）すべて揃える面反転（フレーム反転）
の４種類が考えられる。
本実施形態では、極性指示信号ＰＯＬによって、各列の書込極性が同一に指定されると
ともに、当該極性指示信号ＰＯＬが、１垂直走査期間（１Ｆ）にわたって固定化されるこ
とからも判るように、フレーム反転が採用されている。ただし、本発明は、このフレーム
反転方式に限定する趣旨ではない。

データ線駆動回路２５０によって出力されるデータ信号について、ｊ列目により代表さ
せて説明すると、当該ｊ列目の第１データ線２１１に供給されるデータ信号Ｘｊは、図３
に示される通りとなる。すなわち、データ線駆動回路２５０は、極性指示信号がＨレベル
となって正極性書込が指示される１垂直走査期間において、１行目の走査線３１１が選択
される水平走査期間では、データ信号Ｘｊを、電圧Ｖcに対して１行ｊ列の画素の階調に
応じた電圧だけ高位側として出力する。
次の２行目の走査線３１１が選択される水平走査期間においても正極性書込の指示とな
るので、データ線駆動回路２５０は、２行目の走査線３１１が選択される水平走査期間に
ではデータ信号Ｘｊを、電位Ｖ_Ｃに対して２行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ高位側
として出力する。以下、この動作を、最終の３２０行目の走査線３１１が選択される水平
走査期間まで繰り返す。
データ線駆動回路２５０は、極性指示信号がＬレベルとなって負極性書込が指示される
１垂直走査期間では、データ信号Ｘｊを、電圧Ｖcに対して画素の階調に応じた電圧だけ
低位側として出力する。
したがって、隣接する２垂直走査期間において表示内容に変更がなければ（各記憶領域
に記憶される階調データが更新されなければ）、データ信号Ｘｊは、図３に示されるよう
に、電圧Ｖcを基準に高位側と低位側とで対称となる。

ここで、図３における電圧の関係について説明すると、電圧Ｖssは接地電位（＝Ｇnd）
であって、本実施形態における電圧の基準（電圧ゼロ）であり、電圧Ｖddは電源電圧高位
側である。これらの電圧Ｖss、Ｖddは、上述したように、それぞれ走査信号Ｙ１、Ｙ２、
Ｙ３、…、Ｙ３２０のＬレベル、Ｈレベルに相当する。
一方、画素容量Ｃpixにおける書込極性の基準となる電圧Ｖcは、電圧Ｖss、Ｖddのほぼ
中間値である。
なお、図３においては、Ｙ側の走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０等と、Ｘ側のデータ信号Ｘｊと
の縦方向の電圧スケールを、便宜的に異ならせてある（後述する図６、図７においても同
様）。

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４
は、ｉ行ｊ列の画素の書き込みについて、走査信号Ｙｉとの関係において示す図である。
なお、図４では、ｉ行ｊ列の画素１１６における第１画素電極２３１の電圧が太実線で示
され、ｉ行ｊ列の画素１１６における第２画素電極２３２の電圧が中実線で示され、走査
信号Ｙｉの電圧が細実線で示されている。
ｉ行目の走査信号ＹｉがＨレベルとなる１水平走査期間（１Ｈ）において、例えば、ｉ
行ｊ列の画素を白色と黒色との間の灰色とする場合に、データ信号Ｘｊは、正極性であれ
ば、電圧Ｖcに対して電圧Ｖgだけ高位側の電圧（Ｖc＋Ｖg）となる。ここで、電圧Ｖgは
、データ供給回路から読み出されたｉ行ｊ列の階調データによって指定された電圧である
。
走査信号ＹｉがＨレベルになると、ｉ行目の画素１１６においては、第１ＴＦＴ２４１
および第２ＴＦＴ２４２がそれぞれオンして、ソース・ドレイン間がいずれも導通状態と
なる。このため、ｉ行ｊ列の第１画素電極２３１は、ｊ列目の第１データ線２１１に電気
的に接続された状態となり、同様に第２画素電極２３２は、ｊ列目の第２データ線２１２
に電気的に接続された状態となる。
したがって、走査信号ＹｉがＨレベルとなる１水平走査期間（１Ｈ）では、ｉ行ｊ列に
おいて、第１画素電極２３１は電圧（Ｖc＋Ｖg）となり、第２画素電極２３２は電圧Ｖc
となって、その差電圧は、ｉ行ｊ列の階調に応じた電圧Ｖgとなる。

ところで、第１ＴＦＴ２４１、第２ＴＦＴ２４２には、それぞれ容量Ｃgd1、Ｃgd2が寄
生するので（図２（ｂ）の破線参照）、ｉ行目の走査線３１１の選択が終了して、走査信
号ＹｉがＨレベルからＬレベルに変化すると、その変化方向にドレイン電圧が変化するプ
ッシュダウンと呼ばれる現象（突き抜け、フィールドスルーなどとも呼ばれる）が発生す
る。詳細には、このプッシュダウンは、第１ＴＦＴ２４１でいえば、オンしている期間に
おいて容量Ｃpix、Ｃgd1に充電された電荷が、オフした瞬間に各容量に再分配されること
に起因して発生する。
このため、走査信号ＹｉがＬレベルに変化した瞬間に、第１ＴＦＴ２４１のドレイン、
すなわち、ｉ行ｊ列の第１画素電極２３１は、電圧（Ｖc＋Ｖg）から電圧ΔＶだけ低下す
る。ここで、ΔＶは、プッシュダウンによるドレイン電圧の変化分であり、容量比Ｃgd1
／（Ｃgd1＋Ｃpix）に、ゲート電圧の変化分（Ｖdd−Ｖss）を乗じた値で示される。
ただし、本実施形態では、第２ＴＦＴ２４２のドレインにおいても、プッシュダウンが
発生する。上述したように、第２ＴＦＴ２４２は、第１ＴＦＴ２４１と同一特性となるよ
うに設計されているので、Ｃgd2＝Ｃgd1である。このため、走査信号ＹｉがＬレベルに変
化した瞬間に、ｉ行ｊ列の第２画素電極２３２についても、電圧Ｖcから同量の電圧ΔＶ
だけ低下する。

なお、負極性書込の場合、走査信号ＹｉがＨレベルとなる１水平走査期間（１Ｈ）にお
いて、データ信号Ｘｊは、図４に示されるように、電圧Ｖcに対して電圧Ｖgだけ低位側の
電圧（Ｖc−Ｖg）となる。
このため、負極性書込の場合に走査信号ＹｉがＨレベルになると、ｉ行ｊ列の第１画素
電極２３１は電圧（Ｖc−Ｖg）となり、第２画素電極２３２は電圧Ｖcになる一方、走査
信号ＹｉがＬレベルに変化した瞬間に、第１画素電極２３１は電圧（Ｖc−Ｖg）から電圧
ΔＶだけ低下し、第２画素電極２３２は電圧Ｖcから同量の電圧ΔＶだけ低下する。
また、ここでは一般的にｊ列目で説明したが、このような動作は、１〜２４０列のすべ
てにわたって実行される。

一般に、画素容量Ｃpixは、ノーマリーホワイトモードであれば、明状態となるほど小
さくなる、すなわち、表示内容に応じて容量値が変化する。このため、プッシュダウンに
より低下する電圧ΔＶは、画素容量Ｃpix（すなわち、画素の階調）に依存する。しかし
ながら、本実施形態によれば、走査信号ＹｉがＬレベルに変化した瞬間に、第１画素電極
２３１および第２画素電極２３２は、互いに同量の電圧ΔＶだけ変化して、相殺し合うの
で、ｉ行ｊ列の画素容量Ｃpixに保持される電圧Ｖgは、プッシュダウンや書込極性の影響
を受けることはなく、階調のみによって定まることになる。
このため、本実施形態によれば、正極性と負極性とで画素容量Ｃpixに印加される電圧
実効値は互いに同一となるので、直流成分の印加を防止される結果、フリッカーの発生が
抑えられるとともに、液晶の劣化も未然に防止することが可能となる。

この点について従来の技術との比較において詳述する。図１５は、従来の構成を示す図
である。この図に示されるように、従来では、各列には、データ線２１５のみが設けられ
、走査線３１１とデータ線２１５との交差に対応して画素１１７が配列する構成である。
この従来における画素１１７は、ｎチャネル型のＴＦＴ２４５のゲートが走査線３１１に
接続される一方、そのソースがデータ線２１５に接続され、そのドレインが画素毎に個別
の画素電極２３５に接続される。従来における画素容量は、画素電極２３５と各画素にわ
たって共通の共通電極１０８によって液晶を挟持した構成となる。この共通電極１０８は
、時間的に一定の電圧ＬＣcomに保たれる。

この構成において、交流駆動は、共通電極１０８に対して高位側（正極性）と低位側（
負極性）とで交互書き込みをする。ただし、従来の構成において、電圧ＬＣcomを書込極
性の基準である電圧Ｖcに一致させた状態で、交互書き込みをすると、図１６（ａ）に示
されるように、プッシュダウンのために、負極性書込において画素容量に印加される電圧
実効値が、正極性書込において画素容量に印加される電圧実効値よりも大きくなってしま
う。
このため、同一階調で正極性・負極性書込をしても画素容量の電圧実効値が互いに等し
くなるように、共通電極１０８の電圧ＬＣcomを、書込極性の基準である電圧Ｖcよりも、
プッシュダウンにより低下する電圧ΔＶだけ、低めに設定すれば（図１６（ｂ）参照）、
一見すると良いように思われる。

しかしながら、この設定では、共通電極１０８の電圧ＬＣcomの低下分は、階調とは関
係なく、一律となってしまう。上述したように、ＴＦＴ２４５のプッシュダウンにより画
素電極２３５において低下する電圧ΔＶは、画素容量Ｃpix（画素の階調）に依存して変
動するので、ある階調値において、正極性書込と負極性書込とで画素容量の電圧実効値が
同じとなるように、共通電極１０８の電圧ＬＣcomを設定してしまうと、他の階調値にお
いて、画素容量の電圧実効値は正極性書込と負極性書込とで異なってしまうことになる。
したがって、従来の画素構成では、共通電極１０８を、いかなる電圧に設定しても、画素
容量に印加される電圧実効値を正極性書込と負極性書込とで同一値にすることができない
ので、直流成分の印加を防止することができないのである。

これに対して、本実施形態では、第１ＴＦＴ２４１において発生するプッシュダウンと
同量のプッシュダウンが、第２ＴＦＴ２４２において発生して、その影響が相殺し合うの
で、画素容量に印加される電圧実効値は、電圧ΔＶの影響を受けない。このため、本実施
形態によれば、画素容量Ｃpixに印加される電圧実効値を、正極性書込と負極性書込とで
完全に一致させることが可能となるのである。

さらに、本実施形態によれば、クロストークの低減という面でも、従来の構成と比較し
て効果がある。そこで次に、このクロストークの低減について説明する。
まず、交流駆動の場合に、１画面内における画素に対して書込極性をどのような関係と
するかについては、上述したように４種類が考えられる。
図１５に示される従来の画素構成において、４種類のうち、行反転およびフレーム反転
を採用すると、いわゆる横クロストークが発生する。
ここで、横クロストークとは、例えば、ノーマリーホワイトモードにおいて中間調の灰
色を背景として、黒色および白色領域をそれぞれウィンドウ表示しようとする場合、図１
７に示されるように、黒色領域とは横（水平走査）方向に隣接する灰色領域がやや明るく
なり、白色領域とは横方向に隣接する灰色領域がやや暗くなる現象をいう。

このような横クロストークが発生する原因について説明すると、図１５に示される画素
１行分の等価回路は、図１８（ａ）に示される通りであり、共通電極１０８は、少なから
ず抵抗成分を有している。この図１８（ａ）については、各列が同一の階調値とさせる場
合、図１８（ｂ）に示されるように簡略化することができる。すなわち、ＴＦＴ２４５に
ついては、理想的なスイッチに置き換える一方、画素電極２３５をまとめてノードＡとし
、これらの画素電極２３５に対向する共通電極１０８をノードＢとしている。
ここで、行反転およびフレーム反転では、同一走査線（ライン）３１１に対応する画素
の書込極性は同一であるので、図１８（ｃ）に示されるように、走査信号ＹｉがＨレベル
となって、ノードＡが例えば負極性の電圧（Ｖc−Ｖg）から正極性の電圧（Ｖc＋Ｖg）に
転じると、ノードＢにスパイク状のノイズが現れる。
このノイズが収束しないうちに、ｉ行目の走査線の選択が終了して走査信号ＹｉがＬレ
ベルに変化すると、ノードＡおよびノードＢの間の電圧、すなわち、画素容量に保持され
る電圧は、目標値よりも少なくなってしまう。
ノーマリーホワイトモードであれば、ノイズは、中間調の灰色を表示する場合よりも、
黒色を表示する方が大きく、反対に、白色を表示する方が小さいので、図１７に示される
ような横クロストークが発生するのである。

このような横クロストークを解消するためには、列反転またはドット反転を採用すれば
良い。この理由は、少なくとも列毎に書込極性が反転するので、同一行の走査線が選択さ
れたときに、正極性、負極性の一方から他方に変化することによるノイズと、正極性、負
極性の他方から一方に変化することによるノイズとが発生して、両ノイズが互いに打ち消
し合うので、ノードＢの電圧変動が十分小さくなるからである。
ただし、列反転またはドット反転を採用しても、表示内容によってはノイズを完全に相
殺することができない。例えば、奇数列（または偶数列）のみを黒色表示させるような場
合に、ある１行の走査線が選択されたとき、黒色画素は、正極性書込または負極性書込の
いずれかに集中して、行反転またはフレーム反転と同様に横クロストークが発生してしま
う。

一方、カラー表示とする場合に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する画素を、水
平走査方向にＲＧＢＲＧＢ…と繰り返し配置させた構成において、例えば赤色領域をウィ
ンドウ表示させる場合、奇数列の赤色画素と偶数列の赤色画素とが併存するので、両赤色
画素によるノイズの打ち消し合いによって、横クロストークは抑えられる。
しかしながら、近年では、広色化のために、ＲＧＢのほかにＣ（シアン）を加えた４原
色によりカラー表示する技術が提案されている。この技術では、画素配列が奇数行ではＲ
ＧＲＧＲＧ…の繰り返しとなり、偶数行ではＢＣＢＣＢＣ…の繰り返しとなる。
この画素配列において、赤色領域をウィンドウ表示させると、赤色画素は、奇数列に固
定されるので、ある１行の走査線が選択されたとき、赤色画素は、正極性書込または負極
性書込のいずれかに集中するので、やはり、行反転またはフレーム反転と同様になって、
横クロストークが発生してしまう。

これに対して、本実施形態では、１個の画素によってノイズ（画素電極の電圧変化）が
相殺し合うので、行反転、列反転、ドット反転およびフレーム反転のいずれにおいても、
表示内容に依存することなく、横クロストークを抑えることが可能となる。
さらに、本実施形態では、第１データ線２１１および第２データ線２１２を介して、画
素容量Ｃpixに対して階調に応じた電圧を保持させるので、ノイズに強いという効果があ
る。詳細には、画素容量Ｃpixには、第１データ線２１１および第２データ線２１２の差
電圧が保持されるので、第１データ線２１１および第２データ線２１２に対して走査信号
の電圧変化等によって何らかのノイズが重畳されても、当該ノイズは互いに相殺し合う結
果、画素容量Ｃpixに保持される電圧に影響を与えないのである。

上述した実施形態では、第２データ線２１２を各列にわたって共通化した構成としたが
、各画素容量について、交流駆動しつつ、階調に応じた電圧を保持させれば十分である。
このため、例えば、図５に示されるように、第２データ線２１２を各列にわたって独立化
した構成としても良い。
図５においては、列毎に出力回路２５６が設けられている。ここで、一般的にｊ列目の
出力回路２５６は、ｊ列目の第１データ線２１１と第２データ線２１２との差電圧が、極
性指示信号ＰＯＬで指定された極性で、データ供給回路２５２から読み出された階調デー
タに対応した値となるように出力するものである。
詳細には、上述したように、第１画素電極２３１が第２画素電極２３２によりも高位と
なる場合を正極性とし、第１画素電極２３１が第２画素電極２３２によりも低位となる場
合を負極性としているので、出力回路２５６は、正極性書込が指定された場合には、第１
データ線２１１が第２データ線２１２よりも高位とし、負極性書込が指定された場合には
、第１データ線２１１が第２データ線２１２よりも低位として、いすれの場合にも、第１
データ線２１１および第２データ線２１２の差電圧が階調データに対応した値となるよう
に出力する。
なお、便宜的に、ｊ列目の出力回路２５６がｊ列目の第１データ線２１１に出力するデ
ータ信号をＸａ−ｊと表記し、ｊ列目の第２データ線２１２に出力するデータ信号をＸｂ
−ｊと表記する。

ここで、出力回路２５６が第１データ線２１１および第２データ線２１２に階調に応じ
た差電圧を出力する態様としては、例えば、第１データ線２１１、第２データ線２１２の
一方を定位とし、他方を振らせる状態を交互に繰り返す第１態様や、基準電圧に対して第
１データ線２１１、第２データ線２１２の双方とも振らせる第２態様などが考えられる。
図６においては、正極性書込の場合に、データ信号Ｘｂ−ｊについては電圧Ｖrとし、
データ信号Ｘａ−ｊについては電圧Ｖrを基準として階調に応じた電圧だけ高位側とする
一方、負極性書込の場合に、データ信号Ｘａ−ｊについては電圧Ｖrとし、データ信号Ｘ
ｂ−ｊについては電圧Ｖrを基準として階調に応じた電圧だけ高位側とする第１態様の例
が示されている。
なお、電圧Ｖrについては、電圧Ｖddと電圧Ｖssとの間において、ノーマリーホワイト
モードであれば黒色に相当する最大の差電圧を書き込むことが可能であれば良い。図６の
例では、階調に応じた電圧を高位側にシフトしているので、定位電圧Ｖrは、電圧Ｖddと
電圧Ｖssとの中間値よりも低めに設定される。
特に図示はしないが、正極性書込の場合に、データ信号Ｘａ−ｊについては定位電圧と
し、データ信号Ｘｂ−ｊについては定位電圧を基準として階調に応じた電圧だけ低位側と
する一方、負極性書込の場合に、データ信号Ｘｂ−ｊについては定位電圧とし、データ信
号Ｘａ−ｊについては定位電圧を基準として階調に応じた電圧だけ低位側としても良い。

また、図７においては、電圧Ｖcを基準として、正極性の場合に、データ信号Ｘａ−ｊ
については、階調に応じた電圧の半分だけ高位側とし、データ信号Ｘｂ−ｊについては、
階調に応じた電圧の半分だけ低位側とする一方、負極性の場合に、データ信号Ｘａ−ｊに
ついては、階調に応じた電圧の半分だけ低位側とし、データ信号Ｘｂ−ｊについては、階
調に応じた電圧の半分だけ高位側とする第２態様の例が示されている。この例では、デー
タ信号Ｘａ−ｊおよびデータ信号Ｘｂ−ｊは、単独でみれば、電圧Ｖrに対して階調に応
じた電圧の半分だけシフトしているが、その差電圧でみれば、階調に応じた電圧となる。
なお、振幅の基準については、電圧Ｖddと電圧Ｖssとの間において、ノーマリーホワイ
トモードであれば黒色に相当する最大の差電圧を書き込むことが可能であれば、電圧Ｖc
でなくても良い。

このように、第１態様や第２態様によれば、データ信号の振幅幅が、図３に示される例
と比較して半分に抑えることができるので、階調データを、階調に応じた電圧のアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換回路の構成を簡略化することが可能となる。

なお、図７において極性指示信号ＰＯＬは、１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性反転する
とともに、隣接する垂直走査期間において同一の走査線が選択される水平走査期間に着目
しても極性反転した関係となっているので、ライン反転となる。
また、奇数列、偶数列の一方に当該極性指示信号ＰＯＬを、奇数列、偶数列の他方に論
理反転した極性指示信号ＰＯＬを、それぞれ供給するとともに、極性指示信号ＰＯＬとし
て図３（図６）に示される波形を採用すれば列反転となり、図７に示される波形を採用す
ればドット反転となる。

また、上述した実施形態において、画素１１６については、図２に示された構成以外に
も種々の構成が可能である。そこで以下については、画素の応用・変形構成について説明
する。まず、図８（ｂ）に示される画素１１６は、実施形態の構成（図２（ｂ）参照）に
おいて、画素容量Ｃpixに対して並列に補助容量２５０を設けた構成となっている。この
補助容量２５０は、例えば図８（ａ）に示されるように、第１画素電極２３１と第２画素
電極２３２とを絶縁層（図示省略）を介して積層した構造である。
この構成によれば、見掛け上、画素容量Ｃpixが補助容量２５０の分だけ増加するので
、オフ時において第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２４２を介して画素容量Ｃpixから
リークする電荷が少なくなる。このため、画素容量Ｃpixの保持電圧の変化によるフリッ
カーの発生を抑えることが可能となる。
ただし、図８（ａ）に示される構成では、第１金属層のパターニングにより第１画素電
極２３１等を形成した後に、絶縁層を介した第２金属層のパターニングにより第２画素電
極２３２を形成する必要があり、第１画素電極２３１と第２画素電極２３２とを同一金属
のパターニングにより形成可能な図２（ａ）の構成と比較して、製造プロセスが複雑化す
る。

そこで、画素１１６については、図９（ａ）および図９（ｂ）に示される構成としても
良い。
すなわち、図９（ａ）において、補助容量２５０は、第１画素電極２３１および第２画
素電極２３２が離間するとともに、それらの下層に、絶縁層（図示省略）を介して導電層
２５２が設けられた構成となっている。このため、補助容量２５０は、図９（ｂ）に示さ
れるように、第１画素電極２３１側からみれば、第１画素電極２３１／絶縁層／導電層２
５２からなる容量と、導電層２５２／絶縁層／第２画素電極２３２からなる容量とを直列
に接続した構成となる。導電層２５２は、例えば走査線３１１（またはＴＦＴの半導体層
）と同一層をパターニングすることにより形成可能であるので、図９（ａ）および図９（
ｂ）に示される構成では、別途の導電層をパターニングすることなく、補助容量２５０を
付加することが可能となる。

画素１１６については、第１画素電極２３１および第２画素電極２３２のみならず、共
通電極を設けても良い。
例えば、図１０（ａ）に示されるように、第１画素電極２３１および第２画素電極２３
２のいずれにも櫛歯状に対向するような共通電極１１１を、各画素１１６にわたって共通
となるように設けた構成としても良い。この構成において、画素容量は、図１０（ｂ）に
示される等価回路のように、第１画素電極２３１側からみれば、第１画素電極２３１／液
晶／共通電極１１１からなる容量と、共通電極１１１／液晶／第２画素電極２３２からな
る容量とを直列に接続した合成容量となる。
また、図１１（ａ）に示されるように、第１画素電極２３１および第２画素電極２３２
同士が対向する領域の下層に、その対向領域を含むように、絶縁層（図示省略）を介して
、共通電極１１１を設けた、いわゆるＦＦＳ方式の構成としても良い。なお、図１１（ａ
）に示される画素の等価回路は、図１１（ｂ）に示される通りであって、図１０（ｂ）と
同一となる。

ここで、図１０（ａ）および図１１（ａ）の画素構成において、共通電極１１１をなん
らかの電圧（例えば電圧Ｖc）に維持すると、図３や、図６に示したデータ信号波形では
、個別の容量に対する直流成分の印加を避けることができないので、図７に示したデータ
信号波形とする必要がある。
また、図１０（ａ）および図１１（ａ）に示される画素構成は、合成容量でみれば、横
クロストークの発生を抑えたり、ノイズの影響をキャンセルしたりすることが可能である
が、それぞれ図１５に示した従来の画素を直列（かつ対称）に接続した構成と同等である
ので、個別の容量に対してはプッシュダウンによる直流成分の印加を防止することができ
ない。
しかしながら、共通電極１１１ではなく、図画素毎に個別の中間電極とすれば、詳細に
は、図１２（ａ）または図１３（ａ）に示されるように、第１画素電極２３１および第２
画素電極２３２にそれぞれ対向する中間電極１１２とすれば、プッシュダウンによる直流
成分の印加についても防止することが可能となる。
なお、この図１２（ａ）または図１３（ａ）に示される画素の等価回路は、いずれも、
図１２（ｂ）または図１３（ｂ）に示されるように互いに同一となる。なお、図１３（ａ
）に示される画素容量Ｃpixは、直列接続のために図２（ｂ）と比較して半分となるよう
に錯覚してしまうが、中間電極１１２と第１画素電極２３１（第２画素電極２３２）との
間の絶縁層が極めて薄いので、直列接続による合成容量は、図２（ｂ）と同等か、もしく
は、それ以上となる。

実施形態や各例では、第１ＴＦＴ２４１および第２ＴＦＴ２４２をボトムゲートとした
が、トップゲートでもよく、さらにアモルファス型でなく、ポリシリコン型などであって
も良い。また、両トランジスタはｎチャネル型としたが、ｐチャネル型としても良いのは
もちろんである。
また、上述した実施形態では、同一画素についての書込極性の変更周期を１垂直走査期
間（１フレーム）としたが、その理由は、画素容量Ｃpixに対して直流成分の印加を防止
するためなので、その反転については２以上のフレーム周期としても良い。
さらに、実施形態では、電圧無印加状態において白色を表示するノーマリーホワイトモ
ードとしたが、電圧無印加状態において黒色を表示するノーマリーブラックモードとして
も良い。なお、ノーマリーブラックモードであれば、画素容量Ｃpixの電圧実効値が高い
ほど、画素が暗くなる。
また、階調表示数は特に限られないし、さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３画
素で１ドットを構成して、カラー表示を行うとしても良い。
液晶パネル１００は透過型に限られず、反射型や、両者の中間的な半透過半反射型であ
っても良い。

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１４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。

電気光学装置１０が適用される電子機器としては、図１４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図である。 同電気光学装置における走査信号およびデータ信号を示す図である。 同電気光学装置における第１及び第２画素電極の電圧変化を示す図である。 本発明の応用例に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 応用例における走査信号およびデータ信号を示す図である。 別例における走査信号およびデータ信号を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 同電気光学装置において画素の別例を示す図である。 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。 従来の画素の構成を示す図である。 従来の画素における画素電極の電圧変化を示す図である。 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、１１６…画素、２１１…第１データ線、２１２…第２データ線、
２３１…第１画素電極、２３２…第２画素電極、２４１…第１ＴＦＴ、２４２…第２ＴＦ
Ｔ、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 (6)

1. 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た画素であって、
   画素毎に個別の第１および第２画素電極を備え、前記第１および第２画素電極のそれぞれに印加された電圧の差を保持する画素容量と、
   対応する走査線が選択されたときに、前記第１データ線と前記第１画素電極との間で導通状態となる第１スイッチング素子と、
   対応する走査線が選択されたときに、前記第２データ線と前記第２画素電極との間で導通状態となる第２スイッチング素子と、
   を有する画素と、
   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、
   前記第１データ線を所定の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を、前記所定の電圧よりも、画素の階調に応じた電圧だけ高位または低位の一方側の電圧とする状態と、
   前記第１データ線を、前記所定の電圧よりも、当該画素の階調に応じた電圧だけ高位側または低位の一方側の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を前記所定の電圧とする状態と
   を所定の周期で交互に繰り返すデータ線駆動回路と
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記画素容量に並列な補助容量を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記補助容量は、
   前記第１画素電極、絶縁層および前記第２画素電極の積層構造である
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記補助容量は、
   前記第１画素電極、絶縁層および導電層の積層構造からなる容量と、
   前記導電層、前記絶縁層および第２画素電極の積層構造からなる容量と
   の直列接続である
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 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た画素であって、
   画素毎に個別の第１および第２画素電極を備え、前記第１および第２画素電極のそれぞれに印加された電圧の差を保持する画素容量と、
   対応する走査線が選択されたときに、前記第１データ線と前記第１画素電極との間で導通状態となる第１スイッチング素子と、
   対応する走査線が選択されたときに、前記第２データ線と前記第２画素電極との間で導通状態となる第２スイッチング素子と
   を有する画素を備える電気光学装置の駆動方法であって、
   前記第１データ線を所定の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を、前記所定の電圧よりも、画素の階調に応じた電圧だけ高位または低位の一方側の電圧とする状態と、
   前記第１データ線を、前記所定の電圧よりも、当該画素の階調に応じた電圧だけ高位側または低位の一方側の電圧とし、前記第１データ線と対をなす第２データ線を前記所定の電圧とする状態と
   を所定の周期で交互に繰り返す
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
6. 請求項１乃至４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。

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