KR100482485B1

KR100482485B1 - 전기 광학 장치의 구동 방법, 구동 회로 및 전기 광학장치와 전자 기기

Info

Publication number: KR100482485B1
Application number: KR10-2001-0054501A
Authority: KR
Inventors: 이시이료
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR20020020210A; US7088325B2; TW514862B; EP1187090A3; CN1231884C; JP2002082653A; US20020036611A1; EP1187090A2; CN1342966A; JP3664059B2

Abstract

저소비 전력으로 고품질·고선명도의 계조 표시가 가능한 전기 광학 장치 및 그의 구동 방법과 이 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기를 제공한다.

본 발명에 따른 전기 광학 장치는 복수의 화소를 구비하고 있고, 각 화소는 화소 전극과, 상기 계조 데이터를 기억하는 메모리와, 상기 메모리에 기입된 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 펄스폭 제어 회로를 구비하고 있다. 이러한 전기 광학 장치에 따르면, 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것에 의해 실효값 제어에 의한 계조 표시를 실현할 수 있다. 또한, 복수의 화소중, 화소내의 메모리에 기입된 계조 데이터를 변경해야 하는 화소의 메모리에 대해서만 계조 데이터를 기입하면 좋으므로, 적은 소비 전력으로 표시를 실행할 수 있게 된다.

Description

전기 광학 장치의 구동 방법, 구동 회로 및 전기 광학 장치와 전자 기기{METHOD AND CIRCUIT FOR DRIVING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 계조 표시가 가능한 전기 광학 장치, 그의 구동 회로 및 구동 방법과 전자 기기에 관한 것이다.

전기 광학 장치, 예를 들어 전기 광학 재료로서 액정을 이용한 액정 표시 장치는 음극선관(CRT)을 대신하는 디스플레이 장치로서, 각종 정보 처리 기기의 표시부나 벽걸이 텔레비전 등에 널리 이용되고 있다.

여기서, 종래의 전기 광학 장치는, 예를 들어 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 종래의 전기 광학 장치는 매트릭스 형상으로 배열한 화소 전극과, 이 화소 전극에 접속된 TFT(Thin Film Transistor : 박막 트랜지스터)와 같은 스위칭 소자 등이 마련된 소자 기판과, 화소 전극과 대향하는 대향 전극이 형성된 대향 기판과, 이들 양 기판과의 사이에 충전된 전기 광학 재료인 액정으로 구성된다. 그리고, 이러한 구성에 있어서, 주사선을 통해서 스위칭 소자에 주사 신호를 인가하면, 상기 스위칭 소자가 도통 상태로 된다. 이 도통 상태시에 데이터선을 통하여 화소 전극에 계조에 따른 전압의 화상 신호를 인가하면, 상기 화소 전극 및 대향 전극 사이의 액정층에 화상 신호의 전압에 따른 전하가 축적된다. 전하 축적 후, 상기 스위칭 소자를 오프 상태로 하더라도 상기 액정층에 있어서의 전하의 축적은 액정층 자신의 용량성이나 축적 용량 등에 의해서 유지된다. 이와 같이, 각 스위칭 소자를 구동시키고, 축적시키는 전하량을 계조에 따라 제어하면, 화소마다 액정의 배향 상태가 변화하기 때문에 화소마다 농도가 변화하게 된다. 이 때문에, 계조 표시하는 것이 가능해지는 것이다.

이 때, 각 화소의 액정층에 전하를 축적시키는 것은 일부의 기간으로도 되기 때문에, 첫 번째로 주사선 구동 회로에 의해서 각 주사선을 순차 선택함과 동시에, 두 번째로 주사선의 선택 기간에 있어서 데이터선 구동 회로에 의해 데이터선을 순차 선택하고, 세 번째로 선택된 데이터선에 계조에 따른 전압의 화상 신호를 샘플링하는 구성에 의해, 주사선 및 데이터선을 복수의 화소에 대하여 공통화한 시분할 멀티플렉스 구동이 가능해진다.

그러나, 데이터선에 인가되는 화상 신호는 계조에 대응하는 전압, 즉 아날로그 신호이다. 이 때문에, 전기 광학 장치의 주변 회로에는 D/A 변환 회로나 연산증폭기(operational amplifier) 등이 필요하게 되므로, 장치 전체의 비용 증가를 초래하게 된다. 또한, 이들 D/A 변환 회로, 연산 증폭기 등의 특성이나 각종 배선 저항 등의 불균일성에 기인하여 표시 얼룩(unevenness)이 발생하기 때문에, 고품질의 표시가 매우 곤란하다는 문제가 있으며, 특히, 고선명도의 표시를 실행하는 경우에 현저하게 된다.

또한, 상술한 종래의 전기 광학 장치에 있어서는 일정한 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 상기 화상 신호를 인가할 필요가 있다. 즉, 일정 시간 간격마다 주사선 구동 회로에 의해서 모든 주사선을 순차 선택함과 동시에, 이들 각 선택 기간 전체에서 계조에 따른 전압의 화상 신호를 모든 데이터선에 대하여 공급할 필요가 있었던 것이다. 이 때문에, 소비 전력이 크게 된다고 하는 문제도 발생하였다. 또한, 이러한 문제는 고선명도화를 도모하도록, 화상 신호의 공급 대상으로 되는 화소의 개수를 늘린 경우에 특히 현저하게 나타난다. 한편, 종래부터 소비 전력을 저감하기 위한 다양한 기술이 제공되고는 있지만, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 화상 신호를 인가해야 한다는 점은 변함이 없어, 저소비 전력화에는 한계가 있는 것이 현 상태였다.

본 발명의 목적은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 고품질·고선명도의 계조 표시가 가능하고 또한 적은 소비 전력으로 구동 가능한 전기 광학 장치 및 그의 구동 방법과 이 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본건의 제 1 발명은 각각이 k(k=1,2,3,···의 자연수) 비트의 메모리를 갖는 복수의 화소를 구비하고, k비트의 계조 데이터에 따라 k비트의 계조 표시를 실행하는 전기 광학 장치의 구동 방법으로서, 상기 화소의 메모리에 상기 계조 데이터를 기입하고, 상기 메모리에 기입된 계조 데이터와 k비트의 계조 신호로부터 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하고, 상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압을 상기 화소에 인가하는 것을 특징으로 하고 있다,

이 제 1 발명에 따르면, 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되고, 이 결과, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실행되게 된다. 즉, 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것에 의해서만 계조 표시를 실현할 수 있으므로, 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인하는 표시 얼룩이 억제되고, 그 결과 고품질이고 고선명도의 계조 표시가 가능해진다.

또한, 제 1 발명에 따르면, 각 화소가 메모리를 구비하고, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하도록 되어 있으므로, 일정 시간 간격마다(예를 들어, 1필드마다) 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가할 필요가 없다. 즉, 계조 데이터의 내용에 변경이 있는 화소에 대해서만 계조 데이터의 기입을 행하는 것에 의해 계조 표시를 실현할 수 있다. 따라서, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가하도록 한 전기 광학 장치에 비해서 소비 전력을 현저하게 낮게 억제할 수 있다는 이점이 있다.

또, 본 발명에 있어서, 1필드라는 것은 종래에 있어서 수평 주사 신호 및 수직 주사 신호와 동기하여 수평 주사 및 수직 주사함으로써, 1매의 래스터(raster) 화상을 형성하는 데 필요한 기간이라는 의미로 이용되고 있다. 따라서, 넌인터레이스(non-interlaced) 방식 등에 있어서의 1프레임도 본 발명에서 말하는 1필드에 상당한다는 점에 유의하기 바란다.

여기서, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22, ···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다. 또한, 상기 계조 데이터에 따라서 상기 계조 신호가 대응하는 비트의 계조 신호를 선택하여, 선택된 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해 상기 펄스 신호를 생성하고, 상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 구성으로 해도 된다. 이렇게 함으로써, 20, 21, 22,···2k-1</-SUP>의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호는 물론, 계조 데이터에 따라 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해, k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다. 또한, 상기 k비트의 계조 데이터와 상기 계조 신호의 k비트의 카운터값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 펄스 신호를 생성하고, 상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 구성으로 해도 된다. 이렇게 함으로써, k비트의 카운터값 각각의 시간 밀도를 전기 광학 재료의 계조 특성에 맞춰 임의로 설정하고, 계조 데이터와 이 카운터값을 비교하는 것에 의해 k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 예를 들어, 인가되는 실효 전압이 소정의 일정값을 초과함에 따라 투과율이 저하하는 특성을 갖는 전기 광학 재료를 이용한 경우에도, 상기 소정의 값을 취하는 기간의 시간 밀도를 적당히 선정하는 것에 의해, 원하는 투과율을 확실하게 얻을 수 있다는 이점이 있다.

여기서, 상기 제 1 발명에 있어서는, 상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 소정 주기로 레벨 반전을 반복하는 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고, 상기 펄스 신호에 따라 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화와는 반대의 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화에 대응한 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 화소에 인가되는 전압의 극성을 소정 주기로 반전시킬 수 있다. 즉, 전기 광학 재료에 대하여 직류 성분이 인가되는 것을 방지할 수 있으므로, 전기 광학 재료의 열화를 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 일정한 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고, 상기 펄스 신호에 따라 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압과 동일한 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압보다도 높은 제 1 전압 또는 상기 기준 전압보다도 낮은 제 2 전압중 어느 하나를 소정 주기로 전환하여 상기 화소 전극에 인가하도록 해도 된다. 이러한 경우에도, 전기 광학 재료에 대하여 직류 성분이 인가되는 것을 방지할 수 있으므로, 전기 광학 재료의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 이러한 교류화 구동을 실행하는 경우, 상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 다르게 해도 된다. 이렇게 하면, 화소에 인가되는 전압 극성의 반전 주기를 플리커의 발생이 가장 억제되는 주기로 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서는, 상기 복수의 화소중에서 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 하는 화소의 메모리에 대해서만 상기 계조 데이터를 기입하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 계조 데이터에 변경이 없는 화소에 대해서는 어떠한 계조 데이터의 기입 처리를 행할 필요가 없기 때문에, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가하는 구성을 채용하는 종래의 전기 광학 장치에 비해, 구동에 필요한 전력을 대폭으로 저감할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본건의 제 2 발명은 k(k=1,2,3,···의 자연수)개의 열 선택선으로 이루어지는 복수의 열 선택선군과, 복수의 행 선택선과, 상기 열 선택선군과 상기 행 선택선과의 각 교차에 대응하여 마련되고 k비트의 계조 데이터를 기억하는 k비트의 메모리를 갖는 화소를 구비하고, 상기 메모리에 기입된 계조 데이터와 k비트의 계조 신호로부터 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하고, 이 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압을 상기 화소에 인가하는 전기 광학 장치의 구동 회로로서, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응하는 행 선택선에 대하여 선택 신호를 공급하는 행 선택선 구동 회로와, 상기 행 선택선에 선택 신호가 공급되고 있는 동안에, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응한 열 선택선군을 구성하는 각 열 선택선에 대하여, 상기 계조 데이터의 각 비트에 대응하는 신호를 공급하는 열 선택선 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 구성에 따르면, 계조 데이터를 디지털 데이터로서 취급하는 것에 의해 계조 표시가 실현되도록 되어 있으므로, 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인하는 표시 얼룩이 억제되고, 그 결과, 구동 대상으로 되는 전기 광학 장치로 고품질이고 고선명도의 계조 표시를 실행하게 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 구동 회로가 상기 계조 신호를 생성하는 계조 신호 생성 회로를 갖도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 주변 회로의 간소화 및 저비용화를 실현할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22,···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 20, 21, 22, ···2k-1의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호는 물론, 계조 데이터에 따라 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해, k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또한, 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, k비트의 카운터값 각각의 시간 밀도를 전기 광학 재료의 계조 특성에 맞춰 임의로 설정하고, 계조 데이터와 이 카운터값을 비교하는 것에 의해 k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또, 상기 제 2 발명에 있어서는, 상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 예를 들어, 인가되는 실효 전압이 소정의 일정값을 초과함에 따라 투과율이 저하하는 특성을 갖는 전기 광학 재료를 이용한 경우에도, 상기 소정의 값을 취하는 기간의 시간 밀도를 적당히 선정하는 것에 의해, 원하는 투과율을 확실하게 얻을 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 행 선택선 구동 회로나 열 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 주변 회로의 간소화 및 저비용화를 실현할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 발명에 있어서는, 상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 하는 화소의 메모리에 대해서만 계조 데이터를 기입하는 기입 회로를 마련하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 예를 들어 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가할 필요가 없어지기 때문에, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가하고 있었던 종래의 전기 광학 장치의 구동 회로에 비해, 구동에 필요한 전력을 대폭으로 저감할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 제 2 발명에 있어서는, 상기 화소의 메모리에 기억된 계조 데이터를 판독하는 판독 회로를 마련한 구성으로 하는 것도 바람직하다. 이렇게 하면, 계조 데이터 등의 공급원인 콘트롤러(상위 장치)에, 각 화소에 인가된 계조 데이터를 기억하기 위한 메모리를 마련할 필요가 없어진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본건의 제 3 발명은 복수의 화소를 갖고, k(k=1,2,3,···의 자연수) 비트의 계조 데이터에 따라 k비트의 계조 표시를 실행하는 전기 광학 장치로서, k개의 열 선택선으로 이루어지는 복수의 열 선택선군과, 복수의 행 선택선과, 상기 열 선택선군과 상기 행 선택선과의 각 교차에 대응하여 마련되고, 화소 전극, 상기 k비트의 계조 데이터를 기억하는 k비트의 메모리, 상기 메모리에 기입된 계조 데이터 및 k비트의 계조 신호로부터, 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하고 이 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 화소 구동 회로를 갖는 복수의 화소와, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응하는 행 선택선에 대하여 선택 신호를 공급하는 행 선택선 구동 회로와, 상기 행 선택선에 선택 신호가 공급되고 있는 동안에, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응한 열 선택선군을 구성하는 각 열 선택선에 대하여 상기 계조 데이터를 공급하는 열 선택선 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제 3 발명에 따르면, 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되고, 이 결과, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실행되게 된다. 즉, 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것만으로 계조 표시를 실현할 수 있으므로, 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인하는 표시 얼룩이 억제되고, 그 결과, 고품질이고 고선명도의 계조 표시가 가능해진다.

또한, 제 3 발명에 따르면, 각 화소가 메모리를 구비하고, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하도록 되어 있으므로, 일정 시간 간격마다(예를 들어, 1필드마다) 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가할 필요가 없다. 즉, 계조 데이터의 내용에 변경이 있는 화소에 대해서만 계조 데이터의 기입을 행하는 것에 의해 계조 표시를 실현할 수 있다. 따라서, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가하도록 한 전기 광학 장치에 비해, 소비 전력을 현저히 낮게 억제할 수 있다는 이점이 있다.

이러한 효과는 상기 메모리가, 상기 선택 신호에 의해서 도통 상태로 되는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자가 도통 상태로 되면 대응하는 열 선택선으로 공급되는 상기 계조 데이터를 기입하고, 상기 스위칭 소자가 비도통 상태로 되면 기입된 계조 데이터를 유지하고, 서로 한쪽의 인버터의 출력이 다른쪽의 인버터의 입력으로 되어 있는 2개의 인버터를 구비하는 소위 스테틱 메모리를 이용하는 것에 의해 특히 현저하게 된다.

또한, 상기 전기 광학 장치에 상기 계조 신호를 생성하는 계조 신호 생성 회로를 갖도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 주변 회로의 간소화 및 저비용화를 실현할 수 있다.

여기서, 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22,···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다. 또한, 상기 화소 구동 회로는 상기 계조 데이터에 따라서 상기 계조 신호가 대응하는 비트의 계조 신호를 선택하고, 선택된 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 제어 회로와, 상기 펄스폭 제어 회로에 의해 생성된 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 스위칭 회로를 구비하는 구성으로 해도 된다. 이렇게 함으로써, 20, 21, 22, ···2 k-1의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호는 물론, 계조 데이터에 따라 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해, k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또한, 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되도록 해도 된다.

또한, 상기 화소 구동 회로는 상기 k비트의 계조 데이터와 상기 계조 신호의 k비트의 카운터값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 제어 회로와, 상기 펄스폭 제어 회로에 의해 생성된 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 스위칭 회로를 구비하는 구성으로 해도 된다. 이렇게 함으로써, k비트의 카운터값 각각의 시간 밀도를 전기 광학 재료의 계조 특성에 맞춰 임의로 설정하고, 계조 데이터와 이 카운터값을 비교하는 것에 의해 k비트의 임의의 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 이 펄스 신호의 시간 밀도에 따라 화소가 온 상태 또는 오프 상태로 되어, 실효값 제어에 의한 계조 표시가 실현되게 된다.

또, 상기 제 3 발명에 있어서는, 상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 예를 들어, 인가되는 실효 전압이 소정의 일정값을 초과함에 따라 투과율이 저하하는 특성을 갖는 전기 광학 재료를 이용한 경우에도, 상기 소정의 값을 취하는 기간의 시간 밀도를 적당하게 선정하는 것에 의해, 원하는 투과율을 확실하게 얻을 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 행 선택선 구동 회로나 열 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 주변 회로의 간소화 및 저비용화를 실현할 수 있다.

여기서, 상기 제 3 발명에 있어서는, 상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 하는 화소의 메모리에 대해서만 계조 데이터를 기입하는 기입 회로를 마련하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 예를 들어 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가할 필요가 없어지기 때문에, 일정 시간 간격마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터를 인가하고 있었던 종래의 전기 광학 장치에 비해, 구동에 필요한 전력을 대폭 저감할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 제 3 발명에 있어서는, 상기 화소의 메모리에 기억된 계조 데이터를 판독하는 판독 회로를 마련한 구성으로 하는 것도 바람직하다. 이렇게 하면, 계조 데이터 등의 공급원인 콘트롤러(상위 장치)에, 각 화소에 인가된 계조 데이터를 기억하기 위한 메모리를 마련할 필요가 없어진다.

여기서, 상기 메모리 및 화소 구동 회로는 스위칭 소자를 갖고, 상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽이 갖는 상기 스위칭 소자는 절연 기판상에 형성된 박막 트랜지스터로 이루어지는 구성으로 해도 된다. 절연 기판에 석영 유리 등을 이용하면, 투과형의 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.

또한, 상기 메모리 및 화소 구동 회로는 스위칭 소자를 갖고, 상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽이 갖는 상기 스위칭 소자는 반도체 기판상에 형성되도록 해도 된다. 반도체 기판의 전자 이동도는 높기 때문에, 반도체 기판에 형성되는 메모리나 화소 구동 회로의 스위칭 소자 등에 대하여, 고속 응답성과 함께 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 화소 전극에 반사성을 갖게 하여 소위 반사형 표시를 실행하도록 하면, 전기 광학 장치에 광원을 마련할 필요가 없어지기 때문에, 소비 전력을 보다 저감할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 이러한 경우에는 상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽을 상기 화소 전극에 대하여 관찰측과는 반대측에 마련하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 각 화소 전극간에 메모리 또는 화소 구동 회로를 마련할 필요가 없으므로, 각 화소 전극간에 광이 차단되는 일이 없다. 이 결과, 각 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본건의 제 4 발명에 관한 전자 기기에 있어서는, 상기 전기 광학 장치 자체를 단체(單體)로 제조 또는 판매하는 것 이외에, 상기 전기 광학 장치를 표시 장치로서 구비한 전자 기기로서 제조 또는 판매한다고 하는 형태에 의해서도 실시할 수 있다. 이러한 전자 기기에 의하면, 상술한 것과 마찬가지의 이유로 저소비 전력에 의한 구동이 가능하게 되고, 또한 고품질이고 고선명도의 계조 표시가 가능해진다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명의 하나의 형태를 나타내는 것으로서, 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범위내에서 임의로 변경 가능하다.

(A : 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 동작 원리)

우선, 본 실시예에 따른 장치의 이해를 용이하게 하기 위해서, 본 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.

일반적으로, 전기 광학 장치로서 액정을 이용한 액정 장치에 있어서, 액정에 인가되는 실효 전압값과 상대 투과율(반사형 액정 장치의 경우에는 반사율)과의 관계는 전압 무인가 상태에 있어서 흑 표시를 행하는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)를, 예로 들면 도 4에 나타낸 바와 같은 관계에 있다. 또, 상대 투과(반사)율이라는 것은 투과(또는 반사) 광량의 최저값 및 최고값을 각각 0% 및 100%로 해서 정규화한 것이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 액정의 투과율은 액정층에 대한 인가 전압이 임계값 VTH1보다 작은 경우에는 0%이지만, 인가 전압이 임계값 VTH1 이상이고 또한 포화 전압 VTH2 이하인 경우에는, 인가 전압에 대하여 비선형으로 증가한다. 그리고, 인가 전압이 포화 전압 VTH2 이상인 경우, 액정의 투과율은 인가 전압에 관계없이 일정값을 유지한다.

그런데, 액정의 투과율을 0%와 100% 사이의 중간적인 투과율로 하기 위해서는, 도 4에 나타내는 전압/투과율 특성에 있어서 전압 VTH1과 전압 VTH2 사이에 있는 상기 투과율에 대응한 실효 전압을 액정층에 인가할 필요가 있다.

종래의 기술 하에서는, 이러한 중간 계조를 얻기 위한 전압이 D/A 변환 회로나 연산 증폭기 등의 아날로그 회로에 의해서 생성되어 화소 전극에 인가되고 있었다. 그러나, 이러한 구동 방법에 의해서 화소 전극에 인가되는 전압은 아날로그 회로의 특성이나 각종 배선 저항 등의 편차에 의한 영향을 받기 쉽고, 또한, 화소끼리 보아 불균일하게 되기 쉽기 때문에, 고품질이고 고선명도의 계조 표시가 곤란하였다.

그래서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에서는 다음과 같은 방법에 의해 화소의 구동을 실행한다.

우선, 1필드(1f)를 복수의 서브필드로 분할하고, 각 서브필드 단위로 액정층에 대한 전압 인가를 실행한다. 그리고, 각 서브필드에서는 액정층에 대하여 전압 VH 또는 VL(= 0V)중 어느 하나만을 인가한다. 여기서, 전압 VH는 1필드에 걸쳐 액정층에 대하여 상기 전압 VH가 인가되는 것에 의해, 상기 1필드에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값이 도 4에 나타내는 전압 V7 이상으로 되도록 선정되어 있다.

또한, 1필드내에서 전압 VH가 인가되는 시간과 전압 VL(= 0 V)이 인가되는 시간과의 비율이 계조 데이터에 따른 비율로 되도록, 전압 VH의 인가를 실행하는 서브필드 및 전압 VL의 인가를 실행하는 서브필드를 계조 데이터에 따라 결정한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 계조 데이터에 따른 실효 전압이 액정층에 인가되고, 투과율 0%와 투과율 100% 사이의 중간적인 계조에서의 표시가 가능해지는 것이다. 또, 각 서브필드의 구체적인 시간 길이에 관해서는 후술한다.

또한, 이하에 나타내는 각 실시예에 있어서는 3비트의 계조 데이터 D0, D1, D2에 따라서 8계조에서의 표시를 하는 경우를, 예로 들어 설명을 하겠지만, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 이러한 경우에 한정되는 것이 아니라는 것은 말할 필요도 없다.

(B : 실시예 1)

(B-1 : 실시예 1의 구성)

도 1은 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 전기적인 구성을 나타내는 블록도이다. 이 전기 광학 장치는 전기 광학 재료로서 액정을 이용한 액정 장치로서, 소자 기판과 대향 기판이 서로 일정한 간격을 유지하여 접합되고, 이 간극에 전기 광학 재료인 액정이 끼워 유지하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 전기 광학 장치에서는 소자 기판으로서 반도체 기판이 이용되고 있고, 이 소자 기판에 형성된 MOS 형 트랜지스터에 의해서, 각 화소에 있어서의 표시를 제어하는 화소 회로 및 화소 회로를 제어하는 주변 구동 회로 등이 형성되어 있다. 도 1에는 이 소자 기판에 형성된 회로의 구성이 도시되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이 소자 기판상에 있어서의 표시 영역(10a)에는 복수개의 행 선택선(11)이 X(행)방향을 따라 연장해서 형성되고, 복수개의 열 선택선(12)이 Y(열)방향을 따라 연장해서 형성되어 있다. 그리고, 화소(13)는 행 선택선(11)과 열 선택선(12)과의 각 교차에 대응하여 마련되어, 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의상, 행 선택선(11)의 총 개수를 m개로 하고, 열 선택선(12)의 총 개수를 n개로 하여(m, n은 각각 2 이상의 정수), m행 × n열의 매트릭스형 표시 장치로서 설명하지만, 본 발명을 이것에 한정시키는 취지는 아니다.

또, 도 1에 있어서는 도면이 복잡하게 되는 것을 방지하기 위해서, 1열분의 m개의 화소(13)가 1개의 열 선택선(12)에 접속되도록 도시했지만, 실제로는 도 1의 열 선택선(12)은 복수개의 열 선택선으로 이루어진다(상세한 것은 후술함).

또한, 이 전기 광학 장치는 동작 제어 회로(20), Y 어드레스 버퍼(210), Y 어드레스 디코더(211), X 어드레스 버퍼(220), X 어드레스 디코더(221), 샘플 홀드 회로(222), 계조 신호 생성 회로(23), 입력 회로(240) 및 출력 회로(241)를 구비하고 있다.

동작 제어 회로(20)는 도시하지 않는 상위 장치로부터 공급되는 칩 인에이블 신호 /CE, 기입 인에이블 신호 /WE 및 출력 인에이블 신호 /OE에 근거하여, 동작 모드에 대응한 내부 제어 신호를 생성한다.

동작 제어 회로(20)의 구체적인 구성은 도 1에 나타내는 바와 같다. 이러한 구성하에서 칩 인에이블 신호 /CE 및 기입 인에이블 신호 /WE가 L레벨로 되면, Y 어드레스 버퍼(210) 및 X 어드레스 버퍼(220)와 입력 회로(240)에 대하여 H레벨의 인에이블 신호가 공급된다. 그리고, 이 결과, 데이터 입출력 단자 I/O0∼I/O2를 통하여 상위 장치로부터 공급되는 계조 데이터 D0∼D2를 각 화소(13)에 대하여 기입하는 기입 모드로 이행한다. 여기서, 기입 모드 이행시에 동작하는 회로 전체가 특허 청구 범위에 있어서의「기입 회로」에 상당하는 것으로 된다.

한편, 칩 인에이블 신호 /CE 및 출력 인에이블 신호 /OE가 L레벨로 되고, 기입 인에이블 신호 /WE가 H레벨로 되면, Y 어드레스 버퍼(210) 및 X 어드레스 버퍼(220)와 출력 회로(241)에 대하여 H레벨의 인에이블 신호가 공급된다. 그리고, 이 결과, 각 화소(13)에 기입된 데이터를 판독하고, 판독한 데이터를 입출력 단자 I/O0∼I/O2를 통하여 외부로 출력하는 판독 모드로 이행한다. 여기서, 판독 모드 이행시에 동작하는 회로 전체가 특허 청구 범위에 있어서의「판독 회로」에 상당하는 것으로 된다.

입력 회로(240) 및 출력 회로(241)는 입출력 단자 I/O0∼I/O2에 접속되어 있다. 입력 회로(240)는 동작 제어 회로(20)로부터 H레벨의 인에이블 신호가 인가됨으로써 동작 상태로 되어, 데이터 입출력 단자 I/O0∼I/O2를 통하여 입력되는 계조 데이터 D0∼D2를 샘플 홀드 회로(222)로 출력한다. 이들 각 계조 데이터 D0∼D2는 H레벨 또는 L레벨의 디지털 데이터이다. 또한, 출력 회로(241)는 동작 제어 회로(20)로부터 H레벨의 인에이블 신호가 인가됨으로써 동작 상태로 되어, 샘플 홀드 회로(222)에 의해서 화소(13)로부터 판독된 계조 데이터 D0∼D2를 입출력 단자 I/O0∼I/O2로 출력한다.

Y 어드레스 버퍼(210)에는 도시하지 않는 상위 장치로부터 Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi가 공급된다. 이 Y 어드레스 버퍼(210)는 동작 제어 회로(20)로부터 H레벨의 인에이블 신호가 공급됨으로써 동작 상태로 되어, 그 시점에서 공급되고 있는 Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi를 Y 어드레스 디코더(211)로 출력한다.

Y 어드레스 디코더(211)는 입력 단자가 Y 어드레스 버퍼(210)의 각 출력 단자에 접속되어 있고, 출력 단자가 각 행 선택선(11)의 한쪽 단부(도 1에 있어서는 좌측의 한쪽 단부)에 접속되어 있다. 이 Y 어드레스 디코더(211)는 Y 어드레스 버퍼(210)로부터 출력되는 Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi를 디코드하고, 접속된 복수의 행 선택선(11)중 1개의 행 선택선(11)에 대하여 택일적으로 H레벨의 Y 선택 신호를 출력한다. 이것에 의해, Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi에 따른 행 선택선(11)이 택일적으로 선택되게 된다.

한편, X 어드레스 버퍼(220)에는 도시하지 않는 상위 장치로부터 X 어드레스 신호 Ax0∼Axj가 공급된다. 이 X 어드레스 버퍼(220)는 동작 제어 회로(20)로부터 H레벨의 인에이블 신호가 공급됨으로써 동작 상태로 되어, 그 시점에서 공급되고 있는 X 어드레스 신호 Ax0∼Axj를 X 어드레스 디코더(221)로 출력한다. X 어드레스 디코더(221)는 입력 단자가 X 어드레스 버퍼(220)의 각 출력 단자에 접속되어 있고, 출력 단자가 샘플 홀드 회로(222)의 각 입력 단자에 접속되어 있다. 이 X 어드레스 디코더(221)는 X 어드레스 버퍼(220)로부터 출력되는 X 어드레스 신호 Ax0∼Axj를 디코드하여 X 선택 신호를 생성한다. 이 X 선택 신호는 복수의 열 선택선(12)중, X 어드레스 신호 Ax0∼Axj에 따른 열 선택선(12)을 택일적으로 선택하기 위한 신호이다.

샘플 홀드 회로(222)는 X 어드레스 디코더(221)에 의해서 출력된 X 선택 신호에 의해서 특정되는 열 선택선(12)에 대하여, 입력 회로(240)로부터 공급되는 계조 데이터 D0, D1 및 D2를 출력한다.

이러한 구성에 의해, 기입 모드에 있어서는 상기 Y 어드레스 디코더(211)에 의해서 생성된 Y 선택 신호가 출력되는 행 선택선(11)과, X 어드레스 디코더(221)에 의해서 생성된 X 선택 신호에 의해서 특정되는 열 선택선(12)과의 교차에 대응한 화소(13)에 대하여, 입력 회로(240)로부터 출력된 계조 데이터 D0, D1 및 D2가 인가되게 된다.

본 실시예에 있어서는 이 계조 데이터 D0∼D2와 계조 신호 P0∼P2에 따른 시간 밀도로, 화소(13)를 온 상태로 하는 전압 또는 화소(13)를 오프 상태로 하는 전압을 상기 화소(13)에 인가하도록 되어 있다(상세한 것은 후술함). 계조 신호 생성 회로(23)는 이 계조 신호 P0, P1 및 P2를 생성하여 출력하기 위한 회로이다. 각 계조 신호 P0, P1 및 P2는 1필드마다 소정의 시간 길이만큼 H레벨로 된다. 상술하면, 이하와 같다.

본 실시예에 있어서는 1필드(1f)를 3개의 서브필드 Sf1∼Sf3으로 분할하고, 각 서브필드 단위로 화소(13)를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것에 의해 8계조에 의한 표시를 실행한다. 여기서, 각 서브필드의 구체적인 시간 길이에 대하여 설명한다(도 6의 (a) 참조).

우선, 서브필드 Sf1은 1필드(1f)내의 서브필드 Sf1에 있어서 액정층에 전압 VH를 인가하는 것에 의해, 상기 1필드(1f)에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값이 22(= 4)의 계조에 상당하는 투과율 57.1%에 대응한 전압 V4(도 4 참조)로 되는 시간 길이로 설정되어 있다. 구체적으로는 실효 전압값은 전압 순간 값의 2승을 1주기(1필드(1f))에 걸쳐 평균화한 평방근에 의해 구해지므로, 서브필드 Sf1은 1필드(1f)에 대하여 (V4/VH)2로 되는 시간 길이로 설정되어 있다.

또한, 서브필드 Sf2는 1필드(1f)내의 서브필드 Sf2에 있어서 액정층에 전압 VH를 인가하는 것에 의해, 상기 1필드(1f)에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값이 20(= 1)의 계조에 상당하는 투과율 14. 3%에 대응한 전압 V1(도 4 참조)로 되는 시간 길이로 설정되어 있다. 마찬가지로, 서브필드 Sf3은 1필드(1f)내의 서브필드 Sf3에 있어서 액정층에 전압 VH를 인가하는 것에 의해, 상기 1필드(1f)에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값이 21(= 2)의 계조에 상당하는 투과율 28. 6%에 대응한 전압 V2로 되는 시간 길이로 설정되어 있다.

이상이 각 서브필드의 구체적인 시간 길이이다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는 각 서브필드의 시간 길이가 20, 21 또는 2 2의 계조 표시를 실행하기 위한 실효 전압을 화소의 액정층에 인가할 수 있는 만큼의 시간 길이로 설정되어 있다.

여기서, 본 실시예에 있어서는 3 비트의 계조 데이터에 따라서 8계조에서의 표시를 실행하는 경우를, 예로 들어 설명했지만, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 이러한 경우에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 k(k=1,2,3,···의 자연수) 비트의 계조 데이터에 따라서 2k 계조에서의 표시를 실행하는 경우에는 k개의 서브필드를 마련하고, 각 서브필드의 시간 길이가 20, 21, 22, ···2k-1의 계조 표시를 실행하기 위한 실효 전압을 화소의 액정층에 인가할 수 있는 만큼의 시간 길이로 설정되면 되는 것은 물론이다.

그런데, 계조 신호 생성 회로(23)에 의해서 생성되는 계조 신호 P0∼P2의 각각은 1필드(1f)를 분할한 상기 복수의 서브필드중 어느 하나에 있어서 H레벨로 된다. 구체적으로는 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 계조 신호 P0은 서브필드 Sf2에 있어서만 H레벨로 되는 신호이다. 계조 신호 P1은 서브필드 Sf3에 있어서만 H레벨로 되는 신호이다. 계조 신호 P2는 서브필드 Sf1에 있어서만 H레벨로 되는 신호이다.

다음에, 도 2는 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 화소(13)의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 화소(13)의 화소 회로는 메모리 셀(130a, 130b 및 130c), 계조 제어 회로(138), 인버터(133), 트랜스미션 게이트(134a 및 134b), 화소 전극(135), 대향 전극(136) 및 액정(137)에 의해 구성되어 있다. 또, 이하에서는 메모리 셀(130a, 130b 및 130c)중 어느 하나를 특정할 필요가 없는 경우에는, 단지 메모리 셀(130)이라고 기재한다. 또한, 다른 각 부의 부호에 관해서도 마찬가지로 한다.

여기서, 도 1에 있어서는 도면이 번잡하게 되는 것을 방지하기 위해서, 1열분의 m개의 화소(13)가 1개의 열 선택선(12)에 접속되어 있도록 도시했지만, 보다 상세하게는 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 열 선택선(12)은 열 선택선(120, 121 및 122)으로 이루어진다. 그리고, 이들 각 열 선택선(120, 121 및 122)에 대하여 각 계조 데이터 D0, D1 및 D2가 각각 공급되도록 되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 메모리 셀(130)은 계조 데이터의 비트 수에 따른 수(본 실시예에 있어서는 3개)만큼 마련되어 있다. 그리고, 메모리 셀(130a)에는 열 선택선(120)이 접속되어 계조 데이터 D0이 공급되고, 메모리 셀(130b)에는 열 선택선(121)이 접속되어 계조 데이터 D1이 공급되며, 메모리 셀(130c)에는 열 선택선(122)이 접속되어 계조 데이터 D2가 공급되도록 되어 있다. 한편, 각 메모리 셀(130a, 130b 및 130c)은 Y 선택 신호가 공급되는 행 선택선(11)에도 접속되어 있다.

도 3은 각 메모리 셀(130)의 구체적인 구성을 예시하는 도면이다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 이 메모리 셀(130)은 인버터(1301 및 1302)와 트랜지스터(1303 및 1304)로 이루어지는 스테틱 메모리(SRAM) 구성으로 되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 인버터(1301 및 1302)는 한쪽의 출력단이 다른쪽의 입력단에 접속된 플립플롭 구성이며, 1비트의 메모리를 구성하고 있다. 한편, 트랜지스터(1303 및 1304)는 이 1비트의 메모리에 대하여 기입 또는 판독을 실행할 때에 온 상태로 되는 N채널 트랜지스터이다. 각 트랜지스터(1303 및 1304)의 드레인은 인버터(1302 및 1301)의 각 입력 단자에 접속되고, 각각의 게이트는 Y선택 신호가 공급되는 행 선택선(11)에 접속되어 있다.

그런데, 도 2에 있어서는 도면이 번잡하게 되는 것을 막기 위해서, 1개의 메모리 셀(130)에 대하여 1개의 열 선택선(120, 121 또는 122)이 접속되도록 도시했지만, 실제로는 도 3에 도시하는 바와 같이 각 열 선택선(120, 121 및 122)은 2개의 배선(12a 및 12b)으로 이루어진다. 즉, 1개의 메모리 셀(130)에 대하여 2개의 열 선택선(12a 및 12b)이 배선되어 있는 것이다.

그리고, 열 선택선(12a)에는 트랜지스터(1303)의 소스가 접속되고, 열 선택선(12b)에는 트랜지스터(1304)의 소스가 접속되어 있다. 여기서, 열 선택선(12a)에는 계조 데이터 D0, D1 및 D2중 어느 하나(도 3에 있어서는「D」로 표기되어 있음)가 공급되고, 열 선택선(12b)에는 열 선택선(12a)에 공급되는 계조 데이터를 레벨 반전한 데이터(도 3에 있어서는 「/D」로 표기되어 있음)가 공급되도록 되어 있다.

각 메모리 셀(130)은 이와 같은 구성이며, 행 선택선(11)으로 H레벨의 Y 선택 신호가 출력되는 것에 의해 트랜지스터(1303 및 1304)가 온 상태로 된다. 이 상태에서, 각 계조 데이터 및 그의 레벨을 반전시킨 데이터가 열 선택선(12a 및 12b)으로 공급되면, 상기 계조 데이터는 인버터(1301 및 1302)에 의해 구성되는 메모리에 기억되게 된다. 기억된 데이터는 Y 선택 신호가 L레벨로 되어, 트랜지스터(1303 및 1304)가 오프 상태로 되더라도 유지된다. 또, 이하에서는 인버터(1301)의 출력을 Q출력으로 하고, 인버터(1302)의 출력을 /Q 출력으로 해서 설명한다.

다시 도 2에 있어서, 각 화소(13)에 있어서의 각 메모리 셀(130)의 Q출력과 계조 신호 생성 회로(23)로부터 출력된 계조 신호 P0, P1, P2는 계조 제어 회로(138)에 입력된다. 계조 제어 회로(138)는 이들 입력 신호에 대하여 연산 처리를 실행하는 것에 의해, 1필드(1f)내에서 각 메모리 셀에 기입된 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW를 생성하여 출력한다. 구체적으로는 계조 제어 회로(138)는 각 메모리 셀(130)에 대응한 수의 AND 게이트(131a, 131b 및 131c)를 구비하고 있다. 이들 각 AND 게이트의 2개의 입력단중 한쪽의 입력단에는 상기 메모리 셀(130)의 Q출력이 입력되도록 되어 있다. 또한, 각 AND 게이트(131)의 다른쪽의 입력단은 계조 신호 생성 회로(23)에 의해서 생성된 계조 신호 P0, P1, P2가 공급되는 배선에 접속되어 쌍방의 입력 신호의 논리곱이 연산되도록 되어 있다. 각 AND 게이트(131a∼131c)의 출력 신호는 OR 게이트(132)에 입력되어 입력 신호의 논리합이 연산되도록 되어 있다. 상세한 것은 후술하겠지만, 이러한 구성으로 함으로써, 계조 제어 회로(138)로부터는 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW가 출력되게 된다. 또, 본 명세서에 있어서 시간 밀도라는 것은 1필드의 시간 길이에 대한, 화소를 온 상태(또는 오프 상태)로 하는 시간 길이의 비율(밀도)을 말한다.

한편, 트랜스미션 게이트(134a 및 134b)의 출력단은 화소 전극(135)에 접속되어 있다. 그리고, 이 화소 전극(135)과 대향 전극(136)과의 사이에 액정(137)이 끼워져 액정층이 형성되어 있다. 여기서, 대향 전극(136)은 소자 기판에 형성된 화소 전극(135)과 대향하도록 대향 기판의 일면에 형성되는 투명 전극이다. 이 대향 전극(136)에는 도시하지 않는 전압 생성 회로로부터 교류화 구동 신호 FR이 공급된다. 이 교류화 구동 신호 FR은 VH로부터 VL로, VL로부터 VH로와 같이, 1필드(1f)마다 레벨 반전을 반복하는 신호이다(도 7 참조). 또, 설명의 편의상, 이 교류화 구동 신호 FR의 레벨에 관해서는 VH를 단지 H레벨이라고 하고, VL을 단지 L레벨이라고 하는 경우가 있다.

그런데, 상기 계조 제어 회로(138)로부터 출력된 펄스 신호 PW는 트랜스미션 게이트(134a)의 P채널 트랜지스터와 트랜스미션 게이트(134b)의 N채널 트랜지스터의 게이트로 공급된다. 또한, 펄스 신호 PW는 인버터(133)에 의해서 레벨 반전된 후, 트랜스미션 게이트(134a)의 N채널 트랜지스터와 트랜스미션 게이트(134b)의 P채널 트랜지스터의 게이트로 공급된다. 각 트랜스미션 게이트(134a 및 134b)는 P채널 트랜지스터에 L레벨의 게이트 신호가 인가되고, N채널 트랜지스터에 H레벨의 게이트 신호가 인가되는 것에 의해 온 상태로 되는 게이트이다. 따라서, 트랜스미션 게이트(134a, 134b)는 펄스 신호 PW의 레벨에 따라서, 한쪽이 온 상태, 다른쪽이 오프 상태로 된다. 또한, 트랜스미션 게이트(134a)의 입력단은 상술한 교류화 구동 신호 FR이 공급되는 배선에 접속되는 한편, 트랜스미션 게이트(134b)의 입력단은 신호 /FR가 공급되는 배선에 접속되어 있다. 여기서, 신호 /FR는 상기 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전한 신호이다. 즉, 교류화 구동 신호 FR이 H레벨(= VH)일 때에는 신호 /FR는 L레벨(= VL)로 되고, 교류화 구동 신호 FR이 L레벨(= VL)일 때에는 신호 /FR는 H레벨(= VH)로 된다.

이러한 구성에 있어서, 계조 제어 회로(138)로부터 H레벨의 펄스 신호 PW가 공급된 경우에는 트랜스미션 게이트(134a)는 오프 상태로 되고, 트랜스미션 게이트(134b)는 온 상태로 된다. 따라서, 화소 전극(135)에는 트랜스미션 게이트(134b)를 통하여 신호 /FR가 인가된다. 이 결과, 화소 전극(135)에 인가되는 전압과 대향 전극(136)에 인가되는 전압의 차전압인 VH가 상기 화소(13)의 액정층에 인가되기 때문에, 이 화소(13)는 온 상태로 된다. 이에 대하여, 계조 제어 회로(138)로부터 L레벨의 펄스 신호 PW가 공급된 경우, 트랜스미션 게이트(134a)는 온 상태로 되고, 트랜스미션 게이트(134b)는 오프 상태로 된다. 따라서, 화소 전극(135)에는 교류화 구동 신호 FR이 인가되고, 이 결과, 상기 화소(13)의 액정층에 인가되는 전압은 VL(= 0V)로 된다. 그리고, 이 결과, 상기 화소(13)는 오프 상태로 되는 것이다.

또, 도 2에 있어서는 계조 제어 회로(138)를 3개의 AND 게이트와 1개의 OR 게이트로 구성한 경우를 예시했지만, 이 계조 제어 회로(138)의 구성이 이것에 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 요컨대, 계조 데이터 D0∼D2와 주기적으로 레벨 변화를 반복하는 복수의 계조 신호로부터, 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW를 생성할 수 있는 회로이면 좋은 것이다.

(B-2 : 실시예 1의 동작)

다음에, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 기입 모드에 있어서 화소(13)내의 메모리에 계조 데이터를 기입하고, 계조 표시를 실행하는 경우의 동작에 대하여 설명한다. 또, 여기서는 설명의 편의상, 1개의 화소에 대하여 계조 데이터 D0∼D2가 인가되는 경우의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 도시하지 않은 상위 장치로부터, L레벨의 칩 인에이블 신호/CE 및 기입 인에이블 신호 /WE가 인가되면 기입 모드로 되고, 전기 광학 장치내의 각 부는 화소(13)에 대하여 계조 데이터를 기입하기 위한 동작을 실행한다.

Y 어드레스 디코더(211)는 Y 어드레스 버퍼(210)를 통하여 수취한 Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi를 디코드하고, 상기 Y 어드레스 신호 Ay0∼Ayi에 의해서 특정되는 행 선택선(11)에 대하여 H레벨의 Y 선택 신호를 출력한다.

한편, X 어드레스 디코더(221)는 X 어드레스 버퍼(220)를 통하여 수취한 X 어드레스 신호 Ax0∼Axj를 디코드하고, X 선택 신호를 생성하여 출력한다.

입력 회로(240)는 동작 제어 회로(20)로부터 H레벨의 인에이블 신호가 인가되는 것에 의해 동작 상태로 되어, 입출력 단자 I/O0∼I/O2를 통하여 상위 장치로부터 공급되는 계조 데이터 D0∼D2를 샘플 홀드 회로(222)로 출력한다. 샘플 홀드 회로(222)는 X 어드레스 디코더(221)로부터의 X 선택 신호에 의해서 지정되는 열 선택선(12)에 대하여, 입력 회로(240)로부터 공급되는 계조 데이터 D0∼D2를 출력한다.

여기서, 데이터 기입의 대상으로 되는 화소(13)내에 마련된 메모리 셀(130)내의 트랜지스터(1303 및 1304)(도 3 참조)는 H레벨의 Y 선택 신호에 의해서 온 상태로 되고, 샘플 홀드 회로(222)로부터 출력된 계조 데이터 D0∼D2의 각각은 상기 화소(13)내의 각 메모리 셀(130a, 130b 및 130c)에 기입된다.

이렇게 해서 각 메모리 셀(130)에 계조 데이터 D0∼D2가 기입하면, 계조 제어 회로(138)는 상기 계조 데이터 D0∼D2 및 계조 신호 P0∼P2에 따라 H레벨 또는 L레벨로 되는 펄스 신호 PW를 생성하여 출력한다. 그리고, 이 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 기간에 있어서는 화소를 온 상태로 하는 전압이 상기 화소의 액정층에 인가되는 한편, 펄스 신호 PW가 L레벨로 되는 기간에 있어서는 화소를 오프 상태로 하는 전압이 상기 화소의 액정층에 대하여 인가된다.

상세하게 기술하면, 다음과 같다.

도 5는 계조 데이터 D0∼D2 및 계조 신호 P0∼P2와, 화소(13)내의 계조 제어 회로(138)로부터 출력되는 펄스 신호 PW와의 관계를 나타내는 진리값표이며, 도 6의 (b)는 계조 데이터 D0∼D2에 따라서, 화소(13)내의 계조 제어 회로(138)로부터 출력되는 펄스 신호 PW의 파형을 나타내는 타이밍차트이다.

우선, 계조 데이터 D0∼D2가 모두 L레벨인 경우, 도 5 및 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 펄스 신호 PW는 모든 서브필드에 걸쳐 L레벨로 된다.

다음에, 계조 데이터가(LLH)인 경우(즉, 계조 데이터 D2 및 D1이 L레벨이고, 계조 데이터 D0이 H레벨인 경우임. 이하에 있어서도, 마찬가지의 형태로 표기하기로 함), 도 5의 진리값표에 나타내는 바와 같이 계조 신호 P0이 H레벨로 되는 경우에만 펄스 신호 PW가 H레벨로 되고, 그 이외의 경우에는 펄스 신호 PW는 L레벨로 된다. 여기서, 계조 신호 P0은 서브필드 Sf2에 있어서 H레벨로 되므로(도 6의 (a) 참조), 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf2에 있어서만 H레벨로 된다.

다음에, 계조 데이터가 (LHL)인 경우, 도 5의 진리값표에 나타내는 바와 같이 계조 신호 P1이 H레벨로 되는 경우에만 펄스 신호 PW가 H레벨로 되고, 그 이외의 경우에는 펄스 신호 PW는 L레벨로 된다. 여기서, 계조 신호 P1은 서브필드 Sf3에 있어서 H레벨로 되므로(도 6의 (a) 참조), 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf3에 있어서만 H레벨로 된다. 또한, 계조 데이터가 (LHH)인 경우에는 도 5의 진리값표에 나타내는 바와 같이 계조 신호 P0 및 P1중 어느 하나가 H레벨로 되는 경우에 펄스 신호 PW가 H레벨로 된다. 여기서, 계조 신호 P0은 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이 서브필드 Sf2에 있어서 H레벨로 되고, 계조 신호 P1은 서브필드 Sf3에 있어서 H레벨로 된다. 즉, 계조 데이터가 (LHH)인 경우, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf2 및 Sf3에 있어서 H레벨로 되는 것이다.

그 밖의 계조 데이터가 인가된 경우도 마찬가지이다. 즉, 화소(13)내의 각 메모리 셀(130)에 기입된 계조 데이터에 따라서, 펄스 신호 PW가 H레벨(또는 L레벨)로 되는 서브필드가 결정되게 된다. 이와 같이, 계조 제어 회로(138)는 각 메모리 셀(130)에 기억된 계조 데이터 D0∼D2와 계조 신호 P0∼P1의 연산 처리를 실행하는 것에 의해, 1필드에 있어서 상기 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW를 생성하는 역할을 담당하고 있다.

다음에, 이들 계조 데이터 D0∼D2가 인가된 경우에, 화소(13)의 화소 전극(135)에 인가되는 전압에 대하여 검토한다. 도 7은 화소(13)내의 각 메모리 셀(130)에 기입된 계조 데이터 D0∼D2와, 상기 계조 데이터 D0∼D2에 따라서 이 화소(13)의 화소 전극(135)에 인가되는 전압 V와의 관계를 나타내는 타이밍차트이다. 또, 도 7에 있어서는 각 계조 데이터에 따라서 화소 전극(135)에 인가되는 전압 V의 상측에, 도 6의 (b)에 도시한 펄스 신호 PW의 파형이 아울러 도시되어 있다.

우선, 계조 데이터가 (LLL)인 경우, 펄스 신호 PW는 모든 서브필드에 걸쳐 L레벨로 된다. 이 경우, 모든 서브필드에 걸쳐서 도 2에 도시한 트랜스미션 게이트(134a)가 온 상태로 되기 때문에, 상기 화소(13)의 화소 전극(135)에는 교류화 구동 신호 FR이 인가된다. 한편, 상기 화소 전극(135)과 액정(137)을 사이에 두고 대향하는 대향 전극(136)에는 교류화 구동 신호 FR이 인가되어 있으므로, 상기 화소의 액정층에 인가되는 전압은 모든 서브필드에 걸쳐 VL(= 0V)로 된다. 이 결과, 상기 화소(13)는 모든 서브필드에 걸쳐 오프 상태로 되므로, 이 경우의 액정의 투과율은 계조 데이터(LLL)에 대응해서 0%로 된다.

다음에, 계조 데이터가 (LLH)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf2에 있어서 H레벨로 되고, 그 밖의 서브필드에 있어서는 L레벨로 된다. 이 경우, 서브필드 Sf2에 있어서는 트랜스미션 게이트(134b)가 온 상태로 되므로, 화소 전극(135)에는 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전한 신호 /FR가 인가된다. 한편, 서브필드 Sf1 및 Sf3에 있어서는 트랜스미션 게이트(134a)가 온 상태로 되기 때문에, 화소 전극(135)에는 교류화 구동 신호 FR이 인가된다. 따라서, 서브필드 Sf2에 있어서는 화소(13)의 액정층에 대하여 전압 VH가 인가되어 화소(13)는 온 상태로 되고, 서브필드 Sf1 및 Sf3에 있어서는 상기 액정층에 대하여 VL(= 0V)이 인가되어 화소(13)는 오프 상태로 된다. 이 결과, 1필드에 있어서 화소(13)의 액정층에 인가되는 실효 전압값은 도 4에 나타낸 V1로 되므로, 상기 화소(13)의 투과율은 계조 데이터(LLH)에 따라 14.3%로 된다.

다음에, 계조 데이터가 (LHH)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf2 및 Sf3에 있어서 H레벨로 되는 한편, 서브필드 Sf1에 있어서는 L레벨로 된다. 따라서, 서브필드 Sf2 및 Sf3에 있어서는 상기 화소(13)의 액정층에 전압 VH가 인가되어 온 상태로 된다. 한편, 서브필드 Sf1에 있어서는 상기 화소(13)의 액정층에 인가되는 전압은 VL(= 0V)로 되기 때문에, 상기 화소(13)는 오프 상태로 된다. 이 결과, 1필드에 있어서 화소(13)의 액정층에 인가되는 실효 전압값은 도 4에 나타낸 V3으로 되므로, 상기 화소(13)의 투과율은 계조 데이터(LHH)에 따라 42.9%로 된다.

그 밖의 계조 데이터가 인가된 경우도 마찬가지이다. 즉, 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 서브필드에 있어서는 교류화 구동 신호 FR과 반전 레벨의 신호 /FR가 화소 전극(135)에 인가되고, 그 결과 화소(13)가 온 상태로 된다.

이에 대하여, 펄스 신호 PW가 L레벨로 되는 서브필드에 있어서는 교류화 구동 신호 FR이 화소 전극(135)에 인가되고, 그 결과 화소(13)가 오프 상태로 된다. 그리고, 이 결과, 1필드에 있어서 계조 데이터에 따른 실효 전압이 상기 화소(13)의 액정층에 인가되어 상기 계조 데이터에 따른 투과율이 얻어진다. 즉, 각 메모리 셀(130)에 기억된 계조 데이터에 따른 시간 밀도로 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압이 상기 화소의 액정층에 인가되는 것이다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는 도 2에 도시하는 계조 제어 회로(138)가 특허 청구 범위에 있어서의「펄스폭 제어 회로」에 상당하고, 이 출력 신호인 펄스 신호 PW에 의해 온·오프가 제어되는 트랜스미션 게이트(134a 및 134b)가 특허 청구 범위에 있어서의「스위칭 회로」에 상당하며, 또한, 이들을 합한 것이 특허 청구 범위에 있어서의「화소 구동 회로」에 상당하는 것으로 된다. 단, 화소 구동 회로는 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성함과 동시에, 이 펄스 신호에 따라 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 오프 상태로 하는 전압을 각 화소에 인가할 수 있는 회로이면 되고, 본 실시예에 나타낸 구성에 한정되는 것은 아니다.

그런데, 상술한 바와 같이, 교류화 구동 전압 FR은 1필드마다 레벨 반전을 반복하는 신호이다. 따라서, 도 7에 도시하는 바와 같이 있는 필드에 있어서 화소(13)의 액정층에 인가되는 전압과, 상기 필드의 전후의 필드에 있어서 화소(13)의 액정층에 인가되는 전압은 극성이 반대로 된다. 즉, 액정층에 인가되는 전압의 극성은 주기적으로 반전하도록 되어 있으므로, 액정에 대하여 직류 성분이 인가되는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 액정의 열화를 억제할 수 있다는 이점이 있다.

본 실시예에 따르면, 1필드가 복수의 서브필드로 분할되고, 각 서브필드 단위로 각 화소(13)의 액정층에 대하여 화소를 온 상태로 하는 전압 VH 또는 오프 상태로 하는 전압 VL(= 0V)의 전압이 인가되고, 1필드에 있어서의 실효 전압값이 제어된다. 즉, 디지털값을 취급하는 회로에 의해서 구동 회로를 구성하면 되므로, 구동 회로 등의 주변 회로에 있어서는 고정밀도의 D/A 변환 회로나 연산 증폭기 등과 같은 아날로그 신호를 처리하기 위한 회로는 불필요하게 된다. 이 때문에, 회로 구성이 대폭으로 간략화되므로, 장치 전체의 비용을 낮게 억제할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 액정층에 인가되는 전압은 2치적이므로, 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인하는 표시 얼룩이 원리적으로 발생하지 않는다. 이 때문에, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 고품위이고 고선명도의 계조 표시가 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따르면, 각 메모리 셀에 기억된 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도로 화소(13)가 온 상태 또는 오프 상태로 되도록 되어 있으므로, 계조 데이터에 변경이 없는 화소(13)에 대해서는 계조 데이터의 오버라이트를 실행할 필요가 없다. 즉, 계조 데이터에 변경이 있는 화소(13)에 대해서만 계조 데이터의 기입을 행하는 것에 의해 계조 표시를 실행할 수 있다. 따라서, 예를 들어 1필드마다 모든 화소에 대하여 계조 데이터의 기입을 행하는 방법을 채용한 경우에 비해, 소비 전력을 현저히 낮게 억제할 수 있다는 이점이 있다. 특히, 정지 화상을 표시하는 경우나 화상의 변화가 적은 동화상을 표시하는 경우에는 화소에 대하여 계조 데이터의 기입을 행하는 회수를 현저히 적게 할 수 있으므로, 상기 효과는 보다 현저해진다.

또, 상기 실시예에 있어서는 기입 모드에 있어서의 동작에 대해 설명했지만, 도 1에 나타낸 구성에 의하면, 판독 모드에 있어서 화소(13)내의 메모리에 기입된 계조 데이터를 판독하는 것도 가능하다. 즉, 도시하지 않는 상위 장치로부터, L레벨의 칩 인에이블 신호 /CE 및 출력 인에이블 신호 /OE와 H레벨의 기입 인에이블 신호 /WE가 인가되면, Y 어드레스 버퍼(210) 및 X 어드레스 버퍼(220)와 출력 회로(241)에 대하여 H레벨의 인에이블 신호가 공급된다. 그리고, 어드레스 신호 Ay0∼Ayi와 X 어드레스 신호 Ax0∼Axj에 의해서 특정되는 화소의 메모리로부터 계조 데이터가 판독되고, 입출력 단자 I/O0∼I/O2를 통하여 상위 장치로 출력되는 것이다. 이러한 구성으로 하면, 상위 장치측에 각 화소의 계조 데이터를 기억하기 위한 메모리를 구비할 필요가 없어진다는 효과가 얻어진다.

(C : 실시예 2)

다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 광학 장치에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치는 계조 신호 P0∼P2의 형태와 화소의 구성을 제외하고, 도 1에 나타낸 상기 실시예 1에 따른 전기 광학 장치와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 따라서, 이하에서는 상기 실시예 1과 상이한 부분에 대해서만 설명한다.

본 실시예에 있어서는, 1필드를 7개의 서브필드로 분할하고, 각 서브필드 단위로 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것에 의해, 3비트의 계조 데이터 D0∼D2에 따른 8계조에 의한 표시를 실현하도록 되어 있다. 화소로의 구체적인 전압 인가의 형태 및 서브필드 Sf1∼Sf7의 시간 길이는 이하와 같다.

예를 들어, 소정의 화소에 대하여 계조 데이터(LLH)가 인가된 경우, 즉, 상기 화소의 투과율을 14.3%로 하는 계조 표시를 실행하는 경우, 1필드(1f)중 서브필드 Sf1에 있어서는 상기 화소의 액정층에 대하여 전압 VH를 인가하는 한편, 다른 서브필드 Sf2∼Sf7에 있어서는 상기 액정층에 대하여 전압 VL(= 0V)을 인가한다. 여기서, 실효 전압값은 전압 순간값의 2승을 1주기(1필드)에 걸쳐 평균화한 평방근에 의해 구해지므로, 서브필드 Sf1을 1필드(1f)에 대하여 (V1/VH)2로 되는 기간으로 설정하면, 상기한 전압 인가에 의해서 1필드(1f)에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값은 V1로 된다.

또한, 예를 들어, 소정의 화소에 대하여 계조 데이터(LHL)가 인가된 경우, 즉, 상기 화소의 투과율을 28.6%로 하는 계조 표시를 실행하는 경우, 1필드(1f)중 서브필드 Sf1∼Sf2에 있어서는 상기 화소의 액정층에 대하여 전압 VH를 인가하는 한편, 다른 서브필드 Sf3∼Sf7에 있어서는 상기 액정층에 대하여 전압 VL을 인가한다. 여기서, 서브필드 Sf1∼Sf2를 1필드(1f)에 대하여 (V2/VH)2로 되는 기간으로 설정하면, 상기 전압 인가에 의해서 1필드(1f)에 있어서 상기 액정층에 인가되는 실효 전압값은 V2로 된다. 상술한 바와 같이, 서브필드 Sf1은 (V1/VH)2로 되는 기간으로 설정되므로, 서브필드 Sf2에 관해서는 (V2/VH)2 - (V1/VH)2로 되는 기간으로 설정하면 된다.

마찬가지로, 예를 들어, 소정의 화소에 대하여 계조 데이터(LHH)가 인가된 경우, 즉, 상기 화소의 투과율을 42.9%로 하는 계조 표시를 실행하는 경우, 1필드(1f)중 서브필드 Sf1∼Sf3에서는 상기 화소의 액정층에 대하여 전압 VH를 인가하는 한편, 다른 서브필드 Sf4∼Sf7에서는 액정층에 대하여 전압 VL을 인가한다. 이 때문에, 서브필드 Sf1∼Sf3을 1필드(1f)에 대하여 (V3/VH)2로 되는 기간으로 설정하면, 상기 전압 인가에 의해서 상기 액정층에 인가되는 실효 전압값은 V 3으로 된다. 여기서, 서브필드 Sf1∼Sf2는 상술한 바와 같이 (V2/VH)2로 되는 기간으로 설정되어 있으므로, 서브필드 Sf3에 대해서는 (V3/VH)2 -(V2/VH)2로 되는 기간으로 설정하면 된다는 것을 알 수 있다.

이하, 마찬가지로 해서, 다른 서브필드 Sf4∼Sf6의 기간이 각각 결정된다. 또한, 서브필드 Sf7에 대해서는 최종적으로 1필드부터 서브필드 Sf1∼Sf6을 제외한 기간으로 설정된다. 단, 상술한 바와 같이, 각 서브필드 Sf1∼Sf7의 합계의 시간 길이로서, 1필드(1f)에 대하여 (V7/VH)2 이상의 시간 길이가 확보될 필요가 있다. 단, 서브필드 Sf1∼Sf7의 합계의 시간 길이가 1필드에 대하여 (V7/VH)2로 되는 시간 길이보다도 길게 되었다고 하더라도, 즉, 액정층에 인가되는 실효 전압값이 도 4에 있어서의 V7을 초과했다고 하더라도 포화성이기 때문에 투과율은 100%로 된다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 1필드에 있어서 액정층에 인가하는 전압의 형태가 상기 실시예 1에 있어서의 것과 다르기 때문에, 계조 신호 생성 회로(23)에 의해서 출력되는 계조 신호 P0, P1 및 P2는 상기 실시예 1에 있어서의 계조 신호와는 다른 것으로 되어 있다.

도 10의 (a)는 본 실시예에 있어서의 계조 신호 P0∼P2의 파형을 나타내는 타이밍차트이다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 각 계조 신호는 1필드내의 각 서브필드 단위로 H레벨 또는 L레벨중 어느 하나로 되도록 설정되어 있다. 본 실시예에 있어서는 도 10(a)에 도시하는 바와 같이 계조 신호 P0∼P2로서, 「1」∼「7」까지를 카운트하는 3비트 카운터의 출력 신호를 이용한다. 즉, 계조 신호 P0, P1 및 P2는 서브필드 Sf1에 있어서는 각각 H레벨, L레벨, L레벨로 되어 카운터값「1」을 나타내고, 서브필드 Sf2에 있어서는 각각 L레벨, H레벨, L레벨로 되어 카운터값「2」를 나타내고, 서브필드 Sf3에 있어서는 각각 H레벨, H레벨, L레벨로 되어 카운터값「3」을 나타내는 상태이다.

다음에, 도 8은 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 화소(13a)의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다. 여기서, 도 8에 나타내는 메모리 셀(130)은 상기 실시예 1에 있어서 도 3에 도시한 것과 마찬가지의 것이다. 단, 이 메모리 셀(130)내의 인버터(1302)의 출력(/Q 출력)이 후단의 계조 제어 회로(138)로 공급되는 점에서, 상기 실시예 1과 다르다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 계조 제어 회로(138a)는 메모리(130b)의 /Q 출력 및 계조 신호 P1이 입력되는 OR 게이트와, 메모리(130c)의 /Q 출력 및 계조 신호 P2가 입력되는 OR 게이트와, 3개의 AND 게이트 및 최종 출력의 OR 게이트로 구성되는 비교 회로이다. 그리고, 계조 제어 회로(138a)의 출력 신호가 입력 신호로서 인가되는 인버터(133)를 더 구비하고 있다. 이하에서는 도 8에 나타내는 인버터(133)의 출력 신호를 펄스 신호 PW라고 부른다.

이러한 구성으로 함으로써, 계조 신호 생성 회로(23)로부터 공급되는 계조 신호 P0∼P2와 각 메모리 셀(130)에 기입된 계조 데이터 D0∼D2를 비교하여, 계조 신호 P0∼P2의 카운터값이 계조 데이터 D0∼D2의 값 이하인 경우에는 H레벨의 펄스 신호 PW가 출력되고, 계조 신호 P0∼P2의 카운터값이 계조 데이터 D0∼D2의 값보다 커지는 경우에는 L레벨의 펄스 신호 PW가 출력된다. 그리고, 이 결과, 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW가 얻어지는 것이다. 또, 계조 제어 회로(138a) 및 인버터(133)는 계조 데이터 D0∼D2에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호 PW를 출력할 수 있는 것이면 되고, 도 8에 나타낸 구성에 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다.

다음에, 도 9에 나타내는 진리값표 및 도 10의 (b)에 나타내는 타이밍차트를 참조하여, 계조 데이터 D0∼D2 및 계조 신호 P0∼P2와 펄스 신호 PW와의 관계에 대하여 설명한다.

도 9 및 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 화소(13a)내의 각 메모리 셀(130)에 계조 데이터(LLL)가 기입된 경우에는 모든 서브필드에 있어서 펄스 신호 PW는 L레벨로 된다. 즉, 이 경우, 상기 계조 데이터에 대응하는 값은「0」이다. 한편, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이 비교 대상인 계조 신호의 카운터값이「0」 이하로 되는 경우는 없다. 이 결과, 도 9 및 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이 펄스 신호 PW는 모든 서브필드에 있어서 L레벨로 된다.

다음에, 화소(13a)내의 각 메모리 셀(130)에 계조 데이터(LLH)가 기입된 경우, 계조 신호의 카운터값이 상기 계조 데이터(LLH)에 대응하는 값「1」 이하인 경우에 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 한편, 카운터값이 값「1」보다도 큰 경우에는 펄스 신호 PW가 L레벨로 된다. 여기서, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이 계조 신호의 카운터값이「1」 이하로 되는 것은 서브필드 Sf1에서뿐이다. 따라서, 펄스 신호 PW는 도 9 및 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이 서브필드 Sf1에 있어서만 H레벨로 되고, 그 밖의 서브필드 Sf2∼Sf7(즉, 계조 신호의 카운터값이 값「1」보다도 커지는 서브필드)에 있어서는 L레벨로 된다.

다음에, 값「2」에 대응하는 계조 데이터(LHL)가 메모리 셀(130)에 기입된 경우를 상정한다. 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이 계조 신호의 카운터값이 상기 값「2」 이하로 되는 것은 서브필드 Sf1 및 Sf2에서뿐이다. 따라서, 이 경우, 도 9 및 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf1 및 Sf2에 있어서 H레벨로 되는 한편, 그 밖의 서브필드 Sf3∼Sf7(즉, 계조 신호의 카운터값이 계조 데이터의 값「2」보다도 커지는 서브필드)에 있어서는 L레벨로 된다. 다른 계조 데이터가 인가된 경우도 마찬가지이다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는 인가된 계조 데이터의 값과 계조 신호의 카운터값이 비교되고, 펄스 신호 PW의 레벨이 이 비교 결과에 따른 것으로 된다. 바꾸어 말하면, 상기 비교 결과에 따라서, 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 서브필드 및 L레벨로 되는 서브필드가 결정되는 것이다.

다음에, 도 11을 참조하여, 상기한 바와 같은 파형을 갖는 펄스 신호 PW가 출력되는 것에 의해 각 화소(13a)의 화소 전극(135)에 대하여 인가되는 전압 V에 대하여 설명한다. 또, 도 11에 있어서는 도 7과 마찬가지로 각 계조 데이터에 따라 화소 전극(135)에 인가되는 전압 V의 상측에, 상기 계조 데이터에 따른 펄스 신호 PW(도 10의 (b)에 나타낸 것)가 병기되어 있다.

우선, 계조 데이터가 (LLL)인 경우, 펄스 신호 PW는 모든 서브필드에 걸쳐 L레벨로 된다. 따라서, 상기 화소(13a)의 화소 전극(135)에는 모든 서브필드에 걸쳐 교류화 구동 신호 FR이 인가된다.

이 결과, 상기 화소(13a)는 모든 서브필드에 걸쳐 오프 상태로 되므로, 투과율은 계조 데이터(LLL)에 따라 0%로 된다.

다음에, 계조 데이터가 (LLH)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf1에 있어서 H레벨로 되고, 그 밖의 서브필드 Sf2∼Sf7에 있어서 L레벨로 된다. 따라서, 서브필드 Sf1에 있어서는 상기 화소(13a)의 화소 전극(135)에 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전한 신호 /FR가 인가되고 상기 화소(13a)는 온 상태로 되는 한편, 서브필드 Sf2∼Sf7에 있어서는 상기 화소(13a)의 화소 전극(135)에 교류화 구동 신호 FR이 인가되고 상기 화소(13a)는 오프 상태로 된다. 여기서, 서브필드 Sf1은 1필드(1f)에 대하여 (V1/VH)2로 되는 시간 길이로 설정되어 있으므로, 상기 1필드에 있어서 화소(13a)의 액정층에 인가되는 실효 전압값은 도 4에 나타낸 V1로 된다. 따라서, 상기 화소(13a)의 투과율은 계조 데이터(LLH)에 따라 14.3%로 된다.

또한, 계조 데이터가 (LHL)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf1 및 Sf2에 있어서 H레벨로 되고, 그 밖의 서브필드 Sf3∼Sf7에 있어서는 L레벨로 된다. 따라서, 서브필드 Sf1∼Sf2에 있어서는 화소(13a)의 액정층에 전압 VH가 인가되어 온 상태로 되는 한편, 서브필드 Sf3∼Sf7에 있어서는 상기 화소(13a)의 액정층에 전압 VL(= 0V)이 인가되어 오프 상태로 된다. 여기서, 서브필드 Sf1∼Sf2는 1필드(1f)에 대하여 (V2/VH)2로 되는 시간 길이로 설정되므로, 상기 1필드(1f)에 있어서 화소(13a)의 액정층에 인가되는 실효 전압값은 도 4에 나타낸 V2로 된다. 따라서, 상기 화소(13a)의 투과율은 계조 데이터(LHL)에 따라 28.6%로 된다.

그 밖의 계조 데이터가 인가된 경우도 마찬가지이다. 즉, 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 서브필드에 있어서는 화소 전극(135)에 대하여 신호 /FR가 인가되고 상기 화소(13a)는 온 상태로 되는 한편, 펄스 신호 PW가 L레벨로 되는 서브필드에 있어서는 화소 전극(135)에 대하여 교류화 구동 신호 FR이 인가되고 상기 화소(13a)는 오프 상태로 된다. 그리고, 이 결과, 상기 화소(13a)의 액정층에는 계조 데이터에 따른 실효 전압이 인가되어 계조 데이터에 따른 투과율이 얻어지는 것이다.

본 실시예에 의하면, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과 이외에, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시예 1에 있어서는 구성이 간단하다는 이점은 있지만, 각 서브필드의 시간 길이에 대하여 소정의 가중치(weight)가 부가되어 있기 때문에, 그 가중치 인가 방법에 따라서 액정층에 인가할 수 있는 실효 전압(또는 그의 증분폭)이 결정되게 된다. 여기서, 액정에는 여러 가지 전압/투과율 특성을 갖는 것이 존재하므로, 사용하는 액정에 따라서는 원하는 투과율에 대응한 실효 전압을 액정층에 인가할 수 없는 경우가 발생할 수 있는 것이다. 즉, 상기 실시예 1에 따른 방법을 이용한 경우, 여러 가지 전압/투과율 특성을 갖는 액정에 유연하게 대응하는 것이 곤란하다는 문제가 발생할 수 있다.

이에 대하여, 본 실시예에 의하면, 각 서브필드의 시간 길이를 이용하는 액정의 전압/투과율 특성에 따라 임의로 설정할 수 있다. 즉, 원하는 투과율에 따른 실효 전압을 액정층에 인가할 수 있도록, 각 서브필드의 시간 길이를 사용하는 액정의 전압/투과율 특성에 따라 임의로 설정할 수 있는 것이다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 상기 실시예 1에 따른 방법에 비해 여러 가지 전압/투과율 특성을 갖는 액정에 대하여 유연하게 대응할 수 있다는 이점이 있다.

여기서, 본 실시예에 있어서는 계조 신호 생성 회로(23)에 있어서 생성되는 각 계조 신호의 레벨 반전의 주기를 변경함으로써, 각 서브필드의 시간 길이를 변경할 수 있다. 이 결과, 각 서브필드의 시간 길이를 이용하는 액정의 전압/투과율 특성 및 원하는 투과율에 대응하도록 조정하는 것이 매우 용이하다는 이점이 있다.

(D : 실시예 3)

다음에, 본 발명의 실시예 3에 따른 전기 광학 장치에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전기 광학 장치는 계조 신호의 형태 및 화소의 구성을 제외하고, 상기 각 실시예에 따른 전기 광학 장치와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 따라서, 상기 각 실시예에 따른 전기 광학 장치와 공통되는 부분에 대해서는 그의 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서는 1필드를 8개의 서브필드 Sf0∼Sf7로 분할하고, 각 서브필드 단위로 화소(13b)를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 것에 의해 8계조에 의한 표시를 실현하도록 되어 있다. 단, 1필드를 분할한 8개의 서브필드 Sf0∼Sf7중, 최초의 서브필드 Sf0에 있어서는, 계조 데이터와는 관계없이 화소(13b)를 오프 상태로 하도록 되어 있다.

또, 서브필드 Sf0은 1필드(1f)에 대하여 1-(V7/VH)2로 되는 기간으로 설정되어 있을 필요가 있고, 이 때문에, 서브필드 Sf7은 1필드(1f)에 대하여(V7/VH)2-(V6/VH)2로 되는 기간으로 설정되게 된다(상세한 것은 후술함).

그 밖의 서브필드 Sf1∼Sf6에 있어서는 상기 실시예 2와 마찬가지의 형태에 의해 화소(13b)가 온 상태 또는 오프 상태로 된다.

또한, 본 실시예에 있어서 이용되는 계조 신호 P0∼P2는, 서브필드 Sf1∼Sf7에서는 상기 실시예 2에 있어서의 계조 신호 P0∼P2와 마찬가지의 형태로 되지만, 서브필드 Sf0에 있어서는 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이 모든 계조 신호 P0, P1 및 P2가 L레벨로 된다.

다음에, 도 12는 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 화소(13b)의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 화소(13b)는 일부를 제외하고 도 8에 도시한 상기 실시예 2에 있어서의 화소(13a)와 마찬가지의 화소 회로 구성으로 되어 있다. 구체적으로는 본 실시예에 있어서의 화소(13b)는 상기 실시예 2에 있어서의 화소(13a)내의 각 부 이외에도, 계조 신호 P0, P1 및 P2가 입력 신호로서 인가되는 NOR 게이트(139a)와, 이 NOR 게이트(139a)의 출력 신호 및 계조 제어 회로(138a)의 출력 신호가 입력 신호로서 인가되는 NOR 게이트(139b)를 구비하고 있다. 또, 이하에서는 도 12에 도시하는 NOR 게이트(139b)의 출력 신호를 펄스 신호 PW라고 칭한다.

도 13은 계조 데이터 D0∼D2 및 계조 신호 P0∼P2와 화소(13b)내의 NOR 게이트(139b)로부터 출력되는 펄스 신호 PW와의 관계를 나타내는 진리값표이며, 도 14의 (b)는 각 계조 데이터 D0∼D2에 따른 펄스 신호 PW의 파형을 나타내는 타이밍차트이다. 상술한 바와 같이, 계조 신호 P0∼P2는 서브필드 Sf0에 있어서 L레벨로 된다. 이 경우, 도 12에 도시한 화소(13b)내의 NOR 게이트(139a)로부터는 H레벨의 신호가 출력되고, 이 신호가 NOR 게이트(139b)에 입력된다. 이 결과, 도 13 및 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 펄스 신호 PW는 계조 데이터에 관계없이 L레벨로 되는 것이다. 또, 도 13 및 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 서브필드 Sf0이외의 서브필드 Sf1∼Sf7에 있어서의 펄스 신호 PW의 레벨은 상기 도 10의 (b)에 도시한 펄스 신호 PW의 레벨과 마찬가지로 된다.

다음에, 도 15를 참조하여, 상기한 바와 같은 파형을 갖는 펄스 신호 PW가 NOR 게이트(139b)로부터 출력되는 것에 의해 각 화소(13b)의 화소 전극(135)에 대하여 인가되는 전압에 대하여 설명한다.

예를 들어, 계조 데이터가 (LLH)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf1에 있어서 H레벨로 되고, 그 밖의 서브필드 Sf0 및 Sf2∼Sf7에 있어서 L레벨로 된다. 따라서, 이 경우, 서브필드 Sf1에 있어서만 화소(13b)가 온 상태로 되므로, 상기 화소(13b)의 투과율은 계조 데이터(LLH)에 따라 14.3%로 된다.

다음에, 계조 데이터가 (HHH)인 경우, 펄스 신호 PW는 서브필드 Sf0에 있어서 L레벨로 되는 한편, 그 밖의 서브필드 Sf1∼Sf7에 있어서 H레벨로 된다. 따라서, 서브필드 Sf0에 있어서는 화소(13b)는 오프 상태로 되고, 그 밖의 서브필드 Sf1∼Sf7에 있어서는 화소(13b)는 온 상태로 된다. 이 결과, 계조 데이터(HHH)에 따른 투과율이 얻어지는 것이다.

본 실시예에 의하면, 상기 각 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것 이외에, 계조 데이터와는 관계없이 화소(13b)를 오프 상태로 하는 서브필드를 마련하는 것에 의해, 이하에 나타내는 효과를 얻을 수 있다.

도 4에는 액정의 전압/투과율 특성의 일례를 도시하였지만, 모든 액정이 이러한 특성을 갖는 것은 아니다. 즉, 액정에 따라서는, 예를 들어 도 16에 도시하는 바와 같은 전압/투과율 특성을 갖는 것도 있다. 즉, 이 액정은 임계값 VTH2 이상의 전압이 인가되면, 인가 전압에 따라 투과율이 감소하게 되는 것이다.

그런데, 상기 실시예 2에 따른 전기 광학 장치에 있어서, 계조 데이터(HHH)가 인가되고, 모든 서브필드에 있어서 (13a)를 온 상태로 하는 전압을 상기 화소(13a)에 인가했다고 하면, 1필드에 있어서 액정층에 인가되는 실효 전압값이 상기 전압 VTH2 이상으로 되는 것도 생각할 수 있다. 여기서, 상기 도 4에 도시하는 전압/투과율 특성을 갖는 액정을 이용하고 있는 경우에는 VTH2 이상의 실효 전압이 인가된 경우에도 계조 데이터(HHH)에 따라 투과율 100%를 얻을 수 있기 때문에 특별히 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 도 16에 도시한 전압/투과율 특성을 갖는 액정을 이용하고 있는 경우에는 VTH2 이상의 실효 전압이 인가되면, 투과율이 계조 데이터(HHH)에 따라 100%로 되어야 함에도 불구하고, 실제로는 그것보다도 낮은 투과율로 되게 되는 것이다. 이 결과, 표시 화상의 계조가 낮아지게 된다는 문제가 발생한다.

이에 대하여, 본 실시예에 있어서는 계조 데이터에 관계없이 화소(13b)를 오프 상태로 하는 서브필드 Sf0을 마련하고 있다. 따라서, 서브필드 Sf0 이외의 서브필드 Sf1∼Sf7에 걸쳐 화소(13b)를 온 상태로 한 경우에 상기 화소(13b)의 액정층에 대하여 실효 전압 VTH2가 인가되도록 서브필드 Sf0의 시간 길이를 선정하면, 상술한 문제는 발생하지 않고, 계조 데이터(HHH)에 따라 투과율 100%가 얻어지는 것이다. 이 결과, 표시 화상의 계조를 높게 할 수 있다는 이점이 있다. 여기서, 각 서브필드 Sf0∼Sf7의 시간 길이는 계조 신호 생성 회로(23)에 있어서 생성되는 각 계조 신호의 주기를 조정하는 것에 의해 용이하게 변경할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는 각 필드중 최초의 서브필드 Sf0에 있어서 화소(13b)를 오프 상태로 하는 것으로 했지만, 이러한 서브필드 Sf0은 반드시 각 필드중 최초의 기간일 필요는 없다. 또한, 이러한 서브필드는 1필드내에 있어서 하나의 기간에 한정되는 것은 아니라, 예를 들어, 1필드내의 복수의 구간(즉, 각 서브필드 Sf1∼Sf7 사이의 구간)에서 계조 데이터와는 관계없이 화소를 오프 상태로 하도록 해도 된다.

(E : 변형예)

이상 본 발명의 하나의 실시예에 대하여 설명했지만, 상기 실시예는 어디까지나 예시이며, 상기 실시예에 대해서는 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 각종 변형을 가할 수 있다. 변형예로서는, 예를 들어 이하와 같은 것을 생각할 수 있다.

(변형예 1)

상기 실시예에 있어서는, 교류화 구동 신호 FR의 레벨 반전의 타이밍을 필드의 전환 타이밍과 동기시키도록 했지만, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 즉, 교류화 구동 신호 FR의 전환 타이밍은 필드의 전환 타이밍과 전혀 관계가 없어도 된다. 따라서, 교류화 구동 신호 FR의 레벨 반전의 주기를 플리커의 발생이 가장 적어지는 주기로 설정할 수도 있다. 예를 들어, 1서브필드마다 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전시키거나, 1필드내의 복수의 서브필드마다 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전시키거나, 또는 필드 및 서브필드의 주기와는 전혀 다른 주기로 교류화 구동 신호 FR을 레벨 반전시키거나 하는 것도 가능하다. 이와 같이 FR을 레벨 반전시킴으로써, 액정층에 인가하는 전압의 극성 반전 주기를 짧게 할 수 있으므로, 플리커 발생을 억제할 수 있다. 또, FR을 1필드보다 짧은 기간에 레벨 반전시키더라도 액정(137)에 인가되는 전압의 극성이 반전될 뿐이므로, 1필드내에서의 액정으로의 실효 전압은 상기한 각 실시예와 실질적으로 동일하다.

(변형예 2)

상기 실시예에 있어서는, 대향 전극(136)에 대하여 1필드마다 레벨 반전을 반복하는 교류화 구동 신호 FR을 인가함과 동시에, 화소(13)를 온 상태로 하는 경우에는 화소 전극(135)에 대하여 교류화 구동 신호 FR의 반전 레벨의 신호 /FR를 인가하고, 화소(13)를 오프 상태로 하는 경우에는 화소 전극(135)에 대하여 교류화 구동 신호 FR을 인가하는 것에 의해, 액정층에 대하여 전압 VH 또는 VL을 인가하도록 했다. 그러나, 액정층에 대하여 전압 VH 또는 VL을 인가하기 위한 방법은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 다음과 같이 해도 된다.

본 변형예에 있어서는, 대향 전극(136)에 대하여 일정한 전압 Vc를 인가하는 한편, 화소 전극(135)에 대하여 전압 V1, Vc 또는 V2중 어느 하나를 인가하는 것에 의해 화소(13)를 온 상태 또는 오프 상태로 한다. 여기서, 전압 V1은 전압 Vc와 비교하여 전압 VH만큼 높은 전압이며, 전압 V2는 전압 Vc와 비교하여 전압 VH만큼 낮은 전압이다.

본 변형예에 있어서는, 도 2(또는 도 8, 도 12)에 도시한 트랜스미션 게이트(134a)의 입력단에 전압 Vc가 공급되는 한편, 트랜스미션 게이트(134b)의 입력단에는 교류화 구동 신호 FR의 레벨에 따라서 전압 V1 또는 V2중 어느 하나가 공급되도록 되어 있다. 구체적으로는 교류화 구동 신호 FR이 H레벨인 경우에는 전압 V1이, L레벨인 경우에는 전압 V2가 각각 트랜스미션 게이트(134b)의 입력단으로 공급되도록 되어 있다.

이하, 도 17을 참조하여, 본 변형예에 있어서 화소 전극(135)에 인가되는 전압 V에 대하여 설명한다. 또, 도 17에 있어서는 상기 실시예 1에 따른 전기 광학 장치에 본 변형예를 적용한 경우에, 화소 전극(135)에 대하여 인가되는 전압을 예시하고 있다.

(1) 화소(13)를 오프 상태로 하는 경우

화소(13)를 오프 상태로 해야 하는 서브필드, 즉 상술한 펄스 신호 PW가 L레벨로 되는 서브필드에 있어서는, 트랜스미션 게이트(134a)가 온 상태로 되고, 그 결과, 화소 전극(135)에 대하여 전압 Vc가 인가된다.

여기서, 대향 전극(136)에는 전압 Vc가 인가되고 있으므로, 상기 화소(13)의 액정층에 인가되는 전압은 VL(= 0V)로 되고, 화소(13)는 오프 상태로 된다.

(2) 화소(13)를 온 상태로 하는 경우

화소(13)를 온 상태로 해야 하는 서브필드, 즉 상술한 펄스 신호 PW가 H레벨로 되는 서브필드에 있어서는 트랜스미션 게이트(134b)가 온 상태로 되고, 그 결과, 교류화 구동 신호 FR의 레벨에 따라서 전압 V1 또는 V2중 어느 하나가 화소 전극(135)에 인가된다. 또, 도 17에 있어서는 교류화 구동 신호 FR이 1필드마다 레벨 반전을 반복하는 경우를 상정하고 있다.

구체적으로는 화소(13)를 온 상태로 하는 경우에, 교류화 구동 신호 FR이 H레벨이면, 화소 전극(135)에 대하여 상기 전압 V1이 인가된다. 이 결과, 상기 화소(13)의 액정층에는 전압 V1과 전압 Vc와의 차전압인 전압 VH가 인가되므로, 화소(13)는 온 상태로 된다. 한편, 화소(13)를 온 상태로 하는 경우에, 교류화 구동 신호 FR이 L레벨이면, 화소 전극(135)에 대하여 상기 전압 V2가 인가된다. 이 결과, 상기 화소(13)의 액정층에는 전압 V2와 전압 Vc와의 차전압인 전압 VH가 인가되므로, 화소(13)는 온 상태로 된다. 여기서, 교류화 구동 신호 FR이 H레벨로 되는 필드에 있어서 액정층에 인가되는 전압과, 교류화 구동 신호 FR이 L레벨로 되는 필드에 있어서 액정층에 인가되는 전압은 절대값이 동등하고, 또한 그 극성이 반대로 되는 것이다.

이와 같이, 본 변형예에 따른 방법을 채용한 경우에도, 상기 각 실시예와 마찬가지로, 액정에 대하여 직류 성분이 인가되는 것을 회피할 수 있고, 그 결과, 액정의 열화를 방지할 수 있다. 또, 본 변형예에 있어서도, 상기 변형예 1과 마찬가지로, 교류화 구동 신호 FR의 레벨 반전의 타이밍을 필드 또는 서브필드의 전환 타이밍과 동기시키지 않아도 됨은 물론이다.

(F: 액정 장치의 전체 구성)

다음에, 상기 실시예나 응용예에 따른 전기 광학 장치의 구조에 대하여 도 18 및 도 19를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 18은 전기 광학 장치(100)의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 19는 도 18에 있어서의 A-A’선의 단면도이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 전기 광학 장치(100)는 화소(13) 등이 형성된 소자 기판(10)과 대향 전극(136) 등이 형성된 대향 기판(14)이 서로 밀봉재(15)에 의해서 일정한 간격을 유지하여 접합됨과 동시에, 이 간극에 전기 광학 재료로서의 액정(137)이 끼워wu 유지된 구조로 되어 있다. 또, 실제로는 밀봉재(15)에는 노치 부분이 있어, 여기를 통하여 액정(137)이 봉입된 후, 봉지재에 의해 봉지되지만, 이들 도면에 있어서는 생략되어 있다.

여기서, 소자 기판(10)을 상술한 바와 같이 반도체 기판으로 한 경우, 기판은 불투명하다. 이 때문에, 화소(13)내의 화소 전극(135)은 알루미늄 등의 반사성 금속으로 형성되고, 전기 광학 장치(100)는 반사형으로서 이용되게 된다. 이에 대하여, 대향 기판(14)은 유리 등으로 구성되기 때문에 투명하다. 물론, 소자 기판(10)을 유리 등의 투명한 절연 기판으로 구성해도 상관없다. 이러한 절연 기판을 이용한 경우, 화소 전극(135)을 반사성 금속에 의해 형성하면 반사형 표시, 그 이외의 재질로 형성하면 투과형 표시로 할 수 있다. 또한, 화소 전극(135)을 반사성 금속으로 형성한 경우에는 상술한 화소(13)를 구성하는 각 회로, 즉 메모리 셀(130), 계조 제어 회로(138) 및 트랜스미션 게이트(134a 및 134b) 등을 상기 화소 전극(135)에 대하여 관찰측과는 반대측에 마련하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 각 화소 전극간에 이들 회로를 형성하기 위한 영역을 마련하는 것이 불필요하기 때문에, 각 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

그런데, 소자 기판(10)에 있어서, 밀봉재(15)의 내측이고 또한 표시 영역(10a)의 외측 영역에는 차광막(16)이 마련되어 있다. 이 차광막(16)이 형성되는 영역내중, 예를 들어, 영역(20a)에는 Y 어드레스 버퍼(210) 및 Y 어드레스 디코더(211) 등이 형성되고, 또한, 영역(21a)에는 X 어드레스 버퍼(220), X 어드레스 디코더(221) 및 샘플 홀드 회로(222) 등이 형성된다.

즉, 차광막(16)은 이 영역에 형성되는 구동 회로에 광이 입사하는 것을 방지하고 있다. 이 차광막(16)에는 대향 전극(136)과 함께 교류화 구동 신호 FR이 인가되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 차광막(16)이 형성된 영역에서는 액정층으로의 인가 전압이 거의 제로로 되기 때문에, 화소 전극(135)의 전압 무인가 상태와 동일한 표시 상태로 된다.

또한, 소자 기판(10)에 있어서, 영역(21a)의 외측으로서 밀봉재(15)를 사이에 배치한 영역(22)에는 복수의 접속 단자가 형성되어, 외부로부터의 제어 신호(예를 들어, 상기 동작 제어 회로(20)로 공급되는 각 신호)나 계조 데이터, 전원 등을 입력하는 구성으로 되어 있다.

한편, 대향 기판(14)의 대향 전극(136)은 기판 접합 부분에 있어서의 4 코너중 적어도 1 부분에 마련된 도통재(도시 생략)에 의해서, 소자 기판(10)에 있어서의 차광막(16) 및 접속 단자와 전기적인 도통이 도모되고 있다. 즉, 교류화 구동 신호 FR은 소자 기판(10)에 마련된 접속 단자를 통하여 차광막(16)에, 또한 도통재를 통하여 대향 전극(136)에 각각 인가되는 구성으로 되어 있다.

그 밖에, 대향 기판(14)에는 전기 광학 장치(100)의 용도에 따라서, 예를 들어 직시형이면, 첫번째로, 스트라이프 형상이나 모자이크 형상, 트라이앵글 형상 등으로 배열한 컬러 필터가 마련되고, 두번째로, 예를 들어 금속 재료나 수지 등으로 이루어지는 차광막(블랙 매트릭스)이 마련된다. 또, 색광 변조의 용도인 경우, 예를 들어, 후술하는 프로젝터의 라이트 밸브로서 이용하는 경우에는 컬러 필터는 형성되지 않는다. 또한, 직시형인 경우, 전기 광학 장치(100)에 광을 대향 기판(14)측으로부터 조사하는 프론트 라이트가 필요에 따라서 마련된다. 게다가, 소자 기판(10) 및 대향 기판(14)의 전극 형성면에는 각각 소정의 방향으로 러빙 처리된 배향막(도시 생략) 등이 마련되어, 전압 무인가 상태에 있어서의 액정 분자의 배향 방향을 규정하는 한편, 대향 기판(14)측에는 배향 방향에 따른 편광자(도시 생략)가 마련된다. 단, 액정(137)으로서, 고분자중에 미소 입자로서 분산시킨 고분자 분산형 액정을 이용하면, 상술한 배향막이나 편광자 등이 불필요하게 되고, 그 결과, 광 이용 효율이 높아지기 때문에 고휘도화나 저소비 전력화 등의 점에서 유리하다.

또한, 실시예에 있어서는, 전기 광학 장치를 구성하는 소자 기판(10)을 반도체 기판으로 했으므로, 여기에 각 화소(13)내의 메모리 셀 또는 각 게이트 등이나 주변 회로의 구성 소자 등을 MOS형 FET로 형성하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 소자 기판(10)을 유리나 석영 등의 비정질 기판으로 하고, 여기에 반도체 박막을 퇴적시켜 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 TFT를 이용하면, 소자 기판(10)으로서 투명 기판을 이용할 수 있다.

또, 액정으로서는 TN형 이외에, 180도 이상의 비틀림 배향을 갖는 STN(Super Twisted Nematic)형이나 BTN(Bi-stable Twisted Nematic)형, 강유전형 등의 메모리성을 갖는 쌍안정형, 고분자 분산형, 그리고 분자의 장축 방향과 단축 방향에서 가시광의 흡수에 있어서 이방성을 갖는 염료(게스트)를 일정한 분자 배열의 액정(호스트)으로 용해하고, 염료 분자를 액정 분자와 평행하게 배열시킨 게스트 호스트형 등의 액정을 이용할 수도 있다.

또한, 전압 무인가시에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수직 방향으로 배열되는 한편, 전압 인가시에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수평 방향으로 배열된다고 하는 수직 방향(호메오트로픽(homeotropic) 방향)의 구성으로 해도 되고, 전압 무인가시에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수평 방향으로 배열되는 한편, 전압 인가시에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수직 방향으로 배열된다고 하는 평행(수평) 배향(호모지니어스(homogeneous) 배향)의 구성으로 해도 무방하다. 또한, 대향 기판(14)에 대향 전극(136)을 배치하는 것이 아니고, 소자 기판(10)상에 화소 전극(135)과 대향 전극(136)을 서로 간격을 두고 빗살 형상으로 배치하는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성에서는 액정 분자가 수평 배향하여, 전극간에 의한 가로 방향의 전계에 따라 액정 분자의 배향 방향이 변화하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 구동 방법에 적합한 것이면, 액정이나 배향 방식으로서 여러 가지의 것을 이용하는 것이 가능하다.

또한, 전기 광학 장치로서는 액정 장치 이외에, 일렉트로루미네선스(electro luminescence)(EL)나 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD), 플라즈마 발광이나 전자 방출에 의한 형광 등을 이용하여, 그 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 장치 등의 다양한 전기 광학 장치에 적용 가능하다. 이 경우, 전기 광학 재료로서는 EL, 미러 디바이스, 가스, 형광체 등이 있다. 또, 전기 광학 재료로서 EL을 이용하는 경우, 소자 기판(10)에 있어서 EL이 화소 전극(135)과 투명 도전막의 대향 전극(136) 사이에 개재되기 때문에, 도 18 및 도 19에 도시한 대향 기판(14)은 불필요하게 된다. 이와 같이, 본 발명은 상술한 구성과 유사한 구성을 갖는 전기 광학 장치, 특히 온 또는 오프의 2치적인 표시를 행하는 화소를 이용하여, 계조 표시를 행하는 전기 광학 장치 모두에 적용 가능하다.

(G : 전자 기기)

다음에, 상술한 액정 장치를 구체적인 전자 기기에 이용한 예중 몇가지에 대하여 설명한다.

(1) 프로젝터

우선, 실시예에 따른 전기 광학 장치를 라이트 밸브로서 이용한 프로젝터에 대하여 설명한다. 도 20은 이 프로젝터의 구성을 나타내는 평면도이다. 이 도면에 도시되는 바와 같이, 프로젝터(1100) 내부에는 편광 조명 장치(1110)가 시스템 광축 PL을 따라 배치되어 있다. 이 편광 조명 장치(1110)에 있어서, 램프(1112)로부터의 출사광은 리플렉터(1114)에 의한 반사에 의해 대략 평행한 광속으로 되어 제 1 인테그레이터 렌즈(integrator lens)(1120)에 입사한다. 이것에 의해, 램프(1112)로부터의 출사광은 복수의 중간 광속으로 분할된다. 이 분할된 중간 광속은 제 2 인테그레이터 렌즈를 광입사측에 갖는 편광 변환 소자(1130)에 의해서, 편광 방향이 거의 일치한 한 종류의 편광 광속(s편광 광속)으로 변환되어, 편광 조명 장치(1110)로부터 출사되게 된다.

그런데, 편광 조명 장치(1110)로부터 출사된 s편광 광속은 편광 빔 스플리터(beam splitter)(1140)의 s편광 광속 반사면(1141)에 의해서 반사된다. 이 반사 광속 중, 청색광(B)의 광속이 다이크로익 미러(1151)의 청색광 반사층에 의해 반사되어, 반사형의 전기 광학 장치(100B)에 의해서 변조된다. 또한, 다이크로익 미러(1151)의 청색광 반사층을 투과한 광속중, 적색광(R)의 광속은 다이크로익 미러(1152)의 적색광 반사층에 의해 반사되어, 반사형의 액전기 광학 장치(100R)에 의해서 변조된다. 한편, 다이크로익(1151)의 청색광 반사층을 투과한 광속중, 녹색광(G)의 광속은 다이크로익 미러(1152)의 적색광 반사층을 투과하여 반사형의 전기 광학 장치(100G)에 의해서 변조된다.

이렇게 해서, 전기 광학 장치(100R, 100G, 100B)에 의해서 각각 색광 변조된 적색, 녹색, 청색의 광은 다이크로익 미러(1152, 1151), 편광 빔 스플리터(1140)에 의해서 순차 합성된 후, 투사 광학계(1160)에 의해서 스크린(1170)에 투사되게 된다. 또, 전기 광학 장치(100R, 100G 및 100B)에는 다이크로익 미러(1151, 1152)에 의해서 R, G, B의 각 원색에 대응하는 광속이 입사하기 때문에, 컬러 필터는 필요 없다.

또, 본 실시예에 있어서는 반사형의 전기 광학 장치를 이용했지만, 투과형 표시의 전기 광학 장치를 이용한 프로젝터로 해도 상관없다.

(2) 모바일형 컴퓨터

다음에, 상기 전기 광학 장치를 모바일형 퍼스널 컴퓨터에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 21은 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에 있어서, 컴퓨터(1200)는 키보드(1202)를 구비한 본체부(1204)와 표시 유닛(1206)으로 구성되어 있다. 이 표시 유닛(1206)은 앞서 기술한 전기 광학 장치(100)의 앞면에 프론트 라이트를 부가하는 것에 의해 구성되어 있다.

또, 이 구성에서는 전기 광학 장치(100)를 반사 직시형으로서 이용하게 되므로, 화소 전극(135)에 있어서 반사광이 여러 방향으로 산란하도록 요철이 형성되는 구성이 바람직하다.

(3) 휴대 전화기

또한, 상기 전기 광학 장치를 휴대 전화기에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 22는 이 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에 있어서, 휴대 전화기(1400)는 복수의 조작 버튼(1402) 이외에, 수화구(1404), 송화구(1406)와 함께 전기 광학 장치(100)를 구비하는 것이다. 이 전기 광학 장치(100)에도 필요에 따라서 그의 앞면에 프론트 라이트가 마련된다. 또한, 이러한 구성에서도 전기 광학 장치(100)가 반사 직시형으로서 이용되게 되므로, 화소 전극(135)에 요철이 형성되는 구성이 바람직하다.

또, 전자 기기로서는 도 20∼도 22를 참조하여 설명한 것 이외에도, 액정 텔레비전이나, 뷰 파인터형, 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 호출기, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자 기기에 대하여 상술한 실시예나 그 변형예에 따른 전기 광학 장치가 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화소를 온 상태 및 오프 상태중 어느 하나로 하는 것에 의해, 고품위인 계조 표시가 가능해진다. 또한, 본 발명에 따르면, 각 화소가 메모리를 구비하고, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터와 계조 신호 생성 회로에 의해서 생성된 계조 신호를 연산 처리한 결과에 따라서, 각 화소를 온 상태 또는 오프 상태로 하도록 되어 있으므로, 계조 데이터의 내용에 변경이 있는 화소에 대해서만 계조 데이터의 기입을 행면 된다. 따라서, 소비 전력을 낮게 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전기 광학 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도,

도 2는 상기 전기 광학 장치의 화소의 구성을 도시하는 회로도,

도 3은 상기 전기 광학 장치의 메모리 셀의 구성을 도시하는 회로도,

도 4는 액정의 전압/투과율 특성의 일례를 도시하는 도면,

도 5는 상기 전기 광학 장치의 화소의 동작을 나타내는 진리값표,

도 6의 (a)는 상기 전기 광학 장치의 계조 신호의 파형을 나타내는 타이밍차트이며, (b)는 상기 전기 광학 장치에 있어서의 화소내의 펄스 신호 PW의 파형을 나타내는 타이밍차트,

도 7은 상기 전기 광학 장치에 있어서 각 화소의 화소 전극에 인가되는 전압을 나타내는 타이밍차트,

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 화소의 구성을 도시하는 회로도,

도 9는 상기 전기 광학 장치의 화소의 동작을 나타내는 진리값표,

도 10의 (a)는 상기 전기 광학 장치의 계조 신호의 파형을 나타내는 타이밍차트이며, (b)는 상기 전기 광학 장치에 있어서의 화소내의 펄스 신호 PW의 파형을 나타내는 타이밍차트,

도 11은 상기 전기 광학 장치에 있어서 각 화소의 화소 전극에 인가되는 전압을 나타내는 타이밍차트,

도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 전기 광학 장치의 화소의 구성을 도시하는 회로도,

도 13은 상기 전기 광학 장치의 화소의 동작을 나타내는 진리값표,

도 14의 (a)는 상기 전기 광학 장치의 계조 신호의 파형을 나타내는 타이밍차트이며, (b)는 상기 전기 광학 장치에 있어서의 화소내의 펄스 신호 PW의 파형을 나타내는 타이밍차트,

도 15는 상기 전기 광학 장치에 있어서 각 화소의 화소 전극에 인가되는 전압을 나타내는 타이밍차트,

도 16은 액정의 전압/투과율 특성의 다른 일례를 도시하는 도면,

도 17은 본 발명의 변형예에 따른 전기 광학 장치에 있어서 각 화소의 화소 전극에 인가되는 전압을 나타내는 타이밍차트,

도 18은 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 구조를 도시하는 평면도,

도 19는 상기 전기 광학 장치의 구조를 도시하는 단면도,

도 20은 상기 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 프로젝터의 구성을 도시하는 단면도,

도 21은 상기 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 모바일형 컴퓨터의 구성을 도시하는 사시도,

도 22는 상기 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 휴대 전화기의 구성을 도시하는 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 소자 기판 10a : 표시 영역

11 : 행 선택선

12, 12a, 12b, 120, 121, 122 : 열 선택선

13, 13a, 13b : 화소 130a, 130b, 130c : 메모리 셀

133 : 인버터 134a, 134b : 트랜스미션 게이트

135 : 화소 전극 136 : 대향 전극

137 : 액정 138, 138a : 계조 제어 회로

14 : 대향 기판 15 : 밀봉재

20 : 동작 제어 회로 210 : Y 어드레스 버퍼

211 : Y 어드레스 디코더 220 : X 어드레스 버퍼

221 : X 어드레스 디코더 222 : 샘플 홀드 회로

23 : 계조 신호 생성 회로 240 : 입력 회로

241 : 출력 회로

Claims

k(k=2,3,...의 자연수) 비트의 메모리와 대향 전극에 대향하는 화소 전극을 각각이 갖는 복수의 화소를 구비하고, k 비트의 계조 데이터에 따른 계조 표시를 행하는 전기 광학 장치의 구동 방법으로서,

소정의 주기로 레벨의 반전을 반복하는 교류화 구동 신호를 상기 대향 전극에 인가하는 한편,

상기 화소의 메모리에 계조 데이터를 기입하고,

상기 메모리에 기입된 계조 데이터와 k 비트의 계조 신호로부터, 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하고,

상기 교류화 구동 신호 및 당해 교류화 구동 신호의 레벨을 반전시킨 레벨을 갖는 반전 구동 신호를, 상기 펄스 신호의 레벨에 따라 선택하여 상기 화소 전극에 인가하는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22, ···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 계조 데이터에 따라서 상기 계조 신호가 대응하는 비트의 계조 신호를 선택하고, 선택된 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해 상기 펄스 신호를 생성하고,

상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중의 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터 값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 데이터와 상기 계조 신호의 k비트의 카운터 값을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 펄스 신호를 생성하고,

상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중의 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 상이한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 할 화소의 메모리에 대해서만 상기 계조 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
각각이 k개의 열 선택선을 포함하는 복수의 열 선택선군과, 복수의 행 선택선과, 상기 열 선택선군과 상기 행 선택선과의 각 교차에 대응하여 마련되고, 또한 k(k=2,3,...의 자연수) 비트의 메모리 및 화소 전극을 각각이 갖는 복수의 화소와, 상기 각 화소의 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비하되, 상기 각 화소는, 메모리에 기입된 계조 데이터와 k비트의 계조 신호로부터 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하고, 당해 펄스 신호의 레벨에 따라 상기 화소 전극에 온 상태 또는 오프 상태의 전압을 인가하는 전기 광학 장치의 구동 회로로서,

상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응하는 행 선택선에 대하여 선택 신호를 공급하는 행 선택선 구동 회로와,

상기 행 선택선에 선택 신호가 공급되고 있는 동안에, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응한 열 선택선군을 구성하는 각 열 선택선에 대하여, 상기 계조 데이터의 각 비트에 대응하는 신호를 공급하는 열 선택선 구동 회로와,

교류화 구동 신호를 생성하여 상기 대향 전극 및 상기 각 화소로 출력하는 전압 생성 회로

를 구비하되,

소정의 주기로 레벨의 반전을 반복하는 교류화 구동 신호가 상기 대향 전극에 인가되어, 상기 교류화 구동 신호 및 당해 교류화 구동 신호의 레벨을 반전시킨 레벨을 갖는 반전 구동 신호가, 상기 펄스 신호의 레벨에 따라 선택되어 상기 화소 전극에 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 계조 신호를 생성하는 계조 신호 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22, ···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터 값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 행 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 열 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 할 화소의 메모리에 대해서만 계조 데이터를 기입하는 기입 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 화소의 메모리에 기억된 계조 데이터를 판독하는 판독 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
복수의 화소를 갖고, k(k=2,3,...의 자연수) 비트의 계조 데이터에 따른 계조 표시를 행하는 전기 광학 장치로서,

각각이 k개의 열 선택선을 포함하는 복수의 열 선택선군과,

복수의 행 선택선과,

소정의 주기로 레벨의 반전을 반복하는 교류화 구동 신호가 인가되는 대향 전극과,

상기 열 선택선군과 상기 행 선택선과의 각 교차에 대응하여 마련되고, 상기 대향 전극에 대향하는 화소 전극과, 상기 k비트의 계조 데이터를 기억하는 메모리와, 상기 메모리에 기입된 계조 데이터와 k비트의 계조 신호로부터, 상기 계조 데이터에 따른 시간 밀도를 갖는 펄스 신호를 생성하는 펄스 폭 제어 회로와, 상기 교류화 구동 신호 및 당해 교류화 구동 신호의 레벨을 반전시킨 레벨을 갖는 반전 구동 신호를 상기 펄스 신호의 레벨에 따라 선택하여 상기 화소 전극에 인가하는 스위칭 회로를 갖는 복수의 화소와,

상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응하는 행 선택선에 대하여 선택 신호를 공급하는 행 선택선 구동 회로와,

상기 행 선택선에 선택 신호가 공급되고 있는 동안에, 상기 계조 데이터의 기입 대상으로 되는 화소에 대응한 열 선택선군을 구성하는 각 열 선택선에 대하여, 상기 계조 데이터의 각 비트에 대응하는 신호를 공급하는 열 선택선 구동 회로

를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 메모리는,

상기 선택 신호에 의해서 도통 상태로 되는 스위칭 소자와,

상기 스위칭 소자가 도통 상태로 되면, 대응하는 열 선택선으로 공급되는 상기 계조 데이터를 기입하고, 상기 스위칭 소자가 비도통 상태로 되면, 기입된 계조 데이터를 유지하는 서로 한쪽의 인버터의 출력이 다른쪽의 인버터의 입력으로 되어 있는 2개의 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 계조 신호를 생성하는 계조 신호 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 각 비트의 선택 기간이 각각 20, 21, 22, ···2k-1의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 화소 구동 회로는,

상기 계조 데이터에 따라서 상기 계조 신호의 대응하는 비트의 계조 신호를 선택하고, 선택된 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 제어 회로와,

상기 펄스폭 제어 회로에 의해 생성된 펄스 신호에 따라서, 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 스위칭 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 신호는 k비트의 카운터의 출력 신호이며, 상기 출력 신호가 나타내는 카운터 값의 각각이 유지되는 기간은 k비트의 계조 표시를 가능하게 하는 시간 밀도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 화소 구동 회로는,

상기 k비트의 계조 데이터와 상기 계조 신호의 k비트의 카운터 값을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 제어 회로와,

상기 펄스폭 제어 회로에 의해 생성된 펄스 신호에 따라서, 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 스위칭 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 계조 신호가 소정의 값을 취하는 기간은 상기 계조 데이터의 값에 관계없이 상기 화소가 오프로 되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 행 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 열 선택선 구동 회로는 상기 화소가 형성되는 소정의 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 할 화소의 메모리에 대해서만 계조 데이터를 기입하는 기입 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 화소의 메모리에 기억된 계조 데이터를 판독하는 판독 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 메모리 및 화소 구동 회로는 스위칭 소자를 갖고,

상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽이 갖는 상기 스위칭 소자는 절연 기판상에 형성된 박막 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 메모리 및 화소 구동 회로는 스위칭 소자를 갖고,

상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽이 갖는 상기 스위칭 소자는 반도체 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 화소 전극은 반사성을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 메모리 및 화소 구동 회로중 적어도 한쪽을 상기 화소 전극에 대하여 관찰측과는 반대측에 마련하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
청구항 20에 기재된 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
삭제
제 13 항에 있어서,

상기 계조 데이터에 따라서 상기 계조 신호가 대응하는 비트의 계조 신호를 선택하고, 선택된 각 계조 신호의 선택 기간을 합성하는 것에 의해 상기 펄스 신호를 생성하고,

상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중의 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 14 항에 있어서,

상기 k비트의 계조 데이터와 상기 계조 신호의 k비트의 카운터 값을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 펄스 신호를 생성하고,

상기 펄스 신호에 따라서 화소를 온 상태로 하는 전압 또는 화소를 오프 상태로 하는 전압중의 어느 하나를 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 소정 주기로 레벨 반전을 반복하는 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고,

상기 펄스 신호에 따라 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화와는 반대의 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화에 대응한 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 40 항에 있어서,

상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 상이한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 일정한 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고,

상기 펄스 신호에 따라 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압과 동일한 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압보다도 높은 제 1 전압 또는 상기 기준 전압보다도 낮은 제 2 전압중의 어느 하나를 소정 주기로 전환하여 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 42 항에 있어서,

상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 상이한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 할 화소의 메모리에 대해서만 상기 계조 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
제 20 항에 있어서,

상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 소정 주기로 레벨 반전을 반복하는 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고,

상기 펄스 신호에 따라 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화와는 반대의 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압의 레벨 변화에 대응한 레벨 변화를 하는 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 상이한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 화소는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대향하여 일정한 기준 전압이 인가되는 대향 전극을 구비하고,

상기 펄스 신호에 따라 화소를 오프 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압과 동일한 전압을 상기 화소 전극에 인가하는 한편, 화소를 온 상태로 하는 경우, 상기 기준 전압보다도 높은 제 1 전압 또는 상기 기준 전압보다도 낮은 제 2 전압중의 어느 하나를 소정 주기로 전환하여 상기 화소 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 47 항에 있어서,

상기 소정 주기는 각 필드의 주기와는 상이한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 복수의 화소중, 상기 메모리에 기억된 계조 데이터를 변경해야 할 화소의 메모리에 대해서만 상기 계조 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.