JP2006099034A - 電気光学装置の調整方法および調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 いわゆる倍速駆動方式において共通電極１０８に印加する電圧ＬＣcomを最適化する。
【解決手段】 同一画素に対する極性反転を偶数２以上のフィールドに設定し、フリッカーを意図的に発生させるとともに、当該フリッカーが最小となる地点に、電圧ＬＣcomを調整する。この調整の際に、データ信号供給回路３００は、パネル１００に、全画素を最高階調と最低階調との中間階調である灰色となるようなデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６を供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気光学装置のフリッカーを低減するために共通電極電圧を調整する技術に関する。

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では、特性の劣化を防ぐために、電気光学物質が交流で駆動される。例えば、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置においては、液晶を挟んで複数の画素電極に対向する共通電極に対して略一定の電圧が印加される一方、画素の階調に対応する電圧を有するデータ信号が予め定められた電位を基準として周期的に極性反転されたうえで各画素電極に供給される。
このような交流駆動において、極性反転周期は、入力信号の１垂直走査期間毎とするのが一般的であるが、１垂直走査期間は５０〜６０Ｈｚであり、比較的低いので、いわゆるフリッカー（ちらつき）が発生する。
そこで、このフリッカーの発生を抑えるために、いわゆる入力信号の倍速で垂直走査する倍速駆動方式と呼ばれる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

フリッカーの原因は、データ信号が正極性である場合と負極性である場合とで液晶に印加される電圧実効値が異なることにある。このように電圧実効値が異なってしまうと、結果的に液晶容量に直流成分が印加されて、液晶が劣化してしまうことになるので、画像を表示する際に、製品出荷前に、液晶装置から出射される光量の周期的な変動量が最小となるように（すなわちフリッカーが最小となるように）、共通電極の電圧を調整する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２０００−２２１９２５号公報 特開平８−２８６１６９号公報（段落００４９および図６）

しかしながら、倍速駆動方式では、書込極性の反転周期が、従来駆動方式と比較して、逆に１／２（速度でいえば２倍）となるので、フリッカーの周期が視認されにくい。このため、共通電極の電圧を調整することが困難となってしまう、という問題が生じた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、倍速駆動方式を採用する場合であっても、共通電極の調整が容易となる電気光学装置の調整方法および調整装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置の調整方法は、複数行の走査線と複数列のデータ線との交差に対応して設けられた画素を構成する画素電極と、前記画素の各々に設けられ、前記走査線が選択されたときにオンして、データ線に供給されたデータ信号を画素電極に印加するスイッチング素子と、前記画素電極の各々に対向し、所定の電圧が印加される共通電極と、１垂直走査期間を２以上の偶数フィールドに分けるとともに、各フィールドにおいて走査線を所定の順番で選択する走査線選択回路と、前記走査線駆動回路によって選択された走査線が選択される毎に、予め定められた電位を基準として高位側または低位側に極性反転されたデータ信号を、データ線に供給するデータ線駆動回路とを有する電気光学装置の調整方法であって、各画素に供給するデータ信号を、２以上の偶数フィールド毎に極性反転して、所定の階調を指定するデータ信号を供給し、高位側のデータ信号が供給された画素の階調と、低位側のデータ信号が供給された画素の階調との差がなくなるように、前記共通電極に印加する電圧を調整することを特徴とする。この方法により、フリッカーの発生周波数が低下して、肉眼でも機械的にも視認されやすくなるので、共通電極の電圧を調整しやすくなる。なお、本発明における電気光学物質とは、電流や電圧といった電気的なエネルギーの付与により透過率や輝度といった光学的特性が変化する物質である。電気光学物質の典型的な例は、印加される電圧に応じて分子の配向方向が変化して透過率の変化を生じさせる液晶であるが、本発明の適用され得る範囲はこれに限定されない。

本発明において、高位側のデータ信号が供給された画素の階調と、低位側のデータ信号が供給された画素の階調とをそれぞれ測定する測定回路を設けて、測定された画素の階調が互いに略同一となるように、前記共通電極に印加する電圧を調整しても良い。また、前記所定の階調は、最高階調および最低階調以外の中間階調とするのが望ましい。
なお、本発明は、調整方法のみならず、調整装置としても概念することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置１０は、データ処理回路５０とパネル１００とに大別される。このうち、データ処理回路５０は、プリント基板に形成された回路モジュールであり、パネル１００とは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板等によって接続される。ただし、パネル１００にデータ処理回路５０も集積される構成であっても良い。

データ処理回路５０は、走査制御回路５２およびデータ信号供給回路３００から構成され、このうち、データ信号供給回路３００は、さらにメモリ３０８、Ｓ／Ｐ変換回路３１０、Ｄ／Ａ変換回路群３２０および増幅・反転回路３３０を有する。
制御回路５２は、後述するように電気光学装置１０の各部の動作を制御するものである。また、データ処理回路５０におけるメモリ３０８は、図示しない上位装置から垂直走査信号Ｖｓ、水平走査信号Ｈｓおよびドットクロック信号ＤＣＬＫに同期して供給される画像データＶｉｄを、制御回路５２による制御にしたがって、一旦記憶した後、読み出すものである。ここで、画像データＶｉｄは、水平有効表示期間では、画素の明るさ（階調値）を指定する一方、水平帰線期間では、画素を最低階調（黒色）に指定するディジタルのデータである。なお、水平帰線期間において画素を最低階調に指定する理由は、主に、タイミングズレなどにより画素に供給されたとしても、当該画素を表示に寄与させないためである。

Ｓ／Ｐ変換回路３１０は、パネル１００の垂直走査および水平走査にしたがってメモリ３０８から読み出された画像データＶｉｄを、６チャネルに分配するとともに、それぞれ時間軸に６倍に伸長（相展開またはシリアル−パラレル変換ともいう）して、画像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄとして出力するものである。ここで、説明の便宜上、画像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄをそれぞれチャネル１〜６と称することにする。なお、画像データＶｉｄをシリアル−パラレル変換する理由は、後述するサンプリングトランジスタにおいて、データ信号の印加時間を長くして、サンプル＆ホールド時間および充放電時間を確保するためである。
また、Ｓ／Ｐ変換回路３１０は、後述する調整モードが指定された場合には、上位装置から供給される映像データＶｉｄにかかわらず、全画素を灰色とする映像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄを出力する。

Ｄ／Ａ変換回路群３２０は、チャネル毎に設けられたＤ／Ａ変換器の集合体であって、映像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄを、それぞれ階調値に応じた電圧のアナログ信号に変換するものである。増幅・反転回路３３０は、制御回路５２による指示の下、アナログ変換された信号を、電圧Ｖcを基準にして正転または極性反転して、データ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６としてパネル１００に供給するものである。
なお、電圧Ｖcは、図５に示されるように画像信号の振幅中心電圧である。また、本実施形態では、便宜上、振幅中心電圧Ｖcよりも高位電圧を正極性と、低位電圧を負極性と、それぞれ称している。
この実施形態では、画像データＶｉｄをシリアル−パラレル変換した後にアナログ変換する構成とするが、シリアル−パラレル変換前にアナログ変換しても良いのはもちろんである。

ここで、パネル１００の構成について説明する。このパネル１００は、電気光学変化によって所定の画像を形成するものであり、図２は、パネル１００の電気的な構成を示すブロック図である。また、図３は、パネル１００の画素の詳細な構成を示す図である。
図２に示されるように、パネル１００では、複数本の走査線１１２が横方向（行方向、Ｘ方向）に延接される一方、複数本のデータ線１１４が図において縦方向（列方向、Ｙ方向）に延設されている。そして、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差の各々に対応するように画素１１０がそれぞれ設けられて、表示領域１００ａを構成している。
本実施形態では、走査線１１２の本数（行数）を偶数「ｍ」とし、データ線の本数（列数）を「６ｎ」（６の倍数）として、画素１１０が、縦ｍ行×横６ｎ列のマトリクス状に配列する構成を想定する。

走査線駆動回路１３０は、１、２、３、…、ｍ行目の走査線１１２に対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍを供給して走査線１１２を駆動するものである。詳細には、走査線駆動回路１３０は、図４に示されるように、後述する第１および第２フィールドの最初に供給される転送開始パルスＤＹを、クロック信号ＣＬＹのレベルが遷移する（立ち上がる及び立ち下がる）タイミングで取り込みシフトして、水平走査期間（１Ｈ）だけ排他的にＨレベルになる走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍを、それぞれ１、２、３、…、ｍ行目の走査線に供給する。
なお、走査線駆動回路１３０の詳細については、本発明と直接関連しないので省略する。また、走査線駆動回路１３０は、特に図示しないが電圧（Ｖｄｄ−Ｖｓｓ）を電源とする。このため、走査信号のＨレベルは電位Ｖｄｄに相当し、走査信号のＬレベルは電位Ｖｓｓ（Ｇｎｄ）に相当する。

本実施形態において、６ｎ本のデータ線は、６本毎にブロック化されている。説明の便宜上、左から数えて１、２、…、（ｎ−１）、ｎ番目のブロックを、それぞれＢ１、Ｂ２、…、Ｂ（ｎ−１）、Ｂｎと表記する。
ブロック選択回路１４０は、図４に示されるように、水平有効表示期間の最初に供給される転送開始パルスＤＸを、クロック信号ＣＬＸのレベルが遷移するタイミングで取り込むとともに順次シフトするとともに、そのパルス幅を狭めたサンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓ（ｎ−１）、Ｓｎを、ブロックＢ１、Ｂ２、…、Ｂ（ｎ−１）、Ｂｎに対応して出力するものである。
なお、このブロック選択回路１４０の詳細についても、本発明と直接関連しないので省略する。

６本の画像信号線１７１には、増幅・反転回路３３０によるデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６がそれぞれ供給される。

一方、サンプリングトランジスタ１５１は、それぞれデータ線１１４と一対一に設けられ、いずれも、そのドレインが対応するデータ線１１４に接続されている。本実施形態において、サンプリングトランジスタ１５１の各々は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称する）である。
また、同一ブロックに属するデータ線１１４にドレインが接続されたサンプリングトランジスタ１５１のゲートには、ブロックに対応するサンプリング信号が共通に供給される。例えば、ブロックＢ２において、７〜１２列のデータ線１１４にソースが接続されたサンプリングトランジスタ１５１のゲートには、当該ブロックＢ２に対応するサンプリング信号Ｓ２が共通に供給される。

さらに、左から数えてｊ列目のデータ線１１４の一端にドレインが接続されたサンプリングトランジスタ１５１は、ｊを６で割った余りが「１」であるならば、そのソースが、データ信号Ｖｉｄ１が供給される画像信号線１７１に接続される。同様に、ｊを６で割った余りが「２」、「３」、「４」、「５」、「０」であるデータ線１１４にドレインが接続されたサンプリングトランジスタ１５１の各ソースは、それぞれデータ信号Ｖｉｄ２〜Ｖｉｄ６が供給される画像信号線１７１に接続されている。例えば図２において左から数えて１１列目のデータ線１１４にドレインが接続されたサンプリングトランジスタ１５１のソースは、「１１」を６で割った余りが「５」であるから、データ信号Ｖｉｄ５が供給される画像信号線１７１に接続される。
なお、ここでいう「ｊ」は、データ線１１４を一般化して説明するためのものであって、１≦ｊ≦６ｎを満たす正整数である。また、ブロック選択回路１４０および各サンプリングトランジスタ１５１によって、画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６をデータ線１１４にサンプリングするデータ線駆動回路が構成される。

次に、画素１１０について説明する。
図３に示されるように、画素１１０においては、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６のソースがデータ線１１４に接続されるとともに、ドレインが画素電極１１８に接続される一方、ゲートが走査線１１２に接続されている。
また、画素電極１１８に対向するように共通電極１０８が全画素に対して共通に設けられるとともに、制御回路５２によって電圧ＬＣcomが印加される。そして、これらの画素電極１１８と共通電極１０８との間に液晶層１０５が挟持されている。このため、画素毎に、画素電極１１８、共通電極１０８および液晶層１０５からなる液晶容量が構成されることになる。

特に図示はしないが、両基板の各対向面には、液晶分子の長軸方向が両基板間で例えば約９０度連続的に捻れるようにラビング処理された配向膜がそれぞれ設けられる一方、両基板の各背面側には配向方向に応じた偏光子がそれぞれ設けられる。
画素電極１１８と共通電極１０８との間を通過する光は、液晶容量に印加される電圧実効値がゼロであれば、液晶分子の捻れに沿って約９０度旋光する一方、当該電圧実効値が大きくなるにつれて、液晶分子が電界方向に傾く結果、その旋光性が消失する。このため、例えば透過型において、入射側と背面側とに、配向方向に合わせて偏光軸が互いに直交する偏光子をそれぞれ配置させると、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である黒色表示になる（ノーマリーホワイトモード）。
また、ＴＦＴ１１６を介した液晶容量からの電荷リークの影響を少なくするために、蓄積容量１０９が画素毎に形成されている。この蓄積容量１０９の一端は、画素電極１１８（ＴＦＴ１１６のドレイン）に接続される一方、その他端は、全画素にわたって、例えば電源の低位側電位Ｖｓｓに共通接地されている。
なお、画素１１０におけるＴＦＴ１１６は、走査線駆動回路１３０や、ブロック選択回路１４０、サンプリングトランジスタ１５１と共通の製造プロセスで形成されて、装置全体の小型化や低コスト化に寄与している。

再び説明を図１に戻す。制御回路５２は、上位装置から供給されるドットクロック信号ＤＣＬＫ、垂直走査信号Ｖｓおよび水平走査信号Ｈｓから、転送開始パルスＤＸおよびクロック信号ＣＬＸを生成してブロック選択回路１４０によるブロックの選択を制御するとともに、転送開始パルスＤＹおよびクロック信号ＣＬＹを生成して、走査線駆動回路１３０による垂直走査を制御するものである。さらに、制御回路５２は、水平走査に同期して、上述したＳ／Ｐ変換回路３１０における相展開を制御するとともに、増幅・反転回路３３０に対し書込極性を指定する。
本実施形態においては、動作モードとして表示モードと調整モードとを有する。ここで、表示モードは、画像データＶｉｄにしたがってパネル１００に画像を表示させるモードであり、調整モードは、フリッカーを目立たなくするために、共通電極１０８に印加する電圧ＬＣcomを調整するモードであり、工場出荷時などに実行される。
制御回路５２では、外部上位装置から供給されるモード指定信号Ｍｄによって動作モードが指定される。制御回路５２は、モード指定信号Ｍｄによって調整モードが指定された場合に、調整回路として機能するものであり、後述するデータＤｍにしたがって電圧ＬＣcomを調整する機能も併せ持つ。

次に、電気光学装置１０の動作について説明する。まず、動作モードが表示モードである場合について、その不具合とともに説明し、その不具合が、調整モードによってどう解消されるのか、という展開で説明することにする。

そこでまず、モード指定信号Ｍｄによって表示モードが指定された場合の動作、すなわち、画像データＶｉｄにしたがった表示をする場合の動作について説明する。図４は、電気光学装置１０において、垂直走査および水平走査の動作を説明するための図であり、図５は、データ信号の電圧波形の例を示す図である。
図４に示されるように、本実施形態では、１垂直走査期間が第１および第２フィールドに分割されるとともに、各フィールドにおいて、走査線が１、２、３、…、ｍ行目という順番に選択される。ここで、第１フィールドでは正極性書込が、第２フィールドでは負極性書込が、それぞれ実行される。
はじめに、垂直走査期間の第１フィールドの最初において、転送開始パルスＤＹが走査線駆動回路１３０に供給される。この供給によって、図４に示されるように、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍが順次排他的にＨレベルになって、それぞれ走査線１１２に出力される。そこでまず走査信号Ｇ１がＨレベルになる水平走査期間について着目する。

水平走査期間は、水平帰線期間とこれに続く水平有効表示期間とに分けられる。水平有効表示期間では、メモリ３０８から画像データＶｉｄが水平走査に同期して読み出されて、第１に、Ｓ／Ｐ変換回路３１０によって６チャネルに分配されるとともに、時間軸に対して６倍に伸長され、第２に、Ｄ／Ａ変換回路群３２０によってそれぞれアナログ信号に変換され、第３に、さらに、増幅・反転回路３３０によって正極性書込に対応して電圧Ｖcを基準に正転して出力される。このため、増幅・反転回路３３０によるデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６の電圧は、画素を暗くさせるほど、電圧Ｖcよりも高位となる。
一方、走査信号Ｇ１がＨレベルになる水平有効表示期間では、ブロック選択回路１４０は、転送開始パルスＤＸをクロック信号ＣＬＸによって取り込んで順次シフトするとともに、そのパルス幅を狭めたサンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓｎを出力する。

ここで、走査信号Ｇ１がＨレベルになる水平有効走査期間において、サンプリング信号Ｓ１がＨレベルになると、左から１番目のブロックＢ１に属する６本のデータ線１１４には、データ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６のうち対応するものがそれぞれサンプリングされる。そして、サンプリングされたデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６は、図２において上から数えて１行目の走査線１１２と当該６本（左から数えて１〜６列目）のデータ線１１４と交差する画素の画素電極１１８にそれぞれ印加されることになる。
この後、サンプリング信号Ｓ２がＨレベルになると、今度は、２番目のブロックＢ２に属する６本のデータ線１１４に、それぞれデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６がサンプリングされて、これらのデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６が、１行目の走査線１１２と当該６本（左から数えて７〜１２列目）のデータ線１１４と交差する画素の画素電極１１８にそれぞれ印加されることになる。

以下同様にして、サンプリング信号Ｓ３、Ｓ４、……、Ｓ（ｎ−１）、Ｓｎが順次Ｈレベルになると、第３番目、第４番目、…、第（ｎ−１）番目、第ｎ番目のブロックに属する６本のデータ線１１４にデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６のうち対応するものがサンプリングされ、これらのデータ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６が、１行目の走査線１１２と当該６本のデータ線１１４と交差する画素の画素電極１１８にそれぞれ印加されることになる。これにより、第１行目の画素のすべてに対する書き込みが完了することになる。その後、走査信号Ｇ１がＬレベルになってＴＦＴ１１６がオフしても、書き込まれた電圧は、液晶容量や蓄積容量１０９によって保持される。

続いて、走査信号Ｇ２がＨレベルになる期間について説明する。第１フィールドにおいて正極性書込が実行されるので、この水平有効表示期間においても、正極性書込が行われることになる。このため、走査信号Ｇ２がＨレベルになる水平有効表示期間の動作は、走査信号Ｇ１がＨレベルになる水平有効表示期間と同様であり、サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓｎが順次Ｈレベルになって、第２行目の画素のすべてに対する書き込みが完了することになる。
以下同様にして、走査信号Ｇ３、Ｇ４、…、ＧｍがＨレベルになって、第３行目、第４行目、…、第ｍ行目の画素に対して正極性書込が実行される。これにより、第１フィールドでは、すべての画素についての正極性のデータ信号が書き込まれる。

次に、第２フィールドに至ると、各画素について第１フィールドと同じ画像データＶｉｄが読み出されるが、この第２フィールドでは負極性書込が実行される。ここで、増幅・反転回路３３０は、６チャネルに分配伸長された信号を、負極性書込に対応して、電圧Ｖcを基準に反転して出力する。このため、データ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６の電圧は、画素を暗くさせるほど、電圧Ｖcよりも低位となる。
第２フィールドにおいても、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、ＧｍがＨレベルとなって、第１行目、第２行目、第３行目、…、第ｍ行目の画素に対して負極性書込が実行される。これにより、第２フィールドでは、すべての画素についての負極性のデータ信号が書き込まれる。

なお、図５では、データ信号Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄ６のうち、Ｖｉｄ１が、１水平走査期間においてどのように電圧変化をするかについて、正極性書込が行われる第１フィールドと、負極性書込が行われる第２フィールドとで分けて説明した図であって、連続する１水平走査期間を示す図ではない。
また、図５における電圧の関係について言及すると、電圧Ｖw(-)、Ｖg(-)は、画素１１０における画素電極１１８に印加された場合に当該画素を、それぞれ最高階調の白色、中間階調である灰色とさせる負極性電圧である。一方、Ｖw(+)、Ｖg(+)は、画素１１０における画素電極１１８に印加された場合に、それぞれ当該画素を最高階調の白色、中間階調である灰色とさせる正極性電圧であり、電圧Ｖcを基準にしたときにＶw(-)、Ｖg(-)と対称関係にある。

各画素については、図６（ａ）に示されるように、第１フィールドにおいて正極性でデータ信号が書き込まれ、第２フィールドにおいて負極性でデータ信号が書き込まれるので、液晶層１０５に直流成分が印加されることがなくなり、液晶層１０５の劣化が防止される。さらに、画像データＶｉｄの供給される垂直走査周波数の２倍の周波数で書込極性が反転されるので、フリッカーが視認されにくい。
なお、図６（ａ）は、第１および第２フィールドにわたって、書込タイミングと画素の極性とを行毎に時系列で示す図である。

ところで、表示モードにおいて共通電極１０８に印加される電圧ＬＣcomは、極性反転の基準である電圧Ｖcよりも低位となるように設定される。この理由は、いわゆるサンプリングトランジスタ１５１を構成するＴＦＴのプッシュダウンの影響を考慮したためである。このプッシュダウンについて簡単に説明すると、ＴＦＴであるサンプリングトランジスタ１５１のゲート電圧（サンプリング信号）がＨレベルからＬレベルに変化するときに（オンからオフするときに）、ドレイン側で保持された電圧が低下する現象である。この原因は、特にゲート・ソース間の寄生容量であり、ソース電圧が低いほど顕著に表れる。

このプッシュダウンの影響を波形として例示する。例えば、ある画素を灰色とするために、データ信号として電圧Ｖg(+)を第１フィールドで、電圧Ｖg(-)を第２フィールドで、それぞれ書き込む場合、当該画素における画素電極１１８の電圧波形は、図７（ａ）に示される通りとなる。
当該画素が選択される１水平走査期間にわたってＴＦＴ１１６はオンするが、当該水平走査期間のうち、ブロックが選択される期間だけ、当該画素に対応するデータ線のサンプリングトランジスタ１５１がオンする。換言すれば、当該水平走査期間の途中でサンプリングトランジスタ１５１がオフする。このため、データ線１１４にサンプリングされたデータ信号は、サンプリングトランジスタ１５１のオフ時におけるプッシュダウンの影響を受けることになる。さらに、この図に示されるように、正極性の灰色相当電圧Ｖg(+)を書き込んだ直後のプッシュダウンＰＤよりも、負極性の灰色相当電圧Ｖg(-)を書き込んだ直後のプッシュダウンＮＤの方が大きくなる。

したがって、共通電極１０８に、極性反転の基準である電圧Ｖcを印加したのでは、液晶容量の実効的な電圧が、正極性書込よりも負極性書込の方が大きくなるので、液晶容量に直流成分が印加されてしまう。これを避けるために、プッシュダウン量が極性で異なっても、図７（ｂ）に示されるように、共通電極１０８に印加する電圧ＬＣco mを電圧Ｖcよりも低位側に設定するのである。これにより、結果的に、液晶容量に印加される電圧実効値が等しくなる。
ここで、正極性書込と負極性書込とにおいて電圧Ｖcからみて対称関係にある電圧を書き込んだときに、両極性の実効的な電圧が互いに等しくなるような電圧ＬＣcomを、特に最適ＬＣcomと称することにする。

次に、本実施形態において、共通電極１０８への電圧ＬＣcomを、いかにして最適化するのか、という点について説明する。
上述したように、画素電極１１８と共通電極１０８との間を通過する光は、液晶容量に印加される電圧実効値によって規定される。このため、正極性書込と負極性書込とで液晶容量に印加される電圧実効値が異なる状態では、両極性書込時の通過光量も異なる。
本実施形態において表示モードである場合に、第１フィールドでは正極性書込が実行され、続く第２フィールドでは負極性書込が実行される。このため、正極性書込と負極性書込とで液晶容量に印加される電圧実効値が異なる状態において、例えば全画素に対して最低階調値である黒と最高階調値である白との中間階調値である灰色となるような表示をさせた場合に、正極性書込で書き込まれた画素と、負極性で書き込まれた画素とでは、明るさが異なる。このため、正極性書込で書き込まれた画素と、負極性で書き込まれた画素との明るさが同程度となるように電圧ＬＣcomを調整する方法が考えられるが、倍速駆動方式では、そもそもフリッカーを視認されないようにするための駆動方式であるので、この方法は採用できない。また、垂直走査周波数を低くすれば良いとも考えられるが、表示モードと条件が違う状態となるので、この方法も安易に採用することができない。
そこで、本実施形態では、電圧ＬＣcomを最適化する調整モードの場合には、同一画素に対する極性反転の周期を２フィールド、すなわち、１垂直走査期間として、フリッカーを意図的に発生させて、電圧ＬＣcomを調整しやすい状況を作り出すことにした。

そこで以下、この電圧ＬＣcomを調整する調整モードについて詳述する。
まず、モード指定信号Ｍｄによって動作モードを調整モードに指定する。制御回路５２は、Ｓ／Ｐ変換回路３１０に対して、上位装置から供給される映像データＶｉｄにかかわらず、全画素を灰色とするような映像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄを出力するように指示する一方、増幅・反転回路３３０に対して、同一画素に対する極性反転を、１垂直走査期間とさせるように指示する。
この結果、ある画素について着目した場合に、当該着目画素における画素電極１１８の電圧波形は、図６（ｂ）または図９（ａ）に示されるように、１垂直走査期間（２フィールド）毎に極性反転される。
このため、例えば、図６（ｂ）に示されるように、第１フィールドの中間タイミングＴ１において（すなわち、第１フィールドにおいてｍ／２行目の走査線１１２が選択されるタイミングにおいて）、表示領域１００ａの上領域と下領域とでは、液晶容量に印加される電圧実効値が異なっていれば、明るさが違っている状態として視認することができる。
また、この極性反転の周期が実質的に２倍となっているので、明るさの変化周期が遅くなり、フリッカーとして視認することが容易となっているはずである。
したがって、本実施形態では、第１フィールドの中間タイミングＴ１において、表示領域１００ａの上領域と下領域とにおいて、明るさの変化がなくなるように、図９（ｂ）に示されるように電圧ＬＣcomを最適値に調整する。
なお、同じ画素に着目しても、正極性書込による保持期間と、負極性書込による保持期間とでは、明るさが違っている状態として視認することができるので、必ずしも、上領域と下領域とに着目する必要はない。

本実施形態において、調整モードとする場合には、図８に示されるような構成とする。詳細には、パネル１００の表示画面を撮像する撮像カメラ７０を配置するとともに、この撮像カメラ７０の撮像信号を画像処理する調整指示回路８０に供給し、さらに調整指示回路８０によるデータＤｍを映像データ処理回路５０（制御回路５２）に供給する。
ここで、調整指示回路８０は、第１フィールドの中間タイミングＴ１において、パネル１００の表示領域１００ａのうち、上領域と下領域とに相当する領域の明るさを解析するとともに、両領域の明るさに差があれば、電圧ＬＣcomの上昇を指定するデータＤｍを一旦出力し、出力後、明るさの差が拡大するのであれば、電圧ＬＣcomの下降を指定するデータＤｍを出力する一方、明るさの差が縮小するのであれば、電圧ＬＣcomの調整方向を固定化する。そして、調整指示回路８０は、明るさの差が最小またはゼロとなったときに、その旨をデータＤｍとして出力する。
一方、データ処理回路５０の制御回路５２は、調整モードが指定されている場合には、上述した指示のほかに、データＤｍで指示される内容にしたがって電圧ＬＣcomを上昇・下降させて調整するとともに、当該データＤｍによって、明るさの差が最小またはゼロとなった旨が通知されれば、電圧ＬＣcomの調整動作を終了する。

したがって、本実施形態によれば、フリッカーを視認しやすい状態で、電圧ＬＣcomを調整するので、より正確に電圧ＬＣcomを最適化することが可能となる。
なお、実施形態では、上領域と下領域との明るさの差をなくすように電圧ＬＣcomを調整したが、ある画素、または、特定の領域に着目して、正極性書込に対応した垂直走査期間と、負極性書込に対応した垂直走査期間との明るさの差をなくるように電圧ＬＣcomを調整しても良い。
また、実施形態では、調整モードにおいて同一画素に対する極性反転を、垂直走査期間毎に実行したが、例えば２以上の偶数垂直走査期間（２以上の偶数フィールド）毎に実行しても良い。
実施形態では、フリッカーが視認しやすい状態を意図的に作り出しているので、調整指示回路８０による画像解析のほか、作業者による手調整しても良い。

次に、電圧ＬＣcomの調整対象であるパネル１００の駆動方式の別例について説明する。
なお、この別例については、図１や、図２、図３、図８等の構成については同一であるが、その駆動方式だけが異なるものである。
図１０は、別例に係る垂直走査および水平走査を説明するための図である。
この図に示されるように、この別例では、表示領域１００ａの上半分たる１〜ｍ／２行目の上ブロックと、下半分たる（ｍ／２）＋１〜ｍ行目の下ブロックとに分割されて、各フィールドにおいては、上から下方向に向かって、かつ、ブロック毎に交互に、１行ずつ走査線１１２が１水平走査期間（１Ｈ）にわたって選択される。詳細には、第１および第２フィールドの各々において、走査線１１２は、１、（ｍ／２）＋１、２、（ｍ／２）＋２、３、（ｍ／２）＋３、…、ｍ／２、ｍ行目という順番で選択されるので、上ブロックから下ブロックへはｍ／２行離間した走査線が、下ブロックから上ブロックへは（ｍ／２）−１行離間した走査線が、次々と選択される。

次に、表示モードにおいて、ある垂直走査期間（これをｎ垂直走査期間と称している）と、これと相前後する垂直走査期間との第１および第２フィールドと、上および下ブロックの書き込みとの関係について図１１（ａ）を参照して説明する。
なお、本説明では、垂直走査期間およびフレームという表現が混在するが、前者の垂直走査期間については、表示領域１００ａを走査する場合に用いる一方、後者のフレームについては、動画像または静止表画像示における１枚の画像を形成する場合に用いている。ただし、時間的な長さについては両者同一である。

図１１（ａ）に示されるように、ある垂直走査期間（ｎ垂直走査期間とする）の第１フィールドにおいて上ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該ｎ垂直走査期間に対応するｎフレームの正極性書込が実行される一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該ｎ垂直走査期間の１つ前である（ｎ−１）フレームの負極性書込が実行される。
次の第２フィールドにおいて上ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該ｎ垂直走査期間に対応するｎフレームの負極性書込が実行される一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該ｎ垂直走査期間に対応するｎフレームの正極性書込が実行される。
なお、ｎ垂直走査期間の次である（ｎ＋１）垂直走査期間の第１フィールドにおいて、上ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該（ｎ＋１）垂直走査期間に対応する（ｎ＋１）フレームの正極性書込が実行される一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該（ｎ＋１）フレームの１つ前であるｎフレームの負極性書込が実行される。
一方、ｎ垂直走査期間の１つ前である（ｎ−１）垂直走査期間の第１フィールドにおいて、上ブロックに属する走査線１１２が選択されたとき、当該（ｎ−１）垂直走査期間に対応する（ｎ−１）フレームの負極性書込が実行される一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、当該（ｎ−１）フレームの正極性書込が実行される。

このように走査されると、図１２（ａ）に示されるように、表示領域１００ａにおいては、正極性で書き込まれた領域と負極性で書き込まれた領域とが上から下方向にスクロールするような形で書き換えが進行する。この駆動方法では、いずれのタイミングにおいても、正極性で書き込まれた領域と負極性で書き込まれた領域との割合が５０％ずつとなるので、書き込み後にデータ線１１４の極性が一方に偏ることがなくなり、これにより、表示が不均一となることが防止される。
ただし、この別例にかかる駆動方式においても、表示モードであれば、各画素については、図７（ａ）または図１２（ａ）に示されるように、第１フィールドにおいて正極性でデータ信号が書き込まれ、第２フィールドにおいて負極性でデータ信号が書き込まれる。このため、画像データＶｉｄの供給される垂直走査周波数の２倍の周波数で書込極性が反転されるので、フリッカーが視認されにくくなり、このままでは、電圧ＬＣcomが最適化するように調整することが困難である。

そこで、この別例に係る駆動方式において、モード指定信号Ｍｄによって動作モードが調整モードに指定されると、制御回路５２は、Ｓ／Ｐ変換回路３１０に対して、全画素を灰色とするような映像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄを出力するように指示する一方、増幅・反転回路３３０に対して、同一画素に対する極性反転を、２フィールドとさせるように指示する。
詳細には、図１１（ｂ）に示されるように、ｎ垂直走査期間の第１フィールドにおいて上および下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、正極性書込を指定し、次の第２フィールドにおいて上ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、負極性書込を指定する一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、再度正極性書込を指定する。
また、続く（ｎ＋１）垂直走査期間の第１フィールドにおいて上および下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、負極性書込を指定し、次の第２フィールドにおいて上ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、正極性書込を指定する一方、下ブロックに属する走査線１１２が選択されたときには、再度負極性書込を指定する。
これにより、調整モードにおいては、図１２（ｂ）に示されるように、各画素の極性反転の周期が実質的に２倍となるので、明るさの変化周期が遅くなり、フリッカーとして視認することが容易となる。

したがって、この別例に係る駆動方式においては、調整モードとしたときに、例えばｎ垂直走査期間の第１フィールドの終了タイミング（第２フィールドの開始タイミング）Ｔ２において、正極性で書き込まれたいずれかの画素の明るさを検出する一方、次の（ｎ＋１）垂直走査期間の第１フィールドの終了タイミングＴ３において、負極性で書き込まれた同じまたは別の画素の明るさを検出して、両者の明るさに差がなくなるように、電圧ＬＣcomを最適値に調整すれば良い（図９（ｂ）参照）。
また、ｎ垂直走査期間の第１フィールドの開始タイミングＴ４において、上領域に属する画素であって正極性で書き込まれた画素の明るさと、下領域に属する画素であって負極性で書き込まれた画素の明るさとの差がなくなるように、電圧ＬＣcomを最適値に調整しても良い。
あるいはまた、（ｎ＋１）垂直走査期間の第１フィールドの開始タイミングＴ５において、上領域に属する画素であって負極性で書き込まれた画素の明るさと、下領域に属する画素であって正極性で書き込まれた画素の明るさとの差がなくなるように、電圧ＬＣcomを最適値に調整しても良い。

実施形態や別例では、調整モードにおける同一画素に対する極性反転を、２フィールド毎としたが、例えば４以上の偶数フィールド毎としても良い。また、実施形態や別例では、フリッカーが視認しやすい状態を意図的に作り出しているので、調整指示回路８０による画像解析のほか、作業者による手調整しても良い。
実施形態では垂直走査方向がＧ１→Ｇｍの下方向であり、水平走査方向がＳ１→Ｓｎの右方向であったし、別例においても、走査線の選択順番としては飛び越しであるが、全体でみたときの走査方向は同様である。ただし、後述するプロジェクタや回転可能な表示装置とする場合には、走査方向を反転させても良い。
上述した実施形態にあっては、６本のデータ線１１４をブロック化して、画像データＶｄ１ｄ〜Ｖｄ６ｄの６チャネルに変換する相展開駆動方式としたが、チャネル数および同時に印加するデータ線数（すなわち、１ブロックに属するデータ線数）は、「６」に限られるものではない。また、特に相展開駆動方式ではなく、データ線１１４を１列ずつ選択する点順次方式としても良い。

一方、上述した実施形態において、データ信号供給回路３００は、ディジタルの映像データＶｉｄを処理するものとしたが、アナログの画像信号を処理する構成としても良い。さらに、上述した実施形態にあっては、共通電極１０８と画素電極１１８との電圧実効値が小さい場合に白色表示を行うノーマリーホワイトモードとして説明したが、黒色表示を行うノーマリーブラックモードとしても良い。

さらに、上述した実施形態では、液晶としてＴＮ型を用いたが、ＢＴＮ（Bi-stable Twisted Nematic）型・強誘電型などのメモリ性を有する双安定型や、高分子分散型、さらには、分子の長軸方向と短軸方向とで可視光の吸収に異方性を有する染料（ゲスト）を一定の分子配列の液晶（ホスト）に溶解して、染料分子を液晶分子と平行に配列させたＧＨ（ゲストホスト）型などの液晶を用いても良い。
また、電圧無印加時には液晶分子が両基板に対して垂直方向に配列する一方、電圧印加時には液晶分子が両基板に対して水平方向に配列する、という垂直配向（ホメオトロピック配向）の構成としても良いし、電圧無印加時には液晶分子が両基板に対して水平方向に配列する一方、電圧印加時には液晶分子が両基板に対して垂直方向に配列する、という平行（水平）配向（ホモジニアス配向）の構成としても良い。このように、本発明では、液晶や配向方式として、種々のものに適用することが可能である。

次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、上述したパネル１００をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１３は、このプロジェクタの構成を示す平面図である。この図に示されるように、プロジェクタ２１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。

ここで、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した実施形態におけるパネル１００と同様であり、処理回路（図１３では省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する画像信号でそれぞれ駆動されるものである。すなわち、このプロジェクタ２１００では、パネル１００を含む電気光学装置が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応して３組設けられ、各色のパネルにおける電圧ＬＣcomが、調整モードにおいてそれぞれ最適化された構成となっている。
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ２１１４によってカラー画像が投射されることとなる。

なお、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、上述したようにカラーフィルタを設ける必要はない。また、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイクロイックミラー２１１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１００Ｇの透過像はそのまま投射されるので、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂによる水平走査方向は、ライトバルブ１００Ｇによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する構成となっている。

電子機器としては、図１３を参照して説明した他にも、テレビジョンや、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る表示パネルが適用可能なのは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 同電気光学装置における電気光学パネルの構成を示す図である。 同電気光学パネルの画素の構成を示す図である。 同電気光学装置の表示動作を説明するための図である。 同電気光学装置の表示動作を説明するための図である。 同電気光学装置の表示動作を説明するための図である。 同電気光学装置の表示動作を説明するための図である。 調整時における電気光学装置の構成を示すブロック図である。 同電気光学装置の調整動作を説明するための図である。 同電気光学装置の別例に係る表示動作を説明するための図である。 同別例に係る書込極性を説明するための図である。 同別例に係る表示動作を説明するための図である。 同電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、５０…処理回路、５２…制御回路、１００…パネル、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１３０…走査線駆動回路、１４０…ブロック選択回路、１５１…サンプリングトランジスタ、１７１…画像信号線、３００…データ信号供給回路、２１００…プロジェクタ

Claims (4)

1. 複数行の走査線と複数列のデータ線との交差に対応して設けられた画素を構成する画素電極と、
   前記画素の各々に設けられ、前記走査線が選択されたときにオンして、データ線に供給されたデータ信号を画素電極に印加するスイッチング素子と、
   前記画素電極の各々に対向し、所定の電圧が印加される共通電極と、
   １垂直走査期間を２以上の偶数フィールドに分けるとともに、各フィールドにおいて走査線を所定の順番で選択する走査線選択回路と、
   前記走査線駆動回路によって選択された走査線が選択される毎に、予め定められた電位を基準として高位側または低位側に極性反転されたデータ信号を、データ線に供給するデータ線駆動回路と
   を有する電気光学装置の調整方法であって、
   各画素に供給するデータ信号を、２以上の偶数フィールド毎に極性反転して、所定の階調を指定するデータ信号を供給し、
   高位側のデータ信号が供給された画素の階調と、低位側のデータ信号が供給された画素の階調との差がなくなるように、前記共通電極に印加する電圧を調整する
   ことを特徴とする電気光学装置の調整方法。
2. 高位側のデータ信号が供給された画素の階調と、低位側のデータ信号が供給された画素の階調とをそれぞれ測定する測定回路を設けて、
   測定された画素の階調が互いに略同一となるように、前記共通電極に印加する電圧を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の調整方法。
3. 前記所定の階調は、最高階調および最低階調以外の中間階調とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の調整方法。
4. 複数行の走査線と複数列のデータ線との交差に対応して設けられた画素を構成する画素電極と、
   前記画素の各々に設けられ、前記走査線が選択されたときにオンして、データ線に供給されたデータ信号を画素電極に印加するスイッチング素子と、
   前記画素電極の各々に対向し、所定の電圧が印加される共通電極と、
   １垂直走査期間を２以上の偶数フィールドに分けるとともに、各フィールドにおいて走査線を所定の順番で選択する走査線選択回路と、
   前記走査線駆動回路によって選択された走査線が選択される毎に、予め定められた電位を基準として高位側または低位側に極性反転されたデータ信号を、データ線に供給するデータ線駆動回路と、
   各画素に供給するデータ信号を、２以上の偶数フィールド毎に極性反転して、所定の階調を指定するデータ信号を供給するデータ信号供給回路と、
   高位側のデータ信号が供給された画素の階調と、低位側のデータ信号が供給された画素の階調とをそれぞれ測定する測定回路と、
   測定された画素の階調が互いに略同一となるように、前記共通電極に印加する電圧を調整する調整回路と
   を有することを特徴とする電気光学装置の調整装置。

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