JP2006317566A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 γ変換を実行する回路自体について、構成の簡易化を図る。
【解決手段】 液晶パネル１００では、ＲＧＢの３つのサブ画素１２０からなる画素１１
０でカラー表示する。走査線３１１とデータ線２１１との交差にて、１行の走査線に１色
が対応するようにサブ画素１２０が設けられる、いわゆる横ストライプの構成となってい
る。各サブ画素１２０は、走査線が選択されたときに、対応するデータ線の電圧に応じた
階調となる。特性変更回路５００は、水平走査されるサブ画素の色に対応したγ特性を、
γ変換回路２５２にセットする。γ変換回路２５２は、液晶パネル１００の垂直走査およ
び水平走査に同期して供給されて、サブ画素の階調を規定する階調データＤａを、特性変
更回路５００によりセットされたγ特性を用いて、階調に対応する電圧を規定するサブ画
素データＤｂに変換する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構成の簡易化によって低コスト化や低消費電力化を図る技術に関する。

人間の視覚特性は、対数的または指数的な性質を持つことが一般に知られている。この
ため、階調が直線的に変化していても、人間の目にはそれが直線的に変化している、とは
感じられないことがある。また、液晶や有機ＥＬ（Electronic Luminescence）などの電
気光学変化による表示を行う表示装置では、電圧や電流がリニアに変化しても、その階調
は曲線的となる。
こうした事情から、表示装置においては、サブ画素の階調を直線的に規定するデジタル
データを、表示素子の輝度や人間の視覚特性を考慮して曲線的な特性（γ特性）に変換し
、変換された特性にしたがって階調を表現して、人間の目で見て階調変化が直線的に現れ
るようにすることがしばしば行われる（例えば、特許文献１参照）。こうした一連の処理
を称してγ変換と呼ぶことがある。
特開２００４−７０３６７号公報

ところで、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色でカラー表示を行う場合、各
色のγ特性が異なるので、ＲＧＢのそれぞれに対してγ変換を行う必要がある。このため
、各列のデータ線にＲＧＢのいずれか１色のサブ画素を対応させた構成では、デジタルデ
ータから電圧（または電流）に変換する特性について色毎に３組用意する必要となり、構
成の複雑化を招くことになった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、γ変換
を実行する回路自体について、原色数よりも少ない個数で済ませて、構成の簡易化を図っ
た表示装置および電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ｍ（ｍは３以上の整数）色のサブ画素によって１
つの画素を表示し、前記サブ画素は、複数の走査線と複数のデータ線との交差にて、１行
の走査線にｎ（ｎは、ｍ＞ｎ＞０を満たす整数）色が対応するように設けられるとともに
、走査線が選択されたときに、対応するデータ線の電圧または電流に応じた階調となる表
示装置であって、前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、選択され
る走査線のサブ画素の階調を指定する階調データを、当該サブ画素の色毎に階調に対する
電圧または電流特性に応じた電圧または電流のデータ信号に変換して、前記データ線に供
給するデータ線駆動回路とを具備することを特徴とする。この構成によれば、ｍよりも少
ないｎ個の回路によって、階調データを、電圧または電流のデータ信号に変換することが
可能となり、構成の簡易化に寄与することが可能となる。

ここで、本発明において、前記サブ画素は、画素電極と、対応する走査線が選択される
と、前記データ線と前記画素電極との間にて導通状態となる三端子型スイッチング素子と
を有するとともに、前記画素電極の電圧または電流に応じた階調となる構成が好ましい。
この構成において、特性変更回路と、変換回路とを更に有し、前記特性変更回路は、予
め定められた階調に対する電圧または電流特性のうち、選択される走査線のサブ画素の色
に応じた階調に対する電圧または電流特性を、前記変換回路にセットし、前記変換回路は
、前記特性変更回路によりセットされた階調に対する電圧または電流特性にしたがって前
記階調データを、電圧または電流を示すサブ画素データに変換し、前記データ線駆動回路
は、前記サブ画素データに基づいてデータ信号を生成する構成が良い。
また、本発明において、前記サブ画素は、容量と、画素電極と、対応する走査線が選択
されて、所定の選択電圧が印加されると導通状態となる二端子型スイッチング素子との直
列接続を、対応する走査線とデータ線との間に介挿したものであって、前記容量で保持さ
れた電圧実効値に応じた階調となる構成も好ましい。
この構成において、パルス間隔設定回路と、パルス生成回路とを更に有し、前記走査線
駆動回路は、選択した走査線に前記スイッチング素子を導通状態とさせる選択電圧を印加
し、前記パルス間隔設定回路は、前記選択電圧が印加される期間におけるデータ信号の電
圧切替タイミングを階調毎に規定するパルス信号の間隔を、選択される走査線のサブ画素
の色に応じて前記パルス生成回路にセットし、前記パルス生成回路は、前記パルス信号を
、前記パルス生成回路によりセットされた間隔で出力し、前記データ線駆動回路は、前記
階調データで指定された階調に応じた切替タイミングにて、前記データ信号の電圧を切り
替える構成が良い。
また、本発明において、前記ｍを３、前記ｎを２とする場合、３色のサブ画素を、赤色
、緑色および青色とし、一方の走査線に赤色と緑色のサブ画素を対応させるとともに他方
の走査線に青色のサブ画素を対応させ、前記１つの画素を２列のデータ線に対応させ、一
方の列のデータ線が赤色のサブ画素に接続されるとともに他方の列のデータ線が緑色と青
色のサブ画素で兼用して接続される構成としても良い。
なお、本発明は、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、本発明の第１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、制御回路４００および特性変更回路５００を含む。
このうち、液晶パネル１００では、走査線３１１がＲＧＢのそれぞれに対応して、３２
０×３行分がそれぞれ行（Ｘ）方向に延在する一方、２４０列のデータ線２１１が列（Ｙ
）方向に延在して設けられている。

本実施形態において、サブ画素１２０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの
色に対応しており、走査線３１１とデータ線２１１との交差に対応して、それぞれ配列し
ている。各サブ画素１２０は、行方向に揃っており、列方向の上から下に向かってみると
ＲＧＢＲＧＢ…と繰り返し配置した、いわゆる横ストライプとなっている。そして、ＲＧ
Ｂの３色で１つの画素１１０を構成してカラー表示する構成である。したがって、本実施
形態では、画素１１０が縦３２０行×横２４０列でマトリクス状に配列することなる。た
だし、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。
なお、液晶パネル１００の構成については特に図示しないが、走査線やデータ線等が形
成された素子基板と、共通電極やカラーフィルタが形成された対向基板とを一定の間隙を
もってシール材によって貼り合わせるとともに、この間隙に液晶を封止した構成となって
いる。

サブ画素１２０の詳細な構成について説明する。図２は、サブ画素１２０の電気的な構
成を示す図であり、ｉ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１
×２の計２画素分の構成が示されている。
ここで、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であっ
て、１以上３２０以下の整数であり、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０が配列する列を一般
的に示す場合の記号であって、１以上２４０以下の整数である。
なお、画素１１０ではなく、サブ画素１２０でみれば、例えばｉ行ｊ列の画素１１０を
構成するＲ、Ｇ、Ｂのサブ画素１２０は、（３ｉ−２）行目、（３ｉ−１）行目、３ｉ行
目の走査線３１１と、ｊ列目のデータ線２１１とにそれぞれ対応して設けられる、という
ことができる。

各サブ画素１２０については、電気的な等価回路が互い同一構成なので、ｉ行ｊ列の画
素１１０におけるＲのサブ画素１２０について代表して説明すると、当該サブ画素１２０
において、ｎチャネル型のＴＦＴ（thin film transistor）１１６のソースがｊ列目のデ
ータ線２１１に接続されるとともに、そのドレインが画素電極（サブ画素電極）１１８に
接続される一方、ゲートが（３ｉ−２）行目の走査線３１１に接続されている。
これらの走査線３１１、データ線２１１、ＴＦＴ１１６および画素電極１１８は、いず
れも素子基板に形成される。一方、素子基板に形成された画素電極１１８に対向するよう
に共通電極１０８が全サブ画素に対して共通に設けられる。そして、これらの画素電極１
１８と共通電極１０８との間に液晶１０５が挟持されている。このため、サブ画素毎に、
画素電極１１８、共通電極１０８および液晶１０５からなる画素容量（サブ画素容量）が
構成されることになる。なお、共通電極１０８には、電圧ＬＣcomが印加されているが、
説明簡略化のため、後述する振幅中心電圧Ｖcと等しいことにする。
ここで、選択により走査線３１１がＨレベルとなると、ＴＦＴ１１６のソース・ドレイ
ン間が導通（オン）状態となるので、データ線２１１に供給されたデータ信号が画素電極
１１８に印加される一方、選択が終了して走査線３１１がＬレベルになって、ＴＦＴ１１
６がオフとなっても、画素電極１１８に印加された電圧は、画素容量によって保持される
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、画素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、入射側に、入射側の配向方向に合わせた偏光軸を有する偏光子
を配置させる一方、出射側に、出射側の配向方向と直交する方向の偏光軸を有する偏光子
を配置させると、当該電圧実効値がゼロに近ければ、光の透過率が最小となる一方、電圧
実効値が大きくなるにつれて透過する光量が増加して、ついには透過率が最大となる（ノ
ーマリーブラックモード）。

また、オフ時におけるＴＦＴ１１６を介した画素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がサブ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、全サブ
画素にわたって容量線１０７に共通接続されている。この容量線１０７は、図１では図示
省略されているが、時間的に一定の電位、例えば共通電極１０８と同じ電圧ＬＣcomに保
たれている。

説明を再び図１に戻すと、制御回路４００は、上位装置（図示省略）から供給される上
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、１水平走査期間の開始時を規定するラッチパルスＬＰ（図４参照）や、極性
指示信号ＰＯＬ、垂直走査期間（１Ｆ）の開始時を規定するスタートパルスＤＹ、クロッ
ク信号ＣＬＹの各種制御信号によって液晶パネル１００の走査を制御するとともに、選択
信号Ｓｅｌを特性変更回路５００に供給するものである。
ここで、極性指示信号ＰＯＬは、Ｈレベルであれば正極性書込を指定し、Ｌレベルであ
れば負極性書込を指定する信号であり、図３に示されるように、１垂直走査期間（１Ｆ）
では、１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性反転するとともに、隣接する１垂直走査期間（１
Ｆ）同士でみれば、波形全体が互いに論理反転の関係にある。このように極性反転する理
由は、液晶１０５に直流成分が印加されることによる劣化を防止するためである。

走査線駆動回路３５０は、図３に示されるように、スタートパルスＤＹを、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、走査信号とし
て３２０×３行の走査線３１１にそれぞれ供給するものである。このため、クロック信号
ＣＬＹの１周期が１行の走査線３１１が選択される水平走査期間に相当することになる。
ここで、ｉ行目の画素１１０に対応するＲＧＢの３行、すなわち、（３ｉ−２）行目、
（３ｉ−１）行目、および、３ｉ行目の走査線３１１に供給される走査信号を、それぞれ
Ｙｉ−Ｒ、Ｙｉ−Ｇ、および、Ｙｉ−Ｂと表記している。

データ線駆動回路２５０は、γ変換回路２５２とデータ信号供給回路２５４とを有する
。このうち、γ変換回路２５２は、上位装置から、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に同期して供給されるとともに、サブ画素の階調を規
定する例えば６ビットの階調データＤａを、γ変換して、電圧を示す例えば１０ビットの
サブ画素データＤｂとして出力するものであり、具体的には変換テーブルである。
階調データＤａは、各色に対応しており、本実施形態では、サブ画素の階調を線形的に
指定する。このため、階調データＤａが６ビットであれば、ＲＧＢの各色の階調値が十進
値の「０」から「６３」までの６４段階でそれぞれ指定されるので、本実施形態では、１
つの画素１１０でみれば、約２６万色（＝６４^３）の表示が可能となっている。
ここで、６ビットの階調データＤａが十進値で「０」（二進値では“００００００”）
である場合に最も暗い階調を指定し、十進値が増加するにつれて徐々に明るくるように階
調を指定するとともに、十進値が「６３」（二進値では“１１１１１１”）である場合に
最も明るい階調を指定するものとする。

なお、本実施形態では、横ストライプとなっているので、１行分の画素に相当する階調
データＤａは、Ｒ、Ｇ、Ｂに分解されて、色毎に１水平走査期間にわたって供給されるこ
とになる。
また、本実施形態では、いわゆる線順次書込とするので、１行の走査線を選択する水平
走査期間よりも前に、当該走査線に位置するサブ画素の階調データが供給される。このた
め例えば、図３に示されるように、１行目の画素のＧに対応する２行目の走査線３１１が
選択される期間（走査信号Ｙｉ−ＧがＨレベルとなる期間）においては、その直後に選択
される１行目の画素のＢに対応する３行目であって、１列目から２４０列目までのＧのサ
ブ画素１２０の階調データＤａが順番に上位装置から供給される。

データ信号供給回路２５４は、γ変換回路２５２によって変換されたサブ画素データＤ
ｂを１行分ラッチするとともに、対応する走査線３１１が選択される水平走査期間におい
て、て、たときに、正極性書込が指定されていれば、ラッチしたサブ画素データＤｂで指
定される電圧だけ電圧Ｖcよりも高位側の電圧を生成する一方、負極性書込が指定されて
いれば、ラッチしたサブ画素データＤｂで指定される電圧だけ電圧Ｖcよりも低位側の電
圧を生成して、対応するデータ線２１１に供給するものである。このような動作をデータ
信号供給回路２５４は、１〜２４０列のデータ線２１１のすべてについて実行する。
なお、図４は、便宜的にｊ列目のデータ線２１１に供給されるデータ信号をＸｊと表記
して、その電圧波形の一例を示したものである。

ところで、上位装置から供給される階調データＤａは、サブ画素１２０の階調を線形的
に規定するのに対し、サブ画素データＤｂは、データ信号の電圧を規定する。データ信号
の電圧は、サブ画素１２０における画素電極１１８に印加されて、画素容量の電圧実効値
を規定するので、サブ画素データＤｂは、画素容量の電圧実効値を規定する、と言い換え
ることもできる。
上述したように、電圧がリニアに変化しても、そのサブ画素１２０で表現される階調は
曲線的に変化する。詳細には、ＲＧＢの電圧（画素容量の電圧実効値）−透過率特性は、
図５に示されるように変化する。
この図に示されるように、Ｒの特性については、電圧ゼロから電圧Ｖminまでは、透過
率はほぼゼロであり、電圧Ｖminを超えると電圧が増加するにつれて透過率が増加し、電
圧ＶＲmaxに至ると、透過率がほぼ１００％となる。

ここで、本実施形態において、共通電極１０８の電圧ＬＣcomは、極性の基準である電
圧Ｖcと等しいので、図５における横軸電圧は、電圧Ｖcに対する差分電圧、すなわちサブ
画素データＤｂで指定すべき電圧を示すことになる。このため、γ変換回路２５２が、Ｒ
についての階調データＤａを、Ｒについてのサブ画素データＤｂに変換する際には、図６
に示されるように、階調データＤａが十進値で「０」（二進値では“００００００”）で
ある場合に、サブ画素データＤｂが電圧Ｖminを指定し、階調データＤａが十進値で「６
３」（二進値では“１１１１１１”）である場合に、サブ画素データＤｂが電圧ＶＲmax
を指定して、階調データＤａで中間階調が指定される場合には、人間の視覚特性に合わせ
て階調が直線的に変化するような電圧をサブ画素データＤｂが指定するような内容となる
。
この図に示されるように、Ｇ、Ｂの特性については、電圧ゼロから電圧Ｖminまでは、
透過率はほぼゼロであり、電圧Ｖminを超えると電圧が増加するにつれて透過率が増加し
、電圧ＶＧmax、ＶＢmaxに至ると、透過率がほぼ１００％となるので、γ変換回路２５２
が、Ｇ、Ｂについての階調データＤａを、Ｇ、Ｂについてのサブ画素データＤｂに変換す
る際には、図６に示されるように、階調データＤａが二進値で“００００００”である場
合に、サブ画素データＤｂが電圧Ｖminを指定し、階調データＤａが二進値で“１１１１
１１”である場合に、Ｇについてはサブ画素データＤｂが電圧ＶＧmaxを指定し、Ｂにつ
いてはサブ画素データＤｂが電圧ＶＢmaxを指定して、中間階調が指定される場合には、
人間の視覚特性に合わせて階調が直線的に変化するような電圧をサブ画素データＤｂが指
定するような内容となる。

このように、γ変換回路２５２は、ＲＧＢの色毎に異なる特性で、階調データＤａをサ
ブ画素データＤｂに変換する必要がある。ただし、本実施形態において、１行の走査線３
１１が選択された場合に、当該選択された走査線に位置するサブ画素１２０の色は、ＲＧ
Ｂのいずれか１色である。すなわち、本実施形態では、当該１水平走査期間において同時
に３色の特性が用いられることはなく、選択される走査線３１１に位置するサブ画素１２
０の色に対応する特性だけが用いられる。
このため、本実施形態では、特性変更回路５００が、γ変換回路２５２のγ特性を、１
水平走査期間毎にＲＧＢＲＧＢ…の順番で、選択される走査線のサブ画素１２０の色（厳
密には、上位装置から供給される階調データＤａの色）に対応するように変更する。詳細
には、特性変更回路５００は、図３に示されるように、γ変換回路２５２における変換テ
ーブルの内容を、選択している走査線よりも１行前のサブ画素１２０の色に応じて、１水
平走査期間毎に書き換える。

なお、制御回路４００は、１垂直走査期間の開始時にスタートパルスＤＹを出力すると
ともに、１水平走査期間の開始時にラッチパルスＬＰを出力するので、例えば、特性変更
回路５００は、内部カウントの状態を、スタートパルスＤＹでリセットするとともに、ラ
ッチパルスＬＰで０→１→２→０→１→２…の順で状態が遷移させることによって、現時
点において選択される走査線３１１に対応する色を判断することができる。
上述したように、現時点において選択される走査線３１１よりも１行前の走査線３１１
に対応する階調データＤａが、上位装置から供給されるので、特性変更回路５００は、選
択される走査線３１１に対応する色が例えばＲであると判断したならば、１つ前の行の走
査線３１１に対応する色のＢのγ特性を、γ変換回路２５２にセットする。
これにより、上位装置から供給された階調データＤａの色と同じ色のγ特性がγ変換回
路２５２にセットされるので、当該階調データＤａは、対応する色のγ特性で変換されて
サブ画素データＤｂとなり、データ信号供給回路２５４にラッチされる。
ここでｊ列目のサブ画素１２０に対応してラッチされたサブ画素データＤｂは、対応す
る走査線３１１に選択される１水平走査期間において、極性指示信号ＰＯＬで指定された
極性であって、当該サブ画素データＤｂで指定された電圧のデータ信号Ｘｊに変換されて
、ｊ列目のデータ線２１１に供給される。このような動作が、１〜２４０列目にわたって
同時に実行される。

第１実施形態によれば、γ変換回路２５２は、ＲＧＢの３つの色に対応してγ変換する
必要があるが、ＲＧＢの３色分を同時に変換するわけではなく、１水平走査期間（１Ｈ）
毎に、ＲＧＢの１色を順番に変換するので、変換テーブルに必要な容量が１色分で済む。
さらに、サブ画素データをデータ信号に変換するＤ／Ａ変換特性について、ＲＧＢ毎に区
別する必要がなく、列毎に同一特性で揃えられる。
このため、本実施形態では、構成の簡易化が可能となり、その分、低消費電力化を図る
ことが可能となる。

なお、第１実施形態において、電圧ＬＣcomは、書込極性の基準である電圧Ｖ_Ｃでと一
致させるのが理想であるが、ＴＦＴ１１６では、そのゲート・ドレイン間の寄生容量に起
因して、オンからオフ時にドレイン（画素電極１１８）の電位が低下する現象（プッシュ
ダウン、突き抜け、フィールドスルーなどと呼ばれる）が発生する。液晶の劣化を防止す
るために、画素容量では交流駆動が原則であるので、上述したように共通電極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が、電圧ＬＣcomを電
圧Ｖ_Ｃに一致させた状態で、交互書き込みをすると、プッシュダウンのために、画素容量
の電圧実効値は、負極性書込の方が正極性書込よりも大きくなってしまう。このため、同
一階調で正極性・負極性書込をした場合に、画素容量の電圧実効値が各書込極性で互いに
等しくなるように、共通電極１０８の電圧ＬＣcomを、データ信号の振幅基準である電圧
Ｖ_Ｃよりも若干低めに設定するのが望ましい。

次に、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置について説明する。図７は、第２実施
形態に係る電気光学装置１０の全体構成を示すブロック図であり、図８は、第２実施形態
におけるサブ画素１２０の等価回路を示す図である。
第１実施形態では、画素電極１１８を、三端子型スイッチング素子のＴＦＴ１１６によ
りスイッチングする構成としたが、この第２実施形態では、二端子型のスイッチング素子
であるＴＦＤ（thin film diode）によりスイッチングする構成としたものである。この
ため、走査線３１１への走査信号波形、および、データ線２１１へのデータ信号波形が第
１実施形態とは異なる。詳細には後述するが、走査線３１１には、選択される１水平走査
期間のうち、後半期間において選択電圧が走査信号として印加される一方、データ線２１
１には、当該選択電圧に対応する反対極性であって、階調に応じたパルス幅のデータ信号
が印加されて、画素容量は、当該選択電圧と当該パルス幅とで規定された電圧が保持され
る構成となっている。
上述したように、γ特性はＲＧＢ毎に異なるが、この第２実施形態では、階調に応じた
パルス幅を変化させるので、階調とパルス幅との関係をＲＧＢ毎に切り替える構成となる
。

まず、第２実施形態における、サブ画素１２０の構成について説明する。
図８に示されるように、サブ画素１２０は、走査線３１１とデータ線２１１との交差に
対応して設けられる点は、第１実施形態と同様であるが、ＴＦＤ２２０の一端がデータ線
２１１に接続される一方、ＴＦＤ２２０の他端が画素容量を構成する画素電極１１８に接
続されるとともに、画素容量の他端が走査線３１１に接続される点において、第１実施形
態と相違する。
なお、ＴＦＤ２２０と画素容量との直列接続を反転して、ＴＦＤ２２０の一端が走査線
３１１に接続される一方、画素容量の他端がデータ線２１１に接続される構成としても良
い。

ここで、ＴＦＤ２２０は、良く知られているように、導電体／絶縁体／導電体のサンド
イッチ構造となっており、電流−電圧特性が正負双方向にわたって非線形となるダイオー
ドスイッチング特性を有している。
このため、走査線３１１が選択されて選択電圧が印加されると、データ線２１１に印加
されている電圧にかかわらず、当該走査線３１１および当該データ線２１１の交差に対応
するＴＦＤ２２０が強制的に導通状態（オン）となり、オンしたＴＦＤ２２０に接続され
た画素容量に、当該選択電圧および当該データ電圧の差に応じた電圧が保持される。走査
線３１１の選択が終了して非選択電圧が印加されると、当該ＴＦＤ２２０はオフするが、
画素容量における電圧の保持状態が維持される。画素容量では、保持電圧に応じて、液晶
１０５の配向状態が変化し、偏光子（図示省略）を通過する光量が電圧実効値に応じて変
化するので、当該選択電圧が印加されたときのデータ信号のパルス幅により、画素容量に
保持される電圧実効値をサブ画素毎に制御して、これにより、所定の階調表示を行うこと
が可能となる。

第２実施形態における走査線駆動回路３５２は、３２０×３行の走査線３１１を１水平
走査期間（１Ｈ）毎に１本ずつ選択するとともに、選択した走査線に対し、当該１水平走
査期間の後半期間（１／２Ｈ）に選択電圧を印加する一方、その他の走査線に対しては、
非選択電圧を、それぞれ供給する。
詳細には、走査線駆動回路３５２は、図９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）であってデュ
ーティ比が５０％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、走
査線３１１を順番に選択するとともに、これらの選択期間（１水平走査期間）のうち、ク
ロック信号ＣＬＹがＬレベルとなる期間によって１水平走査期間の後半期間を規定して、
次のような電圧を選択して印加する。
すなわち、走査線駆動回路３５２は、１水平走査期間において、ある行の走査線３１１
を選択すると、選択した１水平走査期間の後半期間（１／２Ｈ）において、極性指示信号
ＰＯＬがＨレベルであれば、正極性選択電圧＋Ｖ_Ｓを選択し、その選択が終了すると、当
該選択電圧に対応する正極性非選択電圧＋Ｖ_ｄを選択して、選択した電圧を当該走査線３
１１に印加する一方、選択された１水平走査期間の後半期間（１／２Ｈ）において、極性
指示信号ＰＯＬがＬレベルであれば、負極性選択電圧−Ｖ_Ｓを選択し、その選択が終了す
ると、当該選択電圧に対応する負極性非選択電圧−Ｖ_ｄを選択して、選択した電圧を当該
走査線３１１に印加する。
したがって、第２実施形態では、走査線３１１の選択と選択電圧の印加期間とが一致す
る第１実施形態とは異なり、走査線３１１の選択は１水平走査期間であり、当該走査線３
１１への選択電圧の印加期間は１水平走査期間の後半期間となる。

次に、このような走査線駆動回路３５２による走査信号の電圧波形について図９を参照
して説明する。１行目の画素のＲに対応する走査線３１１が選択されると、当該走査線に
対応する走査信号Ｙ１−Ｒは、その水平走査期間の後半期間（１／２Ｈ）において、極性
指示信号ＰＯＬのＨレベルに対応して正極性選択電圧＋Ｖ_Ｓとなり、その後、正極性非選
択電圧＋Ｖ_ｄとなり、１垂直走査期間（１Ｆ）経過して、再び選択されたとき、当該走査
信号Ｙ１−Ｒは、負極性選択電圧−Ｖ_Ｓとなり、その後、負極性非選択電圧−Ｖ_ｄとなり
、以下このサイクルの繰り返しとなる。
また、極性指示信号ＰＯＬは、第１実施形態と同様に１水平走査期間（１Ｈ）毎に論理
レベルが反転するので、各走査線３１１に供給される走査信号は、１水平走査期間（１Ｈ
）毎に、すなわち、走査線３１１の１行毎に交互に極性が反転する関係となる。例えばあ
るフレームにおいて、走査信号Ｙ１−Ｒの選択電圧が正極性選択電圧＋Ｖ_Ｓであれば、１
水平走査期間経過後において、次の行に対応する走査信号Ｙ１−Ｇの選択電圧は負極性選
択電圧−Ｖ_Ｓとなる。

次に、図１におけるデータ線駆動回路２６０について説明する。データ線駆動回路２６
０は、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０を、それぞれ１列目、２列目、３列目
、…、２４０列目のデータ線２１１を介して供給するものである。
ここで、第２実施形態におけるデータ線駆動回路２６０で用いられる制御信号について
説明する。
第１に、リセット信号ＲＥＳは、図１０に示されれるように、１水平走査期間（１Ｈ）
の前半期間の最初および後半期間の最初にそれぞれ出力されるパルスである。第１に、交
流駆動信号ＭＸは、サブ画素１２０を交流駆動するための信号であり、同図に示されるよ
うに、極性指示信号ＰＯＬよりも位相が９０度進んだ関係にある。このため、交流駆動信
号ＭＸは、選択電圧として正極性の電圧＋Ｖ_Ｓが指定される１水平走査期間（１Ｈ）では
、その前半期間においてＨレベルとなり、その後半期間においてＬレベルとなる一方、選
択電圧として負極性の電圧−Ｖ_Ｓが指定される１水平走査期間（１Ｈ）では、その前半期
間においてＬレベルとなり、その後半期間においてＨレベルとなる。これらのリセット信
号ＲＥＳおよび交流駆動信号ＭＸは、制御回路４００からラッチパルスＬＰとともにデー
タ線駆動回路２６０に供給される。

第３に、階調コードパルスＧＣＰは、図７におけるＧＣＰ生成回路６００によって生成
され、図１０に示されるように、１水平走査期間の前半期間、後半期間のそれぞれにおい
て、十進表記において最高階調値「６３」および最低階調値「０」を除く中間階調値「６
２」〜「１」に対応するとともに、階調値「６２」、「６１」、「６０」、…、「２」、
「１」の順番に配列して、データ信号の電圧の切替タイミングを中間階調毎に規定するパ
ルスである。
なお、図１０では、１種類の階調コードパルスＧＣＰだけが示されているが、実際には
、ＧＣＰ生成回路６００においては、ＲＧＢ用の３種類が用意され、選択される走査線３
１１に対応する色に応じたものが出力される。また、図１０において階調コードパルスＧ
ＣＰは等間隔で出力されているように見えるが、実際には後述するようにγ特性に合わせ
て不等間隔で出力される。
また、ラッチパルスＬＰは、第１実施形態と同様に、水平走査期間の開始時に供給され
るパルスである。

一方、第２実施形態では、上位装置から階調データＤａがデータ線駆動回路２６０に直
接供給される。データ線駆動回路２６０は、選択された走査線３１１に位置するサブ画素
１２０の階調データＤａを、次のようにして、当該階調値に応じたパルス幅を有するデー
タ信号に変換し、対応するデータ線２１１に供給する。この動作を、データ線駆動回路２
６０は、選択された走査線３１１に位置する２４０列のそれぞれについて実行する。
なお、本実施形態において、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０は、交流駆動
信号ＭＸのＨレベルに対応する電圧＋Ｖ_ｄと、交流駆動信号ＭＸのＬレベルに対応する電
圧−Ｖ_ｄとの２値のいずれかをとる。

ここで、データ線駆動回路２６０のｊ列目におけるデータ信号Ｘｊの電圧規定動作につ
いてみると、極性指示信号ＰＯＬがＨレベルである１水平走査期間（１Ｈ）において、ｊ
列目の階調データＤａが指定する階調が最高値「６３」および最低値「０」以外の中間階
調であれば、第１に、１水平走査期間の前半期間（１／２Ｈ）の最初に供給されるリセッ
ト信号ＲＥＳによって、交流駆動信号ＭＸのレベルとは反対のレベルに対応する電圧にリ
セットし、第２に、階調コードパルスＧＣＰのうち、当該階調データＤａに対応するもの
の立ち上がりにて、交流駆動信号ＭＸと同一のレベルに対応する電圧にセットし、第３に
、１水平走査期間の後半期間（１／２Ｈ）の最初に供給されるリセット信号ＲＥＳを無視
し、第４に、階調コードパルスＧＣＰのうち、当該階調データＤａに対応するものの立ち
上がりにて、交流駆動信号ＭＸと同一のレベルに対応する電圧に再セットするように、デ
ータ信号Ｘｊの電圧を規定する。
ただし、データ線駆動回路２６０は、極性指示信号ＰＯＬがＨレベルである１水平走査
期間（１Ｈ）において、階調データＤａが最低値の「０」であれば、交流駆動信号ＭＸを
反転したレベルに対応する電圧となるように、また、階調データＤａが最高値の「６３」
であれば、交流駆動信号ＭＸとは同一のレベルに対応する電圧となるように、それぞれデ
ータ信号Ｘｊの電圧を規定する。
また、データ線駆動回路２５０は、極性指示信号ＰＯＬがＬレベルである１水平走査期
間（１Ｈ）では、極性指示信号ＰＯＬがＨレベルである１水平走査期間（１Ｈ）とは、デ
ータ信号の電圧＋Ｖ_ｄ、−Ｖ_ｄを入れ替える。

このため、データ信号の波形と階調データＤａとの関係については、図１０に示される
通りとなる。すなわち、１水平走査期間の後半期間において選択走査線に正極性の選択電
圧＋Ｖ_Ｓが印加される場合に、当該選択走査線に位置するｊ列目のサブ画素１２０に対応
する階調データＤａが当該サブ画素を明るくなるように指定するにつれて、データ信号Ｘ
ｊでは、当該選択電圧＋Ｖ_Ｓとは逆極性の電圧−Ｖ_ｄの印加期間が長くなる一方、当該選
択走査線に負極性の選択電圧−Ｖ_Ｓが印加される場合、階調データＤａが当該サブ画素を
明るくなるように指定するにつれて、当該選択電圧−Ｖ_Ｓとは逆極性の電圧＋Ｖ_ｄの印加
期間が長くなる。
なお、１水平走査期間の前半期間においては、後半期間における印加波形の反転波形と
なる。このため、前半および後半期間を通してみた１水平走査期間において、電圧＋Ｖ_ｄ
をとる期間と電圧−Ｖ_ｄをとる期間は、階調データＤａで指定される階調値にかかわらず
５０％ずつとなり、データ信号の電圧がいずれかで支配的となることに起因する表示ムラ
が抑えられる。
また、図１０において、データ信号Ｘｊのハッチングは、走査線３１１に選択電圧が印
加される期間において、当該選択電圧とは逆極性の電圧、すなわち、サブ画素を明るくさ
せる電圧成分をとる期間（パルス幅）を示している。また、図１０では代表的な階調値だ
けが示されている。

第２実施形態において、画素容量に保持される電圧実効値は、走査線３１１が選択され
る１水平走査期間のうち、選択電圧の印加期間である後半期間におけるデータ信号のパル
ス幅で規定される。データ信号のパルス幅は、階調コードパルスＧＣＰの配列（出力ピッ
チ）で定まり、階調コードパルスＧＣＰは、ＧＣＰ生成回路６００によって出力される。
したがって、ＧＣＰ生成回路６００が、ＲＧＢ毎に、階調コードパルスＧＣＰの出力ピッ
チを変更すれば、階調データＤａを変換することなく、γ特性をＲＧＢ毎に異ならせるこ
とができる。
なお、ＧＣＰ生成回路６００は、第１実施形態における特性変更回路５００と同様な手
法により、選択されている走査線３１１に対応するサブ画素１２０の色を判断することが
できる。ただし、第１実施形態における特性変更回路５００は、選択される走査線３１１
よりも１つ前の走査線３１１の色に対応するγ特性をセットしたのに対し、第２実施形態
におけるＧＣＰ生成回路６００は、選択される走査線３１１の色に対応する階調コードパ
ルスＧＣＰを出力する。

図５に示したように、ＲＧＢについて同一の階調に相当する明るさを得るためには、Ｒ
、Ｇ、Ｂの順番で高い電圧を必要とする。このため、階調コードパルスＧＣＰの配列につ
いても、例えば、図１１に示されるように、同じ階調に相当するパルスを、パルス幅の基
準である１水平走査期間の前半期間、後半期間の各終端から、ＲＧＢの順番で、時間的に
手前となるように位置させれば良い。
なお、暗い階調を指定する場合には、図５に示されるようにＲＧＢの色毎の電圧差がほ
とんどないので、低い階調値（例えば「１」）に対応するパルスは、ＲＧＢにおいてほぼ
同じ地点に位置している。換言すれば、図５に示されるように、明るい階調を指定するに
つれて（階調値が大きくなるにつれて）、同一の階調となるための電圧差が大きくなるの
で、ＲＧＢにおいて同一の階調値に相当するパルスの位置のズレ量が大きくなるように設
定すれば良い。

第２実施形態によれば、第１実施形態のようなγ変換回路２５２が不要であり、ＧＣＰ
生成回路６００が、ＲＧＢの色に応じて階調コードパルスＧＣＰの出力ピッチを変更する
だけの構成で済む。さらに、データ線駆動回路２６０を、従来構成のものから大きく変更
する必要もないので、第２実施形態によれば、ＲＧＢの色毎のγ特性で補正したカラー表
示を、より簡易な構成で実現可能となる。

なお、上述した第１および第２実施形態では、１行分の画素を３行の走査線３１１に対
応させるとともに、行毎にＲＧＢの色を対応させた横ストライプの構成としたが、本発明
は、これに限られない。
例えば、図１２に示されるように、１行分の画素を、カラーの原色数の「３」よりも少
ない「２」行の走査線３１１に対応させるとともに、一方の走査線３１１にＲとＧを対応
させ、他方の走査線３１１にＢを対応させ、さらに、１画素を２列のデータ線２１１に対
応させるとともに、一方の列のデータ線２１１をＲ専用とし、他方の列のデータ線２１１
をＧＢで兼用させる構成としても良い。

ここで、図１３は、この構成においてＹ方向に隣接する２画素分の構成、詳細には、ｉ
行ｊ列の画素１１０と（ｉ＋１）行ｊ列の画素１１０の構成を示す等価回路である。
なお、ｉ行ｊ列の画素１１０は、第１に、（２ｉ−１）行目の走査線３１１および（２
ｊ−１）列目のデータ線２１１との交差に対応するＲのサブ画素１２０、第２に、（２ｉ
−１）行目の走査線３１１および２ｊ列目のデータ線２１１との交差に対応するＧのサブ
画素１２０、並びに、第３に、２ｉ行目の走査線３１１および（２ｊ−１）列目のデータ
線２１１との交差に対応するＢのサブ画素１２０から構成される。

図１２に示される構成においては、第１または第２実施形態と同じ画素配列とする場合
、走査線３１１の総数は、３２０×２行となり、データ線２１１の総数は、２４０×２列
となる。なお、図１２においては、制御回路４００および制御回路４００から出力される
制御信号の図示を省略している。
この構成において、走査線駆動回路３５４は、図１４に示されるように走査信号を出力
する。この図において、ｉ行目の画素１１０に対応する２行、詳細には、（２ｉ−１）行
目、および、２ｉ行目の走査線３１１に供給される走査信号が、それぞれＹｉ−ＲＧ、お
よび、Ｙｉ−Ｂと表記されており、上から順番に走査線３１１が１水平走査期間（１Ｈ）
毎に選択される点については、第１および第２実施形態と同様である。

図５に示されるように、ＧＢのγ特性が互いに近似しているので、図１２におけるデー
タ線駆動回路２６２は、ＧＢのγ特性を兼用したものである。このため、データ線駆動回
路２６２は、上位装置から直接、階調データＤａの供給を受けるとともに、Ｒの階調デー
タについては、Ｒのγ特性で電圧に変換して、Ｒのデータ線２１１に供給し、ＧまたＢの
階調データについては、ＧＢで兼用されるγ特性で電圧に変換して、ＧＢで兼用されるデ
ータ線２１１に供給する。
なお、図１２においては、ｊ行目の画素１１０に対応する（２ｊ−１）列目、および、
２ｊ列目のデータ線２１１に供給されるデータ信号が、それぞれＸｊ−Ｒ、および、Ｘｊ
−ＧＢと表記されている。

このような構成では、第１および第２実施形態と画素１１０の配列が同じである場合、
走査線３１１の本数が２／３に削減できるので、垂直走査周波数を落とすことができる。
したがって、アクティブマトリクスではなく、パッシブマトリクスを採用した場合に、駆
動デューティ比を落とすことが可能となる。さらに、視認性の高いＧの画素面積を２倍に
することができるので、カラーの再現性を大幅に高めることも可能となる。

上述した第１および第２実施形態等では、極性指示信号ＰＯＬを、１水平走査期間（１
Ｈ）毎に極性反転するとともに、１垂直走査期間毎に論理反転する行反転としたが、列反
転、ドット反転、フレーム反転のいずれでも良い。
さらに、実施形態では、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
ードとしたが、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て
も良い。

また、階調表示数は特に限られない。さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に加えて
、例えばＣ（シアン）を加えた４つのサブ画素により１画素を構成して、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。さらに、ＴＮ型や、ＳＴＮ型など、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ゲストホスト型などの液晶を用いても良い。くわえ
て、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。
さらに、液晶パネル１００に限られず、選択時に、データ線２１１の電圧または電流に
応じた電流がＯＬＥＤ素子に流す有機ＥＬパネルに適用しても良いし、ＥＬ（エレクトロ
・ルミネッセンス）や、ＬＥＤ、ＳＥＤ、さらには、電気泳動素子などのように、色毎に
γ特性が異なる表示パネルのすべてに適用可能である。

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

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

本発明の第１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サブ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等を示す図である。 同電気光学装置におけるデータ等を示す図である。 同サブ画素の透過率−電圧特性をＲＧＢ毎に示す図である。 同電気光学装置におけるγ変換回路の変換内容を図である。 本発明の第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す図である。 同電気光学装置におけるサブ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等を示す図である。 同電気光学装置におけるデータ等を示す図である。 同電気光学装置における階調コードパルスをＲＧＢ毎に示す図である。 本発明の応用例に係る電気光学装置の構成を示す図である。 同応用形態におけるサブ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等を示す図である。 実施形態に係る電気光学装置を用いた携帯電話の構成を示す図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、１０８…共通電極、１１０…画素、１１６…ＴＦＴ、１２０…サ
ブ画素、２１１…データ線、２２０…ＴＦＤ、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 (7)

1. ｍ（ｍは３以上の整数）色のサブ画素によって１つの画素を表示し、
   前記サブ画素は、複数の走査線と複数のデータ線との交差にて、１行の走査線にｎ（ｎ
   は、ｍ＞ｎ＞０を満たす整数）色が対応するように設けられるとともに、走査線が選択さ
   れたときに、対応するデータ線の電圧または電流に応じた階調となる表示装置であって、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
   選択される走査線のサブ画素の階調を指定する階調データを、当該サブ画素の色毎に階
   調に対する電圧または電流特性に応じた電圧または電流のデータ信号に変換して、前記デ
   ータ線に供給するデータ線駆動回路と
   を具備することを特徴とする表示装置。
2. 前記サブ画素は、
   画素電極と、対応する走査線が選択されると、前記データ線と前記画素電極との間にて
   導通状態となる三端子型スイッチング素子と
   を有するとともに、前記画素電極の電圧または電流に応じた階調となる
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示装置は、
   特性変更回路と、変換回路とを更に有し、
   前記特性変更回路は、予め定められた階調に対する電圧または電流特性のうち、選択さ
   れる走査線のサブ画素の色に応じた階調に対する電圧または電流特性を、前記変換回路に
   セットし、
   前記変換回路は、前記特性変更回路によりセットされた階調に対する電圧または電流特
   性にしたがって前記階調データを、電圧または電流を示すサブ画素データに変換し、
   前記データ線駆動回路は、前記サブ画素データに基づいてデータ信号を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記サブ画素は、
   容量と、画素電極と、対応する走査線が選択されて、所定の選択電圧が印加されると導
   通状態となる二端子型スイッチング素子との直列接続を、対応する走査線とデータ線との
   間に介挿したものであって、
   前記容量で保持された電圧実効値に応じた階調となる
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記表示装置は、
   パルス間隔設定回路と、パルス生成回路とを更に有し、
   前記走査線駆動回路は、選択した走査線に前記スイッチング素子を導通状態とさせる選
   択電圧を印加し、
   前記パルス間隔設定回路は、前記選択電圧が印加される期間におけるデータ信号の電圧
   切替タイミングを階調毎に規定するパルス信号の間隔を、選択される走査線のサブ画素の
   色に応じて前記パルス生成回路にセットし、
   前記パルス生成回路は、前記パルス信号を、前記パルス生成回路によりセットされた間
   隔で出力し、
   前記データ線駆動回路は、前記階調データで指定された階調に応じた切替タイミングに
   て、前記データ信号の電圧を切り替える
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記ｍを３、前記ｎを２とする場合、３色のサブ画素を、赤色、緑色および青色とし、
   一方の走査線に赤色と緑色のサブ画素を対応させるとともに他方の走査線に青色のサブ
   画素を対応させ、
   前記１つの画素を２列のデータ線に対応させ、一方の列のデータ線が赤色のサブ画素に
   接続されるとともに他方の列のデータ線が緑色と青色のサブ画素で兼用して接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の表示装置を備える
   ことを特徴とする電子機器。

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