JP2006330510A - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像信号線１７１に供給されるデータ信号Ｖｉｄをサンプリングする期間を短縮する。
【解決手段】 走査線１１２とデータ線１１４とに対応して設けられた画素１１０と、走査線１１２を所定の順番で選択する走査線駆動回路１３０と、選択された走査線１１２に対応する画素の階調に応じた電圧のデータ信号Ｖｉｄが供給される画像信号線１７１と、所定の順番で順次排他的にサンプリング信号を出力するサンプリング信号出力回路１４０と、データ信号Ｖｉｄを、サンプリング信号にしたがってサンプリングするサンプリング回路１５２と、サンプリング回路１５２によりサンプリングされたデータ信号の電圧を保持するとともに、保持した電圧を、所定の電位を基準とした増幅率で増幅してデータ線１１４に供給する増幅回路１５６とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像信号線に供給されるデータ信号をサンプリングする期間を短縮する技術に関する。

近年では、液晶などの表示パネルを用いて小型縮小画像を形成するとともに、この小型縮小画像を光学系によって拡大投射するプロジェクタが普及しつつある。プロジェクタは、それ自体で画像を作成する機能はなく、パソコンやテレビチューナなどの上位装置から画像データ（または画像信号）の供給を受ける。この画像データは、画素の階調（明るさ）を指定するものであって、マトリクス状に配列する画素を垂直および水平走査した形式で供給されるので、プロジェクタに用いられる表示パネルについても、この形式に準じて駆動するのが適切である。このため、プロジェクタに用いられる表示パネルでは、走査線を１行ずつ所定の順番に選択するとともに、１行の走査線が選択される期間において１列ずつデータ線を順番に選択して、画像データを液晶の駆動に適するように変換したデータ信号を、選択したデータ線に供給する、という点順次方式で駆動するのが一般的であった。

一方、最近では、ハイビジョンなどのように表示画像の高精細化が進行している。高精細化は、走査線の行数およびデータ線の列数を増加させることによって達成することができるが、フレーム周波数は固定であるので、走査線行数の増加によって１水平走査期間が短縮し、さらに、点順次方式では、データ線列数の増加によって、データ線の選択期間も短縮する。このため、点順次方式では、高精細化が進行するにつれてデータ線にデータ信号を供給する時間を充分に確保できなくなって、画素への書き込みが不十分となり始めた。
そこで、書き込み不足を解消する目的で、相展開駆動という方式が考え出された（特許文献１参照）。この相展開駆動は、データ線を予め定められた列毎に、例えば６列毎にブロック化し、１水平走査期間においてブロックを１つずつ所定の順番で選択するとともに、選択したブロックに属する６列のデータ線に、時間軸に対し６倍に伸長したデータ信号をそれぞれに供給する、という方式である。この相展開駆動方式では、データ線にデータ信号を供給する時間を、点順次方式と比較して、この例では６倍確保することができるので、高精細化に適している、と考えられている。
特開２０００−１１２４３７号公報

ところで、このような相展開駆動方式では、データ信号を時間軸に６倍に伸長するとともに、６本の画像信号線に分配する構成が別途必要となるだけでなく、ブロックを１つずつ選択する構成に起因して、縦スジ状のムラ、すなわち、１ブロックに相当する６列毎に画素の階調が微妙に異なってしまう現象が発生して、表示品位の低下が目立つようになった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、相展開駆動方式を採用しなくても、表示の高精細化が可能な電気光学装置、駆動方法および電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明にあっては、複数の走査線と複数のデータ線とに対応して設けられた複数の画素と、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、前記走査線駆動回路によって選択された走査線に対応する画素の階調に応じた電圧のデータ信号が供給される画像信号線と、所定の順番で順次にサンプリング信号を出力するサンプリング信号出力回路と、前記複数のデータ線に対応してそれぞれに設けられ、前記画像信号線に供給されたデータ信号を、前記サンプリング信号にしたがってサンプリングするサンプリング回路と、前記複数のデータ線に対応してそれぞれに設けられ、前記サンプリング回路によりサンプリングされたデータ信号の電圧を保持するとともに、保持した電圧を、所定の電位を基準とした増幅率で増幅して前記データ線に供給する増幅回路とを具備することを特徴とする。本発明によれば、画像信号線に供給されたデータ信号を、サンプリング回路および増幅回路を介して、間接的にデータ線に供給するので、データ信号のサンプリング期間を短くすることが可能となる。

本発明において前記サンプリング回路は、ｎまたはｐチャネル型のトランジスタとした構成としても良いし、ｎおよびｐチャネル型のトランジスタを並列接続した構成としても良い。また、本発明において前記増幅回路は、ｎおよびｐチャネル型のトランジスタを直列接続して、両トランジスタのゲートに、共通に前記サンプリング回路によりサンプリングされたデータ信号が共通に入力されるとともに、両トランジスタのドレインが共通に前記データ線に接続された構成としても良い。
さらに、本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法や、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、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本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、処理回路５０と表示パネル１００とに大別される。このうち、処理回路５０は、表示パネル１００の動作等を制御する回路であって、プリント基板に実装された回路モジュールであり、表示パネル１００とは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板等によって接続されている。

処理回路５０は、さらに、走査制御回路５２、Ｄ／Ａ変換回路５４および極性反転回路５６に分けられる。
このうち、Ｄ／Ａ変換回路５４は、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に同期して上位装置（図示省略）から供給される画像データＶｉｎをアナログの信号に変換するものである。ここで、画像データＶｉｎは、画素の階調（明るさ）を指定するディジタルデータである。

極性反転回路５６は、水平有効表示期間において、極性指示信号Ｐｏｌで正極性が指示された場合には、Ｄ／Ａ変換回路５４により変換されたアナログの信号を、当該アナログ信号の電圧だけ、電源の高位側電圧Ｖddと接地電位Ｇndとのほぼ中間値である電圧Ｖcよりも高位側に変換する一方、極性指示信号Ｐｏｌで負極性が指示された場合には、電圧Ｖcよりも低位側に変換して、データ信号Ｖｉｄとして表示パネル１００の画像信号線１７１に供給するものである。
このため、本実施形態では、データ信号Ｖｉｄの極性については、電圧Ｖcよりも高位側を正極性と称し、低位側を負極性と称する。また、電圧については、特に説明のない限り、電源の接地電位Ｇndを基準とする。
また、極性反転回路５６は、データ信号Ｖｉｄを、水平帰線期間においては、極性指示信号Ｐｏｌで指定された極性であって、画素を黒色化させる電圧とする。ただし、極性反転回路５６は、水平帰線期間において、プリチャージ信号Ｐｒｅによりプリチャージ期間であることが指定されると、当該プリチャージ期間だけデータ信号Ｖｉｄを電圧Ｖcとさせる。

なお、１垂直走査期間（フレーム）において画素をどのように反転させるかについては、（ａ）走査線毎、（ｂ）データ信毎、（ｃ）画素毎、（ｄ）面（フレーム）毎など様々な態様があるが、本実施形態にあっては（ａ）走査線毎の極性反転であるとする。ただし、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
また、電圧Ｖcは、後述する図５に示されるようにデータ信号Ｖｉｄの振幅中心電圧である。本実施形態では、画像データＶｄ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。

走査制御回路５２は、表示パネル１００の走査を制御するとともに、この走査に同期して極性指示信号Ｐｏｌとプリチャージ信号Ｐｒｅとを出力するものである。詳細には、走査制御回路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を生成して表示パネル１００の水平走査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、表示パネル１００の垂直走査を制御するほか、上記水平走査に同期して、極性指示信号Ｐｏｌおよびプリチャージ信号Ｐｒｅを出力する。

一方、表示パネル１００は、素子基板と共通電極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おり、当該液晶の電気光学変化によって所定の画像を形成するものである。
図１に示されるように、この表示パネル１００では、８６４行の走査線１１２が図においてＸ（水平）方向に延在する一方、１１５２列のデータ線１１４が図においてＹ（垂直）方向に延在している。そして、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差部分に対応するように画素１１０がそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態において、画素１１０は、表示領域１００ａにおいて縦８６４行×横１１５２列のマトリクス状に配列することになるが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。

図２は、表示パネル１００における画素１１０の詳細な構成を示す図であり、ｉ行及びこれに隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列及びこれに隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成を示している。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８６４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１１５２以下の整数である。
図２に示されるように、画素１１０においては、ｎチャネル型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１６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、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１１８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、画素毎に、画素電極１１８、共通電極１０８および液晶１０５からなる画素容量が構成されることになる。
なお、共通電極１０８には、時間的に一定の電圧ＬＣcomが印加されるが、この電圧（電位）は、本実施形態では、基準電圧Ｖcと同一である。ただし、後述する理由により、基準電圧Ｖcよりも若干低位側に設定される場合がある。

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、入射側と背面側とに、偏光子を偏光軸が配向方向に一致するように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、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、本実施形態では、共通電極１０８と同じ電圧ＬＣcomに保たれている。詳細には、容量線１０７は素子基板に形成され、共通電極１０８は対向基板に形成されているが、図示しない導通材により、容量線１０７と共通電極１０８とは、電気的な接続が図られている。このため、画素電極１１８（ＴＦＴ１１６のドレイン）と共通電極１０８とは、画素１１０毎に画素容量と蓄積容量とが並列的に付加された構成となっている。
なお、画素１１０におけるＴＦＴ１１６は、次に説明する走査線駆動回路１３０や、サンプリング信号出力回路１４０など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。

図１において、画素１１０が配列する表示領域１００ａの周辺には、走査線駆動回路１３０や、サンプリング信号出力回路１４０などの周辺回路が設けられている。
このうち、走査線駆動回路１３０は、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ８６４を、それぞれ１行目、２行目、３行目、…、８６４行目の走査線１１２に供給するものである。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が、図４に示されるように、各垂直有効表示期間の最初に供給されるとともに、クロック信号ＣＬＹの半周期に相当するパルス幅（Ｈレベル）の転送開始パルスＤＹを、当該クロック信号ＣＬＹのレベルが遷移する（立ち上がる、または、立ち下がる）毎に順次シフトするとともに、そのパルス幅を狭めて、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ８６４として出力する構成となっている。
本実施形態において、垂直走査期間は、垂直帰線期間と、この帰線期間に続く垂直有効表示期間とに分かれる。ここで、垂直有効表示期間は、走査信号Ｇ１がＨレベルとなる直前にクロック信号ＣＬＹのレベルが遷移するタイミングから、走査信号Ｇ８６４がＬレベルとなる直後にクロック信号ＣＬＹのレベルが遷移するタイミングまでの期間とし、垂直走査期間のうち垂直有効表示期間を除いた期間を垂直帰線期間とする。

次に、サンプリング信号出力回路１４０は、図４または図５に示されるように、水平有効表示期間の開始時に供給され、クロック信号ＣＬＸの半周期に相当するパルス幅（Ｈレベル）を有する転送開始パルスＤＸを、クロック信号ＣＬＸのレベルが遷移する毎に順次シフトして、サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓ１１５２として出力するものである。すなわち、サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓ１１５２は、水平有効表示期間にあっては、順次排他的にＨレベルとなる。
本実施形態において、水平走査期間は、水平帰線期間と、この帰線期間に続く水平有効表示期間とに分かれる。ここで、水平有効表示期間は、図５に示されるように、いずれかの走査信号がＨレベルとなる期間に相当し、詳細には、サンプリング信号Ｓ１がＨレベルとなるタイミングから、サンプリング信号Ｓ１１５２がＨレベルとなって時間Ｔ１だけ経過したタイミングまでの期間とし、水平走査期間のうち水平有効表示期間を除いた期間を水平帰線期間とする。
また、サンプリング信号出力回路１４０は、図５に示されるように、水平帰線期間にあっては、プリチャージ信号ＰｒｅがＨレベルになると、当該Ｈレベルとなる期間だけ、サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓ１１５２を一斉にＨレベルとする。

サンプル＆ホールド回路１５０は、データ線１１４の各々に対応して設けられたサンプリング回路１５２と増幅回路１５６との組の集合体である。
サンプリング回路１５２と増幅回路１５６との構成については、各列同士において同一なので、ここでは、一般的にｊ列目のデータ線１１４に対応するサンプリング回路１５２と増幅回路１５６との構成について図３を参照して説明する。

図３に示されるように、ｊ列目のデータ線に対応するサンプリング回路１５２は、ｎチャネル型のＴＦＴであり、そのゲートには、サンプリング信号Ｓｊが供給される。また、サンプリング回路１５２を構成するＴＦＴのソースは画像信号線１７１に接続される一方、そのドレインは、増幅回路１５６の入力端子Ａｊに接続されている。
ｊ列目のデータ線１１４に対応する増幅回路１５６は、特性が相補的なｐチャネル型のＴＦＴ１５６２と、ｎチャネル型のＴＦＴ１５６４とを有し、このうち、ＴＦＴ１５６２のソースは、電源電圧Ｖddを給電する給電線に接続される一方、ＴＦＴ１５６４のソースは、電位Ｇndに接地されている。また、ＴＦＴ１５６２、１５６４のゲートは、それぞれ入力端子Ａｊに共通接続される一方、ＴＦＴ１５６２、１５６４のドレインは、それぞれ出力端子Ｂｊに共通接続される。そして、この出力端子Ｂｊが、ｊ列目のデータ線１１４に接続されている。
このため、増幅回路１５６は、電圧（Ｖdd−Ｇnd）の中間値であるＶcを基準にして、入力端子Ａｊの電圧を反転させた電圧が出力端子Ｂｊに現れる構成となっている。
なお、入力端子Ａｊには、ＴＦＴ１５６２、１５６４のゲート容量Ｃsが図３において破線で示されるように寄生する。

次に、電気光学装置１０の動作について説明する。
まず、走査線駆動回路１３０には、１垂直有効表示期間の最初に、転送開始パルスＤＹが供給される。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、…、Ｇ８６４が順次排他的に１水平走査期間毎にＨレベルになる。
ここで、走査信号Ｇ１がＨレベルになる水平有効表示期間と、その直前の水平帰線期間について着目する。水平帰線期間では、図５に示されるように、水平帰線期間では、極性指示信号Ｐｏｌの論理レベルが反転した後に、プリチャージ信号ＰｒｅがＨレベルのパルスとなる。また、水平帰線期間では、画像データＶｉｎが供給されない。

ここで、プリチャージ信号ＰｒｅがＨレベルとなる期間では、極性反転回路５６は、データ信号Ｖｉｄを電圧Ｖcとする一方、サンプリング信号出力回路１４０は、すべてのサンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓ１１５２をＨレベルとする。このため、すべてのサンプリング回路１５２のＴＦＴは、ソース・ドレイン間が導通状態（オン）となって、画像信号線１７１に供給された電圧Ｖcのデータ信号Ｖｉｄをサンプリングする。ｊ列目にあっては、増幅回路１５６の入力端子Ａｊが電圧Ｖcであるので、その出力端子Ｂｊも電圧Ｖcとなる。この動作が、１〜１１５２列のすべてにわたって実行されるので、すべてのデータ線１１４は、電圧Ｖcにプリチャージされることになる。
なお、水平帰線期間において、プリチャージ信号ＰｒｅがＬレベルに戻ると、すべてのサンプリング回路１５２のＴＦＴは、ソース・ドレイン間が非導通状態（オフ）となるが、各列において、増幅回路１５６の入力端子は容量Ｃsによって、また、データ線１１４についてもその寄生容量によって、それぞれ電圧Ｖcに保持される。

次に、水平帰線期間が終了して、水平有効表示期間になると、最初に１行１列の画素１１０に対応する画像データＶｉｎが供給される。ここで、走査信号Ｇ１がＨレベルになる１水平有効表示期間において、極性指示信号ＰｏｌがＨレベルとなって正極性が指示された場合、データ信号Ｖｉｄは、電圧Ｖcを基準として、画像データＶｉｎで指定された電圧だけ高位側電圧となる（図５参照）。
一方、１行１列の画素１１０に対応する画像データＶｉｎの供給に合わせて、サンプリング信号Ｓ１がＨレベルになる。サンプリング信号Ｓ１がＨレベルになると、１列目のサンプリング回路１５２のＴＦＴだけがオンとなり、画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄをサンプリングして、１列目の増幅回路１５６の入力端子に供給する。増幅回路１５６は、この入力端子に供給されたデータ信号Ｖｉｄを、電圧Ｖcを基準に反転して、出力端子に接続された１列目のデータ線１１４に供給する。
さらに、走査信号Ｇ１がＨレベルであることによって、１行目に位置するすべての画素１１０においてＴＦＴ１１６がオンとなっているので、電圧Ｖcを基準にして反転されたデータ信号Ｖｉｄが１列目のデータ線１１４に供給されると、当該データ信号が、画素電極１１８に印加されることになる。

次に、１行２列の画素１１０に対応する画像データＶｉｎが供給される。このため、データ信号Ｖｉｄは、電圧Ｖcを基準として、画像データＶｉｎで指定された電圧だけ高位側電圧となる（図５参照）。
なお、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。

一方、１行２列の画素１１０に対応する画像データＶｉｎの供給に合わせて、今度はサンプリング信号Ｓ２がＨレベルになる。サンプリング信号Ｓ２がＨレベルになると、２列目のサンプリング回路１５２のＴＦＴだけがオンとなり、画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄをサンプリングして、２列目の増幅回路１５６の入力端子に供給する。増幅回路１５６は、この入力端子に供給されたデータ信号Ｖｉｄを、電圧Ｖcを基準に反転して、出力端子に接続された２列目のデータ線１１４に供給する。このため、電圧Ｖcを基準にして反転されたデータ信号Ｖｉｄが２列目のデータ線１１４に供給されると、当該データ信号が、画素電極１１８に印加されることになる。

以下同様にして、１行３列、１行４列、１行５列、…、１行１１５２列の画素１１０に対応する画像データＶｉｎが供給されるとともに、サンプリング信号Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、……、Ｓ１１５２が順次Ｈレベルになると、３、４、５、…、１１５２列目のデータ線１１４にそれぞれデータ信号Ｖｉｄの反転信号がサンプリングされて、これらの反転信号が、１行目に位置する画素１１０の画素電極１１８に順次印加されることになる。これにより、第１行目に位置する１１５２個の画素のすべてに対して、正極性のデータ信号Ｖｉｄを各列の増幅回路１５６によって反転させた負極性信号の書き込みが完了することになる。

続いて、走査信号Ｇ２がＨレベルになる水平有効表示期間について説明する。本実施形態では、上述したように、走査線単位の極性反転が行われるので、この１水平有効表示期間においては、データ信号Ｖｉｄは負極性となる。このため、極性反転回路５６から出力されるデータ信号Ｖｉｄは、電圧Ｖcを基準として、画像データＶｉｎで指定された電圧だけ低位側電圧となる（図５参照）。他の動作については、直前の走査信号Ｇ１がＨレベルとなる１水平走査期間と同様であり、すべての列の増幅回路１５６における入力端子および出力端子（すなわちデータ線１１４）を、水平帰線期間において電圧Ｖcにプリチャージした後に、２行目に位置する画素１１０に対して、負極性のデータ信号Ｖｉｄを反転させた正極性信号の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、…、Ｇ８６４がＨレベルになって、第３行目、第４行目、…、第８６４行目の画素に対して書き込みが行われることになる。これにより、奇数行目の画素については、正極性のデータ信号Ｖｉｄを反転させた負極性信号の書き込みが行われる一方、偶数行目の画素については、負極性のデータ信号Ｖｉｄを反転させた正極性信号の書き込みが行われて、この１垂直走査期間においては、第１行目〜第８６４行目の画素のすべてにわたって書き込みが完了することになる。
そして、次の１垂直走査期間においても、同様な書き込みが行われるが、この際、極性指示信号Ｐｏｌによって、各行の画素に対する書込極性が入れ替えられる。すなわち、次の１垂直走査期間において、奇数行目の画素については、負極性のデータ信号Ｖｉｄの反転させた正極性信号の書き込みが行われる一方、偶数行目の画素については、正極性のデータ信号Ｖｉｄを反転させた負極性信号の書き込みが行われることになる。このように、１垂直走査期間毎に画素に対する書込極性が入れ替えられるので、液晶１０５に直流成分が印加されることがなくなり、液晶１０５の劣化が防止される。

本実施形態では、画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄを、データ線１１４の各々に設けられたサンプリング回路１５２によって順番にサンプリングするとともに、サンプリングしたデータ信号を増幅回路１５６によって反転増幅して、データ線１１４に供給する構成となっている。
各データ線１１４に寄生する容量がそれぞれ大きいと、サンプリング回路１５２によってデータ信号Ｖｉｄを直接データ線１１４にサンプリングする構成では、極性反転回路５６におけるデータ信号Ｖｉｄの出力インピーダンスを低くするだけでなく、図６（ｂ）に示されるように、データ線１１４にサンプリングされる電圧が画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄの電圧Ｖg1(+)に充電されるまでの時間を確保するために、サンプリング信号がＨレベルとなるサンプリング時間を長くする必要があり、多画素化による画像の高精細化を図ることができなくなる。
なお、サンプリング時間を長くするためには、背景の技術の欄で説明したような、時間軸に伸長したデータ信号を複数の画像信号線に供給するとともに、複数のサンプリング回路によって同時に複数のデータ線にデータ信号をサンプリングする、といういわゆる相展開という技術もあるが、相展開では、複数のデータ線にデータ信号をサンプリングすることに起因する表示ムラが発生する、という問題がある。

これに対して、本実施形態では、例えばｊ列目のサンプリング回路１５２によって画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄをサンプリングするが、この際、サンプリング回路１５２によってサンプリングされた電圧は、ｊ列目のデータ線１１４ではなく、当該サンプリング回路１５２のドレインから増幅回路１５６の入力端子Ａｊまでの部分に印加される。この部分では、増幅回路１５６を構成するＴＦＴ１５６２、１５６４のゲートに寄生する容量Ｃsのみであるので、本実施形態では、図６（ａ）に示されるように、例えばデータ信号Ｖｉｄが正極性の電圧Ｖg1(+)である場合に、当該部分にサンプリングされる入力端子Ａｊの電圧が当該Ｖg1(+)に充電されるまでの時間を短くすることが可能となる。
このように、本実施形態では、いわゆる点順次方式であっても、短期間にデータ信号Ｖｉｄを増幅回路１５６の入力端子にサンプリングすることが可能であるので、相展開方式のような表示ムラが発生する余地がなく、高品位な表示が可能となり、さらには、相展開のための回路も不要となる。
なお、増幅回路１５６は、容量Ｃsによって保持された入力端子Ａｊの電圧Ｖg1(+)を、電圧Ｖcを基準に反転させた電圧Ｖg1(-)となるように出力端子Ｂｊ、すなわち、ｊ列目のデータ線１１４を充電させる。
ここで、本実施形態では、画像信号線１７１に供給されたデータ信号Ｖｉｄをサンプリングする時間は短くすることができるが、データ線１１４の電圧が、サンプリングされた電圧の反転電圧となるまでには時間Ｔ１だけ要する。このため、本実施形態では、サンプリング信号Ｓ１１５２がＨレベルとなって時間Ｔ１だけ経過したタイミングにて走査信号をＨレベルからＬレベルに変化させて、最終１１５２列目であってもデータ線１１４の電圧が、サンプリングされた電圧の反転電圧となるようにしている。

なお、上述した実施形態では、サンプリング回路１５２をｎチャネル型のＴＦＴとしたが、ｐチャネル型としても良い。さらには、サンプリング回路１５２を、図７に示されるように、両チャネルを組み合わせたトランスミッションゲートとすれば、画像信号線１７１から入力端子Ａｊに至る電圧降下分をゼロに近くまで改善することができる。
また、増幅回路１５６にあっては、出力端子Ｂｊに、入力端子Ａｊの電圧ａjと表記した場合に、電圧（Ｖc−ａj）が現れるようにしたが、これに一定の係数を掛けた電圧が現れるようにしても良い。
さらに、多画素化する場合には、上述した相展開を併用しても良い。

また、実施形態では、共通電極１０８に印加される電圧ＬＣcomを、極性反転の基準である電位Ｖ_Ｃと一致させていたが、サンプリング回路１５２を構成する素子がＴＦＴであるので、当該ＴＦＴ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、画素容量では交流駆動が原則であるので、共通電極１０８に対して高位側（正極性）と低位側（負極性）とで同一階調の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・負極性書込をしても画素容量の電圧実効値が互いに等しくなるように、共通電極１０８の電圧ＬＣcomは、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される場合がある。

また、実施形態では、垂直走査方向がＧ１→Ｇ８６４の下方向であり、水平走査方向がＳ１→Ｓ１１５２の右方向であったが、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対処するために、走査方向を切替可能な構成としても良い。
さらに画素容量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ではなく、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。

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。
さらに、本発明では、電気光学物質として、液晶に限られず、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。
以上については、液晶装置について説明したが、本発明では、画像データ（映像信号）を、画像信号線１７１を介して供給するとともに、データ線１１４にサンプリングする構成であれば、例えばＥＬ（Electronic Luminescence）素子、電子放出素子、電気泳動素子、デジタルミラー素子などを用いた装置や、プラズマディスプレイなどにも適用可能である。

次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、上述した表示パネル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８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表示パネル１００と同様であり、処理回路（図８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、表示パネル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、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８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上述した電気光学装置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全体構成を示すブロック図である。 同電気光学装置における画素の構成を示す図である。 同電気光学装置におけるサンプル＆ホールド回路の構成を示す図である。 同電気光学装置の動作を説明するための図である。 同電気光学装置の動作を説明するための図である。 同電気光学装置の動作を説明するための図である。 同サンプル＆ホールド回路の別例を示す図である。 同電気光学装置を適用したプロジェクタの構成を示す図である。

符号の説明

１００…表示パネル、１０５…液晶、１１０…画素、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…サンプリング信号出力回路、１５０…サンプル＆ホールド回路、１５２…サンプリング回路、１５６…増幅回路、１５６２、１５６４…ＴＦＴ、２１００…プロジェクタ

Claims (6)

1. 複数の走査線と複数のデータ線とに対応して設けられた複数の画素と、
   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、
   前記走査線駆動回路によって選択された走査線に対応する画素の階調に応じた電圧のデータ信号が供給される画像信号線と、
   所定の順番で順次サンプリング信号を出力するサンプリング信号出力回路と、
   前記複数のデータ線に対応してそれぞれに設けられ、前記画像信号線に供給されたデータ信号を、前記サンプリング信号にしたがってサンプリングするサンプリング回路と、
   前記複数のデータ線に対応してそれぞれに設けられ、前記サンプリング回路によりサンプリングされたデータ信号の電圧を保持するとともに、保持した電圧を、所定の電位を基準とした増幅率で増幅して前記データ線に供給する増幅回路と
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記サンプリング回路は、ｎまたはｐチャネル型のトランジスタである
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記サンプリング回路は、ｎおよびｐチャネル型のトランジスタを並列接続したものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記増幅回路は、ｎおよびｐチャネル型のトランジスタを直列接続して、両トランジスタのゲートに、共通に前記サンプリング回路によりサンプリングされたデータ信号が共通に入力されるとともに、両トランジスタのドレインが共通に前記データ線に接続された
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
5. 複数の走査線と複数のデータ線とに対応して設けられた複数の画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、
   前記複数の走査線を所定の順番で選択し、
   選択した走査線に対応する画素の階調に応じた電圧のデータ信号を所定の画像信号線に供給し、
   前記走査線を選択する期間で、所定の順番で順次サンプリング信号を出力し、
   前記画像信号線に供給されたデータ信号を、前記サンプリング信号にしたがってサンプリングし、
   サンプリングしたデータ信号の電圧を保持するとともに、保持した電圧を、所定の電位を基準とした増幅率で増幅して前記データ線に供給する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

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