JP2008083320A - 電気光学装置、その駆動方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を削減する。
【解決手段】電気光学装置は、走査線２０とデータ線１０との交差に対応して複数の画素回路Ｐ１１〜Ｐｎｍを備える。データ線１０は第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂを１組とする。スイッチＳＷはデータ信号Ｘ１を１水平走査期間ごとに第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂとに分配する。第１データ信号Ｘ１ａの極性と第２データ信号Ｘ１ｂの極性は相違する。データ線の方向に隣接する画素回路Ｐ１１，Ｐ２１において、一方の画素回路Ｐ１１は第１データ線１０ａと電気的に接続され、他方の画素回路Ｐ２１は第２データ線１０ｂと電気的に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶などの電気光学物質を備えた電気光学装置その駆動方法および電子機器に関する。

液晶の透過率の変化により表示を行う電気光学装置は、情報処理機器やテレビジョンなどの表示装置して広く用いられている。この表示装置では、、行方向に延在する走査線と、列方向に延在するデータ線との交差に対応して画素電極が形成される。また、当該交差部分にあって画素電極とデータ線との間に、走査線に供給される走査信号にしたがってオンオフする薄膜トランジスタなどの画素スイッチが介挿される。さらに、液晶を介して画素電極と対向するように対向電極が設けられる。

このような構成において、走査線にオン電圧の走査信号が印加されると、当該走査線に接続された画素スイッチがオン状態となる。このオン状態の際に、データ線に、階調（濃度）に応じたデータ信号を供給すると、当該データ信号は画素スイッチを介して画素電極に印加されるので、当該画素電極および対向電極の間に挟持された電気光学物質には、当該データ信号に応じた電圧が印加されることになる。これによって該電気光学物質は電気光学的に変化する結果、画素における透過光量、反射光量または発光量（いずれにせよ、観察者側に視認される光量）が、画素電極に印加されたデータ信号の電圧に応じたものとなる。したがって、このような制御を画素毎に実行することによって、所定の表示が可能になる。

液晶には、直流電圧を印加するとその組成が変化し、焼きつきなどの品質劣化を生じるといった問題がある。そこで、所定の周期で、対向電極の電位を基準として正極性の電圧と負極性の電圧とを印加する交流駆動が行われる。交流駆動の方式としては、１水平走査期間ごとに印加電圧の極性を反転するライン反転の他に、上下左右隣り合う画素全てに逆の極性が印加されるドット反転が知られている（例えば、特許文献１）。ドット反転の駆動方法では、液晶の劣化を抑制しつつフリッカを低減することができる。
特開平２００３−１５００８０号公報

しかしながら、ライン反転やドット反転の駆動方法では１水平走査期間ごとに液晶に印加する電圧の極性を反転する必要があるため、データ信号の極性を１水平走査期間ごとに反転する必要があった。データ信号はデータ線を介して画素回路に供給されるが、データ線には寄生容量が付随するため、データ信号を供給するには容量性の負荷を駆動する必要がある。このため、１水平走査期間ごとにデータ信号の極性を反転すると、消費電力が増大するといった問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ライン反転やドット反転の駆動方法において、消費電力を削減することが可能な電気光学装置、およびその駆動方法を提供することを解決課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の保持容量線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路とを備えるものであって、前記画素回路は、前記走査線を介して供給される走査信号に従ってオン・オフが制御され、第１の端子が前記データ線と電気的に接続され、第２の端子が第１電極（例えば、図１の６１、図１０の６３）と電気的に接続されるスイッチング素子（例えば、図１の５０）と、一方の端子（例えば、図１の７１）が前記スイッチング素子の第２の端子と電気的に接続され、他方の端子（例えば、図１の７２）が前記保持容量線と電気的に接続される保持容量と、前記第１電極と第２電極（例えば、図１の６２、図１０の６４）との間に設けられた電気光学物質とを備え、前記複数のデータ線は、各列の画素回路に対して第１データ線および第２データ線の組として設けられており、前記データ線の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は前記第１データ線と電気的に接続され、他方の画素回路は前記第２データ線と電気的に接続されることを特徴とする。

この発明によれば、１列の画素回路に対して第１データ線と第２データ線とを備えるので、各データ線に極性が同一のデータ信号を供給することが可能となる。より具体的には、一列の画素回路の各々が表示すべき階調を示し、且つ、基準電位を中心として１水平走査期間ごとに極性が反転したデータ信号を、前記走査信号による前記走査線の選択と同期して、前記第１データ線と前記第２データ線とに交互に供給するデータ線駆動回路を備えることが好ましい。この場合には、各データ線に供給されるデータ信号の極性を揃えることができるので、行ごとに電気光学物質に印加する電圧を反転しつつ、データ線の電位の変化を低減することが可能となる。データ線には寄生容量が付随するためデータ線は容量性負荷であるが、データ線の電位変化が小さくなるので、その駆動で消費される電力を大幅に削減することができる。なお、交流駆動の方式はドット反転駆動あるいはライン反転駆動のいずれであってもよい。

また、上述した電気光学装置は、基準電位を中心として高電位の正極性電位と低電位の負極性電位とを生成し、各行の画素回路を順次選択し、最初の行から最後の行までを選択する期間を１フィールドとしたとき、１フィールドごとに前記保持容量線に供給する電位を前記正極性電位と前記負極性電位との間で遷移させる保持容量線駆動手段を備えることが好ましい。この場合には、保持容量線に供給する電位の極性を反転することによって、データ信号の振幅を小さくすることが可能となる。

また、保持容量線の好ましい態様としては、前記保持容量線は前記データ線の方向に隣接する画素回路の間に設けられており、前記走査線の方向に配置された画素回路は、上側の保持容量線と下側の保持容量線とに交互に電気的に接続され、前記保持容量線駆動手段は、前記複数の保持容量線に前記正極性電位と前記負極性電位とを交互に供給し、各行の画素回路に対して前記データ信号を書き込む期間の前後で前記保持容量線に供給する電位を前記正極性電位と前記負極性電位との間で遷移させることが望ましい。この場合には、行方向と列方向に配列される複数の画素回路において、千鳥状に正極性電位および負極性電位を供給することが可能となるので、本数の少ない保持容量線を用いて、ドット反転駆動を行うことができる。

また、保持容量線の他の態様としては、前記複数の保持容量線は、各行の画素回路に対して第１保持容量線および第２保持容量線の組として設けられており、前記走査線の方向に配置された画素回路は、前記第１保持容量線と前記第２保持容量線とに交互に電気的に接続され、前記保持容量線駆動手段は、前記第１保持容量線に前記正極性電位と前記負極性電位とのうちいずれか一方を供給し、前記第２保持容量線にいずれか他方を供給することが好ましい。この場合には、１行当たり２本の保持容量線を用いて正極性電位と負極性電位とを各画素回路に供給することができる。

また、上述した電気光学装置において、前記第２電極は複数の画素回路に共通な共通電極であり、前記基準電位は前記共通電極に供給される電位であることが好ましい。この場合は、いわゆる縦電界を電気光学物資に印加することができる。
また、上述した電気光学装置において、前記第２電極は前記第１電極と同一の層で形成され、前記基準電位は前記データ信号の最大電位と最小電位との平均電位であることが好ましい。この場合は、いわゆる横電界を電気光学物質に印加することができる。

次に、本発明に係る本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えることを特徴とする。このような電子機器としては、例えば、携帯情報端末、携帯電話機、ノート型コンピュータ、ビデオカメラ、およびプロジェクタなどが該当する。

さらに、本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の保持容量線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路とを備え、前記画素回路は、前記走査線を介して供給される走査信号に従ってオン・オフが制御され、第１の端子が前記データ線と電気的に接続され、第２の端子が第１電極と電気的に接続されるスイッチング素子と、一方の端子が前記スイッチング素子の第２の端子と電気的に接続され、他方の端子が前記保持容量線と電気的に接続される保持容量と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた電気光学物質とを備え、前記複数のデータ線は、各列の画素回路に対して第１データ線および第２データ線の組として設けられており、前記データ線の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は前記第１データ線と電気的に接続され、他方の画素回路は前記第２データ線と電気的に接続される電気光学装置を駆動する方法であって、前記複数の走査線の各々に前記走査信号を順次供給し、一列の画素回路の各々が表示すべき階調を示し、基準電位を中心として１水平走査期間ごとに極性が反転したデータ信号を生成し、前記データ信号を、前記走査信号による前記走査線の選択と同期して、前記第１データ線と前記第２データ線とに交互に供給することを特徴とする。

この発明によれば、各データ線に供給されるデータ信号の極性を揃えることができるので、行ごとに電気光学物質に印加する電圧を反転しつつ、データ線の電位の変化を低減することが可能となる。データ線には寄生容量が付随するためデータ線は容量性負荷であるが、データ線の電位変化が小さくなるので、その駆動で消費される電力を大幅に削減することができる。
なお、上述した発明において電気光学物質とは、電気的なエネルギーによって光学特性が変化する物質の意味であり、例えば、印加電圧に応じて透過率が変化する液晶が該当する。

＜１．第１実施形態＞
図１に第１実施形態に係る電気光学装置のブロック図を示す。この電気光学装置５００は電気光学材料として液晶を用いる。電気光学装置５００は、主要部として液晶パネルＡＡを備える。液晶パネルＡＡは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する）を形成した素子基板と対向基板とを互いに電極形成面を対向させて、かつ、一定の間隙を保って貼付し、この間隙に液晶が挟持されている。

また、電気光学装置５００は、液晶パネルＡＡ、タイミング発生回路３００および画像処理回路４００を備える。液晶パネルＡＡの素子基板上には、画像表示領域Ａ、走査線駆動回路１００およびデータ線駆動回路２００が形成されている。この電気光学装置５００に供給される入力画像データＤｉｎは、例えば、３ビットパラレルの形式である。タイミング発生回路３００は、画像処理回路４００から供給される水平走査信号や垂直走査信号などの制御信号に同期して、Ｙクロック信号ＹＣＫ、Ｘクロック信号ＸＣＫ、Ｙ転送開始パルスＤＹ、およびＸ転送開始パルスＤＸを生成して、走査線駆動回路１００およびデータ線駆動回路２００に供給する。また、タイミング発生回路３００は、画像処理回路４００を制御する各種のタイミング信号を生成し、これを出力する。

ここで、Ｙクロック信号ＹＣＫは、走査線２０を選択する期間を特定し、Ｘクロック信号ＸＣＫは、データ線１０を選択する期間を特定する。また、Ｙ転送開始パルスＤＹは走査線２０の選択開始を指示するパルスであり、一方、Ｘ転送開始パルスＤＸはデータ線１０の選択開始を指示するパルスである。
次に、画像処理回路４００は、入力画像データＤｉｎに、液晶パネルの光透過特性を考慮したガンマ補正等を施した後、ＲＧＢ各色の画像データをＤ／Ａ変換して、画像信号ＶＩＤを生成して液晶パネルＡＡに供給する。

画像表示領域Ａには、Ｘｍ（ｍは２以上の自然数）本の走査線２０が、Ｘ方向に沿って平行に配列して形成される一方、ｎ（ｎは２以上の自然数）本のデータ線１０が、Ｙ方向に沿って平行に配列して形成されている。そして、データ線１０と走査線２０との交差に対応してｍ×ｎ個の画素回路Ｐ（Ｐ１１〜Ｐｍｎ）が配列される。
図２に画像表示領域Ａおよびデータ線駆動回路２００の一部の詳細な構成を示す。図１では簡略化して説明したが、各列の画素回路Ｐに対してデータ線１０は第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂの組から構成される。また、データ線１０および走査線２０の他に保持容量線３０が設けられている。この例の保持容量線３０はｎ+１本あり、データ線１０に沿って配置される画素回路Ｐの間、および画素回路Ｐの両端に配置される。

そして、走査線２０とデータ線１０との交差に対応して画素回路Ｐが形成される。画素回路Ｐは、ＴＦＴ５０、液晶素子６０および保持容量７０を備える。液晶素子６０は画素電極（第１電極）６１と対向電極６２（第２電極）との間に液晶を挟持して構成される。対向電極６２には共通電位Ｖcomが供給される（図示略）。ＴＦＴ５０のゲートは走査線２０と接続され、そのソースは第１データ線１０ａまたは第２データ線１０ｂと接続され、そのドレインは画素電極６１と接続される。保持容量７０は第１端子７１がＴＦＴ５０のドレインと接続され第２端子７２が保持容量線３０と接続される。

ここで、データ線１０の方向（列方向）に配列された画素回路は、交互に第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂに接続される。この例では、奇数行の画素回路Ｐが第１データ線１０ａと接続される一方、偶数行の画素回路Ｐが第２データ線１０ｂに接続される。換言すれば、データ線１０の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は第１データ線１０ａと電気的に接続され、他方の画素回路は第２データ線１０ｂと電気的に接続される。例えば、第１列に着目すると、第１行、第３行、…には第１データ線１０ａを介してデータ信号Ｘ１ａが供給され、第２行、第４行、…には第２データ線１０ｂを介してデータ信号Ｘ１ｂが供給される。データ線駆動回路２００の出力段には、スイッチＳＷが設けられており、各列のデータ信号Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｍを１水平走査期間ごとに第１データ線１０ａと第２データ１０ｂとに振り分ける。すなわち、データ線駆動回路２００は、一列の画素回路Ｐの各々が表示すべき階調を示すデータ信号Ｘを、走査信号による走査線２０の選択と同期して、第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂとに交互に供給する手段として機能する。

また、保持容量線３０はデータ線１０の方向（列方向）に隣接する画素回路Ｐの間に設けられているが、走査線２０の方向（行方向）に配置された画素回路Ｐは、上側の保持容量線３０と下側の保持容量線３０とに交互に接続される。

また、ＴＦＴ５０のゲートが接続される各走査線２０には、走査線駆動回路１００から、走査信号ＧＬ１、ＧＬ２、…、ＧＬｍが、パルス的に線順次で印加されるようになっている。このため、ある走査線２０に走査信号が供給されると、当該走査線に接続されるＴＦＴ５０がオンするので、データ線１０から所定のタイミングで供給されるデータ信号Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎは、対応する画素に順番に書き込まれた後、所定の期間保持されることとなる。

各画素に印加される電圧レベルに応じて液晶分子の配向や秩序が変化するので、光変調による階調表示が可能となる。例えば、液晶を通過する光量は、ノーマリーホワイトモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて制限される一方、ノーマリーブラックモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて緩和されるので、電気光学装置５００全体では、画像信号に応じたコントラストを持つ光が各画素毎に出射される。このため、所定の表示が可能となる。また、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、保持容量７０が、画素電極６１と対向電極６２との間に形成される液晶容量と並列に付加される。これにより保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現されることとなる。
さらに、走査線駆動回路１００は保持容量線３０を駆動する保持容量線駆動手段として機能する。この例の走査線駆動回路１００は、保持電位ＨＬ１、ＨＬ２、…ＨＬm+1を各保持容量線３０に供給する。

次に、図３を参照して、電気光学装置の動作を説明する。まず、第１データ線１０ａ、１０ｂに供給されるデータ信号X1b,X2a,X3b…は、第１フィールドＦ１において負極性となる一方、第２フィールドＦ２において正極性になる。一方、データ信号X1a,X2b,X3a…は、第１フィールドＦ１において正極性となる一方、第２フィールドＦ２において負極性になる。ここで、信号の極性は、対向電極６２の共通電位Ｖcomを基準として高電位を正極性、低電位を負極性と定める。

また、保持電位ＨＬ１、ＨＬ２、…ＨＬmは、走査信号ＧＬ１〜ＧＬｍがハイレベルとなるデータ信号の書き込み期間が終了した後、電位が変化する。保持電位ＨＬ１〜ＨＬmのハイレベルを正極性電位、ローレベルを負極性電位と称する。例えば、時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間において走査信号ＧＬ１がハイレベルになり、データ信号Ｘ１ａ[1]が画素回路Ｐ１１に書き込まれた後、保持電位ＨＬ１は負極性電位から正極性電位に遷移する。換言すれば、保持電位ＨＬ１〜ＨＬｍは各行の画素回路Ｐに対してデータ信号を書き込む期間の前後で正極性電位と負極性電位との間で遷移する。

ここで、図４および図５を参照して、画素回路Ｐにおける各種のノードの電位を説明する。図４は第１フィールドＦ１でのノード電位を、図５は第２フィールドＦ２でのノード電位を示している。これらの図において、「Ｖ+max」は表示時における画素電極６１の電位のうち正極性の上限値であり、「Ｖ+min」は表示時における画素電極６１の電位のうち正極性の下限値である。また、「Ｖ-max」は表示時における画素電極６１の電位のうち負極性の上限値であり、「Ｖ-min」は表示時における画素電極６１の電位のうち負極性の下限値である。また、「ＰＸ１１」は画素回路Ｐ１１におけるＴＦＴ５０のドレイン電位（画素電極６１の電位）、「ＰＸ１２」は画素回路Ｐ１２におけるＴＦＴ５０のドレイン電位、「ＰＸ２１」は画素回路Ｐ２１におけるＴＦＴ５０のドレイン電位である。

第１フィールドＦ１において、例えば、画素回路Ｐ１１に着目すると、走査信号ＧＬ１がハイレベルとなる書き込み期間において、保持電位ＨＬ１は負極性電位となっている。この状態でデータ信号Ｘ１ａが画素電極６１に供給されると、画素電極電位ＰＸ１１がデータ信号Ｘ１ａの電位に漸近する。そして、走査信号ＧＬ１がハイレベルからローレベルに遷移すると、ＴＦＴ５０がオフ状態となり画素電極６１はフローティング状態となる。このとき、保持電位ＨＬ１が負極性電位から正極性電位に遷移する。すると、保持容量７０の第２端子７２の電位が正極性電位に変化し、これに伴って保持容量７０の第１端子７１の電位が上昇する。これによって、液晶素子６０には共通電位Ｖcomを基準として正極性の電圧ΔＶ１１が印加される。
次に、画素回路Ｐ２１に着目すると、走査信号ＧＬ２がハイレベルとなる書き込み期間において、保持電位ＨＬ２は正極性電位となっている。この状態でデータ信号Ｘ１ｂが画素電極６１に供給されると、画素電極電位ＰＸ２１がデータ信号Ｘ１ｂの電位に漸近する。そして、走査信号ＧＬ２がハイレベルからローレベルに遷移すると、ＴＦＴ５０がオフ状態となり画素電極６１はフローティング状態となる。このとき、保持電位ＨＬ２が正極性電位から負極性電位に遷移する。すると、保持容量７０の第２端子７２の電位が負極性電位に変化し、これに伴って保持容量７０の第１端子７１の電位が下降する。これによって、液晶素子６０には共通電位Ｖcomを基準として負極性の電圧ΔＶ２１が印加される。

次に、画素回路Ｐ１２に着目する。画素回路Ｐ１２は、図２に示すように下側の保持容量線３０に接続されるので、保持電位ＨＬ２が供給される。この例では、走査信号ＧＬ１がハイレベルになると、正極性のデータ信号Ｘ２ａが画素電極６１に供給され、画素電極電位ＰＸ１２がデータ信号Ｘ２ａの電位に漸近する。そして、走査信号ＧＬ１がハイレベルからローレベルに遷移して書き込み期間が終了しても、保持電位ＨＬ２は正極性電位を維持した後、次の書き込み期間で走査信号GL2がローレベルに遷移した後で負極性電位に変化する。このため、画素回路P12の液晶素子６０には共通電位Ｖcomを基準として負極性の電圧ΔＶ１２が印加される。
第２フィールド期間Ｆ２では、画素回路Ｐ１１に着目すると、走査信号ＧＬ１がハイレベルとなる書き込み期間において、保持電位ＨＬ１は正極性電位となっている。この状態でデータ信号Ｘ１ａが画素電極６１に供給されると、画素電極電位ＰＸ１１がデータ信号Ｘ１ａの電位に漸近する。そして、走査信号ＧＬ１がハイレベルからローレベルに遷移すると、ＴＦＴ５０がオフ状態となり画素電極６１はフローティング状態となる。このとき、保持電位ＨＬ１が正極性電位から負極性電位に遷移する。すると、保持容量７０の第２端子７２の電位が負極性電位に変化し、これに伴って保持容量７０の第１端子７１の電位が下降する。これによって、液晶素子６０には共通電位Ｖcomを基準として、第１フィールドＦ１での極性とは逆の負極性の電圧ΔＶ１１が印加される。
画素回路P21,P12などにおいても、ノードの電位は第２フィールド期間Ｆ２では第１フィールド期間Ｆ１と逆の極性で変化する。

このように液晶素子６０に印加する電圧の極性を制御することによって、第１フィールドＦ１では、図６（Ａ）に示す極性の電圧が液晶素子６０に印加される一方、第２フィールドでは図６（Ｂ）に示す電圧が液晶素子６０に印加される。これにより、ドット反転方式の駆動が行われる。

本実施形態では、各列の画素回路Ｐに第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂとを用いてデータ信号を伝送した。このように２本で１組のデータ線１０を用いたのは以下の理由による。ドット反転やライン反転の駆動方法では、１列ごとにデータ信号の極性を反転する必要がある。データ線１０は容量性負荷であるから、１水平走査期間ごとにデータ信号の極性を反転させると、消費電力が増大する。そこで、第１データ線１０ａを奇数行の画素回路Ｐに接続する一方、第２データ線１０ｂを偶数行に接続することによって、１本のデータ線１０に供給されるデータ信号Ｘの極性を揃えることができる。画像信号には垂直方向に相関性が高いといった性質があるので、データ信号の極性を揃えることによって、データ線１０の電位の変動を抑圧することができる。この結果、消費電力を大幅に削減することが可能となる。

図７に画像表示領域Ａのレイアウトの一部を示す。図７では、半導体層、ゲート配線層およびソース配線層のみを図示しているが、これらの層は例えばガラス等の基板上に形成されており、各層間には絶縁層等の層が介在しているが、図示の便宜上省略している。また、配線層の上には、絶縁層が形成されており、この絶縁層の上には透明な画素電極６１が形成されている。上述した第１データ線１０ａおよび第２データ線１０ｂは、ソース配線層によって形成される。また、走査線２０および保持容量線３０はゲート配線層によって形成される。さらに、保持容量７０はＴＦＴ５０のドレインと一体に形成された半導体層とゲート絶縁膜とゲート配線層とによって構成される。

＜２．第２実施形態＞
第２実施形態の電気光学装置５００は、１行当たり１本の保持容量線３０の替わりに１行当たり２本の第１保持容量線３０ａおよび第２保持容量線３０ｂを備える点、走査線駆動回路１００が第１保持容量線３０ａおよび第２保持容量線３０ｂに第１保持電位と第２保持電位を各々供給する点を除いて、第１実施形態の電気光学装置５００と同様に構成されている。

図８に画像表示領域Ａおよびデータ線駆動回路２００の一部の詳細な構成を示す。この図に示すように奇数列の奇数行の画素回路および偶数列の偶数行の画素回路Ｐは第１保持容量線３０ａに接続され、偶数列の奇数行の画素回路Ｐおよび奇数列の偶数行の画素回路Ｐは第２保持容量線３０ｂに接続される。すなわち、第１保持容量線３０ａに接続される画素回路は千鳥状に配列され、第２保持容量線３０ｂに接続される画素回路も千鳥状に配列される。各行の第１保持容量線３０ａには第１保持電位ＨＬ１ａ〜ＨＬｎａが供給され、各行の第２保持容量線３０ｂには第２保持電位ＨＬ１ｂ〜ＨＬｎｂが供給される。

図９は第２実施形態の電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように第１保持電位ＨＬ１ａ〜ＨＬｎａの各々は、第１フィールドＦ１において、走査信号ＧＬ１〜ＧＬｍがハイレベルからローレベルに遷移すると、負極性電位から正極性電位に遷移する。一方、第２保持電位ＨＬ１ｂ〜ＨＬｎｂは第１保持電位ＨＬ１ａ〜ＨＬｎａを反転したものである。例えば、第１行の第１保持容量線３０ａに供給される第１保持電位ＨＬ１ａは、走査信号ＧＬ１が時刻ｔ１においてハイレベルからローレベルに遷移すると、負極性電位から正極性電位に遷移する。一方、第１行の第２保持容量線３０ｂに供給される第２保持電位ＨＬ１ｂは、時刻ｔ１において正極性電位から負極性電位に遷移する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１データ線１０ａを奇数行の画素回路Ｐに接続する一方、第２データ線１０ｂを偶数行に接続することによって、１本のデータ線１０に供給されるデータ信号Ｘの極性を揃えることができ、データ線１０の電位の変動を抑圧することができる。この結果、消費電力を大幅に削減することが可能となる。

図１０に第２実施形態における画像表示領域Ａのレイアウトの一部を示す。第１データ線１０ａおよび第２データ線１０ｂは、ソース配線層によって形成される。また、走査線２０、第１保持容量線３０ａおよび第２保持容量線３０ｂはゲート配線層によって形成される。さらに、保持容量７０はＴＦＴ５０のドレインと一体に形成された半導体層とゲート絶縁膜とゲート配線層とによって構成される。保持容量７０は第１保持容量線３０ａと第２保持容量線３０ｂとの間に形成され、ゲート配線層で構成される第２端子７２が第１保持容量線３０ａまたは第２保持容量線３０ｂと接続される。

なお、本実施形態において、上述した第１保持電位ＨＬ１ａ〜ＨＬｎａおよび第２保持電位ＨＬ１ｂ〜ＨＬｎｂは、負極正電位と正極性電位との間で電位を遷移させるタイミングを１水平走査期間ごとにずらしたが、１フィールドごとに負極正電位と正極性電位との間で電位を遷移させるのであれば、全部を同一のタイミングで実行してもよい。

＜３．第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態の電気光学装置は、液晶に光の射出方向の縦電界を印加するものであった。これに対して、第３実施形態の電気光学装置は、液晶に光の射出方向と直交する方向の横電界を印加するものである。このため、液晶に電圧を印加する第１電極６３と第２電極６４とが同一の層で構成される。

図１１に画像表示領域Ａおよびデータ線駆動回路２００の一部の詳細な構成を示す。この図に示すように液晶素子６０は保持容量７０と並列に接続される。より具体的には、液晶素子６０の第１電極６３と保持容量７０の第１端子７１とが接続され、液晶素子６０の第２電極６４と保持容量７０の第２端子７２とが接続される。

データ線１０の方向（列方向）に配列された画素回路は、交互に第１データ線１０ａと第２データ線１０ｂに接続される。この例では、奇数行の画素回路Ｐが第１データ線１０ａと接続される一方、偶数行の画素回路Ｐが第２データ線１０ｂに接続される。換言すれば、データ線１０の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は第１データ線１０ａと電気的に接続され、他方の画素回路は第２データ線１０ｂと電気的に接続される。また、保持容量線３０はデータ線１０の方向（列方向）に隣接する画素回路Ｐの間に設けられているが、走査線２０の方向（行方向）に配置された画素回路Ｐは、上側の保持容量線３０と下側の保持容量線３０とに交互に接続される。

次に、図１２を参照して、電気光学装置の動作を説明する。まず、第１データ線１０ａ,10bに供給されるデータ信号X1b,X2a,X3b…は、第１フィールドＦ１において負極性となる一方、第２フィールドＦ２において正極性になる。一方、第２でーた信号X1a,X2b,X3b…は、第１フィールドＦ１において正極性となる一方、第２フィールドＦ２において負極性になる。本実施形態における電位の極性は、液晶素子６０の第１電極６３および第２電極６４に印加される最大電位と最小電位との平均電位を基準電位としたとき、基準電位より高電位を正極性、基準電位より低電位を負極性と定める。

また、保持電位ＣＬ１、ＣＬ２、…ＣＬmは、走査信号ＧＬ１〜ＧＬｍがハイレベルとなるデータ信号の書き込み期間が終了した後、正極性電位から負極性電位へ、あるいは負極性電位から正極性電位へ変化する。すなわち、保持電位ＣＬ１〜ＣＬｍは各行の画素回路Ｐに対してデータ信号を書き込む期間の前後で正極性電位と負極性電位との間で遷移する。

図１３および図１４を参照して、画素回路Ｐにおける各種のノードの電位を説明する。図１３は第１フィールドＦ１でのノード電位の変化を示し、図１４は第２フィールドＦ２でのノード電位の変化を示す。画素回路Ｐ１１に着目すると、走査信号ＧＬ１がハイレベルとなる書き込み期間において、保持電位ＣＬ１は電位Ｖ-max（負極性電位）となっている。この状態でデータ信号Ｘ１ａが画素電極６１に供給されると、画素電極電位ＰＸ１１がデータ信号Ｘ１ａの電位に漸近する。このとき、液晶素子６０の容量および保持容量７０に電圧ΔＶ１１が印加される。そして、走査信号ＧＬ１がハイレベルからローレベルに遷移すると、ＴＦＴ５０がオフ状態となり画素電極６１はフローティング状態となる。このとき、保持電位ＣＬ１が負極性電位から正極性電位に遷移する。すると、保持容量７０の第２端子７２および液晶素子６０の第２電極６４の電位が正極性電位に変化し、これに伴って保持容量７０の第１端子７１の電位および液晶素子６０の第２電極６４の電位が上昇するが、液晶素子６０に印加された電圧ΔＶ１１は維持される。

次に、画素回路Ｐ２１では、走査信号ＧＬ２がハイレベルとなる書き込み期間において、保持電位ＣＬ２は正極性電位となっている。この状態でデータ信号Ｘ１ｂが画素電極６１に供給されると、画素電極電位ＰＸ２１がデータ信号Ｘ１ｂの電位に漸近する。このとき、液晶素子６０の容量および保持容量７０に電圧ΔＶ２１が印加される。そして、走査信号ＧＬ２がハイレベルからローレベルに遷移すると、ＴＦＴ５０がオフ状態となり画素電極６１はフローティング状態となる。このとき、保持電位ＣＬ２が正極性電位から負極性電位に遷移する。すると、保持容量７０の第２端子７２および液晶素子６０の第２電極６４の電位が負極性電位に変化し、これに伴って保持容量７０の第１端子７１の電位が下降するが、液晶素子６０に印加された電圧ΔＶ２１は維持される。
。

次に、画素回路Ｐ１２では、図１１に示すように下側の保持容量線３０に接続されるので、保持電位ＣＬ２が供給される。この例では、走査信号ＧＬ１がハイレベルになると、正極性のデータ信号X2aが画素電極６１に供給され、画素電極電位ＰＸ１２がデータ信号X2aの電位に漸近する。そして、走査信号ＧＬ１がハイレベルからローレベルに遷移して書き込み期間が終了しても、保持電位ＣＬ２は正極性電位を維持するが次の書き込み期間で走査信号GL2がハイレベルからローレベルに遷移すると保持電位GL２の極性は反転し負極性電位になる。このため、液晶素子６０には電圧ΔＶ１２が印加される。

第３実施形態では、第１および第２実施形態と同様に、第１データ線１０ａを奇数行の画素回路Ｐに接続する一方、第２データ線１０ｂを偶数行に接続することによって、１本のデータ線１０に供給されるデータ信号Ｘの極性を揃えることができ、データ線１０の電位の変動を抑圧することができる。この結果、消費電力を大幅に削減することが可能となる。
なお、横電界方式の第３実施形態においても、第２実施形態と同様に１行あたり２本の保持容量線３０を用いて、液晶素子６０に印加される電圧を制御してもよい。
また、上述した各実施形態の電気光学装置５００は、電気光学物質に液晶を用いた液晶表示装置であり、この液晶表示装置は、透過型、反射型または半透過半反射型のいずれにも適用可能である。

＜４．電子機器＞
次に、本発明に係る電気光学装置５００を利用した電子機器について説明する。図１５は、以上に説明した何れかの形態に係る電気光学装置５００を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての電気光学装置５００と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。この電気光学装置５００は消費電力を低減することができるので、バッテリーの駆動においても連続使用時間を伸ばすことが可能となる。

図１６に、実施形態に係る電気光学装置５００を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置としての電気光学装置５００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置５００に表示される画面がスクロールされる。

図１７に、実施形態に係る電気光学装置５００を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての電気光学装置５００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置５００に表示される。

なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図１５から図１７に示したもののほか、プロジェクタ、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、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、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。

本発明の第１実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。 同装置の画像表示領域およびデータ線駆動回路の一部の詳細な構成を示す回路図である。 同装置の動作を示すタイミングチャートである。 同装置の画素回路の第１フィールドにおける各種のノードの電位を示す説明図である。 同装置の画素回路の第２フィールドにおける各種のノードの電位を示す説明図である。 同装置のドット反転方式を説明するための概念図である。 同装置の画像表示領域のレイアウトの一部を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る電気光学装置に用いる画像表示領域およびデータ線駆動回路の一部の詳細な構成を示す回路図である。 同装置の動作を示すタイミングチャートである。 同装置の画像表示領域のレイアウトの一部を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る電気光学装置に用いる画像表示領域およびデータ線駆動回路の一部の詳細な構成を示す回路図である。 同装置の動作を示すタイミングチャートである。 同装置の画素回路の第１フィールドにおける各種のノードの電位を示す説明図である。 同装置の画素回路の第２フィールドにおける各種のノードの電位を示す説明図である。 電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの斜視図である。 電子機器の一例たる携帯電話機の斜視図である。 電子機器の一例たる携帯情報端末の斜視図である。

符号の説明

１０……データ線、１０ａ……第１データ線、１０ｂ……第２データ線、２０……走査線、３０……保持容量線、３０ａ……第１保持容量線、３０ｂ……第２保持容量線、５０……ＴＦＴ（スイッチング素子）、６０……液晶素子、６１……画素電極、６２……対向電極（共通電極）、７０……保持容量、７１……第１端子、７２……第２端子、１００……走査線駆動回路（保持容量線駆動回路）、２００……データ線駆動回路、５００……電気光学装置、Ｘ１ａ〜Ｘｍａ……第１データ信号、Ｘ１ｂ〜Ｘｍｂ……第２データ信号、
ＧＬ１〜ＧＬｍ……走査信号、Ｐ１１〜Ｐｎｍ……画素回路。

Claims (9)

1. 複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の保持容量線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路とを備える電気光学装置であって、
   前記画素回路は、
   前記走査線を介して供給される走査信号に従ってオン・オフが制御され、第１の端子が前記データ線と電気的に接続され、第２の端子が第１電極と電気的に接続されるスイッチング素子と、
   一方の端子が前記スイッチング素子の第２の端子と電気的に接続され、他方の端子が前記保持容量線と電気的に接続される保持容量と、
   前記第１電極と第２電極との間に設けられた電気光学物質とを備え、
   前記複数のデータ線は、各列の画素回路に対して第１データ線および第２データ線の組として設けられており、
   前記データ線の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は前記第１データ線と電気的に接続され、他方の画素回路は前記第２データ線と電気的に接続される、
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 一列の画素回路の各々が表示すべき階調を示し、且つ、基準電位を中心として１水平走査期間ごとに極性が反転したデータ信号を、前記走査信号による前記走査線の選択と同期して、前記第１データ線と前記第２データ線とに交互に供給するデータ線駆動回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 基準電位を中心として高電位の正極性電位と低電位の負極性電位とを生成し、各行の画素回路を順次選択し、最初の行から最後の行までを選択する期間を１フィールドとしたとき、１フィールドごとに前記保持容量線に供給する電位を前記正極性電位と前記負極性電位との間で遷移させる保持容量線駆動手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記保持容量線は前記データ線の方向に隣接する画素回路の間に設けられており、
   前記走査線の方向に配置された画素回路は、上側の保持容量線と下側の保持容量線とに交互に電気的に接続され、
   前記保持容量線駆動手段は、
   前記複数の保持容量線に前記正極性電位と前記負極性電位とを交互に供給し、
   各行の画素回路に対して前記データ信号を書き込む期間の前後で前記保持容量線に供給する電位を前記正極性電位と前記負極性電位との間で遷移させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記複数の保持容量線は、各行の画素回路に対して第１保持容量線および第２保持容量線の組として設けられており、
   前記走査線の方向に配置された画素回路は、前記第１保持容量線と前記第２保持容量線とに交互に電気的に接続され、
   前記保持容量線駆動手段は、
   前記第１保持容量線に前記正極性電位と前記負極性電位とのうちいずれか一方を供給し、前記第２保持容量線にいずれか他方を供給する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記第２電極は複数の画素回路に共通な共通電極であり、
   前記基準電位は前記共通電極に供給される電位である、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
7. 前記第２電極は前記第１電極と同一の層で形成され、前記基準電位は前記データ信号の最大電位と最小電位との平均電位であることを特徴とする３乃至５のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
9. 複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の保持容量線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路とを備え、前記画素回路は、前記走査線を介して供給される走査信号に従ってオン・オフが制御され、第１の端子が前記データ線と電気的に接続され、第２の端子が第１電極と電気的に接続されるスイッチング素子と、一方の端子が前記スイッチング素子の第２の端子と電気的に接続され、他方の端子が前記保持容量線と電気的に接続される保持容量と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた電気光学物質とを備え、前記複数のデータ線は、各列の画素回路に対して第１データ線および第２データ線の組として設けられており、前記データ線の方向に隣接する画素回路において、一方の画素回路は前記第１データ線と電気的に接続され、他方の画素回路は前記第２データ線と電気的に接続される電気光学装置の駆動方法であって、
   前記複数の走査線の各々に前記走査信号を順次供給し、
   一列の画素回路の各々が表示すべき階調を示し、基準電位を中心として１水平走査期間ごとに極性が反転したデータ信号を生成し、
   前記データ信号を、前記走査信号による前記走査線の選択と同期して、前記第１データ線と前記第２データ線とに交互に供給する、
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。

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