JP2016085401A - 電気光学装置、電気光学装置の制御方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】データ電圧の書き込みを高速化する。
【解決手段】電気光学装置は、信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線をｋ本のデータ線の中から選択する選択回路と、複数の走査線の中から少なくとも１本の走査線を選択する走査線駆動回路と、１本の走査線が選択されている期間のうち、時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間においてｋ本のデータ線を全て選択するように選択回路を制御し、当該第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、当該第２プリチャージ期間において当該データ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う制御回路とを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置、電気光学装置の制御方法および電子機器に関する。

液晶素子等の電気光学素子を用いたドットマトリクス表示装置が知られている。これらの表示装置における表示品質向上のため、画素にデータを書き込む前にプリチャージ電圧を印加する技術が知られている。例えば特許文献１は、１フレーム毎にデータ電圧の極性を反転させる駆動方法において、負極性の電圧でプリチャージを行うことを開示している。また、特許文献２は、１フレーム毎にデータ電圧の極性を反転させる駆動方法において、負極性の電圧でプリチャージを行った後、さらに、ビデオ振幅の中間電位でプリチャージを行うことを開示している。

また、特許文献３は、データ線を複数のブロックに区分し、ドライバーＩＣからの出力信号をブロック内の複数のデータ線に時分割で分配する構成の電気光学装置において１水平期間毎に駆動電圧の極性を反転させる駆動方法を用いたときに、ブロック内の複数のデータ線に印加される電圧の平均電圧でプリチャージを行うことを開示している。

特開２０１０−１２７９５３号公報 特開２００６−２５９２２４号公報 特開２００５−４３４１８号公報

特許文献１に記載の技術においては、負極性の電圧でプリチャージを行うため、特にデータ電圧が正極性である場合、データ電圧の書き込みに時間を要するという問題があった。特許文献２に記載の技術は、ドライバーＩＣからの出力信号を複数のデータ線に時分割で分配する構成の電気光学装置を用いたものでないという問題があった。特許文献３に記載の技術は、１フレーム毎にデータ電圧の極性を反転させる駆動方法を用いたものでないという問題があった。

これに対し本発明は、ドライバーＩＣからの出力信号を複数のデータ線に時分割で分配する構成の電気光学装置において１フレーム毎にデータ電圧の極性を反転させる駆動方法を用いた場合に、データ電圧の書き込みをより高速化する技術に関する。

本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素と、前記複数のデータ線のうちｋ本のデータ線（ただしｋ＞１）に対して印加される、入力映像に応じた電圧の大きさおよびフレーム毎に反転される極性を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に供給するデータ線駆動回路と、前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線を前記ｋ本のデータ線の中から選択する選択回路と、前記複数の走査線の中から少なくとも１本の走査線を選択する走査線駆動回路と、１本の走査線が選択されている期間のうち、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間において前記ｋ本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し、当該第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、当該第２プリチャージ期間において当該データ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う制御回路とを有する電気光学装置を提供する。

この電気光学装置によれば、データ電圧の書き込みを高速化することができる。

前記制御回路は、前記時分割多重された映像信号に応じて前記ｋ本のデータ線に印加されるデータ電圧の平均値に応じた電圧を前記第２プリチャージ期間において印加する制御を行ってもよい。

この電気光学装置によれば、データ電圧の平均値と無関係な電圧を第２プリチャージ期間において印加する例と比較して、データ電圧の書き込みを高速化できる。

前記制御回路は、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性に応じて異なる大きさの電圧を前記第２プリチャージ期間において印加する制御を行ってもよい。

この電気光学装置によれば、データ電圧の極性によらず同一の大きさの電圧を前記第２プリチャージ期間において印加する例と比較して、データ電圧の書き込みを高速化できる。

前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性が前記第１プリチャージ期間において印加される電圧の極性と同じ場合、前記制御回路は、前記第２プリチャージ期間における電圧印加は行わないように制御を行ってもよい。

この電気光学装置によれば、データ電圧の極性によらず第２プリチャージを行う例と比較して、データ電圧の書き込みを高速化できる。

前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性が前記第１プリチャージ期間において印加される電圧の極性と同じ場合、前記制御回路は、所定の大きさの電圧を前記第２プリチャージ期間において印加するように制御を行ってもよい。

この電気光学装置によれば、データ電圧に応じた電圧を第２プリチャージ期間において印加する例と比較して、装置構成を単純化できる。

前記データ線駆動回路が、前記第２プリチャージ期間における電圧印加を行ってもよい。

この電気光学装置によれば、データ電圧の印加を行う回路とプリチャージ電圧の印加を行う回路とを別個に設けた例と比較して、装置構成を単純化できる。

前記制御回路は、前記ｋ本のデータ線のうち一のデータ線が選択される期間の一部が、他のデータ線が選択される期間と重複するように、前記選択回路を制御してもよい。

この電気光学装置によれば、一のデータ線が選択される期間の一部が他のデータ線が選択される期間と重複しない例と比較して、データ電圧の書き込みを高速化できる。

前記制御回路は、前記ｋ本のデータ線のうち一のデータ線が選択される期間の半分が、他のデータ線が選択される期間と重複するように、前記選択回路を制御してもよい。

この電気光学装置によれば、一のデータ線が選択される期間の半分未満が他のデータ線が選択される期間と重複する例と比較して装置構成を単純化できる。

また、本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素を有する電気光学装置の制御方法であって、前記複数のデータ線のうちｋ本のデータ線（ただしｋ＞１）に対して印加される、入力映像に応じた電圧の大きさおよびフレーム毎に反転される極性を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に供給し、前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線を前記ｋ本のデータ線の中から選択し、前記複数の走査線の中から少なくとも１本の走査線を選択し、１本の走査線が選択されている期間のうち、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間において前記ｋ本のデータ線を全て選択し、前記第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、前記第２プリチャージ期間において前記データ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う電気光学装置の制御方法を提供する。

この制御方法によれば、データ電圧の書き込みを高速化することができる。

さらに、本発明は、上記いずれかの電気光学装置を有する電子機器を提供する。

この電気機器によれば、データ電圧の書き込みを高速化することができる。

一実施形態に係る電気光学装置１の外観を示す図。 電気光学装置１の構成を示す模式図。 液晶パネル１００の構造を示す図。 画素１１１の等価回路を示す図。 関連技術に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャート。 電気光学装置１の動作例１に係る動作を示すタイミングチャート。 第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさを例示する図。 電気光学装置１の動作例２に係る動作を示すタイミングチャート。 一実施形態に係るプロジェクター２１００を例示する図。 電気光学装置１の変形例に係る動作を示すタイミングチャート。

１．構成
図１は、一実施形態に係る電気光学装置１の外観を示す図である。電気光学装置１は、例えば、プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置である。電気光学装置１は、液晶パネル１００、データ線駆動回路２００、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板３００、回路基板４００、および制御回路５００を有する。ＦＰＣ基板３００上には、データ線駆動回路２００が設けられている。回路基板４００上には、電気光学装置１を制御する制御回路５００が設けられている。回路基板４００と液晶パネル１００とは、ＦＰＣ基板３００を介して電気的に接続される。回路基板４００とＦＰＣ基板３００とは、コネクター４１０およびコネクター３２０を介して接続される。ＦＰＣ基板３００と液晶パネル１００とはコネクター３１０およびコネクター１０７を介して接続される。電気光学装置１は、ホスト装置（図示略）から供給される信号に応じて動作する。

図２は、電気光学装置１、特に液晶パネル１００の構成を示す模式図である。データ線駆動回路２００は、制御回路５００から入力されるクロック信号、制御信号、および映像信号に従って、液晶パネル１００に表示させる画像を示す映像信号を出力する。液晶パネル１００は、データ線駆動回路２００および他の回路から入力されるクロック信号および映像信号に従って、画像を表示する。

液晶パネル１００は、画素領域１１０、走査線駆動回路１３０、データ線選択回路１５０、ｎ本の映像信号線１６０、ｎ個の映像信号入力端子１６１、ｋ本の選択信号線（選択信号線１４１、選択信号線１４２、選択信号線１４３、および選択信号線１４４。図２の例ではｋ＝４）、およびｋ個の選択制御信号入力端子（選択制御信号入力端子１４６、選択制御信号入力端子１４７、選択制御信号入力端子１４８、および選択制御信号入力端子１４９）を有する。

画素領域１１０は、画像を表示する領域である。画素領域１１０は、ｍ本の走査線１１２、（ｋ×ｎ）本のデータ線１１４、および（ｍ×ｋ×ｎ）個の画素１１１を有する。走査線１１２は、走査信号を伝送する信号線であり、行（ｘ）方向に沿って設けられている。データ線１１４は、データ信号を伝送する信号線であり、列（ｙ）方向に沿って設けられている。走査線１１２とデータ線１１４とは、電気的に絶縁されている。画素１１１は、液晶パネル１００をｚ方向（ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向）から見たときに、走査線１１２とデータ線１１４との交差に対応して設けられている。すなわち、画素１１１は、ｍ行×（ｋ×ｎ）列のマトリクス状に配列されている。また、この例では、行方向において連続するｋ個の画素１１１が、１つの画素群（ブロック）を形成している。あるブロックに属する画素１１１は、データ線選択回路１５０を介して同一の映像信号線１６０に接続されている。すなわち、液晶パネル１００は、ｎ個のブロックに区分された画素群を有する。画素１１１の詳細は後述する。以下の説明において、複数の走査線１１２の各々を区別する必要があるときは、第１行、第２行、第３行、…、第ｍ行の走査線１１２と表す。複数のデータ線１１４の各々を区別する必要があるときは、第１列、第２列、第３列、…、第（ｋ×ｎ）列のデータ線１１４と表す。映像信号線１６０についても同様である。

走査線駆動回路１３０は、マトリクス状に配置された複数の画素１１１の中から、データを書き込む行を選択する。具体的には、走査線駆動回路１３０は、複数の走査線１１２の中から１本の走査線１１２を選択するための走査信号を出力する。走査線駆動回路１３０は、第１行、第２行、第３行、…、第ｍ行の走査線１１２に、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍを供給する。この例で、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍは、順次排他的にハイレベルとなる信号である。

選択信号線１４１、選択信号線１４２、選択信号線１４３、および選択信号線１４４は、選択制御信号入力端子１４６、選択制御信号入力端子１４７、選択制御信号入力端子１４８、選択制御信号入力端子１４９およびから入力された選択信号ＳＥＬ［１］、ＳＥＬ［２］、ＳＥＬ［３］、およびＳＥＬ［４］を伝送する信号線である。選択信号ＳＥＬ［１］、ＳＥＬ［２］、ＳＥＬ［３］、およびＳＥＬ［４］は、順次ハイレベルとなる信号である。

データ線選択回路１５０は、各ブロックにおいて、データを書き込む列を選択する。具体的には、データ線選択回路１５０は、そのブロックに属するｋ本のデータ線１１４の中から少なくとも１本のデータ線１１４を、選択信号ＳＥＬ［１］、ＳＥＬ［２］、ＳＥＬ［３］、およびＳＥＬ［４］に応じて選択する。データ線選択回路１５０は、ｎ列の画素群の各々に対応する、ｎ個のデマルチプレクサー１５１を有する。デマルチプレクサー１５１の詳細は後述する。

映像信号線１６０は、映像信号入力端子１６１から入力された映像信号Ｓを、データ線選択回路１５０に伝送する信号線である。映像信号Ｓは、画素１１１に書き込まれるデータを示す信号である。ここで、「映像」は静止画または動画をいう。１本の映像信号線１６０は、データ線選択回路１５０を介してｋ本のデータ線１１４に接続されている。したがって、映像信号Ｓにおいては、これらｋ本のデータ線１１４に供給されるデータが時分割多重されている。

データ線駆動回路２００は、第１列、第２列、第３列、…、第ｎ列の映像信号入力端子１６１に、映像信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓｎを出力する。また、データ線駆動回路２００は、選択制御信号入力端子１４６、選択制御信号入力端子１４７、選択制御信号入力端子１４８、および選択制御信号入力端子１４９に、選択信号ＳＥＬ［１］、ＳＥＬ［２］、ＳＥＬ［３］、およびＳＥＬ［４］を出力する。

図３（Ａ）は、液晶パネル１００の構造を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるＨ−ｈ線における断面を示す模式図である。液晶パネル１００は、素子基板１０１と、対向基板１０２と、液晶１０５とを有する。素子基板１０１と対向基板１０２とは、スペーサー（図示省略）を含むシール材９０によって一定の間隙を保って、互いに電極形成面が対向するように貼り合わせられている。液晶１０５は、この間隙に封入されている。液晶１０５は、例えばＶＡ（Vertical Alignment）型の液晶である。

素子基板１０１および対向基板１０２は、それぞれガラスまたは石英などの透明性を有する基板を有する。素子基板１０１にあっては、対向基板１０２よりもｙ方向のサイズが長い。奥側（ｈ側）が揃えられているので、素子基板１０１の手前側（Ｈ側）の一辺が対向基板１０２から張り出している。この張り出した領域にｘ方向に沿って複数のコネクター１０７が設けられている。複数のコネクター１０７は、ＦＰＣ基板３００に接続される。ＦＰＣ基板３００には、データ線駆動回路２００が形成される。複数のコネクター１０７は、外部の回路から各種信号や各種電圧、映像信号などを供給するための端子であり、上述の選択制御信号入力端子１４６、選択制御信号入力端子１４７、選択制御信号入力端子１４８、選択制御信号入力端子１４９、および映像信号入力端子１６１を含む。

素子基板１０１において対向基板１０２と対向する面には、画素電極１１８が形成されている。画素電極１１８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明性を有する導電層をパターニングしたものである。また、素子基板１０１には、走査線駆動回路１３０が形成されている。対向基板１０２において、素子基板１０１と対向する面に設けられた共通電極１０８は、同じくＩＴＯなどの透明性を有する導電層である。

図４は、画素１１１の等価回路を示す図である。図４では、第ｉ行の第（４ｊ−１）列〜第４ｊ列の画素１１１に対応するデマルチプレクサー１５１が示されている（ｉおよびｊは、１≦ｉ≦ｍおよび１≦ｊ≦ｎを満たす整数）。第ｉ行において、一つのブロックは、ｋ個（この例ではｋ＝４）の画素１１１から構成される。画素１１１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）１１６と、画素電極１１８と、液晶層１２０と、共通電極１０８と、保持容量１１７とを有する。ＴＦＴ１１６は、画素電極１１８へのデータの書き込み（電圧の印加）を制御するスイッチング素子であり、この例ではｎチャネル型の電界効果トランジスターである。ＴＦＴ１１６のゲート電極は走査線１１２に接続され、ソース電極はデータ線１１４に接続され、ドレイン電極は画素電極１１８に接続されている。走査線１１２にハイレベルの走査信号が供給されるとＴＦＴ１１６はオン状態になり、データ線１１４と画素電極１１８とが低インピーダンス状態になる。すなわち、画素電極１１８にデータが書き込まれる。走査線１１２にローレベルの走査信号が供給されるとＴＦＴ１１６はオフ状態になり、データ線１１４と画素電極１１８とは高インピーダンス状態になる。共通電極１０８はすべての画素１１１について共通である。共通電極１０８には、例えばデータ線駆動回路２００により、共通電圧ＬＣＣＯＭが印加される。液晶層１２０には、画素電極１１８と共通電極１０８との電位差に相当する電圧が印加され、この電圧に応じて光学的特性（反射率または透過率）が変化する。保持容量１１７は、液晶層１２０に並列に接続されており、画素電極１１８と共通電圧ＶＣＯＭとの電位差に相当する電荷を保持する（この例では、ＶＣＯＭ＝ＬＣＣＯＭである）。以下、ある特定のブロックにおいて画素１１１の各々を区別するときは、画素１１１［ｓ］のように表記して区別する（ｓは、１≦ｓ≦ｋを満たす整数）。ＴＦＴ１１６等、画素１１１に含まれる要素についても同様である。

デマルチプレクサー１５１は、選択信号ＳＥＬ［１］〜ＳＥＬ［４］に応じて選択されたデータ線１１４に、映像信号Ｓを供給する回路である。デマルチプレクサー１５１は、１つの映像信号入力端子と、ｋ個の選択制御信号入力端子と、ｋ個の映像信号出力端子と、ｋ個のＴＦＴ１５２とを有する（この例ではｋ＝４）。ＴＦＴ１５２は、ゲートに入力される選択信号ＳＥＬに応じてデータ線１１４を選択するためのスイッチング素子である。

ＴＦＴ１５２［１］のゲート電極は、選択信号線１４１に接続され、ソース電極は第ｊ列の映像信号線１６０に接続され、ドレイン電極は第（４ｊ−３）列のデータ線１１４（すなわち、第ｊ列の画素群のＴＦＴ１１６［１］のソース電極）に接続されている。選択信号線１４１にハイレベルの選択信号ＳＥＬ［１］が供給されるとＴＦＴ１５２はオン状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−３）列のデータ線１１４とが低インピーダンス状態になる。すなわち、第（４ｊ−３）列のデータ線１１４に映像信号Ｓｊが供給される。選択信号線１４１にローレベルの選択信号ＳＥＬ［１］が供給されるとＴＦＴ１５２［１］はオフ状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−３）列のデータ線１１４とが高インピーダンス状態になる。

ＴＦＴ１５２［２］のゲート電極は、選択信号線１４２に接続され、ソース電極は第ｊ列の映像信号線１６０に接続され、ドレイン電極は第（４ｊ−２）列のデータ線１１４（すなわち、第ｊ列の画素群のＴＦＴ１１６［２］のソース電極）に接続されている。選択信号線１４２にハイレベルの選択信号ＳＥＬ［２］が供給されるとＴＦＴ１５２［２］はオン状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−２）列のデータ線１１４とが導通する。すなわち、第（４ｊ−２）列のデータ線１１４に映像信号Ｓｊが供給される。選択信号線１４２にローレベルの選択信号ＳＥＬ［２］が供給されるとＴＦＴ１５２［２］はオフ状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−２）列のデータ線１１４とが高インピーダンス状態になる。

ＴＦＴ１５２［３］のゲート電極は、選択信号線１４３に接続され、ソース電極は第ｊ列の映像信号線１６０に接続され、ドレイン電極は第（４ｊ−１）列のデータ線１１４（すなわち、第ｊ列の画素群のＴＦＴ１１６［３］のソース電極）に接続されている。選択信号線１４３にハイレベルの選択信号ＳＥＬ［３］が供給されるとＴＦＴ１５２［３］はオン状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−１）列のデータ線１１４とが導通する。すなわち、第（４ｊ−１）列のデータ線１１４に映像信号Ｓｊが供給される。選択信号線１４３にローレベルの選択信号ＳＥＬ［３］が供給されるとＴＦＴ１５２［３］はオフ状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第（４ｊ−１）列のデータ線１１４とが高インピーダンス状態になる。

ＴＦＴ１５２［４］のゲート電極は、選択信号線１４４に接続され、ソース電極は第ｊ列の映像信号線１６０に接続され、ドレイン電極は第４ｊ列のデータ線１１４（すなわち、第ｊ列の画素群のＴＦＴ１１６［４］のソース電極）に接続されている。選択信号線１４４にハイレベルの選択信号ＳＥＬ［４］が供給されるとＴＦＴ１５２［４］はオン状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第４ｊ列のデータ線１１４とが導通する。すなわち、第４ｊ列のデータ線１１４に映像信号Ｓｊが供給される。選択信号線１４４にローレベルの選択信号ＳＥＬ［４］が供給されるとＴＦＴ１５２［４］はオフ状態になり、第ｊ列の映像信号線１６０と第４ｊ列のデータ線１１４とが高インピーダンス状態になる。

デマルチプレクサー１５１には、映像信号入力端子１６１から入力された映像信号Ｓが、映像信号線１６０を介して供給される。デマルチプレクサー１５１においては、映像信号線１６０が、ＴＦＴ１５２［１］〜［４］の間で複数に分岐している。なお、この例では、デマルチプレクサー１５１は波形整形回路１５５を有している。波形整形回路１５５は省略されてもよい。

まとめると、複数の画素１１１は、複数の走査線１１２および複数のデータ線１１４の交差に対応して設けられており、対応する走査線１１２が選択された時に、対応するデータ線１１４の電位に応じた階調を示す。データ線駆動回路２００は、複数のデータ線１１４のうちｋ本のデータ線（ただしｋ＞１）に対して印加される、入力映像に応じた電圧の大きさおよびフレーム毎に反転される極性を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を映像信号線１６０に供給する。データ線選択回路１５０は、映像信号線１６０に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線１１４をｋ本のデータ線１１４の中から選択する。走査線駆動回路１３０は、複数の走査線１１２の中から少なくとも１本の走査線１１２を選択する。制御回路５００は、１本の走査線１１２が選択されている期間のうち、時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間においてｋ本のデータ線１１４を全て選択するようにデータ線選択回路１５０を制御し、第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、第２プリチャージ期間においてデータ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う。

２．動作
２−１．概要
図５は、関連技術に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは、垂直同期のタイミングすなわちフレームの始期を示す。映像信号に時分割多重されているデータ電圧の極性は、１フレーム毎に反転する。すなわち、この例で、電気光学装置の駆動方法は、いわゆるフレーム反転駆動である。水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、水平同期のタイミングすなわち選択する走査線１２を切り替えるタイミングを示す。なおこの例では後述の理由により水平期間の長さは一定ではなく変動している。この例で、走査信号Ｙ１〜Ｙｍは、走査線１１２を１本ずつ順番に排他的に選択する信号である。

各水平期間は、１ブロックに含まれるデータ線１１４に順次データを書き込む期間（以下、「書き込み期間Ｔｗｒｔ」という）を含む。書き込み期間Ｔｗｒｔは、各ブロックにおいてｋ個のデータ線１１４の中からデータを供給する一のデータ線１１４を順次選択する期間を含む。

一部の水平期間は、プリチャージ期間Ｔｐｒｅを含む。プリチャージ期間はプリチャージをするための期間である。プリチャージとは、書き込み期間における書き込み不足（液晶１１５が所望の光学状態になる前に電圧印加が終了してしまうこと）を補償するために、データ線１１４（および液晶１１５）をあらかじめ充電（または放電）することをいう。プリチャージ期間Ｔｐｒｅにおいては、すべてのデータ線１１４が同時に選択され、プリチャージ電位Ｖｐｒｅが与えられる。表示品質の観点からは全ての水平期間でプリチャージを行うことが好ましい。しかし、この例では、消費電力を低減するため、または駆動速度を向上させるため、全ての水平期間ではプリチャージを行わず、一部の水平期間のみでプリチャージが行われる。すなわち、あるフレームについて見ると全ての画素１１１に対しプリチャージが行われるわけではなく、一部の行の画素１１１に対してのみプリチャージが行われる。図５の例では、４水平期間毎にプリチャージが行われる。すなわち、連続する４つの水平期間のうち１の水平期間のみでプリチャージが行われ、他の水平期間ではプリチャージが行われない。

なお、この例で、プリチャージ電位Ｖｐｒｅは、そのフレームにおけるデータ電圧の極性によらず、常に負極性である。これは以下の理由による。例えばデータ線１１４と画素電極１１８との間には寄生容量が存在する。この寄生容量による容量性結合によりデータ線１１４の電位変動は、画素電極１１８の電位に影響を与える。データ電圧の極性を１水平期間毎に反転させる、いわゆる１Ｈ反転駆動の場合、この影響は１Ｈ毎に打ち消されるため視認されにくい。しかし、フレーム反転駆動においては、この影響は１フレーム継続するのでフリッカーとして視認されやすい。このような問題を解決するため、データ電圧の極性によらず常に負極性電位のプリチャージが行われる。

しかし、図５の例においては、特にデータ電圧が正極性である場合、負極性のプリチャージを行った後で正極性のデータ電圧を書き込まなければならないため、データ電圧の書き込みに時間を要するという問題があった。本実施形態の電気光学装置１は、この問題に対処するため、第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間を含む２段階のプリチャージを行う。第１プリチャージ期間においては、データ電圧の極性によらず所定の極性（この例では負極性）の電圧が印加される。第２プリチャージ期間においては、データ電圧と同じ極性を有する電圧が印加される。以下、より具体的な動作例を説明する。

２−２．動作例１
図６は、電気光学装置１の動作例１に係る動作を示すタイミングチャートである。ここでは説明のため、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、選択信号ＳＥＬ［１］〜［４］、走査信号Ｙ１〜Ｙ３、および映像信号ｄ［１］のみを図示している。映像信号ｄ［１］は、映像信号線１６０［１］に供給される映像信号である。

この例では、プリチャージは４水平期間毎に行われる。すべての水平期間は、書き込み期間Ｔｗｒｔを含む。この例で、書き込み期間Ｔｗｒｔは、選択信号ＳＥＬ［１］がハイレベルになってから選択信号ＳＥＬ［４］がローレベルになるまでの期間である。プリチャージが行われる水平期間は、さらにプリチャージ期間ＴＰＲＣ１およびプリチャージ期間ＴＰＲＣ２を含む。このように、プリチャージが行われる水平期間は、プリチャージが行われない水平期間よりも時間長が長い。

２−２−１．プリチャージ
プリチャージ期間ＴＰＲＣ１において、選択信号ＳＥＬ［１］〜［４］はすべてハイレベルとなる。したがってＴＦＴ１５２［１］〜［４］はすべてオン状態となり、データ線１１４［１］〜［４］に電圧が印加される。このとき、データ線駆動回路２００から出力される映像信号ｄ［１］のレベルは、第１プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１である。すなわち、データ線１１４［１］〜［４］に印加される電圧は第１プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１である。第１プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１の極性はデータ電圧の極性によらず常に負極性であり、その大きさは常に一定である。第１プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１の大きさは、例えば、ビデオ振幅の半分より大きい。

プリチャージ期間ＰＲＣ２において、選択信号ＳＥＬ［１］〜［４］はすべてハイレベルとなる。したがってＴＦＴ１５２［１］〜［４］はすべてオン状態となり、データ線１１４［１］〜［４］に電圧が印加される。このとき、データ線駆動回路２００から出力される映像信号ｄ［１］のレベルは、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２である。すなわち、データ線１１４［１］〜［４］に印加される電圧は第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２である。第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の極性は、データ電圧の極性と同じである。第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさは、例えば、以下の（１）、（２）および（３）のいずれか一つである。

（１）ブロック内のデータ電圧の平均値により決められる電圧
図７（Ａ）は、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさを例示する図である。この例では、書き込み期間Ｔｗ１〜Ｔｗ４においてそのブロックのデータ線１１４に印加されるデータ電圧の平均値により決められる大きさの電圧が、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２として印加される。なお、書き込み期間Ｔｗ１とは、ブロック内のｋ本のデータ線１１４のうちデータ線１１４［１］にデータ電圧が書き込まれる期間をいう。書き込み期間Ｔｗ２〜Ｔｗ４についても同様である。また、「平均値により決められる大きさ」とは、例えば平均値そのものである。あるいは、この電圧の大きさは、あらかじめ設定されている複数のレベル（例えば、０Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、および５Ｖの６段階）のうち、平均値に最も近いものであってもよい。さらに別の例で、算出された平均値のうち所定数の下位ビットを切り捨て、上位ビットにより示される大きさの電圧が、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２として用いられてもよい。

この例によれば、ブロック内のデータ電圧と無関係な大きさの電圧が用いられる場合と比較して、書き込み期間におけるデータの書き込みを高速化できる可能性が高まる。なお、第２プリチャージ電圧は、ブロック内のデータ電圧の平均値を用いて決めるだけでなく、複数ブロック内のデータ電圧の平均値から決めたり、１水平期間のデータ電圧の平均値により決めたりしてもよい。これらの構成を採用することにより、回路構成の簡略化を実現することができる。

（２）ブロック内のデータ電圧の平均値によらず一定の電圧
図７（Ｂ）は、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさの別の例を示す図である。この例では、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさはあらかじめ決められており、例えば、ビデオ振幅の中間電圧Ｖｍに相当する大きさである。具体的には、例えば振幅が５Ｖであった場合、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさは２．５Ｖである。すなわち、正極性フレームにおいてはＶｐｒｃ２＝＋２．５Ｖであり、負極性フレームにおいてはＶｐｒｃ２＝−２．５Ｖである。

この例によれば、ブロック内のデータ電圧の平均値を用いる場合と比較して処理を軽くできるので、制御回路５００またはデータ線駆動回路２００の構成をより簡素にすることができる。

（３）液晶パネルの輝度が黒レベルから次第に明るくなり始める閾電圧付近までの電圧範囲（通常０Ｖ〜１．５Ｖ、０Ｖ〜−１．５Ｖ程度の電圧範囲）の電圧
第２プリチャージ電圧として、液晶パネルの輝度が黒レベルから次第に明るくなり始める閾電圧付近までの電圧範囲（通常０Ｖ〜１．５Ｖ、０Ｖ〜−１．５Ｖ程度の電圧範囲）内の電圧を用いる。この例によれば、コントラストの低下を防ぐことができる。この電圧は、表示データの平均値によって決められる電圧の場合も一定電圧の場合も同様に考えればよい。

２−２−２．書き込み
この例で、選択信号ＳＥＬ［１］〜［４］は、順次排他的にハイレベルとなる信号である。隣り合うデータ線１１４間のクロストークを抑制するため、選択信号ＳＥＬ［１］がハイレベルからローレベルに切り替わってから選択信号ＳＥＬ［２］がローレベルからハイレベルに切り替わるまで、選択信号ＳＥＬ［１］および［２］がともにローレベルになる時間が存在する。こうして、書き込み期間Ｔｗ１〜Ｔｗ４においてデータ線１１４［１］〜［４］に順次、データ電圧が書き込まれる。

２−３．動作例２
図８は、電気光学装置１の動作例２に係る動作を示すタイミングチャートである。動作例２において、選択信号ＳＥＬ［１］〜［４］は順次排他的にハイレベルとなる信号ではなく、一部の期間において重複してハイレベルとなる信号である。例えば図８の例で、選択信号ＳＥＬ［１］は時刻ｔ１にハイレベルに切り替わり時刻ｔ３にローレベルに切り替わるが、選択信号ＳＥＬ［２］は時刻ｔ２（ここで、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３である）にハイレベルに切り替わっており、時刻ｔ２からｔ３の間においては、選択信号ＳＥＬ［１］およびＳＥＬ［２］がともにハイレベルである。すなわち、データ線１１４［１］およびデータ線１１４［２］がともに選択されている。

時刻ｔ２からｔ３において、映像信号ｄ［１］の信号レベルは、データ線１１４［１］に印加すべきデータ電圧Ｖｄ［１］に相当する。この間、選択信号ＳＥＬ［１］に加え選択信号ＳＥＬ［２］もハイレベルになっている。そのため、データ線１１４［２］にもデータ電圧Ｖｄ［１］が書き込まれるが、すぐ次の時刻ｔ３からｔ４において、データ線１１４［２］に印加すべきデータ電圧Ｖｄ［２］すなわち正しいデータ電圧が書き込まれる。

時刻ｔ３からｔ４においては選択信号ＳＥＬ［２］に加え選択信号ＳＥＬ［３］もハイレベルになっており、データ線１１４［３］にもデータ電圧Ｖｄ［２］が書き込まれる。しかし、すぐ次の時刻ｔ４からｔ５において、データ線１１４［３］に印加すべきデータ電圧Ｖｄ［３］すなわち正しいデータ電圧が書き込まれる。

時刻ｔ４からｔ５においては選択信号ＳＥＬ［３］に加え選択信号ＳＥＬ［４］もハイレベルになっており、データ線１１４［４］にもデータ電圧Ｖｄ［３］が書き込まれる。しかし、すぐ次の時刻ｔ５からｔ６において、データ線１１４［４］に印加すべきデータ電圧Ｖｄ［４］すなわち正しいデータ電圧が書き込まれる。時刻ｔ５からｔ６においてハイレベルになるのは選択信号ＳＥＬ［４］だけである。

この動作例によれば、動作例１と比較して書き込み期間Ｔｗｒｔを短くすること、すなわち液晶パネル１００の駆動を高速化することができる。本実施形態によれば、例えば、いわゆる４Ｋ２Ｋまたはそれ以上の解像度の液晶パネルを高速で駆動できるので、高解像度（高精細）かつ高速の液晶表示装置を実現することができる。

なお図８の例では、１本のデータ線１１４が選択されている期間のうち他のデータ線１１４が重複して選択されている期間と重複していない期間とが等しい。すなわち、ｋ本のデータ線１１４のうち一のデータ線１１４が選択される期間の半分が、他のデータ線１１４が選択される期間と重複する。例えば、時刻ｔ１からｔ２までの時間長と時刻ｔ２からｔ３までの時間長は等しい。

３．適用例
図９は、一実施形態に係るプロジェクター２１００を例示する図である。プロジェクター２１００は、電気光学装置１を用いた電子機器の一例である。プロジェクター２１００において、電気光学装置１がライトバルブとして用いられている。この図に示されるように、プロジェクター２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット２１０２が設けられている。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）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離される。分離された投射光は、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を有するリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。

プロジェクター２１００において、電気光学装置１を含む液晶表示装置が、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応して３組設けられている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した液晶パネル１００と同様である。Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれの原色成分の階調レベルを指定するに映像信号がそれぞれ外部上位回路から供給されて、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００がそれぞれ駆動される。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、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度に屈折し、Ｇ色の光は直進する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ群２１１４によってカラー画像が投射される。

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色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれ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、ダイクロイックプリズム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。したがって、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。

４．変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

データ電圧の極性が正極性のフレームと負極性のフレームとで、第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさを切り替えてもよい。例えば、データ電圧の極性が正極性のフレームにおいては第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさはブロック内のデータ電圧の平均値であり、負極性のフレームにおいては第２プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２の大きさはあらかじめ決められた値であってもよい。あるいは、データ電圧の極性が正極性のフレームにおいては第２プリチャージを行い、負極性のフレームにおいては第２プリチャージを行わなくてもよい。この場合、第１プリチャージ期間が終了してから書き込み期間Ｔｗｒｔが開始されるまでの時間を正極性のフレームより短くすれば、駆動をより高速化できる。

一部の水平期間のみにおいてプリチャージが行われる場合すなわち一部の行の画素１１１に対してのみプリチャージが行われる場合、プリチャージが行われる行をフレーム毎に切り替えてもよい（すなわちプリチャージが行われる行をローテーションしてもよい）。例えば、４フレームを１単位として、第１フレームにおいては第（４ｉ−３）行を、第２フレームにおいては第（４ｉ−２）行を、第３フレームにおいては第（４ｉ−１）行を、第４フレームにおいては第４ｉ行を対象としてプリチャージを行ってもよい。さらに、プリチャージが行われる行の順番（ローテーション）を４フレーム毎に切り替えてもよい。例えば、最初の４フレームにおいては、第（４ｉ−３）行、第（４ｉ−２）行、第（４ｉ−１）行、および第４ｉ行の順番でプリチャージを行い、次の４フレームにおいては、第（４ｉ−２）行、第（４ｉ−１）行、第４ｉ行、および第（４ｉ−３）行の順番でプリチャージを行ってもよい。

図１０は、電気光学装置１の変形例に係る動作を示すタイミングチャートである。第２プリチャージ電圧の印加は、第１プリチャージ電圧の印加が行われない水平期間において行われてもよい。このようにすることで、データ線へ書込む電圧を設定した一定条件にした後に映像信号を書込めるので、より精度良く映像信号を書き込むことができる。

実施形態では、第１プリチャージ電圧の印加を４ライン（行）に１回行う例を示したが、第１プリチャージを行う頻度はこれに限らず、例えば、２ラインに１回、３ラインに１回、５ラインに１回…であってもよい。

あるフレームにおいて、プリチャージは、すべての水平期間において行われてもよい。すなわち、すべての画素に対してプリチャージが行われてもよい。

電気光学装置１のハードウェア構成は実施形態で説明したものに限定されない。例えば、実施形態においては、単一の駆動回路（データ線選択回路１５０）が、プリチャージ電圧およびデータ電圧の双方を出力する構成を説明した。しかし、プリチャージ電圧を出力する回路とデータ電圧を出力する回路とは、別個の回路であってもよい。

動作例２において、１本のデータ線１１４が選択されている期間のうち他のデータ線１１４が重複して選択されている期間と重複していない期間とは等しくなくてもよい。例えば、重複している期間が重複していない期間よりも短くてもよい。

ｎ本のデータ線１３は、ｋ本毎に区分されていなくてもよい。すなわち、ｎ本のデータ線１３のうち一部のデータ線に着目した場合において、その着目した一部のデータ線に対して実施形態で説明した処理が行われてもよい。

電気光学装置１を用いた電子機器は、実施形態で例示したプロジェクターの他にも、テレビジョンや、ビューファインダー型・モニタ直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、デ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。

液晶１１５は、ＶＡ液晶に限定されない。ＴＮ液晶等、ＶＡ液晶以外の液晶が用いられてもよい。また、液晶１０５は、ノーマリーホワイトモードの液晶であってもよい。また、液晶以外の電気光学素子が用いられてもよい。電気光学素子としては、液晶の他にも、ＥＰＤ（マイクロカプセル型電気泳動ディスプレイやＥＣＤ（エレクトロクロミックディスプレイ））等が用いられてもよい。

半導体素子（ＴＦＴ１１６等）の伝導型、および半導体素子の駆動に用いる信号（選択信号ＳＥＬ等）、電圧（プリチャージ電圧等）の極性は実施形態で説明したものに限定されない。実施形態で説明した信号レベルや電圧値はあくまで例示である。

１…電気光学装置、１００…液晶パネル、２００…データ線駆動回路、３００…ＦＰＣ基板、４００…回路基板、５００…制御回路、１１０…画素領域、１３０…走査線駆動回路、１５０…データ線選択回路、１５１…デマルチプレクサー、１６０…映像信号線、１６１…映像信号入力端子、１４１…選択信号線、１４２…選択信号線、１４３…選択信号線、１４４…選択信号線、１４６…選択制御信号入力端子、１４７…選択制御信号入力端子、１４８…選択制御信号入力端子、１４９…選択制御信号入力端子、１０１…素子基板、１０２…対向基板、１０５…液晶、１０７…コネクター、１１６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１２０…液晶層、１０８…共通電極、１１７…保持容量、２１００…プロジェクター、２１０２…ランプユニット、２１０６…ミラー、２１０８…ダイクロイックミラー、２１１２…ダイクロイックプリズム、２１１４…投射レンズ群、２１２０…スクリーン、２１２１…リレーレンズ系、２１２２…入射レンズ、２１２３…リレーレンズ、２１２４…出射レンズ

Claims (10)

1. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素と、
   前記複数のデータ線のうちｋ本のデータ線（ただしｋ＞１）に対して印加される、入力映像に応じた電圧の大きさおよびフレーム毎に反転される極性を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に供給するデータ線駆動回路と、
   前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線を前記ｋ本のデータ線の中から選択する選択回路と、
   前記複数の走査線の中から少なくとも１本の走査線を選択する走査線駆動回路と、
   １本の走査線が選択されている期間のうち、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間において前記ｋ本のデータ線を全て選択するように前記選択回路を制御し、当該第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、当該第２プリチャージ期間において当該データ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う制御回路と
   を有する電気光学装置。
2. 前記制御回路は、前記時分割多重された映像信号に応じて前記ｋ本のデータ線に印加されるデータ電圧の平均値に応じた電圧を前記第２プリチャージ期間において印加する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記制御回路は、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性に応じて異なる大きさの電圧を前記第２プリチャージ期間において印加する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性が前記第１プリチャージ期間において印加される電圧の極性と同じ場合、前記制御回路は、前記第２プリチャージ期間における電圧印加は行わないように制御を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧の極性が前記第１プリチャージ期間において印加される電圧の極性と同じ場合、前記制御回路は、所定の大きさの電圧を前記第２プリチャージ期間において印加するように制御を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記データ線駆動回路が、前記第２プリチャージ期間における電圧印加を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記制御回路は、前記ｋ本のデータ線のうち一のデータ線が選択される期間の一部が、他のデータ線が選択される期間と重複するように、前記選択回路を制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記制御回路は、前記ｋ本のデータ線のうち一のデータ線が選択される期間の半分が、他のデータ線が選択される期間と重複するように、前記選択回路を制御する
   ことを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置。
9. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられ、対応する走査線が選択された時に、対応するデータ線の電位に応じた階調を示す複数の画素を有する電気光学装置の制御方法であって、
   前記複数のデータ線のうちｋ本のデータ線（ただしｋ＞１）に対して印加される、入力映像に応じた電圧の大きさおよびフレーム毎に反転される極性を有するデータ電圧が時分割多重された映像信号を信号線に供給し、
   前記信号線に供給されている映像信号の供給先となる少なくとも１本のデータ線を前記ｋ本のデータ線の中から選択し、
   前記複数の走査線の中から少なくとも１本の走査線を選択し、
   １本の走査線が選択されている期間のうち、前記時分割多重された映像信号に応じたデータ電圧が印加される前の第１プリチャージ期間および第２プリチャージ期間において前記ｋ本のデータ線を全て選択し、
   前記第１プリチャージ期間において所定の極性の電圧を印加し、
   前記第２プリチャージ期間において前記データ電圧と同じ極性の電圧を印加する制御を行う
   電気光学装置の制御方法。
10. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電気光学装置を有する電子機器。

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