JP4232819B2 - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆる横クロストークによる表示品位の低下を防止する技術に関する。
近年では、液晶などの電気光学パネルを用いて縮小画像を形成するとともに、この縮小
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
画素毎に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
じて方式で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(1水平走査期間)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。
最近では、ハイビジョンなどのように高精細な画像の表示を可能とするために、データ
線を2列以上の本数毎にブロック化するとともに、水平走査期間において1ブロックずつ
順番に選択して、選択したブロックに属するデータ線にまとめてデータ信号を供給する相
展開という方式も提案されている。
ところで、上述した表示パネルを点順次方式や相展開方式により駆動すると、いわゆる
横クロストークにより表示品位の低下が発生する、という問題がある。ここで、横クロス
トークとは、例えば、ノーマリーホワイトモードであれば、灰色(中間階調)を背景にし
て矩形状の黒色(最低輝度またはその近傍)領域をウィンドウ表示しようとする場合に、
当該黒色領域に対し水平走査方向で隣接する灰色領域が、他の灰色の部分とは異なる明る
さとなって表示される、というものである。
この横クロストークは、画素の階調を指定する画像データを信号処理することにより、
画素電極に印加されるデータ信号の電圧を補正して、ある程度解消することができる(例
えば、特許文献1参照)。
特開2002−116735号公報
しかしながら、データ信号の電圧を補正する構成では、上記横クロストークの発生を抑
えることができるものの、補正するに際して、信号処理のための回路が別途必要となり構
成の複雑化を招く、という問題がある。
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、横クロス
トークの発生を、簡易な構成により抑えて、高品位な表示が可能な電気光学装置の電気光
学装置、その駆動方法、および、この電気光学装置を表示部に適用した電子機器を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために本発明に係る電気光学装置は、複数行の走査線と複数列のデ
ータ線との交差部分にそれぞれ設けられ、自身に対応する走査線が選択されたとき、自身
に対応するデータ線に供給されたデータ信号の電圧に応じた階調となる画素と、前記複数
のデータ線のそれぞれに設けられたサンプリングスイッチであって、画像信号線に供給さ
れるとともに所定の基準電位に対し高位または低位のいずれか一方の電圧を有するデータ
信号を、サンプリング信号にしたがって自身に対応するデータ線にサンプリングするサン
プリングスイッチと、前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、1
列のデータ線毎に、または、2列以上でブロック化されたデータ線毎に、サンプリング信
号を所定の順番で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のそれぞれ
に設けられ、一端が自身に対応するデータ線に接続される一方、他端が、前記画像信号線
に供給されたデータ信号の電圧を、所定の電位に対して反転させた反転データ信号が供給
される反転画像信号線に接続された容量と、を具備することを特徴とする。本発明によれ
ば、データ線にデータ信号がサンプリングスイッチによってサンプリングが終了したとき
に、画像信号線に供給されたデータ信号の電圧変化が寄生容量を介してデータ線に伝搬す
るが、その電圧変化は、反転画像信号線に供給された反転データ信号の電圧変化により打
ち消される。
本発明において、前記サンプリングスイッチは、ゲート電極に前記サンプリング信号が
供給され、ソース電極が前記画像信号線に接続され、ドレイン電極が前記データ線に接続
された第1トランジスタであり、前記容量は、前記反転画像信号線および前記データ線の
間に介挿された、オフ状態の第2トランジスタである構成が好ましい。この構成において
、前記第2トランジスタは、検査モードにおいて、前記サンプリング信号が出力されたと
きに、自身に対応するデータ線を前記反転画像信号線に接続する一方、表示モードにおい
て、オフ状態となるようにしても良い。
なお、本発明において、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法としても、
さらには、当該電気光学装置を表示部として有する電子機器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。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1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、本実施形態に係る電気光学装置10は、表示パネル100と
、画像信号処理回路52と、走査制御回路54と、反転回路56とを含む。このうち、走
査制御回路54は、図示しない上位装置から供給される垂直走査信号Vs、水平走査信号
Hsおよびドットクロック信号Dclkにしたがって、画像信号処理回路52、走査線駆動回
路130およびデータ線駆動回路140の各部を制御するものである。
画像信号処理回路52は、走査制御回路54による制御にしたがって、ディジタルの画
像データVdを、アナログ3チャネルのデータ信号Vid1、Vid2およびVid3に変換して、
3本の画像信号線146に出力するものである。ここで、画像データVdは、画素の階調
レベル(輝度)を指定するディジタル値で指定するでデータであり、表示パネル100の
画素に対応するデータが、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(すなわち、垂直走査および水平走査にしたがって)供給される。
ここで、画像データVdを3チャネルに変換する理由は、本実施形態では、画像データ
Vdの1画素分が供給される期間を時間軸に3倍に伸長して(相展開、シリアル−パラレ
ル変換ともいう)、後述するTFT144によるデータ信号のサンプリング時間を充分に
確保するためである。
くわえて、画像信号処理回路52は、ある画素に対応する画像データVdを、当該画素
の階調に応じた電圧のデータ信号Vid1、Vid2、Vid3のいずれかに変換するが、この変
換の際に、後述する電圧Vcを基準として画素の階調に応じた電圧だけ高位側の正極性電
圧とする場合と、画素の階調に応じた電圧だけ低位側の負極性電圧とする場合とで交互に
切り替える。
なお、極性を切り替える理由は、直流成分の印加による液晶の劣化を防止するためであ
る。ここで、各画素に対してどの極性で書き込むかについては、走査線毎、データ線毎、
画素毎、面(フレーム)毎などの様々な態様があるが、この実施形態にあっては説明の便
宜上、走査線単位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、本実施形態においてデータ信号の極性については電圧Vcを基準とした場合をい
うが、電圧については、特に説明のない限り、後述する論理レベルのLレベルに相当する
接地電位Gndを、電圧ゼロの基準としている。
反転回路56は、チャネル毎に設けられ、それぞれの画像信号線146に供給されたデ
ータ信号を上記電圧Vcを基準に極性反転し、反転データ信号/Vid1、/Vid2、/Vid3
として、3本の反転画像信号線156に供給する。ここで、「/」は反転を示す。
なお、画像信号処理回路52、走査制御回路54および反転回路56は、モジュール化
されて、表示パネル100とは、例えばFPC(flexible printed circuit)基板によっ
て接続される。
一方、表示パネル100は、液晶を用いて所定の表示を行うものであり、表示領域10
0aの周辺に、走査線駆動回路130、データ線駆動回路140および容量回路150が
配置した周辺回路内蔵型となっている。
表示領域100aは、画素110が配列する領域であり、本実施形態では、1080行
の走査線112が横方向(X方向)に設けられる一方、1920(=640×3)列のデ
ータ線114が図において縦方向(Y方向)に設けられている。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
ている。したがって、本実施形態では、画素110が表示領域100aにおいて縦108
0行×横1920列でマトリクス状に配列することになるが、本発明をこの配列に限定す
る趣旨ではない。
走査線駆動回路130は、走査制御回路54による制御にしたがって、垂直走査期間(
フレーム)にわたって走査信号G1、G2、G3、…、G1080を、それぞれ1、2、3、…
、1080行目の走査線112に供給するものである。詳細には、走査線駆動回路130
は、走査線112を図1において上から数えて1、2、3、…、1080行目という順番
で選択して、選択した走査線への走査信号を、電圧Vddに相当するHレベルとし、それ以
外の走査線への走査信号を非選択電圧(接地電位Gnd)に相当するLレベルとする。
なお、走査線駆動回路130の構成については、本発明と直接関連しないので省略する
が、走査制御回路54から供給されるスタートパルスDyを、図3に示されるように、ク
ロック信号Clyのレベルが遷移する(立ち上がる又は立ち下がる)毎に順次シフトした後
、波形整形するなどして、走査信号G1、G2、G3、…、G1080を、この順番でHレベル
とする。
データ線駆動回路140は、第1サンプリング信号出力回路142と、各データ線11
4に対応して設けられたnチャネル型の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下
、TFTと称する)144とによって構成される。
ここで、本実施形態において1〜1920列のデータ線114は、本実施形態では、3
列毎にブロック化されている。データ線114の総数は「1920」であるので、ブロッ
ク数は「640」となる。
第1サンプリング信号出力回路142は、走査制御回路54による制御にしたがって、
各ブロックに対応してサンプリング信号Sa1、Sa2、Sa3、…、Sa640を出力するもので
ある。詳細には、第1サンプリング信号出力回路142は、図3または図4に示されるよ
うに、水平走査期間の最初に供給されるスタートパルス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た後、波形整形するなどして、サンプリング信号Sa1、S
a2、Sa3、…、Sa640を、この順番でHレベルとする。
1〜1920列のデータ線114の一端は、それぞれサンプリングスイッチとして機能
するTFT144(第1トランジスタ)のドレイン電極に接続される一方、TFT144
のゲート電極は、同一ブロックに対応するもの同士で共通接続されている。同一ブロック
に属する3つのTFT144の共通ゲート電極には、当該ブロックに対応して第1サンプ
リング信号出力回路142から出力されたサンプリング信号が供給される。例えば、左か
ら数えて2番目のブロックは、4、5および6列目のデータ線114に対応するので、こ
れらのデータ線114に対応するTFT144のゲート電極には、サンプリング信号Sa2
が共通に供給される。
また、TFT144のソース電極は、3本の画像信号線146のいずれか1本に、次の
ような関係で接続される。すなわち、データ線114を一般化して説明するために、1≦
j≦1920を満たす整数のjを用いると、図1において左から数えてj列目のデータ線
114の一端にドレイン電極が接続されたTFT144のソース電極は、列数であるjを
3で割った余りが「1」であるならば、データ信号Vid1が供給される画像信号線146
に接続され、jを3で割った余りが「2」、「0」であるデータ線114にドレイン電極
が接続されたTFT144のソース電極は、それぞれデータ信号Vid2、Vid3が供給され
る画像信号線146に接続される。例えば、左から数えて8列目のデータ線114にドレ
イン電極が接続されたTFT144のソース電極は、「8」を3で割った余りが「2」で
あるから、データ信号Vid2が供給される画像信号線146に接続される。
容量回路150は、各データ線114に対応して設けられたnチャネル型のTFT15
4の集合体である。1〜1920列のデータ線114の他端は、それぞれTFT154(
第2トランジスタ)のソース電極に接続される一方、TFT154のドレイン電極は、3
本の反転画像信号線156のいずれか1本に、TFT144のソース電極と画像信号線1
46との同じ関係で接続されている。すなわち、j列目のデータ線114の一端にソース
電極が接続されたTFT154のドレイン電極は、列数であるjを3で割った余りが「1
」、「2」、「0」であるならば、反転データ信号/Vid1、/Vid2、/Vid3が供給さ
れる反転画像信号線156に接続される。
ここで、各TFT154のゲート電極は、Lレベルに相当する電位Gndに共通接地され
ているので、TFT154は、本実施形態では常にオフ状態となる。
したがって、反転データ信号/Vid1が供給される(チャネルCh1に対応する)反転画
像信号線156は、TFT154におけるソース・ドレイン電極間の寄生容量を介して1
、4、7、…、1918列のデータ線に接続され、同様に、反転データ信号/Vid2が供
給される(チャネルCh2に対応する)反転画像信号線156は、TFT154におけるソ
ース・ドレイン電極間の寄生容量を介して2、5、8、…、1919列のデータ線に接続
され、反転データ信号/Vid3が供給される(チャネルCh3に対応する)反転画像信号線
156は、TFT154におけるソース・ドレイン電極間の寄生容量を介して3、6、9
、…、1920列のデータ線に接続されることになる。
なお、TFT154は、TFT144のトランジスタサイズと同一となるように形成さ
れる。このため、TFT154におけるソース・ドレイン電極間の寄生容量は、TFT1
44におけるソース・ドレイン電極間の寄生容量とほぼ等しくなる、と考えて良い。
また、TFT144、154については、本実施形態ではいずれもnチャネル型として
いるが、pチャネル型としても良いし、両チャネルを組み合わせた相補型としても良い。
次に、画素110について説明する。図2は、画素110の構成を示す図であり、i行
及びこれに下方向で隣接する(i+1)行と、j列及びこれに右方向で隣接する(j+1
)列との交差に対応する2×2の計4画素分の構成が示されている。なお、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、本実施形態では、1
≦i≦1080を満たす整数である。
この図に示されるように、各画素110は、nチャネル型のTFT116と、液晶容量
120と、蓄積容量130とを有する。各画素110については互いに同一構成なので、
i行j列に位置するもので代表して説明すると、当該i行j列の画素110において、T
FT116のゲート電極はi行目の走査線112に接続される一方、そのソース電極はj
列目のデータ線114に接続され、そのドレイン電極は画素電極118に接続されている

ここで、画素電極118に対向するように対向電極108が全画素に対して共通に設け
られるとともに、一定の電圧LCcomに維持される。そして、画素電極118と対向電極
108との間には液晶105が挟持されている。このため、画素毎に、画素電極118、
対向電極108および液晶105からなる液晶容量120が構成されることになる。
なお、電圧LCcomは、図4に示されるように、極性の基準である電圧Vcに対して若干
低位側に設定される。この理由は、画素110におけるTFT116では、ゲート・ドレ
イン電極間の寄生容量に起因して、オン状態からオフ状態に変化するときにドレイン電極
(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)が発生するからである。液晶の劣化を防止するため、液晶容量120
については交流駆動としなければならないが、対向電極108の電圧LCcomを書込極性
の基準に設定すると、プッシュダウンのために、負極性書込による液晶容量120の電圧
実効値が、正極性書込による実効値よりも若干大きくなって(TFT116がnチャネル
型の場合)、液晶容量120に直流成分が印加されてしまう。これを防止するため、対向
電極108の電圧LCcomを、プッシュダウンの影響が相殺されるように、書込極性の基
準電圧Vcよりも低位側にオフセットしているのである。
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と対向電極108との間を通過する光は、液晶105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
最大となる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となる黒色表示になる(ノーマリーホワイトモード)。
なお、TFT116を介した液晶容量120での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のドレイン電極)に接続される一方、その他端は、全画素にわたって共通
の容量線107に接続されて、一定電位(例えば接地電位Gnd)に保たれている。
次に、この電気光学装置10の動作について説明する。
画像データVdは、図3に示されるように、垂直走査信号Vsおよび水平走査信号Hs(
のパルス)が出力されたときに1行1列の画素に対応するものが供給され、以降ドットク
ロック信号Dclkに同期して1画素分ずつ供給される。画像データVdにおいて1920列
目の画素に対応するものが供給されると、水平走査信号Hsが再び出力され、次行におい
て1〜1920列目の画素に対応するものが同様にして供給される。そして、最終行最終
列である1080行1920列の画素に対応するものが供給されると、次フレームに移行
し、再び垂直走査信号Vsおよび水平走査信号Hsが出力されて、1行1列の画素に対応す
るものから順番に供給される。
このように供給される画像データVdのうち、1行分についてみたとき、走査制御回路
54は、次のように画像信号処理回路52、走査線駆動回路130およびデータ線駆動回
路140を制御する。すなわち、走査制御回路54は、1、4、7、10、…、1918
列目の画素に対応するものをチャネルCh1に、2、5、8、11、…、1919列目の画
素に対応するものをチャネルCh2に、3、6、9、12、…、1920列目の画素に対応
するものをチャネルCh3に、それぞれ分配するように画像信号処理回路52を制御すると
ともに、画像データVdの供給行に対応する走査信号がHレベルとなるように走査線駆動
回路130を制御する一方、チャネルCh1〜Ch3にそれぞれ1〜3列目の画素に対応する
画像データVdが分配される期間においてサンプリング信号Sa1がHレベルとなるように
、チャネルCh1〜Ch3に4〜6列目の画素に対応する画像データVdが分配される期間に
おいてサンプリング信号Sa2がHレベルとなるように、以下同様にして、チャネルCh1〜
Ch3に1918〜1920列目の画素に対応する画像データVdが分配される期間におい
てサンプリング信号Sa640がHレベルとなるように、それぞれ第1サンプリング信号出力
回路142を制御する。
本実施形態では、上述したように走査線毎に書込極性を反転する構成とするが、あるフ
レーム(「nフレーム」とする)において、1行に対して正極性書込を指定するものとす
る。
まず、走査信号G1がHレベルになると、1行目に位置する画素110、すなわち、1
行1列〜1行1920列のTFT116がオンする。一方、走査信号G1がHレベルにな
る水平走査期間では、はじめにサンプリング信号Sa1がHレベルになる。サンプリング信
号Sa1がHレベルとなる期間において、3本の画像信号線146に供給されるデータ信号
Vid1、Vid2、Vid3は、それぞれ1行1列、1行2列、1行3列の画素の階調に応じた
分だけ電圧Vcを基準にして高位側に変換された電圧となる。サンプリング信号Sa1がH
レベルであるので、第1番目のブロックに属する1、2、3列目のTFT144がオンす
る。このため、画像信号線146に供給されたデータ信号Vid1、Vid2、Vid3が、それ
ぞれ1列、2列、3列目のデータ線114にサンプリングされるので、1行1列、1行2
列、1行3列の画素電極118には、オン状態にあるTFT116を介して、それぞれ階
調に応じた正極性電圧が印加されることになる。
次に、走査信号G1がHレベルになる水平走査期間では、サンプリング信号Sa2がHレ
ベルになる。サンプリング信号Sa2がHレベルとなる期間に画像信号線146に供給され
るデータ信号Vid1、Vid2、Vid3は、それぞれ1行4列、1行5列、1行6列の画素の
階調に応じた正極性電圧となる。サンプリング信号Sa2がHレベルであるので、第2番目
のブロックに属する4、5、6列目のTFT144がオンし、これにより、画像信号線1
46に供給されたデータ信号Vid1、Vid2、Vid3が、それぞれ4列、5列、6列目のデ
ータ線114にサンプリングされる。したがって、1行4列、1行5列、1行6列の画素
電極118には、オン状態にあるTFT116を介して、それぞれ階調に応じた正極性電
圧が印加されることになる。
以降同様にして、サンプリング信号Sa3、Sa4、…、Sa640が順次Hレベルになると、
第3番目、第4番目、…、第640番目のブロックに属する3列のデータ線114にそれ
ぞれ順番にデータ信号Vid1〜Vid3がサンプリングされ、これにより、1行目に位置する
1〜1920列の画素に対して、階調に応じた正極性の書き込みがなされることになる。
続いて、nフレームにおいて、走査信号G2がHレベルになる水平走査期間について説
明する。本実施形態では、上述したように、走査線毎に書込極性が反転されるので、2行
目の画素に対しては負極性書込が指定されることになる。
また、走査信号G2がHレベルになると、2行目に位置する画素110、すなわち、2
行1列〜2行1920列のTFT116がオンする。
走査信号G2がHレベルになる水平走査期間のうち、サンプリング信号Sa1がHレベル
になる期間に画像信号線146に供給されるデータ信号Vid1、Vid2、Vid3は、それぞ
れ2行1列、2行2列、2行3列の画素の階調に応じた負極性電圧となる。したがって、
2行1列、2行2列、2行3列の画素電極118には、オン状態にあるTFT116を介
して、それぞれ階調に応じた負極性電圧が印加されることになる。
他については、走査信号G1がHレベルである水平走査期間と同様であり、サンプリン
グ信号Sa2、Sa3、Sa4、…、Sa640が順次Hレベルになると、第2番目、第3番目、第
4番目、…、第640番目のブロックに属する3列のデータ線114にそれぞれ順番にデ
ータ信号Vid1〜Vid3がサンプリングされ、これにより、2行目に位置する1〜1920
列の画素に対して、階調に応じた負極性の書き込みがなされることになる。
nフレームにおいては、以降同様にして、奇数3、5、7、…、1079行の画素に対
し、階調に応じた正極性の書き込みがなされ、偶数4、6、8、…、1080行の画素に
対し、階調に応じた負極性の書き込みがなされることになる。
次の(n+1)フレームにおいても、同様な書き込みが行われるが、この際、各行に対
する書込極性が入れ替えられる。すなわち、次の(n+1)フレームにおいては、奇数行
目の画素については負極性書込がなされる一方、偶数行目の画素については正極性書込が
なされることになる。
図4は、奇数i行目と、これに続く偶数(i+1)行目の走査線とが選択される期間に
おけるデータ信号Vid1の電圧波形の一例を示す図である。なお、図4においてデータ信
号Vid1の電圧を示す縦スケールは、便宜的に他の信号における縦スケールよりも拡大し
てある。
この図に示されるように、奇数i行目に正極性書込が指定されるnフレームにおいて走
査信号GiがHレベルになる水平走査期間のうち、例えばサンプリング信号Sa1がHレベ
ルになる期間に、データ信号Vid1は、電圧Vcよりも、i行1列の画素の階調に応じた電
圧だけ高位側の電圧(図において↑で示される)となり、以降、サンプリング信号の変化
に合わせて、4、7、10、…、1918列の画素の階調に応じた正極性電圧に変化する

一方、偶数(i+1)行目では、書込極性の反転により負極性書込が指定されるので、
走査信号G(i+1)がHレベルになる水平走査期間のうち、例えばサンプリング信号Sa1が
Hレベルになる期間に、データ信号Vid1は、電圧Vcよりも、i行1列の画素の階調に応
じた電圧だけ低位側の電圧(図において↓で示される)となり、以降、サンプリング信号
の変化に合わせて、4、7、10、…、1918列の画素の階調に応じた正極性電圧に変
化する。
なお、図4における電圧の関係について言及すると、電圧Vb(-)、Vw(-)は、それぞれ
画素電極118に印加された場合に、当該画素を最低階調の黒色、最高階調の白色とさせ
る負極性電圧である。一方、電圧Vb(+)、Vw(+)は、それぞれ画素電極118に印加され
た場合に、当該画素を最低階調の黒色、最高階調の白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電圧Vb(-)、Vw(-)と対称に位置する関係にある。
また、図において、サンプリング信号Sa640がLレベルに変化してからサンプリング信
号Sa1が変化するまでの水平帰線期間にわたって黒色に相当する電圧となっているが、そ
の理由は、タイミングずれなどの理由により誤って画素に書き込まれても、表示に寄与さ
せないためである。
ところで、本実施形態において、データ線114にデータ信号がサンプリングされる期
間は、当該データ線が属するブロックのサンプリング信号がHレベルとなる期間のみであ
るが、TFT116がオンする期間は、当該サンプリング期間を含み、かつ、当該サンプ
リング期間よりも遙かに長い水平走査期間である。したがって、自身に対応するデータ線
にデータ信号がサンプリングされた後であっても、TFT116がオンしていることにな
る。
一方、ある1行(i行)に対応する走査信号がHレベルとなる水平走査期間においては
、サンプリング信号Sa1、Sa2、Sa3、…、Sa640が順番にHレベルとなるのに合わせて
、画素の階調に応じた極性の電圧のデータ信号が画像信号線146に供給される。このた
め、例えばチャネルCh1に相当するデータ信号Vid1は、図4に示されるように、当該i
行目の画素に階調変化があれば、走査信号GiがHレベルとなる水平走査期間において電
圧変化することになる。
ここで、j列目のデータ線114に対するデータ信号のサンプリングが終了すると、j
列目のTFT144はオフすることになるが、当該TFT144のソース・ドレイン電極
間の寄生容量を介して、画像信号線146に供給されたデータ信号の電圧変化がj列目の
データ線114に伝搬する。このため、TFT154が存在しない構成においては、j列
目のデータ線114は、サンプリングしたデータ信号の電圧から変動する。このとき、走
査信号Giは依然としてHレベルであるので、i行j列のTFT116はオン状態にある
。したがって、j列目のデータ信号の電圧が変動すると、i行j列の液晶容量120に書
き込まれる電圧は、i行j列の画素の階調に応じた電圧(サンプリング電圧)からシフト
することになり、これが横クロストークの原因となる。
これに対し、本実施形態において、j列目のデータ線114付近の等価回路は、走査信
号GiがHレベルである水平走査期間においてj列目のデータ線へのデータ信号のサンプ
リング後では、図5に示されるようなものとなる。詳細には、j列目のデータ線114に
対するデータ信号のサンプリングが終了した後においては、i行j列のTFT144はオ
フ状態になる。このため、当該TFT144のソース・ドレイン電極間の寄生容量を介し
てデータ信号(の電圧変化)がj列目のデータ線114に伝搬するものの、本実施形態で
は、反転画像信号線156には、データ信号の反転データ信号が供給され、データ線11
4とオフ状態にあるTFT154を介して接続される。このため、各列のデータ線におい
てデータ信号による電圧変化は、反転データ信号の電圧変化により相殺されるので、サン
プリング後におけるデータ線の電圧変動が抑えられる。したがって、本実施形態では、横
クロストークによる表示品位の低下を防止することが可能となる。
この表示品位の低下について例を挙げて説明する。図6は、横クロストークによる表示
品位の低下が表れやすい表示例である。すなわち、横クロストークによる表示品位の低下
は、灰色(中間階調)を背景として、矩形状の黒色領域を画面右側に表示させる場合に生
じやすい。
なお、この図においては、区分A、B、Cは、画素の行を区別するためのものであり、
このうち、区分A、Cは、画素が灰色領域だけとなる行の領域を示し、区分Bは、画素が
灰色領域の領域と黒色領域の領域との双方を含む行を示す。区分D、Eは、画素の列を区
別するためのものであり、区分Dは、画素が灰色領域だけとなる列の領域を示し、区分E
は、画素が灰色領域の領域と黒色領域の領域との双方を含む列を示す。
ここで、区分A、Cに属する走査線が選択される水平走査期間において、データ信号は
、灰色に相当する電圧で一定となる。このため、区分Dに属するデータ線では、データ信
号のサンプリング後において、データ信号による電圧変化の影響が発生しない。したがっ
て、区分A×D、A×E、C×DおよびC×Eで区画される領域の液晶容量120には、
正しく当該灰色に相当する電圧が書き込まれる。
一方、区分Bに属する走査線が選択される水平走査期間において、データ信号は、灰色
に相当する電圧から黒色に相当する電圧に変化する。このため、区分Dに属するデータ線
では、データ信号のサンプリング後において、データ信号による電圧変化の影響を受ける
ので、正極性書込が指定されていれば電圧が上昇する方向に、負極性書込が指定されてい
れば電圧が下降する方向に、いずれもノーマリーホワイトモードにおいて画素を暗くする
方向の電圧に変動してしまう。したがって、区分B×Dで区画される領域の液晶容量12
0には、正しい灰色から若干暗い階調に相当する電圧が書き込まれてしまう。
区分A×D、A×E、C×DおよびC×Eで区画される領域の画素と、区分B×Dで区
画される領域の画素とは、互いに同じ灰色で表示されるべきであるが、区分B×Dで区画
される領域の画素の方が若干暗くなってしまい、これが表示品位の低下として視認される
ことになる。このような表示品位の差は、特定の領域(ここでは区分B×Eの黒色領域)
に対して画面横方向に現れることから、横クロストークと呼ばれるのである。
これに対して、本実施形態では、区分Bに属する走査線が選択される水平走査期間にお
いて、例えばデータ信号Vid1は、図7において実線で示されるように、正極性書込が指
定されていれば、灰色に相当する正極性電圧Vg(+)から黒色に相当する正極性電圧Vb(+)
に上昇するが、反転データ信号/Vid1は、同図において破線で示されるように、灰色に
相当する負極性電圧Vg(-)から黒色に相当する負極性電圧Vb(-)に下降する。このため、
区分Dに属するデータ線において、データ信号の電圧変化による電圧シフトは、反転デー
タ信号の電圧変化による電圧シフトによって打ち消されるので、サンプリング後における
サンプリング電圧から変動することがなくなって、上記横クロストークによる表示品位の
低下が抑えられるのである。
なお、データ信号Vid1は、図7に示されるように、負極性書込が指定されていれば、
灰色に相当する負極性電圧Vg(-)から黒色に相当する負極性電圧Vb(-)に下降し、反転デ
ータ信号/Vid1も、灰色に相当する正極性電圧Vg(+)から黒色に相当する正極性電圧Vb
(+)に上昇する。
また、図7(図4)では、チャネルCh1のデータ信号Vid1のみを示しているが、他の
チャネルCh12、Ch3についても同様である。
この実施形態にあっては、画素の書込極性を走査線毎に切り替えたが、データ線毎、画
素毎、面毎などでも良い。ここで、データ線毎、画素毎に書込極性を切り替えると、1行
分の画素の階調が同じでもデータ信号に電圧変化が発生するが、その電圧変化による影響
は、反転データ信号によって相殺されることになる。
なお、この実施形態では、反転画像信号線156とデータ線114との間にオフ状態の
TFT154を介挿する構成としたが、これは、データ信号をデータ線にサンプリングす
るTFT144におけるソース・ドレイン間の寄生容量と同じものを形成しやすいためで
ある。したがって、TFT144におけるソース・ドレイン間の寄生容量値とほぼ同じで
あれば、例えば電極(配線)/絶縁層/電極(配線)の容量を、反転画像信号線156と
データ線114との間に電気的に介挿しても良い。
また、反転データ信号/Vid1、/Vid2、/Vid3については、データ信号Vid1、Vid
2、Vid3を、電圧Vcを基準に反転させた構成としたが、反転データ信号の目的は、デー
タ信号の電圧変化方向と反対方向に変化させる(とともに、この電圧変化を、容量を介し
てデータ線114に供給する)ことであるから、その反転の基準は電圧Vcに限られない
<第2実施形態>
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。
上述した第1実施形態では、nチャネル型のTFT154のゲート電極をすべてLレベ
ルに相当する電位Gndに接地し、トランジスタのスイッチング機能を用いずに、単にその
ソース・ドレイン間の寄生容量を用いる構成とした。
この第2実施形態では、TFT154を、製造工程においてデータ線114にデータ信
号がサンプリングされるか否かを検査する検査回路と兼用する構成としたものである。な
お、第2実施形態に係る電気光学装置は、表示パネル100に対して表示をさせる表示モ
ードと、製造後に良品であるか否かを検査する検査モードとの2モードを有する。
図8は、表示モードで使用する場合の構成を示すブロック図であり、図9は、検査モー
ドで使用する場合の構成を示すブロック図である。
これらの図に示されるように、第2実施形態において、表示パネル100の構成自体は
両モードで同一であるが、この表示パネル100に接続される回路モジュールがモード別
に用意される。なお、この回路モジュールは、表示モード(図8参照)では、第1実施形
態と特に異なるところはないが、検査モード(図9参照)では、反転回路56がなく、代
わりに判定回路58が設けられている。
さて、これらの図に示されるように、表示パネル100において、容量回路150は、
各データ線114に対応して設けられたTFT154に加えて、第2サンプリング信号出
力回路152によって構成される。第2サンプリング信号出力回路152は、検査モード
においては、第1サンプリング信号出力回路142と同様に、スタートパルス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するなどして、各ブロックに対応して
サンプリング信号Sb1、Sb2、Sb3、…、Sb640を出力する。したがって、検査モードに
おいて、サンプリング信号Sa1、Sa2、Sa3、…、Sa640と、サンプリング信号Sb1、S
b2、Sb3、…、Sb640とは同一波形となる。
ただし、第2サンプリング信号出力回路152は、表示モードにおいては、サンプリン
グ信号Sb1、Sb2、Sb3、…、Sb640をすべてLレベルとする。
ここで、第2サンプリング信号出力回路152に対してモードは、信号D/Cで指定さ
れる。詳細には例えば、信号D/CがHレベル(電圧Vdd)であれば表示モードに、信号
D/CがLレベル(電位Gndに接地)であれば検査モードに、それぞれ指定される。
したがって、表示モードにおいては、図8に示されるように、回路モジュールにより信
号D/CをHレベルとすれば、サンプリング信号Sb1、Sb2、Sb3、…、Sb640がすべて
Lレベルとなるので、第1実施形態と同様な表示が行われる。
一方、検査モードで用いる場合の回路モジュールにおいては、図9に示されるように、
回路モジュールにより信号D/CをLレベルとする。また、この回路モジュールにおいて
、判定回路58は、画像信号処理回路52から画像信号線146に出力されたデータ信号
の電圧と、反転画像信号線156に現れる信号の電圧とを、チャネル毎に一致するか否か
を判定し、いずれかのチャネルでも一致しなければ、不良品であると判定するものである
上述したように、検査モードにおいて、サンプリング信号Sa1、Sa2、Sa3、…、Sa6
40と、サンプリング信号Sb1、Sb2、Sb3、…、Sb640とは互いに同一波形である。この
ため、各部が正常であれば、画像信号線146に供給されたデータ信号は、オンしたTF
T144、データ線114、および、オンしたTFT154という経路で同じチャネルの
反転画像信号線156に現れるので、画像信号線146におけるデータ信号の電圧と、反
転画像信号線156に現れる信号の電圧とは一致するはずである。
仮に、上記経路において断線や、TFT144の素子破壊などの不良が発生していれば
、反転画像信号線156に現れる信号の電圧は、画像信号線146におけるデータ信号の
電圧に一致しないので、これを不良と判定とするのである。
なお、第2実施形態において、検査モードの施行時は、液晶封入前(素子基板形成直後
)やサービスセンター等でのチェック時などが想定される。
したがって、第2実施形態によれば、検査モードにおいて用いるTFT154を、その
ままオフ状態にして表示モードとして用いることが可能となる。
上述した実施形態にあっては、3列のデータ線114を1ブロックにまとめて、1ブロ
ックに属する3列のデータ線114に対し、3チャネルに分配・変換したデータ信号Vid
1〜Vid3をサンプリングする構成したが、分配数および同時に印加するデータ線の数(す
なわち、1ブロックを構成するデータ線の列数)は、「3」に限られるものではない。例
えば、サンプリングスイッチとして機能するTFT144の応答速度が十分に高いのであ
れば、パラレルに変換することなく1本の画像信号線にシリアル伝送して、データ線11
4毎に順次サンプリングするように構成しても良い。また、変換数および同時に印加する
データ線の数を「3」以外の、例えば「2」としても良いし、4以上の例えば「6」等と
しても良い。
いずれにしても、1行の走査線を選択する期間にわたって複数回に分けて1列以上のデ
ータ線毎に、データ信号をサンプリングする構成であれば、データ信号の電圧変化が、T
FT144のソース・ドレイン電極の容量を介し当該列のデータ線に伝搬して、その電位
を変動させることになるので、このような構成に対して、本発明は適用可能である。
さらに、上述した実施形態にあっては、対向電極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。
くわえて、実施形態にあっては、透過型として説明したが反射型としても良い。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 Ne
matic)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
電気光学装置10の表示パネル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10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の内部には、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、画像信号供給回路(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組設けられて、R、G、Bの各色に対応する画像データがそれぞれ供給
される構成となっている。
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2
108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10
0G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10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画素の構成を示す図である。 同電気光学装置における表示動作を説明するためのタイミングチャートである。 同電気光学装置における表示動作を説明するためのタイミングチャートである。 同電気光学装置の表示パネルにおける1列分の等価回路である。 同電気光学装置の表示例を示す図である。 同電気光学装置におけるクロストークの抑制を示す図である。 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ブロック図である。 同電気光学装置における検査時の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る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
10…電気光学装置、100…表示パネル、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…データ
線駆動回路、144…TFT、146…画像信号線、154…TFT、156…反転画像
信号線、2100…プロジェクタ

Claims (5)

  1. 複数行の走査線と複数列のデータ線との交差部分にそれぞれ設けられ、自身に対応する
    走査線が選択されたとき、自身に対応するデータ線に供給されたデータ信号の電圧に応じ
    た階調となる画素と、
    前記複数のデータ線のそれぞれに設けられたサンプリングスイッチであって、画像信号
    線に供給されるとともに所定の基準電位に対し高位または低位のいずれか一方の電圧を有
    するデータ信号を、サンプリング信号にしたがって自身に対応するデータ線にサンプリン
    グするサンプリングスイッチと、
    前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
    1列のデータ線毎に、または、2列以上でブロック化されたデータ線毎に、サンプリン
    グ信号を所定の順番で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のそれぞれに設けられ、一端が自身に対応するデータ線に接続され
    る一方、他端が、前記画像信号線に供給されたデータ信号の電圧を、所定の電位に対して
    反転させた反転データ信号が供給される反転画像信号線に接続された容量と、
    を具備することを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記サンプリングスイッチは、
    ゲート電極に前記サンプリング信号が供給され、ソース電極が前記画像信号線に接続さ
    れ、ドレイン電極が前記データ線に接続された第1トランジスタであり、
    前記容量は、
    前記反転画像信号線および前記データ線の間に介挿された、オフ状態の第2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. 前記第2トランジスタは、
    検査モードにおいて、前記サンプリング信号が出力されたときに、自身に対応するデー
    タ線を前記反転画像信号線に接続する一方、表示モードにおいて、オフ状態となる
    ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 複数行の走査線と複数列のデータ線との交差部分にそれぞれ設けられ、自身に対応する
    走査線が選択されたとき、自身に対応するデータ線に供給されたデータ信号の電圧に応じ
    た階調となる画素と、
    前記複数のデータ線のそれぞれに設けられたサンプリングスイッチであって、画像信号
    線に供給されるとともに所定の基準電位に対し高位または低位のいずれか一方の電圧を有
    するデータ信号を、サンプリング信号にしたがって自身に対応するデータ線にサンプリン
    グするサンプリングスイッチと、
    前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
    1列のデータ線毎に、または、2列以上でブロック化されたデータ線毎に、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、
    を具備する電気光学装置の駆動方法であって、
    前記画像信号線に供給するデータ信号の電圧を所定の電位に対して反転させた反転デー
    タ信号を、それぞれ容量を介して、前記複数列のデータ線の各々に印加する
    ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
  5. 請求項1乃至3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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