KR100371841B1 - 전기 광학 장치의 구동 방법, 전기 광학 장치의 구동회로, 전기 광학 장치 및 전자기기 - Google Patents

전기 광학 장치의 구동 방법, 전기 광학 장치의 구동회로, 전기 광학 장치 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 표시 얼룩을 억제하여 고품위의 표시를 얻을 수 있다.
본 발명은, X 방향으로 연장 형성되는 3m개의 주사선(112)과 Y 방향으로 연장 형성되는 n개의 데이터선(114)의 교차점에 대응하여 서브화소(120a, 120b, 120c)를 배치하고, Y 방향에 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소(120)로서 구동한다. 이 경우에, 제 1 모드에서는 1 화소를 구성하는 서브화소의 각각을, 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터에 따라서, 각각 온 또는 오프시키는 한편, 제 2 모드에서는 1 화소를 구성하는 서브화소에 대하여 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터에 대응하는 전압을 공통으로 인가한다. 이것에 의해, 어느 쪽의 모드에서도 데이터선에 공급하는 신호는 2진적으로 끝난다.

Description

전기 광학 장치의 구동 방법, 전기 광학 장치의 구동 회로, 전기 광학 장치 및 전자기기{DRIVING METHOD FOR DRIVING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, DRIVING CIRCUIT FOR DRIVING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 고품위의 계조 표시가 가능한 전기 광학 장치의 구동 방법, 전기 광학 장치의 구동 회로, 전기 광학 장치 및 전자기기에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 광학 장치란 전기 광학 품질의 전기 광학 변화를 이용하여, 표시 등을 행하는 것이다. 여기서, 전기 광학 품질로서는, 액정이나, 전기 발광(electroluminescene), 형광체, 가스 등이 이용되고 있지만, 예컨대 액정을 이용한 액정 장치는 다음과 같은 구성으로 이루어져 있다. 즉, 종래의 액정 장치는 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극이나, 이 화소 전극에 접속된 스위칭 소자 등이 마련된 소자 기판과, 화소 전극에 대향하는 대향 전극이 형성된 대향 기판과, 이들 양 기판 사이에 유지된 전기 광학 물질로서의 액정으로 구성된다.
이러한 구성에 있어서, 주사선을 거쳐서 스위칭 소자에, 온 전압의 주사 신호를 인가하면, 해당 스위칭 소자가 도통 상태로 된다. 이 도통 상태인 때에, 데이터선을 거쳐서 화소 전극에 계조에 따른 전압 신호를 인가하면, 해당 화소 전극 및 대향 전극에 의해 액정층을 유지하게 되는 액정 용량 소자에, 해당 전압 신호에 따른 전하가 축적된다. 그리고, 전하 축적후, 해당 스위칭 소자를 오프 상태로 해도, 해당 액정층에 있어서의 전하의 축적은 액정 용량 소자 자신이나 축적 용량 소자 등에 의하여 유지된다. 이와 같이, 각 스위칭 소자를 구동시켜 축적시킨 전하량을 계조에 따라 제어하면, 액정의 배향이 변화되기 때문에, 화소마다 농도가 변화하게 되어 계조 표시가 가능하다.
그러나, 데이터선에 인가되는 전압 신호는 계조에 대응하는 전압, 즉 아날로그 신호이기 때문에, 각종 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인하여,표시 얼룩이 발생하기 쉽다.
한편, 하나 화소를 복수의 서브화소로 분할하고, 이들 서브화소를 온/오프 표시시키는 것으로 계조 표시를 실현하는 면적 계조법이 알려져 있다. 이 면적 계조법은 서브화소를 온/오프 표시시키는 데에만 좋기 때문에, 데이터선에 인가되는 전압 신호가 2진적으로 끝나, 그 결과, 각종 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성에 기인한 표시 얼룩이 발생하기 어렵게 된다. 그러나, 이 면적 계조법에서는, 1 화소의 분할 수를 k로 한 경우, 그 계조수는 2k로 되고, 그보다도 다(多)계조의 표시를 실현할 수가 없다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 봐 이루어진 것으로, 그 목적이라고 하는 것은 면적 계조법에 의한 표시와, 1 화소의 분할수로 규정되는 계조수보다도 다계조의 표시를 적절히 전환하고, 각종 조건에 따른 적절한 표시를 선택 가능하게 하는 전기 광학 장치의 구동 방법, 전기 광학 장치의 구동 회로, 전기 광학 장치 및 전자기기를 제공하는 것에 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 실시예 1에 따른 전기 광학 장치의 외관 구성을 나타내는 사시도이고, 도 1의 (b)는 그 선 A-A'에 대한 단면도,
도 2는 동(同) 전기 광학 장치의 전기적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 동 전기 광학 장치에 있어서의 화소의 배열을 나타내는 평면도,
도 4는 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성을 나타내는 회로도,
도 5는 동 주사선 구동 회로에 있어서의 주사 신호 선택기의 구성을 나타내는 회로도,
도 6은 동 주사 신호 구동 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 7은 동 전기 광학 장치에 있어서의 Vbk 선택기의 구성을 나타내는 회로도,
도 8은 동 Vbk 선택기의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 9는 동 전기 광학 장치에 있어서의 데이터선 구동 회로의 구성을 나타내는 블럭도,
도 10은 동 데이터선 구동 회로에 있어서의 제 2 래치 회로중 1열(列)분의 구성을 나타내는 블럭도,
도 11은 동 전기 광학 장치에 있어서, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 12는 동 전기 광학 장치에 있어서, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 13은 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 14는 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 15는 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 16은 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 17은 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 18은 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 전기적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 19는 동 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성을 나타내는 회로도,
도 20은 동 전기 광학 장치에 있어서의 VLC 선택기의 구성을 나타내는 회로도,
도 21은 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에 있어서, VLC 선택기의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 22는 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에 있어서, VLC 선택기의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 23의 (a) 및 (b)은 각각 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에 있어서, 서브화소의 백(白) 표시 동작을 설명하기 위한 도면,
도 24의 (a) 및 (b)은 각각 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에 있어서, 서브화소의 흑(黑) 표시 동작을 설명하기 위한 도면,
도 25의 (a), (b) 및 (c)은 각각 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에 있어서, 서브화소의 표시 동작을 설명하기 위한 도면,
도 26은 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에 있어서, 서브화소의 표시 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 27은 해당 전기 광학 장치에 있어서의 1 화소분의 구성예를 나타내는 회로도,
도 28은 본 발명의 전기 광학 장치에 있어서의 화소의 배열예를 나타내는 평면도,
도 29는 해당 전기 광학 장치에 있어서의 주사선 구동 회로의 별도의 구성을 나타내는 블럭도,
도 30은 해당 주사선 구동 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 31은 실시예에 따른 전기 광학 장치를 적용한 전자기기의 일례인 프로젝터(projector)의 구성을 도시하는 도면,
도 32는 실시예에 따른 전기 광학 장치를 적용한 전자기기의 일례인 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도,
도 33은 해당 전기 광학 장치를 적용한 전자기기의 일례인 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 전기 광학 장치 105 : 액정
112 : 주사선 113 : 표시 갱신 제어선
114 : 데이터선 115 : 제 1 신호선
116 : 제 2 신호선 120a, 120b, 120c : 서브화소
120 : 화소 130 : 주사선 구동 회로
132, 183 : 시프트 레지스터 134 : 주사 신호 선택기
140 : Vbk 선택기 142 : VLC 선택기
145 : 제 3 신호선 180 : 데이터선 구동 회로
185 : 제 1 래치 회로 186 : 제 2 래치 회로
191 : 제 1 급전선 192 : 제 2 급전선
195 : 용량선 1202 : 제 1 스위치
1204 : 제 2 스위치 1218 : 서브화소 전극
1240 : NOR 게이트 1252 : 제 3 스위치
1254 : 제 4 스위치 1256 : 제 5 스위치
1866 : 선택기 2100 : 프로젝터
2200 : 퍼스널 컴퓨터 2300 : 휴대전화
본 발명의 일 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 구동 방법은, 행 방향으로 형성되는 주사선과 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배선되는 서브화소를, 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소로서 구동하고, 제 1 모드에서는 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각을 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터에 따라 각각 온 또는 오프시키는 한편, 제 2 모드에서는 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각을 해당 화소의 계조 데이터에 대응하여 공통의 계조로 나타낸다.
이 방법에 의하면, 제 1 모드에서는 서브화소의 온/오프에 따른 면적 계조법에 의한 표시가 화소마다 행해지는 한편, 제 2 모드에서는 1 화소를 구성하는 서브화소가 서로 동일 농도로 되는 계조 표시가 행해진다. 이 때문에, 제 2 모드에 있어서의 계조수는 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 의존하지 않는다. 따라서, 움직임이 있는 화상이나 풍경화(landscape) 등을 표시하는 경우 등에 있어서, 제 2 모드를 선택하면, 보다 풍부한 다(多)계조 표시가 가능해진다. 또, 이 구동 방법에 있어서, 제 1 또는 제 2 모드의 선택에 대해서는 별도로 마련되는 판단 기구로부터 여러 가지의 조건(화상의 질(質)이나, 전지(電池)의 잔량, 동작의 상태 등)을 고려하여 실행하는 구성으로 해도 좋고, 사용자가 수동으로 선택하여 실행하는 구성으로 해도 좋다.
이 전기 광학 장치의 구동 방법에 있어서, 제 1 모드에서는 선택한 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프시키는 방법이 바람직하다. 제 1 모드에 있어서, 서브화소의 온 또는 오프를 지시하는 비트, 즉 2진적인 신호를 해당 서브화소에 공급하면 되기 때문에, 소자 특성이나 배선 저항 등의 불균일성의 영향을 받기 어렵게 된다. 이 때문에, 움직임이 없거나 또는 적은 화상을 표시하는 경우나, 동일 계조의 화소를 광범위하게 표시하는 경우 등에 있어서, 제 1 모드를 선택하면 표시 얼룩이 없는 고품위의 표시가 가능하게 된다.
또한, 제 1 모드에서는 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각에 대하여 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터중 대응하는 비트를 각각 유지시킴과 동시에, 해당 비트에 따라서 온 또는 오프시키는 방법이 바람직하다. 이렇게 하면, 서브화소를 항상 오버라이트할 필요가 없고, 온/오프 상태에 변경이 발생하고 있지 않은 서브화소에 대해서는, 비트의 유지 내용을 오버라이트하지 않고 끝나기 때문에, 그 분만큼 저소비 전력을 도모할 수 있게 된다.
여기서, 제 1 모드에서는 유지시킨 비트에 상관없이 서브화소를 일단 오프시키고, 그 후, 유지시킨 비트에 따라서, 서브화소의 온 또는 오프를 계속시키는 방법이 바람직하다. 이렇게 하면, 일단 서브화소의 표시 내용이 오프 상태로 리셋된후에, 유지된 비트에 따라서 서브화소가 다시 온 또는 계속하여 오프로 된다. 즉, 서브화소의 온/오프가 유지된 비트에 따라서 리프레쉬되게 된다.
또한, 서브화소를 온시킬 때, 해당 서브화소를 일단 오프시키고, 그 후에 있어서의 해당 서브화소의 온 극성을 기준 레벨에 대하여 반전시키는 방법이 바람직하다. 이렇게 하면, 서브화소의 교류 구동을 해당 서브화소를 일단 오프시키는 타이밍을 계기로 하여 실행할 수 있다.
한편, 이 전기 광학 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 제 2 모드에서는 선택한 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로 변화되는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 방법이 바람직하다. 제 2 모드에 있어서, 데이터선에 공급되는 신호가 샘플링을 지시만하는 2진적인 신호로 되기 때문에, 제 2 모드에 있어서도 제 1 모드와 마찬가지로, 고품위의 표시가 가능해진다.
또, 이 구동 방법에서는, 제 1 모드에 있어서 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편, 상기 제 2 모드에 있어서 1 화소로서 모아지는 서브화소끼리가 상기 열 방향으로 서로 인접하고 있으면, 상기 주사선을, 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하고, 1 화소로서 모아지는 서브화소끼리가 상기 행 방향으로 서로 인접하고 있으면, 상기 주사선을 1개마다 선택한다. 어떻든 간에, 주사선을 선택할 때마다, 상기 서브화소에 인가시키는 전압의 극성을 기준 레벨에 대하여 반전시키는 방법이 바람직하다. 이렇게 하면, 서브화소로 모아지는 1 화소의 기입 특성이, 주사선을 선택할 때마다 반전되기 때문에, 깜빡임(flicker)의 발생이 억제된다.
다음에, 본 발명의 하나의 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 구동 회로는, 행 방향으로 형성되는 주사선과 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소로서 구동하는 전기 광학 장치의 구동 회로로서, 제 1 모드에서는 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편, 제 2 모드에서는 상기 주사선을 1개마다 또는 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하는 주사선 구동 회로와, 상기 제 1 모드에서는 상기 주사선 구동 회로에 의해서 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대하여, 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프를 지시하는 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 한편, 상기 제 2 모드에서는 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대하여, 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로 변화되는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 데이터선 구동 회로를 구비하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의하면, 상기 구동 방법과 마찬가지로, 제 1 모드에서는 표시 얼룩이 없는 고품위의 표시가 가능해지는 한편, 제 2 모드에서는 보다 풍부한 계조 표시가 가능해진다.
이 구성에서는, 상기 제 1 모드에 있어서, 상기 주사선 구동 회로에 의해서 선택되는 주사선에 대응하는 서브화소의 온/오프 상태에 변화가 없으면, 상기 주사선의 선택을 금지하는 인에이블 회로를 구비하는 것이 바람직하다. 인에이블 회로에 의해서, 주사선의 선택이 금지되면, 그 분만큼 저소비 전력화가 도모된다.
한편, 본 발명의 하나의 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 구동 회로는 행 방향으로 형성되는 주사선과 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를, 주사선을 거쳐서 선택함과 동시에, 서로 인접하는 서브화소끼리 모아서 1 화소의 표시를 행하게 하는 전기 광학 장치의 구동 회로로서, 제 1 모드에서는 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편, 제 2 모드에서는 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드 또는 제 2 모드에 따라서, 주사선을 적절히 선택하는 주사선 구동 회로가 제공된다.
이 구동 회로는, 펄스 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터와, 상기 제 1 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을 서로 중복되지 않도록 제어하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을, 주사선을 1개마다 선택하는 경우에 제어된 신호의 펄스폭보다도 넓게 되도록 제어하여 각각 제어한 펄스 신호를 선택해야 할 주사선에 공급하는 논리 회로를 갖는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 특별한 제어 신호 등을 필요로 하는 일없이, 모드에 따라서 적절히 주사선을 선택하는 것이 가능해진다.
그런데, 시프트 레지스터는 입력 신호를 시프트하는 래치 회로가 다단(多段) 접속된 구성이 일반적이지만, 이러한 구성에서는 해상도가 올라가면, 래치 회로의 단수(段數)가 증가할 뿐만 아니라, 고속 동작이 요구되어, 소비 전력이 커지게 되는 경향이 있다. 그래서, 주사선을 선택하기 위한 구동 회로에 있어서는, 펄스 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터와, 상기 제 1 모드이면, 상기 펄스 신호를 서로 중복되지 않도록 시간축상에 복수개로 분할하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을 서로 중복되지 않도록 제어하여, 각각 분할 또는 제어한 펄스 신호를, 선택해야 할 주사선에 공급하는 논리 회로를 갖는 구성이 바람직하다. 이 구성에서는, 하나의 펄스 신호가 시간축상에 분할되어, 주사선에 공급되기 때문에, 래치 회로의 단수가 저감됨과 동시에, 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 하나의 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 구동 회로는, 행 방향으로 형성되는 주사선과 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를, 데이터선을 거쳐서 구동함과 동시에, 서로 인접하는 서브화소끼리 모아서 1 화소의 표시를 행하게 하는 전기 광학 장치의 구동 회로로서, 제 1 모드에서는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대하여, 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프를 지시하는 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 한편, 제 2 모드에서는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대하여, 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로 변화되는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드 또는 제 2 모드에 따라서, 2진적인 신호를 데이터선에 적절히 공급하는 데이터선 구동 회로가 제공된다.
이 상기 구동 회로는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프를 지시하는 신호를 출력하는 제 1 회로와, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 따른 기간만큼 액티브 레벨로 되는 신호를 출력하는 제 2 회로와, 상기 제 1 모드이면 상기 제 1 회로에 의한 신호를 선택하는 한편, 상기 제 2 모드이면 상기 제 2 회로에 의한 신호를 선택하여, 해당 서브화소에 대응하는 데이터선에 공급하는 선택기를 포함하는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 선택기에 의해서, 제 1 모드에서는 제 1 회로에 의한 신호가 선택되는 한편, 제 2 모드에서는 제 2 회로에 의한 신호가 선택되어, 데이터선에 공급된다.
또한, 본 발명의 하나의 형태에 있어서의 전기 광학 장치는 행 방향으로 형성되는 주사선과 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소가 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소로서의 표시를 행하는 전기 광학 장치로서, 제 1 모드에서는 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각이, 각각 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프하는 한편, 제 2 모드에서는 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각이, 공통으로 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터에 대응한 계조로 되는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의하면, 상기 구동 방법 및 상기 구동 회로와 마찬가지로, 제 1 모드에서는 표시 얼룩이 없는 고품위의 표시가 가능해지는 한편, 제 2 모드에서는 보다 풍부한 계조 표시가 가능해진다.
이 전기 광학 장치에 있어서, 상기 제 1 모드이면 상기 서브화소를 온시키는 전압이 인가되는 한편, 상기 제 2 모드이면 시간적으로 변화되는 전압이 인가되는 제 1 신호선과, 적어도 상기 제 1 모드이면, 해당 서브화소를 오프시키는 전압이인가되는 제 2 신호선을 더 구비하고, 상기 서브화소는, 대응하는 주사선에 공급되는 신호에 따라 온 또는 오프하는 제 1 스위치와, 상기 제 1 스위치가 온했을 때에, 대응하는 데이터선의 신호 레벨에 따른 내용을 유지하는 유지 소자와, 상기 제 1 모드이면, 상기 유지 소자의 유지 내용에 따라 상기 제 1 또는 제 2 신호선중 어느 하나를 선택하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 제 1 스위치가 온하고 있는 기간으로서, 해당 서브화소에 의해서 모아지는 1 화소의 계조 데이터에 따른 타이밍으로, 상기 제 1 신호선에 인가되는 전압을 샘플링하는 제 2 스위치와, 상기 제 2 스위치에 의해 선택 또는 샘플링된 전압이 인가되는 서브화소 전극을 포함하는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드에 있어서, 제 1 스위치가 오프한 경우이더라도, 서브화소 전극에는, 해당 서브화소를 온 또는 오프시키는 전압이 유지 소자에 의한 유지 내용에 따라서 인가된다. 이 때문에, 서브화소를 항상 오버라이트할 필요가 없고, 표시 내용에 변경이 있었을 때에만 오버라이트하면 끝나기 때문에, 고품위의 표시를 낮은 소비 전력으로 실현하는 것이 가능해진다.
이 전기 광학 장치에 있어서는, 서브화소마다 서브화소 전극에 인가되는 전압을 유지하는 축적 용량 소자를 구비하는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 2 모드에 있어서 서브화소 전극에 인가된 전압의 리크(leakage)가 억제된다.
이와 같이 축적 용량 소자를 구비하는 경우, 상기 축적 용량 소자의 일단이 해당 서브화소 전극에 접속되고, 타단이 정전위(定電位)의 신호선에 접속되는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 축적 용량 소자는, 모드에 관계없이 정전위의 신호선과 화소 전극 사이에서 전압을 유지하게 된다.
또한, 상기 제 2 신호선은, 상기 제 2 모드에서도 상기 서브화소를 오프하는 전압이 인가되어, 상기 정전위의 신호선으로서 이용되는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 축적 용량 소자를 공통 접속하기 위한 배선을 별도로 마련할 필요가 없기 때문에, 그 분만큼 구성이 간략화된다.
또한, 상술한 바와 같이, 제 2 모드에서는, 1 화소를 구성하는 서브화소에 공통의 전압이 인가되지만, 1 화소를 구성하는 서브화소의 면적은 서로 상이하다. 이 때문에, 동일한 화소에 포함되는 서브화소의 축적 용량 소자이더라도, 요구되는 유지 특성은 상이하기 때문에, 축적 용량 소자는 대응하는 서브화소 전극의 면적에 따른 구성이 바람직하다.
그런데, 이 전기 광학 장치에 있어서의 유지 소자는, 하나의 용량 소자로 이루어지고, 상기 제 1 모드이면, 해당 용량 소자의 양단에는 서로 배타적인 신호 레벨의 전압이 인가되는 구성으로 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드에 있어서, 유지 소자인 용량 소자에 유지 내용의 변경이 발생하더라도, 전하가 해당 용량 소자의 전극사이를 이동할 뿐이다. 이 때문에, 쓸데없이 전력이 소비되는 것도 없고, 용량 소자에 요구되는 용량도 작게 끝난다.
한편, 이 전기 광학 장치에 있어서의 유지 소자는, 2개의 용량 소자로 이루어지고, 상기 제 1 모드이면, 해당 2개의 용량 소자는 서로 배타적으로 전하를 축적하고, 해당 2개의 용량 소자에 있어서의 한쪽의 전극이 모두 정전위의 신호선에 공통 접지되어 있는 구성으로 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드에 있어서, 유지 소자인 2개의 용량 소자에 유지 내용의 변경이 발생하더라도, 전하가, 정전위인 제 2 신호선을 거쳐서 해당 2개의 용량 소자 사이를 이동할 뿐이므로, 쓸데없이 전력이 발생하게 되는 것도 없다.
여기서, 유지 소자가 2개의 용량 소자로 이루어지는 경우, 상기 제 2 신호선에는, 상기 제 2 모드에서도 상기 서브화소를 오프시키는 전압이 인가되어, 상기 정전위의 신호선으로서 이용되는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 2개의 용량 소자를 공통 접속하기 위한 배선을 별도로 마련할 필요가 없기 때문에, 그 분만큼 구성이 간략화된다.
덧붙여, 이 전기 광학 장치의 서브화소는, 상기 제 2 스위치를 제어하는 논리 소자를 갖고, 상기 논리 소자에 전원의 저전위측 전압을 공급하는 제 1 급전선과, 상기 논리 소자에 전원의 고전위측 전압을 공급하는 제 2 급전선이 상기 주사선 또는 상기 데이터선의 형성 방향을 따라 교대로 배치하는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 서브화소에 포함되는 논리 소자의 전원은, 고전위측 전압과 저전위측 전압을 교대로 배치하는 급전선에 의해서 얻어지기 때문에, 서브화소마다 2개의 급전선을 마련할 필요가 없어진다. 이 때문에, 그 분만큼 구성의 간략화가 가능해진다.
그런데, 이 전기 광학 장치에 있어서의 제 1 스위치는 상보형 소자인 구성이 바람직하다. 제 1 스위치를 한쪽의 채널형 트랜지스터로 하는 경우에는, 그 임계값 전압을 고려하여, 주사선에 인가하는 전압을 설정해야 하지만, 상보형이면, 이것을 고려할 필요가 없어진다.
마찬가지로, 제 2 스위치는 상보형 소자인 구성이 바람직하다. 제 2 스위치를 한쪽의 채널형 트랜지스터로 하는 경우에는, 그 임계값 전압을 고려하여, 데이터선에 인가하는 전압을 설정할 필요가 있지만, 상보형이라고 하면, 이것을 고려할 필요가 없어진다.
따라서, 제 1 및 제 2 스위치에 대해서는 모두 상보형 소자인 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 주사선 및 데이터선에 공급하는 전압 레벨을 공통화한 2진값으로 끝날 수 있기 때문에, 전원 회로의 부담을 경감하는 것이 가능해진다.
한편, 이 전기 광학 장치에서는, 각 행마다 마련되고, 상기 제 1 모드에 있어서, 상기 서브화소의 온 또는 오프의 갱신을 지시하는 갱신 지시 신호를 공급하는 표시 갱신 제어선과, 각 행마다 마련되고, 상기 제 1 모드에 있어서, 대응하는 행에 대하여 상기 갱신이 지시되었을 때에, 상기 서브화소를 오프시키는 오프 전압 신호가, 상기 갱신이 지시되지 않을 때에, 상기 서브화소를 온시키는 온 전압 신호가, 각각 공급되는 한편, 상기 제 2 모드에 있어서, 대응하는 행의 주사선이 선택되었을 때, 시간적으로 변화되는 램프 전압 신호가 공급되는 신호선을 구비하고, 또한, 상기 서브화소는, 일단이 대응하는 열의 데이터선에 접속됨과 동시에, 대응하는 행의 주사선이 선택되었을 때에 온하는 제 3 스위치와, 상기 제 3 스위치의 타단에 있어서의 신호 레벨을 유지하는 유지 소자와, 일단이 대응하는 행의 신호선에 접속됨과 동시에, 상기 제 3 스위치의 타단에 있어서의 신호 레벨에 따라 온 또는 오프하는 제 4 스위치와, 일단이 대응하는 행의 신호선에 접속됨과 동시에, 대응하는 행에 대하여 상기 갱신이 지시되었을 때에 온하는 제 5 스위치와, 상기 제 4 스위치 및 상기 제 5 스위치의 타단에 공통 접속되는 서브화소 전극을 구비하는구성도, 또한 제 1 및 제 2 스위치를 구비하는 구성과 마찬가지로 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 모드에 있어서, 어떤 행의 주사선이 선택되었을 때, 해당 행에 위치하는 서브화소에서는 제 3 스위치가 온되어, 대응하는 열의 데이터선에 공급되는 신호 레벨이 유지 소자에 유지된다. 여기서, 서브화소의 온 또는 오프의 갱신이 지시되면, 제 5 스위치가 온되기 때문에, 서브화소 전극에는 대응하는 행의 신호선에 공급되는 오프 전압 신호가 일단 인가된다. 단, 이 후에, 제 3 스위치 및 제 5 스위치가 오프되면, 제 4 스위치가 유지 소자에 의한 유지 내용에 따라서 온 또는 오프하기 때문에, 서브화소 전극에는 온 전압 신호가 다시 인가되고, 또는, 오프 전압 신호가 계속해서 인가되게 된다. 즉, 서브화소의 온/오프가 유지된 비트에 따라 리프레쉬되게 된다. 이 때문에, 온/오프 상태에 변화가 없는 서브화소에 대해서는, 유지 소자에 의한 유지 내용을 오버라이트하지 않고 끝나기 때문에, 그 분만큼 저소비 전력을 도모할 수 있게 된다. 한편, 제 2 모드에서는, 제 4 스위치가 램프 전압 신호를 대응하는 데이터선의 신호 레벨에 따라 샘플링하여, 서브화소 전극에 공급하게 되기 때문에, 용이하게 다계조 표시가 가능하게 된다.
이와 같이, 제 3, 제 4 및 제 5 스위치를 구비하는 구성에 있어서도, 제 2 모드인 경우에, 서브화소 전극에 인가된 전압의 리크가 억제되기 때문에, 서브화소마다 서브화소 전극에 인가되는 전압을 유지하는 축적 용량을 구비하는 구성이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 하나의 형태에 있어서의 전자기기는, 상기 전기 광학 장치를 구비하기 때문에, 제 1 모드에서는, 표시 얼룩이 없는 고품위의 표시가 가능해지는 한편, 제 2 모드에서는, 보다 풍부한 계조 표시가 가능해진다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예 1)
우선, 본 발명의 실시예 1에 따른 전기 광학 장치에 대하여 설명한다. 이 전기 광학 장치는, 전기 광학 물질로서 액정을 이용하여, 그 전기 광학적인 변화에 의해 소정의 표시를 행하는 투과형 액정 장치이다. 그리고, 이 전기 광학 장치에서는, 1 화소가 3개의 서브화소로 구성됨과 동시에, 후술하는 바와 같이, 3개의 서브화소에 의한 면적 계조법에 따른 표시가 제 1 모드에 있어서 행해지고, 또한 3개의 서브화소가 공통의 농도로 되는 표시가 제 2 모드에 있어서 행해지는 구성으로 되어 있다.
(전기 광학 장치의 구성)
여기서, 도 1의 (a)는 이 전기 광학 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A'선의 단면도이다. 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 전기 광학 장치(100)는, 각종 소자나 서브화소 전극(1218) 등이 형성된 소자 기판(101)과, 대향 전극(108) 등이 마련된 대향 기판(102)이 스페이서(103)를 포함하는 밀봉재(104)에 의해 일정한 간극을 유지하고, 서로 전극형성면이 대향하도록 접합됨과 동시에, 이 간극에 전기 광학 물질로서, 예컨대 TN(Twisted Nematic)형의 액정(105)이 봉입된 구성으로 되어 있다.
또, 후술하는 바와 같이, 서브화소 전극(1218)의 3개가 1 화소에 대응하는 것으로 되는데, 제 1 모드에 있어서 면적 계조법에 의한 계조 표시를 하는 것과의 관계상, 3개의 서브화소 전극(1218)의 면적비는 약 1:2:4로 되도록 설정되어 있다.
또한, 소자 기판(101)에는, 본 실시예에서는 유리나, 반도체, 석영 등이 이용되지만, 불투명한 기판을 이용하더라도 좋다. 단, 소자 기판(101)에 불투명한 기판을 이용하는 경우에는, 투과형이 아니라 반사형으로서 이용할 필요가 있다. 또한, 밀봉재(104)는 대향 기판(102)의 주변을 따라 형성되는데, 액정(105)을 봉입하기 위해서 일부가 개구되어 있다. 이 때문에, 액정(105)의 봉입후에, 그 개구 부분이 봉지재(106)에 의해 봉지되어 있다.
다음에, 소자 기판(101)의 대향면으로서, 밀봉재(104)의 외측 한 변에는 후술하는 데이터선 구동 회로(180)가 형성되어 있다. 또한, 이 한 변의 외주 부분에는 복수의 실장 단자(107)가 형성되어, 외부 회로로부터 각종 신호를 입력하는 구성으로 되어 있다.
또한, 이 한 변에 인접하는 2변에는 각각 주사선 구동 회로(130) 등이 형성되어, 주사선을 양측으로부터 구동하는 구성으로 되어 있다. 또, 주사선에 공급되는 주사 신호의 지연이 문제로 되지 않는 것이면, 주사선 구동 회로(130)를 한 쪽에 1개만 형성하는 구성이라도 좋다. 또한, 나머지의 한 변에는 2개의 주사선 구동 회로(130)에 있어서 공용되는 배선(도시생략) 등이 형성된다. 이러한 주사선구동 회로(130)나, 데이터선 구동 회로(180) 등, 소자 기판(101)의 주변에 형성되는 회로의 구성 소자는 서브화소를 구성하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 「TFT」라고 칭함)와 공통의 프로세스에 의해 형성된다. 이와 같이 주변 회로를 소자 기판(101)에 내장시키고, 또한 그 구성 소자를 공통의 프로세스에 의해 형성하면, 주변 회로를 다른 기판상에 형성하여 외부에 부착하는 타입의 전기 광학 장치에 비해, 장치 전체의 소형화나 저비용화를 도모하는 데에 있어서 유리하게 된다.
한편, 대향 기판(102)에 마련되는 대향(공통) 전극(108)은, 소자 기판(101)과의 접합 부분에 있어서의 4변중 적어도 1개소에 마련된 은 페이스트 등의 도통재에 의해, 소자 기판(101)에 형성된 실장 단자(107)와 전기적으로 접속되는 구성으로 되어 있다.
그밖에, 대향 기판(102)에는, 특히 도시는 하지 않지만, 서브화소 전극(1218)과 대향하는 영역에, 필요에 따라 착색층(컬러 필터)이 마련된다. 단, 후술하는 프로젝터와 같이 색광 변조의 용도에 적용하는 경우, 대향 기판(102)에 착색층을 형성할 필요는 없다. 또한, 착색층을 마련하는지 여부에 관계없이, 광의 리크에 의한 계조비의 저하를 방지하기 위해서, 서브화소 전극(1218)과 대향하는 영역 이외의 부분에는 차광막이 마련되어 있다(도시생략).
또한, 소자 기판(101) 및 대향 기판(102)의 대향면에는 액정(105)에 있어서의 분자의 장축(長軸) 방향이 양 기판사이에서 약 90°연속적으로 비틀어지도록 연마 처리된 배향막이 마련되는 한편, 그 각 배면측에는 배향 방향에 따른 편광자가각각 마련되는데, 본 건과는 직접 관계하지 않기 때문에, 그 도시에 대해서는 생략하기로 한다. 또, 도 1의 (b)에 있어서는, 대향 전극(108)이나, 화소 전극(1218), 실장 단자(107) 등에는 두께를 갖게 하고 있지만, 이것은 위치 관계를 나타내기 위한 편의적인 조치이며, 실제로는 기판의 두께에 대하여 충분히 무시할 수 있을 정도로 얇다.
(전기 광학 장치의 전기적인 구성)
계속해서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 전기적인 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 이 전기적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
이 도면에 도시하는 바와 같이, 3m개의 주사선(112)이 X(행) 방향으로 연장되어 형성되는 한편, n개의 데이터선(114)이 Y(열) 방향으로 형성되어 있다(m, n은 모두 정수). 그리고, 이들 주사선(112)과 데이터선(114)과의 교차점에 대응하여 서브화소(120a, 120b, 120c)가 배열되고, 열 방향에 있어서 서로 인접하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)가 모아져 하나의 화소(120)로 되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는 화소(120)가 m행 n열(m×n)의 매트릭스 형상으로 배열되게 된다.
또한, 제 1 신호선(115)과 제 2 신호선(116)이 주사선(112)을 따른 방향으로 1행(行)마다 형성되는 한편, 예비(auxiliary) 데이터선(114')이 데이터선(114)을 따른 방향으로 1열마다 형성되어 있다. 또, 도 2에 있어서, 주사선(112), 제 1 신호선(115) 및 제 2 신호선(116)을 등간격으로 배열하고 있지만, 실제로는, 서브화소(120a, 120b, 120c)의 면적비가 도 3에 도시하는 바와 같이 약 1:2:4로 형성되는것과의 관계상, 이들 비에 따른 간격으로 배열하게 된다.
여기서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에서는, 동작 모드가 제 1 모드와 제 2 모드로 나누어지고, 이 중 제 1 모드이면, 1 화소에 대하여 3 비트의 계조 데이터 Data로 지시되는 8계조의 표시를 행하는 한편, 제 2 모드이면, 1 화소에 대하여 4 비트의 계조 데이터 Data로 지시되는 16계조의 표시를 행하는 구성으로 되어 있다. 상세하게는, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치는, 제 1 모드이면, 계조 데이터 Data의 최하위 비트, 중위 비트, 최상위 비트의 값에 따라서, 서브화소(120a, 120b, 120c)를 각각 온/오프 표시시키는 것에 의해, 8계조의 면적 계조 표시를 행하는 한편, 제 2 모드이면, 1 화소를 구성하는 3개의 서브화소에 대하여 4 비트의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로 램프 전압 신호를 샘플링시키는 것에 의해, 16계조 표시(3개의 서브화소끼리는 공통 농도)를 실행하는 구성으로 되어 있다.
또, 이하의 설명에서는, 서브화소(120a, 120b, 120c)에 대응하는 행을 특정하기 때문에, 일반적으로, 위에서부터 i행째에 위치하는 화소(120)중, 서브화소(120a)에 대응하는 1행을 i-a행으로 표기하고, 서브화소(120b)에 대응하는 1행을 i-b행으로 표기하며, 서브화소(120c)에 대응하는 1행을 i-c행으로 표기하기로 하다(i는 1∼m중 어느 하나의 정수임). 이 경우, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 있어서의 3행분의 서브화소가 i행째에 위치하는 화소의 1행분을 구성하게 된다.
다음에, 주사선 구동 회로(130)는 (3m+1)단의 시프트 레지스터(132)와 주사 신호 선택기(134)를 구비하고, 각 주사선(112)에 대하여 주사 신호를 소정의 순서로 공급하는 것이다. 여기서, 설명의 편의상, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하여 출력되는 주사 신호를 각각 Yi-a, Yi-b, Yi-c로 표기하기로 한다(단, 주사선(112)에 실제로 공급되는 주사 신호는 후술하는 AND 게이트(152)를 거쳐서 출력된 것이다).
여기서, 주사선 구동 회로(130)는, 제 1 모드에 있어서는 액티브 레벨로 되는 기간이 서로 중복되지 않는 주사 신호로서, 그 액티브 기간이 1 수평 주사 기간의 1/3에 상당하는 기간인 주사 신호를 도 2에 있어서 위에서부터 아래 방향으로 주사선(112) 1개마다 순서대로 공급한다. 한편, 제 2 모드에 있어서, 주사선 구동 회로(130)는, 액티브 레벨로 되는 기간이 서로 중복되지 않는 주사 신호로서, 그 액티브 기간이 1 수평 주사 기간에 상당하는 기간인 주사 신호를, 위에서부터 아래 방향으로 주사선(112) 3개마다 정리하여 순서대로 공급한다. 즉, 제 2 모드이면, i행째의 화소 1행분을 구성하는 i-a행째, i-b행째, i-c행째의 주사선(112)에 공급되는 주사 신호 Yi-a, Yi-b, Yi-c는 i행째의 화소 1행분이 선택되는 1 수평 주사 기간에 있어서 동시에 액티브 레벨로 된다. 또, 이 주사선 구동 회로(130)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 카운터(160)는 클럭 신호 CLKa를 카운트하여, 그 카운트 결과 Q를 4 비트로 출력하는 것이다. 즉, 카운터(160)는 10진수로 표기하면 「0」부터 「15」까지의 카운트 결과 Q를 출력하는 것이다. 여기서, 카운터(160)는, 1 수평 주사 기간의 최초에 출력되는 래치 펄스 LP(도 2에는 도시 생략)에 의해, 카운트 결과 Q를 「0」으로 리셋하여 클럭 신호 CLKa의 카운트를 개시하는 한편, 최대값인 「15」까지 카운트하면, 그 카운트를 일시적으로 정지하는 구성으로 되어 있다.
계속해서, 전압 선택기(170)는, 별도의 외부 전원에 의해 생성된 복수 전압중 어느 하나를 선택하여, 다음에 설명하는 전압 신호 Vbkp, Vwt, Vbkn으로서 출력하는 것이다. 즉, 전압 선택기(170)는, 제 1 모드에 있어서는, 전압 신호 Vbkp로서 서브화소를 온시키는 정극(正極)측 전압 신호 Vbk(+)를 선택하고, 전압 신호 Vwt로서 서브화소를 오프시키는 전압 신호를 선택하며, 또한 전압 신호 Vbkn으로서 서브화소를 온시키는 부극(負極)측 전압 신호 Vbk(-)를 선택한다.
한편, 전압 선택기(170)는, 제 2 모드에 있어서는, 전압 신호 Vbkp로서 카운트 결과 Q에 대응하는 전압을 선택하고, 전압 신호 Vwt 및 전압 신호 Vbkn으로서 서브화소를 오프시키는 전압 신호를 각각 선택한다.
여기서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치가 전압 무인가 상태로 백 표시를 행하는 노멀리 화이트 모드인 것으로 한 경우, 서브화소를 온시키는 전압 신호 Vbk(+)란, 이 신호가 가령 서브화소 전극(1218)(도 4참조)에 인가되면, 해당 서브화소가 흑 표시로 되는 신호중 정극측 신호인 것이고, 또한 서브화소를 오프시키는 전압 신호 Vwt란, 이 신호가 가령 서브화소 전극(1218)에 인가되면, 해당 서브화소가 백 표시로 되는 신호이며, 또한 전압 신호 Vbk(-)란, 이 신호가 가령 서브화소 전극(1218)에 인가되면, 해당 서브화소가 흑 표시로 되는 신호중 부극측 신호를 말한다.
상술하면, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 서브화소 전극(1218)과 대향 전극(108)에 의해 액정(105)이 유지되기 때문에, 서브화소를 오프시키는 신호의 전압은 대향 전극(108)에 인가되는 전압과 거의 동등하다. 또한, 서브화소를 온시키는 정극측 신호란 대향 전극(108)에 인가되는 전압에 대하여 고전위측의 온 전압 신호를 말하고, 서브화소를 온시키는 부극측 신호란 대향 전극(108)에 인가되는 전압에 대하여 저전위측의 온 전압 신호를 말한다. 즉, 서브화소를 온시키는 정극측 전압 신호 Vbk(+)와 부극측 전압 신호 Vbk(-)의 거의 중간 전위가 서브화소를 오프시키는 전압 신호 Vwt로 되는 관계에 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 전압 선택기(170)는, 제 2 모드인 경우에, 카운트 결과 Q가 10진 표기로 「0」이면, 서브화소를 오프시키는 전압 신호를 선택하고, 그 후, 카운트 결과 Q가 상승함에 따라서, 서서히 전압이 상승 또는 하강하는 전압을 선택한다.
또한, 전압 선택기(170)는, 제 2 모드인 경우, 상승·하강 방향을 1 수평 주사 기간마다 전환하고, 또한 1 수직 주사 기간 경과후, 동일한 수평 주사 기간에 있어서도 전환하는 구성으로 되어 있다.
여기서, 본 실시예에 있어서, 제 1 또는 제 2 모드중 어느 것으로 할 지에 대해서는, 예컨대 외부의 제어 회로에 의해서 출력되는 신호 모드의 레벨에 따라서 규정되는 구성으로 되어 있다. 상세하게는, 신호 모두가 L 레벨이면, 제 1 모드가 지정되는 한편, 신호 모드가 H 레벨이면, 제 2 모드가 지정되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 신호 모드는 전압 선택기(170)외에 주사선 구동 회로(130)(주사 신호 선택기(134))나, 후술하는 데이터선 구동 회로(180)에도 공급되고 있다.
계속해서, Vbk 선택기(140)는, 행마다 마련되고, 전압 선택기(170)에 의한 전압 신호 Vbkp, Vwt, Vbkn중 어느 하나를 다음과 같이 선택하여 대응하는 제 1 신호선(115) 및 제 2 신호선(116)에 각각 출력하는 것이다. 즉, Vbk 선택기(140)는, 제 1 모드에 있어서 가령 전압 신호 Vbkp(Vbk(+))를 유지하고, 대응하는 제 1 신호선(115)에 출력하고 있었던 경우, 대응하는 주사선(112)으로의 주사 신호가 액티브 레벨로 되면, 해당 선택전에 유지하고 있었던 극성과는 반대 극성의 전압 신호 Vbkn(Vbk(-))을 선택·유지한다. 반대로, Vbk 선택기(140)는, 제 1 모드에 있어서 전압 신호 Vbkn을 유지하고, 대응하는 제 1 신호선(115)에 출력하고 있었던 경우, 대응하는 주사선(112)으로의 주사 신호가 액티브 레벨로 되면, 해당 선택전에 선택하고 있었던 극성과는 반대 극성의 전압 신호 Vbkp를 선택·유지한다. 즉, Vbk 선택기(140)는, 제 1 모드에서는 전압 신호 Vbkp 또는 Vbkn을 1 수직 주사 기간마다 교대로 선택하여 대응하는 제 1 신호선(115)에 출력하는 구성으로 되어 있다.
한편, Vbk 선택기(140)는, 제 2 모드이면, 대응하는 행이 선택되는 1 수평 주사 기간에 한하여 전압 신호 Vbkp인 램프 전압 신호를 선택하고, 대응하는 제 1 신호선(115)에 출력한다. 여기서, 제 2 모드에 있어서, i행째의 화소 1행분이 선택되는 1 수평 주사 기간에서는 주사 신호 Yi-a, Yi-b, Yi-c가 동시에 액티브 레벨로 되므로, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하는 3개의 Vbk 선택기(140)는 서로 동일한 램프 전압 신호를 출력하게 된다.
또, Vbk 선택기(140)는, 제 1 및 제 2 모드에 관계없이, 전압 선택기(170)에 의해 선택된 전압 신호 Vwt를 대응하는 제 2 신호선(116)에 출력한다.
여기서 설명의 편의상, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하는, Vbk 선택기(140)에 의해 선택되는 전압 신호중 제 1 신호선(115)에 출력되는 전압 신호각각을, 각각 Vbki-a, Vbki-b, Vbki-c로 표기하고, 제 2 신호선(116)에 출력되는 전압 신호의 각각을, 각각 Vwti-a, Vwti-b, Vwti-c로 표기하기로 한다. 또, 이 Vbk 선택기(140)의 상세한 설명은 후술하기로 한다.
다음에, 인에이블 회로(150)는 주사선(112) 1개마다 대응하여 마련되는 AND 게이트(152)로 이루어진다. 여기서, AND 게이트(152)의 입력단중 한쪽에는 주사선 구동 회로(130)로부터의 주사 신호가 공급되고, 다른 쪽에는 신호 ENB가 공통으로 공급되어 있다. 이 때문에, 신호 ENB가 H 레벨이면, 각 AND 게이트(152)가 열리기(open) 때문에, 주사선 구동 회로(130)로부터의 주사 신호가 그대로 출력되는 한편, 신호 ENB가 L 레벨이면, AND 게이트(152)가 모두 닫히기(close) 때문에, 주사 신호는 비액티브 레벨로 되게 된다. 또, 설명의 편의상, i-a행째, i-b행째, i-c행째의 AND 게이트(152)에 의해 실제로 주사선(112)에 출력되는 주사 신호의 각각을, 각각 Gi-a, Gi-b, Gi-c로 표기하기로 한다.
그런데, 데이터선 구동 회로(180)는 데이터선(114), 예비 데이터선(114')을 각각, 각 모드에 따라서 구동하는 것이다. 상세한 설명은 후술하지만, 제 1 모드에 있어서, 데이터선 구동 회로(180)는, 액티브 레벨로 되어 있는 주사선(112)에 위치하는 서브화소에 대하여, 해당 서브화소로 모아지는 1 화소의 계조 데이터 Data중 대응하는 비트를 해당 서브화소에 대응하는 열의 데이터선(114)에 공급하고, 그 반전 비트를 대응하는 열의 예비 데이터선(114')에 공급한다.
한편, 제 2 모드에 있어서, 데이터선 구동 회로(180)는, 액티브 레벨로 되어 있는 3개의 주사선(112)에 위치하는 3개의 서브화소(즉, 1 화소를 구성하는 3개의서브화소)에 대하여, 램프 전압 신호를 해당 화소의 계조 데이터 Data에 대응하여 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를 해당 화소에 대응하는 열의 데이터선(114)에 공급하지만, 모든 예비 데이터선(114')에는 L 레벨의 신호를 공급한다.
또, 설명의 편의상, 왼쪽에서부터 j열째에 대응하는 데이터선(114), 예비 데이터선(114')에 공급되는 데이터 신호를 각각 Sj, Sj'로 표기하기로 한다(단, j는 1∼n중 어느 하나의 정수).
(서브화소의 상세)
계속해서, 실시예 1에 있어서의 서브화소(120a, 120b, 120c)를 상세히 설명한다. 여기서, 도 4는 i행 j열에 위치하는 1 화소분의 구성을 나타내는 회로도이다.
이 도면에 도시하는 바와 같이, i행 j열에 위치하는 화소를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)는, 전기적으로는 동일 구성으로 되어 있다(단, 면적이 서로 다른 것은 상술한 바와 같다). 그래서, 제 1 모드에 있어서, 계조 데이터의 최하위 비트에 대응하여 온/오프하는 서브화소(120a)를 예로 들면, 이 서브화소(120a)에는 스위치 SW1, SW2로 이루어지는 제 1 스위치(1202)와, 스위치 SW5, SW6으로 이루어지는 제 2 스위치(1204)가 구비된다.
이 중, 스위치 SW1은, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨(H 레벨)로 되면, 온하는 것으로, 그 일단은 데이터 신호 Sj가 공급되는 데이터선(114)에 접속되는 한편, 그 타단은 유지 소자인 용량 소자 Cm의 한쪽의 전극에 접속되어 있다. 마찬가지로, 스위치 SW2는, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되면, 온하는 것으로, 그 일단은 데이터 신호 Sj'가 공급되는 예비 데이터선(114')에 접속되는 한편, 그 타단은 용량 소자 Cm의 다른 쪽의 전극에 접속되어 있다.
계속해서, 스위치 SW5는, 용량 소자 Cm의 일단에 있어서의 전압이 H 레벨이면 온되어, 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbki-a를 서브화소 전극(1218)에 인가하는 것이고, 또한 스위치 SW6은, 용량 소자 Cm의 타단에 있어서의 전압이 H 레벨이면 온되어, 제 2 신호선(116)에 공급되는 전압 신호 Vwti-a를 서브화소 전극(1218)에 인가하는 것이다.
이러한 구성에 있어서, 제 1 모드인 경우, 상술한 바와 같이 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되면, i행 j열의 화소에 대응하는 계조 데이터 Data의 최하위 비트가 데이터 신호 Sj로서 공급되고, 그 반전 비트가 데이터 신호 Sj'로서 공급된다. 이 때문에, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되어 스위치 SW1, SW2가 온되었을 때, 용량 소자 Cm의 양(兩)전극에는 서로 배타적인 논리 레벨의 전압이 인가되기 때문에, 스위치 SW5, SW6중 어느 한쪽만이 온되고, 다른 쪽은 오프되게 된다. 즉, 데이터 신호 Sj가 H 레벨이면, 스위치 SW5가 온되고, 스위치 SW6이 오프되는 한편, 데이터 신호 Sj가 L 레벨이면, 스위치 SW5가 오프되고, 스위치 SW6이 온되게 된다. 또한, 주사 신호 Gi-a가 비액티브 레벨로 되어, 스위치 SW1, SW2가 오프되더라도, 용량 소자 Cm에 있어서의 축적에 의해서 스위치 SW5, SW6의 온/오프 상태가 유지된다.
한편, 제 1 모드에 있어서, i-a행째의 Vbk 선택기(140)는, 상술한 바와 같이제 1 신호선(115)에 대하여 전압 신호 Vbkp 또는 Vbkn을 선택하여 전압 신호 Vbki-a로서 공급하는 한편, 제 2 신호선(116)에 대하여 전압 신호 Vwt를 전압 신호 Vwti-a로서 공급한다. 여기서, 제 1 모드에 있어서의 전압 신호 Vbkp 또는 Vbkn은 서브화소를 온(흑 표시)시키는 전압 신호 Vbk(+) 또는 Vbk(-)이며, 전압 신호 Vwt는 서브화소를 오프(백 표시)시키는 신호이다.
따라서, 스위치 SW1, SW2가 오프되더라도, 용량 소자 Cm의 유지 내용에 따라 스위치 SW5, SW6의 온/오프 상태가 유지되기 때문에, 서브화소 전극(1218)에는, 계속해서 온 또는 오프시키는 전압이 인가되게 되어, 그 결과, 해당 서브화소(120a)는 흑 표시 또는 백 표시를 유지하게 된다.
그리고, 이러한 동작이 서브화소(120b, 120c)에 대해서도 개별적으로 행해져, 그 결과, 하나의 화소로서 보면, 서브화소의 면적 비율에 따른 계조 표시가 행해지게 된다.
여기서, 제 1 모드에 있어서 용량 소자 Cm의 양(兩)전극에는 항상 서로 배타적인 논리 레벨의 전압이 인가되게 되기 때문에, 서브화소에 대한 온/오프의 지시에 변경이 있더라도, 전하가 용량 소자 Cm의 전극사이를 이동할 뿐이다. 이 때문에, 전력이 쓸데없게 소비되는 것도 없고, 요구되는 용량도 작게 끝난다.
또한, 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbkp 또는 Vbkn은, 대응하는 행의 Vbk 선택기(140)에 의해 1 수직 주사 기간마다 교대로 선택되기 때문에, 계조 데이터 Data의 최하위 비트(즉, 해당 서브화소(120a)의 온 또는 오프를 지시하는 비트)를 용량 소자 Cm에 일단 기입해 버리면, 다시 선택하여 오버라이트하지 않더라도, 해당 액정 용량이 교류 구동되게 된다. 즉, 서브화소의 온/오프에 변경이 없으면, 동일 내용의 비트를 두 번 기입할 필요가 없다.
따라서, 1행분의 서브화소의 온/오프에 변경이 없는 경우, 해당 행에 대응하는 주사 신호가 액티브 레벨로 되는 기간에 신호 ENB를 L 레벨로 천이시키면, 주사 신호의 비액티브 레벨이 유지되기 때문에, 오버라이트에 따른 전력의 소비를 억제할 수 있게 된다.
한편, 제 2 모드인 경우에는, 상술한 바와 같이 데이터 신호 Sj'는 L 레벨로 된다. 이 때문에, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되어 스위치 SW2가 온되더라도, 용량 소자 Cm에 있어서의 타단의 전극에는 L 레벨의 전압이 인가되기 때문에, 스위치 SW6은 오프하게 된다. 한편, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되어, 스위치 SW1이 온되었을 때, 스위치 SW5는 데이터 신호 Sj인 타이밍 신호가 H 레벨인 기간만 온되고, 그 외에서는 오프하게 된다.
여기서, 제 2 모드인 경우에, i-a행째에 대응하는 주사 신호 Gi-a(Yi-a)가 액티브 레벨로 될 때, 동일 행에 대응하는 제 1 신호선(115)에는 전압 신호 Vbki-a로서 램프 전압 신호가 공급되기 때문에, 스위치 SW5가 온하고 있는 기간, 액정 용량에는 램프 전압 신호가 샘플링되는 한편, 오프한 순간에, 그 직전에 샘플링된 램프 전압 신호가 액정 용량에 홀드되게 된다. 그리고, 주사 신호 Gi-a가 비액티브 레벨로 되어, 스위치 SW1이 오프되더라도, 홀드된 전압은 해당 액정 용량과 함께, 서브화소 전극(1218)과 제 2 신호선(116) 사이에는 형성된 축적 용량 소자 Cs에 의해서 유지되기 때문에, 서브화소(120a)는 기입된 전압에 대한 농도를 유지하게 된다.
또한, 제 2 모드에서는 주사 신호 Gi-a, Gi-b, Gi-c가 동시에 액티브 레벨이 되고, 또한 전압 신호 Vbki-a, Vbki-b, Vbki-c가 동일한 램프 전압 신호로 되기 때문에, 서브화소(120b, 120c)에 대해서도 서브화소(120a)와 마찬가지의 동작이 공통으로 행해지게 된다. 이 결과, 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)는 결국 동일한 농도가 되어, 하나의 화소로서 보더라도, 그 농도의 계조 표시가 행해지게 된다.
또, 서브화소(120a, 120b, 120c)의 액정 용량은 서브화소 전극(1218)의 면적비에 따라 약 1:2:4로 되기 때문에, 축적 용량 소자 Cs의 크기에 대해서도, 이것에 따른 용량비로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
(주사선 구동 회로의 상세)
다음에, 주사선 구동 회로(130)에 대해서 상세히 설명한다. 우선, 상술한 도 2에 있어서, 시프트 레지스터(132)는 1 수직 주사 기간의 최초에 공급되는 펄스 신호를 수평 주사의 기준으로 되는 클럭 신호에 따라서 순차적으로 시프트하여 출력하는 것이다. 상세하게는, 시프트 레지스터(132)는 입력한 펄스 신호를 클럭 신호에 따라서 래치하여 출력하는 래치 회로를 주사선(112)의 총개수인 3m보다도 1단 많은 (3m+ 1)단 접속한 것이다.
여기서, 설명의 편의상, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하는 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호를 각각 Ysi-a, Ysi-b, Ysi-c로 표기하면, 예컨대 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째, 2-a행째에 대응하는 펄스 신호 Ys1-a, Ys1-b, Ys1-c, Ys2-a는 도 6의 (a) 또는 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 서로 액티브 레벨로 되는 기간이 절반(클럭 신호의 반주기)씩 중복하여 출력된다.
다음에, 주사 신호 선택기(논리 회로)(134)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 5는 이 구성을 나타내는 회로도이다. 이 도면에 있어서, OR 게이트(1342) 및 AND 게이트(1344)의 세트는 일반적으로 i-b행째 및 i-c행째에 대응하여 마련되는 것으로, 이 중, OR 게이트(1342)는 이들 행에 대응하는 래치 회로(시프트 레지스터(132)에 있어서의 래치 회로)로부터 출력되는 펄스 신호 Ysi-b, Ysi-c의 논리합 신호를 출력하고, 또한 AND 게이트(1344)는 대응하는 OR 게이트(1342)에 의한 논리합 신호와 신호 모드의 논리곱 신호를 i행째에 대응하는 신호 Modi로서 출력한다.
또한, AND 게이트(1346)는 행마다 대응하여 마련되고, 시프트 레지스터(132)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호끼리의 논리곱 신호를 출력하는 것이다. 여기서, 설명의 편의상, 각 AND 게이트(1346)의 출력 신호중, 일반적으로 i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하여 출력되는 논리곱 신호를 각각 Ypi-a, Ypi-b, Ypi-c로 표기하기로 한다.
그리고, OR 게이트(1348)는 행마다 대응하여 마련되는 것으로, 그 입력단의 한쪽에는 대응하는 AND 게이트(1346)에 의한 논리곱 신호가 공급되어 있다. 한편, 일반적으로 i-a행째, i-b행째, i-c행째 각각에 대응하는 OR 게이트(1348)의 다른 쪽의 입력단에는 이들 i행에 대응하는 AND 게이트(1344)의 논리곱 신호 Modi가 공통으로 공급되어 있다. 그리고, OR 게이트(1348)의 논리합 신호가 대응하는 주사선(112)으로의 주사 신호로서 출력되는 구성으로 되어 있다. 또, 주사선(112)에 실제로 출력되는 주사 신호는 또한 인에이블 회로(150)에 있어서의 AND 게이트(152)를 거친 신호이다.
이러한 구성에 있어서, 신호 모드가 L 레벨로 되는 제 1 모드에서는 AND 게이트(1344)가 닫히게 되어, 그 결과, AND 게이트(1346)의 출력이 그대로 OR 게이트(1348)의 출력으로 된다. 즉, 제 1 모드에서는 시프트 레지스터(132)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 신호끼리의 중복 부분이 AND 게이트(1346)에 의해서 구해지고, 이것이 주사 신호로서 출력되게 된다. 따라서, 제 1 모드에 있어서는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 액티브 레벨로 되는 기간이 서로 중복되지 않는 주사 신호 Y1-a, Y1-b, Y1-c, Y2-a, …, 가 주사선(112)의 1개마다 위에서부터 아래 방향으로 순서대로 공급되게 된다.
한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에서는 AND 게이트(1342)가 열리기 때문에, 그 출력인 신호 Modi는 OR 게이트(1342)의 출력에 의존한다. 여기서, OR 게이트(1342)가 H 레벨로 되는 것은 시프트 레지스터(132)에 있어서의 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호중, 일반적으로 펄스 신호 Ysi-b 또는 Ysi-c가 액티브 레벨로 되는 기간이다. 즉, 이 기간은 제 1 모드에서 설명한 주사 신호 Yi-a, Yi-b 또는 Yi-c가 순차적으로 액티브 레벨로 되는 기간에 상당한다. 그리고, OR 게이트(1342)가 H 레벨로 되는 기간에서는 이것에 대응하는 3개의 OR 게이트(1344)도 H 레벨로 되기 때문에, 이들에 대응하는 주사선(112)으로의 주사 신호 Yi-a, Yi-b, Yi-c도 공통으로 액티브 레벨로 된다.
따라서, 제 2 모드에서는 도의 6 (b)에 도시하는 바와 같이, 첫째, 시프트 레지스터(132)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 펄스 신호 Ys1-a, Ys1-b, Ys1-c, Ys2-a, …,가 출력되는 점, 둘째, 이들 중복 부분이 AND 게이트(1346)에 의해 논리곱 신호 Yp1-a, Yp1-b, Yp1-c, …, 로서 구해지는 점에 대해서는 제 1 모드와 마찬가지이지만, 다음 점에서 상위하다.
즉, 펄스 신호 Ys1-b 또는 Ys1-c가 H 레벨로 되는 기간에, 1행째에 대응하는 신호 Mod1이 H 레벨로 되기 때문에, 해당 기간에 있어서, 1행째의 화소를 구성하는 서브화소의 3행에 대응하는 주사 신호 Y1-a, Y1-b, Y1-c가 공통으로 H 레벨로 되고, 계속해서, 펄스 신호 Ys2-b 또는 Ys2-c가 H 레벨로 되는 기간에, 신호 Mod2가 H 레벨로 되기 때문에, 해당 기간에 있어서 2행째의 화소를 구성하는 서브화소의 3행에 대응하는 주사 신호 Y2-a, Y2-b, Y2-c가 공통으로 H 레벨로 된다. 일반적으로, 펄스 신호 Ysi-b 또는 Ysi-c가 H 레벨로 되는 기간에, i행째의 화소를 구성하는 서브화소의 3행에 대응하는 주사 신호 Yi-a, Yi-b, Yi-c가 공통으로 H 레벨로 된다.
따라서, 제 2 모드에 있어서는, 액티브 레벨로 되는 기간이 서로 중복되지 않는 주사 신호가 주사선(112) 3개마다(즉, 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다) 정리하여 위에서부터 아래 방향으로 순서대로 공급되게 된다. 또, 제 2 모드에 있어서, 주사 신호의 액티브 레벨로 되는 기간은 펄스 신호 Ysi-b 또는 Ysi-c가 H 레벨로 되는 기간과 동등하기 때문에, 제 1 모드에 있어서의 액티브 기간의 3배로 된다.
(Vbk 선택기의 상세)
계속해서, Vbk 선택기(140)에 대해서 상세히 설명한다. 도 7은 Vbk 선택기(140)의 구성을 나타내는 회로도이다. 또, 이 도면에 도시하는 Vbk 선택기(140)는 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째 각각에 대응하는 것인데, 서로 동일한 구성이기 때문에, 여기서는 1-a행째에 대응하는 Vbk 선택기(140)를 예로 들어 설명한다.
이 도면에 있어서, 스위치(1412)는 주사선 구동 회로(130)에 의해 출력되는 주사 신호 Y1-a가 액티브 레벨(H 레벨)인 경우에 온하는 것으로, 그 일단은 신호 PS가 공급되는 신호선에 접속되는 한편, 그 타단은 용량 소자(1422)의 일단, 스위치(1416)의 제어 입력단 및 인버터(1424)의 입력단에 각각 접속되어 있다.
여기서, 용량 소자(1422)의 타단은 접지되고, 또한 인버터(1424)의 출력단은 스위치(1414)의 제어 입력단에 접속되어 있다. 또한, 스위치(1414)의 일단은 전압 선택기(170)(도 2 참조)에 의해 선택되는 전압 신호 Vbkn의 급전선에 접속되고, 또한 스위치(1416)의 일단은 전압 신호 Vbkp의 급전선에 접속되는 한편, 양자(兩者) 스위치의 타단은 제 1 신호선(115)에 공통 접속되어 있다. 여기서, 스위치(1414, 1416)는 각각 제어 입력단이 H 레벨인 경우에 온하는 것이지만, 양자의 제어 입력단은 각각 인버터(1424)의 출력단, 입력단에 접속되어 있기 때문에, 양자는 서로 배타적으로 온/오프하게 된다.
그런데, 신호 PS는 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드의 경우에, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이 1 수평 주사 기간 1H(3개의 주사선(112)을 순차적으로 선택하는 데 필요한 기간)마다 논리 레벨을 반전시키는 신호이고, 1수직 주사 기간 경과후, 동일한 3개의 주사선(112)이 선택되는 1 수평 주사 기간 1H에서 보더라도, 논리 레벨을 반전시키는 신호이다.
이 때문에, 제 1 모드인 경우, 신호 PS가 H 레벨인 1 수평 주사 기간 1H에 있어서 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되면, 해당 H 레벨이 용량 소자(1422)의 일단에 유지됨과 동시에, 스위치(1414)가 오프하고, 스위치(1416)가 온한다. 따라서, 1-a행째에 대응하는 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbk1-a는, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이 전압 선택기(170)에 의한 전압 신호 Vbkp, 즉, 서브화소(120a)를 온시키는 정극측 전압 신호 Vbk(+)로 된다.
여기서, 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 되어, 스위치(1412)가 오프되더라도, 용량 소자(1422)의 일단이 H 레벨로 유지되기 때문에, 스위치(1414, 1416)의 온/오프 상태가 유지된다. 이 때문에, 1-a행째에 대응하는 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbk1-a는 연속 전압 신호 Vbk(+)이다.
그리고, 1 수직 주사 기간 경과하면, 다음에 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때, 이번에는 신호 PS가 L 레벨이므로, 1-a행째에 대응하는 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbk1-a는 전압 신호 Vbkn, 즉, 서브화소(120a)를 온시키는 부극측 전압 신호 Vbk(-)로 된다.
이러한 동작은, 서브화소의 총행수에 상당하는 3m개의 Vbk 선택기(140)마다 행해진다. 따라서, 제 1 모드이면, 어떠한 행에 대응하는 제 1 신호선(115)에는 전압 신호 Vbk(-), Vbk(+)가, 그 행의 주사 신호가 H 레벨로 될 때마다(즉, 1수직주사 기간마다) 교대로 인가되게 된다. 이 때문에, 제 1 모드에서는 데이터선(114)으로의 데이터 신호 Sj, Sj'를 변경하는 일없이, 서브화소의 교류 구동이 실행되게 된다. 또한, 제 1 모드에서는 하나의 화소(120)를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)에 대응하는 3행이 선택되는 1 수평 주사 기간 1H마다 신호 PS의 논리 레벨이 반전되기 때문에, 화소 단위로 보면 1행마다 기록 극성이 반전하게 된다.
한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드의 경우, 신호 PS는 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 주사선 구동 회로(130)에 의해 출력되는 어느 하나의 주사 신호가 H 레벨로 천이하는 타이밍 직전으로부터 직후까지의 기간에 있어서만 L 레벨로 된다.
이 때문에, 제 2 모드인 경우에, 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되면, 그 직전에 있어서 신호 PS가 L 레벨로 되어 있기 때문에, 스위치(1414)가 온되고, 스위치(1416)가 오프된다. 단, 이 직후에 신호 PS가 H 레벨로 천이하기 때문에, 스위치(1414)가 오프되고, 스위치(1416)가 온된다.
따라서, 1-a행째에 대응하는 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbk1-a는, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 된 순간에서는 서브화소를 오프시키는 전압 신호 Vbkn(Vwt)이지만, 이 직후에 카운트 결과 Q에 따른 전압을 갖는 전압 신호 Vbkp, 즉, 램프 전압 신호로 된다.
그리고, 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 되는 직전에 있어서, 신호 PS가 다시 L 레벨로 되기 때문에, 스위치(1414)가 온되고, 스위치(1416)가 오프되어, 그 결과,전압 신호 Vbk1-a는 다시 전압 신호 Vbkn(Vwt)로 되고, 이후, 이 상태가 1 수직 주사 기간 경과하면, 다음에 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때까지 계속하게 된다.
따라서, 제 2 모드에 있어서, 제 1 신호선(115)에는 대응하는 주사 신호가 H 레벨로 되는 기간만큼(엄밀히 말하면, 스위치(1416)가 온되는 기간만큼) 램프 전압 신호인 전압 신호 Vbkp가 인가되고, 그 이외의 기간에서는 오프 전압 신호인 전압 신호 Vwt가 인가되게 된다. 이러한 동작은 3개의 주사선(112)에 대응하는 것끼리 공통으로 행해진다.
또한, 이 제 2 모드에 있어서도 램프 전압 신호의 상승·하강 방향은 1 수평 주사 기간 1H 마다 반전되기 때문에, 화소 단위로 보면 1행마다(서브화소 단위로 보면 3행마다) 극성 반전하는 기입이 행해지게 된다. 또, 제 2 모드에 있어서의 램프 전압 신호의 상승·하강 방향의 전환은 상술한 바와 같이 전압 선택기(170)어서 행해지고 있다.
(데이터선 구동 회로의 상세)
다음에, 데이터선 구동 회로(180)에 대하여 설명한다. 도 9는 이 상세한 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 도면에 있어서, 시프트 레지스터(183)는 1 수평 주사 기간 1H에서 서로 액티브 레벨이 중복하지 않는 신호 Xs1, Xs2, …, Xsn을 순차적으로 출력하는 것이다. 이 시프트 레지스터(183)는 주사선 구동 회로(130)에 있어서의 시프트 레지스터(132)와 마찬가지의 래치 회로가 데이터선(114)의 총수 n보다도 1단 많은 (n+1)단 접속된 것으로(도시생략), 1 수평 주사 기간의 최초에 공급되는 펄스 신호를 도트 클럭 신호에 따라서 순차적으로 시프트하여 출력한다. 또, 실제로는 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 신호끼리의 논리곱 신호를 구하는 AND 게이트가, 예컨대 도 5에 도시되는 주사 신호 선택기(134)의 AND 게이트(1346)와 마찬가지로 마련되지만, 여기서는 설명·도시를 생략하기로 한다.
그런데, 시프트 레지스터(183)의 출력측에는 n개의 스위치(184)가 마련되어 있다. 그리고, 일반적으로 j열째에 대응하는 신호 XSj가 액티브 레벨(H 레벨)로 되면, 대응하는 스위치(184)가 온되어, 계조 데이터 Data를 샘플링하는 구성으로 되어 있다.
여기서, 계조 데이터 Data는 화소(120)의 농도를 지시하는 것으로서, 외부로부터 소정의 타이밍으로 순차적으로 공급되는 것이다. 설명의 편의상, 계조 데이터 Data의 각 비트를 최하위 비트(LSB)부터 순서대로, a, b, c, d로 표기하기로 한다. 상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 전기 광학 장치는 제 1 모드인 경우에 8계조 표시를 행하는 한편, 제 2 모드인 경우에는 16계조 표시를 행하기 때문에, 제 1 모드에 있어서 계조 데이터 Data는 a, b, c의 3 비트로 구성되는 한편, 제 2 모드에 있어서 계조 데이터 Data는 a, b, c, d의 4 비트로 구성되게 된다. 따라서, 어느 쪽의 모드에 있어서도 비트 a가 최하위 비트가 되고, 또한 비트 d는 제 1 모드에 있어서는 이용되지 않는 것으로 된다.
다음에, 제 1 래치 회로(185)는 n개의 1 래치-1, 1 래치-2, …, 1 래치-n을 구비하는 것이다. 그리고, 일반적으로 j열째에 대응하는 1 래치-j는 신호 Xsj가 액티브 레벨로 되었을 때에, 대응하는 스위치(184)에 의해 샘플링된 계조 데이터Data를 1 수평 주사 기간 1H에 상당하는 기간만큼 유지하는 것이다.
또한, 제 2 래치 회로(186)는 n개의 단위 회로(1860)를 구비하고, 제 1 모드에 있어서는 래치한 계조 데이터의 비트 a, b, c를 1 수평 주사 기간 1H에 걸쳐 순차적으로 시프트하여 데이터 신호 Sj로서 출력함과 동시에, 이것과는 상보적인 데이터 신호 Sjinv를 출력하는 한편, 제 2 모드에 있어서는 래치한 계조 데이터의 비트 a, b, c, d로 나타내는 기간만큼 H 레벨로 되는 타이밍 신호를 데이터 신호 Sj로서 출력하는 것이다. 또, 단위 회로(1860)의 상세한 구성에 대해서는 또한 후술하기로 한다.
그리고, n개의 선택기(187)가 n개의 단위 회로(1860)의 출력에 1대1로 대응하여 마련되어 있다. 이 선택기(187)는, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드의 경우에는 단위 회로(1860)에 의한 상보적인 데이터 신호 Sjinv를 선택하는 한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드의 경우에는 L 레벨을 선택하여 예비 데이터선(114')에 공급하는 것이다.
(단위 회로의 상세)
계속해서, 제 2 래치 회로(186)에 있어서의 단위 회로(1860)의 1개분에 대하여 일반적으로 j열째에 대응하는 것을 예로 들어 상세히 설명한다. 도 10은 이 구성을 나타내는 블럭도이다.
이 도면에 있어서, 참조 부호 (1861)로 나타내는 2 래치-j는 제 1 래치 회로(185)에 있어서의 1 래치-j에 의해 래치된 계조 데이터의 각 비트 a, b, c, d를 1 수평 주사 기간 1H의 최초에 출력되는 래치 펄스 LP에 따라서 두번 래치하는 것이다.
이 2 래치-j에 의해 래치된 계조 데이터중 비트 a, b, c는 각각 a-래치(1862), b-래치(1863) 및 c-래치(1864)로 세트된다. 여기서, a-래치(1862), b-래치(1863) 및 c-래치(1864)는 비트 a, b, c 순으로 1 수평 주사 기간 1H를 3분할한 기간마다 출력되는 클럭 신호 CLKs에 따라서 시프트하여 출력하는 것이다. 따라서, 이들 래치에 의해 제 1 회로가 구성된다.
한편, 2 래치-j에 의해 두 번 래치된 계조 데이터의 모든 비트 a, b, c, d는 디코더(1865)에 공급되어 있다. 여기서, 디코더(제 2 회로)(1865)는 카운터(160)(도 2참조)에 의한 카운트 결과 Q와, 비트 a, b, c, d로 나타내는 계조 데이터 Data의 값을 비교하여, 다음과 같은 타이밍 신호를 생성하는 것이다.
즉, 디코더(1865)는 타이밍 신호를 래치 펄스 LP의 상승에 의해 H 레벨로 세트하는 한편, 카운트 결과 Q가 비트 a, b, c, d로 나타내는 계조 데이터 Data의 값에 일치했을 때에, 해당 타이밍 신호를 L 레벨로 리셋하는 것이다. 따라서, 이 타이밍 신호는 1 수평 주사 기간 1H의 개시로부터, 계조 데이터 Data의 값에 따른 기간만큼 H 레벨로 된다.
그리고, 선택기(1866)는 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드의 경우에는, a-래치(1862), b-래치(1863) 및 c-래치(1864)에 의해 시프트하여 출력되는 비트 a, b, c를 선택하는 한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드의 경우에는, 디코더(1866)에 의한 타이밍 신호를 선택하여 데이터 신호 Sj로서 출력하는 것이다.
또, 데이터선 구동 회로(180)는, 실제로는 제 2 래치 회로(186)에 있어서의 단위 회로(1860)를 포함하여 상보적인 회로에 의해 구성되기 때문에, 데이터 신호 Sj와 동시에, 이것과는 배타적인 레벨에 있는 데이터 신호 Sjinv도 동시에 생성된다(단, 제 2 모드인 경우, 데이터 신호 Sjinv는 선택기(187)에 의해 선택되지 않기 때문에, 예비 데이터선(114')에 출력되지 않는다).
또한, a-래치(1862), b-래치(1863) 및 c-래치(1864)는 제 1 모드에서만 이용되는 것이고, 또한 디코더(1865)는 제 2 모드에서만 이용되는 것이기 때문에, 신호 모드에 따라 양자의 어느 한쪽만을 동작시키고, 다른 쪽을 정지시키는 구성으로 해도 좋은 것은 물론이다.
(실시예 1에 따른 전기 광학 장치의 동작)
다음에, 실시예 1에 따른 전기 광학 장치의 동작에 대하여 제 1 모드와 제 2 모드로 나누어 설명한다.
(제 1 모드)
우선, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에 있어서의 동작에 대하여 설명한다. 또, 제 1 모드에 있어서, 계조 데이터 Data는 상술한 바와 같이 비트 a, b, c의 3 비트이다.
여기서, 도 11은 제 1 모드의 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 계조 데이터 Data에 관해서는 1행 1열, 1행 2열, …, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급되고, 계속해서, 2행 1열, 2행 2열, …, 2행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급되며, 이하 마찬가지로, m행 1열, m행 2열, …, m행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급된다.
이 중, 1행째의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 공급되는 타이밍에 대하여 주목한다. 우선, 1행 1열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 공급되는 타이밍에 있어서 시프트 레지스터(180)(도 9참조)로부터 출력되는 신호 Xs1이 액티브 레벨로 되면, 해당 계조 데이터 Data는 제 1 래치 회로(185)에 있어서의 1열째의 1 래치-1에 래치된다. 다음에, 1행 2열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 공급되는 타이밍에 있어서 신호 Xs2가 액티브 레벨로 되면, 해당 계조 데이터 Data는 제 1 래치 회로(185)에 있어서의 2열째의 1 래치-2에 래치되며, 이하 마찬가지로 해서, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 제 1 래치 회로(185)에 있어서의 n열째의 1 래치-n에 래치된다. 이것에 의해, 1행째에 위치하는 화소(120)에 관한 계조 데이터 Data가 1 래치-1, 1 래치-2, …, 1 래치-n에 각각 래치되게 된다.
다음에, 래치 펄스 LP가 출력되면, 1 래치-1, 1 래치-2, …, 1 래치-n에 각각 래치된 계조 데이터 Data가 제 2 래치 회로(185)에 있어서의 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 각각 일제히 래치된다.
그리고, 각 열에 있어서 래치된 계조 데이터 Data중 비트 a, b, c는 각각 a-래치(1862), b-래치(1863), c-래치(1864)(도 10참조)에 의해 클럭 신호 CLKs에 따라 전송된다.
여기서, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에서는, 선택기(1866)는 a-래치(1862)의 출력을 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(114)에 공급하기 때문에, 예컨대 1열째에 대응하는 데이터 신호 S1은 1 수평 주사 기간 1H를 3분할한 첫 번째의 기간에 있어서 1행 1열의 화소에 대응하는 계조 데이터의 비트 a의 레벨로 되고, 두 번째의 기간에 있어서 해당 계조 데이터의 비트 b의 레벨로 되며, 세 번째의 기간에 있어서 해당 계조 데이터의 비트 c의 레벨로 된다. 2열째 이후에 대응하는 데이터 신호 S2, S3, …, Sn에 관해서도 마찬가지이다. 또, 제 1 모드에 있어서, 각 선택기(187)(도 9 참조)는 각각 단위 회로(1860)에 의한 상보적인 데이터 신호를 선택하여 예비 데이터선(114')에 공급한다.
한편, 첫 번째의 기간에 있어서는 주사 신호 G1-a가 액티브 레벨로 되기 때문에, 1-a행째에 위치하는 n개의 서브화소(120a)가, 대응하는 열의 데이터 신호(즉, 최하위 비트 a)에 대응하여 온 또는 오프의 표시를 하게 된다. 계속해서, 두 번째의 기간에 있어서는 주사 신호 G1-b가 액티브 레벨로 되기 때문에, 1-b행째에 위치하는 n개의 서브화소(120b)가, 대응하는 열의 데이터 신호(즉, 비트 b)에 대응하여 온 또는 오프의 표시를 하게 된다. 그리고, 세 번째의 기간에 있어서는 주사 신호 G1-c가 액티브 레벨로 되기 때문에, 1-c행째에 위치하는 n개의 서브화소(120c)가, 대응하는 열의 데이터 신호(즉, 최상위 비트 c)에 대응하여 온 또는 오프의 표시를 하게 된다.
이하, 마찬가지의 동작이 2-a행째, 2-b행째, 2-c행째, 3-a행째, 3-b행째, 3-c행째, …, m-a행째, m-b행째, m-c행째에 위치하는 서브화소(120a, 120b, 120c)에대하여 선(線) 순차적으로 행해지게 된다. 여기서, 서브화소(120a, 120b, 120c)의 면적 비율은 비트 a, b, c의 가중치에 대응하여 약 1:2:4로 설정되어 있기 때문에, 동일 열에 있어서 서로 인접하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)를 하나의 화소(120)로서 보면, 면적 계조법에 의한 계조 표시가 행해지고 있는 것으로 된다.
또, 각 행의 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호에는 서브화소에 대응하는 3행마다 Vbk(+), Vbk(-)중 한쪽이 교대로 선택되기 때문에, 기입 극성은 화소 단위(서브화소 단위가 아님)로 보면 1행마다 반전하게 된다. 이 때문에, 깜빡임(flicker)의 발생이 억제되게 된다. 또한, 동일한 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호는 1 수직 주사 기간 경과하면, 선택되어야 할 타이밍으로, Vbk(+), Vbk(-)중 어느 한쪽으로부터 다른 쪽으로 전환되기 때문에, 각 서브화소에서는 액정(105)이 교류 구동되게 된다.
또한, 각 서브화소(120a, 120b, 120c)는 용량 소자 Cm에 의한 유지 내용에 따라 제 1 신호선(115)에 공급되는 전압 신호 Vbk(+) 또는 Vbk(-), 또는 제 2 신호선(116)에 공급되는 전압 신호 Vwt중 한쪽을 선택하여 온 또는 오프의 표시를 행하기 때문에, 주사 신호를 1 수직 주사 기간마다 액티브 레벨로 하는 것에 의한 데이터의 오버라이트를 실행할 필요가 없다. 이 때문에, 서브화소(120a, 120b, 120c)의 온 또는 오프를 변경할 필요가 없는 것이면, 대응하는 주사선(112)을 선택하는 타이밍에 있어서 신호 ENB를 L 레벨로 하는 경우, 해당 주사선(112)에 있어서 전압 변동이 발생되지 않는다. 따라서, 주사선(112)의 용량 부하에 따라 전력이 소비되는 것도 없고, 제 1 스위치(1202)(도 4 참조)도 스위칭하지 않기 때문에, 이에 따라 전력이 소비되는 것도 없다. 이에 의해, 그것들 분만큼 소비 전력화가 가능해진다.
(제 2 모드)
계속해서, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에 있어서의 동작에 대하여 설명한다. 또, 제 2 모드에 있어서, 계조 데이터 Data는 상술한 바와 같이 비트 a, b, c, d의 4 비트이다.
여기서, 도 12는 제 2 모드의 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 제 2 모드에서의 동작중 제 2 래치 회로(186)에 있어서의 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 의해 계조 데이터 Data가 각각 일제히 래치되기까지의 동작은 제 1 모드와 마찬가지이다.
즉, 첫째, 계조 데이터 Data에 관해서는 1행 1열, 1행 2열, …, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급되고, 계속해서 2행 1열, 2행 2열, …, 2행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급되며, 이하 마찬가지로 m행 1열, m행 2열, …, m행 n열의 화소(120)에 대응하는 것이 순서대로 공급되는 점과, 둘째, 예컨대 1행 1열, 1행 2열, …, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 공급되는 각 타이밍에 있어서 신호 Xs1, Xs2, …, Xsn이 순서대로 액티브 레벨로 되면, 이들 계조 데이터 Data가 제 1 래치 회로(185)에 있어서의 1 래치-1, 1 래치-2, …, 1 래치-n에 각각 래치되고, 이것에 의해, 1행째에 위치하는 화소(120)에 관한 계조 데이터 Data가 각각 래치되는 점과, 세째, 래치 펄스 LP가출력되면, 각각 래치된 계조 데이터 Data가 제 2 래치 회로(185)에 있어서의 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 각각 일제히 래치되는 점에 있어서 제 1 모드와 마찬가지이다.
단, 제 2 모드에 있어서는, 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 의해 래치된 계조 데이터 Data의 비트 a, b, c, d는 대응하는 열의 디코더(1865)에 공급된다. 여기서, 일반적으로 j열째에 대응하는 디코더(1865)는 그 출력 신호인 타이밍 신호의 레벨을 래치 펄스 LP의 상승에 의해 H 레벨로 세트한 후, 카운트 결과 Q가 2 래치-j에 의해 공급된 비트 a, b, c, d로 나타내는 값에 일치했을 때에, L 레벨로 리셋한다.
여기서, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에서는, 선택기(1866)는 디코더(1866)에 의한 타이밍 신호를 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(114)에 공급하기 때문에, 예컨대 1행 1열, 1행 2열, …, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 래치된 경우에, 1행 1열의 화소에 대응하는 계조 데이터 Data가 10진 표기로 「10」에 대응하는 것이면(2진 표기로 a=0, b=1, c=0, d=1이면), 1열째에 대응하는 데이터 신호 S1은 도 12에 도시하는 바와 같이, 래치 펄스 LP의 상승에 의해 H 레벨로 일단 세트된 후, 카운트 결과 Q가 「10」에 상당하는 타이밍으로 L 레벨로 된다. 도 12에서는 1열째에 대응하는 데이터 신호 S1만 도시되어 있지 않지만, 2열째 이후의 데이터 신호 S2, S3, …, Sn에 대해서도 마찬가지로, 대응하는 계조 데이터 Data의 내용에 따라 신호 레벨이 변화된다. 또, 제 2 모드에 있어서, 각 선택기(187)(도 9참조)는 각각L 레벨을 선택하여 예비 데이터선(114')에 공급하기 때문에, 데이터 신호 S1'∼Sn'는 모두 항상 L 레벨로 된다.
한편, 2 래치-1, 2 래치-2, …, 2 래치-n에 있어서, 래치 펄스 LP에 의해 1행 1열, 1행 2열, …, 1행 n열의 화소(120)에 대응하는 계조 데이터 Data가 래치되는 기간에서는 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째에 대응하는 주사 신호 G1-a, G1-b, G1-c가 동시에 액티브 레벨로 된다. 여기서, 주사선(112)에 실제로 출력되는 주사 신호 G1-a, G1-b, G1-c는, 인에이블 회로(150)의 통과전에는 주사 신호 Y1-a, Y1-b, Y1-c이며, 이들 주사 신호가 동시에 액티브 레벨로 되는 기간에 있어서는, 전압 신호 Vbk1-a, Vbk1-b, Vbk1-c는 동일한 램프 전압 신호가 된다(도 8의 (b) 참조).
따라서, 주사 신호 G1-a, G1-b, G1-c가 액티브 레벨로 되면, 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 주사선(112)과 일반적으로 j열째의 데이터선(114)의 교차점에 대응하는 서브화소(120a, 120b, 120c)에 있어서는 스위치 SW1(도 4 참조)이 동시에 온됨과 동시에, 데이터 신호 Sj가 H 레벨로 되는 기간에 스위치 SW5가 동시에 온되어, 그 결과, 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 제 1 신호선(115)에 공급되는 램프 전압 신호가 각각 액정 용량에 샘플링된다. 그리고, 데이터 신호 S1이 L 레벨로 되면, 스위치 SW5가 오프되기 때문에, 그 직전의 램프 전압 신호가 액정 용량에 각각 홀드되게 된다.
이 때문에, 제 2 모드에 있어서, 하나의 화소(120)를 구성하는 서브화소(120a, 120b, 120c)는 홀드된 전압에 따라 서로 동일 농도로 되는 계조 표시가 행해지게 된다. 마찬가지의 동작은, 2행째, 3행째, …, m행째에 위치하는 화소(120)에 대하여 선 순차적으로 행해지게 된다. 즉, 1행의 화소를 구성하는 3행의 서브화소마다 데이터 신호에 따라 램프 전압 신호를 샘필링 및 홀드하는 동작이 1 수평 주사 기간 1H마다 행해지게 된다.
또, 예컨대 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 제 1 신호선(115)에 하강 방향의 램프 전압 신호가 공급된 경우, 그 다음 2-a행째, 2-b행째, 2-c행째의 제 1 신호선(115)에는 상승 방향의 램프 전압 신호가 공급되므로(도 8의 (b) 참조), 기입 극성은 제 1 모드와 마찬가지로 화소 단위(서브화소 단위가 아님)로 보면 1행마다 반전하게 된다. 이 때문에, 깜빡임의 발생이 억제되게 된다.
또한 예컨대, 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 제 1 신호선(115)에 하강 방향의 전압 신호가 공급되어 1 수직 주사 기간 경과한 경우, 동일한 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 제 1 신호선(115)에는 상승 방향의 전압 신호가 공급되기 때문에, 각 서브화소에서는 액정(105)이 교류 구동되게 된다.
(실시예 1의 정리)
이와 같이, 실시예 1에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 제 1 모드에서는 계조 데이터 Data에 따라서 서브화소(120a, 120b, 120c)가 온/오프되어, 그 결과 면적 계조법에 의한 계조 표시가 행해지게 된다. 이 때, 온/오프의 변경이 발생한 서브화소에 대해서만 용량 소자 Cm의 유지 내용을 오버라이트하면 끝나기 때문에, 표시 얼룩이 적은 고품위의 표시를 저소비 전력으로 실행하는 것이 가능해진다. 한편, 제 2 모드에서는 1 화소가 3분할되어 있음에도 불구하고, 서로 동일 농도로되는 계조 표시가 행해지기 때문에, 서브화소 수 이상의 다계조의 표시가 가능해진다. 따라서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 상황에 따라 어느 하나의 모드를 선택하는 것에 의해 표시 얼룩이 적은 고품위의 표시와, 다계조 표시를 양립하는 것이 가능해진다.
또, 제 1 모드를 선택해야 할 경우로서는 정지 화상을 표시하는 경우나, 문자·선화(線畵)를 표시하는 경우, 전지 잔량이 적은 경우, 대기 모드인 경우 등을 들 수 있고, 반대로, 제 2 모드를 선택해야 할 경우로서는 동화상을 표시하는 경우나, 풍경화나 회화(繪畵) 등을 표시하는 경우 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 선택은 별도 외부에 마련되는 판단 기구에 의해 이들 조건을 고려하여 자동적으로 선택하는 구성으로 해도 좋고, 별도 마련되는 스위치 등에 의해서 사용자가 수동으로 선택하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상술한 실시예 1에 있어서는, 주사선(112)의 1개에 대응하여 제 1 신호선(115), 제 2 신호선(112)이 배열되는 구성으로 하였지만, 주사선(112)의 3개마다 마련하는 구성으로 해도 좋다.
(서브화소에 대한 다른 구성예)
상술한 실시예 1에서는, 화소(120)를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)는 도 4에 나타내는 구성이지만, 제 1 스위치(1202)에 있어서의 스위치 SW1, SW2나 제 2 스위치(1204)에 있어서의 스위치 SW5, SW6에 관해서는 실제로는, 예컨대 도 1 3에 도시하는 바와 같이 폴리실리콘 프로세스에 의한 N 채널형 TFT(ThinFilm Transistor)(1221, 1222, 1225, 1226)로 구성되게 된다. 따라서, 주사선(112)이나 데이터선(114), 예비 데이터선(114')에 공급하는 논리 레벨의 전압에 대해서는, 엄밀하게 말하면 이들 트랜지스터 소자의 특성을 고려하여 설정할 필요가 있다.
이러한 소자의 특성을 고려하는 시간을 생략하기 위해서는, 우선 제 1 스위치(1202)를 구성하는 스위치 SW1, SW2를 도 14에 도시하는 바와 같이 P 채널형 트랜지스터와 N 채널형 트랜지스터를 상보적으로 조합한 상보형 트랜지스터(1231, 1232)로 하는 구성이 고려된다. 이 구성에 의하면, 도 13에 있어서의 트랜지스터(1221, 1222)에서의 오프셋 전압이 소거(cancellation)되기 때문에, 주사선(112)에 공급하는 전압 레벨을 그 분만큼 낮출 수 있다. 단, 이 구성에서는 1행의 서브화소에 대하여 서로 배타적인 레벨 관계에 있는 2개의 주사 신호를 공급할 필요가 한다. 예컨대, 일반적으로 i-a행째에 대해 설명하면, 주사 신호 Gi-a 외에 이것과 배타적 레벨에 있는 주사 신호 Gi-a'도 공급할 필요가 발생한다. 즉, 1행의 서브화소에 대하여 주사선(112, 112')의 2개가 필요하게 된다.
또한 마찬가지로, 소자의 특성을 고려하는 시간을 생략하기 위해서는 제 2 스위치(1204)를 구성하는 스위치 SW5, SW6을 도 14에 도시하는 바와 같이 P 채널형 트랜지스터와 N 채널형 트랜지스터를 상보적으로 조합한 상보형 트랜지스터(1235, 1236)로 하는 구성이 고려된다. 이 구성에 의하면, 도 13에 있어서의 트랜지스터(1225, 1226)에서의 오프셋 전압이 소거(cancellation)되기 때문에, 데이터선(114) 및 예비 데이터선(114')에 공급하는 전압 레벨을 그 분만큼 낮출 수있다.
그리고, 제 1 스위치(1202) 및 제 2 스위치(1204)에 대해 모두 상보형 트랜지스터라고 하면, 주사선(112) 및 데이터선(114)(예비 데이터선(114'))에 공급하는 전압 레벨의 양자를 낮출 수 있기 때문에, 이들 전압 레벨을 공용화하는 것이 가능해진다. 이와 같이 하면, 필요해지는 전압 수가 적어지기 때문에, 전원 회로의 구성이 간략화되어 그 분만큼 저비용화를 도모하는 것이 가능해진다.
또, 도 14에 있어서, 축적 용량 소자 Cs의 타단은 용량선(195)에 공통 접속되어 있지만, 실시예 1에서는 제 1 및 제 2 모드에 있어서 제 2 신호선(116)에 공급되는 전압 신호가 오프 전압에 상당하는 전압 신호 Vwt로서 고정적이기 때문에, 이 제 2 신호선(116)에 접속하는 구성으로 해도 좋다. 단, 상보형 트랜지스터로 구성하는 경우, 기입 임피던스를 저감할 목적으로 제 1 신호선(115) 및 제 2 신호선(116)에 대하여 동일한 램프 전압 신호를 공급하는 것이 바람직하기 때문에, 이 경우에는 도 14에 도시하는 바와 같이 용량선(195)에 접속하는 구성이 좋다고 생각한다.
또한, 실시예 1에 있어서, 제 1 모드인 경우에, 데이터선(114) 및 예비 데이터선(114')의 전압을 유지하는 유지 소자를 용량 소자 Cm 하나로 구성했지만, 도 15에 도시하는 바와 같이 데이터선(114), 예비 데이터선(114')의 전압 레벨을 각각 독립하여 유지하는 용량 소자 Cm1, Cm2의 2개로 구성하더라도 좋다. 여기서, 제 1 모드에 있어서, 데이터선(114)에 공급되는 데이터 신호 Sj 및 예비 데이터선(114')에 공급되는 데이터 신호 Sj'의 논리 레벨은 서로 배타적이기 때문에, 이들 논리레벨에 변경이 발생하더라도, 전하가 공통 접속되는 제 2 신호선(116)을 거쳐서 동일 서브화소내의 용량 소자 Cm1, Cm2 사이를 이동할 뿐이다. 이 때문에, 쓸데없는 전력 소비가 발생되지 않고, 공통 접속되는 제 2 신호선(116)의 전위 변동도 발생하지 않는다. 또, 이 경우에도, 제 1 스위치(1202)에 있어서의 스위치 SW1, SW2나 제 2 스위치(1204)에 있어서의 스위치 SW5, SW6에 대해서는 실제로는, 예컨대 도 16에 도시하는 바와 같이, 폴리실리콘 프로세스에 의한 N 채널형 TFT(1221, 1222, 1225, 1226)로 구성되게 된다.
또한, 실시예 1에 있어서, 제 2 모드인 경우에, 예비 데이터선(114')을 L 레벨로 하는 것에 의해, 서브화소에 대한 모드의 제어를 간접적으로 실행하는 구성으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 신호 모드를 서브화소에 공급하여 서브화소에 대한 모드의 제어를 직접적으로 실행하는 구성으로 해도 좋다. 이러한 구성의 일례를 도 17에 나타낸다.
이 구성에서는, 도 17에 도시하는 바와 같이 신호 모드를 공급하는 신호선(197)이 주사선(112)에 근접하여 평행하게 마련된다. 그리고, 서브화소마다 신호 모드와 용량 소자 Cm1에 있어서의 유지 전압의 부정 논리합을 구하는 NOR 게이트(1240)가 마련되고, 이 부정 논리합 신호에 의해 제 2 스위치(1204)의 스위치 SW6의 온/오프가 제어되는 구성으로 되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에서는 NOR 게이트(1240)의 출력이 용량 소자 Cm1에 있어서의 유지 전압에 의해서만 규정되기 때문에, 스위치 SW5, SW6이 서로 배타적으로 온/오프하게 된다. 한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드에서는, NOR 게이트(1240)의 출력은 용량 소자 Cm1에 있어서의 유지 전압에 관계없이 L 레벨로 되기 때문에, 스위치 SW6이 오프로 된다. 따라서, 이 구성에서도 실시예 1과 마찬가지의 동작이 행해지게 된다.
또, 이러한 구성에서는, 실시예 1과 비교하면, NOR 게이트(1240)에 전원 전압을 별도 공급할 필요가 있지만, 서브화소의 1행에 대하여 저전위측 전압 및 고전위측 전압을 공급하는 급전선을 2개 마련할 필요는 없다. 즉, 도 17에 도시하는 바와 같이, 전원의 저전위측 전압 Vss를 공급하는 제 1 급전선(191)과, 고전위측 전압 Vdd를 공급하는 제 2 급전선(192)을 서브화소의 1행마다 교대로 배치하면, 하나의 서브화소에 대응하는 NOR 게이트(1240)는 그 서브화소의 1행에 대응하는 주사선(112)에 근접하는 급전선과, 해당 주사선(112)에 인접하는 주사선(112)에 있어서 근접하는 급전선에 의해 전원의 저전위측 전압 Vss 및 고전위측 전압 Vdd의 쌍방을 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 구성에 있어서, 제 1 급전선(191) 및 제 2 급전선(192)은 모두 정전위이기 때문에, 용량 소자 Cm1에 관해서는 도 17에 도시하는 바와 같이 제 1 급전선(191) 또는 제 2 급전선(192)중 어느 하나에 교대로 접지하면 된다.
(실시예 2)
상술한 실시예 1에서는 하나의 서브화소에 있어서의 스위치수가 도 4, 도 13, 도 14, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이 4개 필요하였다. 또한, 도 17에 나타내는 구성에 있어서는 3개이지만, 별도의 NOR 게이트(1240)가 마련되기 때문에, 어떻든 간에 하나의 서브화소당 트랜지스터 수는 최저라도 4개 필요하였다.
주지한 바와 같이, 1 화소당 구성 소자수가 증가함에 따라서 제품 비율이 저하되기 때문에, 하나의 서브화소당 트랜지스터수가 적은 구성이 바람직하다. 그래서, 실시예 1보다도 필요한 트랜지스터수가 적은 실시예 2에 대하여 설명한다.
도 18은 이 실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 전기적인 구성을 도시하는 블럭도이다. 또, 이 도면에 있어서, 도 2에 나타내는 구성과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하기로 한다. 따라서, 실시예 2에 대해서는 실시예 1과의 상위점을 중심으로 설명하기로 한다.
우선, 이 실시예 2에서는 열에 대응하는 예비 데이터선(114')이 마련되어 있지 않다. 이 때문에, 실시예 2에 있어서의 데이터선 구동 회로(182)에는 각 열에 대응하는 선택기(187)(도 9 참조) 등이 마련되어 있지 않다. 또한, 각 행에는 주사선(112)이 마련되어 있지만, 제 1 신호선(115) 및 제 2 신호선(116) 대신에, 표시 갱신 제어선(113), 제 3 신호선(145) 및 용량선(195)이 마련되어 있다.
이 중, 용량선(195)에는 도 14에 도시된 구성과 마찬가지로, 예컨대 시간적으로 항상 일정한 전압 Vsg가 모든 서브화소에 걸쳐 공통으로 인가되어 있다. 또, 전압 Vsg으로서는, 예컨대 오프 전압에 상당하는 전압 신호 Vwt를 이용하는 것이 가능하다.
다음에, 표시 갱신 제어선(113)에는 제 1 모드에 있어서 대응하는 행에 위치하는 서브화소의 표시를 유지 소자 Cm의 유지 내용에 따라 갱신하기 위한 신호(갱신 지시 신호)가 공급된다. 또한, 제 3 신호선(145)에는, 제 1 모드에 있어서는대응하는 행에 위치하는 서브화소를 온하기 위한 전압 신호가 공급되는 한편, 제 2 모드에 있어서는 실시예 1과 마찬가지의 램프 전압 신호가 공급된다.
이들 표시 갱신 제어선(113) 및 제 3 신호선(145)에 공급되는 신호는 대응하는 행에 마련된 VLC 선택기(142)에 의해 선택되는 것이다. 즉, 실시예 2에서는 Vbk 선택기(140) 대신에, VLC 선택기(142)가 행마다 마련된다.
또, 설명의 편의상, i-a행째, i-b행째, i-c행째에 대응하는 VLC 선택기(142)에 의해 선택되고, 대응하는 표시 갱신 제어선(113)에 공급되는 신호를 각각 Ri-a, Ri-b, Ri-c로 표기하며, 또한 대응하는 제 3 신호선(145)에 공급되는 전압 신호를 각각 VLCi-a, VLCi-b, VLCi-c로 표기하기로 한다. 또, 이 VLC 선택기(142)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
(서브화소의 상세)
계속해서, 실시예 2에 있어서의 서브화소(120a, 120b, 120c)에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 도 19는 i행 j열에 위치하는 1 화소분의 구성을 나타내는 회로도이다.
이 도면에 도시하는 바와 같이, i행 j열에 위치하는 화소를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)는, 전기적으로는 동일 구성으로 되어 있다(단, 면적이 서로 다른 것은 실시예 1과 마찬가지임). 그래서, 제 1 모드에 있어서, 계조 데이터의 최하위 비트에 대응하여 온/오프하는 서브화소(120a)를 예로 들면, 이 서브화소(120a)에는 제 3 스위치(1252), 제 4 스위치(1254) 및 제 5 스위치(1256)가 구비된다.
이 중, 제 3 스위치(1252)는 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨(H 레벨)로 되면, 온하는 것으로, 그 일단은 데이터 신호 Sj가 공급되는 데이터선(114)에 접속되는 한편, 그 타단은 유지 소자인 용량 소자 Cm의 한쪽 전극에 접속되어 있다. 또, 용량 소자 Cm의 다른 쪽 전극은 용량선(195)에 접속되어 있다.
다음에, 제 4 스위치(1254)는 용량 소자 Cm의 일단에 있어서의 전압이 H 레벨이면 온하는 것이다. 또한, 제 5 스위치(1256)는 i-a행째의 표시 갱신 제어선(113)에 공급된 신호 Ri-a가 액티브 레벨(H 레벨)로 되면, 온하는 것이다. 여기서, 제 4 스위치(1254)의 일단 및 제 5 스위치(1256)의 일단은 i-a행째에 대응하여 전압 신호 VLCi-a가 공급되는 제 3 신호선(145)에 공통 접속되는 한편, 양 스위치의 타단은 서브화소 전극(1218)의 일단 및 축적 용량 소자 Cs의 일단에 공통 접속되어 있다. 또, 본 실시예에 있어서, 축적 용량 소자 Cs의 타단은 모든 서브화소에 걸쳐 용량선(195)에 공통 접속되어 있는 점은 상술한 바와 같다(도 18참조).
또한, 서브화소(120a, 120b, 120c)의 액정 용량은 서브화소 전극(1218)의 면적비에 따라 약 1:2:4로 되기 때문에, 축적 용량 소자 Cs의 크기에 대해서는 이것에 따른 용량비로 되도록 설정하는 것이 바람직한 것은 실시예 1과 마찬가지이다.
또한, 실시예 2에서는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)가 도 19에 도시하는 바와 같이 구성되어 있지만, 제 3 스위치(1252), 제 4 스위치(1254), 제 5 스위치(1256)에 대해서는, 실제로는, 예컨대 도 27에 도시하는 바와 같이, 능동층으로서 폴리실리콘을 이용한 N 채널형 TFT로 구성되게 된다. 이러한 구성에 있어서, 이들 N 채널형 TFT에 대해서는 P 채널형과 조합하여 상보형 구성으로 해도 되는 것은 물론이다.
(VLC 선택기의 상세)
계속해서, VLC 선택기(142)에 대해서 상세히 설명한다. 도 20은 VLC 선택기(142)의 구성을 나타내는 회로도이다. 또, 이 도면에 도시되는 VLC 선택기(142)는 1-a행째, 1-b행째, 1-c행째의 각각에 대응하는 것이지만, 서로 동일 구성이기 때문에, 여기서는 1-a행째에 대응하는 VLC 선택기(142)를 예로 들어 설명한다.
이 도면에 있어서, 스위치(1462)는 해당 행에 대응하여 주사선 구동 회로(130)에 의해 출력되는 주사 신호 Y1-a가 액티브 레벨(H 레벨)인 경우에 온하는 것으로, 그 일단은 신호 PS가 공급되는 신호선에 접속되는 한편, 그 타단은 용량 소자(1472)의 일단, 스위치(1464)의 제어 입력단 및 인버터(1474)의 입력단에 각각 접속되어 있다.
이 중, 용량 소자(1472)의 타단은 논리 레벨의 저전위측 전압의 급전선에 접지되고, 또한 인버터(1474)의 출력단은 스위치(1466)의 제어 입력단에 접속되어 있다. 또한, 스위치(1464)의 일단은 전압 신호 Vbkp의 급전선에 접속되고, 또한 스위치(1466)의 일단은 전압 신호 Vbkn의 급전선에 접속되어 있으며, 양 스위치의 타단은 스위치(1493)의 일단에 공통 접속되어 있다.
여기서, 스위치(1464, 1466)는 각각 제어 입력단이 H 레벨인 경우에 온하는 것이지만, 양자의 제어 입력단은 각각 인버터(1474)의 입력단, 출력단에 접속되어 있기 때문에, 양 스위치는 서로 배타적으로 온/오프하게 된다. 즉, 용량 소자(1472)의 일단에 유지된 전압에 따라서, 전압 신호 Vbkp, Vbkn중 어느 하나가 선택되어, 스위치(1493)의 일단에 공급되는 구성으로 되어 있다.
한편, AND 게이트(1482)는 주사 신호 Y1-a와, 신호 모드를 인버터(141)에 의해 반전한 신호와의 논리곱 신호를 구하여, 이것을 신호 R1-a로서 표시 갱신 제어선(113)에 공급하는 것이다. 또한, AND 게이트(1482)의 논리곱 신호는 스위치(1491)의 제어 입력단과, 인버터(1484)를 거쳐서 스위치(1493)의 제어 입력단에도 각각 공급되어 있다.
이 중, 스위치(1491)의 일단은 전압 신호 Vwt의 급전선에 접속되는 한편, 스위치(1491, 1493)의 타단은 제 3 신호선(145)에 공통 접속되어 있다. 여기서, 스위치(1491, 1493)는 각각 제어 입력단이 H 레벨인 경우에 온하는 것이지만, 양자의 제어 입력단은 각각 인버터(1484)의 입력단, 출력단에 접속되어 있기 때문에, 양 스위치는 서로 배타적으로 온/오프하게 된다. 즉, AND 게이트(1482)에 의한 논리곱 신호의 레벨에 따라서, 전압 신호 Vwt, 또는 Vbkp 또는 Vbkn중 어느 하나가 선택되어, 전압 신호 VLC1-a로서 제 3 신호선(145)에 공급되는 구성으로 되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드에 있어서는 AND 게이트(1482)가 열리기 때문에, 주사선 구동 회로(130)에 의한 주사 신호 Y1-a가 그대로 신호 R1-a로서 출력되게 된다.
한편, 신호 PS는 실시예 1과 마찬가지로서, 상세하게는 도 21에 도시하는 바와 같이 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드의 경우, 1 수평 주사 기간 1H(3개의 주사선(112)을 순차적으로 선택하는 데 필요한 기간)마다 논리 레벨이 반전되는 신호이고, 1수직 주사 기간 경과후, 동일한 3개의 주사선(112)이 선택되는 1 수평 주사 기간 1H에서 보더라도, 논리 레벨이 반전되는 신호이다.
이 때문에, 제 1 모드에 있어서, 신호 PS가 H 레벨이 되는 1 수평 주사 기간 1H에서 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되면, 해당 H 레벨이 용량 소자(1472)의 일단에 유지됨과 동시에, 스위치(1464)가 온되고, 스위치(1466)가 오프된다. 또한, AND 게이트(1482)에 의해서, 스위치(1491)가 온되고, 스위치(1493)가 오프된다. 따라서, 제 1 모드에 있어서, 주사 신호 Y1-a가 액티브 레벨로 되는 기간에서는 전압 신호 VLC1-a로서 전압 신호 Vwt가 선택되어 출력되게 된다.
이 다음, 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 되어, 스위치(1462)가 오프되더라도, 용량 소자(1472)의 일단에는 신호 PS의 H 레벨이 유지되어 있기 때문에, 스위치(1464, 1466)의 온/오프 상태가 유지된다. 한편, 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 되면, AND 게이트(1482)에 의한 신호 R1-a도 L 레벨로 되기 때문에, 스위치(1491)가 오프되고, 스위치(1493)가 온되며, 이후 이 온/오프 상태가 유지된다. 따라서, 제 1 모드에 있어서, 신호 PS가 H 레벨로 되는 1 수평 주사 기간 1H에 있어서 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 천이하면, 1수직 주사 기간 1V 경과하여 다시 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때까지, 전압 신호 VLC1-a로서 전압 신호 Vbkp, 즉 Vbk(+)가 선택되어 출력되게 된다.
그리고 다시, 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되면, 스위치(1491)가 온되고 스위치(1493)가 오프되기 때문에, 전압 신호 Vwt가 VLC1-a로서 출력된다. 여기서, 다시 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되는 것은 도 21에 도시하는 바와 같이 신호 PS가 L 레벨로 되어 있는 경우이다. 이 때문에, 다시 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때에, 용량 소자(1472)의 일단에 유지되는 것은 L 레벨이기 때문에, 스위치(1464)가 오프되고, 스위치(1466)가 온되게 된다. 따라서, 제 1 모드에 있어서, 신호 PS가 L 레벨로 되는 1 수평 주사 기간 1H에 있어서 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 천이하면, 1수직 주사 기간 1V 경과하여 다시 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때까지, 전압 신호 VLC1 - a로서 전압 신호 Vbkn, 즉 Vbk(-)가 선택되어 출력되게 된다.
이러한 동작은, 다른 행의 VLC 선택기(142)에 대해서도 대응하는 주사 신호의 레벨 변화에 따라 행해진다. 상술한 바와 같이, 제 1 모드에 있어서 주사 신호 Yi-a, Yi-b, Yi-c가 순차적으로 H 레벨로 되는 1 수평 주사 기간 1H에서는 신호 PS의 논리 레벨이 동일하기 때문에, 이들 주사 신호가 모두 L 레벨로 되는 기간(i행째의 화소에 있어서의 비 선택 기간)에서는 전압 신호 VLCi-a, VLCi-b, VLCi-c의 온 전압 극성은 서로 동일하게 되고, 또한 1수직 주사 기간 1V마다 반전된다. 또한, 신호 PS는 1 수평 주사 기간 1H마다 레벨 반전되기 때문에, 각 행의 제 3 신호선(145)에는 서브화소에 대응하는 3행마다 전압 신호 Vbk(+), Vbk(-)중 한쪽이 교대로 공급되게 된다.
결국, 제 1 모드에 있어서, 실시예 2에서의 각 VLC 선택기(142)에 의해 제 3 신호선(145)에 선택 출력되는 전압 신호가 실시예 1에서의 각 Vbk 선택기(140)에의해 제 1 신호선(115)에 선택 출력되는 전압 신호와 상위한 점은 도 8의 (a)와 도 21을 비교하면 알 수 있듯이, 전압 신호 Vbk(+), Vbk(-)중 한쪽으로부터 다른 쪽으로의 전환이, 대응하는 행이 선택되었을 때에, 실시예 1에서는 즉시 행하여지는 데 반하여, 실시예 2에서는 전압 신호 Vwt를 거쳐서 행해지는 점에 있다.
한편, 신호 모드가 H 레벨인 제 2 모드의 경우, 도 20에 있어서의 AND 게이트(1482)가 닫히기 때문에, 스위치(1491)가 오프로 고정되고, 스위치(1493)가 온으로 고정된다. 또한, 제 2 모드에 있어서, 신호 PS는 실시예 1과 마찬가지이고, 상세하게는 도 22에 도시하는 바와 같이 주사선 구동 회로(130)에 의해 출력되는 어느 하나의 주사 신호가 H 레벨로 천이하는 타이밍의 직전에서부터 직후까지의 기간에 있어서만 L 레벨로 된다.
이 때문에, 제 2 모드인 경우에, 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 되면, 그 직전에서 신호 PS가 L 레벨로 되어 있기 때문에, 스위치(1464)가 오프되고, 스위치(1466)가 온된다. 단, 이 직후에 신호 PS가 H 레벨로 천이하기 때문에, 스위치(1464)가 온되고, 스위치(1466)가 온된다.
따라서, 1-a행째에 대응하는 제 3 신호선(145)에 공급되는 전압 신호 VLC1-a는, 도 22에 도시하는 바와 같이 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 된 순간에서는 서브화소를 오프시키는 전압 신호 Vbkn(Vwt)이지만, 이 직후에 카운트 결과 Q에 따른 램프 전압 신호인 전압 신호 Vbkp로 된다.
그리고, 주사 신호 Y1-a가 L 레벨로 되는 직전에 있어서, 신호 PS가 다시 L 레벨로 되기 때문에, 스위치(1464)가 오프되고, 스위치(1466)가 온되어, 그 결과,전압 신호 VLC1-a는 다시 전압 신호 Vbkn(Vwt)로 되고, 이후, 이 상태가 1수직 주사 기간 경과하여 이후에 주사 신호 Y1-a가 H 레벨로 될 때까지 계속하게 된다.
결국, 제 2 모드에 있어서, 실시예 2에서의 각 VLC 선택기(142)에 의해 제 3 신호선(145)에 선택 출력되는 전압 신호는 실시예 1에서의 각 Vbk 선택기(140)에 의해 제 1 신호선(115)에 선택 출력되는 전압 신호와, 도 8의 (b)와 도 22를 비교하면 알 수 있듯이, 완전히 동일하게 된다.
(실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 동작)
여기서, 실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 동작에 대하여 실시예 1과 마찬가지로 제 1 모드와 제 2 모드로 나누어 설명한다. 또, 실시예 2에 있어서의 주사선 구동 회로(130)는 실시예 1과 마찬가지이고, 또한 실시예 2에 있어서의 데이터선 구동 회로(182)는 실시예 1에 있어서의 데이터선 구동 회로(180)로부터 예비 데이터선(114)에 데이터 신호를 출력하기 위한 구성을 제외한 것이므로, 여기서는 서브화소에 있어서의 표시 동작을 중심으로 설명하는 것으로 한다. 또, 실시예 2에 따른 전기 광학 장치에 있어서도 전압 무인가 상태로 백색 표시를 행하는 노멀리 화이트 모드에 의해 동작하는 것으로 하고, 또한 일반적으로 i-a행 j열의 서브화소(120a)를 예로 들어 설명하기로 한다.
(제 1 모드)
처음에, 신호 모드가 L 레벨인 제 1 모드의 동작에 대하여 설명한다.
우선, i-a행째의 주사선(112)에 공급되는 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨(H 레벨)로 되어 제 3 스위치(1252)가 온되면, 데이터선(114)을 거쳐서 공급되는 데이터 신호 Sj의 비트 레벨이 용량 소자 Cm에 있어서의 한쪽의 전극에 유지되고, 이 유지 내용에 따라 제 4 스위치(1254)가 오프 또는 온하게 된다.
구체적으로는, 해당 서브화소(120a)를 오프(백 표시)로 할 때에는, 도 23의 (a)에 도시하는 바와 같이, 데이터 신호 Sj로서 L 레벨의 비트가 공급되어 이것이 용량 소자 Cm에 유지되기 때문에, 제 4 스위치(1254)가 오프하게 된다. 한편, 해당 서브화소(120a)를 온(흑 표시)으로 할 때에는, 도 24의 (b)에 도시하는 바와 같이 데이터 신호 Sj로서 H 레벨의 비트가 공급되어 이것이 용량 소자 Cm에 유지되기 때문에, 제 4 스위치(1254)가 온하게 된다.
여기서, 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 될 때, 본 실시예에서는 표시 갱신 제어선(113)에 공급되는 신호 Ri-a도 액티브 레벨로 되는 한편, 제 3 신호선(145)에는 전압 신호 VLCi-a로서 해당 서브화소를 백 표시시키는 전압 신호 Vwt가 공급되기 때문에, 서브화소 전극(1218)에 인가되는 전압은 백 표시의 전압 신호 Vwt로 된다.
그리고, 주사 신호 Gi-a가 비액티브 레벨(L 레벨)로 되어, 제 3 스위치(1252)가 오프되더라도, 제 4 스위치의 온/오프 상태는 용량 소자 Cm에 의한 유지에 의해서 유지된다. 한편, 주사 신호 Gi-a가 비액티브 레벨로 될 때, 제 3 신호선(145)에는 전압 신호 VLCi-a로서 해당 서브화소를 흑 표시시키는 전압 신호 Vbk(+), Vbk(-)중 어느 한쪽이 공급된다. 또한, 본 실시예에 있어서, 주사 신호Gi-a가 비액티브 레벨로 되는 기간에서는 반드시 신호 Ri-a도 비액티브 레벨로 되기 때문에, 제 5 스위치(1256)가 오프된다.
이 때문에, 해당 서브화소를 백 표시로 해야 할 경우, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이 신호 Ri-a가 액티브 레벨로 되었을 때에 서브화소 전극(1218)에 인가된 전압 신호 Vwt가 액정 용량 및 축적 용량 소자(1218)에 의해 계속하여 유지되기 때문에, 해당 서브화소(120a)에서는 백 표시가 행해지게 된다.
한편, 해당 서브화소를 흑 표시로 해야 할 경우에는, 도 24의 (b)에 도시하는 바와 같이 제 4 스위치(1254)의 온 상태가 용량 소자 Cm에 의해서 유지되기 때문에, 서브화소 전극(1218에는 전압 신호 Vbk(+), Vbk(-)중 어느 한쪽이 인가되어, 그 결과, 해당 서브화소(120a)에서는 흑 표시가 행해지게 된다.
또, 전압 신호 VLCi-a는 1 수직 주사 기간 1V마다 주사 신호 Yi-a(Ri-a)가 액티브 레벨로 되는 타이밍에 있어서 전압 신호 Vwt를 일단 거쳐서 전압 신호 Vbk(+), Vbk(-)중 어느 한쪽으로부터 다른 쪽으로 교대로 선택되기 때문에(도 21 참조), 해당 서브화소(120a)에 있어서 교류 구동이 행해지게 된다.
이와 같이, 제 1 모드에 있어서, 서브화소의 표시는 본 실시예에 있어서도 용량 소자 Cm의 유지 내용에 따라 행해지게 되기 때문에, i-a행에 있고 1∼n열의 서브화소(120a)의 전부에 있어서 백 또는 흑의 표시 상태가 변화되지 않는 것이면, 이후 주사 신호 Gi-a를 액티브 레벨로 할 필요가 없다. 그래서, 주사 신호 Yi-a가 액티브 레벨로 되는 타이밍에 있어서 외부 회로에 의해 L 레벨의 신호 ENB(도 18참조)를 공급하면, 대응하는 주사선(112)에 있어서 전압 변동이 발생하지 않기 때문에, 주사선(112)의 용량 부하에 따라 전력이 소비되는 것도 없고, 제 3 스위치(1252)도 스위칭하지 않기 때문에, 이에 따라 전력이 소비되는 것도 없다.
또한, 이러한 용량 소자 Cm의 유지 내용에 따른 표시 동작은 제 1 모드에 있어서 서브화소(120b, 120c)에 대하여도 개별로 행해지기 때문에, 하나의 화소로서 보면, 실시예 1과 마찬가지로 서브화소의 면적 비율에 따른 계조 표시가 행해지게 된다.
(제 2 모드)
다음에, 신호 모드가 L 레벨인 제 2 모드의 동작에 대하여 설명한다. 이 경우, 주사선 구동 회로(130)에 의한 주사 신호가 그대로 주사선(112)에 공급되지만, AND 게이트(1482)(도 20참조)가 닫히기 때문에, 기입 갱신 제어선(113)에 공급되는 신호는 항상 비액티브 레벨로 된다. 이 때문에, 주목하고 있는 i-a행 j열의 서브화소(120a)에 있어서 제 5 스위치(1256)는 항상 오프되는 것으로 된다.
한편, 제 2 모드에 있어서, 주사 신호 Gi-a가 1 수평 주사 기간 1H에 걸쳐 액티브 레벨로 되면, 타이밍 신호로서의 데이터 신호 Sj는 도 26에 도시하는 바와 같이 1 수평 주사 기간 1H의 개시로부터 i행 j열의 화소에 대응하는 계조 데이터 Data의 값에 따른 타이밍까지의 기간만큼 H 레벨로 된다. 또한, i-a행의 제 3 신호선(145)에 공급되는 전압 신호 VLCi-a는 주사 신호 Gi-a가 액티브 레벨로 되는 1 수평 주사 기간 1H에 있어 시간적으로 상승 또는 하강하는 램프 전압 신호로 된다.
여기서, 도 26의 (a)에서 도시되는 기간, 즉 주사 신호 Gi-a 및 데이터 신호Sj가 모두 H 레벨로 되는 기간에 있어서 i-a행 j열의 서브화소(120a)에서는 제 3 스위치(1252)가 온됨과 동시에, 제 4 스위치(1254)가 온된다(도 25의 (a) 참조). 이 때문에, 해당 서브화소(120a)에서는 전압 신호 VLCi-a로서의 램프 전압 신호가 서브화소 전극(1218)에 샘플링되게 된다.
다음에, 도 26의 (b)에서 도시한 기간, 즉 주사 신호 Gi-a가 H 레벨인데, 타이밍 신호로서의 데이터 신호 Sj가 L 레벨로 되는 기간에 있어서는 제 3 스위치(1252)가 온되지만, 제 4 스위치(1254)가 오프된다(도 25의 (b) 참조). 이 때문에, 해당 서브화소(120a)에서는 제 4 스위치(1254)가 오프되는 직전의 램프 전압 신호가 서브화소 전극(1218)에 홀드되게 된다.
그리고, 도 26의 (c)에서 도시하는 기간, 즉 주사 신호 Gi-a 및 데이터 신호 Sj가 모두 L 레벨로 되는 기간에 있어서, 제 3 스위치(1252), 제 4 스위치(1254)가 모두 오프되지만(도 25의 (c) 참조), 홀드된 램프 전압 신호는 축적 용량 Cs 및 액정 용량에 의해 유지되기 때문에, 서브화소(120a)는 홀드된 전압에 대응하는 농도를 유지하게 된다.
여기서, 제 2 모드에 있어서는, 주사 신호 Gi-a(Yi-a), Gi-b(Yi-b), Gi-c(Yi-c)는 동시에 액티브 레벨로 되기 때문에(도 22 참조), 하나의 화소(120)를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)에 있어서의 제 3 스위치(1252)는 모두 동일 타이밍으로 온/오프된다. 이 때문에, 이들 서브화소에 있어서의 제 4 스위치에 대해서도 동일 타이밍으로 온/오프된다. 또한, 제 3 신호선(145)에 공급되는 전압 신호 VLCi-a, VLCi-b, VLCi-c는 주사 신호 Gi-a, Gi-b, Gi-c가 액티브 레벨로되는 기간에 있어서 램프 전압 신호로 된다. 따라서, 이들 서브화소에 있어서의 서브화소 전극(1218)에는 모두 동일한 램프 전압 신호가 홀드되기 때문에, 이들 3개의 서브화소는 결국 동일의 농도로 되어, 하나의 화소로서 보더라도, 그 농도에 대응한 계조 표시가 행해지게 된다.
(실시예 2의 정리)
이와 같이, 실시예 2에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 모드에서는 계조 데이터 Data에 따라서 서브화소(120a, 120b, 120c)가 온/오프되어, 그 결과, 면적 계조법에 의한 계조 표시가 행해지는 한편, 제 2 모드에서는 1 화소(120)를 구성하는 3개의 서브화소(120a, 120b, 120c)에 걸쳐 서로 동일 농도로 되는 계조 표시가 행해지게 된다. 또한, 실시예 2에 의하면, 하나의 서브화소에 있어서의 스위치수가 3개로 끝나기 때문에, 실시예 1과 비해 구성을 간략화하는 것이 가능해진다.
또, 실시예 2에서는, 제 1 모드에 있어서 일반적으로 i-a행째, i-b행째, i-c행째의 표시 갱신 제어선(113)에 공급되는 신호 Ri-a, Ri-b, Ri-c는 각각 동일 행에 대응하여 출력되는 주사 신호 Gi-a(Y1-a), Gi-b(Y1-b), Gi-c(Y1-c)와 동일 타이밍으로 액티브 레벨로 하였지만, 일정한 주기로 소정의 순서로 액티브 레벨이 되는 구성이면 충분하다.
(서브화소의 배열)
또, 상술한 실시예 1 및 실시예 2에 있어서, 하나의 화소(120)를 구성하는 서브화소(120a, 120b, 120c)는 도 3에 도시하는 바와 같이 Y 방향으로 배열하였는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 도 28에 도시하는 바와 같이 X 방향으로 배열하고 있더라도 좋다.
단, 이러한 구성에서는, 주사선(112)에 대해서는 제 1, 제 2 모드에 관계없이, 1행마다 선택하는 주사 신호를 공급해야 하고, 또한 데이터선(114)(예비 데이터선(114'))에 대해서는 제 1 모드에 있어서 계조 데이터 Data의 각 비트 a, b, c를 각각 1 수평 주사 기간 1H에서 공급하는 한편, 제 2 모드에 있어서 1 화소에 상당하는 3개의 데이터선(114)에 1 수평 주사 기간 1H에서 공통의 타이밍 신호를 공급하는 구성으로 된다.
(주사선 구동 회로에 대한 다른 구성예)
또한, 상술한 제 1 및 실시예 2에 따른 주사선 구동 회로(130)는 화소(120)의 행수 m의 3배보다 1단만 많은 (3m+1)단의 래치 회로로 이루어지는 시프트 레지스터(132)와, 이 시프트 레지스터(132)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 논리곱을 제 1 모드에 있어서 주사 신호로서 주사선(112)의 1개마다 출력하는 한편, 제 2 모드에 있어서는 해당 논리곱의 액티브 기간을 3배화하여 주사선(112)의 3행마다 공급하는 주사 신호 선택기(134)로 이루어지는 구성이지만, 도 29에 나타내는 바와 같은 구성으로 해도 된다.
여기서, 도 29에 도시하는 주사선 구동 회로(130)는 화소(120)의 행수 m보다도 1단만 많은 (m+1)단의 래치 회로로 이루어지는 시프트 레지스터(133)와, 다음과 같은 주사 신호 선택기(135)를 갖고 있다. 즉, 주사 신호 선택기(135)는 시프트 레지스터(133)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호의 논리곱을 구하는 AND 게이트(1356)와, 이 논리곱 신호와 제어 신호 Pa, Pb, Pc중 어느 하나와의 논리곱을 구하여 주사 신호로서 출력하는 AND 게이트(1358)로 이루어진다.
일반적으로 i-a행째, i-b행째, i-c행째의 주사선에 대응하는 3개의 AND 게이트(1358)에 있어서의 한쪽의 입력단에는 AND 게이트(1356)에 의한 논리곱 신호 Yspi가 공통으로 공급되어 있다. 또한, i-a행째의 AND 게이트(1358)에 있어서의 다른 쪽 입력단에는 제어 신호 Pa가 공급되고, 또한 i-b행째의 AND 게이트(1358)에 있어서의 다른 쪽 입력단에는 제어 신호 Pb가 공급되며, 그리고 i-c행째의 AND 게이트(1358)에 있어서의 다른 쪽 입력단에는 제어 신호 Pc가 공급되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 시프트 레지스터(133)의 단수는 시프트 레지스터(132)의 약 1/3정도로 되기 때문에, 각 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호에 있어서 액티브 레벨로 되는 기간이, 도 30의 (a) 또는 도 30의 (b)에 도시하는 바와 같이 약 3배로 확대됨과 동시에, 시프트 레지스터(132)에 있어서 서로 인접하는 래치 회로로부터 출력되는 펄스 신호끼리의 논리곱 신호, 즉 AND 게이트(1356)에 의한 출력 신호의 액티브 기간도 약 3배로 확대된다.
여기서, 신호 모드가 L 레벨로 되는 제 1 모드인 경우, 제어 신호 Pa, Pb,Pc로서는, 도 30의 (a)에 도시하는 바와 같이 시프트 레지스터의 전송 주기에 있어서 위상을 120°씩 시프트시킨 펄스 신호가 공급된다. 이러한 제어 신호 Pa, Pb, Pc에 의해 AND 게이트(1356)에 의한 출력 신호의 액티브 기간이 3분할되어 서로 중복하지 않는 주사 신호로서 각각 i-a행째, i-b행째, i-c행째의 주사선(112)에 공급되게 된다.
한편, 신호 모드가 H 레벨로 되는 제 2 모드인 경우, 제어 신호 Pa, Pb, Pc로서는, 도 30의 (b)에 도시하는 바와 같이 상시 H 레벨의 신호가 공급된다. 이것에 의해, AND 게이트(1356)에 의한 출력 신호가 3분기되어 i-a행째, i-b행째, i-c행째의 주사 신호로서 공통으로 공급되게 된다.
따라서, 이러한 구성에 있어서도, 실시예 1이나 실시예 2와 동일한 주사 신호를 각 주사선(112)에 각각 공급할 수 있다. 특히, 이 구성에서는 시프트 레지스터(132)의 단수가 시프트 레지스터(131)와 비해 약 1/3로 되기 때문에, 구성의 간략화를 도모할 수 있는 것 외에 동작 속도도 약 1/3로 되기 때문에, 소비 전력도 억제하게 된다. 반면, 제어 신호 Pa, Pb, Pc를 제 1 및 제 2 모드에 따라 별도 생성하는 구성이 필요해진다.
(기타)
또, 상술한 실시예에 있어서는, 제 1 모드에 있어서 3 비트의 계조 데이터에 의한 8계조 표시를, 제 2 모드에 있어서 비트의 계조 데이터에 의한 16계조 표시를 각각 실행하는 구성으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 어느 쪽의 모드에 있어서도 동일 도수(度數)의 계조 표시를 행해도 좋고, 이것보다도 다계조의 표시를 행해도 좋다. 또한, 화소를 또한 R(빨강), 초록(G), B(파랑)의 각 색에 대응시켜, 컬러 표시를 행해도 되는 것은 물론이다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 서브화소를 오프시켰을 때에 백 표시(서브화소를 온시켰을 때에 흑 표시)를 실행하는 노멀리 화이트 모드로서 설명하였지만, 서브화소를 오프시켰을 때에 흑 표시(서브화소를 온시켰을 때에 백 표시)를 실행하는 노멀리 블랙 모드로 해도 된다.
또한, 실시예에 있어서는, 소자 기판(101)에는 유리 기판을 이용하였지만, SOI(Silicon On Insulator)의 기술을 적용하여 사파이어나, 석영, 유리 등의 절연성 기판에 실리콘 단결정막을 형성하고, 여기에 각종 소자를 만들어 넣은 소자 기판(101)으로 해도 된다. 또한, 소자 기판(101)으로서, 실리콘 기판 등을 이용함과 동시에, 여기에 각종의 소자를 형성하더라도 좋다. 이러한 경우에는 각종 스위치로서 전계 효과형 트랜지스터를 이용할 수 있기 때문에, 고속 동작이 용이해진다. 단, 소자 기판(101)이 투명성을 갖지 않는 경우, 화소 전극(118)을 알루미늄으로 형성하거나, 별도 반사층을 형성하거나 하는 등으로 하여, 액정 장치를 반사형으로서 이용할 필요가 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 액정으로서 TN형을 이용했지만, BTN(Bi-stable Twisted Nematic)형·강유전형 등의 메모리성을 갖는 쌍안정형이나 고분자분산형, 또는 분자의 장축 방향과 단축 방향에서 가시광의 흡수에 이방성을 갖는 염료(guest)를 일정한 분자 배열의 액정(host)에 용해하여, 염료 분자를 액정 분자와 평행하게 배열시킨 GH(guesthost)형 등의 액정을 이용하더라도 좋다.
또한, 전압 무인가시에는 액정 분자가 양기판에 대하여 수직 방향으로 배열하는 한편, 전압 인가시에는 액정 분자가 양기판에 대하여 수평 방향으로 배열한다는 수직 배향(homeotropic alignment)의 구성으로 해도 좋고, 전압 무인가시에는 액정 분자가 양기판에 대하여 수평 방향으로 배열하는 한편, 전압 인가시에는 액정 분자가 양기판에 대하여 수직 방향에 배열한다라는 평행(수평) 배향(homogeneous alignment)의 구성으로 해도 좋다. 이와 같이, 본 발명에서는 액정이나 배향 방식으로서 여러 가지의 것에 적용하는 것이 가능하다.
또한, 전기 광학 장치로서는, 액정 장치 이외에, 전자 발광(electroluminescence : EL)이나, 플라즈마 발광이나 전자 방출에 의한 형광 등을 이용하여 그 전기 광학 효과에 의해 표시를 행하는 여러 가지의 전기 광학 장치에 적용 가능하다. 이 때, 전기 광학 물질로서는 EL, 미러 장치, 가스, 형광체 등이 있다. 또, 전기 광학 물질로서 EL을 이용하는 경우, 소자 기판(101)에 있어서 EL이 서브화소 전극(1218)과 투명 도전막의 대향 전극 사이에 개재되게 되기 때문에, 액정 장치에서 보면 필요한 대향 기판(102)은 불필요해진다.
이와 같이, 본 발명은 상술한 구성과 유사한 구성을 갖는 전기 광학 장치의 전부에 적용 가능하다.
(전자기기)
다음에, 상술한 실시예에 따른 전기 광학 장치를 이용한 전자기기의 몇 개에대해서 설명한다.
(1 : 프로젝터)
우선, 상술한 전기 광학 장치(100)를 광 밸브(light valve)로서 이용한 프로젝터에 대하여 설명한다. 도 31은 이 프로젝터의 구성을 나타내는 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 프로젝터(2100) 내부에는 할로겐 램프 등의 백색 광원으로 이루어지는 램프 유닛(2102)이 마련되어 있다. 이 램프 유닛(2102)으로부터 사출된 투사광은 내부에 배치된 3장의 미러(2106) 및 2장의 다이클로익 미러(dichroic mirrors)(2108)에 의해 RGB의 3원색으로 분리되어, 각 원색에 대응하는 광 밸브(100R, 100G, 100B)에 각각 도입된다. 여기서, 광 밸브(100R, 100G, 100B)의 구성은 상술한 실시예에 따른 전기 광학 장치(100)와 마찬가지로서, 화상 신호를 입력하는 처리 회로(도시생략)로부터 공급되는 R, G, B의 원색 신호로 각각 구동되는 것이다. 또한, B색의 광은 다른 R색이나 G색과 비교하면 광로가 길기 때문에, 그 손실을 막기 위해서, 입사 렌즈(2122), 릴레이 렌즈(2123) 및 사출 렌즈(2124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(2121)를 거쳐서 도입된다.
그런데, 광 밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 광은 다이클로익 프리즘(2112)에 3 방향으로부터 입사된다. 그리고, 이 다이클로익 프리즘(2112)에 있어서, R색 및 B색의 광은 90°로 굴절되는 한편, G색의 광은 직진한다. 따라서, 각 색의 화상이 합성된 후, 스크린(2120)에는 투사 렌즈(2114)에 의해 컬러 화상이 투사되는 것으로 된다.
또, 광 밸브(100R, 100G, 100B)에는 다이클로익 미러(2108)에 의해 R, G, B의 각 원색에 대응하는 광이 입사되기 때문에, 상술한 바와 같이 컬러 필터를 마련할 필요는 없다.
(2 : 모바일형 컴퓨터)
다음에, 상술한 전기 광학 장치(100)를 모바일형 퍼스널 컴퓨터에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 32는 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에 있어서, 컴퓨터(2200)는 키보드(2202)를 구비한 본체부(2204)와, 표시부로서 이용되는 전기 광학 장치(100)를 구비하고 있다. 또, 이 배면에는 시인성을 높이기 위한 백라이트 유닛(도시생략)이 마련된다.
(3 : 휴대전화)
또한, 상술한 전기 광학 장치(100)를 휴대전화의 표시부에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 33은 이 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에 있어서, 휴대전화(2300)는 복수의 조작 버튼(2302)외에 수화구(earpiece)(2304), 송화구(mouthpiesce)(2306)와 함께 상술한 액정 패널(100)을 구비한 것이다. 이러한 구성에 있어서, 오는 것을 기다릴 때에는 제 1 모드를 선택하는 한편, 통화시에는 제 2 모드를 선택하는 구성이 바람직하다. 또, 이 액정 패널(100)의 배면에도 시인성을 높이기 위한 백라이트 유닛(도시생략)이 마련된다.
(전자기기의 정리하여)
또, 전자기기로서는 도 31, 도 32 및 도 33을 참조하여 설명한 그 외에도, 액정 텔레비전이나, 뷰파인더(view Finder)형·모니터 직시형 비디오테이프 레코더, 자동차 네비게이션 장치, 페이저(pager), 전자수첩, 전자계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 화상 전화(video phone), POS 단말, 디지털 스틸 카메라, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자기기에 대하여 실시예나 응용예에 따른 전기 광학 장치가 적용 가능한 것은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제 1 및 제 2 중 어느 쪽의 모드에 있더라도, 데이터선에는 아날로그 신호가 공급되지 않기 때문에, 표시 얼룩의 발생을 억제한 고품위의 표시가 가능해진다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (33)

  1. 행 방향으로 형성되는 주사선과, 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소(subpixels)를 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소로서 구동하는 전기 광학 장치의 구동 방법에 있어서,
    제 1 모드에서는, 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각을 상기 화소의 계조(gray scale)를 지시하는 계조 데이터에 따라서 각각 온 또는 오프시키는 한편,
    제 2 모드에서는, 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각을 상기 화소의 계조 데이터에 대응하여 공통의 계조로 나타내는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서는, 선택한 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라서 온 또는 오프시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서는, 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각에 대해서, 상기 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터중 대응하는 비트를 각각 유지시킴과 동시에, 상기 비트에 따라서 온 또는 오프시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서는, 유지시킨 비트에 상관없이 서브화소를 일단 오프시키고, 그 후, 유지시킨 비트에 따라서, 서브화소의 온 또는 오프를 계속시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서브화소를 온시킬 때, 상기 서브화소를 일단 오프시키고, 그 후에 있어서의 상기 서브화소의 온 극성(極性)을 기준 레벨에 대해서 반전시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모드에서는, 선택한 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로변화되는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서는, 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편,
    상기 제 2 모드에서는,
    1 화소로서 모아지는 서브화소끼리가 상기 열 방향으로 서로 인접하고 있으면, 상기 주사선을, 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하며,
    1 화소로서 모아지는 서브화소끼리가 상기 행 방향으로 서로 인접하고 있으면, 상기 주사선을 1개마다 선택하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주사선을 선택할 때마다, 상기 서브화소에 인가되는 전압의 극성을 기준 레벨에 대해서 반전시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  9. 행 방향으로 형성되는 주사선과, 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를 서로 인접하는 것끼리 모아서 1 화소로서 구동하는 전기 광학 장치의 구동 회로에 있어서,
    제 1 모드에서는 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편, 제 2 모드에서는, 상기 주사선을 1개마다, 또는 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하는 주사선 구동 회로와,
    상기 제 1 모드에서는, 상기 주사선 구동 회로에 의해서 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대해서, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라 온 또는 오프를 지시하는 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 한편, 상기 제 2 모드에서는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대해서, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로 변화하는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 데이터선 구동 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서, 상기 주사선 구동 회로에 의해서 선택되는 주사선에 대응하는 서브화소의 온/오프 상태에 변화가 없으면, 상기 주사선의 선택을 금지하는인에이블 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  11. 행 방향으로 형성되는 주사선과, 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를, 주사선을 거쳐서 선택함과 동시에, 서로 인접하는 서브화소끼리 모아서 1 화소의 표시를 행하게 하는 전기 광학 장치의 구동 회로에 있어서,
    제 1 모드에서는 상기 주사선을 1개마다 선택하는 한편,
    제 2 모드에서는 1 화소를 구성하는 서브화소의 개수에 상당하는 개수마다 선택하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    펄스 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터와,
    상기 제 1 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을 서로 중복되지 않도록 제어하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을, 주사선을 1개마다 선택하는 경우에 제어된 신호의 펄스폭보다도 넓게 되도록 제어하여, 각각 제어한 펄스 신호를 선택해야 할 주사선에 공급하는 논리 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  13. 제 11 항에 있어서,
    펄스 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터와,
    상기 제 1 모드이면, 상기 펄스 신호를 서로 중복되지 않도록 시간축상에서 복수개로 분할하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 펄스 신호의 펄스폭을 서로 중복되지 않도록 제어하여, 각각 분할 또는 제어한 펄스 신호를 선택할 주사선에 공급하는 논리 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  14. 행 방향으로 형성되는 주사선과, 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소를, 데이터선을 거쳐서 구동함과 동시에, 서로 인접하는 서브화소끼리 모아서 1 화소의 표시를 행하게 하는 전기 광학 장치의 구동 회로에 있어서,
    제 1 모드에서는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대해서, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라 온 또는 오프를 지시하는 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는 한편,
    제 2 모드에서는, 선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소에 대해서, 상기 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 대응하는 타이밍으로, 시간적으로 변화하는 전압을 샘플링시키기 위한 타이밍 신호를, 데이터선을 거쳐서 공급하는것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  15. 제 13 항에 있어서,
    선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라 온 또는 오프를 지시하는 신호를 출력하는 제 1 회로와,
    선택된 주사선과의 교차점에 대응하는 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터에 따른 기간만큼 액티브 레벨로 되는 신호를 출력하는 제 2 회로와,
    상기 제 1 모드이면, 상기 제 1 회로에 의한 신호를 선택하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 제 2 회로에 의한 신호를 선택하여, 해당 서브화소에 대응하는 데이터선에 공급하는 선택기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 회로.
  16. 행 방향으로 형성되는 주사선과, 열 방향으로 형성되는 데이터선의 교차점에 대응하여 배치되는 서브화소가 서로 인접하는 것끼리 모아져서 1 화소로서의 표시를 행하는 전기 광학 장치에 있어서,
    제 1 모드에서는, 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각이, 제각기 해당 서브화소를 포함하는 화소의 계조 데이터중 대응하는 비트에 따라 온 또는 오프되는 한편,
    제 2 모드에서는, 상기 1 화소를 구성하는 서브화소 각각이, 공통으로 해당 화소의 계조를 지시하는 계조 데이터에 대응한 계조로 되는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 모드이면, 상기 서브화소를 온시키는 전압이 인가되는 한편, 상기 제 2 모드이면, 시간적으로 변화하는 전압이 인가되는 제 1 신호선과,
    적어도 상기 제 1 모드이면, 해당 서브화소를 오프시키는 전압이 인가되는 제 2 신호선
    을 더 구비하되,
    상기 서브화소는
    대응하는 주사선에 공급되는 신호에 따라 온 또는 오프되는 제 1 스위치와,
    상기 제 1 스위치가 온되었을 때에, 대응하는 데이터선의 신호 레벨에 따른 내용을 유지하는 유지 소자와,
    상기 제 1 모드이면, 상기 유지 소자의 유지 내용에 따라 상기 제 1 또는 제 2 신호선중 어느 하나를 선택하는 한편, 상기 제 2 모드이면, 상기 제 1 스위치가 온하고 있는 기간으로서, 상기 서브화소에 의해서 모아지는 1 화소의 계조 데이터에 따른 타이밍으로, 상기 제 1 신호선에 인가되는 전압을 샘플링하는 제 2 스위치와,
    상기 제 2 스위치에 의해 선택 또는 샘플링된 전압이 인가되는 서브화소 전극을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 서브화소마다, 서브화소 전극에 인가되는 전압을 유지하는 축적 용량 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 축적 용량 소자는, 일단이 상기 서브화소 전극에 접속되고, 타단이 정전위의 신호선에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 신호선은, 상기 제 2 모드에서도 상기 서브화소를 오프시키는 전압이 인가되어, 상기 정전위의 신호선으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 축적 용량 소자의 용량은 서브화소 전극의 면적에 따르는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 유지 소자는 하나의 용량 소자로 이루어지고,
    상기 제 1 모드이면, 상기 용량 소자의 양단에, 서로 배타적인 신호 레벨의 전압이 인가되는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 유지 소자는 2개의 용량 소자로 이루어지고,
    상기 제 1 모드이면, 상기 2개의 용량 소자는, 서로 배타적으로 전하를 축적하여, 상기 2개의 용량 소자에 있어서의 한쪽 전극이 모두 정전위의 신호선에 공통 접지되어 있는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 신호선은, 상기 제 2 모드에서도 상기 서브화소를 오프시키는 전압이 인가되어, 상기 정전위의 신호선으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 서브화소는
    상기 제 2 스위치를 제어하는 논리 소자를 갖고,
    상기 논리 소자에 전원의 저전위측 전압을 공급하는 제 1 급전선과, 상기 논리 소자에 전원의 고전위측 전압을 공급하는 제 2 급전선이 상기 주사선 또는 상기 데이터선의 형성 방향을 따라 교대로 배치되는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치는 상보형 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  27. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치는 상보형 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  28. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스위치는 모두 상보형 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  29. 제 16 항에 있어서,
    각 행마다 마련되고, 상기 제 1 모드에서, 상기 서브화소의 온 또는 오프의 갱신을 지시하는 갱신 지시 신호를 공급하는 표시 갱신 제어선과,
    각 행마다 마련되고, 상기 제 1 모드에서, 대응하는 행에 대해서 상기 갱신이 지시된 때에, 상기 서브화소를 오프시키는 오프 전압 신호가, 상기 갱신이 지시되지 않은 때에, 상기 서브화소를 온시키는 온 전압 신호가 각각 공급되는 한편, 상기 제 2 모드에서, 대응하는 행의 주사선이 선택되었을 때, 시간적으로 변화하는램프 전압 신호가 공급되는 신호선
    을 구비하며,
    또한, 상기 서브화소는
    일단이 대응하는 열의 데이터선에 접속되고, 또한 대응하는 행의 주사선이 선택되었을 때에 온되는 제 3 스위치와,
    상기 제 3 스위치의 타단에 있어서의 신호 레벨을 유지하는 유지 소자와,
    일단이 대응하는 행의 신호선에 접속되고, 또한 상기 제 3 스위치의 타단에 있어서의 신호 레벨에 따라 온 또는 오프되는 제 4 스위치와,
    일단이 대응하는 행의 신호선에 접속되고, 또한 대응하는 행에 대해서 상기 갱신이 지시되었을 때에 온되는 제 5 스위치와,
    상기 제 4 스위치 및 상기 제 5 스위치의 타단에 공통 접속되는 서브화소 전극을 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 서브화소마다, 서브화소 전극에 인가되는 전압을 유지하는 축적 용량 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 축적 용량 소자는, 일단이 상기 서브화소 전극에 접속되고, 타단이 정전위의 신호선에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 축적 용량 소자의 용량은 서브화소 전극의 면적에 따르는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  33. 청구항 16에 기재된 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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