JP4479154B2 - 電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧制御を加味したサブフィールド駆動を行う電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置、例えば、電気光学物質として液晶を用いた液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）に代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機器の表示部や液晶テレビ等に広く用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、例えば、マトリクス状に配列した画素電極と、この画素電極に接続されたＴＦＴ（Thin Filｍ Transistor : 薄膜トランジスタ）のようなスイッチング素子等が設けられた素子基板と、画素電極に対向する対向電極が形成された対向基板と、これら両基板との間に充填された電気光学物質たる液晶とによって構成される。
【０００４】
スイッチング素子は垂直方向に配列された複数の走査線（ゲート線）と水平方向に配列された複数のデータ線（ソース線）との交点に設けられ、走査線を介して供給される走査信号（ゲート信号）によって導通する。走査信号を印加してスイッチング素子を導通状態にした状態で、データ線（ソース線）を介して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加する。そうすると、画素電極と対向電極に、画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、スイッチング素子を非導通状態にしても、各電極における電荷の蓄積状態は、液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。
【０００５】
このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して光の透過率が変わり、画素毎に明るさを変化させることができる。こうして、階調表示することが可能となる。
【０００６】
液晶層及び蓄積容量の容量性を考慮すると、各画素の液晶層に電荷を印加するのは一部の期間のみでよい。従って、マトリクス状に配設された複数の画素を駆動する場合には、同一走査ラインに接続された画素に各走査線によって同時に走査信号を印加し、画像信号をデータ線を介して各画素に供給し、また画像信号を供給する走査線を順次切換えればよい。即ち、液晶表示装置では、走査線及びデータ線を複数の画素について共通化した時分割マルチプレックス駆動が可能となる。
【０００７】
ところで、上述した説明では、データ線に印加される画像信号は、階調に対応する電圧、即ちアナログ信号である。従って、液晶表示装置の周辺回路として、Ｄ／Ａ変換回路やオペアンプ等が必要となるので、装置全体のコスト高を招いてしまう。加えて、これらのＤ／Ａ変換回路、オペアンプ等の特性や、各種の配線抵抗等の不均一性に起因して、表示ムラが発生するので、高品質な表示が極めて困難であり、特に、高精細な表示を行う場合にこれらの問題が顕著となる。
【０００８】
そこで、従来、画素の駆動をディジタル的に行うサブフィールド駆動方式が提案されている。サブフィールド駆動方式においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールド毎に、各画素に対して階調に応じて電圧パルスを印加する。
【０００９】
このサブフィールド駆動方式は、液晶に印加する電圧のレベルを変化させるのではなく、液晶に印加する電圧パルスの印加時間によって、液晶に与える電圧（実効電圧）を変化させ、これにより、液晶パネルの透過率を制御するようになっている。従って、液晶の駆動に必要な電圧レベルはオンレベルとオフレベルの２値のみである。なお、サブフィールド駆動については、特許文献１によって開示されている。
【００１０】
アナログ駆動においては、液晶の透過率を飽和させる駆動電圧（以下、液晶飽和電圧という）以下の電圧で液晶を駆動する。従って、液晶の透過率は、駆動電圧の実効値に略比例し、駆動電圧に比例した明るさの画面が得られる。これに対し、サブフィールド駆動においては、液晶に液晶飽和電圧以上の駆動電圧（以下、オン電圧ともいう）を印加するか又は対向電極の電圧（以下、オフ電圧ともいう）を印加する。液晶の透過率は、駆動電圧の積分値（実効値）に略比例することから、画素電極に駆動電圧（オン電圧）が印加されている時間とオフ電圧が印加されている時間との割合によって、サブフィールド駆動における液晶の透過率が決定されることになる。なお、各サブフィールドにおいて画面内の全画素にオン電圧又はオフ電圧を供給する必要があり、オン電圧及びオフ電圧は、サブフィールド期間及び表示領域のライン数に応じたパルス幅を有するパルス信号として各画素に与えられる。
【００１１】
液晶に印加されたオン電圧が、液晶の容量及び付加容量によって、オフ電圧を印加するまでは保持されるものとする。そうすると、サブフィールドが時間軸上で等間隔に設けられた場合には、画素にオン電圧を供給するサブフィールド数とオフ電圧を供給するサブフィールド数との割合によって、その画素の透過率が決定する。
【００１２】
更に、サブフィールドの時間軸上の長さに重み付けを付す方法も考えられる。例えば、１フィールドを時間軸上で４つの第１乃至第４サブフィールドに分割した場合において、第１乃至第４サブフィールドの時間軸上の長さの比が、１：２：４：８である場合には、オン電圧又はオフ電圧を供給する第１乃至第４サブフィールドの各パルス信号によって、１：２：４：８の比の明るさが得られる。即ち、第１乃至第４サブフィールドの各パルス信号は、０〜１５の１６階調のうちの２番目、３番目、５番目、９番目の階調に対応する。例えば、透過率０〜１００％を１６階調で表した場合の４番目の階調表示を得るものとすると、第１及び第３サブフィールドのパルス信号によってオン電圧を、第２、第４サブフィールドのパルス信号によってオフ電圧を画素電極に供給すればよい。
【００１３】
従って、サブフィールド駆動においては、表現可能な階調数を増やすためには、フィールド内におけるサブフィールド数を増加させればよい。しかし、そうすると、各パルス信号の幅（以下、選択期間という）が短くなってしまう。即ち、各サブフィールドにおいて、１つの画素電極に駆動電圧を印加する時間（選択期間）が短くなってしまう。この場合には、液晶の応答速度が遅いことから、選択期間内に液晶の駆動電圧が画素電極に供給された電圧まで到達しないことがある。
【００１４】
そこで、本件出願人は、先に出願した特許願２００１−３７７７９４号において、サブフィールド駆動と電圧制御とを組み合わせた駆動法を提案した。この提案では、選択期間に画素電極に供給するパルス信号のレベルを複数にする。これにより、同一サブフィールドのパルス信号によって複数の階調表示を可能にし、比較的少ないサブフィールド数で高い階調表現を可能にしている。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１０８３０２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電圧制御を加味したサブフィールド駆動では、正しい階調表現が行われないことがあるという問題点があった。図２２はこの問題点を説明するためのパルス信号を示す説明図であり、また図２３は横軸に指示階調をとり縦軸に相対透過率をとって、図２２に対応して得られる階調表示を示すグラフである。図２３（ａ）は指示階調通りに液晶透過率が変化する場合の特性を示し、図２３（ｂ）は指示階調に対して実際の液晶透過率の変化を示している。
【００１７】
図２２は１フレームを３つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３に分割した例であり、各サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３は夫々１：４：１６の重み付けを有する。また、各サブフィールドにおいて印加するパルス信号はＶ０（０Ｖ）又は電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の４つの電圧を有し、Ｖ１＝Ｖ２／２＝Ｖ３／３である。図２２の例は階調０乃至階調６３の６４段階の階調表示における指示階調を示しており、各指示階調において印加するパルス信号は実線にて示してある。
【００１８】
図２２の例では、指示階調１５においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２において、電圧Ｖ３のパルス信号が画素電極に供給される。次の指示階調１６においては、画素電極には、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２において電圧Ｖ０（オフ電圧）のパルス信号が供給され、サブフィールドＳＦ３では電圧Ｖ１のパルス信号が供給される。即ち、画素電極から液晶に印加される駆動電圧は、サブフィールドＳＦ２からサブフィールドＳＦ３において、電圧がＶ３からＶ１に急変する。サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３の電圧の変化のパターンにおいて、電圧が急変する部分が生じる。
【００１９】
液晶は高い電圧が印加されるほど応答速度が速くなる。従って、指示階調１５では液晶の駆動電圧はサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２において電圧Ｖ３に近づき、指示階調１６では液晶の駆動電圧はサブフィールドＳＦ３において電圧Ｖ１に到達しないことがある。そうすると、図２３に示すように、液晶の透過率は指示階調１６になっても、指示階調１５の場合と同様の透過率になってしまう。即ち、電圧変調を採用したことから、液晶の印加電圧が急変するタイミングが生じてしまい、透過率の変化が指示階調の変化に対応しなくなってしまうことがあるという問題点があった。
【００２０】
ところで、サブフィールド駆動では、選択期間に画素電極に印加した電圧は、次のサブフィールドまで液晶によって保持されるものとして、階調表現が設定されている。ところが、液晶に保持されている電圧は時間と共に低下する。しかも、液晶の応答速度が遅いことから、比較的低い電圧から画素電極に供給される電圧まで到達しえないことがある。このため、オン電圧を印加するサブフィールド期間同士の間隔が比較的大きい場合には、液晶の保持電圧の低下及び応答速度に起因して、液晶駆動電圧が予定した電圧まで上昇しないことがあり、正確な階調表現が行われないことがあるという問題点もあった。
【００２１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、同一の重み付けのサブフィールドを連続配置することによって、液晶印加電圧の変化を小さくして正しい階調表現を可能にすることができる電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気光学装置は、複数のデータ線及び複数の走査線の各交差に対応して画素が構成され、前記走査線に供給される走査信号によって前記画素に設けられたスイッチング素子がオンされることによって前記データ線に供給された駆動電圧が前記スイッチング素子を介して各画素の画素電極に与えられて電気光学材料が駆動される表示部に対して、前記走査信号を前記走査線に順次供給するＹドライバと、１フレームが時間軸上で複数に分割されて時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位とし、前記電気光学材料の透過率を制御する複数の電圧値を有するパルス信号の１つを表示データに基づいて選択して前記サブフィールド毎に前記電気光学材料に印加することにより、前記電気光学材料の前記電圧値に応じた光の透過状態及び単位時間における光の透過状態と非透過状態との時間比に応じて階調表現を行うために、表示データに基づいて前記表示部の駆動を制御するものであって、１フレーム中に同一の重み付けの複数の第１のサブフィールド及び前記第１のサブフィールドよりも大きな重み付けの少なくとも１つの第２のサブフィールドを配置する駆動手段と、前記駆動手段の指示に従って前記複数の電圧値のうちの１つの電圧値のパルス信号を生成し、生成したパルス信号を前記表示部の前記走査線方向の１ラインの画素を駆動する選択期間内において前記データ線に前記駆動電圧として供給するＸドライバとを具備し、一のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドに対して前記一のフレームの次のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドの電圧値を高い値に変化させる場合に、前記複数の第１のサブフィールドのうち、前記第２のサブフィールドに隣り合う前記第１のサブフィールドの電圧値を先に変化させることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学材料は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。駆動手段は、フィールドを時間軸上で複数に分割し時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位とし、透過率を制御する複数の電圧値を有するパルス信号の１つを表示データに基づいて選択して、各サブフィールド毎に電気光学材料に印加する。これにより、電圧制御を加味したサブフィールド駆動を行う。駆動手段は、各サブフィールドの重み付けとして同一の重み付けを有するサブフィールドを設定する。同一の重み付けを有するサブフィールドが存在することから、階調表示が連続的に変化する場合でも、パルス信号の電圧値の変化が１つのサブフィールドに集中することはなく、同一の重み付けの複数のサブフィールドにパルス信号の電圧値の変化を分散させることができる。これにより、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、液晶に対して階調の指示に応じた適切な駆動電圧を印加させやすくし、階調再現性を向上させることができる。
【００２４】
また、前記駆動手段は、同一の重み付けの複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、同一の重み付けの複数のサブフィールドのうち１フレーム中の後半側のサブフィールドに設定する電圧値を最初に変化させることにより、１フレーム中の前半側及び後半側のいずれのサブフィールドについても電圧値の変化を平均化することができ、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、液晶に対して階調の指示に応じた適切な駆動電圧を印加させやすくし、階調再現性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記駆動手段は、同一の重み付けの複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置すると共に、前記同一の重み付けとは異なる重み付けのサブフィールドを１フレーム中の後半に配置したことを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、同一の重み付けとは異なるサブフィールドを用いることによって、階調数を大きくすると共に、同一の重み付けとは異なるサブフィールドと同一の重み付けのサブフィールドとに設定する電圧値の差を小さくして、階調再現性を向上させることができる。
【００２８】
また、前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、設定する電圧値を最も頻繁に変化させる重み付けが最も小さいサブフィールドであって、１フレーム中の後半側のサブフィールドに設定する電圧値を最初に変化させることにより、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００３０】
また、前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを連続して１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、設定する電圧値を最も頻繁に変化させる重み付けが最も小さいサブフィールドがフレームの前半に隣接配置されているので、階調に応じて電圧値を変化させる場合でも、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００３２】
また、前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを連続して１フレーム中の前半に配置すると共に、前記最も小さい重み付けよりも大きい重み付けのサブフィールドを１フレーム中の後半に配置したことを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、設定する電圧値を最も頻繁に変化させる重み付けが最も小さいサブフィールドがフレームの前半に隣接配置され、且つこれよりも大きい重み付けのサブフィールドが１フレーム中の後半に配置されているので、階調に応じて電圧値を変化させる場合でも、最も効果的に、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００３４】
また、前記駆動手段は、１フレーム中の隣接するサブフィールドに設定するパルス信号の電圧値の差が小さくなるように、各サブフィールドに設定するパルス信号を設定することを特徴とする。
【００３５】
このような構成によれば、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、液晶に対して階調の指示に応じた適切な駆動電圧を印加させやすくし、階調再現性を向上させることができる。
【００３６】
本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、複数のデータ線及び複数の走査線の各交差に対応して画素が構成され、前記走査線に供給される走査信号によって前記画素に設けられたスイッチング素子がオンされることによって前記データ線に供給された駆動電圧が前記スイッチング素子を介して各画素の画素電極に与えられて電気光学材料が駆動される表示部に対して、前記走査信号を前記走査線に順次供給する処理と、１フレームが時間軸上で複数に分割されて時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位とし、前記電気光学材料の透過率を制御する複数の電圧値を有するパルス信号の１つを表示データに基づいて選択して前記サブフィールド毎に前記電気光学材料に印加することにより、前記電気光学材料の前記電圧値に応じた光の透過状態及び単位時間における光の透過状態と非透過状態との時間比に応じて階調表現を行うために、表示データに基づいて前記表示部の駆動を制御して、１フレーム中に同一の重み付けの複数の第１のサブフィールド及び前記第１のサブフィールドよりも大きな重み付けの少なくとも１つの第２のサブフィールドを配置する処理と、前記複数の電圧値のうちの１つの電圧値のパルス信号を生成し、生成したパルス信号を前記表示部の前記走査線方向の１ラインの画素を駆動する選択期間内において前記データ線に前記駆動電圧として供給する処理とを具備し、一のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドに対して前記一のフレームの次のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドの電圧値を高い値に変化させる場合に、前記複数の第１のサブフィールドのうち、前記第２のサブフィールドに隣り合う前記第１のサブフィールドの電圧値を先に変化させることを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、フィールドを時間軸上で複数に分割し時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位として、重み付けを有する各サブフィールド毎に、複数の電圧値を有するパルス信号の１つが表示データに基づいて選択される。各サブフィールドの重み付けとして同一の重み付けを有するサブフィールドが設定されており、階調表示が連続的に変化する場合でも、パルス信号の電圧値の変化が１つのサブフィールドに集中することはなく、同一の重み付けの複数のサブフィールドにパルス信号の電圧値の変化を分散させることができる。これにより、隣接するサブフィールド間でパルス信号の電圧値の変化が急峻になることを抑制して、液晶に対して階調の指示に応じた適切な駆動電圧を印加させやすくし、階調再現性を向上させることができる。
【００３８】
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を具備したことを特徴とする。
【００３９】
このような構成によれば、階調再現性に優れた表示を可能にすることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電気光学装置である液晶装置を示すブロック図である。
【００４１】
本実施の形態においては、液晶の駆動方法として、１フレーム（フィールド）を時間軸上で複数のサブフィールドに分割して制御単位とし、各画素を１サブフィールド期間に１回ずつ駆動するサブフィールド駆動を採用する。また、各サブフィールド相互の時間長を適宜設定することによって各サブフィールドにおいて印加するパルス信号に重み付けを付す。各サブフィールドの重み付けの総和によって表現可能な階調数が決定する。更に、パルス信号は複数の電圧を有し、電圧制御を加味したサブフィールド駆動を実施することで、表現可能な階調数は重み付けの総和×電圧の数に増やすことができ、多階調であっても、重み付けの総和を少なくすることができる。これにより、各画素に供給するパルス信号の幅（選択期間）を長く設定することができる。
【００４２】
本実施の形態においては、重み付けが同一の複数のサブフィールド、特に重み付けが１のサブフィールドをフレームの前半に配置することによって、各フレームにおける画素への印加電圧（液晶の駆動電圧）のパターンの変化を小さくすることができ、指示階調に対応した透過率を得ることを可能にしている。
【００４３】
図１において、本実施の形態に係る電気光学装置は、電気光学材料である液晶を用いた表示領域１０１ａと、この表示領域１０１ａの各画素を駆動するＹドライバ４０１及びＸドライバ５００と、これらのＹドライバ４０１、Ｘドライバ５００に各種信号を供給する駆動回路３０１及びＸドライバ５００に複数の電圧を有するパルス信号を供給する駆動電圧発生回路３０２によって構成されている。
【００４４】
液晶装置は、素子基板としてガラス基板等の透明基板が用いられ、素子基板上に、画素を駆動するトランジスタと共に、周辺駆動回路等も形成されている。素子基坂上の表示領域１０１ａには、複数本のゲート線（走査線）１１２が、図１のＸ（行）方向に延在して形成され、また、複数本のソース線（データ線）１１４が、Ｙ（列）方向に沿って延在して形成されている。画素１１０は、ゲート線１１２とソース線１１４との各交差に対応して設けられて、マトリクス状に配列されている。
【００４５】
図２は図１中の画素の具体的な構成を示す説明図である。
【００４６】
各画素１１０は、スイッチング手段として、ＴＦＴ１１６が設けられている。ＴＦＴ１１６はゲートがゲート線１１２に、ソースがソース線１１４に、ドレインが画素電極１１８に、それぞれ接続される。画素電極１１８と対向電極１０８との間には電気光学材料たる液晶１０５が挟持されて液晶層が形成されている。対向電極１０８は、後述するように、実際には画素電極１１８と対向するように対向基板の全面に形成される透明電極である。
【００４７】
対向電極１０８には対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加されるようなっている。また、画素電極１１８と対向電極１０８との間においては蓄積容量１１９が形成されて、液晶層を挟む電極と共に電荷を蓄積する。なお、図２の例では、蓄積容量１１９を画素電極１１８と対向電極１０８との間に形成したが、画素電極１１８と接地電位ＧＮＤ間や画素電極１１８とゲート線間等に形成してもよい。また素子基板側に対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭと同じ電位を持つ配線を配し、その間に形成することもできる。
【００４８】
各ゲート線１１２には後述するＹドライバ４０１から夫々ゲート信号Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｍが供給される。各ゲート信号によって、各ラインの画素を構成する全てのＴＦＴ１１６が同時にオンとなり、これにより、後述するＸドライバ５００から各ソース線１１４に供給された駆動電圧（複数種類の電圧を有するオン電圧又はオフ電圧）が画素電極１１８に書込まれる。駆動電圧が書き込まれた画素電極１１８と対向電極１０８との電位差に応じて液晶１０５の分子集合の配向状態が変化して、光の変調が行われ、階調表示が可能となる。
【００４９】
上述したように、本実施の形態においては、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールド期間毎に各画素１１０の書込みを制御する。
【００５０】
次に、表示領域を駆動する駆動系の構成について説明する。図３は図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図である。
【００５１】
図３において、サブフィールドタイミングジェネレータ１０には、外部から供給された垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及びドットクロックＤＣＬＫが入力される。サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、入力された水平同期信号Ｈｓ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫを基に、サブフィールド系で用いるタイミング信号を生成する。
【００５２】
即ち、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、ディスプレイ駆動用の信号である転送クロックＣＬＸ、データイネーブル信号ＥＮＢＸ、極性反転信号ＦＲを生成してＸドライバ５００に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、走査スタートパルスＤＹ、転送クロックＣＬＹを生成してＹドライバ４０１に出力する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、コントローラ内部で用いるデータ転送スタートパルスＤＳ及びサブフィールド識別信号ＳＦを生成して、データ・エンコーダ３０に出力する。
【００５３】
極性反転信号ＦＲは、１フィールド毎に極性が反転する信号である。走査スタートパルスＤＹは、各サブフィールドの開始点で出力されるパルス信号であり、走査スタートパルスＤＹがＹドライバ４０１に入力されることにより、Ｙドライバ４０１はゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）を出力する。
【００５４】
上述したように、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、階調データに応じて各サブフィールド期間毎に複数の電圧を有するパルス信号を液晶層に印加するようになっている。スタートパルスＤＹは、この各サブフィールドの切り替わりを示す信号である。
【００５５】
転送クロックＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の走査速度を規定する信号で、ゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）はこの転送クロックに同期して走査線毎送られる。データイネーブル信号ＥＮＢＸは、Ｘドライバ５００中の後述するＸビットシフトレジスタ５１０に蓄えられたデータを水平画素数分並列に出力させるタイミングを決定するものである。転送クロックＣＬＸは、Ｘドライバ５００ヘデータを転送するためのクロック信号である。データ転送スタートパルスＤＳは、データ・エンコーダ３０からＸドライバ５００ヘデータ転送を開始するタイミングを規定するものであり、サブフィールドタイミングジェネレータ１０からデータ・エンコーダ３０へ送られる。サブフィールド識別信号ＳＦは、そのパルスが何番目のサブフィールドのパルスであるかを、データ・エンコーダ３０へ知らせるためのものである。
【００５６】
一方、入力された表示データはメモリ・コントローラ２０に供給される。書き込みアドレスジェネレータ１１は、外部から入力される水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号Ｖｓ、ドットクロックＤＣＬＫにより、そのときに送られているデータの画面上での位置を特定し、特定した結果に基づいて、表示データをメモリ２２，２３に格納するためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００５７】
読み込みアドレスジェネレータ１２は、サブフィールドタイミングジェネレータ１０によって生成されたサブフィールド系のタイミング信号から、そのときに表示する画面上での位置を決定し、決定した結果に基づいて、書き込み時と同一のルールに則って、メモリ２２，２３からデータを読み込むためのメモリアドレスを生成して、メモリ・コントローラ２０に出力する。
【００５８】
メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データをメモリ２２，２３に書き込み、書込まれたデータをメモリ２３，２２から読み込むための制御を行う。即ち、メモリ・コントローラ２０は、外部から入力されたデータのメモリ２２，２３への書き込みは、タイミング信号ＤＣＬＫに同期させて、書き込みアドレスジェネレータ１１で生成されたアドレスに対して行う。また読み込みは、読み込みアドレスジェネレータ１２で生成されたアドレスから、サブフィールドタイミングジェネレータ１０で生成されたタイミング信号ＣＬＸに同期させて行う。メモリ・コントローラ２０は、読み込んだデータをデータ・エンコーダ３０に出力する。
【００５９】
サブフィールド駆動においては、サブフィールド毎に画素への書き込みを行う。従って、表示データをフィールドメモリに保持し、各サブフィールド毎にフィールドメモリから読出した表示データに基づいて、サブフィールドのオン，オフを決定する２値データ及びパルス信号として設定する電圧を決定するデータを生成する必要がある。この理由からメモリ２２，２３が設けられており、メモリ２２，２３は、いずれか一方が入力されているデータの書き込み用として用いられ、他方が読み込み用として用いられる。これらのメモリ２２，２３の役割は、メモリ・コントローラ２０によって、フィールド毎に切り替えられるようになっている。
【００６０】
即ち、メモリ・コントローラ２０は、タイミング信号に同期して、メモリ２２，２３のデータの読み込みを行い、読み出したデータをパラレルに次段のデータ・エンコーダ３０に出力する。データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から送られてきたデータと、サブフィールドタイミングジェネレータ１０から送られてくるサブフィールド識別信号ＳＦにより、コード格納用ＲＯＭ３１から必要なデータを読み出すためのアドレスを生成し、そのアドレスを用いてコード格納用ＲＯＭ３１からデータを読み出す。データ・エンコーダ３０は、データ転送スタートパルスＤＳに同期して２値データＤｄをＸドライバ５００に出力し、データＤｍを駆動電圧発生回路３０２に出力する。
【００６１】
コード格納用ＲＯＭ３１は、各画素の表示すべき明るさのデータ（階調データ）に対して、各サブフィールド期間毎に画素を所定の電圧でオン状態又はオフ状態にするためのデータの組を格納している。データの組のうち各サブフィールドについてオンにするかオフにするかを指定するコード部分が２値データＤｄとして出力され、電圧を決定するコード部分がデータＤｍとして出力される。コード格納用ＲＯＭ３１は、各画素に書き込むべきデータ（階調データ）と、書き込みを行うサブフィールドとをアドレスとして入力すると、そのサブフィールドに対応した２値データＤｄ及びデータＤｍを出力するように構成されている。
【００６２】
駆動電圧発生回路３０２は、駆動回路３０１からスタートパルスＤＹ及びデータＤｍが与えられる。駆動電圧発生回路３０２は、電圧制御に必要なパルス信号の電圧を与える電圧、例えば電圧Ｖ０を含む（Ｍ＋１）段階の電圧制御の場合には電圧Ｖ０，Ｖ１，…，ＶＭ（Ｖ０＝０Ｖ，Ｖ１＝Ｖ２／２＝Ｖ３／３＝……＝ＶＭ／Ｍ）を生成して、スタートパルスＤＹに対応するタイミングでＸドライバ５００に出力するようになっている。また、駆動電圧発生回路３０２は、ゲート信号を生成する電圧Ｖ２を生成してＹドライバ４０１に与え、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭを生成して対向電極１０８に印加する。
【００６３】
コモンＡＣ駆動においては、駆動電圧発生回路３０２は、交流化駆動信号ＦＲがハイレベル（以下、“Ｈ”という）の場合には、電圧Ｖ０を基準にして液晶にパルス信号（Ｖ０〜ＶＭ）を印加する電圧を発生し、交流化駆動信号ＦＲがローレベル（以下、“Ｌ”という）の場合には、電圧ＶＭを基準にして液晶にパルス信号（ＶＭ〜Ｖ０）を印加する電圧を発生するようになっている。
【００６４】
図４は図３中のサブフィールドタイミングジェネレータ１０中に構成されたスタートパルス発生回路の構成を示す回路図である。また、図５は図４のスタートパルス発生回路２１０の動作を示すタイミングチャートである。スタートパルス発生回路２１０はスタートパルスＤＹを生成するものである。
【００６５】
スタートパルス発生回路２１０は、図５に示すように、カウンタ２１１、コンパレータ２１２、マルチプレクサ２１３、リングカウンタ２１４、Ｄフリップフロップ２１５及びオア回路２１６によって構成されている。カウンタ２１１は、クロック信号ＣＬＹに同期するラインクロック信号ＬＣＬＫをカウントする。カウンタ２１１のカウント値は、オア回路２１６の出力信号によってリセットされる。
【００６６】
リングカウンタ２１４は、スタートパルスＤＹの数をカウントする。マルチプレクサ２１３は、リングカウンタ２１４のカウント結果Ｓ２１４に基づいて、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ７の時間を示す計数データＤｃ１、Ｄｃ２、…、Ｄｃ７を選択出力する。コンパレータ２１２は、カウンタ２１１のカウント値Ｓ２１１とマルチプレクサ２１３の出力データ値Ｓ２１３とを比較し、両者が一致するとき、“Ｈ”である一致信号Ｓ２１２を出力する。コンパレータ２１２は、カウンタ２１１のカウント値Ｓ２１１が、サブフィールドの区切りに達すると一致信号Ｓ２１２を出力する。この一致信号は、オア回路２１６を介してカウンタ２１１のリセット端子にフィードバックされることから、カウンタ２１１は、サブフィールドの区切りから再びカウントを開始することになる。
【００６７】
Ｄフリップフロップ２１５は、オア回路２１６の出力信号を、ラインクロック信号ＬＣＬＫによってラッチして、スタートパルスＤＹを生成する。オア回路２１６の一方の入力端には、フレームの開始時に、ラインクロック信号ＬＣＬＫの１周期の期間だけ“Ｈ”となるリセット信号ＲＳＥＴが供給される。これにより、カウンタ２１１のカウント値は、フレームの開始時点にリセットされる。
【００６８】
一致信号Ｓ２１２が立ち上がると、まず、ラインクロック信号ＬＣＬＫの立ち上がりタイミングで、スタートパルスＤＹが立ち上がる。一方、前記ラインクロック信号ＬＣＬＫの立上りによって、カウント値Ｓ２１１と出力データ値Ｓ２１３とが一致しなくなることから、一致信号Ｓ２１２は、“Ｌ”になる。従って、次にラインクロック信号ＬＣＬＫが立ち上がったときに、“Ｌ”である一致信号Ｓ２１２がＤフリップフロップ２１５にラッチされることから、スタートパルスＤＹが“Ｌ”になる。このようにして、各サブフィールドの最初にスタートパルスＤＹが出力される。
【００６９】
図１において、Ｙドライバ４０１は、いわゆるＹシフトレジスタと呼ばれるものであり、フレームの開始点で供給される走査スタートパルスＤＹを転送クロックＣＬＹに従って転送し、各々のゲート線１１２にゲート信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍとして順次排他的に供給する。
【００７０】
Ｘドライバ５００は、ある水平走査期間において、２値データＤｄをソース線の本数に相当するｎ個順次ラッチした後、ラッチしたｎ個の２値データを、それぞれ対応するソース線１１４に上述したパルス信号（オン電圧又はオフ電圧）に対応して発生するデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給するものである。本実施の形態においては、後述するように、データ信号ｄ１，ｄ２，…は、階調レベルに応じた複数の電圧を有する多値データである。
【００７１】
図６は図１中のＸドライバ５００の具体的な構成を示すブロック図である。
【００７２】
Ｘドライバ５００は、Ｘビットシフトレジスタ５１０、水平画素分の第１のラッチ回路５２０、第２のラッチ回路５３０、水平画素分の電位選択回路５４０によって構成されている。
【００７３】
Ｘビットシフトレジスタ５１０は、水平走査期間の開始タイミングで供給されるデータイネーブル信号ＥＮＢＸをクロック信号ＣＬＸに従って転送し、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎとして第１のラッチ回路５２０に順次排他的に供給するものである。第１のラッチ回路５２０は、２値データをラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎの立ち下がりにおいて順次ラッチするものである。第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によりラッチされた２値データの各々をデータイネーブル信号ＥＮＢＸの立ち下がりにおいて一斉にラッチすると共に、電位選択回路５４０を介して、ソース線１１４の各々にデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして供給するものである。
【００７４】
なお、上述したように、Ｘドライバ５００においては、ある水平走査期間において、第１のラッチ回路５２０が点順次的に２値信号をラッチした後、次の水平走査期間において、第２のラッチ回路５３０が、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に各ソース線１１４に供給する構成となっているので、データ・エンコーダ３０は、Ｙドライバ４０１及びＸドライバ５００における動作と比較して、１水平走査期間だけ先行するタイミングで２値信号Ｄｓを出力する構成となっている。
【００７５】
電位選択回路５４０は、駆動電圧発生回路３０２が発生した電圧のうち、データＤｍに基づく電圧を駆動電圧として選択すると共に、選択した駆動電圧を極性反転信号ＦＲに応じて極性反転させて出力するようになっている。１フレーム期間毎に反転する極性反転信号ＦＲによってデータ信号の極性をフレーム反転させるようなっている。例えば、極性反転信号ＦＲが“Ｈ”である場合において、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が電位選択回路５４０に入力された場合には、電圧がＶ０〜ＶＭの駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。また、極性反転信号ＦＲが“Ｌ”である場合には、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が人力された場合には、電圧がＶＭ〜Ｖ０の駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。なお、コモンＡＣ駆動では、極性反転信号ＦＲが“Ｈ”の場合には、ＶＬＣＣＯＭ電位はＶ０であり、極性反転信号ＦＲが“Ｌ”の場合には、ＶＬＣＣＯＭ電位はＶＭである。
【００７６】
本実施の形態においては、駆動回路３０１は、重み付けが同一のサブフィールド、例えば、重み付けが最小のサブフィールドをフレームの前半に連続的に配置するようになっている。また、駆動回路３０１は、階調０乃至ｎ−１のｎ段階の階調表示において、階調１の階調を指示する指示階調として、重み付けが最小でないサブフィールドに隣接した重み付けが最小のサブフィールドに対して、先ず電圧Ｖ１（正極性駆動時）（又はＶ（Ｍ−１）（負極性駆動時））のパルス信号を与えるようになっている。
【００７７】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図７を参照して説明する。図７は本実施の形態におけるの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００７８】
先ず、画素のサブフィールド駆動について説明する。
【００７９】
交流化信号ＦＲは、１フィールド期間（１ｆ）毎にレベル反転する信号である。スタートパルスＤＹは、各サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆｓの開始時に発生する。交流化信号ＦＲが“Ｌ”となるフレーム期間（１ｆ）において、スタートパルスＤＹが供給されると、Ｙドライバ４０１におけるクロック信号ＣＬＹに従った転送によって、走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍが期間（ｔ）に順次排他的に出力される。なお、図７の例では、１フレームを時間軸上で重み付けが付された７個のサブフィールドに分割した例を示している。
【００８０】
走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍは、それぞれ走査側転送クロックＣＬＹの半周期に相当するパルス幅を有し、また、上から数えて１本目の走査線１１２に対応する走査信号Ｇ１は、スタートパルスＤＹが供給された後、クロック信号ＣＬＹが最初に立ち上がってから、少なくともクロック信号ＣＬＹの半周期だけ遅延して出力される。従って、スタートパルスＤＹが供給されてから、走査信号Ｇ１が出力されるまでに、ラッチパルスＬＰの１クロック（Ｇ０）がＸドライバ５００に供給されることになる。
【００８１】
まず、このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの最初の１クロック（Ｇ０）が供給された場合について説明する。このデータイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がＸドライバ５００に供給されると、データ転送クロックＣＬＸにしたがった転送によって、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎが水平走査期間（１Ｈ）に順次排他的に出力される。なお、ラッチ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎは、それそれデータ転送クロックＣＬＸの半周期に相当するパルス幅を有している。
【００８２】
この際、図６の第１のラッチ回路５２０は、ラッチ信号Ｓ１の立ち下がりにおいて、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えて１本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への２値データをラッチし、次に、ラッチ信号Ｓ２の立ち下がりにおいて、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えて２本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への２値データをラッチし、以下、同様に、上から数えて１本目の走査線１１２と、左から数えてｎ本目のデータ線１１４との交差に対応する画素１１０への２値データを順次ラッチする。
【００８３】
これにより、まず、図１において上から１本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされることになる。なお、データ・エンコーダ３０は、第１のラッチ回路５２０によるラッチのタイミングに合わせて、各画素の表示データから順次、各サブフィールドに対応する２値データＤｄ及びデータＤｍを生成して出力する。
【００８４】
次に、クロック信号ＣＬＹが立ち下がって、走査信号Ｇ１が出力されると、図１において上から数えて１本目の走査線１１２が選択される結果、当該走査線１１２との交差に対応する画素１１０のトランジスタ１１６が全てオンとなる。
【００８５】
一方、当該クロック信号ＣＬＹの立ち下がりタイミングで再びデータイネーブル信号ＥＮＢＸ（Ｇ１）が出力される。信号ＥＮＢＸの立ち上がりタイミングにおいて、第２のラッチ回路５３０は、第１のラッチ回路５２０によって点順次的にラッチされた２値データを、対応するデータ線１１４の各々に電位選択回路５４０を介してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給する。これにより、上から数えて１行目の画素１１０においては、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎの書込が同時に行われることとなる。
【００８６】
データ信号ｄ１，ｄ２，…は多値データである。駆動電圧発生回路３０２は、パルス信号として採り得る電圧を発生して、電位選択回路５４０に与えている。電位選択回路５４０は、表示データに基づくデータＤｍが駆動回路３０１から与えられて、これらのデータＤｍに基づいて、電圧Ｖ０〜ＶＭのうちの１つを、各サブフィールド毎に選択して、データ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして各データ線１１４に供給する。こうして、各画素は、電圧制御が加味されたサブフィールド駆動によって駆動される。
【００８７】
この書込と並行して、図１において上から２本目の走査線１１２との交差に対応する画素１行分の２値データが、第１のラッチ回路５２０により点順次的にラッチされる。
【００８８】
次に、各サブフィールドにおいて各画素に印加する２値データＤｄ及び多値データＤｍについて説明する。図８は横軸に時間をとり縦軸に画素に供給するパルス信号の電圧をとって、指示階調（階調０から階調６３）に対するパルス信号の変化のパターン（以下、駆動パターンという）を示す波形図である。即ち、図８は、各サブフィールドにおいて、電位選択回路５４０が指示階調に応じて選択するパルス信号の電圧を示している。図９及び図１０は図８は各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表である。なお、図８乃至図１０は、１フレームを時間軸上で３個のサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３に分割したものであり、各サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の重み付けは、夫々１：１：７である。また、パルス信号の採り得る電圧はＶ０（正極性駆動時の電圧は対向電位）〜Ｖ７の８段階であるものとする。なお、Ｖ１＝Ｖ２／２＝Ｖ３／３＝Ｖ４／４＝Ｖ５／５＝Ｖ６／６＝Ｖ７／７である。
【００８９】
本実施の形態においては、液晶の透過率１００％に対応した白表示にするための指示階調を指示階調０とする。重み付けの総和は１＋１＋７の９であり、白表示（指示階調０）に相当する電圧Ｖ０を除くと、採り得る電圧の数が７であって、９×７＝６３段階の階調表示可能である。液晶の透過率０％に対応した黒表示にするための指示階調を指示階調６３とし、透過率１００％から透過率０％までを６４段階に均等に分割して指示階調０乃至６３によって設定する。
【００９０】
なお、図８はコモンＡＣ駆動の例であり、左側のフレームが正極性駆動時の駆動パターンを示し、右側が負極性駆動時の駆動パターンを示している。以下、説明を簡略化するために正極性駆動時のみについて説明する。
【００９１】
指示階調０においては、図８及び図９に示すように、全てのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３に電圧がＶ０（０Ｖ）が設定される。本実施の形態においては、指示階調１において、サブフィールドＳＦ２に電圧がＶ１が設定され、他のサブフィールドＳＦ１，ＳＦ３は電圧Ｖ０が設定される。次の指示階調２においては、サブフィールドＳＦ２の電圧Ｖ１はそのままで、サブフィールドＳＦ１を電圧Ｖ０から電圧Ｖ１に変化させる。サフフィールドＳＦ３は電圧Ｖ０のままである。次の指示階調３においては、サブフィールドＳＦ１は電圧Ｖ１のままで、サブフィールドＳＦ２を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化させ、サブフィールドＳＦ３は電圧Ｖ０のままに設定する。以後指示階調６までは、サブフィールドＳＦ２，ＳＦ１の順で、順次電圧を１つずつ上昇させる。
【００９２】
指示階調７においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２の選択電位をＶ０に設定し、サブフィールドＳＦ３の選択電位をＶ１に設定する。サブフィールドＳＦ３は“７”の重み付けを有しており、サブフィールドＳＦ３のみを選択電位Ｖ１にすることによって、階調７が得られる。
【００９３】
本実施の形態においては、指示階調０から指示階調７において、隣接するサブフィールド同士の選択電位は電圧Ｖ１以下である。
【００９４】
更に、次の指示階調８においては、サブフィールドＳＦ３の選択電位Ｖ１はそのままで、サブフィールドＳＦ２の選択電位をＶ０からＶ１に変化させる。次の指示階調９においては、サブフィールドＳＦ３，ＳＦ２の選択電位Ｖ１はそのままで、サブフィールドＳＦ１の選択電位をＶ０からＶ１に変化させる。以後同様にして、指示階調１３までは、選択電位を１つずつ変化させる。次の指示階調１４では、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２を電圧Ｖ０にし、サブフィールドＳＦ３を電圧Ｖ２に設定する。以後同様に、各サブフィールドの電圧を変化させる。
【００９５】
そして、以降同様な動作が、ｍ本目の走査線１１２対応する走査信号Ｇｍが出力されるまで繰り返される。なお、画素１１０に書き込まれたデータ信号は、次のサブフィールドＳｆ２における書込まで保持される。
【００９６】
以下同様な動作が、サブフィールドの開始を規定する走査スタートパルスＤＹが供給される毎に繰り返される。
【００９７】
さらに、１フィールド経過後、交流化信号ＦＲがＨレベルに反転した場合においても、各サブフィールドにおいて同様な動作が繰り返される。
【００９８】
このように、本実施の形態においては、電圧制御を加味したサブフィールド駆動において、同一の重み付けのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２を設定し、最小の重み“１”のサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２をフレームの先頭側に配置している。更に、同一の重み付けのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２の選択電位をＶ０からＶ１に変化させる場合には、重み付けが異なるサブフィールドＳＦ３に隣接したサブフィールドＳＦ２を先に変化させており、隣接するサブフィールド間で選択電位の変化の差を最も小さくする駆動パターンに設定している。これにより、実際の階調（透過率）の変化は、指示階調に応じて滑らかに変化することになり、階調再現性に優れた表示が可能である。
【００９９】
次に、上述した実施形態や応用形態に係る電気光学装置である液晶装置の構造について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここで、図１１は液晶装置１００の構成を示す平面図であり、図１２は、図１１におけるＡ−Ａ'線の断面図である。
【０１００】
これらの図に示すように、液晶装置１００は、画素電極１１８等が形成された素子基板１０１と、対向電極１０８等が形成された対向基板１０２とが、互いにシール材１０４によって一定の間隙を保って貼り合わせられると共に、この間隙に電気光学材料としての液晶１０５が挟持された構造となっている。なお、実際には、シール材１０４には切欠部分があって、ここを介して液晶１０５が封入された後、封止材により封止されるが、これらの図においては省略されている。
【０１０１】
対向基板１０２は、ガラス等から構成される透明な基板である。また、上述した説明では、素子基板１０１は透明基板からなると記載したが、反射型の液晶装置の場合は、半導体基板とすることもできる。この場合、半導体基板は不透明なので、画素電極１１８はアルミニウム等の反射性金属で形成される。
【０１０２】
素子基板１０１において、シール材１０４の内側かつ表示領域１０１ａの外側領域には、遮光膜１０６が設けられている。この遮光膜１０６が形成される領域内のうち、領域１３０ａにはＹドライバ４０１が形成され、また、領域１４０ａにはＸドライバ５００が形成されている。
【０１０３】
即ち、遮光膜１０６は、この領域に形成される駆動回路に光が入射するのを防止している。この遮光膜１０６には、対向電極１０８と共に、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭが印加される構成となっている。
【０１０４】
また、素子基板１０１において、Ｘドライバ５００が形成される領域１４０ａ外側で、あって、シール材１０４を隔てた領域１０７には、複数の接続端子が形成されて、外部からの制御信号や電源等を入力する構成となっている。
【０１０５】
一方、対向基板１０２の対向電極１０８は、基板貼合部分における４隅のうち、少なくとも１箇所において設けられた導通材（図示省略）によって、素子基板１０１における遮光膜１０６及び接続端子と電気的な導通が図られている。即ち、対向電極電圧ＶＬＣＣＯＭは、素子基板１０１に設けられた接続端子を介して、遮光膜１０６に、さらに、導通材を介して対向電極１０８に、それぞれ印加される構成となっている。
【０１０６】
また、対向基板１０２には、液晶装置１００の用途に応じて、例えば、直視型であれば、第１に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例えば、金属材料や樹脂等からなる遮光膜（ブラックマトリクス）が設けられる。なお、色光変調の用途の場合には、例えば、後述するプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、カラーフィルタは形成されない。また、直視型の場合、液晶装置１００に光を対向基板１０２側もしくは素子基板側から照射するライトか必要に応じて設けられる。くわえて、素子基板１０１及び対向基板１０２の電極形成間には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜（図示省略）等が設けられて、電圧無印加状態における液晶分子の配向方向を規定する一方、対向基板１０２の側には、配向方向に応じた偏光子（図示省略）が設けられる。ただし、液晶１０５として、高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜や偏光子等が不要となる結果、光利用効率か高まるので、高輝度化や低消費電力化等の点において有利である。
【０１０７】
上記実施の形態においては、階調１乃至階調６３の６３段階の階調表示を得るために、採り得る電圧が０Ｖを含む８通りで、重み付けの総数が９の例について説明した。しかし、重み付けの総数×採り得る電圧が階調数の最大値（図８では６３）になればよく、階調１乃至階調６３の６３段階の階調表示を得るために、例えばパルス信号として採り得る電圧を電圧Ｖ０〜Ｖ９に設定して、３つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３の重み付けを１：１：５にしてもよいことは明らかである。更に、採り得る全ての電圧を使用しない設定であれば、重み付けの総数×採り得る電圧を階調表示の数に無関係に設定してもよい。
【０１０８】
また、駆動パターンとしては図８乃至図１０の例に限らず種々の駆動パターンを採用することができる。図１３乃至図１５は駆動パターンの他の例を示しており、図１３乃至図１５は夫々図８乃至図１０に対応している。即ち、図１３は横軸に時間をとり縦軸に画素に供給するパルス信号の電圧をとって、指示階調（階調０から階調６３）に対する駆動パターンを示す波形図であり、図１４及び図１５は図１３の各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表である。また、サブフィールドの構成及びパルス信号が採り得る電圧等も同一である。
【０１０９】
指示階調０においては、図１３及び図１４に示すように、全てのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３に電圧がＶ０（０Ｖ）が設定される。次の指示階調１においては、サブフィールドＳＦ２に電圧がＶ１が設定され、他のサブフィールドＳＦ１，ＳＦ３は電圧Ｖ０が設定される。図１３の例においては、次の指示階調２において、サブフィールドＳＦ１の電圧Ｖ０はそのままで、サブフィールドＳＦ２を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化させる。サフフィールドＳＦ３は電圧Ｖ０のままである。以後、指示階調７までは、サブフィールドＳＦ１は電圧Ｖ０のままで、サブフィールドＳＦ２の電圧を順次１つずつ上昇させる。指示階調７においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２の選択電位をＶ０に設定し、サブフィールドＳＦ３の選択電位をＶ１に設定する。
【０１１０】
次の指示階調８から指示階調１３までは、サブフィールドＳＦ３の選択電位Ｖ１はそのままで、サブフィールドＳＦ２の選択電位を１つずつ順次上昇させる。次の指示階調１４においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２の選択電位をＶ０にし、サブフィールドＳＦ３の選択電位をＶ１からＶ２に変化させる。
【０１１１】
以後同様にして、１階調毎にサブフィールドＳＦ２の電圧を上昇させ、７階調毎にサブフィールドＳＦ２を電圧Ｖ０に戻すと共に、サブフィールドＳＦ３の電圧を１つずつ上昇させる。そして、図１５に示すように、最後の指示階調５７から６３までの間サブフィールドＳＦ１の選択電位を１つずつ上昇させる。
【０１１２】
このように、図１３乃至図１５の例においても、隣接するサブフィールド間で選択電位の変化の差を比較的小さくする駆動パターンが得られる。これにより、図８乃至図１０の場合と同様に、実際の階調（透過率）の変化は、指示階調に応じて滑らかに変化することになり、階調再現性に優れた表示が可能である。
【０１１３】
上述した図８及び図１３はコモンＡＣ駆動の例を示しているが、コモンＤＣ駆動を採用することも可能である。図１６は図８の駆動パターンをコモンＤＣ駆動に適用した場合の駆動パターンを示す波形図である。
【０１１４】
なお、コモンＤＣ駆動を実施する場合には、駆動電圧発生回路３０２は、交流化駆動信号ＦＲがハイレベル（以下、“Ｈ”という）の場合に、固定の対向電位電極電圧Ｖ０を基準にして液晶に正極性のパルス信号（Ｖ０〜ＶＭ）を印加する電圧を発生し、交流化駆動信号ＦＲがローレベル（以下、“Ｌ”という）の場合には、対向電位電極電圧Ｖ０を基準にして液晶に負極性のパルス信号（−Ｖ０〜−ＶＭ）を印加する電圧を発生するようになっている。
【０１１５】
また、電位選択回路５４０は、極性反転信号ＦＲが“Ｈ”である場合において、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が電位選択回路５４０に入力された場合には、電圧がＶ０〜ＶＭの駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。また、極性反転信号ＦＲが“Ｌ”である場合には、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が人力された場合には、電圧が−Ｖ０〜−ＶＭの駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。なお、コモンＤＣ駆動では、極性反転信号ＦＲの“Ｌ”，“Ｈ”に拘わらず、ＶＬＣＣＯＭ電位はＶ０である。
【０１１６】
図１６は図８の指示階調１６に対応したものである。図１６の左側のフレームは、図８と左側のフレームと同様に、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３は夫々電圧Ｖ１，Ｖ１，Ｖ２であるのに対し、右側のフレームは極性が反転してサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３は夫々電圧−Ｖ１，−Ｖ１，−Ｖ２となっている。
【０１１７】
また、本実施の形態は液晶の応答を早めるために、常時オフセット電圧ＶTHを印加させる方法も考えられる。図１７はこの場合の駆動パターンを示す波形図であり、図１６に対応した指示階調１６を示すものである。
【０１１８】
なお、このようなオフセット駆動を実施する場合には、駆動電圧発生回路３０２は、交流化駆動信号ＦＲがハイレベル（以下、“Ｈ”という）の場合に、固定の対向電位電極電圧Ｖ０を基準にして液晶に正極性のパルス信号（Ｖ０＋ＶTH〜ＶＭ＋ＶTH）を印加する電圧を発生し、交流化駆動信号ＦＲがローレベル（以下、“Ｌ”という）の場合には、対向電位電極電圧Ｖ０を基準にして液晶に負極性のパルス信号（−（Ｖ０＋ＶTH）〜−（ＶＭ＋ＶTH））を印加する電圧を発生するようになっている。
【０１１９】
また、電位選択回路５４０は、極性反転信号ＦＲが“Ｈ”である場合において、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が電位選択回路５４０に入力された場合には、電圧がＶ０＋ＶTH〜ＶＭ＋ＶTHの駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。また、極性反転信号ＦＲが“Ｌ”である場合には、ある画素を電圧Ｖ０〜ＶＭで駆動するデータ信号が人力された場合には、電圧が−（Ｖ０＋ＶTH）〜−（ＶＭ＋ＶTH）の駆動電圧をデータ信号ｄ１，ｄ２，…として出力する。
【０１２０】
図１７は図１６の指示階調１６に対応したものである。図１７の左側のフレームは、図１６と左側のフレームにオフセット電圧ＶTHを加えたものとなっており、図１７の右側のフレームは図１６の右側のフレームにオフセット電圧−ＶTHを加えたものとなっている。
【０１２１】
液晶は所定の電圧値（閾値）以上の電圧が印加されて初めて透過率が変化する。図１７のオフセット電圧ＶTHはこの液晶の閾値電圧に相当し、常にオフセット電圧ＶTHを印加しておくことによって、液晶の応答速度を向上させることができる。
【０１２２】
また、オフセット電圧の印加方法として、１サブフィールド期間を利用する方法もある。図１８はこの場合の駆動パターンを示す波形図であり、図１６に対応した指示階調１６及び指示階調１３を示すものである。
【０１２３】
なお、このようなオフセット駆動を実施するために、１フレームに階調表示には直接無関係な１サブフィールドを追加する。図１８の例では、図１６の例と同様に重み付けが１：１：７のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３の最も重い重み付けサブフィールドＳＦ３の直前にオフセット駆動用のサブフィールド（オフセット用サブフィールド）ＳＦ２′を設ける。そして、このオフセット用サブフィールドＳＦ２′において常時電圧Ｖ７を印加する。即ち、指示階調３においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ２′，ＳＦ３に夫々電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７，Ｖ０を印加する。また、指示階調１６においては、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ２′，ＳＦ３に夫々電圧Ｖ１，Ｖ１，Ｖ７，Ｖ２を印加する。
【０１２４】
これにより、サブフィールドＳＦ３の直前に、液晶には閾値電圧が印加されることになり、液晶の応答速度が向上する。
【０１２５】
また、上述の本実施の形態では、駆動デバイスはＴＦＴであるものとしたが、これに限られるわけではない。本発明は、上述した構成と類似の構成を有する、電気光学装置の表示素子（本実施の形態では液晶）で、表示素子の光学応答時間がサブフィールドの時間より長いか、それに近い光学応答特性を有する場合に適用可能である。そのような電気工学装置として、例えば、駆動デバイスとしてＴＦＴを利用した液晶ライトバルブにより構成されたプロジェクターや、駆動デバイスとしてαＴＦＴやＴＦＤを用いた直視型液晶表示装置（直視型ＬＣＤ）等がある。
【０１２６】
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を具体的な電子機器に用いた例のいくつかについて説明する。
【０１２７】
まず、実施形態に係る電気光学装置である液晶装置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１９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１１００内部には、偏光照明装置１１１０がシステム光軸ＰＬに沿って配置している。この偏光照明装置１１１０において、ランプ１１１２からの出射光は、リフレクタ１１１４による反射で略平行な光束となって、第１のインテグレータレンズ１１２０に入射する。これにより、ランプ１１１２からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この分割された中間光束は、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０によって、偏光方向が略々揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変換されて、偏光照明装置１１１０から出射されることとなる。
【０１２８】
偏光照明装置１１１０から出射されたｓ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のｓ偏光光束反射面１１４１によって反射される。この反射光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層にて反射され、反射型の液晶装置１００Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層にて反射され、反射型の液液晶装置１００Ｒによって変調される。
【０１２９】
一方、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、緑色光（Ｇ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層を透過して、反射型の液晶装置１００Ｇによって変調される。
【０１３０】
このようにして、液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ色光変調された赤色、緑色、青色の光は、ダイクロイックミラー１１５２、１１５１、偏光ビームスプリッタ１１４０によって順次合成された後、投射光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投射されることとなる。なお、液晶装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇには、ダイクロイックミラー１１５１、１１５２によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光束が入射するので、カラーフィルタは必要ない。
【０１３１】
なお、本実施形態においては、反射型の液晶装置を用いたが、透過型表示の液晶装置を用いたプロジェクタとしても構わない。
【０１３２】
次に、上記液晶装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図２０はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、表示ユニット１２０６とから構成されている。この表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶装置１００の前面にフロントライトを付加することにより構成されている。
【０１３３】
なお、この構成では、液晶装置１００を反射直視型として用いることになるので、画素電極１１８において、反射光が様々な方向に散乱するように、凹凸が形成される構成が望ましい。
【０１３４】
さらに、上記液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図２１はこの携帯電話の構成を示す斜視図である。同図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６と共に、液晶装置１００を備えるものである。
【０１３５】
この液晶装置１００にも、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。また、この構成でも、液晶装置１００が反射直視型として用いられることになるので、画素電極１１８に凹凸が形成される構成が望ましい。
【０１３６】
なお、電子機器としては、図１９乃至図２１を参照して説明した他にも、液晶テレビや、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、タッチパネルを備えた機器等等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対して、上記各実施形態や応用形態に係る液晶装置が適用可能なのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る電気光学装置である液晶装置を示すブロック図。
【図２】 図１中の画素の具体的な構成を示す説明図。
【図３】 図１中の駆動回路３０１の具体的な構成を示すブロック図。
【図４】 図３中のサブフィールドタイミングジェネレータ１０中に構成されたスタートパルス発生回路の構成を示す回路図。
【図５】 図４のスタートパルス発生回路２１０の動作を示すタイミングチャート。
【図６】 図１中のＸドライバ５００の具体的な構成を示すブロック図。
【図７】 本実施の形態におけるの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図８】 横軸に時間をとり縦軸に画素に供給するパルス信号の電圧をとって、指示階調（階調０から階調６３）に対するパルス信号の変化のパターン（以下、駆動パターンという）を示す波形図。
【図９】 図８は各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表。
【図１０】 図８は各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表。
【図１１】 液晶装置１００の構成を示す平面図。
【図１２】 図１１におけるＡ−Ａ'線の断面図。
【図１３】 横軸に時間をとり縦軸に画素に供給するパルス信号の電圧をとって、指示階調（階調０から階調６３）に対する駆動パターンを示す波形図。
【図１４】 図１３における各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表。
【図１５】 図１３における各指示階調に対応したパルス信号の各サブフィールドの電圧（選択電位）を示す図表。
【図１６】 コモンＤＣ駆動における図８の指示階調１６に対応した波形図。
【図１７】 オフセット駆動における図１６の指示階調１６に対応した波形図。
【図１８】 サブフィールド期間を利用したオフセット駆動を説明するための波形図。
【図１９】 プロジェクタの構成を示す平面図。
【図２０】 パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図２１】 携帯電話の構成を示す斜視図。
【図２２】 従来例の問題点を説明するためのパルス信号を示す説明図。
【図２３】 横軸に指示階調をとり縦軸に相対透過率をとって、図２２に対応して得られる階調表示を示すグラフ。
【符号の説明】
１０１ａ…表示領域、３０１…駆動回路、３０２…駆動電圧発生回路、４０１…Ｙドライバ、５００…Ｘドライバ。

Claims (8)

1. 複数のデータ線及び複数の走査線の各交差に対応して画素が構成され、前記走査線に供給される走査信号によって前記画素に設けられたスイッチング素子がオンされることによって前記データ線に供給された駆動電圧が前記スイッチング素子を介して各画素の画素電極に与えられて電気光学材料が駆動される表示部に対して、前記走査信号を前記走査線に順次供給するＹドライバと、
   １フレームが時間軸上で複数に分割されて時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位とし、前記電気光学材料の透過率を制御する複数の電圧値を有するパルス信号の１つを表示データに基づいて選択して前記サブフィールド毎に前記電気光学材料に印加することにより、前記電気光学材料の前記電圧値に応じた光の透過状態及び単位時間における光の透過状態と非透過状態との時間比に応じて階調表現を行うために、表示データに基づいて前記表示部の駆動を制御するものであって、１フレーム中に同一の重み付けの複数の第１のサブフィールド及び前記第１のサブフィールドよりも大きな重み付けの少なくとも１つの第２のサブフィールドを配置する駆動手段と、
   前記駆動手段の指示に従って前記複数の電圧値のうちの１つの電圧値のパルス信号を生成し、生成したパルス信号を前記表示部の前記走査線方向の１ラインの画素を駆動する選択期間内において前記データ線に前記駆動電圧として供給するＸドライバと
   を具備し、
   一のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドに対して前記一のフレームの次のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドの電圧値を高い値に変化させる場合に、前記複数の第１のサブフィールドのうち、前記第２のサブフィールドに隣り合う前記第１のサブフィールドの電圧値を先に変化させること
   を特徴とする電気光学装置。
2. 前記駆動手段は、同一の重み付けの複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記駆動手段は、同一の重み付けの複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置すると共に、前記同一の重み付けとは異なる重み付けのサブフィールドを１フレーム中の後半に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
5. 前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを連続して１フレーム中の前半に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
6. 前記駆動手段は、重み付けが最も小さい複数のサブフィールドを連続して１フレーム中の前半に配置すると共に、前記最も小さい重み付けよりも大きい重み付けのサブフィールドを１フレーム中の後半に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
7. 複数のデータ線及び複数の走査線の各交差に対応して画素が構成され、前記走査線に供給される走査信号によって前記画素に設けられたスイッチング素子がオンされることによって前記データ線に供給された駆動電圧が前記スイッチング素子を介して各画素の画素電極に与えられて電気光学材料が駆動される表示部に対して、前記走査信号を前記走査線に順次供給する処理と、
   １フレームが時間軸上で複数に分割されて時間軸上の長さに応じた重み付けを夫々有する各サブフィールドを制御単位とし、前記電気光学材料の透過率を制御する複数の電圧値を有するパルス信号の１つを表示データに基づいて選択して前記サブフィールド毎に前記電気光学材料に印加することにより、前記電気光学材料の前記電圧値に応じた光の透過状態及び単位時間における光の透過状態と非透過状態との時間比に応じて階調表現を行うために、表示データに基づいて前記表示部の駆動を制御して、１フレーム中に同一の重み付けの複数の第１のサブフィールド及び前記第１のサブフィールドよりも大きな重み付けの少なくとも１つの第２のサブフィールドを配置する処理と、
   前記複数の電圧値のうちの１つの電圧値のパルス信号を生成し、生成したパルス信号を前記表示部の前記走査線方向の１ラインの画素を駆動する選択期間内において前記データ線に前記駆動電圧として供給する処理と
   を具備し、
   一のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドに対して前記一のフレームの次のフレームに含まれる前記複数の第１のサブフィールドの電圧値を高い値に変化させる場合に、前記複数の第１のサブフィールドのうち、前記第２のサブフィールドに隣り合う前記第１のサブフィールドの電圧値を先に変化させること
   を特徴とする電気光学装置の駆動方法。
8. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の電気光学装置を具備したことを特徴とする電子機器。

Images