(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学物質を挟持してマトリクス状に配置されると共に、電圧の印加によって光の透過率が可変の各画素を備えた表示部に対して、前記電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動する電気光学装置において、
前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指定する２値データをラッチするラッチ手段と、
複数サブフィールド周期又はフィールド周期である反転駆動周期毎に、所定の基準電位よりも高電位の正極性電圧又は低電位の負極性電圧を前記各画素に印加する面反転駆動を行い、前記画素に対する反転駆動周期において、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の飽和電圧以下とならないように、前記オン電圧と電気光学物質の飽和電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の閾値電圧以上とならないように、前記オフ電圧と電気光学物質の閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定して、前記ラッチ手段がラッチした２値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に印加する画素駆動手段と、を具備し、
前記画素駆動手段は、前記オフ電圧を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記画素駆動手段は、前記反転駆動周期の正極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上高く設定すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上低く設定し、前記反転駆動周期の負極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上低く設定すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上高く設定することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記反転駆動周期は、複数フィールド周期であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記画素駆動手段は、前記オン電圧を前記飽和電圧の１．５倍の値とすることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項５】
電気光学物質を挟持してマトリクス状に配置されると共に、電圧の印加によって光の透過率が可変の各画素を備えた表示部に対して、前記電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記 画素を駆動する電気光学装置の駆動方法において、
前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指定する２値データをラッチするラッチ手順と、
複数サブフィールド周期又はフィールド周期である反転駆動周期毎に、所定の基準電位よりも高電位の正極性電圧又は低電位の負極性電圧を前記各画素に印加する面反転駆動を行い、前記画素に対する反転駆動周期において、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の飽和電圧以下とならないように、前記オン電圧と前記飽和電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の閾値電圧以上とならないように、前記オフ電圧と前記閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定して、前記ラッチ手順においてラッチした２値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に印加する画素駆動手順とを具備し、
前記画素駆動手順において、前記オフ電圧を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
【請求項６】
請求項１乃至４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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブフィールド駆動方式により階調表示制御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】
このような構成における液晶表示装置の表示モードには、電圧が加わらない状態で白表示するモードであるノーマリーホワイトと、黒表示するモードであるノーマリーブラックとがある。
【０００５】
次に、液晶表示装置において画像を階調表示する動作について説明する。
【０００６】
スイッチング素子は走査線を介して供給される走査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、走査信号を取り去り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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
しかしながら、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。このため、電気光学装置の周辺回路には、アナログ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、これらのアナログ回路、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。
【００１０】
そこで上記間題を解決すべく、液晶装置等の電気光学装置においては、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オン電圧又はオフ電圧を印加する。
【００１１】
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。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶装置では、印加信号の直流成分の印加などによって、例えば、液晶成分の分解、液晶セル中の不純物による汚染が発生し、表示画像の焼き付き等の現象が現れる。そこで、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を、例えば画像信号におけるフィールド毎に反転させる反転駆動が行われる。
【００１３】
上述したように、液晶装置では、容量性を考慮して、画素には一部の期間にのみ駆動電圧が印加される。しかし、駆動電圧が印加されない期間においては、結合容量の影響及び電荷のリークによって、画素に印加される電圧は徐々に低下する。
【００１４】
画像表示領域を構成する全画素電極の駆動電圧の極性を、全て同じにして一定周期で反転させる面反転駆動方式を採用した場合には、正極性駆動時と負極性駆動時とで電荷のリーク量が相違することなどから、正極性駆動時と負極性駆動時とで画面の明るさに変化が生じ、１フィールド毎の明滅であるフリッカが現れる。特に、中間調領域では、このような電位変動による影響が容易に画面表示に現れてしまう。そこで、液晶装置においては、１フィールド毎の反転処理とともに、例えばライン毎に駆動電圧の極性を異ならせるライン反転等とを組み合わせた反転処理が行われる。
【００１５】
しかしながら、ライン反転駆動等では、極性が相異なる電圧が印加される列方向又は行方向において、同一基板上の相隣接する画素電極間で電界（以下、横電界という）が生じてしまう。この横電界によって、液晶分子はチルト方向の回動が影響を受けてしまう。即ち、ライン反転をすると隣接画素との間で電位差が生じ隣接画素間に電気力線が生じる。この電気力線の影響によって、画素電極と対向電極との間で発生する電界により液晶の配向状態を制御する液晶装置においては、画質の劣化が生じてしまうという問題があった。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、面反転駆動のみを採用する場合でもリーク等の影響を回避可能とすることにより、画質を向上させ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。
【００１７】
【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、電気光学物質を挟持してマトリクス状に配置されると共に、電圧の印加によって光の透過率が可変の各画素を備えた表示部に対して、前記電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記画素を駆動する電気光学装置において、前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指定する２値データをラッチするラッチ手段と、複数サブフィールド周期又はフィールド周期である反転駆動周期毎に、所定の基準電位よりも高電位の正極性電圧又は低電位の負極性電圧を前記各画素に印加する面反転駆動を行い、前記画素に対する反転駆動周期において、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の飽和電圧以下とならないように、前記オン電圧と電気光学物質の飽和電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の閾値電圧以上とならないように、前記オフ電圧と電気光学物質の閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定して、前記ラッチ手段がラッチした２値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に印加する画素駆動手段とを具備し、前記画素駆動手段は、前記オフ電圧を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドが制御単位であり、オン電圧又はオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素がサブフィールド駆動される。ラッチ手段は、表示データに基づいてオン電圧又はオフ電圧とを指定する２値データをラッチする。画素駆動手段は、オン電圧と電気光学物質の飽和電圧との差を、画素に対する反転駆動周期において画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、オフ電圧と電気光学物質の閾値電圧との差を電位変動量以上に設定して、ラッチされた２値データをオン電圧又はオフ電圧に変換して画素に印加する。画素に印加された電圧は、反転駆動周期内において電位が変動する。この場合でも、オン電圧と飽和電圧との差及びオフ電圧と閾値電圧との差が電位変動量以上になっているので、電気光学物質の飽和状態又は非透過状態が電位変動によって変化することはない。これにより、電位変動によって、画面内及び画面間で表示が変化してしまうことを防止することができ、フリッカの発生及び画面表示むらの発生を防止することができる。
【００１９】
また、前記画素駆動手段は、前記反転駆動周期の正極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上高く設定すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上低く設定し、前記反転駆動周期の負極性駆動期間には、前記オン電圧を前記飽和電圧よりも前記電位変動量以上低く設定すると共に、前記オフ電圧を前記閾値電圧よりも前記電位変動量以上高く設定することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、反転駆動周期の正極性駆動期間において、電位変動によりオン電圧が飽和電圧以下となることはなく、オフ電圧が閾値電圧以上になることはない。また、反転駆動周期の負極性駆動期間において、電位変動によりオン電圧が飽和電圧以上となることはなく、オフ電圧が閾値電圧以下になることはない。これにより、電気光学物質の飽和状態又は非透過状態が電位変動によって変化することを防止して、フリッカの発生及び画面表示むらの発生を防止する。
【００２１】
また、前記画素駆動手段は、前記オフ電圧を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、閾値電圧の絶対値と基準電位との差が、画素に対する反転駆動周期において画素に印加した電圧に生じる電位変動量よりも小さい場合でも、オフ電圧と閾値電圧との差を、電位変動量以上に設定することが可能となる。
【００２３】
また、前記反転駆動周期は、サブフィールド周期であることを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、サブフィールド反転駆動に適用可能である。
【００２５】
また、前記反転駆動周期は、フィールド周期であることを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、フィールド反転駆動に適用可能である。
【００２７】
また、前記反転駆動周期は、複数サブフィールド周期又は複数フィールド周期であることを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、複数サブフィールド周期又は複数フィールド周期の反転駆動に適用可能である。
【００２９】
また、前記画素駆動手段は、前記オン電圧を前記飽和電圧の１．５倍の値とすることを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、反転駆動周期における電位変動量が比較的大きい場合でも、反転駆動周期の終端においてオン電圧を確実に飽和電圧以上に維持することができる。
【００３１】
本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、電気光学物質を挟持してマトリクス状に配置されると共に、電圧の印加によって光の透過率が可変の各画素を備えた表示部に対して、前記電気光学物質の飽和電圧以上のオン電圧又は閾値電圧以下のオフ電圧を供給することにより、前記電気光学物質の単位時間における光の透過状態と非透過状態との状態及び時間比に応じて階調表現を行うサブフィールド駆動を行うものであって、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位として前記 画素を駆動する電気光学装置の駆動方法において、前記オン電圧を印加するサブフィールドと前記オフ電圧を印加するサブフィールドとを表示データに基づいて指定する２値データをラッチするラッチ手順と、複数サブフィールド周期又はフィールド周期である反転駆動周期毎に、所定の基準電位よりも高電位の正極性電圧又は低電位の負極性電圧を前記各画素に印加する面反転駆動を行い、前記画素に対する反転駆動周期において、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の飽和電圧以下とならないように、前記オン電圧と前記飽和電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定すると共に、結合容量の影響又は電荷のリークにより、前記画素に印加した電圧が電気光学物質の閾値電圧以上とならないように、前記オフ電圧と前記閾値電圧との差を、前記画素に対する反転駆動周期において前記画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定して、前記ラッチ手順においてラッチした２値データを前記オン電圧又はオフ電圧に変換して前記画素に印加する画素駆動手順とを具備し、前記画素駆動手順において、前記オフ電圧を、反転駆動周期の駆動極性と逆極性の電圧で、絶対値が前記閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧に設定することを特徴とする。
【００３２】
このような構成によれば、各画素を構成する電気光学物質は、電圧の印加によって光の透過率が可変である。サブフィールド駆動においては、フィールドを時間軸上で複数に分割した各サブフィールドを制御単位とし、オン電圧又はオフ電圧を電気光学物質に印加することによって、各画素を駆動する。先ず、表示データに基づいてオン電圧又はオフ電圧とを指定する２値データがラッチされる。次に、ラッチされた２値データがオン電圧又はオフ電圧に変換されて画素に印加される。この場合には、オン電圧と飽和電圧との差は、画素に対する反転駆動周期において画素に印加した電圧に生じる電位変動量以上に設定され、オフ電圧と閾値電圧との差も、電位変動量以上に設定される。これにより、電位変動によって、電気光学物質の飽和状態又は非透過状態が反転駆動周期終端において変化することはなく、フリッカの発生及び画面表示むらの発生が防止される。
【００３３】
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。
【００３４】
このような構成によれば、フリッカの発生及び画面表示むらの発生が防止されて、高画質での表示が可能である。
【００３５】
【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は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図である。
【００３６】
本実施形態に係る電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を用いた液晶装置であり、後述するように素子基板と対向基板とが、互いに一定の間隙を保って貼付され、この間隙に電気光学物質たる液晶が挟持される構成となっている。なお、ここでは、電気光学装置の表示モードはノーマリーブラックであり、画素に電圧が加わった状態（オン状態）で白表示、電圧が加わらない状態（オフ状態）で黒表示を行なうものとして説明する。
【００３７】
本実施の形態においては、液晶の駆動方法として、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制御単位とし、各サブフィールド期間毎に、液晶の駆動を制御するサブフィールド駆動を採用する。
【００３８】
アナログ駆動で中間的な明るさを得る場合においては、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。
【００３９】
これに対し、サブフィールド駆動は、液晶に液晶飽和電圧以上の駆動電圧（以下、オン電圧という）を印加して、液晶の透過率を飽和させる。そして、オン電圧を印加した時間と、オフ電圧を印加した時間との比、即ち、比較的短い単位時間（例えば１フィールド期間）当たりの駆動電圧の印加時間に略比例した明るさの画面を得るようになっている。
【００４０】
即ち、液晶を駆動するための駆動信号として、１サブフィールド期間Ｔｓに相当するパルス幅を有するパルス信号（画素の書き込みデータ）を用いる。なお、パルス信号は１又は０の２値信号である。例えば、１フィールドを２５５個のサブフィールドに等分割したものとし、表示すべき明るさが２５６階調分のＮの明るさであるものとすると、パルス信号をＮサブフィールド分の時間、即ち、（Ｔｓ×Ｎ）だけ出力するように制御し、１フィールド期間の残りの（２５５−Ｎ）のサブフィールド期間は、電圧を印加しない状態にする。これにより、２５６階調分のＮの明るさを得ることができる。
【００４１】
この場合において、各画素の液晶にオン電圧を印加するサブフィールドとオフ電圧（液晶を非透過状態にするための閾値電圧以下の電圧）を印加するサブフィールドとの駆動パターン（以下、サブフィールド駆動パターンという）としては種々考えられる。例えば、オン電圧をフィールドの開始時点から明るさに相当する個数のサブフィールド期間だけ連続的に印加するパターン（以下、応答性重視パターンという）が考えられる。
【００４２】
液晶は、駆動電圧を印加してその配向状態を遷移させることによって透過率が変化する。この場合、非透過状態と光の透過率が飽和する状態との間の液晶の応答速度は、一定温度においては、液晶層に印加される電界の大きさに応じて速くなるという特性を有する。
【００４３】
従って、液晶層に電界を印加して非透過状態から光の透過率が飽和する状態に遷移させる場合には、早いタイミングで、できるだけ高い電圧を加え、また逆に光の透過率が飽和した状態から非透過状態に遷移させる場合には、液晶層からできるだけ早いタイミングで電界を取り除くことにより、応答速度を高速にすることができ、動画の視認性を向上させることができる。
【００４４】
即ち、フィールドの前半側のみにオン電圧を印加し、フィールドの後半には電圧を印加しないようにする応答性重視パターンを採用することによって、フィールドの終端においてなるべく液晶層に電界が印加されていないように制御して、高速な応答性を得ることができる。
【００４５】
ところで、プラズマディスプレイ等においても、サブフィールド駆動が採用されている。プラズマディスプレイ等においては、各サブフィールド期間毎に画素への書き込み時間（走査時間）が必要であり、サブフィールド期間を狭くして１フィールド内のサブフィールド数を増大させると、１フィールド期間内で画素に書き込みを行う回数が増え、この書き込みのために発光時間が短くなって画面が暗くなってしまう。そこで、プラズマディスプレイ等においては、１フィールド内のサブフィールド期間の長さ（時間幅）を変えて、各サブフィールドに重みを付した重み付けサブフィールド駆動が行われる。
【００４６】
これに対し、液晶装置は、１フィールド内のサブフィールド数が増大しても発光時間は短くならないようにすることができる。また１フィールド内のサブフィールド数が多いほど、表現可能な階調数も多くなる。従って、液晶装置では階調表現を考慮すると、１フィールド内のサブフィールド数を多くした方が好ましい。しかし、高速化についてのデバイス制約によって、１フィールド内のサブフィールド数も制限を受ける。
【００４７】
そこで、液晶の飽和応答時間（オン電圧の印加から透過率１００％が得られるまでの時間）が、例えばプロジェクタ用途では２〜５ｍ秒程度であり、デバイス制約内で実現可能なサブフィールド期間の時間幅よりも長いことを利用して、１フィールド内のサブフィールド数を多くすることなく、表現可能な階調数を増大させる方法が採用される。
【００４８】
次に、本実施の形態における多階調表示の制御について図３を参照して説明する。図３は横軸に時間をとり縦軸に液晶の透過率をとって、１フィールド期間内の各サブフィールド期間における液晶光学応答（透過率）の変化を示している。図３の斜線部は各画素の液晶にオン電圧を印加するサブフィールド期間を示し、無地部はオフ電圧を印加するサブフィールド期間を示している。
【００４９】
プラズマディスプレイ等の応答特性が速い電気光学物質を用いた場合には、上述したように、電気光学物質にオン電圧（発光させるための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オンにするサブフィールド期間ともいう）とオフ電圧（非発光にするための駆動電圧）を印加するサブフィールド期間（以下、オフにするサブフィールド期間ともいう）との時間比によって画素の明るさが決定される。これに対し、液晶のように、飽和応答時間がサブフィールド期間の時間幅よりも長い場合には、画素の明るさは、実際には、透過率の積分値に比例する。
【００５０】
図３は１フィールドを時間軸上で６つのサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ６に分割した例を示している。即ち、図３では、１フィールド期間を６等分して各分割期間であるサブフィールド期間毎に、画素をサブフィールド駆動する例についてのものである。
【００５１】
各画素について、表示すべき明るさのデータ（以下、階調データという）に基づいて各サブフィールド期間Ｓｆ１〜Ｓｆ６毎に、各画素をオン状態（透過率を飽和させる状態）又はオフ状態（透過率が０の状態）にする電圧を印加することによって、階調表示を行う。
【００５２】
画素電極に対する印加電圧（駆動電圧）は瞬時に飽和するのに対し、画素の透過率の応答は遅く、図３に示すように、所定の遅延時間後に液晶の透過率は飽和する。図３は液晶にオン電圧を印加した場合に液晶が光学的に飽和するまでに約３〜４サブフィールド期間の時間を要する液晶材料を用いた例を示している。また、オフ電圧を印加した場合に透過率が飽和状態から非透過状態に移行するまでの非透過応答時間についても、１サブフィールド期間よりも長い液晶材料が用いられる。
【００５３】
即ち、図３の例では、オン電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は飽和透過率の４／１０の透過率に変化し、次のサブフィールド期間までに、即ちオン電圧印加後の２サブフィールド期間で７／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の３サブフィールド期間で８／１０の透過率に変化し、オン電圧印加後の４サブフィールド期間で１０／１０の透過率に変化する例を示している。
【００５４】
また、図３の例は、オフ電圧印加後の最初のサブフィールド期間では、液晶は透過率が３／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の２サブフィールド期間で透過率が５／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の３サブフィールド期間で透過率が７／１０だけ低下し、オフ電圧印加後の４サブフィールド期間で透過率が９／１０だけ低下する例を示している。
【００５５】
図３（ａ）はフィールド期間の前半の３サブフィールド期間にオン電圧を印加し、後半の３サブフィールド期間にオフ電圧を印加した例を示している。液晶の透過率は、１つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の４／１０まで上昇し、２つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の７／１０まで上昇し、３つ目のサブフィールド期間で飽和透過率の８／１０まで上昇する。更に、４つ目のサブフィールド期間で透過率は飽和透過率の５／１０に低下し、５つ目のサブフィールド期間で３／１０の透過率に低下し、６つ目のサブフィールド期間で１／１０の透過率に低下する。
【００５６】
上述したように、サブフィールド駆動の周期（図３の例では１フィールド期間）が十分に短い場合には、透過率の積分値に比例して明るさが変化する。全てのサブフィールド期間において１００％の透過率で表示を行った場合に完全な白表示が得られるものとすると、図３（ａ）のフィールド期間における明るさは完全な白表示の｛（４＋７＋８＋５＋３＋１）／１０｝×１／６＝２８／６０の明るさとなる。
【００５７】
同様に、図３（ｂ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１）／１０｝×１／６＝８／６０の明るさとなる。また、図３（ｃ）の例では、完全な白表示の｛（４＋３＋１＋４＋３＋１）／１０｝×１／６＝１６／６０の明るさとなる。また、図３（ｄ）の例では、完全な白表示の｛（４＋７＋４＋３＋２＋１）／１０｝×１／６＝２１／６０の明るさとなる。
【００５８】
オン電圧を印加するサブフィールド期間を単純に連続させた場合には、６分割したサブフィールド期間によって、６＋１＝７階調の表示しか得られない。これに対し、図３の例では、オン電圧を印加するサブフィールド期間の位置とオフ電圧を印加するサブフィールド期間の位置を適宜設定したサブフィールド駆動パターン（以下、階調再現性重視パターンという）を採用することによって、７階調よりも著しく多い多数の階調数での表示が可能である。
【００５９】
例えば、１フィールドを時間軸上で１６サブフィールドに分割した場合には、単純にオン電圧を印加するサブフィールド期間を連続させると、１６サブフィールドによって１７階調の表示しか得られないが、オンにするサブフィールドとオフにするサブフィールドとの配置を考慮すると、１６０階調以上の階調表現が可能である。同様に、１フィールドを時間軸上で３２サブフィールドに分割した場合には、２５６階調以上の階調表現が可能である。
【００６０】
ところで、上述したように、サブフィールド駆動においては、液晶にオン電圧を印加して液晶の透過率を飽和させるようになっている。サブフィールド駆動においては、例え飽和電圧以上のオン電圧を印加した場合でも、また逆に、閾値電圧以下のオフ電圧を印加した場合でも、透過率はサブフィールドをオンにするか又はオフにするかのみによって決定される。つまり、透過率に影響を与えることなく、オン電圧，オフ電圧として飽和電圧以上の電圧又は閾値電圧以下の電圧を液晶に印加することができる。
【００６１】
この特性を利用して、本実施の形態においては、サブフィールド期間に生じるリーク量等を考慮して飽和電圧よりも十分に高い（絶対値が大きい）オン電圧を液晶に印加すると共に、リーク量等を考慮して閾値電圧よりも十分に低い（絶対値が小さい）オフ電圧を液晶に印加する。これにより、極性反転駆動を行った場合でも、リーク等によって透過率が変化することを防止するようになっている。このときの反転周期はサブフィールドであっても、フィールドであっても構わない。
【００６２】
図１において、本実施の形態における電気光学装置は、電気光学物質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走査ドライバ４０１及びデータドライバ５００と、これらの走査ドライバ４０１及びデータドライバ５００に各種信号を供給する駆動回路３０１とによって構成されている。
【００６３】
本実施の形態に係る電気光学装置では、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、走査線１１２とデータ線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。
【００６４】
以下説明の便宜上、本実施の形態では、走査線１１２の総本数をｍ本とし、データ線１１４の総本数をｎ本として（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）、ｍ行ｘｎ列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
【００６５】
図４は図１中の画素の具体的な構成を示す説明図である。
【００６６】
各画素１１０は、スイッチング手段として、トランジスタ（ｐＳｉＴＦＴ）１１６が設けられている。トランジスタ１１６はゲートが走査線１１２に、ソースがデータ線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物質たる液晶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。
【００６７】
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４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。
【００６８】
各走査線１１２には後述する走査ドライバ４０１から夫々走査信号Ｇ１，Ｇ２，…Ｇｍが供給される。各走査信号によって、各ラインの画素を構成する全てのトランジスタ１１６が同時にオンとなり、これにより、後述するデータドライバ５００から各データ線１１４に供給された画像信号が画素電極１１８に書き込まれる。画像信号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。
【００６９】
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の書き込みを制御する。
【００７０】
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２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。
【００７１】
図２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。
【００７２】
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、データ転送クロックＣＬＸ、データイネーブル信号ＥＮＢＸ、極性反転信号ＦＲを生成してデータドライバ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、走査側転送クロックＣＬＹを生成して走査ドライバ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。
【００７３】
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が走査ドライバ４０１に入力されることにより、走査ドライバ４０１はゲートパルス（Ｇ１〜Ｇｍ）を順次出力する。
【００７４】
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Ｓｆ１〜Ｓｆｓ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２値電圧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り、その出力毎に表示エリアへの書き込み走査が行われる。
【００７５】
走査側転送クロック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、データドライバ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。データ転送クロックＣＬＸは、データドライバ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からデータドライバ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（サブフィールド）が何番目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。
【００７６】
本実施の形態においては、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、面反転駆動方式であるサブフィールド反転駆動を行う場合には、極性反転信号ＦＲとして、１サブフィールド毎に極性が反転する信号を生成する。また、サブフィールドタイミングジェネレータ１０は、面反転駆動方式であるフィールド反転駆動を行う場合には、極性反転信号ＦＲとして、１フィールド毎に極性が反転する信号を生成する。
【００７７】
駆動電圧生成回路４０は、走査信号を得るための電圧を生成して走査ドライバ４０１に与え、データ線駆動信号を得るための電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，−Ｖoff を生成してデータドライバ５００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。
【００７８】
図７及び図８は図２中の駆動電圧生成回路４０によって生成される電圧を説明するためのものである。
【００７９】
図７はノーマリーブラック表示の液晶について、横軸に電圧Ｖを、縦軸に透過率Ｔをとって、液晶の駆動電圧−透過率特性を示したグラフである。図７の電圧Ｖth，Ｖsat は、夫々液晶の閾値電圧又は飽和電圧を示している。図７に示すように、正極性駆動時には、液晶は飽和電圧Ｖsat 以上の電圧で透過率が最大値に飽和し、逆に、閾値電圧Ｖthの以下の電圧で透過率が最小値となる。なお、負極性駆動時には、液晶は負の飽和電圧−Ｖsat以下の電圧で透過率が最大値に飽和し、負の閾値電圧−Ｖthの以上の電圧で透過率が最小値となる。
【００８０】
図８は飽和電圧及び閾値電圧と駆動電圧生成回路４０が発生する電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，−Ｖoffとの関係を示す説明図である。図８は縦方向にＣＯＭを基準にした電圧の極性及びレベルを示している。ここで電圧ＣＯＭは、液晶駆動に際して基準の電圧となるものであり、対向電極の電圧ＶＬＣＣＯＭとほぼ等しい。この例は、極性反転をフィールド周期で行う場合のものであり、同一極性での書き込みがサブフィールドの数だけ続く場合のものである。
【００８１】
電圧＋Ｖonは、交流化駆動信号ＦＲがハイレベル（以下、Ｈレベルという）のとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして正極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号（オン電圧）であり、電圧−Ｖonは、交流化駆動信号ＦＲがローレベル（以下、Ｌレベルという）のとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして負極性のハイレベル信号として出力されるデータ線駆動信号（オン電圧）である。
【００８２】
また、電圧＋Ｖoff は、交流化駆動信号ＦＲがＨレベルのとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして負のローレベル信号として出力されるデータ線駆動信号（オフ電圧）であり、電圧−Ｖoff は、交流化駆動信号ＦＲがＬレベルのとき液晶層に電圧ＣＯＭを基準にして正のローレベル信号として出力されるデータ線駆動信号（オフ電圧）である。
【００８３】
即ち、本実施の形態においては、液晶反転駆動の正極性駆動時にオン電圧として液晶に印加する電圧Ｖonは、飽和電圧＋Ｖsat よりも十分に高い電圧に設定され、正極性駆動時にオフ電圧として液晶に印加する電圧＋Ｖoff は、閾値電圧＋Ｖthよりも十分に低い負の電圧に設定される。また、液晶反転駆動の負極性駆動時には、オン電圧として液晶に印加する電圧−Ｖonは、飽和電圧−Ｖsat よりも十分に低い電圧に設定され、オフ電圧として液晶に印加する電圧−Ｖoff は、閾値電圧−Ｖthよりも十分に高い正の電圧に設定される。ここで＋Ｖth、−Ｖthはそれぞれ反対極性における、液晶の閾値電圧よりも絶対値で小さくなるように設定されている。
【００８４】
駆動電圧生成回路４０は、フィールド反転駆動を行う場合には、オン電圧＋Ｖonと飽和電圧＋Ｖsat との差、オン電圧−Ｖonと飽和電圧−Ｖsat との差、オフ電圧−Ｖoff と閾値電圧＋Ｖthとの差及びオフ電圧−Ｖoff と閾値電圧−Ｖthとの差が、サブフィールド駆動におけるサブフィールド期間における電位変動量（リーク量等）よりも大きくなるように設定する。また、同様に、サブフィールド反転駆動を行う場合にも、これらの差がサブフィールド期間における電位変動量よりも大きくなるように設定する。サブフィールド反転駆動の場合には、サブフィールド毎に駆動極性が反転するため、特にオフ電圧で駆動された画素について、画素の電位がどちらの極性側に変動するか一義的には決まらない。そのためサブフィールド反転駆動を行う際には、＋Ｖoff、−Ｖoffともに、電圧ＣＯＭに近い電圧に設定する。
【００８５】
以降フィールド反転駆動の場合について本実施例を説明する。この場合には例えば、駆動電圧生成回路４０は、オン電圧の絶対値を飽和電圧の絶対値の１．５倍以上に設定し、オフ電圧としては、駆動極性と反対の極性の電圧で且つ、その絶対値が閾値電圧の絶対値よりも小さい電圧を設定する。
【００８６】
図２において、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２３，２４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。
【００８７】
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２３，２４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。また、読み込みアドレスジェネレータ１２は、ここで求められた各画素の画面上の位置データをデータ・エンコーダ３０に出力するようになっている。
【００８８】
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２３，２４に書き込み、書き込まれたデータをメモリ２３，２４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２３，２４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。
【００８９】
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み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値データを生成する必要がある。
【００９０】
この理由からメモリ２３，２４が設けられている。メモリ２３，２４は、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２３，２４の役割は、メモリ・コントローラ２０によって、フィールド毎、順番に切り替えられるようになっている。
【００９１】
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及び読み込みアドレスジェネレータ１２から送られた画素の位置データにより、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し、データ転送スタートパルスＤＳに同期してデータドライバ５００に出力する。
【００９２】
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オン状態又はオフ状態にするためのＨレベル又はＬレベルの２値信号Ｄｄの組（１フィールド内の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）を格納している。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１ビットのデータ（２値信号（データ）Ｄｄ）を出力するように構成されている。
【００９３】
図１において、走査ドライバ４０１は、サブフィールドの開始点で供給される走査スタートパルスＤＹを走査側転送クロックＣＬＹに従って転送し、各々の走査線１１２に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍとして順次排他的に供給する。
【００９４】
データドライバ５００は、ある水平走査期間において、２値データをデータ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、それぞれ対応するデータ線１１４にデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給するものである。
【００９５】
図５は図１中のデータドライバ５００の具体的な構成を示すブロック図である。
【００９６】
データドライバ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、水平画素分の昇圧回路５４０から構成されている。
【００９７】
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、昇圧回路５４０を介して、データ線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。
【００９８】
昇圧回路５４０は、極性反転機能と昇圧機能とを備える。昇圧回路５４０は、極性反転信号ＦＲに基づいて入力された２値データを昇圧してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎを得る。本実施の形態においては、昇圧回路５４０は、駆動回路３０１内の駆動電圧生成回路４０から電圧Ｖon，−Ｖon，Ｖoff ，−Ｖoff が与えられて、これらの電圧値に２値データを変換する。
【００９９】
図６は昇圧回路５４０の動作を説明するための説明図である。例えば、極性反転信号ＦＲがＨレベルである場合において、ある画素をオン状態にする２値データが昇圧回路５４０に入力された場合にはプラスのオン電圧を出力する。また、極性反転信号ＦＲがＬレベルである場合において、ある画素をオン状態にする２値データが人力された場合には、マイナスのオン電圧を出力する。
【０１００】
本実施の形態においては、昇圧回路５４０は、駆動電圧生成回路４０の出力を用いて、正極性のオン電圧として＋Ｖonを出力し、負極性のオン電圧として−Ｖonを出力する。
【０１０１】
また、昇圧回路５４０は、駆動電圧生成回路４０の出力を用いることで、画素をオフ状態にする２値データが入力された場合には、Ｈレベルの極性反転信号ＦＲで、オフ電圧＋Ｖoff を出力し、Ｌレベルの極性反転信号ＦＲで、オフ電圧−Ｖoff を出力するようになっている。
【０１０２】
なお、上述したように、データドライバ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として一斉に各データ線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、走査ドライバ４０１及びデータドライバ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Ｄｄを出力する構成となっている。
【０１０３】
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９及び図１０を参照して説明する。図９はフィールド反転駆動において画素に印加する駆動電圧を示す波形図であり、図１０は本実施の形態における電気光学装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【０１０４】
先ず、各サブフィールドにおいて各画素に印加する２値データについて説明する。
【０１０５】
表示データは駆動回路３０１のメモリ・コントローラ２０に入力される。メモリ・コントローラ２０は、入力された表示データを順次メモリ２３，２４に与えて、各メモリ２３，２４に２フィールド分の表示データを記憶させる。即ち、メモリ・コントローラ２０は、１フィールド前の表示データをメモリ２３，２４の一方から読み出してデータ・エンコーダ３０に出力しながら、現在の表示データを残りの１つのメモリに書き込む。
【０１０６】
データ・エンコーダ３０は、メモリ・コントローラ２０から表示データが与えられ、表示データに基づいて、コード格納用ＲＯＭ３１のアドレスを指定して、表示データに対応したコードを読み出す。そして、データ・エンコーダ３０は、サブフィールドタイミングジェネレータ１０からのＳＦ信号に基づいて、各サブフィールドタイミングで読み出したコードに基づく２値データをデータドライバ５００に出力する。
【０１０７】
次に、画素のサブフィールド駆動について説明する。
【０１０８】
いま、液晶画素を面反転駆動するものとし、１フィールド毎に極性反転して画素を駆動するものとする。この場合には、図１０に示すように、交流化信号ＦＲは、１フィールド期間毎にレベル反転する信号となる。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。
【０１０９】
スタートパルスＤＹが供給されると、走査ドライバ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１０の例では、１フィールドを時間軸上でｓ個の同一時間幅のサブフィールドに分割した例を示している。
【０１１０】
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、データイネーブル信号ＥＮＢＸの１クロック（Ｇ０）がデータドライバ５００に供給されることになる。
【０１１１】
データイネーブル信号ＥＮＢＸの最初の１クロック（Ｇ０）がデータドライバ５００に供給されると、データ転送クロックＣＬＸに従った転送によって、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。
【０１１２】
データドライバ５００には、上述したように、データ・エンコーダ３０から２値データも供給されている。図５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。
【０１１３】
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値データを生成して出力する。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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の立ち下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の各々に昇圧回路５４０を介してデータ信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎとして一斉に供給する。
【０１１６】
いま、交流化信号ＦＲがＨレベルの期間であるものとする。この場合には、各液晶画素には正極性の駆動電圧が印加される。即ち、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオンにする２値データが与えられると、この２値データをオン電圧＋Ｖonとして出力する。また、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオフにする２値データが与えられると、この２値データを負のオフ電圧＋Ｖoff として出力する。
【０１１７】
また、交流化信号ＦＲがＬレベルの期間においては、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオンにする２値データが与えられると、この２値データをオン電圧−Ｖonとして出力する。また、昇圧回路５４０は、サブフィールドをオフにする２値データが与えられると、この２値データを正のオフ電圧−Ｖoff として出力する。
【０１１８】
図９はフィールド反転駆動方式を採用した場合における連続した３サブフィールド期間の画素書込み電圧及びそのサブフィールド期間中での変化を示している。図９（ａ）は連続するサブフィールドがオンの場合を示しており、図９（ｂ）は連続するサブフィールドがオフの場合を示している。なお、図９の例は交流化信号ＦＲがＨレベルの場合を示している。
【０１１９】
図９（ａ）に示すように、オンにするサブフィールド期間においては、昇圧回路５４０は、画素にオン電圧＋Ｖonを書き込む。このオン電圧＋Ｖonは、リーク等によってサブフィールド期間の終端に向かって徐々にレベルが低下する。しかし、オン電圧＋Ｖonが正の飽和電圧＋Ｖsat よりも十分に高い電圧に設定されていることから、サブフィールド期間の終端においても、画素に印加されている電圧レベルは正の飽和電圧＋Ｖsat よりも高い。従って、リーク等によって透過率が変化することを防止することができる。
【０１２０】
サブフィールドがオフの場合には、図９（ｂ）に示すように、昇圧回路５４０は、画素にオフ電圧＋Ｖoff を書き込む。このときオフ電圧＋Ｖoffは基準となるＣＯＭ電圧よりも低い電圧に設定されている。このオフ電圧＋Ｖoff は、リーク等によってサブフィールド期間の終端に向かって徐々にレベルが上昇する。しかし、オフ電圧＋Ｖoff が正の閾値電圧＋Ｖthよりも十分に低い電圧に設定されていることから、サブフィールド期間の終端においても、画素に印加されている電圧レベルは正の閾値電圧＋Ｖthよりも低い。従って、リーク等によって透過率が変化することを防止することができる。
【０１２１】
なお、図９は交流化信号ＦＲがＨレベルのフィールド期間の状態を示しているが、次のフィールド期間においては、交流化信号ＦＲはＬレベルとなり、図９（ａ），（ｂ）の波形は極性が反転される。この場合においても、リーク等によって透過率が変化することを防止することができることは明らかである。
【０１２２】
また図９では、連続するサブフィールドが継続してオンまたはオフである場合について示したが、もちろんこれらがサブフィールド毎に変化する場合においても上記の効果は得られ、それぞれのサブフィールド期間における、電圧の変動によって、表示が悪影響を受けることはない。
【０１２３】
昇圧回路５４０は、２値データを交流化信号ＦＲに従って昇圧した後、各ラインの画素に一斉に供給する。こうして、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の書き込みが同時に行われることとなる。
【０１２４】
この書き込みと並行して、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。
【０１２５】
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における書き込みまで保持される。
【０１２６】
このように、本実施の形態においては、表示デバイスの容量結合やリーク等の電位変動に対する十分なマージンを考慮して画素の駆動電圧（オン電圧，オフ電圧）を設定している。従って、サブフィールド周期又はフィールド周期で面反転駆動を行う場合でも、電位変動によって透過率が変化することを防止することができ、フリッカの発生及び面内表示むらの発生を防止することができる。
【０１２７】
即ち、本実施の形態においては、面反転駆動を用いた場合でも、フリッカ及び面内表示むらの発生を防止することができ、ライン反転駆動等を併用する必要がなく、ライン反転駆動に伴う横電界が発生することもない。従って、横電界による隣接画素間の配向状態の変化による表示不良を目立たなくするために画素間に設けるブラックマトリクスが不要となり、開口率を向上させ、高コントラスト化を実現することができる。
【０１２８】
なお、上記実施の形態においては、サブフィールド毎又はフィールド毎に極性反転する例について説明したが、複数のサブフィールド単位又は複数のフィールド単位で極性反転する場合にも適用可能であることは明らかである。
【０１２９】
次に、上述した実施形態や応用形態に係る電気光学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は電気光学装置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。
【０１３０】
これらの図に示されるように、電気光学装置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物質としての液晶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。
【０１３１】
本実施の形態のような、ノーマリーブラックの表示モードの液晶表示装置は、例えば垂直配向膜と誘電率異方性が負の液晶材料を組み合わせて液晶パネルを構成し、それらを、透過軸を夫々９０度ずらして配置した２枚の偏光板で挟み込むことにより得ることができる。
【０１３２】
もちろんノーマリーホワイトの表示モードであるＴＮモード液晶を用いることもできる。
【０１３３】
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、反射型の電気光学装置の場合は、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。
【０１３４】
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には走査ドライバ４０１か形成され、また、領域１４０ａにはデータドライバ５００が形成されている。
【０１３５】
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。
【０１３６】
また、素子基板１０１において、データドライバ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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
また、対向基板１０２には、電気光学装置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、電気光学装置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。
【０１３９】
また、上述の各本実施の形態では、駆動デバイスはｐＳｉ（ポリシリコン）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ｐＳｉＴＦＴ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αＳｉ（アモルファスシリコン）ＴＦＴやＴＦＤを用いた直視型液晶表示装置（直視型ＬＣＤ）等がある。
【０１４０】
電気光学物質としては、液晶のほかに、エレクトロルミネッセンス素子等を用いて、その電気光学効果により表示を行う装置に適用可能である。
【０１４１】
即ち、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、特に、オン又はオフの２値的な表示を行う画素を用いて、階調表示を行う電気光学装置の全てに適用可能である。
【０１４２】
次に、上述した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。
【０１４３】
まず、実施形態に係る電気光学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１３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。
【０１４４】
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、反射型の電気光学装置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、反射型の液電気光学装置１００Ｒによって変調される。
【０１４５】
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、反射型の電気光学装置１００Ｇによって変調される。
【０１４６】
このようにして、電気光学装置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、電気光学装置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。
【０１４７】
なお、本実施形態においては、反射型の電気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用いたプロジェクタとしても構わない。
【０１４８】
次に、上記電気光学装置を、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１４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、先に述べた電気光学装置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。
【０１４９】
なお、この構成では、電気光学装置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。
【０１５０】
さらに、上記電気光学装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図１５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、電気光学装置１００を備えるものである。
【０１５１】
この電気光学装置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、電気光学装置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。
【０１５２】
なお、電子機器としては、図１４、図１５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電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、面反転駆動のみを採用する場合でもリーク等の影響を回避可能とすることにより、画質を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置を示すブロック図。
【図２】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３】本実施の形態における多階調表示の制御を説明するためのグラフ。
【図４】図１中の画素の具体的な構成を示す説明図。
【図５】図１中のデータドライバ５００の具体的な構成を示すブロック図。
【図６】昇圧回路５４０の動作を説明するための説明図。
【図７】図２中の駆動電圧生成回路４０によって生成される電圧を説明するためのグラフ。
【図８】図２中の駆動電圧生成回路４０によって生成される電圧を説明するための説明図。
【図９】フィールド反転駆動において画素に印加する駆動電圧を示す波形図。
【図１０】本実施の形態における電気光学装置の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】電気光学装置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】プロジェクタの構成を示す平面図。
【図１４】パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図１５】携帯電話の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…サブフィールドタイミングジェネレータ
２０…メモリ・コントローラ
２３，２４…メモリ
３０…データ・エンコーダ
３１…コード格納用ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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