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JP2015079173A - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 - Google Patents

電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】画素構造を複雑にすることなく、かつ、製造コストを上昇させることなく、画質の低下を防ぐことを可能とする。【解決手段】制御回路40は、2D表示を行う場合には、選択信号S1を所定期間においてアクティブとし、選択信号S1を非アクティブとした後に、選択信号S2を所定期間においてアクティブとする。以下、同様に、選択信号S2、S3をアクティブとする。制御回路40は、3D表示を行う場合には、所定のタイミングで選択信号S1をアクティブとし、選択信号S1のアクティブ期間中に、選択信号S2をアクティブとして、選択信号S1に対応する信号線14と、選択信号S2に対応する信号線14との選択期間の一部に重複期間が生じるように選択信号を出力する。以下、同様に、それぞれの選択信号に対応する信号線14との選択期間の一部に重複期間が生じるように選択信号を出力する。【選択図】図2

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、及び、該電気光学装置を備えて構成される例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
右眼用画像と左眼用画像とを時分割で交互に表示するフレームシーケンシャル方式の立体視方法が従来から提案されている。右眼用画像および左眼用画像の一方が他方に変化する期間では右眼用画像と左眼用画像とが混在するから、観察者が画像を視認すると明確な立体感を認識することが困難となる(クロストーク)。以上の問題を解決するために、例えば特許文献1には、右眼用画像および左眼用画像の一方が他方に変化する期間(すなわち右眼用画像と左眼用画像とが混在する期間)において立体視用眼鏡の右眼用シャッターおよび左眼用シャッターの双方を閉状態として観察者に画像を視認させない技術が開示されている。
具体的には、右眼用画像に対応する右眼用期間と左眼用画像に対応する左眼用期間とが交互に設定される。右眼用期間の前半期間では表示画像が左眼用画像から右眼用画像に更新されるとともに後半期間では右眼用画像が表示され、左眼用期間の前半期間では表示画像が右眼用画像から左眼用画像に更新されるとともに後半期間では左眼用画像が表示される。右眼用期間および左眼用期間の各々の前半期間では、右眼用シャッターおよび左眼用シャッターの双方が閉状態に制御される。したがって、右眼用画像と左眼用画像との混在(クロストーク)は観察者に知覚されない。
特開2009−25436号公報
しかし、特許文献1のような右眼用画像および左眼用画像を交互に表示する立体視(3D)表示では、画像表示のフレーム周波数を平面視(2D)表示の2倍以上となるように画像信号の転送速度や駆動回路の動作速度を高速化する必要がある。例えば、平面視(2D)表示では、60Hzのフレーム周波数が用いられているが、立体視(3D)表示では、フレーム周波数(垂直走査周波数)を120Hzとする倍速駆動が採用されている。
倍速駆動を採用した場合には、一つの信号線の選択期間が短くなり、画素に対する表示データ信号の書き込みに支障が生じ、画質が低下するという問題がある。そこで、従来は、例えば駆動用ICを4個または6個使用し、水平方向及び垂直方向とも2個または3個ずつの駆動用ICで分担して駆動することで、選択時間が短くならないようにしている。
しかしながら、駆動用ICを4個または6個使用する場合には、製造コストが上昇するという問題がある。また、駆動用ICを4個または6個使用する場合には、一つの画素行当たりの信号線を2本配線することが必要になり、画素構造が複雑になる。駆動用ICを増やさない場合には、一つの信号線の選択期間が短くなり、画素に対する表示データ信号の書き込みに支障が生じ、画質が低下するという問題がある。
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、画素構造を複雑にすることなく、かつ、製造コストを上昇させることなく、画質の低下を防ぐことが可能な通常の速度の駆動と倍速駆動との切り替えを行う電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、及び該電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明の電気光学装置の一態様は、複数の走査線と、複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線の交差に各々対応して設けられた画素と、垂直走査周波数に応じたタイミングで前記走査線を選択する走査線駆動部と、少なくとも表示すべき階調に応じた大きさのデータ電圧が時分割多重された画像信号を前記画素に前記信号線を介して供給する信号線駆動部と、制御信号に応じて、前記画像信号を供給する前記信号線を選択する信号線選択部と、垂直走査周波数を第1の周波数と、該第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替え可能な制御部とを備え、前記制御部は、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択期間の終了後に他の前記信号線を選択するように前記制御信号を出力し、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択中に、他の前記信号線を選択し、前記信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように前記制御信号を出力することを特徴とする電気光学装置。
この態様によれば、走査線駆動部により走査線に走査信号が供給され、信号線駆動部により少なくとも表示すべき階調に応じた大きさのデータ電圧が時分割多重された画像信号が信号線を介して画素に供給される。この際、画像信号を供給する信号線は、制御信号に応じて信号線選択部により選択されるが、制御部は、垂直走査周波数を第1の周波数に切り替える場合には、一の信号線の選択期間の終了後に他の信号線を選択するように制御信号を出力する。したがって、他の信号線に対応する画素は、一の信号線に対応する画素の電位の影響を受けることなく高画質の表示が行われる。また、制御部は、垂直走査周波数を第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替える場合には、一の信号線の選択中に、他の信号線を選択し、信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように制御信号を出力する。したがって、一画素当たりのデータ電圧の書き込み時間が短くなる場合でも、データ電圧の書き込みのための信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるので、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させる。
上述した電気光学装置の一態様において、信号線駆動部は、1垂直走査期間ごとに画像信号の極性を画素の基準となる電位に対して反転させるようにしてもよい。このような駆動を行い、垂直走査周波数を第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替える場合には、一画素当たりのデータ電圧の書き込み時間が短くなるが、データ電圧の書き込みのための信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるので、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記信号線駆動部は、前記制御部の制御により、右眼用画像の前記画像信号と左眼用画像の前記画像信号とを表示期間毎に交互に供給する立体視画像用駆動と、右眼と左眼に共通な画像の前記画像信号を供給する平面視画像用駆動とに切り替え可能であり、前記制御部は、前記信号線駆動部を前記平面視画像用駆動に切り替える場合には、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替え、前記信号線駆動部を前記立体視画像用駆動に切り替える場合には、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替えるようにしてもよい。この態様によれば、制御部は、信号線駆動部を平面視画像用駆動に切り替える場合には、垂直走査周波数を第1の周波数に切り替え、一の信号線の選択期間の終了後に他の信号線を選択するように制御信号を出力する。したがって、平面視画像が表示される際には、他の信号線に対応する画素は、一の信号線に対応する画素の電位の影響を受けることなく高画質の表示が行われる。また、制御部は、信号線駆動部を立体視画像用駆動に切り替える場合には、垂直走査周波数を第2の周波数に切り替え、一の信号線の選択中に、他の信号線を選択し、信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように制御信号を出力する。したがって、右眼用画像の画像信号と左眼用画像の画像信号とを表示期間毎に交互に供給する立体視画像用駆動を行い、一画素当たりのデータ電圧の書き込み時間が短くなる場合でも、データ電圧の書き込みのための信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるので、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させる。
上述した電気光学装置の一態様において、少なくとも第1輝度と該第1輝度よりも高い第2輝度に輝度調節の可能な光源と、前記電気光学装置の設置環境における輝度を検知する輝度検知部とを更に備え、前記制御部は、前記輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、基準となる第3輝度よりも低い場合には、前記光源の輝度を前記第1輝度に切り替えると共に、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替え、前記輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、前記第3輝度以上の場合には、前記光源の輝度を前記第2輝度に切り替えると共に、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替えるようにしてもよい。この態様によれば、制御部は、輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、基準となる第3輝度よりも低い場合には、光源の輝度を第1輝度に切り替えると共に、垂直走査周波数を第1の周波数に切り替え、一の信号線の選択期間の終了後に他の信号線を選択するように制御信号を出力する。したがって、電気光学装置が比較的暗い場所に設置されている場合には、他の信号線に対応する画素は、一の信号線に対応する画素の電位の影響を受けることなく高画質の表示が行われる。また、制御部は、輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、第3輝度以上の場合には、光源の輝度を第2輝度に切り替え、垂直走査周波数を第2の周波数に切り替える。そして、制御部は、一の信号線の選択中に、他の信号線を選択し、信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように制御信号を出力する。したがって、電気光学装置が比較的明るい場所に設置されている場合には、フリッカを抑えるために垂直走査周波数が第2の周波数に切り替えられ、一画素当たりのデータ電圧の書き込み時間が短くなるが、データ電圧の書き込みのための信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるので、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記信号線駆動部は、少なくとも、前記画素に前記データ電圧を供給する前のプリチャージ期間において、前記信号線にプリチャージ電圧を供給し、前記制御部は、前記プリチャージ期間において、全ての前記信号線を選択する前記制御信号を出力するようにしてもよい。この態様によれば、画素からのリークによる影響を防止して、輝度むら、あるいは縦クロストークを防止することができる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記走査線駆動部は、前記プリチャージ期間に、前記スイッチング素子をオン状態とする前記走査信号を前記走査線に供給するようにしてもよい。この態様によれば、画素からのリークによる影響を防止して、輝度むら、あるいは縦クロストークを防止することができる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記信号線駆動部は、前記プリチャージ期間と、一水平走査期間に最初に選択する前記信号線の選択期間との全期間において、当該最初に選択する前記信号線を選択する前記制御信号を出力するようにしてもよい。この態様によれば、信号線に対するプリチャージ電圧の書き込みにより画素からのリークによる影響を防止して、輝度むら、あるいは縦クロストークを防止すると共に、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記信号線駆動部は、前記制御信号による前記信号線の選択の順序を随時変更するようにしてもよい。この態様によれば、重複期間に選択される信号線のうち、先に選択される信号線に対応する画素のデータ電圧による、後に選択される信号線に対応する画素への影響を均一化することができる。
本発明に係る電気光学装置の制御方法の一態様は、複数の走査線と、複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線の交差に各々対応して設けられた画素とを備える電気光学装置の制御方法であって、垂直走査周波数に応じたタイミングで前記走査線を選択し、少なくとも表示すべき階調に応じた大きさのデータ電圧が時分割多重された画像信号を前記画素に前記信号線を介して供給し、制御信号に応じて、前記画像信号を供給する前記信号線を選択し、垂直走査周波数を第1の周波数と、該第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替え可能とし、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択期間の終了後に他の前記信号線を選択するように前記制御信号を出力し、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択中に、他の前記信号線を選択し、前記信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように前記制御信号を出力することを特徴とする。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した本発明に係る電気光学装置を備える。そのような電子機器は、液晶ディスプレイ等の表示装置において、高解像度化により、一画素当たりのデータ電圧の書き込み時間が短くなる場合でも、データ電圧の書き込みのための信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるので、画素に対してデータ電圧の書き込み時間を十分に確保することができ、画質を向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る電気光学装置の説明図である。 同実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 画素の構成を示す回路図である。 同実施形態に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 同実施形態に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。 本発明の第3実施形態に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第4実施形態に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 変形例に係る電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 電子機器の一例を示す説明図である。 電子機器の他の例を示す説明図である。 電子機器の他の例を示す説明図である。
<第1実施形態>
図1は電気光学装置1に対する信号伝送系の構成を示す図である。図1に示すように、電気光学装置1は、電気光学パネル100と、駆動用集積回路200と、フレキシブル回路基板300とを備え、電気光学パネル100が、駆動用集積回路200の搭載されたフレキシブル回路基板300に接続されている。電気光学パネル100は、このフレキシブル回路基板300および駆動用集積回路200を介して、図示しないホストCPUに接続されている。ここで、駆動用集積回路200は、ホストCPUからフレキシブル回路基板300を介して画像信号および駆動制御のための各種の制御信号を受信し、フレキシブル回路基板300を介して電気光学パネル100を駆動する装置である。
図2は、電気光学パネル100及び駆動用集積回路200の構成を示すブロック図である。図2に示すように、電気光学パネル100は、画素部10と、走査線駆動部としての走査線駆動回路22と、信号線選択部としてのJ個のデマルチプレクサー57[11]〜57[J]とを備えている。駆動用集積回路200は、信号線駆動部としてのデータ線駆動回路30と、制御部としての制御回路40とを備えている。
画素部10には、相互に交差するM本の走査線12とN本の信号線14とが形成されている(M,Nは自然数)。複数の画素回路PIXは、各走査線12と各信号線14との交差に対応して設けられており、縦M行×横N列の行列状に配列されている。
図3は、各画素回路PIXの回路図である。図3に示すように、各画素回路PIXは、液晶素子60とTFT等のスイッチング素子SWとを含む。液晶素子60は、相互に対向する画素電極62およびコモン電極64と両電極間の液晶66とで構成された電気光学素子である。画素電極62とコモン電極64との間の印加電圧に応じて液晶66の透過率(表示階調)が変化する。なお、液晶素子60に並列に補助容量を接続した構成も採用され得る。スイッチング素子SWは、例えば、走査線12にゲートが接続されたNチャネル型のトランジスターで構成され、液晶素子60と信号線14との間に設けられ両者の電気的な接続(導通/絶縁)を制御する。走査信号Y[m]が選択電位に設定されることで第m行の各画素回路PIXにおけるスイッチング素子SWが同時にオン状態に遷移する。
画素回路PIXに対応する走査線12が選択され、当該画素回路PIXのスイッチング素子SWがオン状態に制御されたとき、当該画素回路PIXの液晶素子60には、信号線14から当該画素回路PIXに供給される画像信号D[n]に応じた電圧が印加され、当該画素回路PIXの液晶66は、画像信号D[n]に応じた透過率に設定される。また、図示しない光源がオン(点灯)状態となり、光源から光が出射されると、当該光は、画素回路PIXが備える液晶素子60の液晶66を透過して、観察者側に進行する。すなわち、液晶素子60に画像信号D[n]に応じた電圧が印加され、且つ、光源がオン状態となることで、当該画素回路PIXに対応する画素は、画像信号D[n]に応じた階調を表示することになる。
画素回路PIXの液晶素子60に画像信号D[n]に応じた電圧が印加された後、スイッチング素子SWがオフ状態となると、理想的には当該画像信号D[n]に対応する印加電圧が保持される。従って、理想的には、各画素は、スイッチング素子SWがオン状態となった後から、次にオン状態となるまでの期間において、画像信号D[n]に応じた階調を表示する。
図3に示すように、信号線14と画素電極62との間(または、信号線14と、画素電極62及びスイッチング素子SWを電気的に接続する配線との間)には、容量Caが寄生する。そのため、スイッチング素子SWがオフ状態である間に、信号線14の電位変動が容量Caを介して画素電極62に伝播し、液晶素子60の印加電圧が変動することがある。
また、コモン電極64には、図示しないコモン線を介して、一定の電圧であるコモン電圧LCCOMが供給される。コモン電圧LCCOMとしては、画像信号D[n]の中心電圧を0Vとしたとき−0.5V程度の電圧が用いられる。
本実施形態では、いわゆる焼き付きを防止するため、液晶素子60に印加する電圧の極性を所定周期、例えば1フレームごとに反転する極性反転駆動を採用する。この例では、信号線14を介して画素回路PIXに供給する画像信号D[n]のレベルを、画像信号D[n]の中心電圧に対して単位期間ごとに反転する。単位期間は、画素回路PIXを駆動する動作の1単位となる期間である。この例では、単位期間は垂直走査期間、つまり1フレーム期間となっている。但し、単位期間は任意に設定することができ、例えば、垂直走査期間の自然数倍であってもよい。本実施形態においては、画像信号D[n]が画像信号D[n]の中心電圧に対して高電圧となる場合を正極性とし、画像信号D[n]が画像信号D[n]の中心電圧に対して低電圧となる場合を負極性とする。
説明を図2に戻す。制御回路40は、図示しない外部の装置より入力される垂直同期信号Vs、水平同期信号Hs、ドットクロック信号DCLK等の外部信号に基づいて、走査線駆動回路22、データ線駆動回路30を同期制御する。この同期制御の下、走査線駆動回路22及びデータ線駆動回路30は、互いに協働して画素部10の表示制御を行う。
走査線駆動回路22は、走査信号G[1]〜G[M]をM本の走査線12の各々に出力する。走査線駆動回路22は、制御回路40から水平同期信号Hsが出力されるのに応じて、各走査線12に対する走査信号G[1]〜G[M]を一水平走査期間Hずつ順次アクティブレベルとする。
ここで、第m行に対応した走査信号G[m]がアクティブレベルであり、当該行に対応した走査線が選択されている期間は、第m行のN個の画素回路PIXの各スイッチング素子SWがON状態となり、これらのスイッチング素子SWを各々介してN本の信号線14が第m行のN個の画素回路PIXの各画素電極62に各々接続される。
画素部10内のN本の信号線14は、相隣接する4本を単位としてJ個の配線ブロックB[1]〜B[J]に区分されている(J=N/4)。デマルチプレクサー57[11]〜57[J]は、このJ個の配線ブロックB[1]〜B[J]に各々対応している。
デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各々は、4個のスイッチ58[1]〜58[4]により構成されている。デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各々において、4個のスイッチ58[1]〜58[4]の各々の一方の接点は共通接続されている。そして、デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各々の4個のスイッチ58[1]〜58[4]の一方の接点の共通接続点は、J本の信号線15に各々接続されている。このJ本の信号線15は、フレキシブル回路基板300を介して駆動用集積回路200のデータ線駆動回路30に接続されている。また、デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各々において、4個のスイッチ58[1]〜58[4]の各々の他方の接点は、当該デマルチプレクサー57[j]に対応した配線ブロックB[j]を構成する4本の信号線14に各々接続されている。
各デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の4個のスイッチ58[1]〜58[4]のON/OFFは、4個の選択信号S1〜S4により各々切り換えられる。この4個の選択信号S1〜S4は、フレキシブル回路基板300を介して駆動用集積回路200の制御回路40から供給される。ここで、例えば1個の選択信号S1がアクティブレベル、他の3個の選択信号S2〜S4が非アクティブレベルである場合には、デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)に各々属するJ個のスイッチ58[1]のみがONとなる。従って、デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各々は、J本の信号線15上の画像信号D[1]〜D[J]を各配線ブロックB[1]〜B[J]の1番目の信号線14に各々出力する。以下、同様にして、J本の信号線15上の画像信号D[1]〜D[J]を各配線ブロックB[1]〜B[J]の2番目、3番目、4番目の信号線14に各々出力する。
制御回路40は、フレームメモリを備えており、画素部10の解像度に相当するM×Nビットのメモリ空間を少なくとも有し、外部の装置から入力される表示データをフレーム単位で格納・保持する。ここで、画素部10の階調を規定する表示データは、一例として、6ビットで構成される64階調データである。フレームメモリより読み出された表示データは、6ビットのバスを介して、表示データ信号としてデータ線駆動回路30にシリアルに転送される。なお、この表示データ信号には、後述するプリチャージ信号も含まれている。
尚、制御回路40は、少なくとも1ライン分のラインメモリを備える構成であってもよい。この場合、前記ラインメモリに、1ライン分の表示データを蓄えて、当該表示データを各画素に転送する。
データ線駆動回路30は、走査線駆動回路22と協働して、データの書込対象となる画素行毎に供給すべきデータを信号線14に出力する。データ線駆動回路30は、制御回路40から出力される選択信号S1〜S4に基づいてラッチ信号を生成し、シリアルデータとして供給されたN個の6ビットの表示データ信号を順次ラッチする。表示データ信号は、4画素分ごとに時系列的なデータとしてグループ化される。また、データ線駆動回路30には、D/A(Digital to Analog)変換回路が備えられており、グループ化されたデジタルデータをD/A変換し、アナログデータとしての電圧を生成する。これにより、プリチャージ信号は所定のプリチャージ電圧Vpreに変換され、4画素単位で時系列化された表示データ信号も所定のデータ電圧に変換される。そして、プリチャージ電圧と4画素分のデータ電圧とのセットは、この順序で各信号線15に供給される。
デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の各スイッチ58[1]〜58[4]は、制御回路40から出力される選択信号S1〜S4によって導通制御され、所定のタイミングでONしていく。これによって、1Hにおいて、各信号線15に供給されたプリチャージ電圧と4画素分のデータ電圧とのセットは、スイッチ58[1]〜58[4]により時系列的に信号線14に出力される。
以上が電気光学装置1の構成である。
図4に駆動用集積回路200のタイミングチャートを示す。制御回路40に外部の装置から水平同期信号Hsが入力されると、制御回路40は水平同期信号Hsに同期させて走査線駆動回路22を駆動する。走査線駆動回路22は、1フレーム(1F)周期のY転送開始パルスDYに対応する信号を、Yクロック信号CLYに従って順次シフトして走査信号G[1]、G[2]、…G[n]を生成する。走査信号G[1]、G[2]、…G[n]は各水平走査期間(1H)において順次アクティブとなる。データ線駆動回路30は、水平走査周期のX転送開始パルスDX(図示せず)とXクロック信号CLX(図示せず)に基づいて、サンプリングパルスSP1、SP2、…SPz(図示せず)を生成する。そして、データ線駆動回路30は、画像信号VID1〜VIDj(図示せず)をサンプリングパルスSP1、SP2、…SPz(図示せず)を用いてサンプリングして画像信号D[1]〜D[j]を生成する。
なお、制御回路40は、2D表示の場合には、フレーム周波数を第1の周波数である120Hzに切り替えて走査線駆動回路22とデータ線駆動回路30を駆動させ、3D表示の場合には、フレーム周波数を第1の周波数である240Hzに切り替えて走査線駆動回路22とデータ線駆動回路30を駆動させる。
制御回路40は、水平同期信号Hsに同期させて選択信号S1〜S4をデータ線駆動回路30と各デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の4個のスイッチ58[1]〜58[4]に出力する。データ線駆動回路30は、出力端子d1〜djから信号線15に画像D[1]〜D[j]を出力する。各デマルチプレクサー57[j](j=1〜J)の4個のスイッチ58[1]〜58[4]は、選択信号S1〜S4に基づいてON/OFFされ、プリチャージ信号を含む画像信号D[1]〜D[j]が信号線14に各々出力される。
本実施形態では、2D表示を行う場合と、3D表示を行う場合とで、選択信号S1〜S4の駆動方式を切り替えるように構成されている。以下、それぞれの駆動方式について詳しく説明する。
(2D表示の場合)
まず、2D表示を行う場合の選択信号の駆動方式について説明する。図4に示すように、制御回路40は、走査信号G[1]がアクティブとなるタイミングt0から所定時間後のタイミングt1において、選択信号S1〜S4を一斉にアクティブとし、期間T0にわたって選択信号S1〜S4のアクティブ状態を維持する。この際、画像信号D[1]〜D[j]はプリチャージ電圧Vpreに設定されるので、信号線14および画素にはプリチャージ電圧Vpreが書き込まれることになる。
制御回路40は、タイミングt2において選択信号S1〜S4を非アクティブとした後、所定時間後のタイミングt4において選択信号S1をアクティブとし、期間T1後のタイミングt5において選択信号S1を非アクティブとする。
制御回路40は、タイミングt5において選択信号S1を非アクティブにすると共に、選択信号S2をアクティブとする。そして、期間T2後のタイミングt6において選択信号S2を非アクティブとする。
制御回路40は、タイミングt6において選択信号S2を非アクティブにすると共に、選択信号S3をアクティブとする。そして、期間T3後のタイミングt7において選択信号S3を非アクティブとする。
制御回路40は、タイミングt7において選択信号S3を非アクティブにすると共に、選択信号S4をアクティブとする。そして、期間T4後のタイミングt8において選択信号S4を非アクティブとする。
このように、フレーム周波数を120Hzに設定する2D表示の場合には、選択信号S1〜S4のそれぞれがアクティブになる期間が重複しないように駆動されるので、時間的に後に画像信号が供給される信号線14に対応する画素が、時間的に先に画像信号が供給される信号線14に対応する画素の電位の影響を受けることがないので、高画質の表示が行われることになる。
(3D表示の場合)
次に、3D表示を行う場合の選択信号の駆動方式について説明する。図5に示すように、制御回路40は、走査信号G[1]がアクティブとなるタイミングt0から所定時間後のタイミングt1において、選択信号S1〜S4を一斉にアクティブとし、期間T0にわたって選択信号S1〜S4のアクティブ状態を維持する。この際、画像信号D[1]〜D[j]はプリチャージ電圧Vpreに設定されるので、信号線14および画素にはプリチャージ電圧Vpreが書き込まれることになる。
制御回路40は、タイミングt2において選択信号S1〜S4を非アクティブとした後、所定時間後のタイミングt3において、選択信号S1をアクティブとする。2D表示の場合には、図4に示すように、タイミングt3よりも遅いタイミングt4において選択信号S1をアクティブとしていたが、3D表示の場合には、タイミングt4よりも早いタイミングt3において選択信号S1をアクティブとする。その結果、選択信号S1がアクティブとなる期間は、図4に示す2D表示の場合の期間T1よりも長く、図5に示すように期間T5となる。
同様に、制御回路40は、タイミングt5において選択信号S1を非アクティブとするが、タイミングt5の所定時間前のタイミングt4において、選択信号S2をアクティブとする。2D表示の場合には、図4に示すように、タイミングt4よりも遅いタイミングt5において選択信号S2をアクティブとしていたが、3D表示の場合には、タイミングt5よりも早いタイミングt4において選択信号S2をアクティブとする。その結果、選択信号S2がアクティブとなる期間は、図4に示す2D表示の場合の期間T2よりも長く、図5に示すように期間T7となる。また、選択信号S1および選択信号S2をこのように制御するため、選択信号S1と選択信号S2の両方がアクティブとなる重複期間T6が生じることになる。
以下同様に、制御回路40は、タイミングt5において選択信号S3をアクティブとするため、選択信号S3がアクティブとなる期間は、図4に示す2D表示の場合の期間T3よりも長く、図5に示すように期間T9となる。その結果、選択信号S2と選択信号S3の両方がアクティブとなる重複期間T8が生じることになる。また、制御回路40は、タイミングt6において選択信号S4をアクティブとするため、選択信号S4がアクティブとなる期間は、図4に示す2D表示の場合の期間T4よりも長く、図5に示すように期間T11となる。その結果、選択信号S3と選択信号S4の両方がアクティブとなる重複期間T10が生じることになる。
以上のように、本実施形態では、3D表示の場合には、信号線14を選択する期間を従来よりも長くしつつ、複数の信号線14を同時に選択する重複期間を設けるように選択信号を駆動するので、3D表示を行うためにフレーム周波数を120Hzの2倍の240Hzとした場合であっても、データ線駆動回路を増設することなく、画素に対する画像信号の印加時間を十分に確保することができる。その結果、電気光学パネル100の画質を向上させることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、2D表示を行う場合と3D表示を行う場合とで、選択信号の駆動方式を切り替える例について説明したが、本実施形態では、室内の明るさに応じて選択信号の駆動方式を切り替えるところが第1実施形態と異なる。
図6は、本実施形態の電気光学装置のブロック図である。図6に示すように、本実施形態の電気光学装置1aは、電気光学パネル100および制御回路40の他に、光源70と、輝度センサ80とを備えている。光源70は、電気光学パネル100の光源であり、制御回路40によってその輝度を調節可能に構成されている。輝度センサ80は、電気光学装置1aが配置された室内の輝度を検知するセンサである。
制御回路40は、輝度センサ80によって検知した前記室内の輝度が所定値以上と判断した場合には、光源70の輝度を上げるように構成されている。また、制御回路40は、輝度センサ80によって検知した前記室内の輝度が所定値に満たないと判断した場合には、光源70の輝度を下げるように構成されている。さらに、制御回路40は、光源70の輝度を上げる場合には、フレーム周波数を120Hzから240Hzに切り替え、光源70の輝度を上げる場合には、 輝度を下げる フレーム周波数を240Hzから120Hzに切り替えるように構成されている。これは、室内が明るくなると、フリッカが目立ちやすくなるためである。
本実施形態においては、制御回路40は、フレーム周波数を120Hzから240Hzに切り替える際には、図5に示すように選択信号S1~S4のそれぞれがアクティブになる期間に重複期間が生じるような選択信号の駆動方式を選択し、フレーム周波数を240Hzから120Hzに切り替える際には、図4に示すように選択信号S1~S4のそれぞれがアクティブになる期間に重複期間が生じないように選択信号の駆動方式を選択する。
本実施形態によれば、室内の輝度が所定値に満たないと判断した場合には、光源70の輝度を下げると共にフレーム周波数を120Hzに設定する。この場合には、選択信号S1〜S4のそれぞれがアクティブになる期間が重複しないように駆動されるので、時間的に後に画像信号が供給される信号線14に対応する画素が、時間的に先に画像信号が供給される信号線14に対応する画素の電位の影響を受けることがないので、高画質の表示が行われることになる。
また、室内の輝度が所定値以上と判断した場合には、光源70の輝度を上げると共にフレーム周波数を240Hzに設定する。この場合には、信号線14を選択する期間を従来よりも長くしつつ、複数の信号線14を同時に選択する重複期間を設けるように選択信号を駆動するので、フレーム周波数を120Hzの2倍の240Hzとした場合であっても、データ線駆動回路を増設することなく、画素に対する画像信号の印加時間を十分に確保することができる。その結果、電気光学パネル100の画質を向上させることができる。
<第3実施形態>
第1実施形態では、プリチャージ信号を印加するタイミングt1よりも少し前のタイミングt0において、走査信号G[1]、G[2]、…G[n]をアクティブにする例について説明した。しかし、本実施形態では、図7に示すように、プリチャージ信号の印加時には、走査信号G[1]、G[2]、…G[n]を非アクティブのままとし、最初に選択する選択信号をアクティブにするタイミングt3よりも少し前のタイミングt0’において、走査信号G[1]、G[2]、…G[n]をアクティブにする。
プリチャージ信号の印加の目的の一つは、OFF状態となっている画素トランジスタから信号線14へのリークの影響による表示むらを抑えるものなので、本実施形態のように、プリチャージ信号の印加時において走査信号G[1]、G[2]、…G[n]をOFF状態にしても、画素トランジスタのリークを抑えることができる。
本実施形態においても、タイミングt0’で走査信号G[1]、G[2]、…G[n]をアクティブとした後、選択信号S1、S2、S3、S4をアクティブとする期間を従来よりも長くし、かつ、複数の信号線14を同時に選択する重複期間を設けるように選択信号を駆動するので、電気光学パネル100の解像度を高くした場合であっても、データ線駆動回路を増設することなく、画素に対する画素電圧の印加時間を十分に確保することができる。その結果、電気光学パネル100の画質を向上させることができる。
<第4実施形態>
第1実施形態では、プリチャージ信号の印加するためにタイミングt1において選択信号S1、S2、S3、S4をアクティブとし、その後、一旦、選択信号S1を非アクティブとしてから、タイミングt3において画像信号の印加のために選択信号S1をアクティブとする例について説明した。本実施形態は、図8に示すように、プリチャージ信号の印加するためにタイミングt1において選択信号S1、S2、S3、S4をアクティブとした後、選択信号S1のアクティブ状態をそのまま継続し、タイミングt5において選択信号S1を非アクティブとする。
本実施形態によれば、プリチャージ信号の印加開始から、最初に選択される選択信号S1の選択終了まで、選択信号S1のアクティブ状態が続くので、選択信号S1がアクティブとなる期間T5’は、第1実施形態よりも長くなる。その結果、プリチャージ信号を確実に印加しつつ、画素に対する画素電圧の印加時間をより十分に確保することができ、電気光学パネル100の画質を向上させることができる。
<変形例>
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
(1) 上述した各実施形態においては、選択信号S1を最初にアクティブとし、その後、選択信号S2、S3、S4の順序でアクティブとする例について説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、選択信号S4を最初にアクティブとし、その後、選択信号S1、S2、S3の順序でアクティブとしてもよい。この場合には、選択信号S4と選択信号S1の重複期間がT6、選択信号S1と選択信号S2の重複期間がT8、選択信号S2と選択信号S3の重複期間がT10となる。このようにしても、信号線14を選択する期間を従来よりも長くしつつ、複数の信号線14を同時に選択する重複期間を設けるように選択信号を駆動することができる。なお、選択信号をアクティブとする順序はどのような順序であってもよい。
また、1H期間ごとに順番を入れ替えても良いし、1V期間ごとに順番を入れ替えても良い。また、1Hごとに順番を入れ替えながら1Vごとにも入れ替えるような組合せにしても良い。この場合、順番の入れ替えは例えば、1H目はS1,S2,S3,S4、2H目はS2,S3,S4,S1、3H目はS3,S4,S1,S2、4H目はS4,S1,S2,S3、5H目以降はこれを繰返す。
また、N本の信号線14は、相隣接する4本を単位としてJ個の配線ブロックB[1]〜B[J]に区分された例で説明していたが、信号線のブロックは相隣接する4本でなくても良く、例えば、2本、3本、5本、6本、7本、8本・・・・・n本(nは自然数)としても良い。
また、上述した各実施形態においては、フレーム周波数=垂直走査周波数とする例を説明したが、複数フィールドで、諧調を表示するサブフィールド駆動などを行う場合は、フレーム周波数<垂直走査周波数となる。
さらに、選択信号をアクティブとする順序を1水平走査期間ごとに入れ替えたり、1垂直走査期間ごとに入れ替えるようにしてもよい。また、1水平走査期間ごとに選択信号をアクティブとする順序を入れ替えながら、1垂直走査期間ごとにも入れ替えるような組み合わせにしてもよい。選択信号をアクティブとする順序の入れ替えは、例えば、1水平走査期間目は選択信号S1,S2,S3,S4の順、2水平走査期間目は選択信号S2,S3,S4,S1の順、3水平走査期間目は選択信号S3,S4,S1,S2の順、4水平走査期間目は選択信号S4,S1,S2,S3の順、5水平走査期間目以降はこれを繰り返すようにすればよい。
(2) N本の信号線14は、相隣接する4本を単位としてJ個の配線ブロックB[1]〜B[J]に区分された例で説明しているが、信号線のブロックは相隣接する4本でなくても良く2本、3本、5本、6本、7本、8本・・・・・n本(nは自然数)としても良い。
(3)上述した実施形態においては電気光学材料の一例として液晶を取上げたが、それら以外の電気光学材料を用いた電気光学装置にも本発明は適用される。電気光学材料とは、電気信号(電流信号または電圧信号)の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する材料である。例えば、有機EL(ElectroLuminescent)、無機ELや発光ポリマーなどの発光素子を用いた表示パネルや、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学材料として用いた電気泳動表示パネル、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学材料として用いたツイストボールディスプレイパネル、黒色トナーを電気光学材料として用いたトナーディスプレイパネル、あるいはヘリウムやネオンなどの高圧ガスを電気光学材料として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。
<応用例>
この発明は、各種の電子機器に利用され得る。図10ないし図12は、この発明の適用対象となる電子機器の具体的な形態を例示するものである。
図10は、電気光学装置を採用した可搬型のパーソナルコンピューターの斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、各種の画像を表示する電気光学装置1と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。
図11は、携帯電話機の斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する電気光学装置1とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置1に表示される画面がスクロールされる。本発明はこのような携帯電話機にも適用可能である。
図12は、電気光学装置を採用した投射型表示装置(3板式のプロジェクター)4000の構成を示す模式図である。この投射型表示装置4000は、相異なる表示色R、G、Bに各々対応する3個の電気光学装置1(1R,1G,1B)を含んでいる。照明光学系4001は、照明装置(光源)4002からの出射光のうち赤色成分rを電気光学装置1Rに供給し、緑色成分gを電気光学装置1Gに供給し、青色成分bを電気光学装置1Bに供給する。各電気光学装置1は、照明光学系4001から供給される各単色光を表示画像に応じて変調する光変調器(ライトバルブ)として機能する。投射光学系4003は、各電気光学装置1からの出射光を合成して投射面4004に投射する。本発明はこのような液晶プロジェクターにも適用可能である。
なお、本発明が適用される電子機器としては、図1、図10ないし図12に例示した機器のほか、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants),デジタルスチルカメラ,テレビ,ビデオカメラ,カーナビゲーション装置,車載用の表示器(インパネ),電子手帳,電子ペーパー,電卓,ワードプロセッサー,ワークステーション,テレビ電話,POS端末,プリンター,スキャナー,複写機,ビデオプレーヤ,タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
1,1a…電気光学装置、10…画素部、12…走査線、14…信号線、15…信号線、22…走査線駆動回路、30…データ線駆動回路、40…制御回路、57…デマルチプレクサー、58…スイッチ、60…液晶素子、62…画素電極、64…コモン電極、66…液晶、100…電気光学パネル、200…駆動用集積回路。

Claims (10)

  1. 複数の走査線と、
    複数の信号線と、
    前記複数の走査線および前記複数の信号線の交差に各々対応して設けられた画素と、
    垂直走査周波数に応じたタイミングで前記走査線を選択する走査線駆動部と、
    少なくとも表示すべき階調に応じた大きさのデータ電圧が時分割多重された画像信号を前記画素に前記信号線を介して供給する信号線駆動部と、
    制御信号に応じて、前記画像信号を供給する前記信号線を選択する信号線選択部と、
    垂直走査周波数を第1の周波数と、該第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替え可能な制御部とを備え、
    前記制御部は、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択期間の終了後に他の前記信号線を選択するように前記制御信号を出力し、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択中に、他の前記信号線を選択し、前記信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように前記制御信号を出力する、
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記信号線駆動部は、1垂直走査期間ごとに前記画像信号の極性を前記画素の基準となる電位に対して反転させることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記信号線駆動部は、前記制御部の制御により、右眼用画像の前記画像信号と左眼用画像の前記画像信号とを表示期間毎に交互に供給する立体視画像用駆動と、右眼と左眼に共通な画像の前記画像信号を供給する平面視画像用駆動とに切り替え可能であり、
    前記制御部は、前記信号線駆動部を前記平面視画像用駆動に切り替える場合には、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替え、前記信号線駆動部を前記立体視画像用駆動に切り替える場合には、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 少なくとも第1輝度と該第1輝度よりも高い第2輝度に輝度調節の可能な光源と、
    前記電気光学装置の設置環境における輝度を検知する輝度検知部とを更に備え、
    前記制御部は、前記輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、基準となる第3輝度よりも低い場合には、前記光源の輝度を前記第1輝度に切り替えると共に、前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替え、前記輝度検知部によって検知した前記設置環境における輝度が、前記第3輝度以上の場合には、前記光源の輝度を前記第2輝度に切り替えると共に、前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替える、ことを特徴とする電気光学装置。
  5. 前記信号線駆動部は、少なくとも、前記画素に前記データ電圧を供給する前のプリチャージ期間において、前記信号線にプリチャージ電圧を供給し、
    前記制御部は、前記プリチャージ期間において、全ての前記信号線を選択する前記制御信号を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の電気光学装置。
  6. 前記走査線駆動部は、前記プリチャージ期間に、前記スイッチング素子をオン状態とする前記走査信号を前記走査線に供給することを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 前記信号線駆動部は、前記プリチャージ期間と、一水平走査期間に最初に選択する前記信号線の選択期間との全期間において、当該最初に選択する前記信号線を選択する前記制御信号を出力することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電気光学装置。
  8. 前記信号線駆動部は、前記制御信号による前記信号線の選択の順序を随時変更することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の電気光学装置。
  9. 複数の走査線と、複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線の交差に各々対応して設けられた画素とを備える電気光学装置の制御方法であって、
    垂直走査周波数に応じたタイミングで前記走査線を選択し、
    少なくとも表示すべき階調に応じた大きさのデータ電圧が時分割多重された画像信号を前記画素に前記信号線を介して供給し、
    制御信号に応じて、前記画像信号を供給する前記信号線を選択し、
    前記垂直走査周波数を第1の周波数と、該第1の周波数よりも高い第2の周波数に切り替え可能とし、
    前記垂直走査周波数を前記第1の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択期間の終了後に他の前記信号線を選択するように前記制御信号を出力し、
    前記垂直走査周波数を前記第2の周波数に切り替える場合には、一の前記信号線の選択中に、他の前記信号線を選択し、前記信号線の選択期間の一部に重複期間が生じるように前記制御信号を出力する、
    ことを特徴とする電気光学装置の制御方法。
  10. 請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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