JP5682243B2 - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、１フレームを分割した複数のサブフィールドの各々において画素をオンまた
はオフのいずれかで駆動する技術に関する。

例えば液晶素子を画素に有する電気光学装置において、階調表示を行うために次のよう
な技術が提案されている。すなわち、１フレーム（１フィールド）を分割した複数のサブ
フィールド毎に、画素（表示素子）をオンまたはオフのいずれかで駆動し、オン（または
オフ）で駆動する時間の割合を変化させて、時間的な積分値として中間階調を表示する技
術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１４８４１７号公報（図６、段落００９９）

ところで、液晶素子が例えばノーマリーブラックモードであれば、階調レベルを変化さ
せたときに、低階調側（暗）から高階調側（明）にむかって、オンさせるサブフィールド
の期間和を順次増加させる必要がある。少ないサブフィールド数で多くの階調の表現する
ために、サブフィールドを等期間ではなく、重みを付けて異なる期間に設定する場合があ
るが、この場合、特に高階調側で階調レベルが変化したときに、重みの大きい（期間の長
い）サブフィールドをオンさせる必要がある。このとき、オンするサブフィールドの重心
位置が大きく移動してしまうと、隣接する階調同士の境で疑似輪郭が視認されやすい、と
いう問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、サブフィールド
の期間長に重みを付ける場合に、隣接する階調同士でみて、重みが比較的大きなサブフィ
ールドをオン（またはオフ）させたときでも、疑似輪郭の発生を抑えることが可能な技術
を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る電気光学装置の駆動方法にあっては、１フレー
ムが、互いに等しい期間長を有するとともに、時間で連続する少なくとも２個のブロック
に分割され、前記ブロックの各々が、それぞれ互いに異なる期間長のサブフィールドに分
割され、前記サブフィールド毎に画素をオンまたはオフのいずれかに制御して階調表示を
行う電気光学装置の駆動方法であって、一の階調レベルにおいて、前記少なくとも２個の
ブロックのうち、いずれか一方のブロックで一のサブフィールドがオンするとともに、当
該一方のブロックにわたってオンにするサブフィールドの期間和が、他方のブロックにわ
たってオンするサブフィールドの期間和以下である場合に、前記階調レベルが前記一の階
調レベルから「１」だけ変化したとき、前記一方のブロックで前記オンしていた一のサブ
フィールドに対して、期間長が最も近く、かつ、時間で隣接するサブフィールドがオンに
なるとともに、当該一方のブロックにわたってオンするサブフィールドの期間和の変動分
が、前記他方のブロックにわたってオンするサブフィールドの期間和よりも小さくなるよ
うに設定された階調レベル同士を、前記画素によって表現可能な階調レベルの中に含むこ
とを特徴とする。この駆動方法によれば、階調レベルが「１」だけ変化したときに、一方
のブロックにおいて一のサブフィールドがオンすることによって重心移動しても、他方の
ブロックにおいてオンするサブフィールドの期間和の方が支配的であるために、２個のブ
ロックでみたときに、その重心移動の影響を無視できる。このため、疑似輪郭の発生を抑
えることができる。なお、上記駆動方法においてサブフィールドのオンをサブフィールド
のオフに置き換えて考えても良い。

上記駆動方法において、前記階調レベルが前記一の階調レベルから「１」だけ変化した
とき、前記一方のブロックにおいて前記一のサブフィールドはオフになるようにしても良
い。このようにすると、オンに維持する場合と比較して、一方のブロックにおける明るさ
の変化が小さくなるので、２個のブロックでみても階調変化が小さくなる。換言すれば、
階調レベルの変化に対して実際の階調変化を小さく済ませる場合に好適である。さらに、
前記他方のブロックにおいて、各サブフィールドのオンオフを変化させないようにすると
、一方のブロックにおける重心移動の影響をさらに小さくすることができる。
また、上記駆動方法において、前記画素に液晶素子を含み、前記１フレームに含まれる
前記ブロック数は、４の倍数であり、２個のブロックと他の２個のブロックとで、同じオ
ンオフパターンで、極性反転して駆動するようにしても良い。このようにすると、１フレ
ームでみたときに画素に含まれる液晶素子に直流成分が印加されることを防止することが
できる。
なお、本発明は、電気光学装置の駆動方法のみならず、電気光学装置、さらには当該電
気光学装置を含む電子機器として概念することも可能である。このような電子機器として
は、当該電気光学装置によって光変調した画像を拡大投射するプロジェクターなどが挙げ
られる。

実施形態に係る駆動方法が適用される表示装置の全体構成を示す図である。 表示装置における画素の構成を示す図である。 表示装置におけるフレームおよびサブフィールドの構成を示す図である。 表示装置におけるＳＦコード変換部の変換内容を示す図である。 表示装置におけるＳＦコード変換部の変換内容を示す図である。 フレームに対する透過率変化を隣接階調同士で比較して示す図である。 フレームに対する透過率変化を隣接階調同士で比較して示す図である。 実施形態におけるオン電圧、オフ電圧を示す図である。 表示装置を適用したプロジェクターの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。この図に
示されるように、電気光学装置１は、制御回路１０、メモリー２０、変換部３０、表示回
路１００、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０に大別される。
このうち、制御回路１０は、図示省略した上位装置から供給される垂直走査信号Ｖs、
水平走査信号Ｈsおよびドットクロック信号Ｃlkに同期して各部を制御する。
また、表示回路１００には、画素１１０がマトリクス状に配列している。詳細には、表
示回路１００には、１０８０行の走査線１１２が図においてＸ（水平）方向に延在する一
方、１９２０列のデータ線１１４が走査線１１２と電気的な絶縁を保ちつつ、図において
Ｙ（垂直）方向に延在している。そして、走査線１１２とデータ線１１４との交差に対応
するように画素１１０がそれぞれ設けられている。
したがって、本実施形態において、画素１１０は、表示回路１００において縦１０８０
行×横１９２０列のマトリクス状に配列することになる。ただし、本発明をこの配列に限
定する趣旨ではない。

メモリー２０は、縦１０８０行×横１９２０列で配列する画素に対応した記憶領域を有
し、各記憶領域は、それぞれ画素１１０に対応した映像信号Ｖidを記憶する。映像信号Ｖ
idは、画素１１０の明るさ（階調レベル）を、本実施形態では「０」から「２５５」まで
の「１」毎の刻みで指定する。
なお、この映像信号Ｖidは、図示省略した上位装置から供給され、制御回路１０によっ
て画素に対応する記憶領域に記憶される一方で、表示回路１００で書込対象の画素に対応
したものがメモリー２０から表示データＤaとして読み出される構成となっている。
変換部３０は、読み出された表示データＤaを、当該表示データＤaで指定される階調レ
ベルと、データｓfnで示されるサブフィールドとにしたがって、画素１１０（液晶素子）
をオンまたはオフさせるかを示す表示ビットＤbに変換するものである。なお、この変換
内容については後述する。

説明の便宜上、画素１１０の構成について図２を参照して説明する。図２は、画素１１
０の等価回路を示す図であり、ｉ行およびこれに隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列およびこ
れに隣接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の４画素分の構成が示されている。
ここで、ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であっ
て、本実施形態では、１以上１０８０以下の整数であり、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０
が配列する列を一般的に示す場合の記号であって、１以上１９２０以下の整数である。

図２に示されるように、各画素１１０は、ｎチャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transist
or：薄膜トランジスター）１１６と液晶素子１２０と補助容量１２５とを含む。
ここで、各画素１１０については互いに同一構成なので、ｉ行ｊ列に位置するものを例
にとって説明すると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０におけるＴＦＴ１１６のゲート電極はｉ
行目の走査線１１２に接続される一方、そのソース電極はｊ列目のデータ線１１４に接続
され、そのドレイン電極は液晶素子１２０の一端たる画素電極１１８と補助容量１２５の
一端に接続されている。また、液晶素子１２０の他端は、コモン電極１０８である。この
コモン電極１０８は、全ての画素１１０にわたって共通であって、本実施形態では電圧Ｌ
Ｃcomに保たれている。また、補助容量１２５の他端は、容量線１１５であり、全ての画
素１１０にわたって共通であって、コモン電極１０８と同じ電圧ＬＣcomに保たれている
。このため、補助容量１２５は、画素１１０毎に液晶素子１２０に対して並列に接続され
た構成になっている。

表示回路１００は、走査線１１２や、データ線１１４、ＴＦＴ１１６、画素電極１１８
、補助容量１２５などが形成された素子基板と、コモン電極１０８が形成された対向基板
とが一定の間隙を保って、電極形成面が互いに対向するように貼り合わせられるとともに
、この間隙に液晶１０５が封止された構成となっている。このため、液晶素子１２０は、
画素電極１１８とコモン電極１０８とが液晶１０５を挟持した構成である。
本実施形態では、素子基板および対向基板にガラス等の透明基板を用いるとともに、素
子基板の対向面には、高温ポリシリコンプロセスによって、ＴＦＴ１１６などとともに走
査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０が形成される。
なお、素子基板にシリコン基板を用いて、いわゆるＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Sili
con）型として、制御回路１０や、メモリー２０、変換部３０をすべて形成した構成とし
ても良い。ＬＣＯＳ型の場合、液晶素子１２０は反射型となる。

ところで、液晶素子１２０がノーマリーブラックモードであるとした場合、液晶素子１
２０の透過率（反射型とした場合には反射率）は、当該液晶素子１２０への印加電圧、す
なわち、画素電極１１８およびコモン電極１０８とによる電位差がゼロのときに最低（黒
）になり、電圧の実効値が大きくなるにつれて増加する（明るくなる）。
一般に、液晶素子１２０によって階調を表現する場合、走査線１１２を選択してＴＦＴ
１１６をオンさせて、データ線１１４を介して液晶素子１２０に目的とする階調に応じた
アナログ電圧を印加する、という電圧変調方式（アナログ駆動）が採用される。これに対
して、本実施形態では、画素電極１１８にオン電圧またはオフ電圧のいずれかのみを印加
して次のようにして階調表示を行う。詳細には、本実施形態において階調表示は、１フレ
ームを複数のサブフィールドに分割するとともに、画素電極１１８にオン電圧を印加して
液晶素子１２０をオン状態とさせる期間、および、オフ電圧を印加して液晶素子１２０を
オフ状態とさせる期間を、サブフィールドを単位として時間配分して制御する、というデ
ジタル駆動によって実行する。

ノーマリーブラックモードにおいて、最も暗い状態の透過率を相対透過率０％とし、最
も明るい状態の透過率を相対透過率１００％としたとき、液晶素子１２０への印加電圧の
うち、相対透過率が１０％となる電圧を光学的しきい値電圧といい、相対透過率が９０％
となる電圧を光学的飽和電圧という。本実施形態において用いるオン電圧とは、仮にそれ
が画素電極１１８に印加された場合に、液晶素子１２０を飽和電圧以上にしてオン状態と
させる電圧をいう。また、オフ電圧とは、仮にそれが画素電極１１８に印加された場合に
、液晶素子１２０を光学的しきい値電圧以下にしてオフ状態にさせる電圧をいう。

このように本実施形態では、液晶素子１２０をオン状態またはオフ状態にする期間を、
サブフィールドを単位として配分して制御することによって実行される。そこで次に、本
実施形態におけるサブフィールドの構成について説明する。

図３は、本実施形態におけるサブフィールドの構成を示す図である。
この図において、１フレームとは、１カット（コマ）分の映像信号Ｖidが上位装置から
供給される期間、または、１カットの分の画像を表示回路１００が形成するのに要する期
間をいい、垂直走査信号Ｖsの周波数が６０Ｈｚである場合、その１周期分の１６．６７
ミリ秒になる。
この図に示されるように、本実施形態において、１フレームの期間は、４つのブロック
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに等分割され、さらに各ブロックは、８つのサブフィールドに分割されて
いる。このため、１フレームは、計３２個のサブフィールドに分割されるので、便宜的に
、各サブフィールドについては１フレームの最初から順番にｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、…
、ｓｆ３２と呼ぶことにする。

ここで、各ブロックの期間長は、それぞれ４．１７ミリ秒である。ブロックＡにおける
サブフィールドｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、ｓｆ４、ｓｆ５、ｓｆ６、ｓｆ７、ｓｆ８の期
間長は、それぞれ１．７２ミリ秒、０．８０ミリ秒、０．６０ミリ秒、０．４０ミリ秒、
０．３０ミリ秒、０．２０ミリ秒、０．１０ミリ秒、０．０５ミリ秒に設定されている。
換言すれば、サブフィールドの期間長について、最も短いサブフィールドｓｆ８の期間
長を「１」として重み付けした場合、サブフィールドｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、ｓｆ４、
ｓｆ５、ｓｆ６、ｓｆ７の期間長の重みは、それぞれ「３４．４」、「１６」、「１２」
、「８」、「６」、「４」、「２」となる。
ブロックＢにおけるサブフィールドｓｆ９〜ｓｆ１６、ブロックＣにおけるサブフィー
ルドｓｆ１７〜ｓｆ２４、および、ブロックＤにおけるサブフィールドｓｆ２５〜ｓｆ３
２については、ブロックＡにおけるサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８と同様な期間長に設定
されている。

次に、このようにフレームを構成するサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ３２に対し、階調レ
ベル毎に、どのようにオンオフを割り当てられているかについて説明する。

図４および図５は、階調レベルに対して、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ３２のうち、サ
ブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に対し、階調レベル毎に割り当てられたオンオフパターン
を示す図であって、図１における変換部３０の変換内容を示す図である。なお、この図に
おいて、サブフィールドｓｆ１７〜ｓｆ３２が省略されているが、その理由は次の通りで
ある。すなわち、本実施形態では、画素１１０に液晶素子１２０を含んだ構成としている
ので、液晶素子１２０を交流駆動する必要がある。そこで、本実施形態では、１フレーム
の前半に位置するブロックＡ、Ｂをそれぞれ正極性で駆動し、後半に位置するブロックＣ
、Ｄをそれぞれ負極性で駆動するとともに、前半と後半とで同じオンオフパターンで駆動
する構成としている。このため、後半のブロックＣ、Ｄについては、前半のブロックＡ、
Ｂと同じオンオフパターンになるので、図示を省略している。また、階調レベルが「７８
」〜「２５５」についても省略している。

さて、図４および図５に示されるように、本実施形態では、階調レベル毎に、サブフィ
ールドｓｆ１〜ｓｆ１６（ｓｆ１７〜ｓｆ３２）にオンすべきか、オフにすべきかが規定
されている。例えば図４において、階調レベルが「１１」である場合、サブフィールドｓ
ｆ４（ｓｆ２０）において「０」とあるので、オフにすべきことが規定されている。また
例えば図５において、階調レベルが「４５」である場合、サブフィールドｓｆ１３（ｓｆ
２９）において「１」とあるので、オンにすべきことが規定されている。

本実施形態では、液晶素子１２０がノーマリーブラックモードであるので、階調レベル
が最低の「０」である場合、すべてのサブフィールドにわたってオフさせることが規定さ
れている。
階調レベルが「１」である場合、期間長が最も短いサブフィールドｓｆ８、ｓｆ１６の
うち、サブフィールドｓｆ８だけがオンさせることが規定されている。次に階調レベルが
「２」であれば、サブフィールドｓｆ８に加えて、サブフィールドｓｆ１６についてもオ
ンさせることが規定されている。
続いて階調レベルが「３」である場合、期間長が２番目に短いサブフィールドｓｆ７、
ｓｆ１５のうち、サブフィールドｓｆ７だけがオンさせることが規定されている。ここで
、階調レベルが「２」であるときにオンするサブフィールドの期間長の重みの和は「２」
である。一方、階調レベルが「３」であるときにオンするサブフィールドの期間長の重み
の和についても「２」であり、階調レベルが「２」であるときと同一である。このため、
階調レベルが「２」である場合と「３」である場合とで実際に表現される階調に差が生じ
ないようにみえる。ただし、本実施形態において用いている液晶素子１２０は、電圧変化
に対して光学応答が比較的遅い。すなわち、画素電極１１８へのオン電圧（またはオフ電
圧）の印加に対して透過率が緩慢に変化する。このため、サブフィールドｓｆ８とｓｆ１
６とで離散的にオン駆動させたときと、サブフィールドｓｆ７で同じ期間だけ連続的にオ
ン駆動させたときとでは、オン駆動する期間和が同じであっても、実際の透過率は、連続
的にオン駆動させたとき方が離散的にオン駆動させたときよりも大きくなる（明るくなる
）。
図４および図５においては、このような特性を利用して、各サブフィールドでのオンま
たはオフを規定している。これによって、本実施形態では、オンするサブフィールドの期
間和の相違以上の階調表現が可能となっている。

階調レベルが「４」である場合、サブフィールドｓｆ７に加えて、期間の重みが最も小
さく、かつ、サブフィールドｓｆ７から時間的に離れたサブフィールドｓｆ１６をオンさ
せることが規定されている。なお、サブフィールドｓｆ８ではなく、サブフィールドｓｆ
１６をオンさせた理由は、次の通りである。すなわち、サブフィールドｓｆ８をオンさせ
ると、すでにオンしているサブフィールドｓｆ７とオン期間が連続してしまい、階調レベ
ルの変化に対して、実際の階調が大きく変動することになり、低階調側での細かい階調変
化に不向きであるからである。
また、この場合、ブロックＡでは、重みが「２」のサブフィールドｓｆ７がオンし、ブ
ロックＢでは、重みが「１」のサブフィールドｓｆ１６がオンするので、ブロック同士で
比較したとき、ブロックＢにわたってオンにするサブフィールドの期間和が、ブロックＡ
にわたってオンするサブフィールドの期間和以下になっている。

階調レベルが「５」である場合、階調レベル「４」のときと比較すると、ブロックＡの
サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８については変更されない。ただし、ブロックＢについては
サブフィールドｓｆ１６がオンからオフに変更されるとともに、当該サブフィールドｓｆ
１６よりも重みが１ランクだけ大きく、かつ、時間的に隣接するサブフィールドｓｆ１５
がオフからオンに変更されている。
なお、階調レベルが変化していたときに、ブロックＢにおいて、それまでオンさせてい
たサブフィールドのうち、重みが最も大きいサブフィールドを変更するときの効果につい
ては、階調レベルが「５３」から「５４」に変化する場合を例にとって後述することにす
る。

階調レベルが「６」である場合、階調レベル「５」のときと比較して、ブロックＡのサ
ブフィールドｓｆ８がオンに変更される。
階調レベルが「７」である場合、階調レベル「６」のときと比較して、ブロックＢのサ
ブフィールドｓｆ１６がオンに変更される。
また、この場合、ブロックＡでは、サブフィールドｓｆ７、ｓｆ８がオンし、ブロック
Ｂでは、同じ重みのサブフィールドｓｆ１５、ｓｆ１６がオンするので、ブロック同士で
比較したとき、ブロックＡにわたってオンにするサブフィールドの期間和が、ブロックＢ
にわたってオンするサブフィールドの期間和と同じになっている。この場合でも、ブロッ
クＡにわたってオンにするサブフィールドの期間和が、ブロックＢにわたってオンするサ
ブフィールドの期間和以下になっている。

階調レベルが「８」である場合、階調レベル「７」のときと比較すると、ブロックＢの
サブフィールドｓｆ９〜ｓｆ１６ついては変更されない。ただし、ブロックＡについては
、サブフィールドｓｆ７、ｓｆ８がオフに変更されるとともに、このうち、重みが最も大
きかったサブフィールドｓｆ７よりも重みが１ランクだけ大きく、かつ、時間的に隣接す
るサブフィールドｓｆ６がオフからオンに変更されている。
なお、階調レベルが変化していたときに、ブロックＡにおいて、それまでオンさせてい
たサブフィールドのうち、重みが最も大きいサブフィールドを変更するときの効果につい
ては、階調レベルが「６４」から「６５」に変化する場合を例にとって後述することにす
る。
このように以降の階調レベルについても、同様にしてサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６
（ｓｆ１７〜ｓｆ３２）のオンオフが定められている。

説明を再び図１に戻すと、走査線駆動回路１３０は、制御回路１０から供給されるスタ
ートパルスＤyをクロック信号Ｃlyにしたがって順次シフトし、走査信号Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3、
…、Ｇ1080として、１、２、３、…、１０８０行目の走査線１１２に供給するものである
。本実施形態では、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ３２の各々において、走査線１１２を１
、２、３、…、１０８０行目という順番で選択して、液晶素子１２０を各サブフィールド
に対応してオンまたはオフさせる。
このため制御回路１０は、図３に示されるように１フレームの最初から各サブフィール
ドの期間長に応じたタイミングでスタートパルスＤyを出力するとともに、クロック信号
Ｃlyを生成して、走査線駆動回路１３０に供給する。
なお、この構成では、期間長が最も短いサブフィールドｓｆ８（ｓｆ１６、ｓｆ２４、
ｓｆ３２）の期間内に、すべての走査線の選択を完了させる必要があるが、例えば特開２
００４−１７７９３０号公報に記載された技術を用いて、走査線を１、２、３、４、…行
目という順番ではなく、１、（ｎ＋１）、２、（ｎ＋２）、３、（ｎ＋３）、４、（ｎ＋
４）、…行目というようにｎ行だけ飛び越した順番で選択する構成としても良い。

データ線駆動回路１４０は、変換部３０によって変換された表示ビットＤbを、クロッ
ク信号Ｃlxで順次サンプリングするとともに、信号Ｆrpで指定された極性の電圧に変換し
て、データ線１１４にデータ信号として供給するものである。
詳細には、データ線駆動回路１４０は、表示ビットＤbがオンを示す「１」である場合
であって、正極性書込が指定されていれば電圧Ｖon(+)に、負極性書込が指定されていれ
ば電圧Ｖon(-)に、それぞれ変換する一方、オフを示す「０」である場合であって、正極
性書込が指定されていれば電圧Ｖoff(+)に、負極性書込が指定されていれば電圧Ｖoff(-)
に、それぞれ変換する。
このため制御回路１０は、図３に示されるように信号Ｆrpを、ブロックＡ、Ｂにおいて
Ｈレベルにして正極性を指定し、ブロックＣ、ＤにおいてＬレベルにして負極性を指定す
る。また、制御回路１０は、特に図示しないが、メモリー２０からの読み出し（表示ビッ
トＤbへの変換）に合わせてクロック信号Ｃlxを生成し、データ線駆動回路１４０に供給
する。
なお、１、２、３、…、１９２０列目のデータ線１１４に供給されるデータ信号を、デ
ータ信号ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄ１９２０と表記する。

電圧Ｖon(+)およびＶon(-)は、液晶素子１２０に対するオン電圧であり、図８に示され
るように、電圧Ｖcを基準にして対称の位置関係にある。上述したように、本実施形態で
は、コモン電極１０８には電圧ＬＣcomが印加されているので、電圧Ｖon(+)が画素電極１
１８に印加されると液晶素子１２０には当該電圧Ｖon(+)と電圧ＬＣcomとの差電圧が、ま
た、電圧Ｖon(-)が画素電極１１８に印加されると液晶素子１２０には当該電圧Ｖon(-)と
電圧ＬＣcomとの差電圧が、それぞれ書き込まれてオン状態となる。
一方、電圧Ｖoff(+)およびＶoff(-)は、液晶素子１２０に対するオフ電圧であり、図８
に示されるように、電圧Ｖcを基準して対称の位置関係にある。この電圧Ｖoff(+)が画素
電極１１８に印加されると液晶素子１２０には当該電圧Ｖoff(+と電圧ＬＣcomとの差電圧
が、電圧Ｖb(-)が画素電極１１８に印加されると液晶素子１２０には当該電圧Ｖoff(-)と
電圧ＬＣcomとの差電圧が、それぞれ書き込まれてオフ状態となる。

なお、コモン電極１０８への印加電圧ＬＣcomは、図８に示されるように、基準電圧Ｖc
よりも低位側に設定される。これは、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６では、ゲート・ドレイ
ン電極間の寄生容量に起因して、オンからオフに状態変化するときにドレイン電極（画素
電極１１８）の電位が低下する、というプッシュダウンが発生するためである。仮に電圧
ＬＣcomを基準電圧Ｖcと一致させた場合、負極性書込による液晶素子１２０の電圧実効値
が、プッシュダウンのために、正極性書込による電圧実効値よりも若干大きくなってしま
う。このため、プッシュダウンの影響が相殺されるように、電圧ＬＣcomを基準電圧Ｖcよ
りも低位側にオフセットされる。ただし、プッシュダウンの影響が無視できるならば、電
圧ＬＣcomと基準電圧Ｖcとは一致するように設定しても良い場合がある。この場合、オフ
電圧については、極性にかかわらず、電圧ＬＣcomにすれば良い。
また、電圧については、本実施形態においては例えば走査線１１２への非選択電圧（Ｌ
レベル）を基準として、すなわち接地電位Ｇndを基準としている。なお、走査線１１２へ
の選択電圧（Ｈレベル）は、電圧Ｖon(+)よりも高い。

走査線駆動回路１３０が１行の走査線１１２に選択電圧を印加して、ＴＦＴ１１６をオ
ン（導通）させるとともに、データ線駆動回路１４０が、画素電極１１８に、データ線１
１４およびオン状態のＴＦＴ１１６を介して、オン電圧またはオフ電圧のデータ信号を供
給する。選択電圧を印加した走査線１１２とデータ信号を供給したデータ線１１４との交
差に対応する液晶素子１２０には、当該データ信号の電圧とコモン電極１０８に印加され
た電圧ＬＣcomとの差に相当する電圧が印加される。走査線１１２が非選択電圧になると
、ＴＦＴ１１６がオフ（非導通）状態となるが、液晶素子１２０では、ＴＦＴ１１６が導
通状態となったときに印加された電圧は、自身の容量性および補助容量１２５によって保
持される。
このため、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０によって、画素１１０
の液晶素子１２０を、サブフィールド毎に表示ビットにしたがってオンまたはオフで駆動
する駆動回路が構成されることになる。

次に、実施形態に係る電気光学装置１の動作について説明する。
図３に示されるように、垂直走査信号Ｖsが供給されると、制御回路１０は、スタート
パルスＤyを、当該垂直走査信号Ｖsで規定される１垂直走査期間（フレーム）において、
上述したサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ３２の重みに応じて分割した期間毎に出力する。ま
た、制御回路１０は、信号Ｆrpを、１フレームの前半ではＨレベルとして正極性を指定し
、１フレームの後半ではＬレベルとして負極性を指定する。また、制御回路１０は、１フ
レームの開始時からスタートパルスＤyを出力した回数をカウントして、そのカウント回
数を、現時点における表示回路１００のサブフィールドを示すデータｓfnとして変換部３
０に供給する。

制御回路１０は、垂直走査信号Ｖs、水平走査信号Ｈsおよびドットクロック信号Ｃlkに
同期して供給される映像信号Ｖidをメモリー２０に一旦格納する。
メモリー２０に格納した後、制御回路１０は、各サブフィードにおいて、ある行の走査
線の選択前に、当該行であって１〜１９２０列の画素に対応した表示データＤaをメモリ
ー４０から読み出す。変換部３０は、読み出された表示データＤaを、階調レベルとデー
タｓfnで示されるサブフィールドとに応じて、表示ビットＤbに画素毎に変換する。

走査線駆動回路１３０は、スタートパルスＤyを、クロック信号Ｃlyにしたがって転送
することによって、各サブフィールドにおいて走査信号Ｇ1〜Ｇ1080を順番にＨレベルに
する。ここで、ある行の走査線が走査線駆動回路１３０によって選択される前に、メモリ
ー２０から当該行の表示データＤaが読み出されて、変換部３０によって表示ビットＤbに
変換されているので、データ線駆動回路１４０には、当該走査線の選択前において、当該
走査線に対応する１〜１９２０列の画素に対応し、かつ、当該選択において書き込むべき
サブフィールドに対応した表示ビットＤbが供給されていることになる。
データ線駆動回路１４０は、当該１行分の表示ビットＤbを、それぞれオン電圧または
オフ電圧に、信号Ｆrpで指定された極性のデータ信号に変換するとともに、当該行の走査
線が選択されたときに、データ信号を１〜１９２０列のデータ線１１４に供給する。
当該行の走査線が選択されたとき、データ線１１４に供給されたデータ信号は、当該行
に対応するＴＦＴ１１６が導通状態となることによって液晶素子１２０の画素電極１１８
に印加され、これにより、当該液晶素子１２０は、指定された極性でオンまたはオフ駆動
されることになる。
なお、当該走査線の選択が終了すると、ＴＦＴ１１６が非導通状態となるが、液晶素子
１２０は、ＴＦＴ１１６の導通状態であったときに画素電極１１８に印加された電圧を容
量性によって保持するので、次回走査線が再び選択されるまで、オンまたはオフ駆動が維
持される。

このような動作が１つのサブフィールドにおいて１〜１０８０行目について順番に実行
される。さらに、この１つサブフィールドの動作が１フレームにおいてサブフィールドｓ
ｆ１〜ｓｆ３２の順番に実行される。
これにより、各画素は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ３２のそれぞれにおいて、表示ビ
ットＤbに応じてオンまたはオフ駆動されるので、１フレームを単位期間としてみたとき
の平均的な透過率は、階調レベルに応じた値となって、これにより階調が表現されるとと
もに、１フレームにおいて液晶素子１２０の交流駆動が完結することになる。

本実施形態によれば、例えば階調レベルが「５３」である場合、図５および図６に示さ
れるようにブロックＡ（Ｃ）のサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８（ｓｆ１７〜ｓｆ２４）に
おいては表示ビットＤbが「００１１１１００」にそれぞれ変換される。このときにオン
するサブフィールドｓｆ３〜ｓｆ６（ｓｆ１９〜ｓｆ２０）の期間を合計したときの時間
は「１．５０ｍ秒」であり、重みでいえば「３０」である。また、この場合、ブロックＢ
（Ｄ）のサブフィールドｓｆ９〜ｓｆ１６（ｓｆ２５〜ｓｆ３２）においては表示ビット
Ｄbが「０００１１０１１」にそれぞれ変換される。このときにオンするサブフィールド
ｓｆ１２、ｓｆ１３、ｓｆ１５、ｓｆ１６の期間を合計したときの時間は「０．８５ｍ秒
」であり、重みでいえば「１７」である。
次に階調レベルが「５３」から「５４」に「１」だけアップした場合に、ブロックＡ（
Ｃ）については変更がないが、ブロックＢについては、それまでオンしていたサブフィー
ルドのうち、重みが最も大きかったサブフィールドｓｆ１２よりも重みがワンランク大き
く、かつサブフィールドｓｆ１２に隣接するサブフィールドｓｆ１１がオンしている。一
方で、サブフィールドｓｆ１１がオンしただけでは、その期間和の変動分が大きくなり過
ぎるので、相殺する意味で、サブフィールドｓｆ１２、ｓｆ１５、ｓｆ１６がオフに変更
されている。このときにオンするサブフィールドｓｆ１１、ｓｆ１３の期間を合計したと
きの時間は「０．９０ｍ秒」であり、重みでいえば「１８」である。

階調レベルが「５４」である場合について、階調レベルが「５３」であったときと比較
すると、ブロックＡのサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８ついては変更されない。一方、ブロ
ックＢについては、サブフィールドｓｆ１２、ｓｆ１５、ｓｆ１６がオフに変更されると
ともに、それまでオンしていたサブフィールドのうち、重みが最も大きかったサブフィー
ルドｓｆ１２よりも重みがワンランクだけ大きく、かつ、時間的に隣接するサブフィール
ドｓｆ１１がオフからオンに変更されている。
階調レベルが「５３」から「５４」に変化するときに、ブロックＢにおいてオンする期
間和の変動分は、重みでいえば「１７」から「１８」への変化であるから「１」であり、
ブロックＡにおいてオンする期間和の「３０」に比べて小さい。このため、ブロックＢに
おいてサブフィールドｓｆ１２、ｓｆ１５、ｓｆ１６がオフに、サブフィールドｓｆ１１
がオンに、それぞれ変更されて、オンするサブフィールドの重心位置が移動しても、ブロ
ックＡにおいてすでにオンしているサブフィールドの期間和が支配的であって、ブロック
Ａでは重心移動しないので、ブロックＡ、Ｂを単位としてみたときに、ブロックＢでの重
心移動は無視することができる。
このように階調レベルが「５３」であるときと、「５４」であるときとの光学応答波形
について、複数フレームにわたって比較しても、図６に示されるように、ブロックＢでの
オンオフによる光学応答に対して、ブロックＡでのオンオフによる光学応答が支配的にな
るので、ブロックＡ、Ｂを単位としてみたときの、さらには、ブロックＣ、Ｄをくわえて
１フレームを単位としてみたときの重心移動を小さくすることができる。このため、階調
レベルが「５３」の画素と階調レベルが「５４」の画素とが表示回路１００上で隣接して
も、その隣接部分の境界で疑似輪郭の発生を抑えることが可能となる。

また、階調レベルが「６４」である場合、図５および図７に示されるようにブロックＡ
（Ｃ）のサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８（ｓｆ１７〜ｓｆ２４）においては表示ビットＤ
bが「００１１０１１１」にそれぞれ変換される。このときにオンするサブフィールドの
期間を合計したときの時間は「１．３５ｍ秒」であり、重みでいえば「２７」である。ま
た、この場合、ブロックＢ（Ｄ）のサブフィールドｓｆ９〜ｓｆ１６（ｓｆ２５〜ｓｆ３
２）においては表示ビットＤbが「００１１１１１０」にそれぞれ変換される。このとき
にオンするサブフィールドの期間を合計したときの時間は「１．６０ｍ秒」であり、重み
でいえば「３２」である。
次に階調レベルが「６４」から「６５」に「１」だけアップした場合に、ブロックＢ（
Ｄ）については変更がないが、ブロックＡについては、それまでオンしていたサブフィー
ルドのうち、重みが最も大きかったサブフィールドｓｆ３よりも重みがワンランク大きく
、かつサブフィールドｓｆ３に隣接するサブフィールドｓｆ２がオンしている。一方で、
サブフィールドｓｆ２がオンしただけでは、その期間和の変動分が大きくなり過ぎるので
、相殺する意味で、サブフィールドｓｆ３、ｓｆ７がオフに変更されている。このときに
オンするサブフィールドの期間を合計したときの時間は「１．４５ｍ秒」であり、重みで
いえば「１９」である。

階調レベルが「６５」である場合について、階調レベルが「６４」であったときと比較
すると、ブロックＢについては変更されない。一方、ブロックＡについては、サブフィー
ルドｓｆ３、ｓｆ７がオフに変更されるとともに、それまでオンしていたサブフィールド
のうち、重みが最も大きかったサブフィールドｓｆ３よりも重みがワンランクだけ大きく
、かつ、時間的に隣接するサブフィールドｓｆ２がオフからオンに変更されている。
階調レベルが「６４」から「６５」に変化するときに、ブロックＡにおいてオンする期
間和の変動分は、重みでいえば「２７」から「２９」への変化であるから「２」であり、
ブロックＡにおいてオンする期間和の「３２」に比べて小さい。このため、ブロックＡに
おいてサブフィールドｓｆ３、ｓｆ７がオフに、サブフィールドｓｆ２がオンに、それぞ
れ変更されて、オンするサブフィールドの重心位置が移動しても、ブロックＢにおいてす
でにオンしているサブフィールドの期間和が支配的であって移動しないので、ブロックＡ
、Ｂを単位としてみたときに、ブロックＡでの重心移動は無視することができる。
このような階調レベルが「６４」であるときと、「６５」であるときとの光学応答波形
について、複数フレームにわたって比較しても、図７に示されるように、ブロックＡでの
オンオフによる光学応答に対して、ブロックＢでのオンオフによる光学応答が支配的にな
るので、ブロックＡ、Ｂを単位としてみたときの、さらには、ブロックＣ、Ｄをくわえて
１フレームを単位としてみたときの重心移動を小さくすることができる。このため、階調
レベルが「６４」の画素と階調レベルが「６５」の画素とが表示回路１００上で隣接して
も、その隣接部分の境界で疑似輪郭の発生を抑えることが可能となる。

なお、この説明では、階調レベルが「５３」および「５４」のとき、階調レベルが「６
４」および「６５」のときについて例示したが、図４および図５を参照しても判るように
、ブロックＡの重心移動に対してブロックＢが支配的になるものとして、
階調レベルが「７」および「８」のとき、
階調レベルが「１４」および「１５」のとき、
階調レベルが「２６」および「２７」のとき、
階調レベルが「４１」および「４２」のとき、
階調レベルが「６４」および「６５」のときがある。
また、ブロックＢの重心移動に対してブロックＡが支配的になるものとして、
階調レベルが「４」および「５」のとき、
階調レベルが「１０」および「１１」のとき、
階調レベルが「２１」および「２２」のとき、
階調レベルが「３３」および「３４」のとき、
階調レベルが「５３」および「５４」のとき、
階調レベルが「７３」および「７４」のときがある。
そして、階調レベルの増加に対して、ブロックＡの重心移動に対してブロックＢが支配
的になるものと、ブロックＢの重心移動に対してブロックＡが支配的になるものとが交互
に現れることになる。

なお、上述した実施形態では液晶素子１２０をノーマリーブラックモードで説明したが
、ノーマリーホワイトモードとしても良い。また、１フレームを４つのブロックＡ〜Ｄに
分割したが、４の倍数個に分割して、例えば８個に分割して、１、２、５、６番目のブロ
ックを正極性（または負極性）で、３、４、７、８番目のブロックを負極性（または正極
性）で、それぞれ駆動しても良い。
また、画素１１０に液晶素子１２０ではなく、有機または無機ＥＬ素子や、電気泳動素
子などのように、交流駆動する必要のない素子を用いる場合には、１フレームを４つでは
なく、ブロックＡ、Ｂの２つに分割するだけも良い。

実施形態では、各ブロックについてサブフィールドの配置を、期間が長いものから短い
ものに順番に配置したが、逆に、期間が短いものから長いものに順番に配置しても良いし
、例えば短いサブフィールド（または長いサブフィールド）を中心に、時間的に先、後に
交互に、長い（短い）サブフィールドを配置させても良い。

次に、上述した電気光学装置１を用いた電子機器の一例として、当該電気光学装置をラ
イトバルブとして用いたプロジェクターについて説明する。図９は、このプロジェクター
の構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクター２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白
色光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２
から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロ
イックミラー２１０８によってＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離され
て、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれ
る。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐ
ために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなる
リレーレンズ系２１２１を介して導かれる。

このプロジェクター２１００では、表示回路１００を含む電気光学装置が、Ｒ色、Ｇ色
、Ｂ色のそれぞれに対応して３組設けられる。そして、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対
応する映像信号がそれぞれ上位回路から供給されて、階調レベルおよびサブフィールドに
対応した表示ビットに変換される構成となっている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇお
よび１００Ｂの構成は、上述した表示回路１００と同様であり、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれ
ぞれに対応する表示ビットに応じて、サブフィールド毎にそれぞれオンまたはオフで駆動
される。
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイク
ロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム
２１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。
したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ２１１４
によってカラー画像が投射されることとなる。

なお、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー２
１０８によって、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応する光が入射するので、カラーフィ
ルターを設ける必要はない。また、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイク
ロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１００
Ｇの透過像はそのまま投射されるので、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂによる水平走査
方向は、ライトバルブ１００Ｇによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像
を表示する構成となっている。

なお、電子機器としては、図９を参照して説明したプロジェクターの他、電子ビューフ
ァインダーや、リヤ・プロジェクション型のテレビジョン、ヘッドマウントディスプレイ
などが挙げられる。

１…電気光学装置、１０…制御回路、２０…メモリー、３０…変換部、１００…表示回路
、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１２０…液
晶素子、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、１１００…プロジェクタ
ー

Claims (5)

1. １フレームが、互いに等しい期間長を有するとともに、時間で連続する少なくとも２個のブロックに分割され、
   前記ブロックの各々が、それぞれ互いに異なる期間長のサブフィールドに分割され、
   前記サブフィールド毎に画素をオンまたはオフのいずれかに制御して階調表示を行う電気光学装置の駆動方法であって、
   一の階調レベルにおいて、前記少なくとも２個のブロックのうち、一方のブロックで一のサブフィールドがオンするとともに、前記一方のブロックにおいてオンするサブフィールドの期間和が、他方のブロックにおいてオンするサブフィールドの期間和以下である場合に、
   前記階調レベルが前記一の階調レベルから「１」だけ変化したとき、
   前記他方のブロックにおいて、サブフィールドのオンとオフが変化することなく、前記一方のブロックにおいて、変化前にオンしていたサブフィールドよりも期間長の長いサブフィールドが新たにオンする場合、
   前記新たにオンするサブフィールドは、前記変化前にオンしていたサブフィールドに対して、期間長が最も近く、かつ、時間で隣り合うサブフィールドであり、前記変化前にオンしていたサブフィールドは、オフになる
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
2. 前記階調レベルが前記一の階調レベルから「１」だけ変化したとき、
   前記他方のブロックにおいて、各サブフィールドのオンオフは変化しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の駆動方法。
3. 前記画素に液晶素子を含み、
   前記１フレームに含まれる前記ブロック数は、４の倍数であり、
   ２個のブロックと他の２個のブロックとで、同じオンオフパターンで、極性反転して駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の駆動方法。
4. 複数の画素を有し、
   １フレームが、互いに等しい期間長を有するとともに、時間で連続する少なくとも２個のブロックに分割され、
   前記ブロックの各々が、それぞれ互いに異なる期間長のサブフィールドに分割され、
   前記サブフィールド毎に画素をオンまたはオフのいずれかに制御する電気光学装置であって、
   前記画素の階調レベルを指定する表示データを、前記オンまたはオフのいずれかを指定する表示ビットに、前記サブフィールドに対応して変換する変換部と、
   前記画素に対し前記サブフィールド毎に表示ビットにしたがってオンまたはオフで駆動する駆動回路と、
   を具備し、
   前記変換部は、
   一の階調レベルにおいて、前記少なくとも２個のブロックのうち、一方のブロックで一のサブフィールドがオンするとともに、前記一方のブロックにおいてオンするサブフィールドの期間和が、他方のブロックにおいてオンするサブフィールドの期間和以下である場合に、
   前記階調レベルが前記一の階調レベルから「１」だけ変化したとき、
   前記他方のブロックにおいて、サブフィールドのオンとオフが変化することなく、前記一方のブロックにおいて、変化前にオンしていたサブフィールドよりも期間長の長いサブフィールドが新たにオンする場合、
   前記新たにオンするサブフィールドは、前記変化前にオンしていたサブフィールドに対して、期間長が最も近く、かつ、時間で隣り合うサブフィールドであり、前記変化前にオンしていたサブフィールドは、オフになる
   ことを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。