专利名称：电光装置的驱动方法、驱动电路和电光装置以及电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用脉冲宽度调制来进行灰度显示控制的电光装置的驱动方法、驱动电路和电光装置以及电子装置。
背景技术：
在各种信息处理装置的显示部或液晶电视等中广泛地使用了电光装置、例如使用液晶作为电光材料的液晶显示装置，作为代替阴极射线管(CRT)的显示器件。
在此，现有的电光装置例如如下那样来构成。即，现有的电光装置由下述部分构成元件基板，设置了排列成矩阵状的像素电极和与该像素电极连接的TFT(薄膜晶体管)那样的开关元件等；对置基板，形成了与像素电极对置的对置电极；以及作为充填在该两基板之间的电光材料的液晶。而且，在这样的结构中，如果经扫描线对开关元件施加扫描信号，则该开关元件成为导通状态。在该导通状态时，如果经数据线对像素电极施加与灰度对应的电压的图像信号，则在该像素电极与对置电极之间的液晶层中蓄积与图像信号的电压对应的电荷。在电荷蓄积后，即使使该开关元件成为关断状态，该液晶层中的电荷的蓄积也由液晶层本身的电容性或蓄积电容等所维持。这样，如果使各开关元件驱动、根据灰度来控制使之蓄积的电荷量，则由于在每个像素中液晶的取向状态变化，故在每个像素中浓度就变化。因此，可进行灰度显示。
此时，由于使各像素的液晶层蓄积电荷这一点在一部分的期间内即可，故，第1，利用扫描线驱动电路来依次选择各扫描线，同时，第2，在扫描线的选择期间内，利用数据线驱动电路来依次选择数据线，第3，在被选择了的数据线上，对与灰度对应的电压的图像信号进行取样。利用这样的结构，可进行使多个像素共享扫描线和数据线的时间分割多路驱动。
发明的公开但是，对数据线施加的图像信号是与灰度对应的电压、即模拟信号。因此，由于必须在电光装置的外围电路中设置D/A变换电路或运算放大器等，故导致装置整体的成本提高。另外，由于起因于这些D/A变换电路或运算放大器等的特性、各种布线电阻等的不均匀性而发生显示不匀，故存在高品质的显示变得极为困难的问题，特别是，在进行高精细的显示的情况下，这个问题变得显著。
再者，在液晶等的电光物质中，施加电压与透射率的关系因电光物质的种类不同而不同。因此，作为驱动电光装置的驱动电路，希望是能与各种电光装置对应的通用电路。
本发明是鉴于上述的情况而进行的，其目的在于提供可进行高品质、高精细的灰度显示的电光装置、其驱动方法、其驱动电路以及使用了该电光装置的电子装置。
为了达到上述目的，本发明的第1方面是一种电光装置的驱动方法，其中，使以矩阵状配置的多个像素进行灰度显示，其特征在于在占据1帧的一部分的第1期间中，将该期间分割为多个子场，另一方面，在各子场中，根据各像素的灰度，控制该像素的导通或关断，在作为1帧的其它期间的第2期间中，根据该电光装置中被使用的电光材料的透射率对于施加电压的特性的阈值电压，使像素导通或关断。
按照本发明的第1方面，在1帧的第1期间中，根据像素的灰度对该像素的导通(或关断)期间进行脉宽调制，其结果，进行了由有效值控制的灰度显示。此时，在各子场中，只指示像素的导通或关断即可。
因而，在本发明的第1方面中，由于对像素的施加信号是数字信号，故可抑制因元件特性或布线电阻等的不均匀性引起的显示不匀，其结果，可进行高品质且高精细的灰度显示。另外，由于在第2期间中根据电光材料的阈值电压来控制像素的导通、关断，故即使在液晶的组成、单元间隙、或温度特性不同的情况下，也可在第2期间中对电光材料施加适当的电压。其结果，可在第2期间中吸收材料特性的不同。再有，第2期间没有必要是连续的，可分散在1帧期间中。
再有，在本发明中，所谓1帧，可以是与以往通过与水平扫描信号和垂直扫描信号同步地进行水平扫描和垂直扫描来形成一个光栅图像所需要的期间。
在此，在本发明的第1方面的一个形态中，其特征在于上述像素对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则按照对该数据线施加了的电压进行导通关断，在上述第1期间中，在上述每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，根据各像素的灰度，将指示导通或关断的信号分别供给与各像素对应的各数据线，在上述第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，根据上述电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值，对各数据线供给指示像素的导通或关断的信号。而且，在该形态中，该工作对于全部的像素来进行。
在此，希望上述第2期间由使全部的像素导通的导通期间和使全部的像素关断的关断期间构成，根据上述电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值来决定上述导通期间的长度。再者，也可检测温度，根据检测出的温度，决定上述第2期间中的上述导通期间的长度。此时，即使伴随环境温度的变化、透射率的阈值发生变化，也可跟随该变化使导通期间可变。在此，所谓检测温度，可以是直接检测电光装置本身的温度，也可以是检测电光装置外围的温度。即，指的是检测对电光物质的特性产生影响的温度变化。
此外，为了达到上述目的，本发明的第2方面是一种电光装置的驱动电路，该电路驱动像素，上述像素由像素电极和开关元件构成，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则使该数据线与该像素电极之间导通，其特征在于，具备扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与各像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据该像素的灰度在每个子场中指示该像素的导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值指示使像素导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线。
按照本发明的第2方面，根据与上述本发明的第1方面同样的原因，由于对像素的施加信号是数字信号，故可抑制因元件特性或布线电阻等的不均匀性引起的显示不匀，其结果，可进行高品质且高精细的灰度显示。另外，由于在第2期间中根据电光材料的阈值电压来控制像素的导通、关断，故即使在液晶的组成、单元间隙、或温度特性不同的情况下，也可在第2期间中对电光材料施加适当的电压。其结果，可提高该驱动电路的通用性。
其次，为了达到上述目的，本发明的第3方面是一种电光装置，其特征在于，具备元件基板，具备像素电极和开关元件，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，利用经该扫描线被供给的扫描信号，控制该数据线与该像素电极的导通；对置基板，具备相对于上述像素电极相对地配置的对置电极；电光材料，被夹持在上述元件基板与上述对置基板之间；扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与各像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据该像素的灰度在每个子场中指示该像素的导通或关断的信号2值供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值指示使像素导通或关断的2值信号供给与该像素对应的数据线。
按照本发明的第3方面，根据与上述本发明的第1和第2方面同样的原因，由于对像素的施加信号是数字信号，故可抑制因元件特性或布线电阻等的不均匀性引起的显示不匀，其结果，可进行高品质且高精细的灰度显示。
在本发明的第3方面中，希望对上述对置电极施加2值信号，根据上述2值信号的电平，反转指示像素的导通或关断的信号的极性。在对对置电极施加一个电平的情况和施加另一个电平的情况下，如果将两者电平的中间值作为基准来考虑，则对像素施加的电压为极性互相反转且绝对值相等。因此，可防止对被像素电极和对置电极夹持的电光材料施加直流分量。
此外，在本发明的第3方面中，也可将上述对置电极的电位固定于一定的基准电位，以一定的周期，反转指示像素的导通或关断的信号的极性。再者，指示上述像素的导通或关断的信号可以是以上述基准电位为中心反转了极性的3值信号。在这样的结构中，如果将基准电位作为中心来考虑，则对像素施加的电压为极性互相反转且绝对值相等。因此，可防止对被像素电极和对置电极夹持的电光材料施加直流分量。
此外，按照本发明的第3方面的一个形态，希望上述元件基板由半导体衬底构成，上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路在上述元件基板上被形成，另一方面，上述像素电极具有反射性。由于半导体衬底的电子迁移率高，故对于在该衬底上形成的开关元件或驱动电路的构成元件等，可谋求高速响应性和尺寸的小型化。再有，由于半导体衬底是不透明的，故电光装置可作为反射型来使用。
再者，为了达到上述目的，在本发明的第4方面的电子装置中，由于具备了上述电光装置，故不需要D/A变换电路或运算放大器等，再者，不受到这些D/A变换电路或运算放大器等的特性或各种布线电阻等的不均匀性的影响。因而，按照该电子装置，可抑制成本，同时可进行高品质且高精细的灰度显示。
附图的简单说明图1(a)是示出本发明的实施形态的电光装置中的电压-透射率特性的图，(b)是示出因液晶的种类引起的电压-透射率特性的变化的图。
图2(a)、(b)和(c)是说明该电光装置中的Von期间、Voff期间和子场的概念用的图。
图3是示出该电光装置的电结构的框图。
图4(a)、(b)和(c)是分别示出该电光装置的像素的一种形态的框图。
图5是示出该电光装置中的开始脉冲生成电路的结构的框图。
图6是示出该电光装置中的数据线驱动电路的结构的框图。
图7(a)和(b)分别是示出该电光装置中的数据变换电路的灰度数据的变换内容和Von期间及Voff期间的2值信号的内容的表。
图8是示出该电光装置的工作的时序图。
图9是以帧为单位示出该电光装置中施加到对置基板上的电压和施加到像素电极上的电压的时序图。
图10是示出该电光装置中的数据线驱动电路的应用形态的框图。
图11是示出该应用形态的数据线驱动电路的工作的时序图。
图12是示出该电光装置的应用形态中的时钟信号供给控制电路的结构的框图。
图13是示出该时钟信号供给控制电路的工作的时序图。
图14是该电光装置的应用形态的3值信号生成电路的电路图。
图15是以帧为单位示出该电光装置中的施加到对置基板上的电压和施加到像素电极上的电压的时序图。
图16是示出该电光装置的结构的平面图。
图17是示出该电光装置的结构的剖面图。
图18是示出应用形态中的工作的时序图。
图19是示出作为应用了该电光装置的电子装置的一例的投影仪的结构的剖面图。
图20是示出作为应用了该电光装置的电子装置的一例的个人计算机的结构的斜视图。
图21是示出作为应用了该电光装置的电子装置的一例的携带电话机的结构的斜视图。
符号的说明100……电光装置101……元件基板101a……显示区域102……对置基板105……液晶(电光材料)108……对置电极112……扫描线114……数据线116……晶体管118……像素电极119……蓄积电容
130……扫描线驱动电路140……数据线驱动电路1410……X移位寄存器1420……第1锁存电路1430……第2锁存电路1440……3值信号生成电路200……时序信号生成电路210……开始脉冲发生电路300……数据变换电路400……时钟信号供给控制电路用于实施发明的最佳形态以下，参照
本发明的实施形态。
<理论的前提>
首先，在说明本实施形态之前，说明作为本实施形态的电光装置的前提的子场的概念。一般来说，在使用了液晶作为电光材料的液晶装置中，如果以在不施加电压的状态下进行黑显示的常黑模式为例，则对液晶层施加的电压有效值(使电压为恒定、使导通电压的脉冲宽度变化的情况)与相对透射率(或反射率)的关系为图1(a)中示出的关系。即，随着对液晶层施加的电压有效值增加，透射率非线性地增加并达到饱和。再有，在此所谓的相对透射率，是将透射光量的最低值和最高值分别作为0％和100％进行归一化的透射率。
在此，假定本实施形态的电光装置进行8级灰度显示，以3位示出的灰度(浓淡)数据分别指示该图中示出的透射率。此时，在除了透射率0％和透射率100％的中间透射率中，如果将对液晶层施加的电压有效值分别定为V1、V2、…、V6，则在以往成为将这些电压经数据线施加到液晶层上的结构。因此，如现有的技术中已说明的那样，关于与中间灰度对应的电压V1、V2、…、V6，，容易受到因D/A变换电路或运算放大器等的模拟电路的特性或各种布线电阻等的离散性引起的影响，再者，由于从像素相互间来看容易变成不均匀，故难以进行高品质且高精细的灰度显示。
因此，在本实施形态的电光装置中，第1，采用将瞬间地对液晶层施加的电压定为例如与低电平相当的电压VL(＝0)和与高电平相当的电压VH的某一个的结构。
另一方面，如果在1帧(1f)的整个期间中对液晶层施加电压VL，则因为在该全部期间中成为关断显示，故透射率为0％。再者，如果在1帧期间中控制对液晶层施加电压VL的期间与施加电压VH的期间的比率，构成为对液晶层施加的电压有效值为V1、V2、…、V6，则理应能进行与该电压对应的灰度显示。此外，即使对液晶层施加的电压有效值超过V7，因为饱和性的缘故，透射率为100％。
在此，如果将透射率从0％开始上升的电压值定为Va，则V1、V2、…、V6可用Va+(V1-Va)、Va+(V2-Va)、…、Va+(V6-Va)来表示。换言之，如果将与必要的透射率对应的有效电压值定为Vd，则Vd作为透射率从0％开始上升的电压值Va与Vd-Va的合计来给出。此外，如上所述，在本实施形态中，在1帧期间中控制对液晶层施加电压VL的期间与施加电压VH的期间的比率，使对液晶层施加的电压有效值为Vd。
因此，在本实施形态的电光装置中，第2，为了发生与灰度数据对应的有效电压值Vd-Va，将1帧(1f)期间的一部分的期间(第1期间)作为必要的期间来确保，将该期间分割为多个期间，根据灰度数据，决定在每个期间中对液晶层施加电压VL、或施加电压VH，由此，对液晶层施加作为Vd-Va的值的有效电压。在以下的说明中，将被分割了的多个期间称为子场。
此外，在本实施形态的电光装置中，第3，在1帧(1f)期间的其它期间(第2期间子场以外的期间)中，决定对液晶层施加电压VL、或施加电压VH，以便将从0％开始上升的电压值Va作为有效电压值施加到液晶层上。再有，在以下的说明中，将对液晶层施加电压VH的期间称为Von期间，对液晶层施加电压VL的期间称为Voff期间。
但是，在液晶的透射率对于施加电压的特性中，其阈值电压Vth随液晶的组成或液晶层的厚度(单元间隙)或环境温度而变化。在此，所谓阈值电压，是为了得到透射率10％而对液晶施加的必要的电压。在图1(b)示出的例中，阈值电压Vth按透射率特性X、Y、Z的顺序而变大。在此，在灰度显示方面必要的有效电压在透射率特性X的情况下处于从Vax到Vbx的范围内，另一方面，在透射率特性Z的情况下处于从Vaz到Vbz的范围内。因而，根据液晶的种类，在灰度显示方面必要的有效电压的范围不同。电压Va根据液晶的种类不同而不同，是根据阈值电压Vth来确定的值。换言之，电压Va根据在电光装置中使用的液晶的阈值电压Vth而变化。另一方面，在电光装置的驱动电路中，希望有能与各种电光装置对应的通用的电路。
因此，在本实施形态的电光装置中，第4，根据在电光装置中被使用的液晶的阈值电压Vth，在上述的其它期间(第2期间T2)中，使对液晶层施加电压VH的Von期间可变。
图2示出1帧的分割的形态。图2(a)是在1帧的开始之后开始第2期间T2、在其结束后分割为子场的第1期间开始的形态。此外，图2(b)是第2期间T2的Von期间和Voff期间被分离、在这些期间之间插入第1期间T1的形态。再者，图2(c)是将第2期间T2分散在第1期间T1中的形态。由于液晶的灰度显示由施加到其上的电压的有效值来确定，故也可在1帧中以任何方式来配置各子场、Von期间、Voff期间。
在此，如图1(a)中所示，如果灰度数据是3位，则如图2中所示，将上述的第1期间T1分割为7个期间。将该已分割的7个期间方便地称为子场Sf1、Sf2、…、Sf6、Sf7。而且，例如假定该电光装置中被使用的液晶的透射率特性是图1(b)中示出的X。此时，首先在第2期间T2中，必须对液晶施加与电压Vax相当的有效电压。在此，电压有效值由在1周期(1帧)中对电压瞬时值的2次方进行了平均后的平方根来给出。因此，对于1帧(1f)，将施加电压VH的Von期间设定为(Vax/VH)2的期间。由此，对于全部的像素，可与灰度数据无关地至少对液晶层将Vax那样的电压值作为有效电压来施加。
此外，在某个像素的灰度数据为(001)的情况下(即，进行将该像素的透射率定为14.3％的灰度显示的情况下)，作成下述结构在1帧(1f)期间中，在子场Sf1中，对该像素的液晶层施加电压VH，另一方面，在其它期间中，施加电压VL(＝0)。此时，将子场Sf1的期间设定为可将V1-Vax那样的电压值作为有效电压来施加的期间。因而，在第1期间中，由于通过只对子场Sf1施加电压VH，将电压值V1作为有效电压值施加到液晶上，故可进行将该像素的透射率定为14.3％的中间灰度显示。
此外，例如灰度数据为(010)的情况下(即，进行将该像素的透射率定为28.6％的灰度显示的情况下)，作成下述结构在1帧(1f)期间中，在子场Sf1和子场Sf2中，对该像素的液晶层施加电压VH，另一方面，在其它期间中，施加电压VL。在此，将子场Sf1和子场Sf2的累计期间设定为可将V2-Vax那样的电压值作为有效电压来施加的期间。由此，由于在1帧(1f)期间中对液晶层施加的电压有效值为电压V2，故可进行将该像素的透射率定为28.6％的中间灰度显示。
同样，例如灰度数据为(011)的情况下(即，进行将该像素的透射率定为42.9％的灰度显示的情况下)，作成下述结构在1帧(1f)期间中，在子场Sf1～Sf3中，对该像素的液晶层施加电压VH，另一方面，在其它期间中，施加电压VL。在此，将子场Sf1～Sf3的累计期间设定为可将V3-Vax那样的电压值作为有效电压来施加的期间。由此，由于在1帧(1f)期间中对液晶层施加的电压有效值为电压V3，故可进行将该像素的透射率定为42.9％的中间灰度显示。以下，以同样的方式，分别设定子场Sf4～Sf7的期间。
这样，在将第1期间分割为7个子场Sf1、Sf2、…、Sf7的同时，根据灰度数据，决定是否在各子场中对液晶层施加电压VH或VL，在第2期间中，决定对液晶层施加电压VL、或施加电压VH，以便将从透射率为0％开始上升的电压值Va作为有效电压值施加到液晶层上，因此，尽管对该液晶层施加的电压是VL和VH的2值，但可进行与各透射率对应的灰度显示。在这里，参照
该结构。
<整体结构>
首先，本实施形态的电光装置是使用了液晶作为电光材料的液晶装置，如后述那样，成为下述结构互相保持一定的间隙将元件基板与对置基板粘贴起来，在该间隙中夹持作为电光材料的液晶。此外，在本实施形态的电光装置中，使用半导体衬底作为元件基板，在其上与驱动像素的晶体管一起，形成了外围驱动电路等。再有，该例的电光装置如图2(b)中所示，将1帧按Von期间、子场Sf1～Sf7、Voff期间的顺序进行分割。
图3是示出该电光装置的电结构的框图。在图中，时序信号生成电路200按照从未图示的主装置供给的垂直扫描信号Vs、水平扫描信号Hs和点时钟信号DCLK，生成其次说明的各种时序信号或时钟信号等。首先，第1，交流化信号FR是每一帧进行电平反转的信号。第2，交流化驱动信号LCOM是每一帧进行电平反转并施加到对置基板的对置电极上的信号。再有，交流化驱动信号LCOM相对于交流化信号FR滞后锁存脉冲LP的1个时钟相位。第3，开始脉冲DY是在Von期间、Voff期间的开始和各子场中最初输出的脉冲信号。第4，时钟信号CLY是规定扫描侧(Y侧)的水平扫描期间的信号。第5，锁存脉冲LP是在水平扫描期间的最初输出的脉冲信号，在时钟信号CLY的电平变化(即，上升和下降)时输出。第6，时钟信号CLX是规定所谓的点时钟的信号。
另一方面，在元件基板上的显示区域101a上在图中沿X(行)方向延伸地形成了多条扫描线112，此外，沿Y(列)方向延伸地形成了多条数据线114。而且，与扫描线112与数据线114的各交叉点对应地设置了像素110，排列成矩阵状。在此，为了说明的方便起见，在本实施形态中，将扫描线112的总条数定为m条、将数据线114的总条数定为n条(m、n分别为2以上的整数)、作为m行×n列的矩阵型显示装置来说明，但本发明不限定于此。
<像素的结构>
作为像素110的具体的结构，例如，可举出图4(a)中示出的结构。在该结构中，晶体管(MOS型FET)116的栅与扫描线112连接，源与数据线114连接，漏与像素电极118连接，同时，在像素电极118与对置电极108之间夹持作为电光材料的液晶105，形成了液晶层。在此，如后述那样，对置电极108实际上是在对置基板的一个面上形成以便与像素电极118对置的透明电极。再有，在通常的电光装置中，对置电极108的电位保持为恒定值，但在本实施形态的电光装置中，被施加上述的交流化驱动信号LCOM，成为每一帧进行电平反转的结构。此外，在像素电极118与对置电极108之间，形成了蓄积电容119，防止了在液晶层中被蓄积的电荷的漏泄。再有，在该实施例中，在像素电极118与对置电极108之间形成了蓄积电容119，但也可在像素电极118与接地电位GND间或像素电极118与栅线间等形成。
在此，在图4(a)中示出的结构中，由于只使用了一种沟道型作为晶体管116，故必须有偏置(offset)电压，但如果如图4(b)中作成互补地组合P沟道型晶体管与N沟道型晶体管的结构，则可抵消偏置电压的影响。但是，在该互补型的结构中，由于必须供给互相排他的电平作为扫描信号，故对于1行的像素110，必须有2条扫描线112a、112b。
再者，作为像素110的结构，也可是图4(c)中示出的结构。在该例中，数据线114由2条数据线114a和114b构成。对数据线114a供给数据信号，另一方面，对数据线114b供给使数据信号的极性反转了的反转数据信号。此外，晶体管(MOS型FET)120和121的栅与扫描线112连接，晶体管120的源与数据线114a连接，晶体管121的源与数据线114b连接。而且，在晶体管120和121的漏间设置了倒相器122和123作为锁存电路。另外，设置了分别供给导通电压Von和关断电压Voff的电压供给线126和127，经传输门124和125将这些电压有选择地施加到像素电极118上。再有，将传输门124和125构成为在控制输入端子的电平为高电平时成为导通状态，另一方面，在该电平为低电平时成为关断状态。
在该例中，在扫描线112的电压为高电平的情况下，因为晶体管120和121成为导通状态，故分别将数据信号和反转数据信号供给传输门124和125的控制输入端子。因而，如果数据信号的电平为高电平，就对像素电极118施加导通电压Von，另一方面，如果该电平为低电平，就对像素电极118施加关断电压Voff。相反，在扫描线112的电压为低电平的情况下，因为晶体管120和121成为关断状态，故利用锁存电路(倒相器122和123)维持之前的状态。
<开始脉冲生成电路>
如上所述，在本实施形态中，将1帧分割为根据灰度数据在各子场中对液晶层施加2值电压的第1期间T1和根据液晶的阈值电压对液晶层施加2值电压的第2期间T2。
利用开始脉冲DY来控制Von期间、Voff期间和子场的切换。在时序信号生成电路200的内部生成该开始脉冲DY。在此，说明在时序信号生成电路200中生成开始脉冲DY的开始脉冲生成电路的结构。
图5是示出开始脉冲生成电路的结构例的框图。如图5中所示，开始脉冲生成电路210由下述部分构成计数器211；比较器212；多路转换器213；环形计数器214；D触发器215；以及OR(或)电路216。
计数器211对点时钟DCLK进行计数，但利用OR电路216的输出信号对计数值进行复位。此外，在场的开始时，对OR电路216的一个输入端子供给只在点时钟DCLK的1周期的期间内成为高电平的复位信号RSET。因而，计数器211至少在帧的开始时刻，使计数值复位。
比较器212比较计数器211的计数值与多路转换器213的输出数据值，在两者一致时，输出为高电平的一致信号。多路转换器213根据对开始脉冲DY的个数进行计数的环形计数器214的计数结果，有选择地输出数据Don、Ds1、Ds2、…、Ds7、Doff。在此，数据Don、Ds1、Ds2、…、Ds7、Doff分别与图2(b)中示出的各期间Von、Sf1、Sf2、…、Sf7、Voff对应。此外，数据Don是根据液晶的阈值电压Vth来确定的，是可变的。例如，可对于电光装置的制品机种预先进行设定，或者，也可在出厂时进行调整，以便补偿各制品的离散性。再者，也可设置调整旋钮，以便委托使用者进行调整，通过使用者操作该旋钮，使数据Don的值可变。另外，也可用温度传感器检测出液晶显示装置的温度或液晶显示装置外围的温度，根据检测温度，与液晶的温度特性相一致地使数据Don的值可变。再有，因为数据Don的值与数据Doff的值的合计是一定的，故在使数据Don的值增加、减少的情况下，与其相应地变更数据Doff的值。这样，如果与液晶的温度特性相一致地使Von期间的长度可变，则可跟随环境温度的变化使施加到液晶上的电压的有效值可变，因此，即使温度变化，也可将被显示的灰度或对比度保持为恒定。
此外，如果计数器的计数值到达子场的边界，则比较器212输出一致信号。因为该一致信号经OR电路216反馈到计数器211的复位端子上，故计数器211从子场的边界起再次开始计数。此外，D触发器215利用Y时钟信号YCLK锁存OR电路216的输出信号，生成开始脉冲DY。
<扫描线驱动电路>
再次返回到图3进行说明。扫描线驱动电路130是被称为Y移位寄存器的电路，按照时钟信号CLY传送在子场的最初供给的开始脉冲DY，对扫描线112的每一条作为扫描信号G1、G2、G3、…、Gm依次排他地来供给。
<数据线驱动电路>
此外，数据线驱动电路140在某个水平扫描期间中依次锁存了与数据线114的条数相当的n个2值信号Ds后，将已锁存的n个2值信号Ds在下一个水平扫描期间中作为数据信号d1、d2、d3、…、dn一起供给分别对应的数据线114。在此，数据线驱动电路140的具体结构与图6中示出的结构相同。即，数据线驱动电路140由X移位寄存器1410、第1锁存电路1420和第2锁存电路1430构成。其中，X移位寄存器1410按照时钟信号CLX传送在水平扫描期间的最初供给的锁存脉冲LP，作为锁存信号S1、S2、S3、…、Sn依次排他地来供给。其次，第1锁存电路1420在锁存信号S1、S2、S3、…、Sn的下降沿处依次锁存2值信号Ds。而且，第2锁存电路1430在锁存脉冲LP的下降沿处一起锁存由第1锁存电路1420已锁存的2值信号Ds的每一个，同时作为数据信号d1、d2、d3、…、dn供给数据线114的每一条。
<数据变换电路>
其次，说明数据变换电路300。为了在子场Sf1～Sf7的每一个中根据灰度写入高电平或低电平，必须以某种形态来变换与像素对应的灰度数据。此外，为了通过写入2值的电压将从液晶的透射率特性为0％开始上升的电压Va作为有效电压施加到液晶层上，必须在Von期间中对液晶层施加高电平的电压。
图3中的数据变换电路300是为此而设置的。即，数据变换电路300成为下述结构与垂直扫描信号Vs、水平扫描信号Hs和点时钟信号DCLK同步地被供给，而且，在每个子场Sf1～Sf7中将与每个像素对应的3位的灰度数据D0～D2变换为2值信号Ds，同时，在Von期间中将高电平的2值信号Ds供给各像素，在Voff期间中将低电平的2值信号Ds供给各像素。
在此，在数据变换电路300中，必须作成识别在1帧中是哪个子场、或是Von期间、还是Voff期间的结构。关于该结构，例如可用下述的方法来识别。即，在本实施形态中，为了进行交流化驱动，利用交流化驱动信号LCOM使对置电极108的电位每一帧反转，因此，在数据变换电路300的内部，在对开始脉冲DY进行计数的同时，设置利用交流化信号FR的电平变化(上升和下降)对该计数结果进行复位的计数器，通过参照该计数结果，可识别目前的子场等。
此外，数据变换电路300必须根据交流化信号FR的电平将灰度数据D0～D2变换为2值信号Ds。具体地说，数据变换电路300成为下述的结构在交流化信号FR为低电平的情况下按照图7(a)中示出的内容输出与灰度数据D0～D2对应的2值信号Ds，另一方面，在交流化信号FR为高电平的情况下按照图7(b)中示出的内容来输出。另外，在Von期间中，必须将高电平的电压有效地施加到液晶层上，在Voff期间中，必须将低电平的电压有效地施加到液晶层上。因此，成为在这些期间中、根据交流化信号FR的电平输出图7中示出的2值信号Ds的结构。
再有，关于该2值信号Ds，由于必须与扫描线驱动电路130和数据线驱动电路140中的工作同步地输出，故对数据变换电路300供给开始脉冲DY、与水平扫描同步的时钟信号CLY、规定水平扫描期间的最初的锁存脉冲LP和与点时钟信号相当的时钟信号CLX。此外，如上所述，在数据线驱动电路140中，在某个水平扫描期间中，在第1锁存电路1420以点顺序的方式锁存了2值信号后，在下一个水平扫描期间中，第2锁存电路1430成为作为数据信号d1、d2、d3、…、dn一起供给各数据线114的结构，因此，数据变换电路300与扫描线驱动电路130和数据线驱动电路140中的工作相比，成为以超前1个水平扫描期间的时序输出2值信号Ds的结构。
<工作>
其次，说明上述的实施形态的电光装置的工作。图8是说明该电光装置的工作用的时序图。
首先，交流化信号FR是每一帧(1f)进行电平反转的信号。另一方面，在Von期间、Voff期间和各子场的开始时供给开始脉冲DY。
在此，如果在交流化信号FR为低电平的1帧(1f)中供给开始脉冲DY，则利用按照扫描线驱动电路130(参照图3)中的时钟信号CLY的传送，在期间(t)中依次排他地输出扫描信号G1、G2、G3、…、Gm。再有，将期间(t)设定为比最短的子场更短的期间。
扫描信号G1、G2、G3、…、Gm分别具有与时钟信号CLY的半周期相当的脉冲宽度，此外，成为下述结构从上算起的与第1条扫描线112对应的扫描信号G1在被供给了开始脉冲DY后、在时钟信号CLY最初上升之后，至少延迟了时钟信号CLY的半周期而输出。因而，在被供给开始脉冲DY之后到输出扫描信号G1为止，对数据线驱动电路140供给锁存脉冲LP的1个单拍(G0)。
因此，试研究被供给了该锁存脉冲LP的1个单拍(G0)的情况。首先，如果对数据线驱动电路140供给该锁存脉冲LP的1个单拍(G0)，则利用按照数据线驱动电路140(参照图6)中的时钟信号CLX的传送，在水平扫描期间(1H)中依次排他地输出锁存信号S1、S2、S3、…、Sn。该锁存信号S1、S2、S3、…、Sn分别具有与时钟信号CLX的半周期相当的脉冲宽度。
此时，图6中的第1锁存电路1420在锁存信号S1的下降沿处锁存对于与从上算起的第1条扫描线112和从左算起的第1条数据线114的交叉点对应的像素110的2值信号Ds，其次，在锁存信号S2的下降沿处锁存对于与从上算起的第1条扫描线112和从左算起的第2条数据线114的交叉点对应的像素110的2值信号Ds，以下，以同样方式锁存对于与从上算起的第1条扫描线112和从左算起的第n条数据线114的交叉点对应的像素110的2值信号Ds。
由此，首先，利用第1锁存电路1420以点顺序的方式锁存在图3中对应于与从上算起的第1条扫描线112的交叉点的1行像素部分的2值信号Ds。再有，不用说，数据变换电路300与由第1锁存电路1420进行的锁存的时序相一致地将各像素的灰度数据D0～D2变换为2值信号Ds并输出。此外，在此，由于设想了交流化信号FR为低电平的情况，故参照图7(a)中示出的表，再根据灰度数据D0～D2，输出与子场Sf1相当的2值信号Ds。
其次，如果时钟信号CLY下降、输出扫描信号G1，则选择在图3中从上算起的第1条扫描线112的结果，对应于与该扫描线112的交叉点的像素110的晶体管116全部变成导通。另一方面，利用该时钟信号CLY的下降沿输出锁存脉冲LP。而且，在该锁存脉冲LP的下降沿时序中，第2锁存电路1430将由第1锁存电路1420以点顺序的方式锁存了的2值信号Ds作为数据信号d1、d2、d3、…、dn一起供给对应的数据线114的每一条。因此，在从上算起的第1行的像素110中，同时进行数据信号d1、d2、d3、…、dn的写入。
与该写入并行地利用第1锁存电路1420以点顺序的方式锁存在图3中对应于与从上算起的第2条扫描线112的交叉点的1行像素部分的2值信号Ds。
然后，到输出与第m条扫描线112对应的扫描信号Gm为止，重复进行同样的工作。即，在输出某个扫描信号Gi(i是满足1≤i≤m的整数)的1个水平扫描期间(1H)中，并行地进行对于与第i条扫描线112对应的像素110的1行部分的数据信号d1～dn的写入和对于与第(i+1)条扫描线112对应的像素110的1行部分的2值信号Ds的点顺序的锁存。再有，将写入到像素110中的数据信号保持到下一个子场Sf2中的写入为止。
以下，每当供给规定子场的开始的开始脉冲DY时，重复进行同样的工作。但是，数据变换电路300(参照图1)关于从灰度数据D0～D2向2值信号Ds的变换，参照子场Sf1～Sf7中的对应的子场的项目。
此外，在Von期间和Voff期间期间中，也进行同样的写入。但是，在Von期间期间中，2值信号Ds的电平始终是高电平，另一方面，在Voff期间期间中，2值信号Ds的电平始终是低电平。
再者，在经过1帧后，即使在交流化信号FR反转为高电平的情况下，在各子场中也重复进行同样的工作。但是，关于从灰度数据D0～D2向2值信号Ds的变换，参照图7(b)中示出的表。此外，在Von期间和Voff期间期间中，也参照图7(b)中示出的表。
其次，通过进行这样的工作，研究对于像素110中的液晶层的施加电压。图9是示出灰度数据和对于像素110中的像素电极118的施加波形的时序图。
例如，在交流化驱动信号LCOM为低电平的情况下，在某个像素的灰度数据D0～D2为(000)时，按照图7(a)中示出的变换内容的结果，如图9中所示，在Von期间对该像素的像素电极118写入高电平，在其它期间中写入低电平。在此，如上所述，在Von期间中写入高电平的情况下，对该液晶层施加的电压有效值为Va。因而，该像素的透射率为与灰度数据(000)对应的0％。
此外，在某个像素的灰度数据D0～D2为(100)时，按照图7(a)中示出的变换内容的结果，如图9中所示，在Von期间和子场Sf1～Sf4中对该像素的像素电极118写入高电平，在以后的子场Sf5～Sf7和Voff期间中写入低电平。在此，子场Sf1～Sf4的期间在1帧(1f)中所占的比例与(V4-Va)对应，此外，Von期间的比例与(Va)对应，因此，在1帧中对该像素的像素电极118施加的电压有效值为114。因而，该像素的透射率与灰度数据(100)对应，为57.1％。再有，关于其它的灰度数据，不需要另外进行说明。
再者，在某个像素的灰度数据D0～D2为(111)时，按照图7(a)中示出的变换内容的结果，如图9中所示，除了Voff期间外，在整个1帧(1f)中对该像素的像素电极118写入高电平。因而，该像素的透射率与灰度数据(111)对应，为100％。
另一方面，在交流化驱动信号LCOM为高电平的情况下，对像素电极118施加与高电平的情况相比反转了的电平。因此，在将高电平与低电平的中间值作为电压的基准来看的情况下，在交流化驱动信号LCOM为高电平的情况下，对各液晶层的施加电压是与交流化驱动信号LCOM为低电平的情况的施加电压极性反转了的电压，而且，其绝对值相等。因而，避免对液晶层施加直流分量的事态的结果，防止了液晶105的性能变坏。
按照这样的实施形态的电光装置，根据灰度特性的电压比率，将1帧(1f)分割为子场Sf1～Sf7，在每一子场中，对像素写入高电平或低电平，控制1帧中的电压有效值。因此，由于在本实施形态中供给数据线114的数据信号d1～dn只是高电平或低电平，是2值的，故在驱动电路等的外国电路中不需要高精度的D/A变换电路或运算放大器等那样的处理模拟信号用的电路。因此，由于大幅度地使电路结构简化，故可将装置整体的成本抑制得较低。再者，由于供给数据线114的数据信号d1～dn是2值的，故在原理上不发生起因于元件特性或布线电阻等的不均匀性的显示不匀。因此，按照本实施形态的电光装置，可进行高品位且高精细的灰度显示。
另外，由于可与子场分开地在1帧内分配Von期间和Voff期间、利用液晶的透射率特性开始上升的电压值Va来调整Von期间的长度，故可应用于使用了各种液晶的电光装置，可扩展装置的通用性。
再有，在上述的实施形态中，将交流化驱动信号LCOM定为以1帧的周期进行电平反转，但本发明不限定于此，例如也可作成以2帧以上的周期进行电平反转的结构。但是，在上述的实施形态中，由于作成下述结构数据变换电路300对开始脉冲DY进行计数，同时通过利用交流化信号FR的变化对该计数结果进行复位来识别目前的子场，故在以2帧的周期进行电平反转的情况下，必须供给规定帧用的某种信号。
此外，关于对各像素施加的电压，有时该电压因晶体管116的特性、蓄积电容119或液晶的电容等而发生移动。在这样的情况下，有时也根据电压的移动量来变更对对置电极108施加的电压LCOM。
<应用形态①>
在上述的实施形态中，必须在比最短的子场更短的期间(t)内结束各子场的写入。另一方面，在上述的实施形态中，定为8级灰度显示，但例如象16级灰度显示、64级灰度显示、……那样为了提高灰度显示的级数，必须进一步缩短子场的期间、在更短的期间内结束各子场的写入。
但是，由于驱动电路、特别是数据线驱动电路140中的X移位寄存器1410实际上在上限附近工作，故在该状态下不能提高灰度显示的级数。因此，说明在这一点上进行了改良的应用形态。
图10是示出该应用形态中的电光装置中的数据线驱动电路的结构的框图。在该图中，在按照时钟信号CLX传送锁存脉冲LP这一点上，X移位寄存器1412与图6中所示的X移位寄存器1410相同，但在其级数为一半这一点上与X移位寄存器1410不同。即，如果设想满足n＝2p的整数p，则X移位寄存器1412成为依次输出锁存信号S1、S2、S3、…、Sp的结构。
此外，在该应用形态中，将2值信号分成从左算起对第奇数条的数据线114的2值信号Ds1和对第偶数条的数据线114的2值信号Ds2的2个系统而供给。再者，在第1锁存电路1422中，对应于与第奇数条的数据线114锁存2值信号Ds1的电路与对应于与第偶数条的数据线114锁存2值信号Ds2的电路成为1组，成为分别在同一的锁存信号的下降沿处同时进行锁存的结构。
因而，按照这样的数据线驱动电路140，如图11中所示，由于利用同一的锁存信号S1、S2、S3、……同时锁存2个像素部分的2值信号Ds1、Ds2，故在将时钟信号CLX的频率维持为与上述实施形态相同的情况下，可将必要的水平扫描期间缩短为一半。再者，构成X移位寄存器1412的单位电路的级数从与数据线114的总条数对应的「n」削减为其一半、即「p」。因此，与X移位寄存器1410(参照图6)相比，可简化X移位寄存器1412的结构。
另一方面，如果将必要的水平扫描期间定为相同，则构成X移位寄存器1412的单位电路的级数为一半即可这一点意味着可使时钟信号CLX下降为一半。因此，如果将水平扫描期间定为相同，则也可抑制起因于工作频率而消耗的功率。
再有，在该应用形态中将利用锁存信号进行同时的锁存的第1锁存电路1422的个数定为「2」，但当然也可定为「3」以上。此时，可将2值信号分成与该个数对应的系统来供给。
<应用形态②>
此外，在上述实施形态中，在期间(t)内结束Von期间、Voff期间和各子场中的写入。因此，在某个子场中，在写入结束后到开始下一个子场为止的期间等中，在各像素的液晶层中只进行已写入的电压的保持工作。
另一方面，对上述实施形态中的驱动电路、特别是数据线驱动电路140供给非常高的频率的时钟信号CLX。一般来说，由于在移位寄存器中具备很多个在栅处输入时钟信号的时钟倒相器，故如果从作为时钟信号CLX的供给源的时序信号生成电路200来看，则X移位寄存器1410(1412)成为电容负载。
因而，在进行上述的保持工作的期间中，在供给时钟信号CLX的结构中，因电容负载而无效地消耗功率的结果，导致功耗的增大。因此，说明在这一点上进行了改良的应用形态。
在该应用形态中，成为在从时序信号生成电路200输出的时钟信号CLX到达X移位寄存器1410(1412)之前，插入图12中示出的时钟信号供给控制电路400的结构。在此，时钟信号供给控制电路400具备RS触发器402和AND(与)电路404。其中，RS触发器402在置位输入端S上输入开始脉冲DY，同时在复位输入端R上输入扫描信号Gm。此外，AND电路404求出从时序信号生成电路200供给的时钟信号CLX与从RS触发器402的输出端Q输出的信号的“与”信号，将其作为对于数据线驱动电路140中的X移位寄存器1410(1412)的时钟信号CLX来供给。
在此，在时钟信号供给控制电路400中，如果在某个子场的最初供给开始脉冲DY，则由于RS触发器402被置位，故从其输出端Q输出的信号为高电平。因此，由于AND电路404打开，故如图13中所示，开始对于X移位寄存器1410(1412)的时钟信号CLX的供给。而且，在数据线驱动电路140中，以在其之后供给的锁存脉冲LP为契机，进行第1锁存电路1420(1422)的2值信号的点顺序的锁存。
另一方面，在由开始脉冲DY开始了时钟信号CLX的供给后，如果在其子场中供给选择最后(从上算起第m条)的扫描线112的扫描信号Gm，则由于RS触发器402被复位，故从其输出端Q输出的信号为低电平。因此，由于AND电路404关闭，故如图13中所示，隔断对于X移位寄存器1410(1412)的时钟信号CLX的供给。在此，在供给扫描信号Gm之前，因为与第m条扫描线112的交叉点对应的1行像素部分的2值信号理应被第1锁存电路1420(1422)锁存，故到下一个子场的开始为止，即使时钟信号CLX被隔断，也没有问题。再有，在图13中，由于时钟信号CLX的频率压到性地高于时钟信号CLY的频率，故只示出时钟信号CLX的包络线。
因而，如果设置这样的时钟信号供给控制电路400，则由于只在必要时对X移位寄存器1410(1412)供给时钟信号CLX，故可相应地抑制因电容负载而消耗的功率。此外，即使在Y侧的时钟信号CLY中也可设置同样的时钟信号供给控制电路，但时钟信号CLY的频率压到性地低于X侧的时钟信号CLX的频率。因此，在Y侧，因电容负载而消耗的功率与X侧相比，不太成为问题。
<应用形态③>
在上述的实施形态、应用形态①和②中，对对置电极108施加了作为2值信号的交流化驱动信号LCOM。这是为了防止对液晶105施加直流分量。与此不同，应用形态③将对置电极108的电位固定于预先确定的基准电位Vref，对液晶105进行交流化驱动。
应用形态③的电光装置除了将在时序信号生成电路200中生成的交流化驱动信号LCOM固定于基准电位Vref这一点、作为数据变换电路300的输出信号的2值信号Ds始终输出图7的(a)的真值表(FR＝L时)所示的逻辑电平这一点(即，即使在FR＝H的情况下，也输出图7的(a)中示出的2值信号Ds)和在数据线驱动电路140中内置生成3值信号的3值信号生成电路1440这一点外，与上述的实施形态的电光装置同样地构成。
图14是3值信号生成电路1440的电路图。该3值信号生成电路1440被设置在图6或图10中示出的第2锁存电路1430的后级，将在高电平与低电平之间变化的第2锁存电路1430的各输出信号d1、d2、d3、…、dn变换为3值信号，将其作为数据信号d1’、d2’、d3’、…、dn’供给各数据线114。
如图14中所示，该3值信号生成电路1440由开关SW1和n个开关SW21、SW22、SW23、…SW2n构成。此外，从未图示的电压源对3值信号生成电路1440供给基准电位Vref、以其为中心的正极性侧的正电压+V、负极性侧的负电压-V。开关SW1由交流化信号FR控制，在其逻辑电平为高电平时选择负电压-V，另一方面，在其逻辑电平为低电平时选择正电压+V。
其次，对开关SW21、SW22、SW23、…SW2n的各控制端子供给信号d1、d2、d3、…、dn。各开关SW21～SW2n被构成为在这些控制端子的电平为高电平时选择开关SW1的输出信号，另一方面，在这些控制端子的电平为低电平时选择基准电位Vref。这样，可不使用放大器等的模拟电路而以数字的方式生成3值的数据信号d1’、d2’、d3’、…、dn’。
在以上的结构中，如果交流化信号FR为高电平，则将负电压-V供给开关SW21～SW2n的一方的输入端子。此时，在第2锁存电路1430的各输出信号d1～dn为高电平时，各开关SW21～SW2n选择负电压-V，另一方面，在输出信号d1～dn为低电平时，各开关SW21～SW2n选择基准电位Vref。因而，数据信号d1’～dn’在各输出信号d1～dn为高电平时被激活，在该期间中进行使像素导通的控制。
此外，相反，在交流化信号FR为低电平时，对开关SW21～SW2n的一方的输入端子供给正电压+V。此时，在第2锁存电路1430的各输出信号d1～dn为高电平时，各开关SW21～SW2n选择正电压+V，另一方面，在输出信号d1～dn为低电平时，各开关SW21～SW2n选择基准电位Vref。因而，数据信号d1’～dn’在各输出信号d1～dn为高电平时被激活，在该期间中进行使像素导通的控制。
图15是表示应用形态③的电光装置中的灰度数据与对像素110中的像素电极118的施加波形的时序图，与图9相对应。如该图中所示，对像素电极118的施加波形(在该例中，是数据信号d1’)以基准电位Vref为中心，在第1帧1f中偏向负极性侧，另一方面，在第2帧2f中偏向正极性侧。此外，调整成偏向负极性侧时的电压的绝对值与偏向正极性侧时的电压的绝对值为同一值V。因而，如果合起来考虑第1帧1f和第2帧2f，则对液晶105不施加直流电压。
在此，因为根据透射率特性的阈值来确定Von期间的长度，故即使对像素电极118的施加波形周期性地反转，也可有效地对液晶105施加与透射率特性的阈值对应的电压。此外，由于根据灰度数据调整以基准电位Vref为基准施加正电压+V和负电压-V的期间，故可有效地对液晶105施加与灰度数据对应的电压。即，虽然施加波形为3值，但如果认为对液晶105施加的电压是有效的，则可以说以2值方式对液晶105施加了使像素导通或关断的信号。在该意义上，应用形态③的电光装置与上述的实施形态的电光装置相同。
因而，按照应用形态③的电光装置，与上述实施形态相同，由于使像素导通或关断的信号是2值的，故在驱动电路等的外围电路中，不需要高精度的D/A变换电路或运算放大器等那样的处理模拟信号用的电路。另外，由于可与子场分开地在1帧内分配Von期间和Voff期间、利用透射率特性开始上升的电压值Va来调整Von期间的长度，故可应用于使用了各种液晶的电光装置，可扩展装置的通用性。
此外，对各像素施加的电压，有时因晶体管116的特性、蓄积电容119或液晶105的电容等而发生移动。在这样的情况下，最好根据移动量从数据信号d1’～dn’的中心电压(d1～dn为低电平时的电压)来移动作为交流化驱动信号LCOM对对置电极110施加的基准电压Vref。
<液晶装置的整体结构>
其次，关于上述的实施形态或应用形态的电光装置的结构，参照图16和图17来说明。在此，图16是示出电光装置100的结构的平面图，图17是图16中的A-A’线的剖面图。
如这些图中所示，电光装置100的结构如下利用密封材料104在互相保持一定的间隙的情况下将形成了像素电极118等的元件基板101与形成了对置电极108等的对置基板102贴合，同时，在该间隙内夹持了作为电光材料的液晶105。再有，实际上在密封材料104中有缺口部分，经该缺口部分封入了液晶105后，利用密封材料进行密封，但在这些图中将其省略。
在此，如上所述，由于元件基板101是半导体衬底，故是不透明的。因此，像素电极118由铝等的反射性金属形成，电光装置100作为反射型装置来使用。与此不同，由于对置基板102由玻璃等构成，故是透明的。
在元件基板101中，在密封材料104的内侧且在显示区域101a的外侧区域中设置了遮光膜106。在形成该遮光膜106的区域内，在区域130a中形成扫描线驱动电路130，此外，在区域140a中形成数据线驱动电路140。即，遮光膜106防止了光入射到在该区域中形成的驱动电路上。成为与对置电极108一起对该遮光膜106施加交流化驱动信号LCOM的结构。因此，在形成了遮光膜106的区域中，由于对液晶层的施加电压几乎为零，故成为与像素电极118的不施加电压状态相同的显示状态。
此外，在元件基板101中，在形成数据线驱动电路140的外侧且在隔开密封材料104的区域107中，形成多个连接端子，成为输入来自外部的控制信号或电源等的结构。
另一方面，关于对置基板102的对置电极108，利用基板贴合部分的4角中的至少1个部位上被设置的导通材料(图示省略)，来谋求元件基板101中的遮光膜106与连接端子的电导通。即，成为交流化驱动信号LCOM经在元件基板101上设置的连接端子施加到遮光膜106上和经导通材料施加到对置电极108上的结构。
另外，在对置基板102上，根据电光装置100的用途，例如，如果是直视型的，则第1，设置了排列成条状或镶嵌状、三角状等的滤色片，第2，例如设置了由金属材料或树脂等构成的遮光膜(黑色矩阵)。再有，在色光调制的用途的情况下，例如，作为后述的投影仪的背照光源来使用的情况下，不形成滤色片。此外，在直视型的情况下，根据需要在电光装置100上设置从对置基板102侧照射光的前灯。另外，在元件基板101和对置基板102的电极形成面上分别设置了在规定的方向上进行了研磨处理的取向膜(图示省略)，规定不施加电压的状态下的液晶分子的取向方向，另一方面，在对置基板102侧设置了与取向方向对应的偏振片(图示省略)。但是，如果使用在高分子中作为微小粒子分散了的高分子分散型液晶作为液晶105，则由于不需要上述的取向膜、偏振片等的结果，提高了光利用效率，故在高亮度化及低功耗化等方面是有利的。
<应用形态④>
在上述实施形态中，在1帧内设置了Von期间和Voff期间这两者，但也可只设置Von期间。以下，示出该实施形态。再有，关于与上述实施形态共同的部分，省略其说明，采取除了只设置Von期间外与上述实施形态同样的结构。
例如，在灰度数据为000的情况下，在全部的子场中输出使像素关断的2值信号Ds。此外，在灰度数据为001的情况下，在子场Sf0中输出使像素导通的电平的2值信号Ds。然后，在其以上的灰度数据的情况下，灰度数据之值每增加1，逐个地增加输出使像素导通的电平的2值信号Ds的子场的个数。
在此，在子场Sf0中，在灰度数据为001以上的情况下，与灰度数据无关地输出使像素导通的电平的2值信号Ds。这是为了对该像素施加与上述图1(a)中的阈值Va相当的有效电压而从数据变换电路300输出到数据线驱动电路140上的信号。而且，在使规定的电压VH持续了该子场Sf0的期间的情况下，将子场Sf0的时间长度确定为对像素施加与阈值Va相当的有效电压。关于子场Sf0以外的其它子场，也可考虑成为非均匀的时间长度，以便补偿液晶的电压/透射率特性的非线性，但在本实施形态中，由于使控制系统的电路结构简单起见，故使子场Sf0以外的各子场Sf1～Sf7成为均等的时间长度。
再有，在上述应用形态④中，在灰度数据为000的情况下在子场Sf0的期间中供给使像素关断的电压，但也可如其它灰度相同地在子场Sf0的期间中供给使像素导通的电压。这是因为，由于在子场Sf0的期间中对液晶施加的有效电压为Va，故在哪一种情况下，在透射率方面都没有差别。在图18中，示出在Sf0的期间中供给使像素导通的电压的情况的时序图。
再有，在灰度数据为000的情况下在子场Sf0的期间中供给使像素关断的电压的情况可谋求低功耗化和高对比度化，在供给使像素导通的电压的情况可使电路结构简单。
此外，本应用实施形态是初次示出的实施形态。
<其它>
此外，在实施形态中，将构成电光装置的元件基板101定为半导体衬底，在其中用MOS型FET形成了与像素电极118连接的晶体管116或驱动电路的构成元件等，但本发明不限于此。例如，也可将元件基板101作成玻璃或石英等的非晶质基板，作成在其上淀积半导体薄膜以形成TFT的结构。这样，如果使用TFT，则可使用透明基板作为元件基板101。
再者，作为电光材料，除了液晶外，可使用场致发光元件等，可应用于利用其电光效应进行显示的装置。
在有机EL的情况下，没有必要进行液晶那样的交流驱动，可消除极性反转。
即，本发明可应用于具有与上述的结构类似的结构的电光装置、特别是，使用进行导通或关断的2值显示的像素、进行灰度显示的电光装置的全部。
<电子装置>
其次，说明将上述的液晶装置用于具体的电子装置的几个例子。
<其1投影仪>
首先，说明使用了实施形态的电光装置作为光阀的投影仪。图19是示出该投影仪的结构的平面图。如该图中所示，在投影仪1100的内部，沿系统光轴PL配置了偏振光照明装置1110。在该偏振光照明装置1110中，来自灯1112的射出光因反射镜1114的反射而成为大致平行的光束，入射到第1积分透镜1120上。由此，来自灯1112的射出光被分割为多条中间光束。该被分割的中间光束利用在光入射侧具有第2积分透镜的偏振光变换元件1130变换为偏振光方向大致对齐的一种偏振光光束(s偏振光光束)，从偏振光照明装置1110射出。
从偏振光照明装置1110射出的s偏振光光束被偏振光光束分离器1140的s偏振光光束反射面1141反射。该反射光束中的蓝色光(B)的光束被分色镜1151的蓝色光反射层反射，被反射型的电光装置100B调制。此外，透过了分色镜1151的蓝色光反射层的光束中的红色光(R)的光束被分色镜1152的红色光反射层反射，被反射型的电光装置100R调制。另一方面，透过了分色镜1151的蓝色光反射层的光束中的绿色光(G)的光束透过分色镜1152的红色光反射层，被反射型的电光装置100G调制。
这样，分别被电光装置100R、100G、100B进行了色光调制的红色、绿色、蓝色的光由分色镜1152、1151、偏振光光束分离器1140依次进行了合成后，利用投射光学系统1160投射到屏幕1170上。再有，由于与R、G、B的各原色对应的光由分色镜1151、1152入射到电光装置100R、100B和100G上，故没有必要设置滤色片。
<其2可移动型计算机>
其次，说明将上述电光装置应用于可移动型的个人计算机的例子。图20是示出该个人计算机的结构的斜视图。在图中，计算机1200由具备键盘1202的本体部1204和显示单元1206构成。该显示单元1206通过在前面叙述的电光装置100的前面附加前灯来构成。
再有，在该结构中，由于将电光装置100作为反射直视型来使用，故希望在像素电极118中成为形成凹凸的结构，以便使反射光在各个方向上散射。
<其3携带电话机>
再者，说明将上述电光装置应用于携带电话机的例子。图21是示出该携带电话机的结构的斜视图。在图中，携带电话机1300除了具备多个操作按钮1302外，还具备耳机1304；送话口1306；以及电光装置100。在该电光装置100中，也根据需要，在其前面设置前灯。此外，在该结构中，由于电光装置100也作为反射直视型来使用，故希望在像素电极118中成为形成凹凸的结构。
再有，作为电子装置，除了参照图19～图21已说明的装置外，还可举出具备下述部分的装置等液晶电视、寻象器型或监视器直接观察型的磁带摄像机、车辆导航装置、寻呼机、电子笔记本、计算器、文字处理器、工程工作站、可视电话、POS终端、触摸屏等。当然，对于这些各种电子装置，可应用与实施形态或应用形态有关的电光装置。
如以上所说明的那样，按照本发明，将对数据线施加的信号进行2值化，可进行高品位的灰度显示。此外，可用简单的结构来适应各种液晶。
权利要求
1.一种电光装置的驱动方法，其中，使以矩阵状配置的多个像素进行灰度显示，其特征在于在占据1帧的一部分的第1期间中，将该期间分割为多个子场，另一方面，在各子场中，根据各像素的灰度，控制该像素的导通或关断，在作为1帧的其它期间的第2期间中，根据该电光装置中被使用的电光材料的透射率对于施加电压的特性的阈值电压，使像素导通或关断。
2.如权利要求1中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于在上述第2期间的与上述透射率特性的阈值电压对应的期间中，只使像素导通。
3.如权利要求1中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于将上述第2期间分散在上述1帧的期间中。
4.如权利要求1中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于上述像素对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则按照对该数据线施加了的电压进行导通关断，在上述第1期间中，在上述每个子场中，对扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，根据各像素的灰度，将指示导通或关断的信号分别供给与各像素对应的各数据线，在上述第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，根据上述电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值，对各数据线供给指示像素的导通或关断的信号。
5.如权利要求4中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于上述第2期间由使全部的像素导通的导通期间和使全部的像素关断的关断期间构成，根据上述电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值来决定上述导通期间的长度。
6.如权利要求5中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于检测温度，根据被检测的上述温度，决定上述第2期间中的上述导通期间的长度。
7.一种电光装置的驱动方法，其中，使以矩阵状配置的多个像素进行灰度显示，其特征在于在占据1帧的一部分的第1期间中，将该期间分割为多个子场，另一方面，在各子场中，根据各像素的灰度，控制该像素的导通或关断，在作为1帧的其它期间的第2期间中，根据该电光装置中被使用的电光材料的透射率对于施加电压的特性的阈值电压，使像素导通。
8.如权利要求7中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于将上述第2期间分散在上述1帧的期间中。
9.如权利要求7中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于上述像素对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则按照对该数据线施加了的电压进行导通关断，在上述第1期间中，在上述每个子场中，对扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，根据各像素的灰度，将指示导通或关断的信号分别供给与各像素对应的各数据线，在上述第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在与上述电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值对应的期间中，对各数据线供给指示像素的导通的信号。
10.如权利要求9中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于检测温度，根据被检测的上述温度，决定上述第2期间的长度。
11.如权利要求7至10的任一项中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于只要在上述第2期间的显示最低灰度的情况下，使像素关断。
12.如权利要求7至10的任一项中所述的电光装置的驱动方法，其特征在于在上述第2期间中，不管灰度数据如何，都使像素导通。
13.一种电光装置的驱动电路，该电路驱动像素，上述像素由像素电极和开关元件构成，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则使该数据线与该像素电极之间导通，其特征在于，具备扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与该像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据各像素的灰度在每个子场中指示各像素的导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值指示使像素导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线。
14.如权利要求13中所述的电光装置的驱动电路，其特征在于在上述第2期间中，只供给指示使像素关断的信号。
15.一种电光装置的驱动电路，该电路驱动像素，上述像素由像素电极和开关元件构成，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，如果对该扫描线供给扫描信号，则使该数据线与该像素电极之间导通，其特征在于，具备扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与该像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据各像素的灰度在每个子场中指示各像素的导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值使像素导通的信号供给与该像素对应的数据线。
16.一种电光装置，其特征在于，具备元件基板，具备像素电极和开关元件，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，利用经该扫描线被供给的扫描信号，控制该数据线与该像素电极的导通；对置基板，具备相对于上述像素电极相对地配置的对置电极；电光材料，被夹持在上述元件基板与上述对置基板之间；扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与该像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据各像素的灰度在每个子场中指示各像素的导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值指示使像素导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线。
17.如权利要求16中所述的电光装置，其特征在于在上述第2期间中，只供给指示使上述像素导通的信号。
18.一种电光装置，其特征在于，具备元件基板，具备像素电极和开关元件，上述像素电极对应于多条扫描线与多条数据线的各交叉点而被设置，上述开关元件在每个上述像素电极中被设置，利用经该扫描线被供给的扫描信号，控制该数据线与该像素电极的导通；对置基板，具备相对于上述像素电极相对地配置的对置电极；电光材料，被夹持在上述元件基板与上述对置基板之间；扫描线驱动电路，在构成1帧的一部分的第1期间中，在分割了该期间的每个子场中，对上述扫描线的每一条依次供给上述扫描信号，在1帧中的第1期间以外的第2期间中，对上述扫描线的每一条依次供给使上述开关元件导通的扫描信号；以及数据线驱动电路，在上述第1期间中，分别在对与该像素对应的扫描线供给上述扫描信号的期间中，将根据各像素的灰度在每个子场中指示各像素的导通或关断的信号供给与该像素对应的数据线，在上述第2期间中，将根据该电光装置中被使用的电光物质的透射率对于施加电压的特性的阈值使像素导通的信号供给与该像素对应的数据线。
19.如权利要求16或18中所述的电光装置，其特征在于对上述对置电极施加2值信号，根据上述2值信号的电平，反转指示像素的导通或关断的信号的极性。
20.如权利要求16或18中所述的电光装置，其特征在于将上述对置电极的电位固定于一定的基准电位，以一定的周期，反转指示像素的导通或关断的信号的极性。
21.如权利要求20中所述的电光装置，其特征在于指示上述像素的导通或关断的信号是以上述基准电位为中心反转了极性的3值信号。
22.如权利要求16或18中所述的电光装置，其特征在于上述元件基板由半导体衬底构成，上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路在上述元件基板上被形成，另一方面，上述像素电极具有反射性。
23.一种电子装置，其特征在于具备权利要求16或22中所述的电光装置。
全文摘要
在对数据线施加2值化信号进行灰度显示的情况下,提供通用性高的装置。在进行8级灰度显示的情况下,将1帧(1f)分割为根据灰度数据对液晶层施加被2值化了的信号的第1期间T1和根据液晶的阈值电压对液晶层施加高电平的电压的第2期间T2。关于第1期间T1,再根据电光装置的灰度特性分割为7个子场(Sf1～Sf7),在各子场中根据像素的灰度写入高或低电平,在1帧中控制该像素的导通期间或关断期间所占的比例。
文档编号G09G3/36GK1322340SQ00802080
公开日2001年11月14日 申请日期2000年9月26日 优先权日1999年9月27日
发明者伊藤昭彦 申请人:精工爱普生株式会社