CN1447297A - 电光装置、电光装置的驱动电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

电光装置的一对基板即第一及第二基板之间夹持着电光物质。第一基板上具有：第一显示用电极；开关元件，与该第一显示用电极对应设置；数据线，与该开关元件电连接；以及包括第一导电型晶体管的取样电路，该第一导电型晶体管对相对于图像信号的振幅的中心电压伴有极性翻转的该图象信号进行取样后提供给数据线。还具有按照图像信号的极性翻转变换第一导电型晶体管的栅极电压的栅极电压变换单元。这样，在进行极性翻转的液晶装置等电光装置中，用第一导电型晶体管构成取样电路，同时降低闪烁。

Description

电光装置、电光装置的驱动电路及电子设备

技术领域

本发明涉及液晶装置等电光装置的技术领域，尤其是涉及具有对图像信号线上的图像信号进行取样后提供给配置在图像显示区域内的数据线的取样电路、且进行翻转驱动形式的电光装置，用于所述电光装置的驱动电路，以及具有所述电光装置的电子设备的技术领域。

背景技术

在这种电光装置中，元件阵列基板与对置基板对置配置，元件阵列基板由显示电极、数据线等各种连线、用作像素开关的薄膜晶体管(以下根据情况简称TFT)和薄膜二极管(以下根据情况简称TFD)等开关元件构成，对置基板由形成整个面的对置电极和形成条纹状的扫描电极、彩色过滤器、遮光膜等构成。该一对基板之间夹持着液晶等电光物质，配置了显示电极的图象显示区域位于基板的中央附近(即与液晶等相向的基板区域)。

另外，在位于图像显示区域的周边的周边区域的元件阵列基板上内置扫描线驱动电路、数据线驱动电路、取样电路、检测电路，即，所谓的周边电路内置型电光装置已经普及。

这其中，取样电路例如含有由TFT构成的取样开关。各取样开关的输入端(例如源极端)连接在配置在周边区域的图像信号线上，输出端(例如漏极端)连接在配置在图像显示区域内的数据线或其引线上。数据线驱动电路随着提供给各取样开关控制端子(例如栅极)的取样电路驱动信号，对图像信号进行取样后供给数据线。

另外，在这种电光装置中，为了防止因施加直流电压而引起的电光物质的劣化、防止显示图象的交调失真和闪烁，采用了按一定的规则使施加在各像素电极上的电压极性翻转的翻转驱动方式。

其中，1H翻转驱动方式作为比较容易控制、且能够显示高质量图像的翻转驱动方式而被利用，所述1H翻转驱动方式如下：

在进行对应于一帧或一场的图像信号的显示期间，以对置电极的电位为基准，用正极性的电位驱动排列在奇数行上的像素电极，同时，以对置电极的电位为基准，用负极性的电位驱动排列在偶数行上的像素电极；在进行对应于随后的下一帧或下一场的图像信号的显示期间，相反，用正极性的电位驱动排列在偶数行上的像素电极，同时，用负极性的电位驱动排列在奇数行上的像素电极(即，同一行的电极由同一极性的电位驱动，同时，使电位极性在每行间以帧或场的周期产生翻转)。

发明内容

但是，为了用第一导电型TFT构成取样电路的各取样开关、且进行如前所述的1H翻转驱动等翻转驱动，而对相对于图像信号的振幅的中心电压伴有极性翻转的该图像信号进行取样时，各取样开关的栅极电压若固定不变，则对正极性的图像信号进行取样时和对负极性的图像信号进行取样时的源漏极电流的流动难易度不同。更具体地说，将N沟道的第一导电型晶体管用于取样电路时，负场的源漏极电流较大，写入量增加。而正场的源漏极电流较小，写入量减少。所以，在负场与正场，施加在液晶上的电压不同，对应于场频或翻转驱动频率的闪烁会出现在显示画面上。

对此，有用CMOS(Complementary MOS)型TFT构成各取样开关，使正场与负场的源漏极电流的流动难易度均衡的对策。但是，这种对策需在高精度的要求下进行像素间距的细微化，这使与各数据线一对一对应设置的取样开关的布局设计产生困难。同样，在利用保持电容抑制闪烁的对策中，若进行象素间距的细微化，也会因加入保持电容的区域变窄，使布局设计困难。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的为，提供：在进行1H翻转驱动等翻转驱动的同时，具有取样电路，能够降低闪烁的电光装置；用于所述电光装置的驱动电路；以及具有所述电光装置的各种电子设备。

为了解决上述课题，本发明的电光装置具有：电光物质，夹持在一对基板即第一基板与第二基板之间；第一显示电极，设在上述第一基板上；开关元件，与上述第一显示用电极对应设置；数据线，电连接在上述开关元件上；取样电路，对相对于图像信号的振幅中心伴有极性翻转的该图像信号进行取样后提供给上述数据线；第二显示电极，设在上述第二基板上，与上述第一电极对置；电压变换单元，随上述极性翻转变换上述第一导电型晶体管的栅极电压。

本发明的电光装置工作时，提供给图像信号线的图像信号被取样电路取样。然后，将该取样的图像信号提供给数据线，再通过开关元件提供给例如像素电极、条纹状电极等第一显示电极。而对例如整个面的对置电极、条纹状电极等的第二显示电极，按一定的时序施加对置电极电位、共同电位、扫描信号电位等的电压。这样，对位于第一及第二显示电极之间的液晶等电光物质，施加随图像信号而变的电压，进行电光工作。此时，图像信号伴有极性翻转，进行如前所述的1H翻转驱动等翻转驱动，由此可有效地避免液晶等电光物质因施加直流电压而产生的劣化，同时可以防止闪烁。

这里特别要指出的是，栅极电压变换单元随极性翻转，变换构成取样电路的取样用的，即用作取样开关的第一导电型晶体管的栅极电压。因此，即使按本发明那样用第一导电型晶体管构成取样电路，只要变换栅极电压，使相对于图像信号的振幅的中心电压伴有极性翻转的该图像信号在高电位侧(即正极性)时和在低电位侧(即负极性)时的源漏极电流的流动难易度相互接近，也能够与如前所述的不论极性如何栅极电压都一样的背景技术相比，减少闪烁。

例如，若是N沟道型晶体管，则因负极性时的源漏极电流容易流动，所以，在负极性时使栅极电压相对减小，降低写入能力，然后，在正极性时使栅极电压相对增大，提高写入能力即可减少闪烁。

若是P沟道型晶体管，则因正极性时的源漏极电流容易流动，所以，在正极性时使栅极电压相对减小，降低写入能力，然后，在负极性时使栅极电压相对增大，提高写入能力即可减少闪烁。

而且，因为这种取样电路的各取样开关由第一导电型晶体管构成，所以，即使在高精细化的要求下进行像素间距的细微化使数据线的间距变窄、与此一对一对应的取样开关的间距变窄，也比如前所述的CMOS型有充裕的布局空间。

以上的结果，能够在进行高精细化的同时，进行良好的1H翻转驱动等翻转驱动，而且能够进行降低闪烁的高质量的图像显示。

在本发明的一种形式中，上述栅极电压变换单元随上述极性翻转切换上述栅极电压，使上述第一导电型晶体管的写入能力在上述图像信号的极性为正时与为负时一致。

因为这种形式变换栅极电压，使伴有极性翻转的图像信号为正极性时与为负极性时的第一导电型晶体管的写入能力，即源漏极电流的流动难易度一致，所以，能够极力地降低因该极性翻转引起的写入能力之差而引起的闪烁。

在本发明的另一种形式中，上述第一显示电极由以像素为单位设置成岛状的多个像素电极构成，上述数据线通过上述开关元件连接在上述像素电极上，上述第二显示电极由与上述多个像素电极对置的对置电极构成。

这种形式将用取样电路取样的图像信号通过数据线和例如像素开关TFT等的开关元件，写入像素电极，由此可以进行有源矩阵驱动。所以，能够进行对比度高、降低了闪烁和交调失真的图像显示。

在这种形式中，上述多个像素电极可以包含用于在第一周期被翻转驱动的第一像素电极组及用于在与第一周期互补的第二周期被翻转驱动的第二像素电极组，并且平面排列在上述第一基板上。

这种结构在有源矩阵驱动中能够实现例如1H翻转驱动、1S翻转驱动、点翻转驱动等的翻转驱动。

在本发明的电光装置的另一种形式中，在上述第一基板上的位于配置了上述第一显示电极的图像显示区域的周边的周边区域中，内置了上述取样电路，上述周边区域还具有包含向上述第一导电型晶体管的栅极提供取样电路驱动信号的位移寄存器的数据线驱动电路。

这种形式可以按一定的顺序从包含在设在周边区域的数据线驱动电路中的位移寄存器中输出取样电路驱动信号，由此，可以按一定的顺序驱动构成取样电路的多个第一导电型晶体管。

在这种具有数据线驱动电路的形式中，可以还具有输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极的反相器，上述取样电路驱动信号通过上述反相器输入到上述栅极，上述栅极电压变换单元随上述极性翻转变换上述反相器的电源。

这种形式，可以利用栅极电压变换单元，随图象信号的极性翻转变换反相器的电源，由此来变换反相器的输出电压，即第一导电型晶体管的栅极电压。换句话说，即使用第一导电型晶体管构成取样电路，只要变换反相器的电源，使伴有极性翻转的图像信号在正极性时与负极性时的源漏极电流的流动难易度相互接近，就能够降低闪烁。

另外，例如用CMOS型晶体管构成反相器时，向该P沟道型晶体管部分的源极提供其电压按一定振幅变化的时钟信号即可。

或者，也可以这样，在这种具有数据线驱动电路的形式中，还具有输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极的传输门，上述取样电路驱动信号输入到上述传输门的栅极控制端，上述栅极电压变换单元随上述极性翻转向上述传输门的输入端输入变换的电压。

在这种结构中，传输门的输出电压以取样电路驱动信号的时序输入到第一导电型晶体管的栅极。此时，可以通过向传输门的输入端输入栅极电压变换单元产生的随图像信号的极性翻转变换的电压(例如，准备用于正极性及负极性的两个电压)，变换传输门的输出电压即第一导电型晶体管的栅极电压。即，即使用第一导电型晶体管构成取样电路，只要变换传输门的输入电压，使伴有极性翻转的图像信号为正极性时与为负极性时的源漏极电流的流动难易度相互接近，就能够降低闪烁。

或者也可以这样，在这种具有数据线驱动电路的形式中，上述栅极电压变换单元包含输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极、且栅极控制端输入上述取样电路驱动信号的多个传输门，通过该多个传输门从多个相互不同的电源中选择一个，作为上述第一导电型晶体管的栅极电压。

在这种结构中，传输门的输出电压以取样电路驱动信号的时序输入到第一导电型晶体管的栅极。此时，通过多个传输门从多个相互不同的电源中选择一个，以该选择的电源作为第一导电型晶体管的栅极电压。所以，通过随图像信号的极性翻转，从多个电源(例如准备用于正极性及负极性的两个电源)中选择某一个，来变换传输门的输出电压即第一导电型晶体管的栅极电压。即，即使用第一导电型晶体管构成取样电路，只要选择电源，使伴有极性翻转的图像信号为正极性时与负极性时的源漏极电流的流动难易度相互接近，就可以降低闪烁。

尤其是利用高电压的时钟时，电源用的IC通常价格高，若用这种结构，可以不需要高电压的时钟，能够降低成本。

此时，可以使上述多个相互不同的电源中的一个与上述数据驱动电路的电源共用，另一个通过该电光装置的外部电路连接端子以及与其连接的连线来提供。

这种结构可以减少变换该第一导电型晶体管的栅极电压所必须的专用电源的数量。例如，除数据线驱动电路的电源外再有一个即可。由此，还可以抑制外部电路连接端子和与其连接的连线的数量增加。

在上述的具有数据线驱动电路的形式中，在向多数n个上述第一导电型晶体管的栅极提供取样电路驱动信号时，也可以对每个由规定数m(m为大于等于2小于n的自然数)个第一导电型晶体管构成的组并列地提供同一取样电路驱动信号。

这种结构通过所谓的串联-并联变换，同时驱动由多根数据线构成的数据线组。在此，尤其是与数据线的数量，即作为取样开关的第一导电型晶体管的个数相比，变换其栅极电压所需的反相器和传输门的个数减为1/m。因此，对结构比较简单的第一导电型晶体管，仍按像素间距内置，对结构比较复杂的反相器和传输门，按像素间距的1/m的间距内置即可。结果，能够具有充裕的布局空间，在实践上十分有利。

为了解决上述课题，本发明的电光装置驱动电路的上述电光装置具有：电光物质，夹持在一对基板即第一基板与第二基板之间；第一显示电极，设在上述第一基板上；开关元件，与上述第一显示用电极对应设置；数据线，电连接在上述开关元件上；第二显示电极，设在上述第二基板上，与上述第一电极对置，还具有：取样电路，对相对于图象信号的振幅中心伴有极性翻转的该图像信号进行取样后提供给上述数据线；电压变换单元，随上述极性翻转变换上述第一导电型晶体管的栅极电压。

本发明的电光装置驱动电路工作时，提供给图像信号线的图象信号被取样电路取样。然后，将该取样的图像信号提供给数据线，再通过开关元件提供给第一显示电极。而对第二显示电极，按一定的时序施加对置电极电位等的电压。这样，对位于第一及第二显示电极之间的液晶等电光物质，施加随图像信号而变的电压，进行电光工作。这里特别要指出的是，栅极电压变换单元随极性翻转变换构成取样电路的取样用的第一导电型晶体管的栅极电压。因此，即使如本发明那样用第一导电型晶体管构成取样电路，只要变换栅极电压，使相对于图象信号的振幅的中心电压伴有极性翻转的该图像信号在高电位侧(即正极性)时和在低电位侧(即负极性)时的源漏极电流的流动难易度相互接近，就能够与如前所述的不论极性如何栅极电压都一样的背景技术相比，减少闪烁。

以上的结果能够在进行高精细化的同时进行良好的1H翻转驱动等的翻转驱动，而且能够进行降低了闪烁的高质量的图像显示。

另外，在本发明的电光装置驱动电路中，也可以采用与上述有关本发明的电光装置的各种形式相同的各种形式。

本发明的电子设备为了解决上述课题，具有上述的本发明的电光装置(包括其各种形式)。

因为本发明的电子设备具有上述本发明的电光装置，所以，能够实现高质量图像显示的投影型显示装置、液晶电视、手提电话、电子手册、文字处理机、取景型或监控直视型录像机、工作台、可视电话、POS终端、触摸式控制面板等的各种电子设备。

在下面的说明中将明确地阐述本发明的这种作用以及其它优点。

附图说明

图1是将设在构成本发明电光装置实施方式的图像显示区域的矩阵状的多个象素中的各种元件、连线等的等效电路，和其周边驱动电路一起表示的电路图；

图2是图1电路中的反相器的电路图；

图3是图1电路中的第一导电型TFT的写入能力特性示意图；

图4是将第一导电型TFT的栅极电压固定的比较实例中数据线写入电压的时序图，以及变换第一导电型TFT的栅极电压的本发明实施方式数据线写入电压的时序图；

图5是与本发明实施方式的电光装置的数据线、扫描线、像素电极等构成的TFT阵列基板相邻的多个像素组的平面图；

图6是图2的A-A’剖面图；

图7是将有关第二实施方式的数据线驱动电路及取样电路的部分放大的框图；

图8是将有关第三实施方式的数据线驱动电路及取样电路的部分放大的框图；

图9是图8的电路中的传输门的电路图；

图10是将有关第四实施方式的数据线驱动电路及取样电路的部分放大的框图；

图11是设在图10电路中的位移寄存器内的按照场的正负有选择地输出传送信号的电路部分的扩大电路图；

图12是从对置基板侧向本发明实施方式的电光装置的TFT阵列基板与形成在基板上的各结构部件看时的平面图；

图13是图12的H-H’剖面图；

图14是本发明的电子设备的实施方式的投影型彩色显示装置的一例的彩色液晶投影器的图式剖面图。

标号说明

3a   扫描线

6a   数据线

9a   像素电极

10   TFT阵列基板

20   对置基板

30   TFT

50   液晶层

101  扫描线驱动电路

104  数据线驱动电路

301  取样电路

302  第一导电型TFT

401  电压选择发生电路

502  反相器

510、520、530  传输门

优先实施方式描述

下面根据附图说明本发明的实施方式。在下面所述的实施方式中，将本发明的电光装置应用在了液晶装置上。

第一实施方式

首先，参照图1至图6说明本发明电光装置的第一实施方式。图1是将构成电光装置的图像显示区域的形成矩阵状的多个像素中的各种元件、连线等的等效电路，和其周边驱动电路一起表示的电路图；图2是该电路中的反相器的电路图；图3是表示该电路中的第一导电型TFT的写入能力特性的特性图。图4(a)是将第一导电型TFT的栅极电压固定的比较例的数据线写入电压的时序图；图4(b)是将第一导电型TFT的栅极电压变换的本实施方式的数据线写入电压的时序图。图5是与数据线、扫描线、像素电极等构成的TFT阵列基板相邻的多个像素组的平面图。图6是图5的A-A’剖面图。另外，在图6中，为了使图中的各层和各部件的大小达到能够辨认的程度，使各层和各部件之间的比例都不同。

在图1中，在构成本发明实施方式的电光装置的图像显示区域的形成矩阵状的多个像素中，分别形成了像素电极9a和用于对该像素电极9a进行开关控制的TFT30，接收图像信号的数据线6a连接在该TFT30的源极上。接收扫描信号的扫描线3a连接在TFT的栅极上。像素电极9a及存储电容70连接在TFT30的漏极上。

电光装置的位于图象显示区域的周边的周边区域，具有数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104、以及取样电路301。

数据线驱动电路101通过取样电路驱动信号线114将取样电路驱动信号依次提供给取样电路301。

取样电路301具有多个取样用的，即作为取样开关的第一导电型TFT302。各第一导电型TFT302的源极连接在图形信号线115的引线116上、漏极连接在数据线6a上、栅极连接在取样电路驱动信号线114上。按照数据线驱动电路101提供的取样电路驱动信号的时序，对图像信号线115上的图像信号进行取样，作为图像信号S1、S2、…、Sn，依次写入各数据线6a中。

另外，扫描电路104以脉冲形式将扫描信号G1、G2、…、Gm按该顺序以预定的时序提供给扫描线3a。

在图像显示区域内，扫描信号G1、G2、…、Gm从扫描线驱动电路104通过扫描线3a依次施加在TFT30的栅极上。通过将作为像素开关元件的TFT30的开关只关闭一定时间，按预定的时序将从数据线6a提供的图像信号S1、S2、…、Sn写入像素电极9a中。通过像素电极9a写入作为电光物质的一种的液晶中的预定电平的图象信号S1、S2、…、Sn，在后述的形成在对置基板上的对置电极之间保持一定时间。施加的电平使液晶的分子集合的取向和秩序产生变化，由此能够对光进行调制、进行色调显示。若是常白型，入射光的透过率则随以各像素为单位施加的电压的增大而减小，若是常黑型，入射光的透过率则随以各像素为单位施加的电压的增大而增大，总体上从电光装置中射出对比度随图像信号而变的光。在此，为了防止所保持的图像信号衰减，在形成在像素电极9a和对置电极之间的液晶电容上并联上存储电容70。存储电容70如后所述，包含连接在像素电极9a上的像素电位侧电容电极、和与像素电位侧电容电极之间夹持电介质膜对置的固定电位侧电容电极。与扫描线3a并列配置的固定电位的电容线300的一部分成为这种固定电位侧电容电极。

在本实施方式中，用同一极性的电位驱动同一行的像素电极9a，并且进行将电位极性在每行间以场周期翻转的1H翻转驱动。即，提供给图像信号线115的图像信号是伴有以场为单位进行的极性翻转的信号。由此可以有效地避免因施加直流电压而引起的液晶劣化。

在此特别要指出的是，在本实施方式的电光装置中设有电压选择发生电路401。电压选择发生电路401可以和数据线驱动电路等一样，内置在周边区域里，也可以作为COG(Chip On Glass)型等外带IC安装，或者通过外部电路连接端子和适当的连线连接。

电压选择发生电路401能够将两个不同值的电平电压以场周期相互切换，作为电源电压VCL提供给电源连线402。数据线驱动电路101具有其中分别输入位移寄存器501的输出的，并且由电源电压VCL通过电源连线402驱动的反相器502，以反相器502的输出作为上述取样电路驱动信号的输出。

更具体地说，在图2(a)中，用与图1相同的标号表示的反相器502，例如具有图2(b)所示的电路结构，即使输入电压IN(即，图1中的位移寄存器501的输出信号的电压)不变，只要电源电压VCL进行两个不同值的变化，则其输出电压OUT(即，图1中的取样电路驱动信号的电压)也进行两个不同值的变化。

在此，因为取样电路301的取样开关由第一导电型晶体管302构成，所以，若固定其栅极电压，则第一导电型TFT302的写入能力，即源漏极电流的流动难易度在正场的图像信号时和在负场的图像信号时不同。

更具体地说，例如在第一导电型TFT302具有图3所示的源漏极电流I(A)对源漏极之间的电压VGS[V]的特性时，图像信号为正场时与图像信号为负场时的源漏极电流的流动难易度、或该第一导电行晶体管302的写入能力之间存在差Δ。在此，若象图4(a)所示的比较例那样，使栅极电压VG在正场和负场之间不变，则通过该第一导电型TFT302写入的图像信号电压Video在正场与负场之间不对称。结果在正场与负场之间，产生该电光装置的透过率的差，从而产生场频的闪烁。

而在本实施方式中，如图4(b)所示，通过使栅极电压VG’在正场和负场之间变换预定的电压量，使通过该第一导电型TFT302写入的图像信号Video在正场与负场之间对称。在此，可以预先通过实验、经验、理论、模拟等求出能够获得正场与负场之间对称的图像信号Video时变换的电压量，以此作为在正场与负场之间变换的预定的电压量。即，将这样求出的两个不同值的电源电压VCL预先设在电源选择发生电路401中，就能够在以后的工作时，通过以场周期交替进行选择并产生该两个不同值的电压VCL，使在进行图像信号的取样时，第一导电型TFT302几乎没有、或在实用上完全没有在正负场间的写入能力。

如上所述，与图4(a)所示的比较例相比，图4(b)所示的本实施方式即使在利用第一导电型TFT302进行取样时，也能降低闪烁。而且，因为这种取样电路301的各取样开关由第一导电型TFT302构成，所以，即使将数据线6a的间距变窄，平面布局设计也比例如利用CMOS型取样开关时容易。

如图5所示，在电光装置的TFT阵列基板上，设有矩阵状的多个透明的像素电极9a(通过虚线部分9a’显示轮廓)，沿着像素电极9a纵横的边界分别设有数据线6a及扫描线3a。

另外，扫描线3a与半导体层1a中的图5中的用右上斜线表示的区域1a’对置配置，并包含栅极电极。扫描线3a的与沟道区域1a’对置的栅极电极部分宽阔。

这样，在扫描线3a和数据线6a与本线部分61a的交叉处分别设有以扫描线的一部分作为栅极电极，且该栅极与沟道区域1a’对置配置的像素开关TFT30。

存储电容70由连接在TFT30的高浓度漏极区域1e及像素电极9a上的作为像素电位侧电容电极的中继层71、与作为固定电位侧电容电极的电容线300的一部分，隔着电介质膜75对置而形成。

电容线300形成了例如由包含金属或合金的导电型遮光膜制成的上侧遮光膜(内装遮光膜)的一例，同时还起着固定电位侧电容电极的作用。电容线300是将例如含有Ti(钛)、Cr(铬)、W(钨)、Ta(钽)、Mo(钼)等高熔点金属中的至少一种的金属单体、合金、金属硅化物、聚硅化物等层积而成。电容线300也可以含有Al(铝)、Ag(银)等其它金属。电容线300也可以是将例如由导电型的聚硅化物形成的第一膜和由含有高熔点金属的金属硅化物膜等形成的第二膜层积而成的多层结构。

而中继层71例如由导电型的聚硅化物膜形成，起着像素电位侧电容电极的作用。中继层71除了用作像素电位侧电容电极外，还用作诸如配置在电容线300和TFT30之间的光吸收层的上侧遮光膜、或情况下的上侧遮光膜。中继层71还起着将像素电极9a与TFT30的高浓度漏极区域1e进行中继连接的作用。中继层71和电容线300一样，也可以由含有金属或合金的单层膜或者多层膜形成。

在平面上看，电容线300沿扫描线3a延伸成条纹状，与TFT30的重合处在图5中上下突起。由于图5中纵向延伸的各数据线6a与横向延伸的各电容线300相互交叉形成，在TFT阵列基板110上的TFT30的上部，从平面上看形成了方格状的上侧遮光膜(内装遮光膜)，确定了各像素的开口区域。

在TFT阵列基板10上的TFT30的下部，设有方格状的下侧遮光膜11a。如前所述，下侧遮光膜是将至少含有例如Ti、Cr、W、Ta、Mo等高熔点金属中的一种的金属单体、合金、金属硅化物、聚硅化物层积而成。或者含有Al、Ag等其它金属。

配置在作为电容电极的中继层71和电容线300之间的电介质膜75由例如膜厚为5～200nm(纳米)左右的比较薄的HTO(HighTemperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等氧化硅膜、或氮化硅膜等形成。从增大存储电容70的观点出发，在能够得到可靠的膜的范围内，电介质75越薄越好。

另外，电容线300从配置了像素电极9a的图像显示区域向其周围延伸，与恒电位源连接，使其电位固定。相关的恒电位源可以是图1所示的提供给数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104的正电源或负电源的恒电位源，也可以是提供给对置基板20的对置电极21的定电位。另外，为了避免下侧遮光膜11a的电位变动给TFT30带来不良影响，与电容线300一样，也可以将下侧遮光膜11a从图像显示区域向周围延伸，与恒电位源连接。

通过中继层71的中继作用，像素电极9a通过连接孔83及85连接在半导体层1a中的高浓度漏极区域1e上。即，在本实施方式中，中继层71除了起着存储电容70的象素电位侧电容电极的作用及光吸收层的作用外，还起着将像素电极9a和TFT30中继连接的作用。这样，若利用中继层71，即使层间距离例如有2000nm左右长，也可以避免用一个连接孔将两者之间连接的技术性极难的作业，用连接孔与沟道将两者之间良好地连接，提高像素开口率，还可以防止开连接孔时的蚀穿。

如图6所示，电光装置具有透明的TFT阵列基板10和与其对置配置的透明的对置基板20。TFT阵列基板10由例如石英基板、玻璃基板、硅基板等形成，对置基板20由例如玻璃基板和石英基板等形成。

TFT阵列基板10上设有像素电极9a，其上部设有经过研磨处理等预定的取向处理的取向膜16。像素电极9a由例如ITO(Indium TinOxide)膜等透明导电膜形成。另外，取向膜16由例如聚酰胺膜等有机膜形成。

对置基板20的整个面上设有对置电极21，其下部设有经过研磨处理等预定的取向处理的取向膜22。对置电极21由例如ITO膜等透明导电膜形成。另外，取向膜22由聚酰胺膜等有机膜形成。

在对置基板20上可以设置方格状或条纹状的遮光膜。通过采用这种结构，利用该对置基板20上的遮光膜，与如前所述的形成上侧遮光膜的电容线300及数据线6a一起，切实地阻止来自对置基板20侧的入射光入侵沟道区域1a和低浓度源极区域1b以及低浓度漏极区域1c。

在这样形成的，像素电极9a与对置电极21对置配置的TFT阵列基板10与对置基板20之间的，由后述的密封材料包围的空间里，封入电光物质的一种的液晶，形成液晶层50。液晶层50在没有施加来自像素电极的电场时通过取向膜16及22的作用成为一定的取向状态。液晶层50例如由将一种或几种向列液晶混合的液晶形成。密封材料是用于在周边将TFT阵列基板和对置基板粘接的例如由光固化树脂或热固化树脂制成的粘合剂，为了使两基板之间的距离一定，在粘合剂中加入了玻璃纤维或玻璃颗粒等间隙材料。

还有，在像素开关TFT30的下部设有衬底绝缘膜12。衬底绝缘膜12除了起着对下侧遮光膜11a和TFT30之间进行层间绝缘的作用外，通过形成在TFT阵列基板的10的整个面上，还可以防止因研磨TFT阵列基板10的表面时的划伤和洗净后残留的污垢等引起的像素开关TFT30特性的劣化。

在图6中，像素开关TFT30为LDD(Lightly Doped Drain)结构，具有：扫描线3a；其沟道通过该扫描线3a的电场形成的半导体层1a的沟道区域1a’；含有将扫描线3a和半导体1a之间绝缘的栅极绝缘膜的绝缘膜2；半导体层1a的低浓度源极区域1b及低浓度漏极区域1c；半导体层1a的高浓度源极区域1d以及高浓度漏极区域1e。

在扫描线3a的上部形成了第一层间绝缘膜41，第一层间绝缘膜41上有通向高浓度源极区域1d的连接孔81和通向高浓度漏极区域1e的连接孔83。

在第一层间绝缘膜41的上部形成了中继层71和电容线300，在它们的上部形成了第二层间绝缘膜42，第二层间绝缘膜42上有连接孔81和85。

在第二层间绝缘膜42的上部形成了数据线6a，在它们的上部形成了第三层间绝缘膜43，第三层间绝缘膜43上有通向中继层71的连接孔85。像素电极9a设在这样构成的第三层间绝缘膜43的上部。

在上述参照图1至图6说明的第一实施方式中，由电压选择发生电路401和反相器502构成了栅极电压变换单元的一例。所以能够在进行高精细化的同时，进行良好的1H翻转驱动，进行降低了闪烁的高质量的图像显示。

另外，在上述的实施方式中，像素开关TFT30为上栅极型，但也可以是下栅极型TFT。另外，TFT30可以含有通过粘接SOI而形成的单结晶半导体层。另外，开关TFT30最好是，虽具有图6所示的LDD结构，但还具有不对低浓度源极区域1b及低浓度漏极区域1c注入杂质离子的偏置结构；或是以由扫描线3a的一部分形成的栅极电极作为掩膜，注入高浓度的杂质离子，自匹配地形成高浓度源极及漏极区域的自调整型TFT。另外，本实施方式为单栅极结构，即，在高浓度源极区域1d和高浓度漏极区域1e之间只配置了一个像素开关TFT30的栅极电极，也可以在它们之间配置两个以上的栅极电极。另外，本发明不限于在投影型或透过型的液晶装置，即使利用在反射型液晶装置上，同样也能够降低闪烁。

另外，在本实施方式的1H翻转驱动方式中，可以使驱动电压的极性按每行进行翻转，也可以按每相连的两行或多行进行翻转。

第二实施方式

下面参照图7说明本发明的电光装置的第二实施方式。图7是将第二实施方式中的有关数据线驱动电路及取样电路部分放大后的框图。

第二实施方式与上述的第一实施方式的不同点在于有关数据线驱动电路及图像信号线的结构及工作，其它结构及工作相同。因此，以下说明与第一实施方式不同的结构及工作。

如图7所示，在第二实施方式中，设有m(m是大于等于2的自然数)根图像信号线115’，接收串联-并联变换的图像信号。其次，一个反相器的502的输出通过分支的取样电路信号线114提供给连接在这m根图像信号线115上的m个第一导电型TFT302，同时驱动这m个第一导电型TFT302。即，在第二实施方式中，同时驱动m根相邻的数据线6a。

另外，同时驱动第一导电型TFT302的数(m)可以是例如，6、12、24等。增加同时驱动的数量可以降低驱动频率。

这样，在第二实施方式中，反相器502的个数减为数据线6a的根数的1/m。所以，可以在细微的像素间距内，内置结构比较简单的第一导电型TFT302，而在该像素间距的1/m的间距内，内置结构比较复杂的反相器502(参照图2(b))，所以布局设计比第一实施方式容易。

第三实施方式

下面参照图8及图9说明本发明的电光装置的第三实施方式。图8是将第三实施方式的有关数据线驱动电路及图像信号线部分放大的框图。图9是该电路中的传输门的电路图。

第三实施方式与上述第一实施方式的不同之处在于有关数据线驱动电路及图像信号线的结构和工作，其它结构和工作相同。所以，下面说明与第一实施方式不同的结构和工作。

如图8所示，在第三实施方式中，数据线驱动电路101不象在第一实施方式那样具有反相器502，而是具有多个传输门510。各传输门510的输出端连接在取样电路驱动信号线114上。各传输门510的输入端连接在提供两个不同值的电源电压VCL的电源连线402上。其次，从位移寄存器501中依次输出的输出信号输入到各传输门的控制端子。

更具体地说，图9(a)中的用与图8同样的标号表示的传输门510具有例如图9(b)所示的电路结构，只要输入电压IN(即图8中的电源电压VCL的电压)进行两个不同值的变化，即使位移寄存器501的输出电压SR(及其反向输出电压SRINV)不变，其输出电压OUT(即图8中的取样电路驱动信号的电压)也进行两个不同值的变化。

这样，在第三实施方式中，可以利用传输门510变换第一导电型TFT302的栅极电压，降低图像显示中的闪烁。

第四实施方式

下面参照图10及图11说明本发明的电光装置的第四实施方式。图10是将第四实施方式的有关数据线驱动电路及取样电路部分放大的框图。图11是将设在该电路中的位移寄存器内的按照场的正负有选择地输出传送信号的电路部分放大的电路图。

第四实施方式与上述第一实施方式的不同之处是有关数据线驱动电路及图像信号线的结构及工作，其它结构及工作相同。所以，下面说明与第一实施方式不同的结构和工作。

如图10所示，在第四实施方式中，数据线驱动电路101不象在第一实施方式那样具有反相器502，而是具有多个传输门520和传输门530对。各传输门530的输出端子连接在取样电路驱动信号线114上。各传输门520的输入端子连接在提供第一固定电位V1的电源连线402a上，各传输门530的输入端子连接在提供第二固定电位V2的电源连线402b上。其次，从位移寄存器501依次输出的输出信号SR1输入到各传输门520的控制端子上，从位移寄存器501依次输出的输出信号SR2输入到各传输门530的控制端子上。

更具体地说，如图11所示，在数据线驱动电路101内具有NAND电路540和NAND电路550，从位移寄存器501依次输出的传送信号SR与例如在正场期间成高电平的正场信号输入到NAND电路540中，从位移寄存器501依次输出的传送信号SR与例如在负场期间成高电平的负场信号输入到NAND电路550中。然后，NAND电路540的输出信号SR1输入到传输门520的控制端子，NAND电路550的输出信号SR2输入到传输门530的控制端子。此结果，随着图像信号在各场的极性的正负变化，第一固定电位V1及第二固定电位V2作为取样电路驱动信号交替输出。

这样，在第四实施方式中，可以利用传输门520及530变换第一导电型TFT302的栅极电压，降低显示图像中的闪烁。

尤其是与第一至第三实施方式相比，不需要使用用于产生高压时钟信号的电源电压VCL，所以可以降低成本。另外，也可以将固定电位V1和V2中的一个与数据线驱动电路101的电源共用，另一个通过外部电路连接端子及与其连接的电源连线来提供电压。这样，可以减少用于变换第一导电型TFT302栅极电压的所需专用电源数。

如上述构成的各实施方式的第一导电型晶体管可以是N沟道型晶体管，也可以是P沟道型晶体管。

若是N沟道型晶体管，则因负极性时的源漏极电流容易流动，所以在负极性时，使栅极电压相对变小，降低写入能力，在正极性时，使栅极电压相对变大，提高写入能力即可减少闪烁。

若是P沟道型晶体管，则因正极性时的源漏极电流容易流动，所以在正极性时，使栅极电压相对变小，降低写入能力，在负极性时，使栅极电压相对变大，提高写入能力即可减少闪烁。

电光装置的整体结构

参照图12及图13说明如上述构成的各实施方式的电光装置的整体结构。另外，图12是从对置基板20侧向TFT阵列基板10和形成在其上的各结构部件看时的平面图，图13是图12的H-H’剖面图。

在图12中，沿TFT阵列基板10的上部的边缘，设有密封材料，作为限定图像显示区域10a的周边的显示区域框的遮光膜53在其内侧与其并行设置。在密封材料52的外侧区域，沿TFT阵列基板10的一边设有数据线驱动电路101和外部电路连接端子102，沿与该边相邻的两边设有扫描线驱动电路104。当然，提供给扫描线3a的扫描信号的延迟若没有问题，扫描线驱动电路104可以只在一边设置。另外，数据线驱动电路101可设在沿图像显示区域10a的边的两侧。另外，在TFT阵列基板10的剩下的一边，设有用于将设在图像显示区域10a的两侧的扫描线启动电路104之间连接的多根连线105。另外，在对置基板20的角部的至少一处，设有用于使TFT阵列基板10和对置基板20之间导通的导电部件106。然后，如图13所示，轮廓与图12所示的密封材料52大致相同的对置基板20通过该密封材料固定在TFT基板10上。

另外，在TFT阵列基板10上，除这些数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104以外，还可以形成充电电路和检查电路等，所述充电电路用于在提供图像信号前向多根数据线6a提供预定电压电平的充电信号，所述检查电路用于在制造过程中和出场时检查该电光装置的质量、缺欠等。

在上述参照图1至图13说明的实施方式中，将数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104设在了TFT基板10上，但也可以通过设在TFT阵列基板周边的各向异性导电膜将其与例如安装在TAB(TapeAutomated bonding)基板上的驱动用LSI进行机械连接与电连接。另外，在对置基板20的投射光的入光侧和TFT阵列基板10的射出光的出光侧分别按照例如TN(Twisted Nematic)型、STN(Super TwistedNematic)型、VA(Vertically Aligned)型、PDLC(Polymer DispersecLiquid Crystal)型等工作型和常白型/常黑型之别，在一定的方向配置了偏振片、相位差片、偏振板等。

为了使以上说明的实施方式的电光装置适用于投影器，作为RGB用的光阀分别使用三个电光装置，通过RGB分色用的分色镜分色的各色光作为投射光入射到各光阀中。所以，在各实施方式中没有在对置基板20上设置彩色过滤器。但是，也可以在与像素电极9a对置的预定区域的对置基板20上，同时形成RGB的彩色过滤器与其保护膜。这样，各实施方式的电光装置就可以用于除投影器外的直视型和反射型的彩色电光装置。另外，还可以在对置基板20上形成与像素一对一对应的微型透镜。或者，还可以在TFT阵列基板10上的与RGB对置的像素电极9a的下部，用彩色保护膜等形成彩色过滤层。这样可以提高入射光的聚光效率，实现优良的电光装置。另外，还可以在对置基板20上形成分色过滤器，也就是说，层积多层折射率不同的干涉层，利用光的干涉形成RGB色。使用这种带有分色过滤器的对置基板，能够实现更加优良的电光装置。

电子设备的实施方式

下面说明投影型彩色显示装置的实施方式的整体结构，尤其是光学结构，所述投影型彩色显示装置是将上述详细介绍的电光装置作为光阀来使用的电子设备的一个实例。图14是投影型彩色显示装置的剖面图。

图14中的本实施方式的投影型彩色显示装置的一例的液晶投影器1100中设有三个含有TFT阵列基板上安装了驱动电路的液晶装置100的液晶部件，分别作为RGB的光阀100R、100G、及100B来使用。在液晶投影器1100中，若从金属卤化物灯等白色光源灯单元1102中产生投影光，则通过三枚反光镜1106和两枚分色镜1108分成与RGB3原色对应的光成分R、G、B，分别引向与各色对应的光阀100R、100G、及100B。此时，特别是为了防止B光因光路过长而产生光损失，将B光通过由入射透镜1122、中继透镜1123、及出射透镜1124构成的中继系统1121引向光阀。其次，通过光阀100R、100G、及100B分别调制的与三原色对应的光成分，通过分色棱镜再次合成后，通过投影透镜1114，作为彩色图像投射在荧光屏上。

本发明并不局限于上述的实施方式，在不违背在权利要求范围及整个说明书中阐述的要点或思想的范围内可以适当地变更，而这种变更后的电光装置、该电光装置的驱动电路、及电子设备也应包含在本发明的权利范围内。

Claims (14)

1.一种电光装置，其特征为包括：电光物质，夹持在一对基板即第一及第二基板之间；第一显示电极，配置在上述第一基板上；开关元件，对应于上述第一显示电极而配置；数据线，与上述开关元件电连接；取样电路，包含用于取样的第一导电型晶体管，所述晶体管对图像信号进行取样后提供给上述数据线，上述图像信号相对于该图像信号的振幅的中心电压伴有极性翻转；第二显示电极，配置在上述第二基板上，与上述第一显示电极对置；栅极电压变换单元，按照上述的极性翻转变换上述第一导电型晶体管的栅极电压。

2.如权利要求1所述的电光装置，其特征为，上述栅极电压变换单元按照上述极性翻转转换上述栅极电极，使在上述图像信号的极性为正时和为负时上述第一导电型晶体管的写入能力一致。

3.如权利要求1所述的电光装置，其特征为，上述第一显示电极由以像素为单位配置成岛状的多个像素电极构成，上述数据线通过上述开关元件电连接在上述像素电极上，上述第二显示电极由与上述多个像素电极对置的对置电极构成。

4.如权利要求3所述的电光装置，其特征为，上述多个像素电极包括用于在第一周期中被翻转驱动的第一像素电极组和用于在与第一周期互补的第二周期中被翻转驱动的第二像素电极组，并且平面地配置在上述第一基板上。

5.如权利要求1所述的电光装置，其特征为，上述取样电路配置在上述第一基板上的位于配置了上述第一显示电极的图像显示区域的外围的外围区域，而且，上述外围区域中设有包括向上述第一导电型晶体管的栅极提供取样电路驱动信号的位移寄存器的数据线驱动电路。

6.如权利要求5所述的电光装置，其特征为，还具有其输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极的反相器，上述取样电路驱动信号通过上述反相器输入到上述栅极，上述栅极电压变换单元按照上述极性翻转变换上述反相器的电源。

7.如权利要求5所述的电光装置，其特征为，还具有其输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极的传输门，上述取样电路驱动信号输入到上述传输门的栅极控制端子，上述栅极电压变换单元按照上述极性翻转向上述传输门的输入端输入变换后的电压。

8.如权利要求5所述的电光装置，其特征为，上述栅极电压变换单元包括其多个输出端连接在上述第一导电型晶体管的栅极、且栅极控制端输入上述取样电路驱动信号的传输门，通过该多个传输门在多个相互不同的电源中选择一个电源，作为上述第一导电型晶体管的栅极电压。

9.如权利要求8所述的电光装置，其特征为，上述多个相互不同的电源中的一个电源与上述数据线驱动电路的电源共用，另一个电源通过该电光装置的外部电路连接端子及连接外部电路连接端子的连线提供。

10.如权利要求5所述的电光装置，其特征为，在向n个上述第一导电型晶体管的电极提供取样电路驱动信号时，对每个由规定数m(m为大于等于2小于n的自然数)个第一导电型晶体管构成的组并列地供给相同的取样电路驱动信号。

11.如权利要求1所述的电光装置，其特征为，上述第一导电型晶体管为N沟道型晶体管，上述极性翻转的负极性时的栅极电压小于正极性时的栅极电压。

12.如权利要求1所述的电光装置，其特征为，上述第一导电型晶体管为P沟道型晶体管，上述极性翻转的负极性时的栅极电压大于正极性时的栅极电压。

13.一种设置在电光装置中的电光装置驱动电路，其特征为，该电光装置包括：电光物质，夹持在一对基板即第一及第二基板之间；第一显示电极，配置在上述第一基板上；开关元件，对应于上述第一显示电极而配置；数据线，与上述开关元件电连接；第二显示电极，配置在上述第二基板上，与上述第一显示电极对置；取样电路，包含用于取样的第一导电型晶体管，所述晶体管对图像信号进行取样后提供给上述数据线，上述图像信号相对于该信号的振幅的中心电压伴有极性翻转；栅极电压变换单元，按照上述的极性翻转变换上述第一导电型晶体管的栅极电压。

14.一种电子设备，其特征为，具有电光装置，该电光装置包括：电光物质，夹持在一对基板即第一及第二基板之间；第一显示电极，配置在上述第一基板上；开关元件，对应于上述第一显示电极而配置；数据线，与上述开关元件电连接；取样电路，包含用于取样的第一导电型晶体管，所述晶体管对图像信号进行取样后提供给上述数据线，上述图像信号相对于该图像信号的振幅的中心电压伴有极性翻转；第二显示电极，配置在上述第二基板上，与上述第一显示电极对置；栅极电压变换单元，按照上述的极性翻转变换上述第一导电型晶体管的栅极电压。

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