JP2009109707A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、サンプリングスイッチの動作時に低下したデータ線の電位を高める。
【解決手段】補償信号供給回路（１３０）は、補償期間（ＣＰ）に亘って補償信号（ＳＣｉ）を容量素子（１３１）に供給する。容量素子（１３１）は、容量素子（１３１）が電気的に接続されたデータ線（６ａ）に補償信号（ＳＣｉ）の供給に応じて補償電圧を印加する。この補償電圧は、プッシュダウン電圧（ΔＶ）と同等、或いはプッシュダウン電圧（ΔＶ）より大きい電圧である。このような補償電圧により、プッシュダウン電圧（ΔＶ）によって第ｊ列目のデータ線（６ａ）の電位が少なくともプッシュダウン電圧（ΔＶ）だけ高められる。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば、反転駆動方式によって駆動される液晶装置等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなるプロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置では、液晶の焼付きや劣化を防ぐため、各画素電極に印加される電圧の極性を所定規則で反転させる反転駆動方式が採用されている。このうち画素電極に供給する画像信号の極性を、所定電位を基準として正極性と負極性とに１水平走査期間毎に反転させる１Ｈ反転駆動方式が、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用いられる。

液晶装置の表示領域を構成する複数の画素部に設けられた画素スイッチング用ＴＦＴがオン状態からオフ状態に切り換えられた場合、当該ＴＦＴのゲートソース間容量に起因して画素電極の電位が低下（所謂、プッシュダウン現象）してしまう。このような電位の低下が生じた場合、正極性及び負極性の夫々の電位に応じて画素電極の電位が基準電位に対して対称に設定されないことになる。当該非対称な電圧実効値に起因して液晶に直流電圧が印加されると、液晶が焼きつき等により劣化してしまう問題点が生じる。

そこで、特許文献１は、画素スイッチング用ＴＦＴの動作に起因して生じた画素電極における電位の低下を補償する画像信号補正回路等を提案している。

特開２００２−１８２６２２号公報

しかしながら、画像信号をサンプリングするサンプリングスイッチとして電気光学装置に搭載されたＴＦＴ等の半導体素子のサイズは、通常、画素スイッチング用ＴＦＴのサイズより大きい。したがって、サンプリングスイッチがオン状態（即ち導通状態）からオフ状態（即ち、非導通状態）に切り換えられる際にデータ線に生じる電位の低下のほうが、画素スイッチング用ＴＦＴの動作に応じて画素電極に生じる電位の低下より相対的に大きくなるため、画素電極の電位の低下の大部分はサンプリングスイッチの動作に起因することになる。このようなサンプリングスイッチの動作に応じて生じるデータ線の電位の低下、より具体的には、当該データ線の電位の低下に連動して生じる画素電極の電位の低下が表示不良に対して支配的に作用する。

特に、一水平走査期間毎に基準電位に対して極性を反転させた画像信号を供給する反転駆動方式を採用する液晶装置等の電気光学装置では、サンプリングスイッチの動作に起因して生じるデータ線の電位の低下、より具体的には、当該データ線の電位の低下に連動して生じる画素電極の電位の低下を補うために、例えば、予め基準電位を低電位側にシフトさせたり、正極性の画像信号の電位を高電位側に設定したりしておく等の処理が必要となり、画像信号を供給する回路部の回路構成を煩雑化してしまう問題点が生じる。

加えて、サンプリングスイッチの動作に起因して、液晶に印加される電圧実効値、即ち、画素電極と、画素電極に対向する対向電極との間に印加される電圧に非対称性が生じた場合、液晶の劣化し易くなり、液晶装置の信頼性の低下を招く問題点もある。

また、複数のデータ線に対応して設けられた複数のサンプリングスイッチの特性ばらつきに応じて、これらサンプリングスイッチの動作に起因して生じるデータ線の電位の低下がばらつく。このばらつきを低減するために、各データ線にサンプリングされる画像信号の電位をサンプリングスイッチ毎に設定することは技術的に困難である。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、反転駆動方式を採用した液晶装置等の電気光学装置において、サンプリングスイッチの動作に起因して生じるデータ線の電位の低下を抑制することによって、画素電極の電位の低下を抑制し、表示不良を低減可能な電気光学装置、及びそのような電気光学装置をライトバルブとして搭載したプロジェクタ等の電子機器を提供することを課題とする。

本発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上の表示領域において互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素電極と、前記データ線に電気的に接続されており、サンプリング信号が供給されることによって画像信号をサンプリングし、且つ該サンプリングした画像信号を前記データ線に供給するサンプリングスイッチと、第１水平走査期間において前記サンプリングスイッチが導通状態から非導通状態に切り換えられた第１タイミングから、前記第１水平走査期間の次に到来する第２水平走査期間において前記サンプリングスイッチが前記非導通状態から前記導通状態に切り換えられる第２タイミングまでの補償期間に亘って、前記第１タイミングにおいて生じた前記データ線の電位の低下を補償する補償手段とを備える。

本発明に係る電気光学装置によれば、例えば、当該電気光学装置が液晶装置である場合、表示領域には、複数の画素電極が複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられている。このような画素電極は、例えば、液晶素子を表示素子として有する画素部の一部として基板上に形成されている。

サンプリングスイッチは、データ線に電気的に接続されており、例えば、画像信号供給回路から供給された画像信号をサンプリング信号に応じてサンプリングし、データ線に供給する。より具体的には、例えば、ＴＦＴ等の半導体素子からなるサンプリングスイッチは、データ線毎に、或いは、複数のデータ線を一群とするデータ線群毎に基板上に設けられており、サンプリング信号が供給されることによって非導通状態から導通状態に切り換えられ、画像信号をサンプリングする。サンプリングされた画像信号は、サンプリングスイッチを介して当該サンプリングスイッチに対応するデータ線に供給される。

補償手段は、第１水平走査期間において前記サンプリングスイッチが導通状態から非導通状態に切り換えられた第１タイミングから、前記第１水平走査期間の次に到来する第２水平走査期間において前記サンプリングスイッチが前記非導通状態から前記導通状態に切り換えられる第２タイミングまでの補償期間に亘って、前記第１タイミングにおいて生じた前記データ線の電位の低下を補償する。

ここで、第１水平走査期間とは、例えば、マトリクス状に配列された複数の画素部のうち一の行に走査信号が供給される期間をいい、第２水平走査期間とは、一の行の次の行を構成する複数の画素部に走査信号が供給される期間である。即ち、第１水平走査期間及び第２水平走査期間は、複数の画素部に画像信号を入力するために順次到来する複数の水平走査期間のうち時間的に相互に隣り合って到来する水平走査期間である。

第１タイミングとは、第１水平走査期間において走査信号が供給される、例えば、一の行を構成する複数の画素部の夫々に電気的に接続された複数のデータ線のうち任意のデータ線に電気的に接続されたサンプリングスイッチにサンプリング信号を供給するタイミングをいう。第２タイミングとは、第２水平走査期間において当該データ線に電気的に接続されたサンプリングスイッチにサンプリング信号が供給されるタイミングをいう。サンプリングスイッチは、当該電気光学装置の動作時に、第１水平走査期間及び第２水平走査期間の夫々においてサンプリング信号に応じて非導通状態から導通状態に切り換えられることによって画像信号をサンプリングし、サンプリングした画像信号をデータ線に供給する。第１水平走査期間及び第２水平走査期間の夫々では、データ線に沿って相隣接する走査線の夫々に順次走査信号が供給され、これら走査信号に応じてスイッチング動作される画素スイッチング用ＴＦＴを介して第１水平走査期間において一の行の一部を構成する画素部に画像信号が供給され、第２水平走査期間において一の行の次の行の一部を構成する画素部に画像信号が供給される。これら異なる行の夫々一部を構成する画素部は、同一のデータ線に電気的に接続されているため、第１タイミングにおいてサンプリングスイッチが導通状態から非導通状態に切り換えられたことによってデータ線の電位が低下していた場合、第２水平走査期間において画素部に供給される画像信号の電位がデータ線の電位の低下に連動して低下する。したがって、何等処置を施すことなく、第２水平走査期間において画像信号がデータ線及び走査線を介して画素部の画素電極に供給された場合、画素電極電位が、画像信号の本来の電位に応じた電位を設定されないこととなり、クロストーク等の表示不良が発生する。

そこで、本発明に係る電気光学装置では、補償手段が、第１タイミングにおいてサンプリングスイッチの動作に起因して生じたデータ線の電位に低下を第１タイミングから第２タイミングまでの補償期間に亘って補償する。これにより、相隣接する行の夫々の一部を構成する画素部の夫々に、サンプリングスイッチの動作に起因する電位の低下が生じてしない画像信号を第１水平走査期間及び第２水平走査期間の夫々における所定のタイミング、より具体的には、サンプリングスイッチが非導通状態から導通状態に切り換えられるタイミングに各画素部に供給可能になり、画素電極の電位の低下、即ち、サンプリングの動作に起因して生じるプッシュダウンを一因とする表示不良を低減できる。

よって、補償手段によれば、画素電極の電位の低下分の大部分を占めるサンプリングスイッチの動作に起因する電位の低下分を補償でき、画像信号の電位を予め高めに設定するための回路を形成する必要がなくなる。加えて、サンプリングスイッチの特性ばらつきに応じて各画像信号の電位を設定する必要がない。したがって、本発明に係る電気光学装置によれば、当該電気光学装置を駆動するための各種回路部の回路構成が、プッシュダウンを低減するために煩雑化することを低減できる。

特に、本発明に係る電気光学装置の一例である液晶装置が反転駆動方式を採用している場合、本発明に係る電気光学装置によれば、サンプリングスイッチの動作に応じてデータ線の電位が低下し、当該データ線の電位の低下に連動して画素電極の電位が所定の画像信号の電位より低く設定されることを低減できる。したがって、当該データ線の電位の低下に連動して生じる画素電極の電位の低下を補うために、例えば、予め基準電位を低電位側にシフトさせたり、正極性の画像信号の電位を高電位側に設定したりしておく等の処理が不要となる利点がある。

このように、本発明に係る電気光学装置によれば、電気光学装置を駆動する回路部の回路構成が煩雑化することを抑制できることに加え、プッシュダウンに起因する表示不良を低減できる。加えて、反転駆動方式を採用する液晶装置等の電気光学装置では、表示不良を低減だけでなく、液晶に印加される駆動電圧の非対称性に起因して生じる直流電圧成分によって液晶が劣化することを低減でき、液晶装置等の電気光学装置の信頼性を向上させることが可能になる。

本発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記補償手段は、前記電位の低下を補償する補償電圧以上の電圧を前記補償期間に亘って前記データ線に印加してもよい。

この態様によれば、例えば、反転駆動方式を採用した液晶装置等の電気光学装置において、第１タイミングにおいてサンプリングスイッチの動作に起因してデータ線に生じる電位の低下を補償する補償電圧以上の電圧を前記補償期間に亘って前記データ線に印加することによって、ｎチャネル型ＴＦＴである画素スイッチング用ＴＦＴをリークするリーク電流を低減できる。より具体的には、例えば、画素スイッチング用ＴＦＴのソースは、データ線に電気的に接続されているため、データ線の電位を高電位側にシフトさせることによって、相対的に画素スイッチング用ＴＦＴのゲート及びソース間の電圧が当該ＴＦＴのしき値電圧より小さくなり、リーク電流の発生が低減可能になる。

加えて、この態様によれば、例えば、反転駆動方式を採用する液晶装置等の電気光学装置において、正極性の画像信号の電位の低下を補償するように当該画像信号の電位を予め高電位側に設定する必要がない。したがって、サンプリングスイッチのソース電位が正極性の画像信号の電位に応じて高く設定されることを抑制でき、サンプリングスイッチの動作時において、当該ソース電位を低く設定することが可能である。

よって、この態様によれば、例えば、ＴＦＴ等の半導体素子であるサンプリングスイッチの動作時において、補償電圧以上の電圧がデータ線に印加されない場合に比べて、相対的に低い電位のサンプリング信号をサンプリングスイッチのゲートに印加でき、サンプリングスイッチのしきい値電圧以上の電圧をサンプリングスイッチのソース及びゲート間に印加することが可能であるため、サンプリングスイッチの動作特性を向上させることが可能である。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記サンプリングスイッチは、前記データ線の一方の端に電気的に接続されており、前記補償手段は、前記データ線における前記一方の端と反対側の他方の端に電気的に接続された容量手段と、前記容量手段が前記電位の低下を補償可能なように、前記補償期間に亘って前記容量手段に補償信号を供給する補償信号供給手段とを有していてもよい。

この態様によれば、容量手段に補償信号を供給することによって、容量手段の容量値と、補償信号の電圧とに応じて容量手段に生じる電荷によってデータ線の電位の低下を補償する電圧を当該データ線に印加することが可能である。尚、容量手段の容量値と、補償信号の電圧との組み合わせは、サンプリングスイッチのゲート及びソース間容量に応じて個別具体的に設定可能である。例えば、補正信号の電圧をデータ線の電位の低下に応じて個別に設定できない場合、或いは、補償信号の電圧を大きくできない場合には、容量手段の一例として基板上に形成されたコンデンサ等の容量素子の容量値を予め適切な容量値に設定しておくことにより、補償信号の電圧を個別に変更することなくデータ線の電位の低下を補償可能である。

特に、この態様では、容量手段の容量値は、サンプリングスイッチのゲート及びソース間容量と同等であることが望ましい。このような容量手段によれば、補償信号の電圧の大きさを変更する、或いは適切な値に設定しなくても、容量素子の容量値に応じて生じる電位の変化によってデータ線の電位の低下を補償可能である。

この態様では、前記補償信号は、前記サンプリング信号と等しい振幅を有していてもよい。

この態様によれば、例えば、容量手段の容量値がサンプリングスイッチのゲート及びソース間容量と等しい場合、データ線における電位の低下分に相当する電圧が容量手段からデータ線に印加可能である。

本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を備えている。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置及び電子機器の各実施形態を説明する。

＜１：電気光学装置＞
＜１−１：電気光学装置の全体構成＞
先ず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を説明する。図１は、対向基板側から見た液晶装置の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。

図１及び図２において、液晶装置１は、互いに対向するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を含んで構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、本発明の「表示領域」の一典型例である画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域では、データ線駆動回路１０１、外部回路接続端子１０２及び不図示のサンプルホールド回路が、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の間には、両基板間の電気的導通を確保するための上下導通端子１０６が配置されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用ＴＦＴや各種配線等の上に複数の画素電極９ａが形成されている。このような複数の画素電極９ａは、画像表示領域１０ａにおいて、後述する複数の走査線及び複数のデータ線の夫々の交差に対応して設けられている。また、画素電極９上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上の画像表示領域１０ａには、液晶層５０を介して複数の画素電極９ａと対向する対向電極２１が形成されている。即ち、複数の画素電極９ａの夫々に電圧が印加されることで、画素電極９ａと対向電極２１との間には液晶保持容量が形成される。対向電極２１上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成され、更にその上を配向膜が覆っている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。

＜１−２：電気光学装置の電気的な接続構成＞
次に、図３を参照しながら、液晶装置１の主要な回路構成を説明する。ここに、図３は、液晶装置１の要部の回路構成を示したブロック図である。

図３において、液晶装置１は、複数の画素電極９ａ、複数の走査線１１ａ、複数のデータ線６ａ、走査線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１、サンプルホールド回路７、各々が本発明の「容量手段」の一例である容量素子１３１、及び本発明の「補償信号供給手段」の一例である補償信号供給回路１３０を備えて構成されている。

液晶装置１は、例えば石英基板、ガラス基板或いはシリコン基板等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０（ここでは図示せず）とが液晶層を介して対向配置され、画像表示領域１０ａにおいて区画配列された画素電極９ａに印加する電圧を制御し、液晶層にかかる電界を画素毎に変調する構成となっている。これにより、両基板間の透過光量が制御され、画像が階調表示される。

尚、液晶装置１は、液晶装置１の外部に設けられた外部回路である画像信号供給回路から供給された画像信号ＶＩＤの電圧を、所定の基準電位、より具体的には、共通電位ＬＣＣＯＭに対して正極性及び負極性に反転し、極性反転された画像信号ＶＩＤが順次各画素部に供給する反転駆動方式を採用している。

ＴＦＴアレイ基板１０における画素表示領域１０ａには、マトリクス状に配置された複数の画素電極９ａと、互いに交差して配列された複数の走査線１１ａ及びデータ線６ａとが形成され、画素に対応する画素部が構築されている。尚、ここでは図示しないが、各画素電極９ａとデータ線６ａとの間には、走査線１１ａを介して夫々供給される走査信号に応じて導通、非導通が制御される画素スイッチング用ＴＦＴや、画素電極９ａに印加した電圧を維持するための保持容量が形成されている。画像表示領域１０ａの周辺領域には、データ線駆動回路１０１等の駆動回路が形成されている。

データ線駆動回路１０１は、シフトレジスタ５１、論理回路５２、及び位相差補正回路１０８を備えて構成されている。

シフトレジスタ５１は、データ線駆動回路１０１内に入力される所定周期のＸ側クロック信号ＣＬＸ（及びその反転信号ＣＬＸＢ）、シフトレジスタスタート信号ＤＸに基づいて、各段から転送信号Ｐｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）を順次出力するように構成されている。液晶装置１の動作時において、シフトレジスタ５１には、電源ＶＤＤＸ及び該電源より低電位の電源ＶＳＳＸが供給され、シフトレジスタ５１を構成するトランジスタが駆動される。より具体的には、電源ＶＤＤＸは、シフトレジスタ５１を構成するトランジスタのドレインに供給される電源であり、電源ＶＳＳＸは、シフトレジスタ５１を構成するトランジスタのソースに供給される電源である。尚、電源ＶＳＳＸ及びＶＳＳＹは、電源ＶＤＤＸ及びＶＤＤＹより低電位の電源である。

論理回路５２は、パルス幅制限手段を含み、電源ＶＤＤＸ及びＶＳＳＸによって駆動される。論理回路５２は、シフトレジスタ５１から順次出力される転送信号Ｐｉを、ＮＲＧ信号に応じて信号の鈍りが低減されたイネーブル信号ＥＮＢ１乃至ＥＮＢ４に基づいて整形し、それを基にして最終的にサンプリング回路駆動信号Ｓｉを出力する。

位相差補正回路１０８は、双安定回路を含んでおり、電源ＶＤＤＸ及びＶＳＳＸによって駆動される。位相差補正回路１０８は、反転クロック信号ＣＬＸＢの位相及びクロック信号ＣＬＸの位相間に位相差が生じた場合に、これら信号の位相差を補正する。

サンプルホールド回路７は、各々が本発明の「サンプリングスイッチ」の一例である複数のサンプリングスイッチ７２を備えて構成されている。サンプリングスイッチ７２は、データ線６ａの一方の端に電気的に接続されている。サンプルホールド回路７は、画像信号線２１６を介して供給された画像信号ＶＩＤをサンプリング信号Ｓｉに応じてサンプリングし、サンプリングした画像信号ＶＩＤをデータ線６ａに供給する。

複数の容量素子１３１は、データ線６ａの他方の端に電気的に接続されており、補償信号供給回路１３０と共に、本発明の「補償手段」の一例を構成している。複数の容量素子１３１の夫々は、補償信号供給回路１３０に電気的に接続されており、所定のタイミングで補償信号供給回路１３０から供給された補償信号ＳＣｉに応じてデータ線６ａに電圧を印加し、サンプリングスイッチ７２に動作時に応じてデータ線６ａに生じた電位の低下を補償する。

尚、本実施形態では、１本の画像信号線２１６を介して１系統の画像信号ＶＩＤが供給される場合を例にあげているが、シリアル−パラレル変換によって相展開された複数系統の画像信号が同時に供給されてもよい。このようにシリアルな画像信号を変換して得たパラレルな画像信号を同時供給すると、複数のデータ線を一群とするグループ毎にデータ線６ａへの画像信号入力を行うことができ、駆動周波数を抑えることが可能である。

走査線駆動回路１０４は、走査線駆動回路１０４に入力される所定周期のＹ側クロック信号ＣＬＹ、シフトレジスタスタート信号ＤＹに基づいて、各段から走査信号Ｇｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）を順次出力するように構成されており、電源ＶＤＤＹ及びＶＳＳＹによって駆動される。

＜１−３：画素部の回路構成＞
次に、図４を参照しながら、液晶装置１の画像表示領域１０ａにおける回路構成を詳細に説明する。図４は、液晶装置１の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込まれる画像信号ＶＩＤ１、ＶＩＤ２、・・・、ＶＩＤｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａにパルス的に走査信号Ｇｊ（ｊ＝１、２、・・・、ｍ）を、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号ＶＩＤ１、ＶＩＤ２、・・・、ＶＩＤｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号ＶＩＤ１、ＶＩＤ２、・・・、ＶＩＤｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に保持容量７０が付加されている。保持容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位が固定された容量配線４００に電気的に接続されている。

＜１−４：液晶装置の駆動方法＞
次に、図５乃至図８を参照しながら、液晶装置１の駆動方法を説明する。図５及び図６は、液晶装置１の動作時における各種信号のタイミングチャートである。図７は、液晶装置１の動作時におけるデータ線の電位及び画素電極電位の時間的な変化をサンプリング信号及び補償信号の夫々と共に示したタイミングチャートである。図８は、図７の比較例に係るタイミングチャートである。尚、以下では、一つのフレームにおいて、複数の走査線１１ａに順次走査信号が供給される水平走査期間のうち、第ｉ行目の走査線１１ａに走査信号Ｇｉを供給する第ｉ水平走査期間と、第ｉ＋１行目の走査線１１ａに走査信号Ｇｉ＋１を供給する第ｉ＋１水平走査期間に特に注目して液晶装置１の駆動方法を説明する。即ち、以下では、第ｉ水平走査期間が、本発明の「第１水平走査期間」の一例であり、第ｉ＋１水平走査期間が、本発明の「第２水平走査期間」の一例である。

図５に示すように、スタート信号ＤＹの入力に応じてＫフレーム及びＫ＋１フレームが開始され、Ｙ側クロック信号ＣＬＹが立ち下がるタイミングに走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｉ、・・・、Ｇｍが順次走査線１１ａに供給される。各走査信号Ｇｉの電位がハイレベルに維持される期間が、第ｉ行目の画素部に画像信号を書き込むことが可能な水平走査期間Ｈである。

次に、図６に示すように、Ｋフレームにおいて、第１水平走査期間が開始するに先んじてシフトレジスタスタート信号ＤＸがデータ線駆動回路１０１に供給され、Ｘ側クロック信号ＣＬＸが順次データ線駆動回路１０１に供給される。サンプリングスイッチ７２をオフ状態からオン状態に切り換えるためのサンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）が、Ｘ側クロック信号ＣＬＸに応じて各サンプリングスイッチ７２に供給される。

ここで、サンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）は、第ｉ水平走査期間において、複数のデータ線６ａのうち第ｊ列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチ７２に供給されるサンプリング信号を意味している。より具体的には、例えば、第１水平走査期間の第１列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチ７２に供給されるサンプリング信号はサンプリング信号Ｓ（１，１）と表記されている。

本実施形態では、後述するように、第ｉ水平走査期間において第ｊ列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチ７２に供給されるサンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）が立ち下がったタイミングであって、本発明の「第１タイミング」の一例であるタイミングＴ１から、第ｉ＋１水平走査期間において第ｊ列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチ７２にサンプリング信号Ｓ（ｉ＋１，ｊ）が供給されるまでの補償期間ＣＰに亘って、第ｊ列目のデータ線６ａの電位の低下が補償される。より具体的には、ＴＦＴ等の半導体素子であるサンプリングスイッチ７２のゲート及びソース間容量に起因して、タイミングＴ１に生じた第ｊ列目のデータ線６ａの電位の低下を補償期間ＣＰに亘って補償されるように、容量素子１３１が第ｊ列目のデータ線６ａに補償電圧を印加し、当該データ線６ａの電圧を高める。

次に、図７及び図８を参照しながら、より詳細に液晶装置１の駆動方法を説明する。

図８を参照しながら、補償期間ＣＰに亘って第ｊ列目のデータ線６ａの電位の低下が補償されない場合を説明する。

図８に示すように、第ｉ水平走査期間及び第ｉ＋１水平走査期間の夫々では、データ線６ａに沿って相隣接する走査線１１ａの夫々に順次走査信号Ｇｉ及びＧｉ＋１が供給される。第ｉ水平走査期間において、サンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）に応じてオン状態に切り換えられたサンプリングスイッチ７２を介して、第ｊ列目のデータ線６ａに画像信号ＶＩＤが供給される。

第ｉ行目を構成する複数の画素部及び第ｉ＋１行目を構成する複数の画素部のうち第ｊ列目のデータ線６ａに電気的に接続された２つの画素部は、同一のデータ線６ａに電気的に接続されている。タイミングＴ１において第ｊ列目のデータ線６ａに電気的に接続されたサンプリングスイッチ７２の動作時に応じて第ｊ列目のデータ線６ａにプッシュダウンが生じていた場合、第ｉ＋１水平走査期間では、第ｊ列目のデータ線６ａに仮に正極性の画像信号ＶＩＤを供給したとしても、第ｊ列目のデータ線６ａは、正極性の画像信号ＶＩＤの電位Ｖｂ（＋）よりもプッシュダウン電圧ΔＶだけ低い電位に設定されてしまう。

より具体的には、第ｉ水平走査期間において共通電位ＬＣＣＯＭより低い電位Ｖｂ（−）を有する画像信号ＶＩＤがデータ線６ａに供給されていた状態でプッシュダウン電圧ΔＶだけデータ線６ａの電位Ｖｄが低下していた場合、第ｉ＋１水平走査期間において正極性の電位Ｖｂ（＋）を有する画像信号ＶＩＤがデータ線６ａに供給されたとしても、第ｊ列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチ７２にタイミングＴ２においてサンプリング信号Ｓ（ｉ＋１，ｊ）が供給された際に、データ線６ａの電位Ｖｄは、本来設定されるべき電位Ｖｂ（＋）よりプッシュダウン電圧ΔＶだけ低い電位に設定されてしまう。

このようにプッシュダウン電圧ΔＶだけ低い電位に設定されたデータ線６ａを介して供給された画像信号ＶＩＤがＴＦＴ３０を介して画素電極９ａに供給された場合、第ｉ＋１水平走査期間において設定されるべき画素電極電位Ｖｉ＋１が、本来設定されるべき電位Ｖｂ（＋）より低い電位となってしまい、液晶装置１の表示品位が低下してしまう。したがって、第ｉ＋１水平走査期間において、画素電極電位Ｖｉ＋１を本来設定されるべき正極性の電位Ｖｂ（＋）に設定するためには、正極性の画像信号ＶＩＤの電位をプッシュダウン電圧ΔＶを相殺するように高めに設定する方法が考えられる。しかしながら、画像信号ＶＩＤの電位をプッシュダウン電圧ΔＶだけ高く設定し直すためには、画像信号供給回路の回路構成の煩雑化を招く。

また、本実施形態では、反転駆動方式を採用しているため、プッシュダウン電圧ΔＶが生じた分、共通電位ＬＣＣＯＭの基準として正極性及び負極性の夫々の電位に設定されるべき画素電極電位Ｖｉ＋１に非対称性が生じてしまう。画素電極電位Ｖｉ＋１に生じる非対称性によれば、対向電極２１及び画素電極９ａ間の液晶に印加される電圧が、正極性の画像信号ＶＩＤ及び負極性の画像信号ＶＩＤの夫々が画素電極９ａに書き込まれる書き込み期間の夫々において相互に異なり、印加電圧の相違に起因して液晶に直流電圧成分が印加されてしまう。したがって、プッシュダウン電圧ΔＶによれば、直流電圧成分によって液晶が劣化し、液晶装置１の信頼性を低下させてしまう。

このような印加電圧の非対称性を解消することを目的として、共通電位ＬＣＣＯＭを低電位側にシフトさせることも考えられるが、正極性の画像信号ＶＩＤの電位を高電位側にシフトさせる場合と同様に、共通電位ＬＣＣＯＭを液晶装置１に供給するための電源回路の回路構成を煩雑化させてしまう。

そこで、図７に示すように、液晶装置１では、補償信号供給回路１３０及び容量素子１３１が、タイミングＴ１においてサンプリングスイッチ７２の動作に起因して生じたデータ線６ａの電位の低下をタイミングＴ１からタイミングＴ２までの補償期間ＣＰに亘って補償する。

より具体的には、補償信号供給回路１３０は、補償期間ＣＰに亘って補償信号ＳＣｉを各容量素子１３１に供給する。容量素子１３１は、容量素子１３１が電気的に接続されたデータ線６ａに補償信号ＳＣｉの供給に応じて補償電圧を印加する。この補償電圧は、プッシュダウン電圧ΔＶと同等、或いはプッシュダウン電圧ΔＶより大きい電圧である。このような補償電圧により、プッシュダウン電圧ΔＶによって第ｊ列目のデータ線６ａの電位が少なくともプッシュダウン電圧ΔＶだけ高められる。したがって、補償信号供給回路１３０及び容量素子１３１によれば、プッシュダウンによって生じる第ｊ列目のデータ線６ａにおける電位の低下が補償され、正極性の画像信号ＶＩＤの電位を高めたり、共通電位ＬＣＣＯＭの電位を低電位側にシフトさせたりすることなく、画素電極電位Ｖｉ＋１を本来の画像信号ＶＩＤの電位Ｖｂ（＋）に設定することができ、プッシュダウン電圧ΔＶに起因する表示不良を低減可能である。

加えて、補償信号供給回路１３０及び容量素子１３１によれば、液晶に印加される印加電圧の非対称性も解消され、直流電圧成分が液晶に印加されることによって生じる液晶の劣化も抑制可能であり、液晶装置１の信頼性を向上させることも可能である。

尚、本実施形態では、時間的に相連続する第ｉ水平走査期間及び第ｉ＋１水平走査期間の例に挙げて液晶装置１の駆動方法を説明したが、本発明の「補償電圧」は、時間的に相連続する水平走査期間の夫々に跨るように、より具体的には、相連続する水平走査期間の夫々において同一のデータ線６ａに供給されるサンプリング信号の立ち下げタイミングから立ち上がりタイミングまでの期間に亘って供給されていればよい。

また、液晶装置１では、容量素子１３１に補償信号ＳＣｉを供給することによって、容量素子１３１の容量値と、補償信号ＳＣｉの電圧とに応じて容量素子１３１に生じる電荷によって、データ線６ａの電位の低下を補償する補償電圧を当該データ線６ａに印加することが可能である。したがって、容量素子１３１の容量値と、補償信号ＳＣｉの電圧との組み合わせは、サンプリングスイッチ７２のゲート及びソース間容量に応じて個別具体的に設定可能である。例えば、補正信号ＳＣｉの電圧をデータ線６ａの電位の低下に応じて個別に設定できない場合、或いは、補償信号ＳＣｉの電圧を大きくできない場合には、コンデンサ等の容量素子の容量値を予め適切な容量値に設定しておくことにより、補償信号ＳＣｉの電圧を個別に変更することなくデータ線６ａの電位の低下を補償可能である。

特に、本実施形態では、容量素子１３１の容量値は、サンプリングスイッチ７２のゲート及びソース間容量と同等であることが望ましい。このような容量素子１３１によれば、補償信号ＳＣｉの電圧の大きさを変更する、或いは適切な値に設定しなくても、補償信号ＳＣｉの電圧をサンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）と等しい振幅に設定しておくことにより、
データ線６ａにおける電位の低下分に相当する電圧が容量素子１３１からデータ線６ａに印加可能である。

また、液晶装置１では、プッシュダウン電圧ΔＶに相当するデータ線６ａの電位の低下を補償する補償電圧以上の電圧が補償信号供給回路１３０及び容量素子１３１によって、補償期間ＣＰに亘って第ｊ列目のデータ線６ａに印加されてもよい。

このような補償電圧によれば、ＴＦＴ３０がｎチャネル型ＴＦＴであった場合、ＴＦＴ３０からリークするリーク電流を低減できる。より具体的には、例えば、ＴＦＴ３０のソースは、データ線６ａに電気的に接続されているため、データ線６ａの電位を高電位側にシフトさせることによって、相対的にＴＦＴ３０のゲート及びソース間の電圧が当該ＴＦＴ３０のしきい値電圧より小さくなり、リーク電流の発生が低減可能になる。

加えて、液晶装置１では、その駆動方式として反転駆動方式が採用されているため、データ線６ａの電位の低下に連動して正極性の画像信号ＶＩＤが供給された画素電極９ａの画素電極電位Ｖｉ＋１の低下を補償するように当該画像信号ＶＩＤの電位を予め高電位側に設定する必要がない。したがって、サンプリングスイッチ７２のソース電位が正極性の画像信号ＶＩＤの電位に応じて高く設定されることを抑制でき、サンプリングスイッチ７２の動作時において、当該ソース電位を低く設定することが可能である。これにより、サンプリングスイッチ７２の動作時において、補償電圧以上の電圧がデータ線６ａに印加されない場合に比べて、相対的に低い電位のサンプリング信号Ｓ（ｉ，ｊ）をサンプリングスイッチ７２のゲートに印加することによって、サンプリングスイッチ７２のしきい値電圧以上の電圧をサンプリングスイッチのソース及びゲート間に印加することが可能であるため、サンプリングスイッチ７２の動作特性を向上させることが可能である。

尚、液晶装置１によれば、補償電圧によってプッシュダウン電圧ΔＶを補償可能であるため、例えば、サンプリングスイッチ７２の特性ばらつきに起因して各データ線６ａに生じるプッシュダウン電圧が相互にばらつく場合でも、相互にばらついたプッシュダウン電圧ΔＶを補償電圧によって補償可能である。

（変形例）
次に、図９及び図１０を参照しながら、本実施形態に係る電気光学装置の変形例を説明する。図９は、本例に係る電気光学装置の主要部の回路構成を示したブロック図である。図１０は、本実施形態に係る電気光学装置の変形例の動作時におけるデータ線の電位及び画素電極電位の時間的な変化をサンプリング信号及び補償信号の夫々と共に示したタイミングチャートである。尚、以下では、上述の液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図９において、本例に係る液晶装置１ａは、補正信号供給回路１３０から複数の容量素子１３１に共通に補正信号ＳＣｉが供給される点で上述の液晶装置１と相互に異なる。

図１０において、液晶装置１ａによれば、同一の行に配列された画素電極９ａの夫々に電気的に接続されたデータ線６ａのサンプリングスイッチ７２の動作時に生じた電位低下を一度に補償することが可能である。

より具体的には、サンプリング信号Ｓ（ｉ，ｎ）が入力されたタイミングＴ３から、その次に走査の際にｊ列目のデータ線６ａに対応するサンプリングスイッチに供給されたサンプリング信号（ｉ＋１，ｊ）が立ち下がるタイミングＴ４までの期間が補償期間ＣＰ１となる。このような補償期間ＣＰ１では、サンプリングスイッチの動作時に生じたデータ線６ａの電位低下を一括で補償可能である。

＜２：電子機器＞
次に、図１１を参照しながら、上述した液晶装置が適用された電子機器を説明する。図９は、本発明に係る電子機器の一例である液晶プロジェクタの構成を示した平面図である。

図１１において、プロジェクタ１１００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１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

このようなプロジェクタ１１００によれば、プロジェクタ１１００の動作時において液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの夫々の画像表示領域に生じる横クロストーク等の表示不良を低減でき、高品位の画像表示が可能である。

本実施形態に係る電気光学装置を対向基板側から見た平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。 本実施形態に係る電気光学装置の主要部の回路構成を示したブロック図である。 本実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。 本実施形態に係る電気光学装置の動作時における各種信号のタイミングチャート（その１）である。 本実施形態に係る電気光学装置の動作時における各種信号のタイミングチャート（その２）である。 本実施形態に係る電気光学装置の動作時におけるデータ線の電位及び画素電極電位の時間的な変化をサンプリング信号及び補償信号の夫々と共に示したタイミングチャートである。 図７の比較例に係るタイミングチャートである。 本実施形態に係る電気光学装置の変形例の主要部の回路構成を示したブロック図である。 本実施形態に係る電気光学装置の変形例の動作時におけるデータ線の電位及び画素電極電位の時間的な変化をサンプリング信号及び補償信号の夫々と共に示したタイミングチャートである。 本発明に係る電子機器の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を表す断面図である。

符号の説明

１・・・液晶装置、９ａ・・・画素電極、７２・・サンプリングスイッチ、１３０・・・補償信号供給回路、１３１・・・容量素子

Claims (5)

1. 基板上の表示領域において互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素電極と、
   前記データ線に電気的に接続されており、サンプリング信号が供給されることによって画像信号をサンプリングし、且つ該サンプリングした画像信号を前記データ線に供給するサンプリングスイッチと、
   第１水平走査期間において前記サンプリングスイッチが導通状態から非導通状態に切り換えられた第１タイミングから、前記第１水平走査期間の次に到来する第２水平走査期間において前記サンプリングスイッチが前記非導通状態から前記導通状態に切り換えられる第２タイミングまでの補償期間に亘って、前記第１タイミングにおいて生じた前記データ線の電位の低下を補償する補償手段と
   を備えたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記補償手段は、前記電位の低下を補償する補償電圧以上の電圧を前記補償期間に亘って前記データ線に印加すること
   を特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記サンプリングスイッチは、前記データ線の一方の端に電気的に接続されており、
   前記補償手段は、前記データ線における前記一方の端と反対側の他方の端に電気的に接続された容量手段と、前記容量手段が前記電位の低下を補償可能なように、前記補償期間に亘って前記容量手段に補償信号を供給する補償信号供給手段とを有すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記補償信号は、前記サンプリング信号と等しい振幅を有すること
   を特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の電気光学装置を具備してなること
   を特徴とする電子機器。

Images