JP4254427B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。

電気光学物質として液晶を用いる液晶装置は、複数の画素がデータ線と走査線との交差に対応して配置されている。図１３は、１画素の構成を示す回路図である。この図に示されるように、１画素は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する）５０、画素電極６、液晶、及び画素電極６と液晶を挟んで対向する対向電極（図示せず）とを備える。このような構成において、ＴＦＴ５０がオン状態となると、データ線３の電圧が画素電極６に取り込まれ、画素電極６、液晶、及び対向電極で構成される容量に電荷が蓄積される。

液晶の透過率は印加電圧の実効値によって定まる。液晶に直流電圧を印加するとその組成が変化していわゆる焼き付き等の問題が発生する。このため、液晶に印加する電圧極性を所定周期で反転する交流駆動法が知られている。交流駆動法の一手法として、対向電極の電位（以下、コモン電位と称する）を所定周期で高電位と低電位とに交互に切り替えるものが知られている。

図１４にＴＦＴ５０の静特性を示す。この図に示すようにＴＦＴ５０は逆バイアス電圧が増加すると、リーク電流が増加する傾向がある。ある画素が非選択状態であるときは、ＴＦＴ５０をオフ状態にするため走査線２に所定の電位が供給される。しかし、対向電極と画素電極６とは容量結合しているので、対向電極の電位が切り替わると、これに同期して画素電極の電位が変動し、ＴＦＴ５０の逆バイアスの程度が増大されることがある。そこで、非選択状態にある走査線の電位として２レベルを有し、コモン電位の変化に応じて同位相で交互に切り替えることにより、逆バイアスの程度の増大を抑えてＴＦＴ５０のリーク電流を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特許３０００６３７号公報（請求項１）

ところで、非選択状態にある走査線２に接続された各ＴＦＴ５０はオフ状態となっているから、非選択状態にある走査線２の負荷容量は比較的小さな値となる。従って、非選択状態にある走査線２の電位応答は早い。一方、画素電極６と容量結合している対向電極の負荷容量が比較的大きな値となる。従って、画素電極６の電位応答は遅い。このように走査線２の電位（ＴＦＴ５０のゲート電位）と画素電極６の電位（ＴＦＴ５０のドレイン電位）との応答特性は前者の方が速い。このため、非選択状態にある走査線の電位を、コモン電位の変化に応じて同位相で交互に切り替えると、ＴＦＴ５０が一時的にオンしてしまうことがある。

図１５は、従来の駆動方法の問題点を説明するためのタイミングチャートである。なお実際には走査線と画素電極間の寄生容量などでさらに複雑な挙動を示すが、説明のために簡略化している。この例では、非選択状態にある走査線電位Ｖ１をＶＳＳＨとＶＳＳＬとの間で切り替え、ＴＦＴ５０がオン状態の時に画素電極電位Ｖ２がｄａｔａになるように書き込みが行われたものとする。また、走査線２の時定数をτＧ、対向電極の時定数をτＶＣＯＭとすると、負荷容量の関係からτＧ＜τＶＣＯＭとなる。このため、走査線電位Ｖ１の立ち上がり時間ＴＵＡは、画素電極電位Ｖ２の立ち上がり時間ＴＵＢより短く、走査線電位Ｖ１の立ち上がり波形は、画素電極電位Ｖ２の立ち上がり波形と比較して急峻である。そして、期間Ｔａにおいて、走査線電位Ｖ１が画素電極電位Ｖ２を上回り、ＴＦＴ５０が一時的にオンしてしまう。この結果、保持状態の画素において電荷の増減を生じて表示画像が異常となってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画素に用いられるトランジスタの逆バイアスによるリーク電流を適切に防止することができる電気光学装置及びこれを用いた電子機器を提供することを解決課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応してマトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記走査線の電位に応じて前記データ線と前記画素電極との間の接続状態を切り替えるトランジスタと、前記画素電極と電気光学物質を挟んで対向する対向電極とを備え、所定周期で切り替わる低コモン電位と高コモン電位とが前記対向電極に交互に供給されるものであって、前記対向電極の電位変化に応じて、非選択状態にある前記走査線に供給する非選択電位を低走査線電位と高走査線電位との間で遷移させる走査線駆動手段と、前記対向電極と前記電気光学物質を挟んで対向する電源配線を介して供給される電源電位を用いて動作する第１手段と、前記電源電位を前記対向電極の電位変化に応じて変化させる第２手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、電源配線と対向電極との間には電気光学物質の誘電率等で定まる寄生容量が存在するが、電源配線の電源電位を対向電極の電位変化に応じて変化させることができる。従って、対向電極の電位が変化しても寄生容量に流れ込む電流及び寄生容量から流れ出る電流を大幅に低減できる。換言すれば、対向電極電位を低コモン電位と高コモン電位との間で交流駆動するに際し、上記寄生容量が負荷として作用しなくなる。このことは、対向電極の時定数が低減することを意味する。この結果、低コモン電位と高コモン電位との間の遷移時間を短縮することができ、画素に用いられるトランジスタの逆バイアスによるリーク電流を適切に防止して、表示品質を大幅に向上させることが可能となる。なお、電源電位の振幅は、低コモン電位と高コモン電位との電位差に等しいことが、対向電極の時定数を低減する観点から好ましいが、必ずしも両者が一致しなくてもよい。さらに、電源電位は非選択電位と一致しなくてもよい。

ここで、前記電源電位は前記非選択電位であり、前記電源配線を介して前記走査線駆動手段及び前記第１手段に前記非選択電位が供給されることが好ましい。この場合には、電源配線を走査線駆動手段と第１手段で共用化することができ、しかも電源電位と非選択電位とを一致させることができるので、構成を簡易化できる。

また、上述した電気光学装置において、前記第２手段は、第１制御信号に基づいて前記低コモン電位と高コモン電位とのうち一方を選択して前記対向電極に出力する第１選択手段と、第２制御信号に基づいて前記低走査線電位と前記高走査線電位とのうち一方を選択して前記電源配線へ出力すると共に、前記第１選択手段よりも選択に要する遅延時間が小さい第２選択手段と、前記第１制御信号を生成すると共に、非選択状態にある前記走査線の電位が、前記非選択状態にある前記走査線に接続される前記トランジスタの前記画素電極の電位を下回るように、前記第１制御信号に対して遅延した前記第２制御信号を生成する制御手段とを備えたことを特徴とする。

一般に、対向電極に付随する寄生容量は、電源配線に付随する寄生容量よりも大きい。従って、第１選択手段は第２選択手段と比較して選択に要する遅延時間が大きくなる。この発明によれば、第１制御信号に対して遅延した第２制御信号を生成するので、非選択状態にある走査線の電位がトランジスタの画素電極の電位を下回るように設定することが可能となる。

ここで、前記第１手段は、静電保護回路であってもよい。また、前記第１手段は、前記データ線を駆動するデータ線駆動手段であってもよい。より具体的には、前記データ線駆動手段は、転送開始パルスを順次転送するシフトレジスタと、前記シフトレジスタの出力信号のレベルをシフトするレベルシフタと、前記レベルシフタの出力信号に基づいて画像信号をサンプリングするサンプリング回路とを備え、前記レベルシフタは前記電源配線を介して前記電源電位が給電されることが好ましい。例えば、レベルシフタに電源配線を介して負電源電位を供給してもよい。加えて、前記第１手段は、前記データ線を検査する検査回路であることが好ましい。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備える。このような電子機器としては、液晶プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子カメラ、ＰＤＡ等が該当する。

以下、図面を参照して、本発明に係わる実施形態を説明する。
＜１：液晶装置の全体構成＞
まず、本発明に係る電気光学装置として、電気光学材料として液晶を用いた液晶装置を一例にとって説明する。液晶装置は、主要部として液晶パネルＡＡを備える。液晶パネルＡＡは、スイッチング素子としてＴＦＴを形成した素子基板と対向基板とを互いに電極形成面を対向させて、かつ、一定の間隙を保って貼付し、この間隙に液晶が挟持されている。

図１は実施形態に係る液晶装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶装置は、液晶パネルＡＡ、タイミング発生回路３００、画像処理回路４００、電源回路５００、コモン電位生成回路６００、及び非選択電位生成回路７００を備える。液晶パネルＡＡは、その素子基板上に画像表示領域Ａ、走査線駆動回路１００、データ線駆動回路２００、サンプリング回路２３０、静電保護回路２４０及び２５０、検査回路２６０、並びに画像信号供給線Ｌ１〜Ｌ３を備える。液晶パネルＡＡの各回路を構成するトランジスタの一部又は全部は、画像表示領域Ａにおけるトランジスタと同一のプロセスで同時に形成される。

この液晶装置に供給される入力画像データＤは、例えば、３ビットパラレルの形式である。タイミング発生回路３００は、入力画像データＤに同期してＹクロック信号ＹＣＫ、反転Ｙクロック信号ＹＣＫＢ、及びＹ転送開始パルスＤＹを生成して、走査線駆動回路１００に供給する。また、タイミング発生回路３００は、入力画像データＤに同期してＸクロック信号ＸＣＫ、反転Ｘクロック信号ＸＣＫＢ、及びＸ転送開始パルスＤＸを生成して、データ線駆動回路２００に供給する。さらに、タイミング発生回路３００は、コモン同期信号ＶＣ及び選択制御信号ＣＴＬを生成し、コモン電位生成回路６００及び非選択電位生成回路７００に供給する。本実施形態においては、低コモン電位ＣＯＭＬと高コモン電位ＣＯＭＨとを所定周期で切り替えて、これをコモン電位ＶＣＯＭとして対向電極に供給する。コモン同期信号ＶＣは、低コモン電位ＣＯＭＬと高コモン電位ＣＯＭＨとの切り替えを指示する信号である。また、この例の選択制御信号ＣＴＬはコモン同期信号ＶＣから所定時間遅れた信号である。加えて、タイミング発生回路３００は、画像処理回路４００を制御する各種のタイミング信号を生成し、これを出力する。

ここで、Ｙクロック信号ＹＣＫは１周期が２水平走査期間の信号であり、反転Ｙクロック信号ＹＣＫＢはＹクロック信号ＹＣＫを反転したものである。Ｘクロック信号ＸＣＫは、所定周期の信号であり、その１周期がデータ線３の選択期間の２倍となっている。反転Ｘクロック信号ＸＣＫＢはＸクロック信号ＸＣＫを反転したものである。また、Ｙ転送開始パルスＤＹは走査線２の選択開始を指示するパルスであり、一方、Ｘ転送開始パルスＤＸはデータ線３の選択開始を指示するパルスである。

画像処理回路４００は、入力画像データＤに、液晶パネルの光透過特性を考慮したガンマ補正等を施した後、ＲＧＢ各色の画像データをＤ／Ａ変換して、画像信号４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを生成し、これらの信号を液晶パネルＡＡに供給する。

電源回路５００は、各種の電源電位を生成し、液晶装置の各構成部分に供給する。電源回路５００が生成する電源電位には、高コモン電位ＣＯＭＨ、低コモン電位ＣＯＭＬ、低選択電位ＶＳＳＬ、及び高選択電位ＶＳＳＨが含まれる。

コモン電位生成回路６００は、コモン同期信号ＶＣに基づいて、高コモン電位ＣＯＭＨと低コモン電位ＣＯＭＬとのうち一方を選択して、コモン電位ＶＣＯＭとして対向電極へ供給する。従って、コモン電位ＶＣＯＭは、コモン同期信号ＶＣに応じて反転する。コモン同期信号ＶＣは、所定期間毎に極性が反転するものであればよく、フィールド毎に極性が反転するものであっても良いし、１水平走査期間毎に極性が反転するものであってもよい。

非選択電位生成回路７００は、選択制御信号ＣＴＬに基づいて、低選択電位ＶＳＳＬ、と高選択電位ＶＳＳＨとのうち一方を選択して非選択電位を生成し、これを負電源電位ＶＳＳとして液晶パネルＡＡに供給する。選択制御信号ＣＴＬは、コモン同期信号ＶＣを遅延したものである。このため、負電源電位ＶＳＳはコモン電位ＶＣＯＭのレベルに応じて、低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移する。

＜１−２：画像表示領域＞
次に、画像表示領域Ａには、図１に示されるように、ｍ（ｍは２以上の自然数）本の走査線２が、Ｘ方向に沿って平行に配列して形成される一方、ｎ（ｎは２以上の自然数）本のデータ線３が、Ｙ方向に沿って平行に配列して形成されている。そして、走査線２とデータ線３との交差付近においては、ＴＦＴ５０のゲートが走査線２に接続される一方、ＴＦＴ５０のソースがデータ線３に接続されるとともに、ＴＦＴ５０のドレインが画素電極６に接続される。そして、各画素は、画素電極６と、対向基板に形成される対向電極（後述する）と、これら両電極間に挟持された液晶とによって構成される。この結果、走査線２とデータ線３との各交差に対応して、画素はマトリクス状に配列されることとなる。なお、ＴＦＴ５０は、Ｎ型又はＰ型のいずれであってもよいが、この例ではＮ型の半導体を用いるものとする。

また、ＴＦＴ５０のゲートが接続される各走査線２には、走査信号Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍが、パルス的に線順次で印加されるようになっている。このため、ある走査線２に走査信号が供給されると、当該走査線に接続されるＴＦＴ５０がオンするので、データ線３から所定のタイミングで供給される画像信号Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎは、対応する画素に順番に書き込まれた後、所定の期間保持されることとなる。

各画素に印加される電圧レベルに応じて液晶分子の配向や秩序が変化するので、光変調による階調表示が可能となる。例えば、液晶を通過する光量は、ノーマリーホワイトモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて制限される一方、ノーマリーブラックモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて緩和されるので、液晶装置全体では、画像信号に応じたコントラストを持つ光が各画素毎に出射される。このため、所定の表示が可能となる。

また、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、蓄積容量５１が、画素電極６と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に付加される。例えば、画素電極６の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量５１により保持されるので、保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現されることとなる。

＜１−３：走査線駆動回路、データ線駆動回路及び負電源配線＞
図２に、液晶パネルＡＡの詳細な構成を示す。走査線駆動回路１００は、Ｙシフトレジスタ１１０とレベルシフタ１２０を備える。Ｙシフトレジスタ１１０は、Ｙ転送開始パルスＤＹをＹクロック信号ＹＣＫ及び反転Ｙクロック信号ＹＣＫＢに同期して転送して、シフト信号ｙ１、ｙ２、…、ｙｍを順次生成する。シフト信号ｙ１、ｙ２、…、ｙｍは、第１番目から第ｍ番目の走査線２を選択期間において各々アクティブとなる。

レベルシフタ１２０は、シフト信号ｙ１、ｙ２、…、ｙｍのレベルを変換して走査信号Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍを生成する。レベルシフタ１２０は、複数のインバータを含む。各インバータはＰチャネルＴＦＴとＮチャネルＴＦＴを直列に接続して構成され、ＰチャネルＴＦＴのソースには正電源電位ＶＨＨが供給され、ＮチャネルＴＦＴのドレインには負電源電位ＶＳＳが供給される。走査信号Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍは正電源電位ＶＨＨでアクティブとなり、走査線２を選択状態とする一方、負電源電位ＶＳＳで非アクティブとなり、走査線２を非選択状態とする。

ここで、負電源電位ＶＳＳは、上述したようにコモン電位ＶＣＯＭのレベルに応じて、低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移する。従って、走査線駆動回路１００は、対向電極の電位変化に応じて、非選択状態にある走査線２に供給する非選択電位を低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移させる手段として機能する。低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間の電位差は、低コモン電位ＣＯＭＬと高コモン電位ＣＯＭＨとの間の電位差と等しいことが好ましい。走査線２と対向電極との間には容量が存在するが、コモン電位ＶＣＯＭの遷移に応じて非選択状態にある走査線２の電位が遷移するので、コモン電位ＶＣＯＭが変化しても非選択状態にある走査線２に付随する容量に電流が流れることはない。従って、このように非選択状態にある走査線２の電位を制御することによって、対向電極の容量性の負荷を実質的に低減することが可能となる。

次に、データ線駆動回路２００は、Ｘシフトレジスタ２１０及びレベルシフタ２２０を備える。Ｘシフトレジスタ２１０は、Ｘ転送開始パルスＤＸをＸクロック信号ＸＣＫ及び反転Ｘクロック信号ＸＣＫＢに同期して転送して、シフト信号ｘ１、ｘ２、…、ｘｎを順次生成する。レベルシフタ２２０は、シフト信号ｘ１、ｘ２、…、ｘｎのレベルを変換してサンプリング信号ＳＲ１、ＳＲ２、…、ＳＲｎを生成する。レベルシフタ２２０は、複数のインバータを含む。レベルシフタ２２０には、負電源配線Ｌａを介して負電源電位ＶＳＳが供給される。サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは非アクティブの状態で負電源電位ＶＳＳとなる。負電源電位ＶＳＳは、低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移するが、いずれの電位であっても、サンプリング回路２３０を構成するスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎ（図１参照）をオフ状態とできるように選ばれている。

静電保護回路２４０はデータ線３の下側に設けられており、静電保護回路２５０はデータ線３の上側に設けられている。静電保護回路２４０及び２５０は、各データ線３に対応する単位回路を備える。図３に静電保護回路２４０及び２５０を構成する単位回路を示す。この図に示すように単位回路は、ＰチャネルＴＦＴ２４１とＮチャネルＴＦＴ２４２とを備える。ＰチャネルＴＦＴ２４１のゲートは正電源電位ＶＨＨに接続される一方、ＮチャネルＴＦＴ２４２のゲートは負電源電位ＶＳＳに接続される。このため、ＰチャネルＴＦＴ２４１とＮチャネルＴＦＴ２４２とはダイオードとして機能する。静電保護回路２４０及び２５０は、静電気がデータ線３に印加され、ＴＦＴ５０が静電破壊するのを防止するために設けられている。従って、負電源電位ＶＳＳが、低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移しても、ＴＦＴ５０を静電破壊から十分保護することができる。

検査回路２６０は、各データ線３の断線やショートを検査するために用いられ、トランスファーゲートやその制御回路等を備える。また、検査回路２６０には負電源配線Ｌａが接続されており、負電源電位ＶＳＳが供給される。制御回路は負電源電位ＶＳＳの給電を受けて動作するが、負電源電位ＶＳＳが低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移しても安定した動作が確保されるように構成されている。

次に、負電源配線Ｌａは、レベルシフタ１２０及び２２０、静電保護回路２４０及び２５０、並びに検査回路２６０と接続されており、負電源電位ＶＳＳを供給する。負電源配線Ｌａは液晶を介して対向電極と対向しているので容量が付随している。図４は、対向電極、走査線、負電源配線Ｌａ及び正電源配線Ｌｂに付随する容量を示す等価回路である。この図に示すように走査線２と対向電極との間に第１容量Ｃ１が、負電源配線Ｌａと対向電極との間には第２容量Ｃ２、負電源配線Ｌａと正電源配線Ｌｂとの間には第３容量Ｃ３が存在する。

ここで、非選択状態にある走査線２は、コモン電位ＶＣＯＭの変化に応じて電位が変化するので、第１容量Ｃ１は対向電極を駆動する際に負荷とはならない。一方、負電源配線Ｌａの電位が固定であれば、第２容量Ｃ２は対向電極を駆動する際に負荷となる。しかしながら、本実施形態においては、負電源配線Ｌａの負電源電位ＶＳＳは、コモン電位ＶＣＯＭの変化に応じて低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で遷移する。従って、第２容量Ｃ２は第１容量Ｃ１と同様に対向電極を駆動する際に負荷とはならない。即ち、対向電極の等価容量を低減することが可能となる。

コモン電位ＶＣＯＭの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、時定数に依存する。時定数は等価抵抗と等価容量との積で定まるから、時定数を下げることが可能となり、コモン電位ＶＣＯＭの遷移時間は短くなる。

一方、負電源配線Ｌａには第３容量Ｃ３が付随するが、正電源配線Ｌｂの電位は固定であるから、負電源配線Ｌａを低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとの間で駆動する際に第３容量Ｃ３は容量負荷として作用する。ここで、第３容量Ｃ３を大きくすれば、負電源配線Ｌａの時定数を大きくすることができる。

この結果、図５に示すように画素電極電位Ｖ２の応答は早くなる一方、走査線電位Ｖ１の応答は遅くなる。従って、ＴＦＴ５０の逆バイアスによるリーク電流を防止しでき、表示品質を大幅に向上させることができる。

＜１−５：コモン電位生成回路及び非選択電位生成回路＞
次に、コモン電位生成回路６００の回路図を図６に示す。コモン電位生成回路６００（第１選択手段）は、直列に接続されるインバータ６０１〜６０４と選択回路６１０を備える。選択回路６１０はコモン同期信号ＶＣ’に応じて低コモン電位ＣＯＭＬと高コモン電位ＣＯＭＨとを選択する。各インバータ６０１〜６０４はＰチャネルＴＦＴとＮチャネルＴＦＴとを直列に接続して構成されている。インバータ６０１のトランジスタのゲート幅をＷとしたとき、例えば、インバータ６０２のゲート幅は４Ｗ、インバータ６０３のゲート幅は１６Ｗ、インバータ６０４のゲート幅は６４Ｗである。

対向電極は、走査線２の他にデータ線３や画素電極６と対向しているため、大きな寄生容量を有する。このため、選択回路６１０は駆動能力が大きい比較的大きなトランジスタによって構成されるので、これを制御する信号としては大きな駆動能力が要求される。インバータ６０１〜６０４のトランジスタサイズが次第に大きくなるように配置したのは、出力電流を次第に大きくして選択回路６１０を構成するトランジスタのオン・オフを確実に制御するためである。

次に、非選択電位生成回路７００の回路図を図７に示す。この図に示すように非選択電位生成回路７００（第２選択手段）は、直列に接続されるインバータ７０１及び７０２と選択回路７１０を備える。選択回路７１０は選択制御信号ＣＴＬ’に応じて低選択電位ＶＳＳＬと高選択電位ＶＳＳＨとを選択する。例えば、インバータ７０１のゲート幅はＷであり、インバータ７０２のゲート幅２Ｗである。

負電源配線Ｌａの寄生容量は対向電極の寄生容量と比較して小さい。従って、選択回路７１０を構成するトランジスタのサイズは、選択回路６１０を構成するトランジスタのサイズと比較して小さいので、選択回路７１０を制御するために必要とされる電流は、選択回路６１０に比較して少なくて済む。このため、非選択電位生成回路７００は、コモン電位生成回路６００と比較してインバータの数が少ない。

ところで、インバータ６０１〜６０４の遅延時間は、インバータ７０１及び７０２と比較して大きい。このため、コモン同期信号ＶＣと選択制御信号ＣＴＬとを同時にアクティブにすると、選択回路７１０に供給される選択制御信号ＣＴＬ’がコモン同期信号ＶＣ’より先にアクティブとなる。すると、ＴＦＴ５０が逆バイアスされ、一時的にＴＦＴ５０がオン状態になり、表示品質が劣化する。そこで、本実施形態のタイミング発生回路３００は、非選択状態にある走査線２の電位が、非選択状態にある走査線２に接続されるＴＦＴ５０の画素電極６の電位を下回るように、コモン同期信号ＶＣに対して遅延した選択制御信号ＣＴＬを生成する。

例えば、選択回路６１０と選択回路７１０の遅延時間がないと仮定し、インバータ６０１〜６０４の遅延時間をｔ１、インバータ７０１及び７０２の遅延時間をｔ２とすれば、図５に示すように、選択制御信号ＣＴＬの立ち上がりタイミングは、コモン同期信号ＶＣの立ち上がりタイミングに対してｔ１−ｔ２だけ遅延するように設定される。これによって、走査線電位Ｖ１が画素電極電位Ｖ２を下回るように設定でき、ＴＦＴ５０のリーク電流を低減して表示品質を向上させることができる。

＜１−６：液晶パネルの構成例＞
次に、上述した電気的構成に係る液晶パネルの全体構成について図８及び図９を参照して説明する。ここで、図８は、液晶パネルＡＡの構成を示す斜視図であり、図９は、図８におけるＺ−Ｚ’線断面図である。

これらの図に示されるように、液晶パネルＡＡは、画素電極６等が形成されたガラスや半導体等の素子基板１５１と、対向電極１５８等が形成されたガラス等の透明な対向基板１５２とを、スペーサ１５３が混入されたシール材１５４によって一定の間隙を保って、互いに電極形成面が対向するように貼り合わせるとともに、この間隙に電気光学材料としての液晶１５５を封入した構造となっている。なお、シール材１５４は、対向基板１５２の基板周辺に沿って形成されるが、液晶１５５を封入するために一部が開口している。このため、液晶１５５の封入後に、その開口部分が封止材１５６によって封止されている。

ここで、素子基板１５１の対向面であって、シール材１５４の外側一辺においては、上述したデータ線駆動回路２００が形成されて、Ｙ方向に延在するデータ線３を駆動する構成となっている。また、データ線駆動回路２００とデータ線３の一方の端部との間には、サンプリング回路２３０及び静電保護回路２４０（図示略）が形成され、データ線３の他方の端部には静電保護回路２５０及び検査回路２６０が形成される。
さらに、素子基板１５１には複数の接続電極１５７が形成されて、タイミング発生回路３００からの各種信号や画像信号４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを入力する構成となっている。また、この一辺に隣接する一辺には、走査線駆動回路１００が形成されて、Ｘ方向に延在する走査線２をそれぞれ両側から駆動する構成となっている。

一方、対向基板１５２の対向電極１５８は、素子基板１５１との貼合部分における４隅のうち、少なくとも１箇所において設けられた導通材によって、素子基板１５１との電気的導通が図られている。そして、導通材を介してコモン電位ＶＣＯＭが供給されるようになっている。ほかに、対向基板１５２には、液晶パネルＡＡの用途に応じて、例えば、第１に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例えば、クロムやニッケルなどの金属材料や、カーボンやチタンなどをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられ、第３に、液晶パネルＡＡに光を照射するバックライトが設けられる。特に色光変調の用途の場合には、カラーフィルタは形成されずにブラックマトリクスが対向基板１５２に設けられる。

加えて、素子基板１５１および対向基板１５２の対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、その各背面側には配向方向に応じた偏光板（図示省略）がそれぞれ設けられる。ただし、液晶１５５として、高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光板等が不要となる結果、光利用効率が高まるので、高輝度化や低消費電力化などの点において有利である。

なお、データ線駆動回路２００、走査線駆動回路１００等の周辺回路の一部または全部を、素子基板１５１に形成する替わりに、例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いてフィルムに実装された駆動用ＩＣチップを、素子基板１５１の所定位置に設けられる異方性導電フィルムを介して電気的および機械的に接続する構成としても良いし、駆動用ＩＣチップ自体を、ＣＯＧ（Chip On Grass）技術を用いて、素子基板１５１の所定位置に異方性導電フィルムを介して電気的および機械的に接続する構成としても良い。

＜２．応用例＞
＜２−１：負電源電位＞
上述した実施形態においては、走査線駆動回路１００に供給する非選択電位ＶＳＳを負電源配線Ｌａを介してデータ線駆動回路２００、静電保護回路２４０及び２５０、並びに検査回路２６０に供給したが、本発明はこれに限定されるものではなく、走査線駆動回路１００以外の回路に非選択電位ＶＳＳを負電源電位として供給し、当該回路を非選択電位ＶＳＳを用いて動作させるのであれば、如何なるものであってもよい。

さらに、走査線駆動回路１００以外の回路に負電源配線Ｌａとは独立した配線で負電源電位を引き回してもよい。この場合には、負電源電位は、非選択電位と必ずしも一致しなくてもよく、電源電位を対向電極の電位変化に応じて変化させてもよい。要は、コモン電位ＶＣＯＭが変化したとき、対向電極と負電源配線Ｌａとの間に発生する第２容量Ｃ２に流れる電流を低減できるように負電源配線の電位を変化させればよい。この場合には、第２容量Ｃ２が、実質的に負荷として作用しなくなるので、対向電極を駆動する際の時定数が低減する。この結果、低コモン電位と高コモン電位との間の遷移時間を短縮することができ、画素に用いられるトランジスタの逆バイアスによるリーク電流を適切に防止して、表示品質を大幅に向上させることが可能となる。なお、電源電位の振幅は、低コモン電位と高コモン電位との電位差に等しいことが、対向電極の時定数を低減する観点から好ましいが、必ずしも両者が一致しなくてもよい。

＜２−２：素子基板の構成など＞
上述した各実施形態においては、液晶パネルの素子基板１５１をガラス等の透明な絶縁性基板により構成して、当該基板上にシリコン薄膜を形成するとともに、当該薄膜上にソース、ドレイン、チャネルが形成されたＴＦＴによって、画素のスイッチング素子（ＴＦＴ５０）やデータ線駆動回路２００、および走査線駆動回路１００の素子を構成するものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。

例えば、素子基板１５１を半導体基板により構成して、当該半導体基板の表面にソース、ドレイン、チャネルが形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって、画素のスイッチング素子や各種の回路の素子を構成しても良い。このように素子基板１５１を半導体基板により構成する場合には、透過型の表示パネルとして用いることができないため、画素電極６をアルミニウムなどで形成して、反射型として用いられることとなる。また、単に、素子基板１５１を透明基板として、画素電極６を反射型にしても良い。

＜２−３：電子機器＞
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用される場合について説明する。
＜２−３−１：プロジェクタ＞
まず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１０は、プロジェクタの構成例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、上述した液晶パネルＡＡと同等であり、画像信号処理回路（図示省略）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。なお、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。

＜２−３−２：モバイル型コンピュータ＞
次に、この液晶パネルを、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１１は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されている。

＜２−３−３：携帯電話＞
さらに、この液晶パネルを、携帯電話に適用した例について説明する。図１２は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の液晶パネル１００５を備えるものである。この反射型の液晶パネル１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
なお、図１０〜図１２を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

なお、液晶パネルは、電気光学材料として液晶の替わりに有機ＬＥＤを用いたもの、プラズマを用いたもの、無機エレクトロルミネッセンス素子を用いたものであってもよい。さらに、電子ペーパー等の電気泳動パネルにも適用することができる。

本発明に係る液晶装置の全体構成を示すブロック図である。 液晶パネルＡＡの詳細な構成を示すブロック図である。 静電保護回路２４０及び２５０を構成する単位回路の回路図である。 対向電極、走査線、負電源配線Ｌａ及び正電源配線Ｌｂに付随する容量を示す等価回路の回路図である。 走査線電位Ｖ１及び画素電極電位Ｖ２の応答を示すタイミングチャートである。 コモン電位生成回路６００の回路図である。 非選択電位生成回路７００の回路図である。 液晶パネルＡＡの構成を示す斜視図である。 液晶パネルの構造を説明するための一部断面図である。 同液晶装置を適用した電子機器の一例たるビデオプロジェクタの断面図である。 同液晶装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 同液晶装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。 従来の液晶装置における１画素の構成を示す回路図である。同液晶装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。 ＴＦＴ５０の静特性を示すグラフである。 従来の駆動方法の問題点を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

２…走査線、３…データ線、６…画素電極、５０…ＴＦＴ、１００…走査線駆動回路、２００…データ線駆動回路、２４０，２５０…静電保護回路、２６０…検査回路、ＣＯＭＨ…高コモン電位、ＣＯＭＬ…低コモン電位、ＶＳＳＨ…高選択電位、ＶＳＳＬ…低選択電位、ＶＳＳ…非選択電位、Ｌａ…負電源配線、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ。

Claims (8)

1. 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応してマトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記走査線の電位に応じて前記データ線と前記画素電極との間の接続状態を切り替えるトランジスタと、前記画素電極と電気光学物質を挟んで対向する対向電極とを備え、所定周期で切り替わる低コモン電位と高コモン電位とが前記対向電極に交互に供給される電気光学装置であって、
   前記対向電極の電位変化に応じて、非選択状態にある前記走査線に供給する非選択電位を低走査線電位と高走査線電位との間で遷移させる走査線駆動手段と、
   前記対向電極と前記電気光学物質を挟んで対向する電源配線を介して供給される電源電位を用いて動作する第１手段と、
   前記電源電位を前記対向電極の電位変化に応じて変化させる第２手段と、
   を備えたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記電源電位は前記非選択電位であり、前記電源配線を介して前記走査線駆動手段及び前記第１手段に前記非選択電位が供給されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第２手段は、
   第１制御信号に基づいて前記低コモン電位と高コモン電位とのうち一方を選択して前記対向電極に出力する第１選択手段と、
   第２制御信号に基づいて前記低走査線電位と前記高走査線電位とのうち一方を選択して前記電源配線へ出力すると共に、前記第１選択手段よりも選択に要する遅延時間が小さい第２選択手段と、
   前記第１制御信号を生成すると共に、非選択状態にある前記走査線の電位が、前記非選択状態にある前記走査線に接続される前記トランジスタの前記画素電極の電位を下回るように、前記第１制御信号に対して遅延した前記第２制御信号を生成する制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記第１手段は、静電保護回路であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１手段は、前記データ線を駆動するデータ線駆動手段であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
6. 前記データ線駆動手段は、
   転送開始パルスを順次転送するシフトレジスタと、
   前記シフトレジスタの出力信号のレベルをシフトするレベルシフタと、
   前記レベルシフタの出力信号に基づいて画像信号をサンプリングするサンプリング回路とを備え、
   前記レベルシフタは前記電源配線を介して前記電源電位が給電される
   ことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 前記第１手段は、前記データ線を検査する検査回路であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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