JP4957190B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば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例えば液晶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は、一般に、シリアル−パラレル変換された画像信号に基づいて駆動される。例えば、液晶装置において、基板上の画像表示領域に配線された複数のデータ線は所定の本数毎にブロック化されており、シリアル−パラレル変換された画像信号は、ブロック単位で、該ブロックに含まれるデータ線にサンプリングスイッチを介して供給される。これにより、所定の本数のデータ線が同時に、且つ複数のデータ線は所定の本数毎に順次駆動される。
このようにして駆動される電気光学装置では、相隣接する二つのブロックの境目では、相隣接するデータ線間の寄生容量に起因したプッシュダウン(即ち、画像信号電位の電圧降下)によって、ブロックの境目で輝度ムラの発生する技術的問題点がある。特許文献1は、このような技術的問題点を解決する手段の一例として、全てのデータ線にコンデンサを設ける技術を開示している。
特開2004−125887号公報
しかしながら、相隣接する2つのブロック(即ち、複数のデータ線を含むデータ線群)の境目では、ブロックの端に位置するデータ線に生じるプッシュダウンと、当該データ線よりブロックの中央よりに配置されたデータ線に生じるプッシュダウンとは、画像信号が供給されるタイミングの影響により相対的に異なってしまう。具体的には、画像信号の供給されるブロックに相隣接するブロックでは、当該画像信号が供給されるブロックに先立ち画像信号の供給が完了した状態、或いは画像信号が未だ供給されていない状態である。すなわち、当該相隣接するブロックに含まれるデータ線が充電されるタイミングと、当該画像信号が供給されるブロックに含まれるデータ線が充電されるタイミングとは異なる。そして、このようなタイミングの相違を一因として、当該画像信号が供給されるブロックの両端に位置するデータ線と当該ブロックの中央よりに位置するデータ線との間に生じるプッシュダウン量が相違し、輝度ムラが生じる。特許文献1に開示された技術は、データ線のプッシュダウンを抑制するために各データ線にコンデンサを設けているものの、ブロックの端のデータ線におけるプッシュダウン量の相違を補償し、相隣接する2つのブロックの境界に発生する輝度ムラを低減することを完全に実現できたものではなかった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、例えば相隣接するブロックの境界に生じる輝度ムラが低減された高品位の画像を表示可能な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、画素領域に、相互に交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の各々の交差に対応して設けられた複数の画素と、前記画素領域の外側に、前記複数のデータ線の各々と電気的に接続された複数の保持容量と、前記複数のデータ線の各々と交差する方向に延在し、前記複数の保持容量と電気的に接続されたコンデンサ電極用配線と、前記複数のデータ線の各々と前記コンデンサ電極用配線を迂回するように設けられた迂回層を介して電気的に接続された複数の検査回路用配線と、N本(但し、Nは2以上の自然数)のデータ線を1群として構成される複数のデータ線群毎にN系統のシリアル−パラレル変換された画像信号を供給するN本の画像信号線とを備え、前記保持容量は、前記迂回層と重なるように設けられており、前記保持容量のうち、前記N本のデータ線からなる前記群の端に位置するデータ線に電気的に接続された第1保持容量の容量値と、前記N本のデータ線のうち前記端に位置するデータ線と異なるデータ線に電気的に接続された第2保持容量の容量値とは互いに異なる

本発明に係る電気光学装置によれば、その駆動時には、シリアル−パラレル変換されたN個の画像信号が、N本の画像信号線に供給され、更に、例えばサンプリング回路へと供給される。N個の画像信号は、例えば駆動周波数の上昇を抑えつつ高精細な画像表示を実現すべく、外部回路によって、シリアルな画像信号が、3相、6相、12相、24相、・・・など、複数のパラレルな画像信号に変換されることによって生成される。
このような画像信号の供給と並行して、例えばデータ線駆動回路によって、データ線群に対応するサンプリングスイッチ毎に、サンプリング信号が順次供給される。すると、サンプリング回路によって、複数のデータ線には、サンプリング信号に応じてデータ線群毎にN個の画像信号が順次供給される。よって、同一データ線群に属するデータ線は同時に駆動されることとなる。尚、サンプリングスイッチは、例えば、片チャネル型のTFTにより夫々構成されている。サンプリングスイッチは、ドレインがデータ線に接続され、ゲートに供給されたサンプリング信号に応じてオン状態とされ、画像信号がデータ線に供給される。
このようにデータ線が駆動されると、各画素部では、例えば、走査線駆動回路から走査線を介して供給される走査信号に応じて、スイッチング動作を行う画素スイッチング素子を介して、データ線より画像信号が表示素子に供給される。これより、例えば表示素子である液晶素子は供給された画像信号に基づいて画像表示を行う。
以上のように駆動が行われるので、一のデータ線群の中央よりに位置するデータ線に画像信号がサンプリングされるときは、当該データ線の左右両隣のデータ線も同時に画像信号がサンプリングされる。一方、一のデータ線群の端に位置するデータ線がサンプリングされるときは、当該データ線の左右両隣のデータ線のうち、一方のデータ線しかサンプリングされない。
ここで、一のデータ線の電位は、隣り合うデータ線との間に生じる寄生容量によって、隣り合うデータ線に画像信号がサンプリングされたときに隣り合うデータ線に生じる電位変動の影響を受ける。このとき、データ線群の中央よりに位置するデータ線と、端に位置するデータ線とでは、隣り合うデータ線のうち同時に電位変動が生じるデータ線の数が異なるので、一のデータ線が寄生容量を介して受ける電位変動の影響は、データ線の位置によって異なる。
すなわち、データ線群の端に位置するデータ線の電位変動量は、他のデータ線の電位変動量とは異なる。
なお、本明細書では、データ線の電位変動を「プッシュダウン」あるいは「プッシュアップ」と称して説明する。
そこで、本発明の電気光学装置によれば、前記N本のデータ線より少なくともなる前記群の端に位置するデータ線に寄生する容量値と、前記N本のデータ線のうち前記端に位置するデータ線と異なるデータ線に寄生する容量値とを互いに異ならせることによって、輝度ムラを低減する。
そこで、上述したようにデータ線群の両端に位置する2本のデータ線に係るサンプリングスイッチのオンオフの切換時に生じるプッシュダウン量が同一データ線群に属する他のデータ線におけるプッシュダウン量と異なる場合には、例えばこれら2本のデータ線の夫々に対応する2個の保持容量の容量値を当該データ線群に含まれる他のデータ線に電気的に接続された他の容量値と異ならせておくことによって、各データ線におけるプッシュダウン量を均一にできる。
加えて、データ線群の両端に位置する2本のデータ線の夫々に対応する容量値を相互に均等に設定しておくことによって、双方向シフトレジスタを含むデータ線駆動回路から供給されるサンプリング信号が各データ線群に対応して供給される順に左右されず、プッシュダウン量の不均一性を抑制することも可能である。
以上の結果、相隣接するデータ線間の寄生容量に相違に起因して、表示画面上に視認される輝度ムラの発生を防止することが可能となる。その結果、電気光学装置において、高品質な画像表示を行うことができる。
本発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記第1保持容量の容量値は、前記第2保持容量の容量値に比べて相対的に小さくてもよい。
この態様によれば、当該データ線群の両端に位置する2本のデータ線の夫々におけるプッシュダウン量が、この2本のデータ線を除く他のデータ線に生じるプッシュダウン量に比べて相対的に小さい場合がある。
より具体的には、例えば画素部に含まれる画素電極の電位、即ち、画像信号電位が、画素電極に対向する対向電極に供給される対向電極電位より高い電位である場合(即ち、正極性である場合)、2本のデータ線におけるプッシュダウン量は、他のデータ線に生じるプッシュダウン量に比べて相対的に小さくなり、2本のデータ線における電位が他のデータ線の電位より相対的に高くなる。このような場合、2本のデータ線に対応する画素部、即ちデータ線群の両端に位置する画素部では、他のデータ線に対応する画素部に比べて表示素子たる液晶分子に印加される電圧が相対的に大きくなり、相対的に他の画素部より光透過率が低い黒表示がなされる。
また、例えば画素部に含まれる画素電極の電位、即ち、画像信号電位が、画素電極に対向する対向電極に供給される対向電極電位より低い電位である場合(即ち、負極性である場合)、2本のデータ線におけるプッシュダウン量は、他のデータ線に生じるプッシュダウン量に比べて相対的に小さくなり、2本のデータ線における電位が他のデータ線の電位より相対的に低くなる。このような場合、2本のデータ線に対応する画素部、即ちデータ線群の両端に位置する画素部では、他のデータ線に対応する画素部に比べて表示素子たる液晶分子に印加される電圧が相対的に大きくなり、相対的に他の画素部より光透過率が高い白表示がなされる。
したがって、この態様では、データ線群の両端に位置する2本のデータ線に対応する2つの保持容量の容量値を他の容量値の容量値より小さくすることによって、当該2本のデータ線におけるプッシュダウン量を他のデータ線におけるプッシュダウン量と均一にする。これにより、データ線群の両端、即ちデータ線群の境界に生じる輝度ムラを低減できる。より具体的には、例えば画像表示領域全体でテストパターンとしてグレー表示をさせた場合に、データ線群の境界において黒表示或いは白表示等の他の画素部と異なる輝度で画像表示が行われる不具合を低減できる。
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第1保持容量は、前記群の一方の端のデータ線に設けられた保持容量と、他方の端に設けられた保持容量とを含み、前記一方の端のデータ線に設けられた保持容量の容量値と、前記他方の端のデータ線に設けられた保持容量の容量値とは相互に異なっていてもよい。
この態様によれば、例えばサンプリング回路から各データ線群に対応してサンプリング供給されるサンプリング信号の順に応じて、2つの保持容量の容量値を相互に異ならせておくことができる。より具体的には、一のデータ線群に相隣接する2つのデータ線群には、当該一のデータ線に相前後して供給されるサンプリング信号に応じて画像信号が供給される。したがって、一のデータ線群の両端に位置する2つのデータ線の夫々には、これら2つのデータ線群の夫々に電位に対応して相互に異なるプッシュダウン量が生じる。より具体的は、データ線の配列方向に沿って一方に向いて順次供給されるサンプリング信号によって各データ線群に画像信号が順次供給される場合、或いは他方に向いて各データ線群に画像信号が順次供給される場合、即ちサンプリング信号を供給する供給形式に応じて区分けされた電気光学装置の駆動方式(Rシフト或いはLシフト)に応じて、2つの保持容量の容量値を相互に異ならせておけば、サンプリング信号が供給される順に応じて2つのデータ線に相互に異なるプッシュダウン量を生じることを低減できる。
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第1保持容量の容量値は、当該第1保持容量の電極を構成する一対の導電膜及び該一対の導電膜間に介在する誘電体膜が相互に重なる面積、前記誘電体膜の厚み及び前記誘電体膜の比誘電率のうち少なくとも一つを調整することによって設定されていてもよい。
この態様では、一対の導電膜は、例えば基板上で延在された2本のデータ線と一体的に形成された延在部であってもよいし、2つのデータ線とは別に形成された導電膜が当該2本のデータ線の夫々に電気的に接続されたものであってもよい。
一対の導電膜及び該一対の導電膜間に介在する誘電体膜が相互に重なる面積は、プッシュダウン量或いはプッシュアップ量の相違が各データ線間で低減されるように、基板上に形成される配線或いは回路のレイアウトに応じて狙いに静電容量となるように設定されていればよい。これと同様に誘電体の厚み及び比誘電率も設定可能である。
このようにして2つの保持容量の容量値を適切な値に確保でき、該データ線が保有すべき電位に変動が生じるということを抑制することが可能となる。したがって、その変動に応じて各データ線に電気的に接続された画素電極に電位変動が生じるという事態を防止でき、データ線群の両端に位置する2つのデータ線に沿ったスジ状の輝度ムラの発生を極力抑制することが可能となる。
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記保持容量は、前記基板上において前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に配置されていてもよい。
この態様によれば、当該保持容量及び他の保持容量によって画素領域が狭められることないため、電気光学装置のサイズが大きくすることなく、表示性能を高めることが可能である。
本件の参考発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上の画素領域で相互に交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、前記画素領域において前記複数の走査線及び前記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と、前記複数のデータ線のうちN本のデータ線を1群として構成される複数のデータ線群毎に供給されるN(但し、Nは2以上の自然数)系統のシリアル−パラレル変換された画像信号を供給するN本の画像信号線とを備え、前記N本のデータ線より少なくともなる前記群の端に位置するデータ線に寄生する容量値と、前記N本のデータ線のうち前記端に位置するデータ線と異なるデータ線に寄生する容量値とは互いに異なる。
本件の参考発明に係る電気光学装置によれば、上述の電気光学装置と同様に輝度ムラを低減し、画質を高めることが可能である。
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具備してなる。
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実施形態の電気光学装置及びこれを具備してなる電子機器を詳細に説明する。尚、本実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である液晶装置を例に挙げる。
<1;液晶装置の全体構成>
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1の具体的な構成を説明する。図1は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た液晶装置1の概略的な平面図であり、図2は、図1のH−H'断面図である。
図1及び図2において、液晶装置1は、TFTアレイ基板10と、TFTアレイ基板10に対向配置された対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10及び対向基板20間には液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10及び対向基板20は、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を介して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。
画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102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辺のいずれかに沿い、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。尚、走査線駆動回路104を、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102が設けられたTFTアレイ基板10の一辺に隣接する2辺に沿って設けるようにしてもよい。この場合、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿って設けられた複数の配線によって、二つの走査線駆動回路104は互いに電気的に接続される。尚、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域には、後述する各データ線に電気的に接続された複数のコンデンサ(保持容量)が配置されている。
対向基板20の4つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これら上下導通端子及び上下導通材106により、TFTアレイ基板10及び対向基板20間で電気的な導通をとることができる。
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のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。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、液晶装置1は、サンプリング回路の他にプリチャージ回路を備えていてもよい。
<2;液晶装置の電気的な構成>
次に、図3を参照しながら、液晶装置1の電気的な接続構成を説明する。図3は、液晶装置1の主要な電気的接続構成を示すブロック図である。
図3において、液晶装置1は、TFTアレイ基板10の周辺領域に走査線駆動回路104、データ線駆動回路101、サンプリング回路200、検査回路701、画像信号線171及び容量部CAを備えている。
走査線駆動回路104は、YスタートパルスDYが入力されると、Yクロック信号CLY及び反転Yクロック信号CLYinvに基づくタイミングで、走査信号Y1,…,Ymを順次生成して出力する。データ線駆動回路101は、XスタートパルスDXが入力されると、Xクロック信号CLX及び反転Xクロック信号XCLXinvに基づくタイミングで、サンプリング信号S1,S2,…,Snを順次生成して出力する。走査線駆動回路104及びデータ線駆動回路101の夫々は、TFTアレイ基板10上における画像表示領域10aの周辺領域に形成された複数のTFTを含むシフトレジスタ等の信号処理手段を備えている。
サンプリング回路200は、データ線14毎に設けられた複数のサンプリングスイッチ202を備えている。サンプリングスイッチ202は、例えば、電気的に直列に接続された2つのTFTから構成されており、これらTFTの夫々は、Pチャネル型又はNチャネル型の片チャネル型TFTである。
液晶装置1は、TFTアレイ基板10の中央を占める画像表示領域10aに、縦横に配線されたデータ線14、走査線11a及び容量配線400を備えている。データ線14及び走査線11aが互いに交差する交点に対応する位置にマトリクス状に画素部70が設けられている。画素部70は、液晶素子118、画素電極9a、及び画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT116、並びに保持容量119を備える。容量配線400は、不図示の定電位源に電気的に接続されている。容量配線400に供給される電源の電位は、画素電極9aに対向配置された対向電極に供給される対向電極電位LCCOMである。容量配線400は、保持容量119を構成する一方の電極に電気的に接続されている。この一方の電極の電位は、液晶装置1の駆動時に対向電極電位LCCOMに維持される。保持容量119は、液晶素子118と並列に付加されている。画素電極9aの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも、例えば3桁も長い時間だけ保持容量119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。
画像信号線171の夫々は、サンプリング回路200を介して各々対応するデータ線に電気的に接続されている。外部回路から供給された1系統の入力画像データVIDをシリアル−パラレル変換して得られるN系統の画像信号は、サンプリング信号Siに応じてオンオフが切り換えられるサンプリングスイッチ202を介して画像信号線171の夫々に供給される。N系統の画像信号は、例えば、不図示の画像信号供給回路等の信号変換手段を用いて一系統の入力画像データを変換することによって生成される。
本実施形態では、12系統、即ち12相(N=12)の画像信号VID1〜VID12が生成され、これら12相に画像信号に対応して画像信号線171は12本設けられている。更に、不図示の画像信号供給回路において、画像信号VID1〜VID12の各々の電圧が、基準電位である対向電極電位LCCOMに対して正極性及び負極性に反転され、このように極性反転された画像信号VID1〜VID12が出力されてもよい。
検査回路701は、データ線14に電気的に接続されており、検査信号を各画素部70に供給する。
容量部CAは、複数のコンデンサC(i)−k(i=1,2,…,n、nは2以上の自然数であり、k=1,2,…,Nである)を備えている。複数のコンデンサC(i)−kは、容量配線400及び各データ線14に電気的に接続されており、サンプリングスイッチ202がオン状態に切り換えられた際に、データ線14に供給された画像信号電位が本来の画像信号電位に比べて、小さくなること(即ち、プッシュダウン)を低減或いは防止する。
<3;液晶装置の動作原理>
次に、図3を参照しながら、液晶装置1の動作原理を説明する。液晶装置1は、ライン反転方式の一例である1H反転駆動方式で駆動される。
図3において、TFT116は、データ線14から供給される画像信号を選択画素に印加するために設けられている。TFT116のゲートは走査線11aに電気的に接続されており、ソースはデータ線14に電気的に接続されている。TFT116のドレインは画素電極9aに接続されている。画素電極9aは、後述の対向電極21との間で形成される液晶容量を、画像信号に応じて一定期間保持する。保持容量119の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT116のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、対向電極電位LCCOMが供給された容量配線400に接続され、定電位に維持される。
液晶装置1は、例えばTFTアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路104から各走査線11aに走査信号Y1,Y2,…,Ymを線順次に印加すると共に、TFT116がオン状態となる水平方向の選択画素領域の列に、データ線駆動回路101からデータ線14に画像信号を印加するようになっている。この際、画像信号を各データ線14に線順次に供給してもよい。これにより、画像信号が選択画素領域の画素電極9aに供給される。液晶装置1は、TFTアレイ基板10と対向基板20とが液晶層50を介して対向配置されているので(図2参照)、以上のようにして区画配列された画素領域毎に液晶層50に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素領域毎に制御され、画像が階調表示される。このとき、各画素領域に保持された画像信号は、保持容量119によってリークが防止される。
12相にシリアル−パラレル展開された画像信号VID1〜VID12は、N本、本実施形態では12本の画像信号線171を介して各画素部70に供給される。データ線14は、以下に説明するように、画像信号線171の本数に対応する12本のデータ線14を1群とするデータ線群毎に順次駆動される。
データ線駆動回路101から、データ線群に対応するサンプリングスイッチ202毎にサンプリング信号Si(i=1,2,…,n)が順次供給され、サンプリング信号Siに応じて各サンプリングスイッチ202はオン状態となる。
よって、画像信号VID1〜VID12は、オン状態に切り換えられたサンプリングスイッチ202を介して12本の画像信号線171の夫々からデータ線群に属するデータ線14に同時に、且つデータ線群毎に順次供給され、一のデータ線群に属するデータ線14は互いに同時に駆動されることとなる。したがって、本実施形態の液晶装置1によれば、データ線14をデータ線群毎に駆動するため、駆動周波数を抑制できる。
液晶素子118には、画素電極9a及び対向電極21の各々の電位によって規定される印加電圧が印加される。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1から画像信号VID1〜VID12に応じたコントラストをもつ光が出射され、画像が表示される。
尚、本実施形態では、1H反転駆動方式が採用されているので、m番目(但しmは自然数)のフィールド或いはフレームの画像表示期間中、Y軸方向(図中、データ線14に沿った方向)に並列した画素電極9aの各行に、隣接する列とは基準電圧に対する極性が相異なる電圧が印加され、画素領域は、行毎に逆極性の液晶駆動電圧が印加された状態で駆動される。より具体的には、m番目のフィールドに続くm+1番目のフィールド或いはフレームの画像表示期間では、液晶駆動電圧の極性を反転させる。m+2番目のフィールド或いはフレーム以降は、m番目及びm+1番目と同様の状態が周期的に繰り返される。このように液晶層50への印加電圧の極性を周期的に反転させると、液晶に直流電圧が印加されるのが防止され、液晶の劣化が抑制される。加えて、画素電極9aの行毎に印加電圧の極性を逆としているので、クロストークやフリッカが低減される。保持容量119を構成する一対の電極のうち容量配線400に電気的に接続された電極(即ち、上述した一方の電極)の電位は対向電極電位LCCOMに維持されているため一定であるが、容量配線400に電気的に接続されていない電極(即ち、上述した一方の電極)の電位は、固定電位である対向電極電位LCCOMに対する印加電圧、即ち画像信号電位の極性反転によって周期的に逆極性の電位となる。
本実施形態では、液晶装置1の駆動方式として1H反転駆動を例に挙げているが、駆動方式は画素列毎に逆極性の電圧を印加する1S反転駆動方式、或いは隣接する画素毎に逆極性の電圧を印加するドット反転駆動方式を採用してもよいことは言うまでもない。
次に、図4乃至図6を参照しながら、データ線14の駆動に係る主要な構成を説明する。図4は、データ線14の駆動に係る回路構成を示す図である。図5及び図6は、一のデータ線群に含まれる各データ線における画像信号電位の変化を模式的に示した図である。
以下では、m本のデータ線14の配列方向に沿って片方向に、データ線14がデータ線群毎に順次駆動される場合を例に挙げる。より具体的には、データ線駆動回路101から第(i−1)番目、第i番目、及び第(i+1)番目に出力される3つのサンプリング信号Si−1,Si,Si+1に基づいて駆動される3つのデータ線群のうち、特に第i番目のサンプリング信号Siに基づいて駆動される第iデータ線群の構成に着目して説明する。
図4において、液晶装置1は、12本のデータ線からなる第(i)データ線群、及び容量部CAを備えている。
第(i)データ線群に属するデータ線14(i)−k(k=1,2,…,12)は、画像信号VID1〜VID12の夫々とサンプリングスイッチ202及び分岐配線E1〜E12を介して電気的に接続されている。12本の分岐配線E1〜E12の一端は画像信号線171に夫々電気的に接続されており、他端はサンプリングスイッチ202を介してデータ線14(i)−k(k=1,2,…,12)に電気的に接続されている。各サンプリングスイッチ202は例えばTFTで構成され、ソースが分岐配線Ek(k=1,2,…,12)に電気的に接続されると共に、ドレインがデータ線14(i)−kに電気的に接続される。サンプリングスイッチ202のゲートは、制御配線X1〜X12を介してデータ線駆動回路101に電気的に接続されている。尚、制御配線X1〜X12には第i番目のサンプリング信号Siがデータ線駆動回路101から一括で供給される。
容量部CAは、各データ線14(i)−kに対応して設けられたコンデンサC(i)−kを備えている。コンデンサC(i)−kは、各データ線14(i)−k及び容量配線400間に電気的に接続されており、データ線14(i)−kに画像信号VIDkを供給する前又は供給する際に、後述する寄生容量Cp(i)−k,CO−1,CO−2を介してデータ線14(i)−kに電位変動が生じることを低減或いは防止する。
ここで、図4に示す複数のデータ線14(i)−kの夫々には、相隣接する他のデータ線14(i)−kとの間に寄生容量Cp(i)−j(j=1,2,…,11)が存在している。より具体的には、例えば第(i)データ線群に属するデータ線14(i)−11と、このデータ線に相隣接する他のデータ線14(i)−10及びデータ線14(i)−12との間には、寄生容量Cp(i)−10及び寄生容量Cp(i)−11が存在する。
他方、第(i)データ線群の配列方向に沿って第(i)データ線群の両端に位置する2本のデータ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12のうち、データ線14(i)−1と、第(i−1)番目のサンプリング信号Si−1に基づいて画像信号が供給される第(i−1)データ線群に属するデータ線14(i−1)−12との間には、寄生容量CO−1が存在する。データ線14(i)−12と、第(i+1)番目のサンプリング信号Si+1に基づいて画像信号が供給される第(i+1)データ線群に属するデータ線14(i+1)−1との間には、寄生容量CO−2が存在する。
本実施形態では、第(i)データ線群に画像信号VID1〜VID12が供給されるタイミングに相前後するタイミングで、第(i−1)データ線群及び第(i+1)データ線群の夫々に画像信号VID1〜VID12が一括で供給される。
したがって、画像信号VID1〜VID12が供給された際に、第(i)データ線群に含まれるデータ線のうち、端に位置するデータ線以外のデータ線、例えばデータ線14(i)−2に画像信号が供給されるときには、同時に右隣のデータ線14(i)−1と左隣のデータ線14(i)−3との両方に画像信号が供給される。つまり、データ線14(i)−2に画像信号が供給されて、データ線14(i)−2の電位が変化するときは、同時に両隣のデータ線の電位も変化している。
一方、第(i)データ線群の端に位置するデータ線、例えばデータ線14(i)−1に画像信号が供給されるときには、左隣のデータ線14(i−1)−12への画像信号の供給は既に終了している。従って、データ線14(i)−1に画像信号が供給されて、データ線14(i)−1の電位が変化するときは、左隣のデータ線の電位は変化せず、右隣のデータ線の電位が変化する。
このため、データ線群の端に位置するデータ線と、その他のデータ線とでは、寄生容量を介して受ける、隣接するデータ線の電位変化の影響の大きさが異なる。この結果として、データ線群の端のデータ線は他のデータ線と比べてプッシュダウン量が異なることになる。
具体的には、データ線14(i)−2は、画像信号が供給されるときに、寄生容量Cp(i)−1及び寄生容量Cp(i)−2のそれぞれを介して、データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−3の電位変化の影響を受ける。つまり、データ線14(i)−2は両隣のデータ線から影響を受ける。データ線14(i)−3〜14(i)−11も同様である。
これに対して、データ線14(i)−1は、画像信号が供給されるときに、寄生容量Cp(i)−1からデータ線14(i)−2の電位変化の影響を受ける。一方、データ線14(i−1)−12の電位は変化していないので、データ線14(i)−1は、寄生容量CO−1からは何も影響を受けない。つまり、データ線14(i)−1は片側のデータ線のみから影響を受ける。データ線14(i)−12についても同様のことが成り立つ。
この結果、データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12に生じるプッシュダウン量と、データ線14(i)−2乃至データ線14(i)−11に生じるプッシュダウン量とは相互に異なる。このようなプッシュダウン量の相違は、第(i)データ線群の両端に位置するデータ線に添って、スジ状の表示異常を生じさせる一因となる。
尚、表示異常の例としては、テストパターンとして液晶装置1にグレー表示をさせた際に、相対的に暗い部分、即ち黒い部分がデータ線に沿ってスジ状に表示される不具合や、黒い部分の代わりに相対的に周囲より明るい部分、即ち白い部分がデータ線に沿ってスジ状に表示される不具合などがある。
ここで、図5及び図6を参照しながら、第(i)データ線群に含まれるデータ線に生じるプッシュダウン量をより具体的に説明する。
図5は、対向電極電位LCCOMに対して正極性の画像信号VID1〜VID12が供給されたデータ線の電位を模式的に示している。図6は、対向電極電位LCCOMに対して負極性の画像信号VID1〜VID12が供給されたデータ線の電位を模式的に示している。
図5(a)において、データ線14(i)−1〜14(i)−12の夫々に供給される、対向電極電位LCCOMを基準電位とした本来の画像信号VID1〜VID12の画像信号電位に比べて、データ線14(i)−2〜14(i)−11における実際に供給された画像信号VID2〜VID11の画像信号電位は、寄生容量に応じてデータ線14(i)−2〜14(i)−11に生じたプッシュダウン量PD1分だけ低くなる。
図5(b)において、データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12では、他のデータ線14(i)−2〜14(i)−11に生じるプッシュダウン量PD1に比べて相対的に小さいプッシュダウン量PD2が生じている。
したがって、ノーマリーホワイトの場合、図5(a)及び図5(b)に示した電位の相違によって、第(i)データ線群の両端に位置するデータ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12に沿って黒に近い表示がなされてしまう不具合が生じる。
図6(a)において、データ線14(i)−1〜14(i)−12の夫々に供給される、対向電極電位LCCOMを基準電位とした本来の画像信号VID1〜VID12の画像信号電位に比べて、データ線14(i)−2〜14(i)−11において実際に供給された画像信号VID2〜VID11の画像信号電位は、データ線14(i)−2〜14(i)−11に生じたプッシュアップ量PU3分だけ高くなる。
図6(b)において、データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12では、他のデータ線14(i)−2〜14(i)−11に生じるプッシュアップ量PU3に比べて相対的に小さいプッシュアップ量PU4が生じている。
したがって、図6(a)及び図6(b)に示した電位の相違によって、第(i)データ線群の両端に位置するデータ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12に沿って黒に近い表示がなされてしまう不具合が生じる。
これに対して、本実施形態の液晶装置1は、データ線14(i)−kに画像信号VIDkが供給された際に生じるプッシュダウン量(もしくはプッシュアップ量)を低減或いは防止することに加え、仮にプッシュダウンの発生を排除することができない場合でも、第(i)データ線群の両端に位置するデータ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12と、データ線14(i)−2〜14(i)−11との夫々に生じるプッシュダウン量の相違を、画像表示で問題が生じない程度に均一にできるものである。
より具体的には、本発明の「第1保持容量」及び「第2保持容量」の夫々一例であるコンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12は、コンデンサC(i)−2〜C(i)−11と比べて異なる静電容量を有している。すなわち、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の夫々の静電容量は、寄生容量Cp(i)−1〜Cp(i)−11と寄生容量CO−1及び寄生容量CO−2とを介した電位変動の影響の相違を相殺するように、コンデンサC(i)−2〜C(i)−11と異なる静電容量に設定されている。例えば、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量は、コンデンサC(i)−2〜C(i)−11の静電容量に比べて相対的に小さくなるように設定されている。
このように第(i)データ線群の中央よりに位置するデータ線14(i)−2〜14(i)−11に電気的に接続されたコンデンサC(i)−2〜C(i)−11と、第(i)データ線群の両端に位置するデータ線14(i)−1〜14(i)−12に対応するコンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量を相互に異なる値に設定しておくことによって、複数のデータ線間に生じるプッシュダウン量の不均一性を低減或いは防止でき、データ線群の境界に生じる黒表示或いは白表示等の表示上の不具合を低減できる。
尚、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量は、黒表示或いは白表示等のスジ状の輝度ムラが生じないように、或いは実質的に画質を低下させないように、実験的、理論的或いはシミュレーション的に設定されていればよい。
データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12における画像信号VID1及び画像信号VID12の画像信号電位に対するプッシュダウン量が、他のデータ線に供給される画像信号に対するプッシュダウン量より小さい場合には、プッシュダウン量の差を相殺するように、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量を他のコンデンサより相対的に小さく設定しておくとよい。例えば、コンデンサC(i)−2〜C(i)−11の静電容量を2乃至3pF程度に設定し、これに対して、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量を、プッシュダウン量の相違1V当たり0.1pF程度小さく設定するとよい。
コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の夫々の静電容量は、液晶装置1の駆動方式に応じて相互に等しく設定されていてもよいし、相互に異なる値に設定されていてもよい。より具体的には、例えば、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量を相互に等しく設定しておくことによって、双方向シフトレジスタを含むデータ線駆動回路から供給されるサンプリング信号が各データ線群に対応して供給される順に左右されず、プッシュダウン量の不均一性を低減できる。
また、本実施形態の液晶装置1が採用した駆動方式のように、一方向に沿って順次各データ線群に画像信号を供給する場合(所謂Rシフト方式、或いはLシフト方式)には、画像信号が順次供給される向きに応じてコンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12夫々の静電容量を異ならせて設定しておくことによって、データ線群の両端に位置する2本のデータ線の夫々において互いに異なるプッシュダウン量が生じた場合でも、これらプッシュダウン量と、他のデータ線において生じるプッシュダウン量とを均一にできる。これにより、データ線群の両端に生じるスジ状の輝度ムラ等の表示上の不具合をより効果的に低減或いは防止できる。
以上の結果、本実施形態に係る液晶装置によれば、相隣接するデータ線間の寄生容量を介した電位変化の影響の相違に起因して表示画面上に視認される黒表示或いは白表示等の輝度ムラの発生を低減或いは防止できる。その結果、液晶装置等の電気光学装置において、高品質な画像表示を行うことができる。
<4;コンデンサの具体的構成>
次に、図7及び図8を参照しながら、データ線に電気的に接続されたコンデンサの具体的な構成を説明する。図7は、データ線に電気的に接続されたコンデンサの平面図であり、図8は、図7のB−B'線断面図である。尚、図7は、第(i)データ線群の具体的な平面構造を示している。
図7において、コンデンサC(i)−k(k=1,2,…,12)は、TFTアレイ基板10上において画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に設けられている。尚、データ線14の図4中下端の側にはサンプリング回路200及びデータ線駆動回路101が接続されている(図4において不図示、図3参照)。
コンデンサC(i)−kは、データ線14に電気的に接続された第1導電膜511を一方の電極とし、データ線14に交差する方向に延び、対向電極電位LCCOMに電位が維持されたコンデンサ電極用配線503に電気的に接続された第2導電膜512を他方の電極とするとともに、これらの間に図8に示す誘電体膜75を挟持して構成されている。
本実施形態では、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の夫々が有する第1導電膜511−1及び第1導電膜511−12は、他の第1導電膜511−2〜511−11に比べて小さい面積となるように形成されている。第1導電膜511−1及び第1導電膜511−12が第2導電膜512及び誘電体膜75と重なる面積は、他のコンデンサC(i)−2乃至コンデンサC(i)−11より小さい。したがって、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の夫々の静電容量は、他のコンデンサC(i)−2乃至コンデンサC(i)−11の静電容量より相対的に小さく設定されている。
図7及び図8に示すように、第1導電膜511は、第1層間絶縁膜41上に形成されている。第1導電膜511は、コンタクトホール581及びコンタクトホール582、並びに迂回層520を介してデータ線14と相互に電気的に接続されている。コンタクトホール581は、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたものであり、コンタクトホール582は、第1層間絶縁膜41に開孔されたものである。迂回層520は、下地絶縁膜12上に形成されたものであり、走査線11aと同一膜として形成されている。これにより、第1導電膜511は、データ線14と同一の電位を有する。
迂回層520には、コンタクトホール583を介して、検査回路用配線60aが接続されている。検査回路用配線60aは、データ線14と同一膜として形成されている。検査回路用配線60aの先には、図3に示した検査回路701が接続されており、検査回路701は複数のTFT702を含むものとなっている。TFT702には、検査回路用配線60aとは別に、配線703が接続されている。
図7及び図8に示すように、第2導電膜512は、第1導電膜511上に形成された誘電体膜75の上に、該第1導電膜511と対向するように形成されている。第2導電膜512は、第2層間絶縁膜42上に形成されたコンデンサ電極用配線503に、コンタクトホール584を介して接続されている。
コンデンサ電極用配線503は、データ線6aに交差する方向に延びデータ線14と同一膜として形成されている。尚、第1導電膜511及びコンデンサ用電極配線503と、検査回路用配線60aの三者は、図8に示すように同一膜として形成されている。
コンデンサ電極用配線503は、対向電極21に対向電極電位LCCOMを供給するために、図3に示す容量配線400に電気的に接続されているため、第2導電膜512の電位は対向電極電位LCCOMに維持されている。
したがって、画像信号VID1〜VID12が各データ線14に供給された際には、第1導電膜511、第2導電膜512及び誘電体膜75の重なり面積に応じて各コンデンサの静電容量が異なることになる。より具体的には、他のコンデンサより第1導電膜の面積が小さいコンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量は他のコンデンサC(i)−2及びコンデンサC(i)−11より相対的に小さく設定されている。
このようなコンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12によれば、既に述べたように第(i)データ線群の両端のデータ線に沿って表示されるスジ状の輝度ムラを低減でき、高品位の画像を表示できる。尚、コンデンサC(i)−1及びコンデンサC(i)−12の静電容量を他のコンデンサと異なる静電容量に設定するためには、誘電体膜75の厚み或いは比誘電率等の静電容量を規定する特性を調整することも可能である。
また、本実施形態においては、コンデンサ電極用配線503乃至第2導電膜512を固定電位とするためには、対向電極21を固定電位とするための電源、又はデータ線駆動回路若しくは走査線駆動回路に供給される固定電位を供給するための電源のいずれかを利用可能であり、いずれにせよ、該コンデンサ電極用配線503ないし第2導電膜512のために、特別に電源を設ける必要がない分、装置構成を簡略化できる。
加えて、誘電体膜75は、画素部70が備える保持容量119に含まれる誘電体膜と同一膜を共用できる。したがって、別途装置構成を煩雑にすることなく、コンデンサC(i)−kを構成でき、データ線における画像信号電位の相違に応じて生じる輝度ムラを低減できる。
(変形例)
データ線14(i)−1及びデータ線14(i)−12にはコンデンサを設けず、データ線14(i)−2〜14(i)−11にはコンデンサを設けて、当該コンデンサの容量値を最適化することでも、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
また、上述の実施形態は、データ線に付加的にコンデンサを形成するものであった。しかし、データ線そのものや各データ線に対応するサンプリングスイッチ202にも寄生容量が存在しているので、これらの寄生容量を利用して上述の形態と同様の効果を奏することも可能である。
データ線の寄生容量とは、例えば、データ線と画素電極間に存在する容量や、データ線と他の配線あるいは回路との間に存在する容量、あるいはデータ線自体が持つ配線容量のことである。
これらの寄生容量がブロック端に位置するデータ線について異なるようにしても良い。例えば、ブロック端に位置するデータ線については、他のデータ線に比べて、配線幅を細く形成する、あるいは長さを短くするなどして、面積を小さくすることで、配線容量を小さくするようにしても良い。
こうすることで、データ線に付加的に設けたコンデンサの容量値をブロック端のデータ線と他のデータ線とで異ならせた場合と同様の効果を得ることが可能となる。
(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する場合について説明する。図9は、液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタの構成例を示す平面図である。図9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より少なくとも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,1110Gに入射される。
液晶パネル1110R,1110B,1110Gの構成は、上述した液晶装置1と同等であり、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,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,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は、上述の液晶装置1を具備してなるので、スジ状の輝度ムラが抑制された高品位の画像を表示できる。
本実施形態に係る電気光学装置の平面図。 図1のH−H'断面図。 本実施形態に係る電気光学装置の主要な電気的接続構成を示すブロック図。 データ線の駆動に係る回路構成を示す図。 データ線における画像信号電位の変化の一例を模式的に示した図。 データ線における画像信号電位の変化の他の例を模式的に示した図。 データ線に電気的に接続されたコンデンサの平面図。 図7のB−B'線断面図。 本実施形態に係る電子機器の平面図。
符号の説明
1…液晶装置、10…TFTアレイ基板、14…データ線、11a…走査線、C(i)−k…コンデンサ、Cp(i)−j,CO−1,CO−2…寄生容量。

Claims (5)

  1. 画素領域に、
    相互に交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、
    前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の各々の交差に対応して設けられた複数の画素と、
    前記画素領域の外側に、
    前記複数のデータ線の各々と電気的に接続された複数の保持容量と、
    前記複数のデータ線の各々と交差する方向に延在し、前記複数の保持容量と電気的に接続されたコンデンサ電極用配線と、
    前記複数のデータ線の各々と前記コンデンサ電極用配線を迂回するように設けられた迂回層を介して電気的に接続された複数の検査回路用配線と、
    N本(但し、Nは2以上の自然数)のデータ線を1群として構成される複数のデータ線群毎にN系統のシリアル−パラレル変換された画像信号を供給するN本の画像信号線とを備え、
    前記保持容量は、前記迂回層と重なるように設けられており、
    前記保持容量のうち、前記N本のデータ線からなる前記群の端に位置するデータ線に電気的に接続された第1保持容量の容量値と、前記N本のデータ線のうち前記端に位置するデータ線と異なるデータ線に電気的に接続された第2保持容量の容量値とは互いに異なること
    を特徴とする電気光学装置。
  2. 前記第1保持容量の容量値は、前記第2保持容量の容量値に比べて相対的に小さいことを特徴とする請求項に記載の電気光学装置。
  3. 前記第1保持容量は、前記群の一方の端のデータ線に電気的に接続された保持容量と、他方の端に電気的に接続された保持容量とを含み、
    前記一方の端のデータ線に電気的に接続された保持容量の容量値と、前記他方の端のデータ線に電気的に接続された保持容量の容量値とは相互に異なっていること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
  4. 前記第1保持容量の容量値は、当該第1保持容量の電極を構成する一対の導電膜及び該一対の導電膜間に介在する誘電体膜が相互に重なる面積、前記誘電体膜の厚み及び前記誘電体膜の比誘電率のうち少なくとも一つを調整することによって設定されていることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の電気光学装置。
  5. 請求項1からのいず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。
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