JP7226470B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
このようなDA変換回路としては、例えば各ビットに対応してスイッチおよび容量素子の組を設けて、各ビットに応じて容量素子の充放電をスイッチにより制御する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図1は、第1実施形態に係る電気光学装置10を示す斜視図である。電気光学装置10は、例えばヘッドマウントディスプレイなどにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイ・パネルである。電気光学装置10は、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などを含む。当該画素回路および当該駆動回路は半導体基板に集積化される。半導体基板は、典型的にはシリコン基板であるが、他の半導体基板であってもよい。
表示領域100では、m行の走査線12が図においてX方向に沿って設けられ、n列のデータ線14が、図においてY方向に沿って、かつ、各走査線12と互いに電気的に絶縁を保つように設けられる。なお、m、nは、2以上の整数である。
なお、走査線12を一般化して説明するために、1以上m以下の整数iを用いる。同様に、データ線14を一般化して説明するために、1以上n以下の整数jを用いる。
同期信号Syncには、映像データVidの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、および、映像データの1画素分のタイミングを示すドットクロック信号が含まれる。
このため、制御回路30は、映像データVidで指定される階調レベルを、当該階調レベルに対応した輝度でOLEDを発光させるために、映像データVidの8ビットを、本実施形態では例えば10ビットにアップコンバージョンして、OLEDの輝度を指定する映像データVdataとして出力する。
また、制御回路30は、各部を制御するために各種の制御信号を生成するが、詳細については後述する。
なお、走査線駆動回路120は、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)の他にも各種の制御信号を出力するが、詳細については後述する。
詳細には、データ信号出力回路50は、選択回路群52、第1ラッチ回路群54、第2ラッチ回路群56、および、n個のDA変換回路500を含む。選択回路群52は、n列の各々に対応した選択回路520を含み、第1ラッチ回路群54は、n列の各々に対応した第1ラッチ回路L1を含み、第2ラッチ回路群56は、n列の各々に対応した第2ラッチ回路L2を含む。
ここで、j列目の選択回路520は、制御回路30から出力される映像データVdataのうち、j列目の映像データの選択をj列目の第1ラッチ回路L1に指示し、j列目の第1ラッチ回路L1は、当該指示にしたがって映像データVdataをラッチする。j列目の第2ラッチ回路L2は、j列目の第1ラッチ回路L1によりラッチされた映像データVdataを、制御回路30による制御にしたがって後述する書込期間においてj列目のDA変換回路500に出力する。
j列目のDA変換回路500は、j列目の第2ラッチ回路L2から出力された映像データVdataをアナログ電圧のデータ信号に変換し、データ信号としてj列目のデータ線14に出力する。なお、DA変換回路500の詳細については後述する。
また、i行目の画素回路110には、走査信号/Gwr(i)のほか、制御信号/Gel(i)、/Gcmp(i)、/Gorst(i)が、走査線駆動回路120から供給される。
OLED130において、アノードからカソードに向かって電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが発光機能層132で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。
なお、光共振器は図示省略されている。また、電気光学装置10が単に明暗のみの単色画像を表示する場合には、上記カラーフィルターが省略される。
なお、容量素子140の他端は、給電線116以外であっても、電圧がほぼ一定に保たれた他の給電線に接続されてもよい。
i行j列における画素回路110のトランジスター125にあっては、ゲートノードに制御信号/Gorst(i)が供給され、ソースノードが、電位Vorstが供給されている電源配線である給電線に接続される。
また、OLED130のカソードとして機能する共通電極133には、電位Vctが印加される。
j列目のDA変換回路500には、ビットD0~D9が、j列目の第2ラッチ回路L2から供給され、制御信号Enb0~Enb9、制御信号/Rstが制御回路30から供給されるとともに、電位Vrst、VH、VLが電源回路15から給電される。
なお、電位VH、VLは、VH>VLという関係にある。
ビットD0~D9は、j列目の第2ラッチ回路L2から出力される映像データの10ビットであり、当該10ビットのうち、最下位のビットをD0とし、当該ビットD0から順にD1、D2、…として重みが増し、最上位のビットをD9としている。
制御信号Enb0~Enb9は、順にビットD0~D9の取り込みタイミングを指定する信号である。制御信号/Rstは、容量素子をリセットするための信号である。
本実施形態において、容量素子C5~C9が上位容量素子部の一例であり、このうち、例えば容量素子C5が第1容量素子の一例であり、容量素子C6が第2容量素子の一例である。また、本実施形態において、容量素子C0~C5が下位容量素子部の一例であり、このうち、例えば容量素子C0が第3容量素子の一例であり、容量素子C1が第4容量素子の一例である。
また、容量素子Cserは、接続容量の一例であり、当該容量素子Cserの容量サイズは例えば「1」である。なお、容量素子C0~C9およびCserの容量サイズについては、後述する線形性が保たれるのであれば、ある程度の誤差が許容される。
なお、本実施形態では、容量素子140としてMOS容量が用いられるので、容量素子C0~C9およびCserについてもMOS容量が用いられるのが好ましいが、メタル容量が用いられてもよい。
このように容量サイズの比に応じた個数で並列接続した構成では、平面視した電極の周縁長についても容量サイズの比に応じた長さとなり、電極の周囲縁によって生じる容量の影響も比に応じて揃う。このため、容量サイズの比に応じた個数で並列接続した構成では、並列接続ではなく電極面積を容量サイズの比とした構成と比較して、容量サイズの比の精度を高めることができる。
本説明において「電気的に接続された」とは、2以上の要素間の直接的または間接的な接続または結合を意味し、例えば半導体基板において2以上の要素間が直接的ではなくても、異なる配線層およびコンタクトホールを介して接続されることも含む。
本説明において、スイッチまたはトランジスターのオン状態とは、スイッチの両端、または、トランジスターにおけるソースノード・ドレインノードの間が電気的に閉じて低インピーダンス状態になることをいう。また、スイッチまたはトランジスターのオフ状態とは、スイッチの両端、または、ソースノード・ドレインノードの間が電気的に開いて高インピーダンス状態になることをいう。
また、スイッチRswは、制御信号/Rstの否定信号を出力するNOT回路Lg0と、トランスミッションゲートTg1とで構成されるのが好ましい。当該トランスミッションゲートTg1は、NOT回路Lg0による否定信号がゲートノードに供給されるn型のトランジスターと、制御信号/Rstがゲートノードに供給されるp型のトランジスターと、を組み合わせたアナログスイッチである。
このうち、AND回路Dsは、j列目の第2ラッチ回路L2から出力される映像データVdataのうち、ビットD0と制御信号Enb0との論理積信号を出力する。AND回路Dsは、実際には、ビットD0と制御信号Enb0との否定論理積信号を出力するNAND回路Lg1と、当該否定論理積信号の否定信号を出力するNOT回路Lg2とにより構成される。
セレクタSelは、実際には、電位VHの給電線と容量素子C0の一端との間に設けられたトランスミッションゲートTg1と、電位VLの給電線と容量素子C0の一端との間に設けられたトランスミッションゲートTg2とにより構成される。
この構成において、レベルシフタLsから出力された正転信号がHレベルであって、反転信号がLレベルであれば、トランスミッションゲートTg1がオン状態になり、トランスミッションゲートTg2がオフ状態になり、レベルシフタLsから出力された正転信号がLレベルであって、反転信号がHレベルであれば、トランスミッションゲートTg1がオフ状態になり、トランスミッションゲートTg2がオン状態になる。
図4および図5においては、j列目のDA変換回路500について説明したが、他の列に対応するDA変換回路500についても同様な構成である。
なお、図4および図5は、あくまでも電気的な構成のみを示し、実際の要素における位置や配列を示してはいない。
DA変換回路500では、リセット期間において容量素子C0~C9には、容量サイズに応じた電荷が蓄積され、出力期間では、容量素子C0~C9の一端における電圧が、ビットD0~D9に応じて変化する(高められる)、または、維持される。容量素子C0~C9のうち、一端の電圧が変化した容量素子C0~C9の他端では、蓄積された電荷の放電により、容量サイズに応じて電圧を上昇させる。
容量素子C0~C9のうち、容量素子C5~C9の他端では、容量サイズに応じてデータ線14の電圧を上昇させるが、容量素子C0~C4の他端は、データ線14とは容量素子Cserを介するので、容量素子C0~C4の他端における電圧変化は、容量比に応じて圧縮されて、データ線14の電圧を変化させる。
これにより、DA変換回路500は、データ線14の電圧をビットD0~D9に対して線形関係で変化させる。詳細については上記特許文献1に詳述されている。
同様に、容量素子C0~C4、Cserと、電圧選択回路510~514とによって下位のビットD0~D4の重みに対応する電圧がデータ線14に出力される。このうち、容量素子Cserを含まない構成を想定した場合、中継線14bには、ビットD0~D4を反映した電圧、すなわち圧縮前の電圧(第2階調電圧)が出力される。便宜的に、容量素子C0~C4と電圧選択回路510~514とを含み、容量素子Cserを除いた構成を、便宜的に第2DA変換回路Lwbと称することする。
電気光学装置10では、m行の走査線12がフレーム(V)の期間に1、2、3、…、m行目という順番で1行ずつ走査される。詳細には、図に示されるように、走査信号/Gwr(1)、/Gwr(2)、…、/Gwr(m-1)、/Gwr(m)が、走査線駆動回路120によって水平走査期間(H)毎に、順次排他的にLレベルになる。
なお、本実施形態では、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)のうち、隣り合う走査信号においてLレベルになる期間が時間的に隔絶される。具体的には、走査信号/Gwr(i-1)がLレベルからHレベルに変化した後、次の走査信号/Gwr(i)が期間を置いてLレベルになる。この期間は水平帰線期間に相当する。
補償期間(b)では、制御信号/GiniがHレベルであり、制御信号/RstおよびEnbはLレベルを維持する。
書込期間(c)では、制御信号/GiniはHレベルを維持し、制御信号/RstおよびEnbがHレベルになる。
i行目の水平走査期間(H)において、走査信号/Gwr(i)がLレベルになる前に、i行目の初期化期間(a)が開始する。初期化期間(a)は、(i-1)行目の水平走査期間(H)において各部に残存する電圧または電荷をリセットするための期間である。
初期化期間(a)では、制御信号/GiniがLレベルになることによってトランジスター66がオン状態になるので、データ線14が電位Viniに初期化される。また、初期化期間(a)では、制御信号/RstがLレベルになることによってスイッチRswがオン状態になるので、中継線14bに電位Vrstが印加される。初期化期間(a)では、制御信号EnbがLレベルであるので、詳細には、制御信号Enb0~Enb9がすべてLレベルであるので、第2ラッチ回路L2から出力されるビットD0~D9の論理レベルにかかわらず、電圧選択回路510~519における各AND回路Dsの論理積信号はLレベルになる。このため、電圧選択回路510~519は、それぞれ電位VLを選択する。
なお、画素電極131をリセットするのは、OLED130には容量が寄生するので、直前の発光期間に印加された電圧の影響を排除するためである。
補償期間(b)では、制御信号/GiniがHレベルになることによってトランジスター66がオフ状態になる。また、補償期間(b)では、制御信号/RstがLレベルであるので、スイッチRswのオン状態が維持され、制御信号EnbがLレベルであるので、電圧選択回路510~519による電位VLの選択が維持される。
i行目の補償期間(b)では、画素回路110におけるトランジスター122および123がオン状態であるので、容量素子Cserの他端および容量素子C5~C9の他端についても、データ線14を介してトランジスター121の閾値電圧に相当する電圧に収束する。
また、i行目の補償期間(b)において、i行目の画素回路110ではトランジスター124のオフ状態およびトランジスター125のオン状態が初期化期間(a)から継続する。
書込期間(c)では、制御信号/RstがHレベルになるので、スイッチRswがオフ状態になる。また、書込期間(c)では、図6に示されるように制御信号Enb0がHレベルとなった後に、制御信号Enb1~Enb9が時間ΔTずつ順次遅延してHレベルになる。また、制御信号Enb0がHレベルからLレベルに変化すると、制御信号Enb1~Enb9が時間ΔTずつ順次遅延してLレベルになる。
電圧選択回路510~519のうち、レベルシフタLsに入力されたビットが“1”である電圧選択回路は、電位VHを選択し、ビットが“0”である電圧選択回路は、電位VLを選択する。
上位5ビットに対応する容量素子C5~C9のうち、レベルシフタLsに入力された“1”のビットに対応する容量素子の一端は、書込期間(c)において電位VLから電位VHに変化する。このため、容量素子C5~C9のうち、“1”のビットに対応する容量素子が、データ線14を、補償期間(b)における閾値電圧に相当する電圧から、当該容量サイズの重みに応じた分、上昇させる。
下位5ビットに対応する容量素子C0~C4のうち、レベルシフタLsに入力された“1”のビットに対応する容量素子の一端は、書込期間(c)において電位VLから電位VHに変化する。ただし、容量素子C0~C4の他端は、容量素子C5~C9の他端とは異なり、データ線14とは容量素子Cserを介している。このため、容量素子C0~C4のうち、“1”のビットに対応する容量素子の一端における電位VLから電位VHへの変化分は、容量比で圧縮されて、データ線14の電圧を上昇させる。
本実施形態によれば、電圧切り替えに伴うスパイクによる電圧変動の影響が小さくなるので、DA変換精度の低下が抑えられることになる。
なお、制御信号Enb0~Enb9がHレベルになる順番は、制御信号Enb0~Enb9の順である必要はない。
図において、ゲートノードgの電圧と、トランジスター121におけるソースノードの電位Velとの差の電圧がVgsと表記され、容量素子140に保持される。
また、図9は、第2ラッチ回路L2から出力される映像データのビットD0~D9がすべて“1”である場合を示している。
i行目の発光期間(d)の前に、制御信号/Gcmp(i)がHレベルになるので、トランジスター123がオフ状態になる。また、i行目の発光期間(d)に至ると、制御信号/Gel(i)がLレベルに反転するので、トランジスター124がオン状態になる。このため、OLED130には、容量素子140によって保持された電圧Vgsに応じた電流Idsがトランジスター121によって流れる。このため、当該OLED130が、当該電流Idsに応じた輝度で発光する。
また、図7乃至図9においては、i行目の水平走査期間(H)について着目し、当該水平走査期間(H)の動作について説明したが、同様な動作は、1、2、3、…、m行目の水平走査期間(H)について順次実行される。
なお、矩形形状の電気光学装置1において、上辺Ueおよび下辺Deが走査線12の延在方向であるX方向に沿っており、左辺Leおよび右辺Reがデータ線14の延在方向であるY方向に沿っている。
また、図においてZ方向とは、X方向およびY方向に垂直であって、OLED130から発せられる光の出射方向である。本説明における平面視とは、当該Z方向とは逆方向に向かって電気光学装置1を眺めた場合を示す。
左右の一方のみに走査線駆動回路120が配置する構成では、左右の他方で信号の遅延が発生する。これに対して、左右の両方に走査線駆動回路120が配置する構成では、信号の遅延を防止することできる。
電気光学装置10において、複数の端子20が下辺Deに沿って設けられる。表示領域100と複数の端子20との間の領域には、表示領域100からみて順に回路Rb、Bb、Gbおよび制御回路30が設けられる。
なお、X方向で隣り合うRBGの画素回路110の加法混色によって1つのカラーが表現される。このため、画素回路110は、厳密にいえばサブ画素回路と呼ぶべきであるが、本実施形態では、上述したように明暗のみの単色画像の表示も可能であるので、敢えて区別することなく、画素回路と表記する。
また、図においてデータ線14を色毎に区別するために、Rの画素回路110に対応するデータ線の符号がR14と表記され、Bの画素回路110に対応するデータ線の符号がB14と表記され、Gの画素回路110に対応するデータ線の符号がG14と表記される。色を区別しない場合には、上述したようにデータ線の符号を14とする。
図13に示されるように、回路Rb、Bb、Gbが、幅Wよりも広く、かつ、幅3Wよりも狭い範囲においてY方向に沿って一列に配列する。このうち、回路Rbでは、要素がY方向に沿って、すなわち、図において上方向からみると、次のような順で配列する。詳細には回路Rbでは、容量素子C9、回路D9_L1L2、容量素子C8、回路D8_L1L2、容量素子C7、回路D7_L1L2、容量素子C6、回路D6_L1L2、容量素子C5、回路D5_L1L2、容量素子Cser、容量素子C4、回路D4_L1L2、容量素子C3、回路D3_L1L2、容量素子C2、回路D2_L1L2、容量素子C1、回路D1_L1L2、容量素子C0、回路D0_L1L2、および、選択回路520が、この順で配列する。
なお、回路Dk_L1L2とは、j列目に対応して設けられた第1ラッチ回路L1および第2ラッチ回路L2のうち、ビットDkに対応して設けられる回路である。kは、ビットを一般的に説明するための整数であって、本実施形態では0~9のいずれかである。例えば、回路D6_L1L2とは、j列目に対応して設けられた第1ラッチ回路L1および第2ラッチ回路L2のうち、ビットD6に対応して設けられる回路である。
したがって、回路Rb、Bb、Gbにおいて、j列目では下位のビットに対応する容量素子C0~C4が、図において下方の制御回路30寄りに位置し、容量素子C5~C9が、図において上方の表示領域100寄りに位置し、容量素子C0~C4と容量素子C5~C9との間に容量素子Cserが位置する。
また、回路Rb、Bb、Gbにおいて、選択回路520が図において最も下、すなわち制御回路30寄りに位置する。
なお、DA変換回路500における電圧選択回路510~519、スイッチRswについては、簡略化のために図13では省略されている。
容量素子C0~C4の他端は、Y方向に沿って設けられる中継線14bを介して容量素子Cserの一端に接続され、容量素子Cserの他端は、容量素子C5~C9の他端とともに、Y方向に沿って設けられるデータ線14に接続される。
しかしながら、図15の左欄に示される構成では、データ線14が回路Rb、BbまたはGbをほぼ貫通するので、表示領域100外においてデータ線14が長くなる。
一方で、同図の右欄に示される構成では、中継線14bが回路Rb、BbまたはGbをほぼ貫通するので、中継線14bが、図14に示される本実施形態における中継線14bや、図15の左欄に示される中継線14bと比較して、長くなる。
換言すれば、図15の左欄および同図の右欄に示される構成では、同じ列に属するデータ線14と中継線14bとがY方向に沿って並んで配列する部分が存在するが、図14に示される本実施形態では、同じ列に属するデータ線14と中継線14bとが並んで配列する部分が存在しない。
このため、本実施形態では、図15の左欄および同図の右欄に示される構成と比較して、表示領域100外におけるデータ線14を短くすることができ、かつ、中継線14bを短くすることができる。配線が長いと容量が寄生しやすくなるので、アナログへの変換精度の低下を招きやすい。本実施形態では、データ線14および中継線14bを短くすることができるので、アナログへの変換精度の低下を抑えることができる。
しかしながら、図16に示される構成では、小型化および高解像度の要求によって幅Wの狭小化が余儀なくされる場合、回路Rb、BbまたはGbのうち、容量素子C0~C9または回路D0_L1L2~回路D9_L1L2のすべてを、データ線14の配列間隔である幅Wよりも狭い範囲に収めることは困難になる。
なお、図16では、回路D0_L1L2~回路D9_L1L2については紙面スペースの関係上、単にD0~D9と表記される。
図13では省略されているが、表示領域100に最も近い回路Rbの容量素子C5~C9では、自身の回路Rbに対応するデータ線R14のみならず、図において下方の回路Bbに対応するデータ線B14、および、回路Gbに対応するGのデータ線G14が通過することになり、配線が密になる。そこで、回路Rbにおける容量素子C5~C9の構成について容量素子C5における基本容量素子の1つを例にとって説明する。
本実施形態における電気光学装置10は、上述したように半導体基板に形成されるが、当該半導体基板において、導電層または配線層として用いられる層は、基材から順に半導体層210、ゲート電極層220、第1配線層230、第2配線層240、第3配線層250および第4配線層260の計6層としている。このため、1つの図によって容量素子C5およびその周辺の平面視した図を表現しようとすると、複雑化するので、図17乃至図21では、上記6層について、隣り合う2層ずつ、平面視で示すことにする。
詳細には、図17は、半導体層210およびゲート電極層220からなる配線パターンを示す。図18は、ゲート電極層220および第1配線層230からなる配線パターンを示す。図19は、第1配線層230および第2配線層240からなる配線パターンを示す。図20は、第2配線層240および第3配線層250からなる配線パターンを示す。図21は、第3配線層250よび第4配線層260からなる配線パターンを示す。
なお、電極211は、例えばpウエル領域Wellに不純物イオンの注入により形成される。また、領域Stは、隣り合う素子の領域を分離するためのトレンチである。
配線241は、第2配線層240のパターニングにより形成され、電圧選択回路515に接続される。すなわち、基本容量素子の一端である電極211は、配線231、241を順に介して電圧選択回路515に接続される。配線242は、第2配線層240のパターニングにより形成された中継用の配線である。
配線252のほか、第3配線層250のパターニングによって、配線253が形成される。配線253は、電源として用いられる電圧が給電される。
データ線R14のほか、第4配線層260のパターニングによって、データ線B14、G14、配線261、262および263が形成される。
また、配線261、262および263は、電源電圧、すなわち時間的にほぼ一定の電圧が給電される。
回路Bb、Gbについても容量素子C0~C9が同様に設けられるが、回路Bbが設けられる領域にはデータ線R14が存在しないので、当該データ線R14をシールドするための配線を考慮する必要がない。また、回路Gbが設けられる領域にはデータ線R14およびB14が存在しないので、当該データ線R14およびB14をシールドするための配線を考慮する必要がない。
次に、第2実施形態に係る電気光学装置10について説明する。なお、以下の各実施形態では、説明済みの実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図24に示される第2実施形態において、図14に示される第1実施形態と相違する点は、上位のビットに対応する容量素子C5~C9、回路D5_L1L2~回路D9_L1L2の配置である。詳細には、第2実施形態では、容量素子Cserを基準としてみた場合に、容量素子C9~C5、回路D9_L1L2~回路D5_L1L2の配列が、容量素子C4~C0、回路D4_L1L2~回路D0_L1L2の配列と対称な関係にある。
このため、図24に示される配列によれば、比較的大きな容量サイズの容量素子C5およびC9が近接する。電気光学装置10における容量素子は半導体プロセスを用いて形成されるが、第2実施形態では、容量サイズが比較的大きな容量素子が近接しているので、容量サイズのバラツキが抑えられる。このため、第2実施形態では、アナログへの変換精度が高められて、階調レベルの線形性が向上するので、高品位な表示が可能になる。
なお、第2実施形態では、容量素子Cser、C4、C9以外の容量素子については、容量サイズが小さくなる毎に、容量素子Cserからの距離が段階的に遠くなる。近接して配置されない容量素子は、近接して配置される容量素子よりも容量サイズのバラツキが発生しやすいが、容量サイズが小さいので、その影響は小さい。
図25は、第3実施形態に係る電気光学装置10において、データ信号出力回路50のうち、6列分に対応する回路の配置を示す図である。なお、この6列は、カラー画素の2列分であり、具体的には、R、B、G、R、B、Gに対応する列である。また、図において、幅6Wとは、幅3Wの2倍の長さである。便宜的に、6列のうち、図において左に位置するデータ線R14、B14、G14の列に対応する回路が順にRb1、Bb1、Gb1と表記され、右に位置するデータ線R14、B14、G14の列に対応する回路が順にRb2、Bb2、Gb2と表記される。
このため、第3実施形態では、回路Rb1、Rb2、Bb1、Bb2、Gb1、Gb2が、幅6Wよりも狭い範囲に収まればよいので、図14に示される第1実施形態や、図24に示される第2実施形態と比較して、幅Wの狭小化に対して、より容易に対応可能である。
図26は、第4実施形態に係る電気光学装置10において、データ信号出力回路50のうち、j列目のデータ線14に着目し、当該j列目に対応する回路Rb、Bb、Gbのいずれかを抜き出して示す図である。
第4実施形態において、図14に示される第1実施形態と相違する点は、上位のビットに対応する第1DA変換回路Upbと下位のビットに対応する第2DA変換回路Lwbとが2列で配列する点である。
なお、第3実施形態では、選択回路520が、図において最も下、すなわち制御回路30寄りに位置し、容量素子Cserが図において最も上、すなわち表示領域100寄りに位置する。
容量素子C0~C4(C5~C9)の容量サイズは、上述したように1:2:4:8:16である。そこで、第4実施形態では、容量素子C0~C4(C5~C9)について、容量サイズの「1」に相当する基本容量素子の並列接続の個数および配置で検討してみる。
図において、左欄が第4実施形態における要素の配置を示し、右欄が比較例における要素の配置を示す。また、この図においてハッチングが施された部分が第1DA変換回路Upbに係る要素であり、ハッチングが施されていない部分が第2DA変換回路Lwbに係る要素である。第1DA変換回路Upwおよび第2DA変換回路Lwbにおいて回路D0_L1L2~D9_L1L2の大きさは揃えている。
なお、図28では、回路D0_L1L2~回路D9_L1L2については紙面スペースの関係上、単にD0~D9と表記される。
したがって、第4実施形態では、比較例よりも、Y方向の長さとして、基本容量素子の2行分減らすことができるので、その分、省スペース化を図ることができる。
なお、上述した各種の実施形態(以下「実施形態等」と称呼する)では、表示素子の一例としてOLED130を例示して説明したが、他の表示素子を用いてもよい。例えば表示素子としてLEDを用いてもよい。
また、実施形態等では、DA変換回路500として10ビットの変換例を示したが、ビット数は限られない。
この構成では、容量素子C7~C9と、電圧選択回路517~519とによって上位のビットD7~D9の重みに対応する電圧がデータ線14に出力される。このため、容量素子C7~C9と電圧選択回路517~519とを含む回路が上位の第1DA変換回路Upbになる。
容量素子C3~C6、Cser2と、電圧選択回路513~516とによって中位のビットD3~D6の重みに対応する電圧がデータ線14に出力される。このため、容量素子C3~C6と電圧選択回路513~516とを含み、容量素子Cser2を除いた構成が中位のDA変換回路Mdbになる。
また、容量素子C0~C2、Cser1、Cser2と、電圧選択回路510~512とによって下位のビットD0~D2の重みに対応する電圧がデータ線14に出力される。このため、容量素子C0~C2と電圧選択回路510~512とを含み、容量素子Cser1、Cser2を除いた構成が下位の第2DA変換回路Lwbになる。
この構成では、容量素子C7~C9が上位容量素子部の一例であり、このうち、例えば容量素子C7が第1容量素子の一例であり、容量素子C8が第2容量素子の一例である。また、この構成では、容量素子C0~C2が下位容量素子部の一例であり、このうち、例えば容量素子C0が第3容量素子の一例であり、容量素子C1が第4容量素子の一例である。
トランジスター66、121~125のチャネル型は、実施形態等に限定されない。また、これらのトランジスター66、121~125は、適宜トランスミッションゲートに置き換えてもよい。その逆にトランスミッションゲートTg0~Tg2については、一方のチャネル型のトランジスターに置き換えてもよい。
次に、実施形態等に係る電気光学装置10を適用した電子機器について説明する。電気光学装置10は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウントディスプレイを例に挙げて説明する。
まず、図30に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウントディスプレイ300は、図31に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置10Lと右眼用の電気光学装置10Rとが設けられる。
電気光学装置10Lの画像表示面は、図31において左になるように配置している。これによって電気光学装置10Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置10Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。電気光学装置10Rの画像表示面は、電気光学装置10Lとは反対の右になるように配置している。これによって電気光学装置10Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置10Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
また、このヘッドマウントディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置10Lが表示し、右眼用画像を電気光学装置10Rが表示すると、装着者に、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる。
ひとつの態様(態様1)に係る電気光学装置は、データ線と走査線との交差に対応して設けられる表示素子と、複数ビットを前記表示素子の階調に応じた電圧に変換するDA変換回路と、を備え、前記DA変換回路は、前記複数ビットのうち、上位における2以上のビットを、前記上位における2以上のビットに対応する第1階調電圧に変換し、前記第1階調電圧を前記データ線に印加する第1DA変換回路と、前記複数ビットのうち、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットを、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットを反映させた第2階調電圧に変換する第2DA変換回路と、一端が前記第2DA変換回路に電気的に接続され、他端が前記データ線に電気的に接続される接続容量と、を含み、前記第1DA変換回路は、前記上位における2以上のビットの各々に対応した、第1容量素子と第2容量素子とを含む上位容量素子部を有し、前記第1容量素子および前記第2容量素子は、前記データ線に沿った方向に配列され、前記第2DA変換回路は、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットの各々に対応した、第3容量素子と第4容量素子とを含む下位容量素子部を有し、前記第3容量素子および前記第4容量素子は、前記データ線に沿った方向に配列される。
この態様1によれば、第2DA変換回路によって変換された電圧は、接続容量を介することによって圧縮されてデータ線に出力される。態様1において、上位容量素子部に含まれる第1容量素子および第2容量素子がデータ線に沿った方向に配列し、下位容量素子部に含まれる第3容量素子および第4容量素子についてもデータ線に沿った方向に配列するので、例えば、これらの容量素子がデータ線と直交する方向に配列する構成と比較して、狭小化に対応可能になる。
この態様2によれば、上位容量素子部、下位容量素子部、接続容量の順、または、接続容量、上位容量素子部、下位容量素子部の順で配列する構成と比較して、データ線の配線長を短くすることができる。
態様1または態様2の具体的な態様(態様3)に係る電気光学装置では、前記接続容量が、前記第2DA変換回路で変換された前記第2階調電圧が印加される中継線と前記データ線との間に設けられる。
なお、非並列で配列するとは、データ線と中継線とが並んで配列する部分が存在しない、具体的には、データ線の直交方向からみたときにデータ線と中継線と重なる部分が存在しない、という意味である。
この態様6によれば、上位容量素子部の一端に供給される信号の配線と、上位容量素子部の他端から出力される信号の配線と、が配線層を異にして設けられるので、電圧変化に起因するノイズが伝播しにくくなる。
この態様7によれば、データ線にノイズが伝播しにくくなるので、データ線の電圧変動に伴う表示品位の低下を抑えることができる。
Claims (8)
- 第1方向に沿って延在するデータ線と、
前記データ線と交差する走査線と、
表示領域において、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられる表示素子と、
前記表示領域の外側において、複数ビットを前記表示素子の階調に応じた電圧に変換するDA変換回路と、
を備え、
前記DA変換回路は、
前記複数ビットのうち、上位における2以上のビットを、前記上位における2以上のビットに対応する第1階調電圧に変換し、前記第1階調電圧を前記データ線に印加する第1DA変換回路と、
平面視において、前記第1DA変換回路の前記表示領域とは反対側に設けられ、前記複数ビットのうち、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットを、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットを反映させた第2階調電圧に変換する第2DA変換回路と、
平面視において、前記第1DA変換回路と前記第2DA変換回路との間に設けられた接続容量と、
前記接続容量の一端と電気的に接続され、前記第1方向に沿って延在する中継線と、
を含み、
前記データ線は、前記接続容量の他端と電気的に接続され、
前記第1DA変換回路は、前記上位における2以上のビットの各々に対応した、第1容量素子と第2容量素子とを含む上位容量素子部を有し、
前記第1容量素子および前記第2容量素子は、前記第1方向に沿って配列され、前記データ線と電気的に接続され、
前記第2DA変換回路は、前記上位における2以上のビットを除くビットの一部または全部のビットの各々に対応した、第3容量素子と第4容量素子とを含む下位容量素子部を有し、
前記第3容量素子および前記第4容量素子は、前記第1方向に沿って配列され、前記中継線と電気的に接続され、
前記第1容量素子、前記第2容量素子、前記第3容量素子および前記第4容量素子の各々における一方の電極と他方の電極は、平面視で重なり、
前記データ線は、平面視において、前記第1容量素子および前記第2容量素子と重なり、
前記中継線は、平面視において、前記第3容量素子および前記第4容量素子と重なる、
電気光学装置。
- 前記上位容量素子部と、前記接続容量と、前記下位容量素子部とは、前記データ線に沿った方向に配列され、
前記接続容量は、前記上位容量素子部と前記下位容量素子部との間に設けられる
請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記接続容量は、前記第2DA変換回路で変換された前記第2階調電圧が印加される中継線と前記データ線との間に設けられる
請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記中継線は、前記データ線に沿った方向に設けられ、
前記データ線と前記中継線とは非並列で配列される
請求項3に記載の電気光学装置。
- 前記第1DA変換回路、前記接続容量および前記第2DA変換回路の前記走査線に沿った方向の幅は、前記データ線と、前記データ線と前記走査線に沿った方向に隣り合って配置されるデータ線との間である第1幅より大きく、前記第1幅の6倍よりも小さい
請求項1乃至4のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記上位容量素子部の一端に信号を供給するための配線と、
前記上位容量素子部の他端から信号を出力する前記データ線と、
は異なる配線層に設けられる
請求項1乃至5のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記データ線は、固定電位の2本のシールド線の間に設けられる
請求項6に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至7のいずれかの電気光学装置を有する電子機器。
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