JPH09113929A - 光走査型表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

光走査型表示装置及びその駆動方法

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JPH09113929A
JPH09113929A JP27576395A JP27576395A JPH09113929A JP H09113929 A JPH09113929 A JP H09113929A JP 27576395 A JP27576395 A JP 27576395A JP 27576395 A JP27576395 A JP 27576395A JP H09113929 A JPH09113929 A JP H09113929A
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JP
Japan
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optical
display device
thyristor
signal
data signal
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Application number
JP27576395A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Izumi
良弘 和泉
Hideo Izawa
秀雄 井澤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光走査型表示装置に用いられる光スイッチン
グ素子の特性を向上させる。 【解決手段】 導光路Y1 、Y2 、…、Yn からの光信
号によって、信号電極X1 、X2 、…、Xm から画素電
極5へのデータ信号の供給を制御する光スイッチング素
子として、光サイリスタ4が設けられている。光サイリ
スタ4を用いることで、優れたオン/オフ特性、高速な
スイッチ特性を実現するとともに、均一で安定したオン
状態及びオフ状態を実現することができる。これによ
り、光走査型表示装置において均一で安定した高品位の
表示性能を実現することができ、装置の大画面化及び高
精細化も可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビやゲーム等
のAV機器、あるいはパーソナルコンピュータやワード
プロセッサ等のOA機器、さらには光変調素子や光演算
素子等の光情報処理装置などで利用することができる光
走査型表示装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス型の表示装置は、
1画素毎に設けられたスイッチング素子としてのトラン
ジスタやダイオードが個々に駆動され、品位の優れた表
示が可能であることから、従来より、平面ディスプレイ
の本命として商品化がなされている。
【0003】スイッチング素子として電界効果型の薄膜
トランジスタ(TFT;Thin FilmTransistor)を用
い、表示媒体として液晶を用いたTFT−LCD(Liqu
id Crystal Display)は、その代表例である。ところが
電気配線によって駆動信号を送信する場合、配線抵抗や
寄生容量によって信号波形の遅延が生じ、表示装置の大
画面化や高精細化を実現できないという問題がある。ま
た、同一基板上に走査信号用の電気配線とデータ信号用
の電気配線とを交差するように配置したアクティブマト
リクス型の表示装置では、両電気配線の交差部において
電気的短絡や断線が生じやすく、このため良品率が低下
するといった製造工程上の問題がある。これらの問題を
解決するために、走査信号を光で伝送する光走査型の表
示装置が開発されている。
【0004】図6は、上記従来の光走査型表示装置の画
素部の等価回路を示した図である。この光走査型表示装
置は、表示媒体として例えば液晶を備えるとともに、同
一基板上に互いに交差して配置される複数の導光路51
と複数のデータ信号線52とを備えている。各導光路5
1は、選択期間に走査信号として光信号を伝送する。一
方、データ信号線52は、データ信号を伝送する電気配
線である。
【0005】上記光走査型表示装置では、さらに、各画
素毎に光スイッチング素子53が設けられている。光ス
イッチング素子53は、導光路51から送られる光信号
によって、各画素へのデータ信号の供給を制御してい
る。光スイッチング素子53が導光路51からの光信号
によってオン状態に遷移すると、データ信号線52から
のデータ信号が画素に書き込まれる。反対に、光スイッ
チング素子53がオフ状態のときには、データ信号線5
2からのデータ信号は画素に書き込まれない。
【0006】光スイッチング素子53は、大きなオン/
オフ比を必要とする。この点について以下説明する。光
スイッチング素子53のオン抵抗及びオフ抵抗をそれぞ
れRON、ROFF とし、液晶容量をCLCとする。選択期間
T1において、光スイッチング素子53を介してデータ
信号の電圧を99%以上画素に書き込むための条件は、
τON=RON×CLCとして、 4.6×τON=4.6×RON×CLC<T1 (1) で表される。一方、非選択期間T2において、データ信
号線52から光スイッチング素子53を介してデータ信
号が漏れるとクロストークが生じる。このデータ信号の
漏れを5%以内に抑えるための条件は、τOFF =ROFF
×CLCとして、 τOFF /19.5=ROFF ×CLC/19.5>T2 (2) で表される。NTSC方式のビデオ表示の場合には、通
常、T1=63.5μsec、T2=16.7msec
(1/60sec)である。また、代表的な例としてC
LCの大きさを1pFと仮定すると、上記式(1)及び式
(2)より、RON<1.4×106 Ω、ROFF >3.3
×1011Ωとなり、オン/オフ比が5桁以上必要にな
る。さらに、走査線の数を1000本程度必要とするハ
イビジョンテレビ(HDTV)や、XGAクラスの解像
度を必要とする表示装置では、オン/オフ比が6〜7桁
以上は必要となってくる。尚、上記式(1)及び式
(2)に関しては、「液晶デバイスハンドブック(日刊
工業新聞社)」417〜418頁に詳しく記載されてい
る。
【0007】このような大きなオン/オフ比を得ること
ができる光スイッチング素子として、従来から次のよう
な構造の素子が用いられてきた。
【0008】(1)光導電型素子 アモルファスシリコン(a−Si)、硫化カドミウム
(CdS)、有機半導体(OPC)等の半導体材料を用
い、これら半導体材料の光導電効果、即ち光を照射する
ことで抵抗が変化する性質を利用してソース/ドレイン
間の電流を制御する素子である。例えば、特開平1−2
24727号公報、特開平5−100246号公報、及
び特開平5−11268号公報等に、この種の素子を用
いた光走査型表示装置が開示されている。
【0009】(2)ダイオード型素子 アモルファスシリコン(a−Si)、多結晶シリコン
(p−Si)等の半導体材料を用い、pinダイオード
やショットキーダイオードを形成し、その接合部分で生
じる光起電電流(光電流)を利用してソース/ドレイン
間の電流の制御を行う素子である。電極からのキャリア
の注入が無く、逆バイアス状態では非常に高抵抗であ
り、光照射に対する感度が優れている。例えば、特開平
1−173016号公報、及び特開平6−230413
号公報等に、この種の素子を用いた光走査型表示装置が
開示されている。また、電圧極性に対するスイッチ特性
の対称性を得るために、2個のダイオードを直列(バッ
クツーバックダイオード)あるいは並列(ダイオードリ
ング)に接続して用いる場合がある。例えば、特開平5
−297356号公報、及び特開平6−160909号
公報等に、この種の素子を用いた光走査型表示装置が開
示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光スイ
ッチング素子には、それぞれ次のような問題が生じてい
た。
【0011】(1)光導電型素子の問題点 光照射のオン/オフ切り換えに対する光導電型素子の抵
抗値の変化が非常に遅い。例えば、アモルファスシリコ
ンを用いた光導電型素子の場合、光照射停止後、低抵抗
状態から高抵抗状態へ5桁以上抵抗が変化するのに数1
0μsecを要する。硫化カドミウムのような結晶性の
材料を用いる場合は、結晶中でのキャリアの寿命が長い
ことから応答速度はさらに遅くなり、数msecを要す
ることがある。
【0012】通常、アクティブマトリクス駆動を行う表
示装置では、スイッチング素子に大きなオン/オフ比
(即ち、大きな抵抗変化)と高速なスイッチ特性とがと
もに要求される。ところが、上述のように、応答速度の
遅い光導電型素子を光スイッチング素子として用いる
と、非選択期間に光スイッチング素子からデータ信号が
漏れ、データ信号のクロストークが発生する。
【0013】(2)ダイオード型素子の問題点 光導電型素子は、電極からのキャリアの出入りが自由な
キャリア注入型の素子であったのに対し、ダイオード型
素子はいわゆるキャリア阻止型の素子である。したがっ
て、光が照射されないときの暗電流は、光導電型素子に
比べて極めて少なく高抵抗である。それゆえ大きなオン
/オフ比を容易に得ることができる。また、電極からの
キャリアの注入が無く、応答速度は素子内で光生成され
たキャリアにのみ依存するので非常に速い。
【0014】ところがその反面、電極からのキャリア注
入が無いため絶対量としての大きなオン電流を得ること
が難しい。素子サイズ(面積)を大きくすれば、優れた
オン/オフ比を保ったままでオン電流を増加することが
できるが、この場合は電極間の素子容量が増加するとい
ったトレードオフが生じる。例えば、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置において、スイッチング素子部の
容量が増加することは、容量カップリングによって信号
電圧が直接液晶層に印加され、表示媒体へのデータ信号
伝達に悪影響を及ぼすことになる。
【0015】(3)光導電型素子及びダイオード型素子
に共通の問題点 光導電型素子及び光ダイオード型素子はともに、光セン
サとして一般に使用されている構造であり、光照射の強
度に対して過敏に応答する。したがって、光走査型表示
装置の場合、走査信号として伝送される光信号にわずか
でも強弱のばらつきが存在すると、それに応答して光ス
イッチング素子のオン抵抗がばらつくことになる。実際
には、1本の走査信号用導光路上に1000個以上の光
スイッチング素子が存在しており、1導光路内での光減
衰による光強度のばらつきだけでも大きな問題になる。
さらに、光源から各導光路への光結合効率にばらつきが
生じると、各導光路単位での光強度ばらつきも生じる。
【0016】また、光スイッチング素子に5桁以上のオ
ン/オフ比を与えるためには、走査信号源としての光源
にも5桁以上の光強度変化が要求される。光源として用
いられる一般の半導体レーザでは、パルス発振させる場
合に、半導体レーザの閾値電圧の前後で変調することが
多い。即ち、オフ時のバイアスを0に設定せず、閾値を
わずかに下回る値に設定することが多い。これは、高速
駆動をさせ、なおかつ駆動回路に負担をかけないためで
ある。ところがこれでは光出力に5桁以上のオン/オフ
比を与えることはできない。なぜなら少しでもレーザに
電圧が印加されていると、たとえその印加電圧がレーザ
発振の閾値以下であっても、半導体レーザ素子内の接合
部からわずかにLED発光が生じるためである。これで
は非選択期間に完全な暗状態を得ることが難しい。ま
た、仮に半導体レーザに加えるバイアスを0以下に設定
して、光源からのオフ状態を得ることができたとして
も、周囲光や液晶表示装置の場合に用いられるバックラ
イト光がわずかでも光スイッチング素子に漏れた場合
は、光スイッチング素子は完全なオフ状態(即ち、高抵
抗状態)を実現することができない。
【0017】したがって、光走査型表示装置に用いられ
る光スイッチング素子としては、優れたオン/オフ特性
及び高速なスイッチ特性を実現することに加え、光信号
の強度ばらつきに対しても均一で安定したオン状態を実
現し、かつ、非選択期間に完全な暗状態が得られない場
合にも均一で安定したオフ状態を実現することができる
ような素子構造への改良が望まれている。
【0018】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、優れたオン/オフ特性、高
速なスイッチ特性、並びに均一で安定したオン状態及び
オフ状態を実現する光スイッチング素子を用いることに
よって、装置の大画面化及び高精細化と、均一で安定し
た高品位の表示性能とを実現することができる光走査型
表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
走査型表示装置は、上記の課題を解決するために、基板
上にマトリクス状に配置される複数の画素電極と、走査
信号として光信号を伝送する複数の導光路と、データ信
号を伝送する複数のデータ信号線と、上記導光路からの
光信号によって、上記データ信号線から上記画素電極へ
のデータ信号の供給を制御する複数の光スイッチング素
子とを備える光走査型表示装置において、上記光スイッ
チング素子として光サイリスタが用いられていることを
特徴としている。
【0020】上記の構成によれば、光スイッチング素子
として光サイリスタを用いることで、優れたオン/オフ
特性、高速なスイッチ特性を実現するとともに、均一で
安定したオン状態及びオフ状態を実現することができ
る。
【0021】即ち、光サイリスタは、電流阻止状態と高
導電状態との間を、光信号による光照射によって遷移す
る特性を有する光スイッチング素子である。光サイリス
タに対して光信号による光照射が無いときには、光サイ
リスタは、電流阻止状態、即ちオフ状態にあり、その陽
極−陰極間に所定の閾値電圧以上の電圧が印加されなけ
れば、高導電状態、即ちオン状態にはならない。しか
し、光信号により光が照射されると、光サイリスタは、
その閾値電圧が低下して高導電状態、即ちオン状態へ遷
移する。光サイリスタが、この遷移に要する時間は数μ
秒以下である。
【0022】また、光信号による光照射は、光サイリス
タがオフ状態からオン状態へ遷移するきっかけを与える
だけであるから、再び光照射を止めても光サイリスタの
特性上の動作点はオン状態にとどまっている。光サイリ
スタをオフ状態に戻すには、その陽極−陰極間の電圧を
所定値より低い値にすればよい。このように、光サイリ
スタをオン状態からオフ状態へ遷移させる際、この遷移
に光サイリスタが要する時間も数μ秒以下である。
【0023】光サイリスタは、上述のように数μ秒以下
の高速なスイッチ特性と、優れたオン/オフ特性の両者
を有している。さらに、光サイリスタの場合、光照射は
オフ状態からオン状態へのきっかけを与えるだけであ
り、数桁もの光強度のオン/オフ比を必要としない。1
桁のオン/オフ比も有れば十分である。また、光強度が
多少ばらついたとしても、それに伴って低下する閾値電
圧の値が多少ばらつくだけである。さらに、光サイリス
タが一度オン状態に遷移すると、光強度のばらつきは光
サイリスタのオン状態に何等影響を及ぼすことがない。
【0024】したがって、光スイッチング素子として光
サイリスタを用いることで、装置の大画面化及び高精細
化と、均一で安定した高品位の表示性能とを実現する光
走査型表示装置を提供することができる。
【0025】請求項2の発明に係る光走査型表示装置
は、上記の課題を解決するために、請求項1の構成に加
えて、上記光サイリスタが多結晶シリコンから形成され
ていることを特徴としている。
【0026】上記の構成により、基板上に作成されたア
モルファスシリコンを焼成するか、あるいはレーザ照射
することで、多結晶シリコンからなる光サイリスタを大
面積に容易に形成することができる。また、多結晶シリ
コンを用いることで、pn接合の制御も容易に行うこと
ができる。
【0027】請求項3の発明に係る光走査型表示装置の
駆動方法は、上記の課題を解決するために、基板上にマ
トリクス状に配置される複数の画素電極と、選択期間に
走査信号として光信号を伝送する複数の導光路と、上記
光信号に同期してデータ信号を伝送する複数のデータ信
号線と、上記導光路からの光信号によって、上記データ
信号線から上記画素電極へのデータ信号の供給を制御す
る複数の光スイッチング素子とを備え、該光スイッチン
グ素子として光サイリスタが用いられている光走査型表
示装置の駆動方法において、上記任意の導光路が選択期
間から非選択期間に移行する際に、上記データ信号に付
加したパルスによって上記光サイリスタをオフ状態に遷
移させることを特徴としている。
【0028】上記の方法により、光サイリスタを光走査
型表示装置の光スイッチング素子として用いる場合に、
選択期間にオン状態にある光サイリスタを非選択期間に
入ると同時にオフ状態に遷移させることができる。即
ち、選択期間から非選択期間に移行する際に、画像表示
用のデータ信号に、光サイリスタをオフさせるためのリ
フレッシュパルスを付加することで、このリフレッシュ
パルスにより光サイリスタをオフ状態に遷移させる。
【0029】したがって、非選択期間に光サイリスタを
確実にオフ状態に遷移させることができるので、光サイ
リスタに所望のスイッチ特性を与え、クロストーク等の
発生を確実に防止する駆動方法を提供することができ
る。
【0030】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1〜図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0031】本形態の光走査型表示装置は、アクティブ
マトリクス駆動方式の光走査型液晶表示装置である。図
1は、この光走査型液晶表示装置に設けられる液晶パネ
ルの構成を示す平面図である。また、図2は、図1のH
−H’線における断面図である。尚、図1に示す平面図
では、図2の断面図に示す基板2、対向電極9、配向膜
7a・7b、遮光層8a・8b、クラッド層3、シール
剤12、及び液晶層13が省略されている。
【0032】上記液晶パネルでは、図2に示すように、
一対の基板1・2の間に表示媒体としての液晶層13が
挟持されている。一方のガラス基板1上には、図1に示
すように、複数の導光路Y1 、Y2 、…、Yn が図中左
右方向に沿って互いに平行に配設されており、これら導
光路Y1 、Y2 、…、Yn の上に交差して、データ信号
線である複数の信号電極X1 、X2 、…、Xm が図中上
下方向に沿って互いに平行に配設されている。また、基
板1上にマトリクス状に画素電極5が配されている。各
画素電極5は、近傍の導光路Y1 、Y2 、…、Yn 上に
一部重なるように形成され、かつ、光スイッチング素子
である光サイリスタ4を介して近傍の信号電極X1 、X
2 、…、Xm に接続されている。尚、この光サイリスタ
4については、後に詳述する。
【0033】導光路Y1 、Y2 、…、Yn としては、例
えば、光ファイバ、イオン交換(拡散)型導波路、高分
子導波路、石英系導波路等が使用される。一方、信号電
極X1 、X2 、…、Xm には、導電性の優れたアルミニ
ウム(Al)が使用される。尚、アルミニウムの他に、
タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)、及び銅(Cu)等を信号電極
1 、X2 、…、Xm として使用することができる。
【0034】導光路Y1 、Y2 、…、Yn は、発光部か
らの光を伝送するコア部(光伝送部)を有するととも
に、その各端部において、発光素子アレイ10及びマイ
クロレンズアレイ11からなる発光部と結合されてい
る。本形態では、発光素子アレイ10に、高出力が可能
な半導体レーザアレイが用いられている。但し、高出力
が必要でない場合は、発光ダイオードアレイ等でもよ
い。また、アレイ状の発光素子を用いずに、レーザ光を
多面体ミラー等で走査してもよい。
【0035】各導光路Y1 、Y2 、…、Yn 上、例えば
導光路Y2 上には、図2に示すように、クラッド層3と
してSiO2 膜が形成されている。さらに、クラッド層
3の上に上記画素電極5が形成される。画素電極5は、
透明で導電性のあるITO(Indium Tin Oxide)薄膜で
ある。尚、反射型の表示装置として使用する場合は、画
素電極5に反射性の優れたアルミニウム(Al)薄膜を
用いるとよい。また、画素電極5にアルミニウム膜を用
いる場合、導光路Y1 、Y2 、…、Yn からの光を光サ
イリスタ4に照射させることができるように、上部に光
サイリスタ4が設けられる画素電極5の一部領域をIT
O膜等の透明膜で形成するとよい。
【0036】画素電極5の一部領域上に、上記光サイリ
スタ4が設けられている。換言すれば、各光サイリスタ
4は、画素電極5を介して各導光路Y1 、Y2 、…、Y
n のコア部(光伝送部)と接するように設けられてい
る。
【0037】さらに、光サイリスタ4上に、信号電極X
1 、X2 、…、Xm 、例えば信号電極Xm が形成され
る。即ち、光サイリスタ4は、信号電極X1 、X2
…、Xmと画素電極5との間にそれぞれ設けられてお
り、かつ、図1に示すように、導光路Y1 、Y2 、…、
n と信号電極X1 、X2 、…、Xm との交差部近傍に
それぞれ配されている。
【0038】液晶パネルが備える他方の基板2には、図
2に示すように、対向電極9がITO膜により形成され
ている。尚、カラー表示を行う場合は、対向電極9と基
板2との間にカラーフィルタを設けるとよい。
【0039】これら両基板1・2には、配向膜7a・7
bとしてポリイミドがそれぞれ塗布されている。そし
て、ラビングにより配向処理が施された後に、両基板1
・2を、シール剤12を介して貼り合わせ、さらに、基
板1・2間に液晶が封入されることによって、液晶層1
3が形成される。尚、配向膜7a・7bとしては、他の
配向膜、例えばポリアミド等の有機膜や各種LB膜、S
iOやSiO2 等の斜方蒸着膜を用いることが可能であ
る。
【0040】また、両基板1・2には、液晶パネルの外
部からの光が光サイリスタ4に入射されるのを防ぐため
に、遮光層8a・8bが設けられている。この遮光層8
a・8bは、各光サイリスタ4が形成される位置に対応
してそれぞれ形成されている。
【0041】次に、上記光サイリスタ4の素子構造と動
作原理について説明する。
【0042】光サイリスタ4は、図3に示すように、可
視光を吸収する多結晶シリコン(p−Si)から形成さ
れている。即ち、光サイリスタ4は、2層のp型多結晶
シリコン4a・4cと2層のn型多結晶シリコン4b・
4dとを備え、多結晶シリコンのpnpn接合によって
形成されている。アモルファスシリコンは、pn接合の
制御が困難なことや、単結晶シリコンは大面積化が困難
なことから、多結晶シリコンによる光サイリスタ4の形
成が最も相応しい。多結晶シリコンは、プラズマCVD
法で作成されたアモルファスシリコンを焼成するか、レ
ーザ照射することで多結晶化することができ、大面積に
容易に形成することができる。また、太陽電池に見られ
るようにpn接合の制御も容易である。さらに、光サイ
リスタ4と各電極(即ち、画素電極5や信号電極X1
2 、…、Xm )との接続部に、不純物を過剰にドープ
したシリコン層を設けることで、良好なオーミック接合
を得ることができる。
【0043】尚、光サイリスタ4に単結晶シリコンを用
いる場合は、光サイリスタ4のチップを別途シリコンウ
エハ上に形成し、個々のチップを基板上に接着する方法
が可能である。また、これらシリコン材料以外に、他の
半導体材料、例えばGaAs等の化合物半導体を用いる
ことも可能である。但し、光サイリスタ4として各種半
導体材料を用いる場合は、発光素子アレイ10の波長と
の整合をとる必要がある。本形態のように光サイリスタ
4に多結晶シリコンを用いる場合は、波長が600〜8
00nmの半導体レーザを用いるとよい。この波長領域
の半導体レーザは、光通信やレーザピックアップ等の分
野で多く開発されており、高出力のレーザを比較的安価
に入手することができる。
【0044】光サイリスタ4は、上述のように、可視光
を吸収する多結晶シリコンから形成されるとともに、画
素電極5を介して各導光路Y1 、Y2 、…、Yn のコア
部と接するように設けられている。これにより、特に光
散乱部等を設けることなく、光サイリスタ4に対して導
光路Y1 、Y2 、…、Yn から伝送される光を照射する
ことができるが、もちろん光散乱部を設けてもよい。ま
た、光サイリスタ4は、照射される光を素子全体で吸収
する。但し、光サイリスタ4の後述する作用に大きく関
与するのは、pnpn接合の接合部で吸収される光であ
る。
【0045】光サイリスタは、一般に、図4に示す電流
−電圧特性を有する光スイッチング素子であり、特に本
形態で用いる光サイリスタ4は、導光路Y1 、Y2
…、Yn から伝送される光信号によって、電流阻止状態
(即ち、オフ状態)と高導電状態(即ち、オン状態)と
の間を遷移する光スイッチング素子である。
【0046】図4を参照して、光サイリスタ4に光信号
が照射されないときは、その陽極−陰極間にVth以上の
電圧を印加しなければ高導電状態(オン状態)にはなら
ない。しかし、光サイリスタ4に対して光信号により光
が照射されると、その閾値電圧はVth1に低下し、点P
から点P’へと遷移する。光サイリスタ4のこの遷移に
要する時間は数μ秒以下である。また、光照射は電流阻
止状態(オフ状態)から高導電状態(オン状態)へのき
っかけを与えるだけであるから、再び光照射を止めても
光サイリスタ4の特性上の動作点は高導電状態にとどま
っている。光サイリスタ4を電流阻止状態(オフ状態)
に戻すには、その陽極−陰極間の電圧をVH 以下にする
ことが必要となる。さらに、このようにして、光サイリ
スタ4を高導電状態から電流阻止状態へ遷移させる場
合、この遷移に要する時間も数μ秒以下である。
【0047】光サイリスタ4は、上述のように数μ秒以
下の高速なスイッチ特性と、優れたオン/オフ特性の両
者を有している。さらに、光サイリスタ4の場合、光照
射は電流阻止状態(オフ状態)から高導電状態(オン状
態)へのきっかけを与えるだけであり、数桁もの光強度
のオン/オフ比を必要としない。1桁のオン/オフ比も
有れば十分である。また、光強度が多少ばらついたとし
ても、それに伴ってVth1が多少ばらつくだけである。
さらに、光サイリスタ4が一度光導電状態(オン状態)
に遷移すると、光強度のばらつきは、光サイリスタ4の
オン状態に何等影響を及ぼすことがない。したがって、
設けられる多数の光サイリスタ4の間で、均一で安定し
たオン状態及びオフ状態を実現することができる。
【0048】上記光サイリスタ4が光スイッチング素子
として用いられる光走査型液晶表示装置では、次のよう
な駆動方法により表示動作が行われる。
【0049】図5は、本形態の光走査型液晶表示装置に
用いられる走査信号(光信号)18とデータ信号(電気
信号)17とのタイミング図である。この駆動方法は、
いわゆるアクティブマトリクス駆動法であり、走査ライ
ンとしての導光路Y1 、Y2、…、Yn が順次選択され
る。例えば、1ライン目の導光路Y1 が選択される選択
期間14では、導光路Y1 は、発光部からの光トリガー
パルス16を伝送する。そのタイミングに同期させて、
信号電極X1 、X2 、…、Xm によりデータ信号17が
伝送される。導光路Y1 上の光サイリスタ4は、光トリ
ガーパルス16によってオン状態に遷移するので、この
タイミングで伝送されるデータ信号17は、光サイリス
タ4を介して画素電極5に与えられる。この結果、画素
電極5と対向電極9との間の液晶層13にデータ信号1
7が印加される。これにより、液晶層13の光透過率が
変化し、図示しない入射光を変調して透過させることに
よって表示が行われる。
【0050】ところで、光サイリスタ4を光走査型液晶
表示装置の光スイッチング素子として利用する場合に
は、選択期間にオンされている光サイリスタ4を非選択
期間に入ると同時にオフさせる必要がある。このため、
画像表示用のデータ信号17に、光サイリスタ4をオフ
させるためのリフレッシュパルス15を付加した特殊な
駆動を必要とする。
【0051】即ち、各ラインにおいて選択期間から非選
択期間に移行する際には、データ信号17に付加された
リフレッシュパルス15によってライン上の光サイリス
タ4をオフ状態に遷移させる。このとき、リフレッシュ
パルス15を除くデータ信号17はVth1とVthとの間
の電圧となるように設定し、さらに対向電極9の電圧V
COM をVth1とVthとの間の適当な値に設定するとよ
い。また、リフレッシュパルス15はVH 以下の電圧と
なるように設定するとよい。これにより、表示媒体であ
る液晶層13に直流電圧が印加されることが無く、電極
への不純物付着が生じることも無い。即ち、液晶層13
には、交流データ信号を印加することができ、信頼性の
優れた表示装置を実現できる。
【0052】以上のように、本形態の光走査型液晶表示
装置では、光スイッチング素子として光サイリスタ4を
用いることで、装置の大画面化及び高精細化が容易に可
能になるとともに、均一で安定した表示性能を実現する
ことができる。
【0053】尚、本発明の光走査型表示装置は、上記構
成の光走査型液晶表示装置に限られるものでなく、ま
た、その他の光走査型表示装置等に様々に適用可能であ
る。
【0054】
【発明の効果】請求項1の発明に係る光走査型表示装置
は、以上のように、光スイッチング素子として光サイリ
スタが用いられている構成である。
【0055】これにより、光スイッチング素子として優
れたオン/オフ特性、高速なスイッチ特性を実現すると
ともに、均一で安定したオン状態及びオフ状態を実現す
ることができる。
【0056】それゆえ、光スイッチング素子として光サ
イリスタを用いることで、装置の大画面化及び高精細化
が容易に可能になるとともに、均一で安定した高品位の
表示性能を実現する光走査型表示装置を提供することが
できる。
【0057】請求項2の発明に係る光走査型表示装置
は、以上のように、請求項1の構成に加えて、光サイリ
スタが多結晶シリコンから形成されている構成である。
【0058】これにより、光サイリスタを大面積に容易
に形成することができる。さらに、多結晶シリコンを用
いることで、pn接合の制御も容易に行うことができ
る。
【0059】請求項3の発明に係る光走査型表示装置の
駆動方法は、以上のように、任意の導光路が選択期間か
ら非選択期間に移行する際に、データ信号に付加したパ
ルスによって光サイリスタをオフ状態に遷移させる方法
である。
【0060】これにより、光サイリスタを光走査型表示
装置の光スイッチング素子として用いる場合に、選択期
間にオン状態にある光サイリスタを非選択期間に入ると
同時に確実にオフ状態に遷移させることができる。
【0061】それゆえ、光サイリスタに所望のスイッチ
特性を与え、クロストーク等の発生を確実に防止する駆
動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の光走査型液晶表示装置
に設けられる液晶パネルを示す平面図である。
【図2】図1のH−H’線における断面図である。
【図3】上記光走査型液晶表示装置の光スイッチング素
子に用いられる光サイリスタを示す断面図及び説明図で
ある。
【図4】上記光サイリスタの電圧−電流特性を示すグラ
フである。
【図5】上記光走査型液晶表示装置の駆動方法を説明す
るためのタイミング図である。
【図6】従来の光走査型表示装置の画素部の等価回路を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 基板 3 クラッド層 4 光サイリスタ(光スイッチング素子) 4a・4c p型多結晶シリコン 4b・4d n型多結晶シリコン 5 画素電極 9 対向電極 10 発光素子アレイ 11 マイクロレンズアレイ 13 液晶層 15 リフレッシュパルス(パルス) 16 光トリガーパルス 17 データ信号 18 走査信号(光信号) Y1 、Y2 、…、Yn 導光路 X1 、X2 、…、Xm 信号電極(データ信号線)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上にマトリクス状に配置される複数の
    画素電極と、 走査信号として光信号を伝送する複数の導光路と、 データ信号を伝送する複数のデータ信号線と、 上記導光路からの光信号によって、上記データ信号線か
    ら上記画素電極へのデータ信号の供給を制御する複数の
    光スイッチング素子とを備える光走査型表示装置におい
    て、 上記光スイッチング素子として光サイリスタが用いられ
    ていることを特徴とする光走査型表示装置。
  2. 【請求項2】上記光サイリスタが多結晶シリコンから形
    成されていることを特徴とする請求項1記載の光走査型
    表示装置。
  3. 【請求項3】基板上にマトリクス状に配置される複数の
    画素電極と、選択期間に走査信号として光信号を伝送す
    る複数の導光路と、上記光信号に同期してデータ信号を
    伝送する複数のデータ信号線と、上記導光路からの光信
    号によって、上記データ信号線から上記画素電極へのデ
    ータ信号の供給を制御する複数の光スイッチング素子と
    を備え、該光スイッチング素子として光サイリスタが用
    いられている光走査型表示装置の駆動方法において、 上記任意の導光路が選択期間から非選択期間に移行する
    際に、上記データ信号に付加したパルスによって上記光
    サイリスタをオフ状態に遷移させることを特徴とする光
    走査型表示装置の駆動方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527870A (ja) * 1998-10-14 2002-08-27 エービービー エービー 電気スイッチ装置と電気的負荷の遮断を行う方法

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