KR20040007304A

KR20040007304A - 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 구동 장치, 전기 광학장치의 구동 방법 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20040007304A
Application number: KR1020030046721A
Authority: KR
Inventors: 아오키도루; 이시이겐야
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-01-24
Also published as: TWI291156B; CN1470929A; TW200402027A; EP1381015B1; US20040032630A1; JP3659250B2; US7091966B2; EP1381015A3; EP1381015A2; CN1287212C; JP2004094196A; KR100574130B1; DE60329735D1

Abstract

기판 상에 복수의 화소 전극과, 이것을 스위칭 제어하는 TFT와, 이것의 게이트에 대하여 주사 신호를 공급하는 주사선과, TFT가 온 상태로 되었을 때 이것을 거쳐서 화상 신호를 화소 전극에 공급하는 데이터선과, 주사 신호를 선(線)순차적으로 공급하는 주사 신호 공급 회로를 구비한다. 주사 신호 공급 회로는 TFT를 온 상태로 하는 고 전위와 오프 상태로 하는 저 전위의 도중에, 주사 신호를 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시킨다.

Description

전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 구동 장치, 전기 광학 장치의 구동 방법 및 전자 기기{ELECTROOPTICAL DEVICE, DRIVING DEVICE AND METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 액정 장치 등의 전기 광학 장치의 기술 분야에 속하는 것으로, 특히 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극을 스위칭 제어하는 트랜지스터를 갖추고 있어 화소의 행마다 마련된 주사선에 주사 신호를 선(線)순차적으로 공급하는 것에 의해 액티브 매트릭스 구동을 실행하는 형식의 전기 광학 장치, 그와 같은 전기 광학 장치에 적합하게 이용되는 구동 장치 및 그와 같은 전기 광학 장치를 갖춘 전자 기기의 기술 분야에 속한다.

이러한 종류의 전기 광학 장치에서는 기판 상에 화소 전극, 해당 화소 전극을 스위칭하기 위한 박막 트랜지스터(이하 적절히, TFT라고 함), 해당 TFT의 게이트에 주사 신호를 공급하는 주사선, 해당 TFT의 소스에 화상 신호를 공급하는 데이터선, 화소 전극에 접속된 축적 용량 등이, 화상 표시 영역에 마련되어 있다. 그리고, 화상 표시 영역의 주변에 위치하는 주변 영역에는 주사선에 주사 신호를 공급하는 주사선 구동 회로가 마련되고, 데이터선에 화상 신호를 공급하는 데이터선 구동 회로나 샘플링 회로 등의 구동 회로가 마련된다.

보다 구체적으로, 주사선 구동 회로는 펄스 형상의 파형을 가지는 주사 신호를 주사선마다 혹은 행마다 선순차적으로 공급한다. 즉, 제 m(단, m은 자연수)행째의 주사선에 접속된 TFT를 오프로 하고, 이와 동시에, 제 m+1행째의 주사선에 접속된 TFT를 온으로 하도록 주사 신호를 공급한다. 이것과 병행하여, 데이터선 구동 회로는 주사 신호에 의해 온으로 된 TFT의 소스로부터 드레인을 거쳐서 화소 전극에 화상 신호를 기록하기 위해서, 수평 주사 기간마다 각 데이터선에 화상 신호를 공급한다. 그리고, 이러한 주사 신호 및 화상 신호의 공급에 의해, 1개의 수평주사 기간에 1행만큼의 화상이 기록된다. 또한, 이 기록 동작이 수직 주사 기간으로 전체 행에 대하여 순차적으로 실행됨으로써, 1장분의 화상이 기록되도록 구성되어 있다.

그러나, 매트릭스 형상으로 평면 배열된 화소 전극의 간극에 TFT, 주사선, 용량선, 데이터선 등이 조립되기 때문에, 제 m+1행째의 화소 전극은 제 m행째의 TFT의 드레인, 주사선, 용량선 등과의 사이에 기생 용량을 갖는다. 이 때문에, 펄스 형상의 파형을 갖는 주사 신호를 이용하여, 제 m행째의 TFT를 오프로 하는 순간에, 제 m+1행째의 TFT를 온으로 하면, 제 m행째의 화소 전극에 기록되는 화상 신호내에 제 m+1행째의 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여든다. 이것에 의해, 각 화소 전극에서 본래 유지해야 할 화소 전위가 변동되어 버린다. 특히 기생 용량에는 화소 단위로 불균일이 있기 때문에, 최종적으로 표시되는 화상 상에서 화소 얼룩이 발생한다고 하는 문제점이 있다.

더구나, 표시 화상의 고 세밀화라는 당해 기술 분야에서의 일반적 요청에 따르기 위해서 화소 피치를 미세화하는 것에 따라, 상술한 제 m+1행째의 화소 전극과 제 m행째의 TFT 드레인, 주사선, 용량선 등의 사이에 있는 기생 용량이 상대적으로 커지기 때문에, 상기 문제는 보다 심각하게 되어 버린다.

또한, 주사 신호의 파형은 그 배선 용량에 따라서 둔화된다. 이 때문에, 주사 신호가 둔화되는 정도는, 주사선 구동 회로에 가까운 화상 표시 영역의 주변부와, 주사선 구동 회로로부터 먼 화상 표시 영역의 중앙부 중에서는 후자쪽이 크게 된다. 이 때문에, TFT의 온ㆍ오프 타이밍은 주사 신호의 파형이 둔화되는 정도에따라서, 주변부와 중앙부가 상이하게 되어버린다. 이 결과, 상술과 같이 TFT를 오프로 할 때에 화상 신호에 끼여드는 다음 행의 주사 신호 등에 의한 노이즈의 영향도, 주변부와 중앙부가 서로 다르다. 그러므로 특히, 액정 등의 열화 방지나 플리커(flicker) 방지용으로서 필드 주기 등으로 각 화소 전극에 따른 구동 전위를 반전시키는 교류 반전 구동을 채용하는 경우에는, 화상 표시 영역의 중앙부에서, 액정에 이러한 전위에 직류 성분이 발생하지 않도록 대향 전극의 전위를 조절하면, 주변부에서는 이러한 직류 성분이 발생되어 버린다. 반대로, 화상 표시 영역의 주변부에서, 액정에 이러한 전위에 직류 성분이 발생하지 않도록 주사 신호의 전위 등을 조절하면, 중앙에서 이러한 직류 성분이 발생되어 버린다.

이 때문에, 주변부 또는 중앙부에서, 플리커가 발생한다고 하는 문제점이 있다.

한편, 제 m행째의 주사선 및 이것에 의해 구동되는 제 m행째의 TFT에 대하여 고려하더라도, 주사선과 TFT의 드레인 사이에는 기생 용량이 존재하기 때문에, 주사 신호의 펄스 형상의 파형이 드레인에서의 화소 전위에 영향을 준다. 구체적으로는, 대응하는 게이트가 오프로 되는 순간에, 화상 신호의 전위에 주사선의 펄스 형상의 파형에 따른 펄스 형상의 전위가 노이즈로서 포함되어 화소 전위로서 유지된다. 따라서, 이 경우에도, 주변부와 중앙부로 주사 신호가 둔화되는 정도가 상이한 것에 기인하여, 화상 신호에 끼여드는 노이즈의 영향도, 주변부와 중앙부에서 서로 다르다. 이 때문에, 액정에 걸리는 전위가 다르고, 휘도 레벨이 상이하며 또한, 교류 반전시에는 주변부와 중앙부 중의 어느 하나에 플리커가 발생한다고 하는문제점이 있다. 또한, 이러한 플리커의 발생을 방지하기 위해서 주사 신호의 하강 파형을 직사각형 파형이 아닌 램프 파형 혹은 계단 형상 파형으로 하는 기술이 일본국 특허 공개 평성 제 6-110035호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 상술한 제 m+1행째의 화소 전극과 제 m행째의 TFT의 드레인, 주사선, 용량선 등과의 사이의 기생 용량에 기인한 화소 얼룩이나 플리커의 발생을 방지하는 것은 불가능하다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 화상 표시 영역의 중앙부 및 주변부의 양자에 있어서 휘도 불균일이나 플리커의 저감을 가능하게 하여, 고품질의 화상 표시가 가능한 전기 광학 장치, 그와 같은 전기 광학 장치에 적절하게 이용되는 구동 장치 및 그와 같은 전기 광학 장치를 갖춘 전자 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서 기판 상에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극과, 해당 화소 전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 공급하기 위해 마련된 주사선과, 상기 박막 트랜지스터가 상기 온 상태로 되었을 때 그 소스 및 드레인을 거쳐서 화상 신호를 상기 화소 전극에 공급하기 위해 마련된 데이터선과, 상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 공급하는 주사 신호 공급 회로를 구비한다. 상기 주사 신호 공급 회로는 상기 박막 트랜지스터를 상기 온 상태로 하는 고 전위로부터 상기 오프 상태로 하는 저 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중 및 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위 및 상기 저 전위사이에 있는 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시킨다.

본 발명의 전기 광학 장치에 따르면, 그 동작 시에는 주사 신호 공급 회로로부터 기판 상에 구비된 주사선을 거쳐서 주사 신호가 선순차적으로 박막 트랜지스터의 게이트에 공급된다. 이것과 병행하여, 데이터선을 거쳐서 화상 신호가 박막 트랜지스터의 소스에 공급된다. 그러면, 주사 신호에 의해 온 상태로 된 박막 트랜지스터를 거쳐서, 각 화소 전극에 화상 신호가 기록된다. 따라서, 액티브 매트릭스 구동 방식에 의한 전기 광학 동작이 가능해진다.

여기서 특히, 주사 신호 공급 회로는 각 주사선에 대하여, 고 전위로부터 저 전위까지 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 주사 신호의 전위를 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시킨다. 또한, 각 주사선에 대하여 저 전위로부터 고 전위까지 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 주사 신호의 전위를 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시킨다. 따라서, m행째 및 m+1행째의 주사선에 대하여 고찰하면, m행째의 주사선의 전위가 고 전위로부터 중간 전위로 내려가는 기간과, m+1행째의 주사선의 전위가 저 전위로부터 중간 전위로 올라가는 기간을 중첩시킬 수 있다. 혹은, m행째의 주사선의 전위가 고 전위로부터 중 전위로 내려가는 기간과, m+1행째의 주사선의 전위가 저 전위로부터 중 전위로 올라가는 기간을 중첩시킬 수 있다.이 결과, 제 m행째의 TFT를 오프로 할 때에, m+1행째의 화소 전극과 m행째의 박막 트랜지스터의 드레인, 주사선 등의 사이에서의 기생 용량에 따라서, 제 m행째의 화소 전극에 기록되는 화상 신호 중 제 m+1행째에 있어서 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 제 m행째의 트랜지스터가 완전히 오프로 되어있지 않기 때문에, 각 화소 전극으로 본래 유지해야 할 화소 전위의 변동량은 저감된다. 즉, 주사 신호를 고 전위로부터 저 전위로 직접 변화시키거나, 저 전위로부터 고 전위로 직접 변화시키는 경우와 비교하여, 한 시점에서의 주사 신호의 전위 변화량을 저감시키는 것으로, 그에 따른 기생 용량의 크기에 대한 상대적인 노이즈량을 저감할 수 있다. 따라서, 그에 따른 기생 용량에는 화소 단위로 얼룩이 있기는 하지만, 최종적으로 표시되는 화상 상에서 발생하는 화소 얼룩을 저감할 수 있다. 따라서, 그에 따른 기생 용량이 화소 피치의 미세화에 의해서 상대적으로 커지더라도, 그 화질에 대한 악영향을 저감할 수 있다.

또한, 교류 반전 구동을 채용하는 경우, 화상 표시 영역의 중앙부와 주변부의 양자에 있어서, 화소 전위에 직류 성분의 차이가 발생하지 않도록 주사 신호의 파형 형상을 조절 가능하게 되기 때문에, 양자에 의해서 플리커를 저감할 수 있게 된다. 마찬가지로, 제 m행째의 주사선 및 이것에 의해 구동되는 제 m행째의 TFT의 드레인의 사이에 존재하는 기생 용량에 의해 주사 신호 등이 화소 전위에 미치는 악영향에 대해서도, 주변부와 중앙부를 같은 정도가 되게 할 수 있어서, 교류 반전 시에도 역시 주변부와 중앙부의 양자에 있어서 플리커를 저감할 수 있다.

이상의 결과로, 화상 표시 영역의 중앙부 및 주변부의 양자에 있어서의 화소얼룩이나 플리커의 저감이 가능해져서, 고품질의 화상 표시가 가능해진다.

본 발명의 전기 광학 장치의 일 실시예에서, 상기 주사 신호 공급 회로는 서로 인접하는 주사선에 공급되는 두개의 주사 신호 중 선행하는 주사 신호가 상기 고 전위로부터 상기 중간 전위로 변화되는 기간과 후속하는 주사 신호가 상기 저 전위로부터 상기 중간 전위로 변화되는 기간이 중첩되도록, 상기 주사 신호를 공급한다.

이 실시예에 따르면, m행째의 주사선으로 선행하는 주사 신호가 고 전위로부터 중간 전위로 변화되는 기간과, m+1행째의 주사선으로 후속하는 주사 신호가 저 전위로부터 중간 전위로 변화되는 기간이 중첩된다. 따라서, 제 m행째의 화소 전극에 기록되는 화상 신호 중에, 제 m+1행째에 있어서의 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 주사 신호를 고 전위 및 저 전위사이에서 직접 변화시키는 경우와 비교하여, 노이즈량을 저감할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 중간 전위는 상기 박막 트랜지스터를 불완전한 온 상태로 하는 전위로 설정되어 있다.

이 실시예에 따르면, m행째의 박막 트랜지스터가 완전한 온 상태로부터 불완전한 오프 상태로 되었을 때, m+1행째의 박막 트랜지스터는 완전한 오프 상태로부터 불완전한 온 상태가 된다. 따라서, 제 m행째의 화소 전극에 기록되는 화상 신호 중에, 제 m+1행째에 있어서의 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 박막 트랜지스터를 완전한 온 상태와 완전한 오프 상태로 직접 변화시키는 경우와 비교하면, 노이즈량을 저감할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 주사 신호 공급 회로는 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위로부터 상기 저 전위까지 변화시키는 도중에 상기 중간 전위를 포함하는 복수의 상이한 전위로 각각 소정 기간만큼 고정시키고, 상기 주사 신호의 전위를 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 변화시키는 도중에 상기 중간 전위를 포함하는 복수의 상이한 전위로 각각 소정 기간만큼 고정시킨다.

이 실시예에 따르면, 주사 신호는 고 전위 및 저 전위사이에서 변화될 때에, 계단 형상으로 전위가 변화된다. 따라서, 주사 신호를 고 전위 및 저 전위사이에서 직접 변화시키는 경우와 비교하여, 한 시점에서 주사 신호의 전위 변화량을 저감하는 것 혹은 주사 신호에 있어서의 고주파 성분을 저감하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 상술한 바와 같이 기생 용량의 크기에 대한 상대적인 노이즈량을 저감할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 주사 신호 공급 회로는 상기 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터 회로와, 해당전송 회로가 입력되고 또한 이것에 따라 상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 출력하는 출력 회로와, 해당 출력 회로의 출력측에서의 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시키는 전원 변동 회로를 포함한다.

이 실시예에 따르면, 주사 신호 공급 회로는 그 동작 시에, 시프트 레지스터 회로에 의해서, 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력한다. 그리고, 출력 회로에 의해서, 이 전송 신호에 따라 주사 신호를 주사선에 선순차적으로 출력한다. 여기서 특히, 전원 변동 회로에 의해서, 출력 회로의 출력측에서 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시킨다. 이 때문에, m행째의 주사 신호의 전위를 고 전위로부터 중간 전위로 변화시키고 또한, 소정 시간을 거쳐 중간 전위로부터 저 전위로 변화시킬 수 있고, 동시에, m+1행째의 주사 신호의 전위를 저 전위로부터 중간 전위로 변화시키고 또한 소정 시간을 거쳐 중간 전위로부터 고 전위로 변화시킬 수 있다.

이 시프트 레지스터 회로 등에 따른 실시예에서, 상기 출력 회로는 상기 외부 전원이 고 전위측에 접속된 상보형 트랜지스터 회로를 포함하여 이루어지는 인버터 회로 또는 버퍼 회로로 이루어지더라도 좋다.

이와 같이 구성하면, 인버터 회로 또는 버퍼 회로에 의해서, 그 출력측에서의 고 전위를 규정하는 외부 전원을 전원 변동 회로로 2값 변화시킴으로써 비교적 용이하게 주사 신호를 중간 전위로 변화시키는 것이 가능해진다. 또한, 인버터 회로나 버퍼 회로는 증폭 기능을 갖고 있어도 좋다.

이 시프트 레지스터 회로 등에 따른 실시예에서, 상기 전원 변동 회로는 두개의 전원을 전환하여 출력하는 스위치를 포함하여 이루어지더라도 좋다.

이와 같이 구성하면, 출력 회로의 출력측에서의 고 전위를 확실하게 2값 변화시키는 것이 가능해지고, 이에 따라서 비교적 용이하게 주사 신호를 중간 전위로 변화시키는 것이 가능해진다.

이 시프트 레지스터 회로 등에 따른 실시예에서, 상기 전원 변동 회로는 두개의 전원을 전환하여 출력하는 프로그래머블 DA(디지털-아날로그) 컨버터를 포함하여 이루어져도 좋다.

이 시프트 레지스터 회로 등에 따른 실시예에서, 상기 출력 회로는 상기 복수의 주사선 중 기수행의 주사선에 대하여 상기 주사 신호를 순차적으로 출력하는 제 1 계통부와 상기 복수의 주사선 중 우수행의 주사선에 대하여 상기 주사 신호를 순차적으로 출력하는 제 2 계통부로 이루어지고, 상기 전원 변동 회로는 상기 제 1 계통부 및 상기 제 2 계통부별로 상기 외부 전원을 2값 변화시키도록 구성하더라도 좋다.

이와 같이 구성하면, 제 1 계통부와 제 2 계통부로서 주사 신호의 전위를 중간 전위로 변화시키기 때문에, 주사선마다 화소 전극의 구동 전위를 교류 반전시키는 1H 반전 구동 방식을 채용했을 때에, 상술한 바와 같이 기생 용량에 따라 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 플리커의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 기판에 대향하는 대향 기판과 상기 기판 및 상기 대향 기판사이에 유지된 전기 광학 물질층을 더 구비한다.

이 실시예에 따르면, 한 쌍의 기판 및 대향 기판사이에 전기 광학 물질층이 유지되어 이루어지는 액정 장치 등의 전기 광학 장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 구동 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극과, 해당 화소 전극을 스위칭제어하는 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 공급하기 위해 마련된 주사선과, 상기 박막 트랜지스터가 상기 온 상태로 되었을 때, 그 소스 및 드레인을 거쳐서 화상 신호를 상기 화소 전극에 공급하기 위해 마련된 데이터선을 구비한다. 또한, 상기 박막 트랜지스터를 상기 온 상태로 하는 고 전위로부터 상기 오프 상태로 하는 저 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중 및 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위 및 상기 저 전위사이에 있는 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시키는 주사 신호 공급 회로를 구비한다.

본 발명의 전기 광학 장치의 구동 장치에 따르면, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치의 경우와 마찬가지의 작용에 의해서, 화상 표시 영역의 중앙부 및 주변부의 양자에서의 화소 얼룩이나 플리커의 저감이 가능해져서, 고품질의 화상 표시가 가능해진다.

본 발명의 전기 광학 장치의 구동 장치의 일 실시예에서, 상기 주사 신호 공급 회로는 상기 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터 회로와, 해당 전송 회로가 입력되고 또한 이것에 따라 상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 출력하는 출력 회로와, 해당 출력 회로의 출력측에서 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시키는 전원 변동 회로를 포함한다.

이 실시예에 따르면, 주사 신호 공급 회로는 그 동작 시에, 시프트 레지스터 회로에 의해서, 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력한다. 그리고, 출력 회로에 의해서, 이 전송 신호에 따라 주사 신호를 주사선에 선순차적으로 출력한다. 여기서 특히, 전원 변동 회로에 의해서, 출력 회로의 출력측에서 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시킨다. 이 때문에, m행째의 주사 신호의 전위를 고 전위로부터 중간 전위로 변화시키고 또한 소정 시간을 거쳐 중간 전위로부터 저 전위로 변화시킬 수 있고, 동시에, m+1행째의 주사 신호의 전위를 저 전위로부터 중간 전위로 변화시키고 또한 소정 시간을 거쳐 중간 전위로부터 고 전위로 변화시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 구동 장치의 다른 실시예에서, 상기 데이터선에 상기 화상 신호를 공급하는 화상 신호 공급 회로를 더 구비한다.

이 실시예에 따르면, 주사 신호 공급 회로에 의해서 주사 신호를 공급하면서, 화상 신호 공급 회로에 의해서 화상 신호를 공급할 수 있다. 이러한 주사 신호 공급 회로 및 화상 신호 공급 회로를 포함하는 구동 장치는, 전기 광학 장치의 기판 상에 내장되어도 좋고, 전기 광학 장치에 나중에 부착되는 외장 IC(집적 회로)로서 구축되어도 좋다.

본 발명의 전자 기기는 상기 과제를 해결하기 위해서, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치(단, 그 각종 형태를 포함함)를 구비한다.

본 발명의 전자 기기에 따르면, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치를 구비하여 구성되어 있기 때문에, 화소 얼룩이나 플리커가 저감되어 있고, 표시 품질이 우수한 프로젝터, 액정 텔레비전, 휴대 전화, 전자 수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 워크 스테이션, 화상 전화기, POS단말, 터치 패널 등의 각종 전자 기기를 실현할 수 있다.

본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로부터 명확해진다.

도 1은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 실시예에 있어서 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 그 주변 구동 회로와 함께 나타낸 회로도,

도 2는 실시예의 전기 광학 장치에 있어서 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 평면도,

도 3은 비교예에 있어서 데이터 신호, 주사 신호 등의 타이밍 차트,

도 4는 본 실시예에 있어서 중단파(中段波) 회로 및 주사 신호 공급 회로의 블럭도,

도 5는 본 실시예에 있어서의 데이터 신호, 주사 신호 등의 타이밍 차트,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 있어서 데이터선 구동 신호 및 주사 신호의 타이밍을 나타내는 타이밍 차트,

도 7은 제 2 실시예에 있어서 중단파 회로 및 주사 신호 공급 회로의 블럭도,

도 8은 실시예의 전기 광학 장치에 있어서 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판의 측에서 본 평면도,

도 9는 도 8의 H-H'단면도,

도 10은 본 발명의 전자 기기의 실시예인 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 컬러 액정 프로젝터를 나타내는 도식적 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

3a : 주사선6a : 데이터선

9a : 화소 전극10 : TFT 어레이 기판

20 : 대향 기판30 : TFT

50 : 액정층101 : 주사 신호 공급 회로

104 : 데이터 신호 공급 회로504 : 시프트 레지스터 회로

506 : 인버터 회로508 : 버퍼 회로

520 : DA 컨버터524 : 증폭기

526 : 펄스 발생 회로550 : 중단파 회로

862 : 제 1 중단파 회로864 : 제 2 중단파 회로

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.

(제 1 실시예)

본 발명의 전기 광학 장치에 따른 제 1 실시예에 대해서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

우선 제 1 실시예에 있어서 전기 광학 장치의 기본 구성에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 여기에서 도 1은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 그 주변 구동 회로와 함께 나타낸 회로도이며, 도 2는 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 3은 비교예에서의 데이터 신호, 주사 신호 등의 타이밍 차트이다.

도 1에 있어서, 본 실시예에 있어서 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에는 각각 화소 전극(9a)과 당해 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)가 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 당해 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 주사 신호가 공급되는 주사선(3a)이 TFT(30)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(9a) 및 축적 용량(70)이 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다.

전기 광학 장치는 화상 표시 영역의 주변에 위치하는 주변 영역에 데이터 신호 공급 회로(101) 및 주사 신호 공급 회로(104)를 구비하여 구성되어 있다.

데이터 신호 공급 회로(101)는 데이터선 구동 회로, 샘플링 회로 등을 포함하고, 화상 신호선 상의 화상 신호를 소정 타이밍으로 샘플링하여, 화상 신호 S1, S2, …, Sn으로서 각 데이터선(6a)에 순차적으로 기록하도록 구성되어 있다.

한편, 주사 신호 공급 회로(104)는 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, …, Gm을, 소정의 타이밍으로 이 순서대로 선순차적으로, 주사선(3a)에 공급하도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 특히, 주사 신호 G1, G2, …, Gm은 TFT(30)를 온 상태로 하는 하이 레벨 및 TFT(30)를 오프 상태로 하는 로우 레벨 외에, TFT(30)를 불완전한 온 상태 혹은 불완전한 오프 상태로 하는 중간 레벨의 전위를 취할 수 있다. 이러한 주사 신호에 따른 상세에 대해서는 뒤에 상술한다.

화상 표시 영역 내에서는 TFT(30)의 게이트에, 주사 신호 공급 회로(104)로부터 주사선(3a)을 거쳐서 주사 신호 G1, G2, …, Gm이 선순차적으로 인가된다. 화소 전극(9a)에는, 화소 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만큼 그 스위치를 닫는 것에 의해, 데이터선(6a)에서 공급되는 화상 신호 S1, S2, …, Sn을 소정의 타이밍으로 기록한다. 화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에기록된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, …, Sn은 후술하는 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화되는 것에 의해, 광을 변조하고 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드(normally white mode)이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드(normally black mode)이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적인 전기 광학 장치에서는 화상 신호에 따른 콘트라스트를 가지는 광이 출사된다. 여기서, 유지된 화상 신호가 누출되는 것을 막기 위해서, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가한다. 축적 용량(70)은, 후술하는 바와 같이, 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극과, 이것에 유전체막을 사이에 두고 대향 배치된 고정 전위측 용량 전극을 포함하여 이루어진다. 주사선(3a)과 나란히 배열된 고정 전위의 용량선(300)의 일부가 이러한 고정 전위측 용량 전극으로 되어 있다.

다음에 도 2에 도시하는 바와 같이, 전기 광학 장치의 TFT 어레이 기판 상에는 매트릭스 형상으로 복수의 투명한 화소 전극(9a)(점선부(9a')에 의해 윤곽을 나타냄)이 마련되어 있고, 화소 전극(9a)의 종횡의 경계를 각각 따라서 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다.

또한, 반도체층(1a) 중 도 2 내에서 우측 상향의 사선 영역에 나타낸 채널 영역(1a')에 대향하도록 주사선(3a)이 배치되어 있고, 주사선(3a)은 게이트 전극을 포함한다. 주사선(3a)은 채널 영역(1a')에 대향하는 게이트 전극 부분이 폭넓게구성되어 있다.

이와 같이, 주사선(3a)과 데이터선(6a)의 본선부(61a)가 교차하는 개소에는 각각 채널 영역(1a')에 주사선(3a)의 일부가 게이트 전극으로서 대향 배치된 화소 스위칭용의 TFT(30)가 마련되어 있다.

중계층(71)은 TFT(30)의 고농도 드레인 영역 및 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서 마련되어 있다. 중계층(71)의 상측에는, 주사선(3a)에 따라 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량선(300)의 일부가 마련되어 있고, 이들이 유전체막을 거쳐서 대향 배치되는 것에 의해, 화소 전극(9a)에 접속된 축적 용량이 형성되어 있다. 용량선(300)을 평면적으로 보면, 주사선(3a)을 따라 스트라이프 형상으로 연장되어 있고, TFT(30)에 중첩되는 개소가 도 2 내에서 상하로 돌출되어 있다. TFT 어레이 기판(10) 상에 있어서 TFT(30)의 하측에는, 하측 차광막(11a)이 격자 형상으로 마련되어 있다. 주사선(3a) 상에는 데이터선(6a)으로부터 고농도 소스 영역으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 중계층(71)으로부터 고농도 드레인 영역으로 통하는 콘택트 홀(83)이 각각 개공(開孔)된 층간 절연막이 형성되어 있다.

데이터선(6a) 상에는, 화소 전극(9a)으로부터 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 형성된 층간 절연막이 형성되어 있고, 또한 그 위에 화소 전극(9a)이 마련되어 있다.

다음으로, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 상술한 주사 신호 공급 회로의 상세에 대하여 설명한다. 여기에서 도 3은 비교예에 있어서 데이터 신호, 주사 신호 등의 타이밍 차트이다. 도 4는 본 실시예에 있어서 중단파 회로 및 주사 신호 공급 회로의 블럭도이며, 도 5는 본 실시예에 있어서 데이터 신호, 주사 신호 등의 타이밍 차트이다.

또한, 본 실시예에서, 동일 필드 내에서는 전체 화소 전극(9a)을 동일 극성의 전위에 의해 구동하면서, 이들의 전위를 필드 주기로 반전시키는 필드 반전 구동이 실행되는 것으로 한다. 즉, 데이터 신호 공급 회로(101)로부터 공급되는 화상 신호는 필드 단위로 교류 반전되는 화상 신호이다.

도 2에 있어서, 화소 전극(9a) 중 제 m행째에 위치하는 화소 전극 B에 접속되는 TFT(30)의 게이트를 게이트(402)로 하고, 이 게이트(402)에 공급되는 주사 신호를 주사 신호 Gm으로 한다. 한편, 화소 전극(9a) 중 제 m+1행째에 위치하는 화소 전극 C에 접속되는 TFT(30)의 게이트를 게이트(404)로 하고, 이 게이트(404)에 공급되는 주사 신호를 주사 신호 Gm+1로 한다.

도 2에 나타낸 구성에 있어서, 주사 신호 Gm이 공급되는 주사선(3a)상에, 그 다음 행의 화소 전극 C 중 해칭(hatching)으로 나타낸 일부분 E가 중첩되어 있다. 그리고, 이들 중첩되는 양자사이에 적층된 층간 절연막은 비교적 얇기 때문에, 양자사이에 기생 용량이 발생되고 있다. 또한, TFT(30)의 드레인, 데이터선(6a) 및 용량선(300)에 대해서도 각각 그 다음 행의 화소 전극 C 사이에 크던지 작던지 기생 용량이 발생되어 있다.

따라서, 가령 이러한 구성에 있어서, 제 m행째의 TFT(30)를 오프 상태로 하는 순간에 제 m+1행째의 TFT(30)를 온 상태로 하기 위해서 가령 주사 신호 공급 회로(104)로부터 펄스 형상의 직사각형파의 주사 신호 Gm, Gm+1, …을 공급하면, 상술의 기생 용량에 의해서, 제 m행째의 화소 전극 B의 화소 전위에 제 m+1행째의 주사 신호, 화상 신호 등이 노이즈로서 끼여들게 된다.

보다 구체적으로 도 3에 나타낸다. 시프트 레지스터 회로는, 클럭으로부터 각 주사 신호 G1∼Gm의 기본 파형 P1을 만들어낸다. 기본 파형 P1은 주사 신호 G1∼Gm의 순서대로 시프트하는 전송 출력이다. 주사 신호 Gm의 하강(452)에서 화소 전극 B의 게이트(402)가 닫히려는 순간에, 주사 신호 Gm+1의 상승(454)에서 화소 전극 C의 게이트(404)를 열면, 게이트(404)를 거친 화소 전극 C에서의 전압 변화는 상술한 기생 용량에 의해서, 예컨대 주사 신호 Gm의 전위를 변화시킨다. 이것에 의해, 예컨대, 주사 신호 Gm의 하강(452)이 곡선(456)과 같이 움직여서, 화소 전극 B의 게이트(402)가 닫히지 않게 된다. 따라서, 화소 전극 C에 기록해야하는 화상 신호(464)도 화소 전극 B에 기록해야 하는 화상 신호(462)에 노이즈로서 끼여들게 된다. 그리고, 상술한 기생 용량에는, 화소 단위로 불균일이 있기 때문에, 이러한 기록 전위 변화는 화소 얼룩을 야기한다. 또한, 도 3에 나타낸 화상 신호 Sn은 필드 반전 구동을 위해서, 예컨대 0V인 기준 전압(458)을 기준으로, 화상 신호(462) 및 화상 신호(464)는 동일 극성으로 되어 있다.

또한, 도 3에 나타낸 비교예의 경우, 주사 신호 Gm, Gm+1, …의 파형은 실제로는 주사선(3a)의 배선 용량에 따라 둔화된다. 이 때문에, TFT(30)의 온ㆍ오프 타이밍은 주사 신호의 파형이 둔화되는 정도에 따라, 도 1 및 도 2에서 좌우 방향에 대해서 주변부와 중앙부가 상이하다. 이 결과, 상술한 바와 같이 TFT(30)를 오프로하는 순간에 화상 신호에 끼여드는 다음 행의 주사 신호 등에 의한 노이즈의영향도, 주변부와 중앙부가 서로 다르다. 따라서 특히, 필드 주기 등으로 각 화소 전극에 따른 구동 전위를 반전시키는 교류 반전 구동을 채용하는 경우에는, 화상 표시 영역의 중앙부에서, 이러한 노이즈에 의해 구동 전위에 직류 성분이 발생하지 않도록 주사 신호의 전위 등을 조절하면, 주변부에서는 이러한 노이즈에 의해 직류 성분이 발생되어 버린다. 반대로, 화상 표시 영역의 주변부에서, 이러한 노이즈에 의해 구동 전위에 직류 성분이 발생하지 않도록 주사 신호의 전위 등을 조절하면, 중앙에서 이러한 노이즈에 의해 직류 성분이 발생되어 버린다.

이상의 결과로, 도 3에 나타낸 비교예에 따르면, 화소 얼룩이 발생하고 또한, 주변부 또는 중앙부에서 플리커가 발생하는 것이다.

이것에 대하여 본 실시예에서는, 특히 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 주사 신호 공급 회로(104)는 그 최종단의 버퍼 회로(508)에 공급되는 전원 전압 Vdd2가 중단파 회로(550)에 의해 전압 Vm과 전압 Vcl로 2값 변화되도록 구성되어 있다. 그리고, 각 주사선에 대하여, 고 전위 Vcl에서 저 전위 0까지 주사 신호 G1∼Gm의 전위를 변화시키는 도중에 주사 신호 G1∼Gm의 전위를 중간 전위 Vm으로 소정 시간만큼 고정시키고, 또한, 각 주사선에 대하여, 저 전위 0으로부터 고 전위 Vcl까지 주사 신호 G1∼Gm의 전위를 변화시키는 도중에 주사 신호 G1∼Gm의 전위를 중간 전위 Vm으로 소정 시간만큼 고정시키도록 구성되어 있다.

이하에, 도 4 및 도 5를 참조하여, 이와 같이 구성되는 주사 신호 공급 회로(104) 및 중단파 회로(550)의 상세 구성을 그 동작과 함께 설명한다.

도 4에 있어서, 주사 신호 공급 회로(104)는 시프트 레지스터 회로(504), 인버터 회로(506) 및 버퍼 회로(508)를 구비한다. 시프트 레지스터 회로(504)는 클럭 Vdd1로부터 각 주사 신호 G1∼Gm의 기본 파형 P1을 만들어낸다. 기본 파형 P1은 주사 신호 G1∼Gm의 순서대로 시프트하는 전송 출력이다. 기본 파형 P1은 인버터 회로(506) 및 버퍼 회로(508)를 통해서, 도 5에 도시하는 바와 같이 2단계 파형형상의 주사 신호 G1∼Gm이 된다.

중단파 회로(550)는 DAC(520), 가변 저항기(522, 528, 530), 증폭기(524), 트랜지스터(532, 534, 536) 및 펄스 발생 회로(526)를 구비하여 구성되어 있다.

중간 전위 Vm을 정하기 위해서, DA 컨버터(520)의 출력이 가변 저항기(522)에 입력된다. 이것은 DA 컨버터(520)에 의해 디지털 신호(D)로부터 아날로그 전위량(A)을 정하고, 또한 가변 저항기(522)로도 전위를 정할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이 가변 저항기(522)의 출력을 증폭기(524)에 의해 임피던스 변환을 실행한다. 이 증폭기(524)의 출력이 중간 전위 Vm이 된다.

한편, 클럭 Vdd1로부터, 펄스 발생 회로(526)에 의해서 기본 파형 P1의 상승보다도 ta시간 늦게 상승하고, 기본 파형 P1의 상승보다도 tb시간 빨리 상승하는 펄스가 생성된다. 여기서 ta시간 및 tb시간은 가변 저항기(528, 530)에 의해 변경 가능하다. 펄스 발생 회로(526)의 출력은 트랜지스터(532)를 통하여, 최대 전압(peak voltage)이 중간 전위 Vm인 펄스가 생성된다. 이 펄스는 트랜지스터(534)로 전압 레벨 시프트되고, 또한 트랜지스터(536)에 의해서, 최대 전압이 전원 전압 Vcl이면서 아래의 전위가 중간 전위 Vm인 펄스가 된다.

이렇게 하여 중단파 회로(550)에 의해, 도 5에 나타낸 바와 같이 펄스의 최소 전위가 중간 전위 Vm이며, 기본 파형 P1의 상승보다도 ta시간 늦게 상승되어 최대 전압의 전원 전압 Vcl에 도달하고 또한, 기본 파형 P1의 상승보다도 tb시간 빨리 하강되어 중간 전위 Vm에 도달하는 전원 전압 Vdd2가 생성된다. 또한, 화상 신호 Sn은 전원 전압 Vdd2의 펄스 하강을 포함하고 있다.

그리고, 이러한 전원 전압 Vdd2는 버퍼 회로(508)의 상보형 TFT의 소스에 고 전원으로서 입력된다. 그러면, 버퍼 회로(508)의 상보형 TFT의 게이트에는 기본 파형 P1의 반전 파형이 입력되어 있기 때문에, 버퍼 회로(508)의 출력은, 그 합성 파형이 된다. 즉, 버퍼 회로(508)의 출력은 도 5에 나타낸 2단계 파형(604)을 갖는 주사 신호 G1, G2, …가 된다. 보다 구체적으로, 2단계 파형(604)을 갖는 주사 신호 G1, G2, …는 접지의 기준 전위(0V)부터 시작되어, 기본 파형 P1의 상승과 거의 동시에 상승되어 중간 전위 Vm에 도달한다. 여기서 주사 신호는 ta시간만큼 중간 전위 Vm으로 유지된다. ta 시간 후 다시 전원 전압 Vcl의 전위에 도달하여 유지된다. 이것에 의해 화소 스위칭용 TFT의 게이트를 열고, 화상 신호 Sn의 기록이 개시된다. 그 후, 주사 신호 G1, G2, …는 기본 파형 P1의 상승보다도 tb시간 빨리 하강하여 중간 전위 Vm에 도달한다. 기본 파형 P1의 하강 타이밍과 거의 동시에 접지의 기준 전위(0V)까지 하강한다. 그리고, 데이터 신호 Sn은 주사 신호의 하강을 포함하고 있기 때문에, 화소 스위칭용 TFT의 게이트는 닫히고, 화상 신호 Sn의 기록이 종료된다.

이상과 같이 생성되는 2단계 파형을 갖는 주사 신호 G1, G2, …의 중간 전위 Vm은 각 TFT(30)를 불완전한 온 상태로 하는 전위로 설정되어 있다. 따라서, 도 3에 나타낸 것과 같은 완전한 온 상태와 완전한 오프 상태로 직접 전환하는 비교예의 경우와 비교하여, 상술한 기생 용량에 의해 제 m+1행째의 주사 신호, 화상 신호 등의 성분이 제 m행째의 주사 신호, 화상 신호 등에 노이즈 성분으로서 끼여들더라도, 당해 노이즈 성분에 의한 전위 변동을 저감할 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 있어서 제 m행째의 TFT(30)를 오프로 할 때에, 상술한 기생 용량에 의해 제 m+1행째에서의 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 각 화소 전극(9a)에서 본래 유지해야 할 화소 전위의 변동량을 2단계 파형을 갖는 주사 신호 G1∼Gm에 의해서 저감할 수 있다. 따라서, 최종적으로 표시되는 화상 상에서 발생하는 화소 얼룩을 저감할 수 있다. 특히, 화소 피치를 미세화하여 상술의 기생 용량이 커지더라도, 이것에 의한 화질에의 악영향을 저감할 수 있다. 또한, 교류 반전 구동을 채용하는 경우, 화상 표시 영역의 중앙부와 주변부의 양자에 있어서 플리커를 저감할 수 있게 된다. 이에 의해서, 최종적으로는 화소 얼룩이나 플리커가 저감된 고품질의 화상 표시가 가능해진다.

또한, 이상 설명한 실시예에서, 화소 스위칭용 TFT(30)는 상부 게이트(top gate)형으로 되어 있지만, 하부 게이트(bottom gate)형의 TFT이어도 좋다. 추가적으로, TFT(30)는 접합된 SOI에 의한 단결정 반도체층을 포함하여 이루어지도록 구성해도 좋다. 또한, 스위칭용 TFT(30)는 바람직하게는 LDD 구조를 가지지만, 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 불순물 이온의 주입을 실행하지 않는 오프셋 구조를 가져도 좋고, 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극을 마스크로 하여 고농도로 불순물이온을 주입하고, 자기 정합적으로 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 자기 정렬형의 TFT이어도 좋다. 또한, 본 실시예에서 화소 스위칭용 TFT(30)의 게이트 전극을 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e) 사이에 1개만 배치한 단일 게이트 구조로 했지만, 이들 사이에 2개 이상의 게이트 전극을 배치해도 좋다. 또한, 투사형 혹은 투과형의 액정 장치로 제한하지 않고, 반사형의 액정 장치에 본 발명을 적용하더라도, 본 실시예에 의한 화소 얼룩이나 플리커를 저감하는 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다.

(제 2 실시예)

다음으로, 전기 광학 장치의 제 2 실시예에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 여기에서, 도 6은 제 2 실시예에서의 데이터선 구동 신호 및 주사 신호의 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이며, 도 7은 2계통의 주사 신호를 발생시키도록 구성된 본 실시예에서의 중단파 회로 및 주사 신호 공급 회로의 블럭도이다.

제 2 실시예에서, 동일행의 화소 전극(9a)을 동일 극성의 전위에 의해 구동하면서, 그에 따른 전위 극성을 행마다 필드 주기로 반전시키는 1H 반전 구동이 실행된다. 즉, 데이터 신호 공급 회로(101)로부터 공급되는 화상 신호는 필드 단위로 행마다 극성 반전을 수반하는 신호이다. 이것에 의해 액정에서의 직류 전압 인가에 의한 열화를 효과적으로 피할 수 있다. 제 2 실시예의 전기 광학 장치의 기본 구성에 대해서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 제 1 실시예의 경우와 마찬가지이다.

즉, 도 6에 도시하는 바와 같이 제 2 실시예에서, 화상 신호 Sn은 수평 주사 기간마다 고정 전위 Vb에 대하여 그 전위 극성이 반전된다. 보다 구체적으로 도 6 중, 처음의 수평 주사 기간에서 화상 신호 Sn의 기록 전위(722)는 고정 전위 Vb보다도 Vs1만큼 높고, 다음 수평 주사 기간에서 화상 신호 Sn의 기록 전위(724)는 고정 전위 Vb보다도 Vs2만큼 낮다. 또한 다음 수평 주사 기간에서 화상 신호 Sn의 기록 전위(726)는 고정 전위 Vb보다도 Vs1만큼 높게 되어 있다.

제 2 실시예에서는 이러한 화상 신호 Sn을 이용하여 표시를 하기 때문에, 항상 동일 전위 극성으로 구동되는 기수행과 우수행으로 나눠서 상술한 기생 용량에 의해 행간 노이즈가 끼여드는 것이나 주사 신호의 둔화에 대처하는 편이, 이들에 의한 악영향을 한층 더 저감할 수 있게 한다. 그래서, 제 2 실시예에서는 도 4에 나타낸 제 1 실시예의 중단파 회로를 주사선의 기수행용과 우수행용에 대하여 서로 다른 계통으로 한다.

즉, 도 7에 도시하는 바와 같이 제 1 중단파 회로(862)로부터 기수행의 주사선에 접속된 버퍼 회로(854, 858, …)에 전원 전압을 공급하고, 제 2 중단파 회로(864)로부터 우수행의 주사선에 접속된 버퍼 회로(856, 860, …)에 전원 전압을 공급하도록 구성되어 있다.

제 1 중단파 회로(862)는 제 1 실시예에서 서술한 중단파 회로(550)와 유사한 구성을 갖고, 전원 전압 Vcl과 클럭 Vdd1로부터, 최대 전압 Vcl2와 중간 전위 Vm2를 생성한다. 중간 전위 Vm2의 구체적인 값에 관해서는, 실험적 혹은 경험적으로 플리커의 상황을 보고 정하면 된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 주사 신호 G1에 대응하는 제 1 중단파 Vp1에서는 플리커를 저감하기 위해서, 그 최대 전압 Vcl2, 중간 전위 Vm2, 중간 전위가 유지되는 ta시간 및 tb시간이 설정되어 있다. 그리고, 각 기수행의 주사선에 대하여 2단계 파형(704, 706, 712, …)을 갖는 주사 신호 G1, G3, G5, …가 공급된다. 한 편, 우수행의 주사선에 대응해서도, 제 2 중단파 Vp2로서 최대 전압 Vcl3으로 하고, 중간 전위 Vm3에 대응하는 2단계 파형(706, 710, …)을 갖는 주사 신호 G2, G4, …가 기수의 경우와 마찬가지로 공급된다. 중간 전위 Vm3의 구체적인 값에 대해서도, 실험적 혹은 경험적으로, 플리커의 상황을 봐서 정하면 된다. 이와 같이, 제 1 중단파와 제 2 중단파의 중간 전위, 제 1 중단파와 제 2 중단파의 고 전위는 각각 다르게 되도록 설정되어 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 1H 반전 구동 방식에 있어서도, 제 m행째의 TFT(30)를 오프로 할 때에, 상술한 기생 용량에 의해 제 m+1행째에 있어서의 주사 신호 등이 노이즈로서 끼여들더라도, 각 화소 전극(9a)에서 본래 유지해야 할 화소 전위의 변동량을 2단계 파형을 갖는 주사 신호 G1, G2, …에 의해서 저감할 수 있다. 따라서, 최종적으로 표시되는 화상 상에서 발생하는 화소 얼룩을 저감할 수 있다. 특히, 화상 표시 영역의 중앙부와 주변부의 양자에 있어서 플리커를 저감할 수 있다. 이들에 의해, 최종적으로 화소 얼룩이나 플리커가 저감된 고품질의 화상 표시가 가능해진다.

또한, 본 실시예에서의 1H 반전 구동 방식에서는 구동 전압의 극성을 한 행마다 반전시켜도 좋고, 서로 인접하는 2행마다 혹은 복수행마다 반전시켜도 좋다.

(변형된 실시예)

상술한 각 실시예에서는, DA 컨버터와 가변 저항기에 의해 중간 전위를 설정하고 있지만, 화소 얼룩이나 플리커를 출시 전에 미리 혹은 통상 동작 중에 검지하여, 그 정도에 따라 자동적으로 디지털 신호를 발생시켜, DA 컨버터(520)의 디지털 입력 신호로 하는 것으로서 중간 전위를 설정하더라도 좋다.

또한 상술한 각 실시예에서는, 2단계 파형을 갖는 주사 신호의 중간 전위의 유지 시간, 즉 ta시간 또는 tb시간의 설정은 가변 저항기(528, 530)에 의해 변화시키고 있지만, 이것도 화소 얼룩이나 플리커를 검지하여, 그 정도에 따라 자동적으로 디지털 신호를 발생시켜, DA 컨버터의 디지털 입력 신호로 하며, 또한 출력의 아날로그 전압을 펄스 발생 회로(526)에 입력하도록 설정하더라도 좋다.

이와 같이, 화소 얼룩이나 플리커를 검지하여 주사 신호에서의 2단계 파형을 제어하면, 제품마다의 편차나 경시 변화에 의한 화소 얼룩이나 플리커에 대처할 수 있어 유리하다.

또한, 상술한 각 실시예에서는, 하강 시 및 상승 시에 각각 중간 전위를 하나로 했지만, 이 대신에, 복수의 중간 전위를 설정하여 계단 형상의 복수 단계 파형을 갖는 주사 신호를 생성하더라도, 유사한 효과를 얻을 수 있다.

(전기 광학 장치의 전체구성)

이상과 같이 구성된 각 실시예에 있어서 전기 광학 장치의 전체 구성을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 도 8은 TFT 어레이 기판(10)을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20) 측에서 본 평면도이며, 도 9는 도 8의 H-H'단면도이다.

도 8에 있어서, TFT 어레이 기판(10)의 위에는 밀봉재(52)가 그 둘레를 따라서 마련되어 있고, 그 내측에는 병행하여 화상 표시 영역(10a)의 주변을 규정하는 프레임으로서의 차광막(53)이 마련되어 있다. 밀봉재(52)의 외측 영역에는, 데이터 신호 공급 회로(101) 및 외부 회로 접속 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라서 마련되어 있고, 주사 신호 공급 회로(104)가 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라서 마련되어 있다. 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제가 되지 않는다면, 주사 신호 공급 회로(104)는 한 쪽만으로도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터 신호 공급 회로(101)를 화상 표시 영역(10a)의 변을 따라 양측에 배열하더라도 좋다. 또한 TFT 어레이 기판(10)의 남은 한 변에는, 화상 표시 영역(10a)의 양측에 마련된 주사 신호 공급 회로(104)사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다. 또한, 대향 기판(20)의 모서리부의 적어도 1개소에는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적으로 도통을 얻기 위한 도통재(106)가 마련되어 있다. 그리고, 도 9에 도시하는 바와 같이 도 8에 나타낸 밀봉재(52)와 거의 같은 윤곽을 가지는 대향 기판(20)이 당해 밀봉재(52)에 의해 TFT 어레이 기판(10)에 고착되어 있다.

또한, TFT 어레이 기판(10) 상에는 이들의 데이터 신호 공급 회로(101), 주사 신호 공급 회로(104) 등에 추가하여, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리차지(precharge) 신호를 화상 신호에 선행하여 각각 공급하는 프리차지 회로,제조 도중이나 출시시에 당해 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성해도 좋다.

이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 실시예에서는 데이터 신호 공급 회로(101) 및 주사 신호 공급 회로(104)를 TFT 어레이 기판(10)의 위에 마련하는 대신에, 예컨대 TAB(Tape Automated bonding) 기판 상에 실장된 구동용 LSI에, TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 마련된 이방성 도전 필름을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하더라도 좋다. 또한, 대향 기판(20)의 투사광이 입사하는 쪽 및 TFT 어레이 기판(10)의 출사광이 출사하는 쪽에는 각각 예컨대, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, VA(Vertically Aligned) 모드, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드/노멀리 블랙 모드별로 따라서, 편광 필름, 위상차 필름, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치된다.

이상 설명한 실시예에서의 전기 광학 장치는 프로젝터에 적용되기 위해서, 3장의 전기 광학 장치가 RGB용의 광 밸브로서 각각 이용되고, 각 광 밸브에는 각각 RGB색 분해용의 다이클로익 미러를 거쳐서 분해된 각 색의 광이 투사광으로서 각각 입사되도록 이루어진다. 따라서, 각 실시예에서는 대향 기판(20)에 컬러 필터가 마련되어 있지 않다. 그러나, 화소 전극(9a)에 대향하는 소정 영역에 RGB의 컬러 필터를 그 보호막과 함께 대향 기판(20) 상에 형성하더라도 좋다. 이렇게 하면, 프로젝터 이외의 직시형이나 반사형의 컬러 전기 광학 장치에 대하여, 각 실시예에서의 전기 광학 장치를 적용할 수 있다. 또한, 대향 기판(20) 상에 1 화소 1개에대응하도록 마이크로 렌즈를 형성하더라도 좋다. 혹은, TFT 어레이 기판(10) 상의 RGB에 대향하는 화소 전극(9a) 밑에 컬러 레지스트 등으로 컬러 필터층을 형성하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 입사광의 집광 효율을 향상시키는 것에 의해, 밝은 전기 광학 장치를 실현할 수 있다. 또한, 대향 기판(20) 상에, 몇 층정도의 굴절율이 서로 다른 간섭층을 퇴적하는 것에 의해, 광의 간섭을 이용하여 RGB색을 만들어내는 다이클로익 필터를 형성하더라도 좋다. 이 다이클로익 필터 부착 대향 기판에 의하면, 보다 밝은 컬러 전기 광학 장치를 실현할 수 있다.

(전자 기기의 실시예)

다음에, 이상에서 상세히 설명한 전기 광학 장치를 광 밸브로 이용한 전자 기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대하여 설명한다. 여기에서 도 10은 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.

도 10에 있어서, 본 실시예에서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는 구동 회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정 장치(100)를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하여, 각각 RGB용의 광 밸브(100R, 100G, 100B)로 이용한 프로젝터로 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)에서는, 메탈할라이드(metalhalide) 램프 등 백색 광원의 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발생하면, 3장의 미러(1106) 및 2장의 다이클로익 미러(1108)에 의해서, RGB의 3원색에 대응하는 광 성분(R, G, B)으로 나누어지고, 각 색에 대응하는 광밸브(100R, 100G, 100B)로 각각 유도된다. 이 때, 특히 B광은 긴 광로에 의한 광손실을 방지하기 위해서, 입사 렌즈(1122), 릴레이 렌즈(relay lens)(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(1121)를 거쳐서 유도된다. 그리고, 광 밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 3원색에 대응하는 광 성분은 다이클로익 프리즘(1112)에 의해 재차 합성된 뒤, 투사 렌즈(1114)를 거쳐서 스크린(1120)에 컬러 화상으로서 투사된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 얻어지는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경될 수 있고, 그와 같은 변경을 따르는 전기 광학 장치, 그 구동 회로 및 전자 기기도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

본 발명에 의하면, 화상 표시 영역의 중앙부 및 주변부의 양자에서의 화소 얼룩이나 플리커의 저감이 가능해져서, 고품질의 화상 표시가 가능해진다.

Claims

전기 광학 장치에 있어서,

기판 상에,

매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극과,

해당 화소 전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터와,

해당 박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 공급하기 위해 마련된 주사선과,

상기 박막 트랜지스터가 상기 온 상태로 되었을 때, 그 소스 및 드레인을 거쳐서 화상 신호를 상기 화소 전극에 공급하기 위해 마련된 데이터선과,

상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 공급하고 또한, 상기 박막 트랜지스터를 상기 온 상태로 하는 고 전위로부터 상기 오프 상태로 하는 저 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중 및 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위 및 상기 저 전위사이에 있는 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시키는 주사 신호 공급 회로

를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 주사 신호 공급 회로는, 서로 인접하는 주사선에 공급되는 2개의 주사 신호 중 선행하는 주사 신호가 상기 중간 전위로부터 상기 저 전위로 변화되는 기간이 후속하는 주사 신호가 상기 저 전위로부터 상기 중간 전위로 변화되는 기간과 중첩되도록 상기 주사 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 중간 전위는, 상기 박막 트랜지스터를 불완전한 온 상태로 하는 전위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 주사 신호 공급 회로는, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위로부터 상기 저 전위까지 변화시키는 도중에, 상기 중간 전위를 포함하는 복수의 서로 다른 전위로 각각 소정 기간만큼 고정시키고, 상기 주사 신호의 전위를 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 변화시키는 도중에, 상기 중간 전위를 포함하는 복수의 상이한 전위로 각기 소정 기간만큼 고정시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 주사 신호 공급 회로는,

상기 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터 회로와,

해당 전송 회로가 입력되고 또한 이것에 따라 상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 출력하는 출력 회로와,

해당 출력 회로의 출력측에서의 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시키는 전원 변동 회로

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 출력 회로는, 상기 외부 전원이 고 전위측에 접속된 상보형 트랜지스터 회로를 포함하여 이루어지는 인버터 회로 또는 버퍼 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 전원 변동 회로는, 2개의 전원을 전환하여 출력하는 스위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 전원 변동 회로는, 2개의 전원을 전환하여 출력하는 프로그래머블 DA(디지털-아날로그) 컨버터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 출력 회로는, 상기 복수의 주사선 중 기수행의 주사선에 대하여 상기 주사 신호를 순차적으로 출력하는 제 1 계통부와 상기 복수의 주사선 중 우수행의 주사선에 대하여 상기 주사 신호를 순차적으로 출력하는 제 2 계통부로 이루어지고,

상기 전원 변동 회로는, 상기 제 1 계통부 및 상기 제 2 계통부별로 상기 외부 전원을 2값 변화시키는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판에 대향하는 대향 기판과,

상기 기판 및 상기 대향 기판사이에 유지된 전기 광학 물질층

을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
전기 광학 장치의 구동 장치에 있어서,

기판 상에,

매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극과,

해당 화소 전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터와,

해당 박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 공급하기 위해 마련된 주사선과,

상기 박막 트랜지스터가 상기 온 상태로 되었을 때, 그 소스 및 드레인을 거쳐서 화상 신호를 상기 화소 전극에 공급하기 위해 마련된 데이터선과,

상기 박막 트랜지스터를 상기 온 상태로 하는 고 전위로부터 상기 오프 상태로 하는 저 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중 및 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위 및 상기 저 전위사이에 있는 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시키는 주사 신호 공급 회로

를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 주사 신호 공급 회로는,

상기 주사선마다 전송 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터 회로와,

해당 전송 회로가 입력되고 또한 이것에 따라 상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 출력하는 출력 회로와,

해당 출력 회로의 출력측에서의 고 전위를 규정하는 외부 전원을 2값 변화시키는 전원 변동 회로

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 데이터선에 상기 화상 신호를 공급하는 화상 신호 공급 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 장치.
전기 광학 장치의 구동 방법에 있어서,

박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 구비하되,

상기 주사 신호를 저 전위로부터 중간 전위로 소정 시간동안 유지하는 단계와,

상기 중간 전위로부터 고 전위로 소정 시간동안 유지하는 단계와,

상기 고전위로부터 중간 전위로 소정 시간동안 유지하는 단계와,

상기 중간 전위로부터 저 전위로 변화시키는 단계

를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 중간 전위는, 상기 트랜지스터를 불완전한 온 상태로 하는 전위로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 14 항에 있어서,

선순차적으로 구동되는 복수개의 주사선을 구비하고,

서로 인접하는 주사선에 대한 주사 신호의 중간 전위의 설정이 상이한 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
제 14 항에 있어서,

선순차적으로 구동되는 복수개의 주사선을 구비하고,

서로 인접하는 주사선에 대한 주사 신호의 고 전위 설정이 상이한 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
전자 기기에 있어서,

기판 상에,

매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극과,

해당 화소 전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터와,

해당 박막 트랜지스터의 게이트에 대하여 상기 박막 트랜지스터를 온 상태 또는 오프 상태로 하는 주사 신호를 공급하기 위해 마련된 주사선과,

상기 박막 트랜지스터가 상기 온 상태로 되었을 때, 그 소스 및 드레인을 거쳐서 화상 신호를 상기 화소 전극에 공급하기 위해 마련된 데이터선과,

상기 주사 신호를 상기 주사선에 선순차적으로 공급하고 또한, 상기 박막 트랜지스터를 상기 온 상태로 하는 고 전위로부터 상기 오프 상태로 하는 저 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중 및 상기 저 전위로부터 상기 고 전위까지 상기 주사 신호의 전위를 변화시키는 도중에, 상기 주사 신호의 전위를 상기 고 전위 및 상기 저 전위사이에 있는 중간 전위로 소정 시간만큼 고정시키는 주사 신호 공급 회로를 포함하는 전기 광학 장치

를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.