JP2007219354A - 電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、装置サイズを増大させることなく、画素の検査を実行でき、且つ、通常表示時にデータ線にプリチャージ信号を供給する。
【解決手段】電気光学装置は、走査線１１及びデータ線３と、１水平走査期間毎に極性反転する画像信号が供給される画素部７０と、高電位電源ＶＤＤ及び低電位電源ＶＳＳのうち画像信号と同じ極性の信号をプリチャージ用基準電位として供給する基準信号線ｒｅｆとを備える。更に、ノードｓｏに基準信号線ｒｅｆの電位が入力されると共に、ノードｓｅにデータ線３の電位が入力され、ノードｓｏの電位とノードｓｅとの電位を比較して、ノードｓｅの電位がノードｓｏの電位より低い場合には、低電位電源ＶＳＳを、ノードｓｅの電位がノードｓｏの電位より高い場合には、高電位電源ＶＤＤを、ノードｓｅからデータ線３に、水平帰線期間において出力する差動増幅回路４ａを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下「ＴＦＴ」と称す。）が形成されたＴＦＴアレイ基板を検査する工程と、ＴＦＴアレイ基板及び液晶を制御するための対向電極が形成された対向基板間に液晶を封入する工程とを経て形成される。ＴＦＴアレイ基板に形成されたＴＦＴの不具合が、ＴＦＴアレイ基板を検査する工程で検出されずに、完成品である液晶装置で不具合が検出された場合には、ＴＦＴアレイ基板を形成した後の工程が無駄な工程となってしまい、液晶装置を製造する際の歩留まりの低下及びコストの増大を招く問題点がある。

このような問題点を解決する手段の一つとして、例えば特許文献１は、画素アレイ内においてコンパレータに電気的に接続された２本のデータ線及び走査線の全ての交差に対応して画素部が配置されており、ＴＦＴアレイ基板を形成した段階で２つの画素部に供給された電位情報を比較することによって画素部に不良が生じているか否かを検査する技術を開示している。

他方、液晶装置の駆動方式には、液晶の焼付きや劣化を防ぐため、画像信号の極性を所定周期毎に反転させるライン反転、フレーム反転等の反転駆動方式が採用されている。このような反転駆動方式において、画像信号の極性を反転する際には、供給しようとする画像信号と常に反対極性の電位にあるデータ線を介して画像信号を書き込むのでは、大きな書き込み能力が必要となるため、例えば水平帰線期間中など、画像信号の供給に先行して所定電位のプリチャージ信号を、データ線に書き込むプリチャージが行われるのが一般的である。

特開２００４―２２６５５１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、基板上に、検査用のコンパレータに加えて、通常表示時にデータ線をプリチャージするためのプリチャージ回路を設けるのは、電気光学装置の小型化という観点から困難であるという問題点がある。更に、仮にコンパレータとは別にプリチャージ回路を設けた場合には、プリチャージ回路がコンパレータの近傍でデータ線と電気的に接続されることによって、微小な電位差を検出するコンパレータによる検査に悪影響を及ぼしてしまうという問題点もある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば、液晶装置等の電気光学装置のサイズを増大させることなく、画素部の検査を実行でき、且つ、通常表示時にデータ線にプリチャージ信号を供給できる電気光学装置及びその駆動方法、並びにこ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。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、互い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交差に対応して配置されると共に、所定周期で電位が所定電位に対して高位側の正極性と低位側の負極性とで極性反転する画像信号が、前記データ線を介して供給される複数の画素部と、前記所定電位よりも高い電位を有する高電位基準信号及び低い電位を有する低電位基準信号のうち、前記所定電位に対して前記画像信号と同じ極性の信号を基準信号として供給する基準信号線と、第１ノードに前記基準信号線の電位が入力されると共に第２ノードに前記データ線の電位が入力され、前記第１ノードの電位と前記第２ノードの電位とを比較して、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より低い場合には、前記所定電位より低い電位を有する低電位信号を、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より高い場合には、前記所定電位より高い電位を有する高電位信号を、前記第２ノードから前記データ線に、前記データ線への前記画像信号の供給に先行する期間において出力する差動増幅回路とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、例えばデータ線駆動回路により画像信号が、データ線を介して各画素部に供給される。これと共に、走査線線駆動回路により走査線を介して走査信号が各画素部に供給される。画素部毎に設けられた例えば画素スイッチング用トランジスタは、走査線にゲートが接続されており、走査信号に応じて画像信号を画素電極へ選択的に供給する。これらにより、例えば、画素電極及び対向電極間に挟持された、例えば液晶等の電気光学物質を各画素部で制御或いは駆動することで、複数の画素部が例えばマトリックス状に平面配列された表示領域における画像表示が行われる。この際、蓄積容量によって、画素部における電位保持特性が向上し、表示の高コントラスト化が可能となる。尚、画素電極としては、例えば、入射光を透過する透過型の画素電極或いは入射光を反射する反射型又は半透過反射型の画素電極が用いられる。

本発明では、画像信号は、例えば１水平走査期間等の所定周期で電位の極性が、例えば共通固定電位或いは接地電位等の所定電位に対して反転する。即ち、走査線の選択順序に応じて、例えばライン反転駆動や部分領域毎に反転駆動される領域反転駆動等が行われる。尚、走査線の選択順序は、任意の順序でよい。

更に、本発明では、基板上に差動増幅回路を備える。差動増幅回路は、電気光学装置の動作時に先立って行われる検査時において、画素部の良否を検査するために用いられる。即ち、電気光学装置の動作時に先立って行われる検査時において、差動増幅回路の第１ノードには、基準信号線を介して例えば検査の基準となる検査用基準電位が供給される。一方、差動増幅回路の第２ノードには、画素部における例えば画素電極に入力された、即ち書き込まれた電位信号が読み出されて供給される。尚、このような検査は、電気光学装置が一対の基板が貼り合わされる前段階で好ましくは実施される。ここで、画素部から読み出される電位信号は、画素部の良否を反映した信号である。より具体的には、画素部には、例えば検査に先立ち予め検査信号が供給されており、画素部の良否に応じて検査信号の電位から変動した電位を有する信号が電位信号として出力される。「画素部の良否」とは、画素部が不具合を有しているか否かを意味し、検査用基準電位及び電位信号の電位の高低関係は、画素部に生じた不具合に応じて異なる。差動増幅回路は、例えば画素部から出力され第２ノードに供給される電位信号が第１ノードに供給される検査用基準電位より僅かに低い電位を有している場合には、検査基準電位よりも第２ノードに供給される電位信号の電位の低いことがデータ線等の配線に印加されるノイズによって不明瞭とならないように、第２ノードに低電位信号を出力する。反対に、例えば画素部から出力され第２ノードに供給される電位信号の電位が第１ノードに供給される検査用基準電位より僅かに高い電位を有している場合には、第２ノードに高電位信号を出力する。このように差動増幅回路から出力された低電位信号又は高電位信号は、上述した画素部の良否を反映した信号である。このような差動増幅回路からの出力に基づいて、例えば、予め画素部に供給された電位信号が検査用基準電位より高い場合に、差動増幅回路から低電位信号が出力されれば第２ノードに電気的に接続されたデータ線に対応する画素部に何らかの不具合が発生している等のように判断される。

本発明では特に、差動増幅回路は、上述した検査時に検査回路として用いることができるのみならず、電気光学装置の動作時において、データ線にプリチャージ信号を供給するプリチャージ回路として用いることができる。即ち、差動増幅回路の第１ノードに電気的に接続された基準信号線は、所定電位よりも高い電位を有する高電位基準信号及び低い電位を有する低電位基準信号のうち、所定電位に対して画像信号と同じ極性の信号を基準信号として供給する。高電位基準信号及び低電位基準信号としては、例えばデータ線駆動回路或いは走査線線駆動回路等を駆動するための例えば高電位電源及び低電位電源等が用いられる。高電位基準信号の電位は、画像信号の電位のとり得る最大電位よりも高く、低電位基準信号の電位は、画像信号のとり得る最小電位よりも低くなるようにするのが望ましい。例えば、第ｉ番目（但し、ｉは自然数）の水平走査期間に、画像信号が所定電位よりも低い電位（即ち、負極性の電位）を有している場合おいて、基準信号線は、第ｉ番目の水平走査期間には、画像信号と反対の極性（即ち、正極性）である、即ち所定電位よりも高い高電位基準信号を第１ノードに供給し、第ｉ＋１番目の水平走査期間には、極性が反転される画像信号と反対の極性（即ち、負極性）である、即ち所定電位よりも低い低電位基準信号を第１ノードに供給する。他方、第２ノードには、第ｉ＋１番目の水平走査期間のうち例えば水平帰線期間等の非表示期間（即ち、正極性の画像信号の供給に先行する期間）においてデータ線から電位信号が供給される。この際、データ線から供給される電位信号は、第ｉ番目の水平走査期間に供給された画像信号と同じ極性（即ち、負極性）を有している。このように第ｉ＋１番目の水平帰線期間において、第１ノードには、基準信号線を介して低電位基準信号が供給され、第２ノードには、データ線を介して負極性の電位信号が供給されることになる。そうすると、差動増幅回路は、第２ノードに供給される負極性の電位信号の電位が第１ノードに供給される低電位基準信号の電位よりも高いので、所定電位よりも高い電位を有する高電位信号を、第２ノードを介してデータ線に出力する。即ち、第ｉ＋１番目の水平走査期間のうち、正極性の画像信号が供給される期間に先立つ水平帰線期間において、データ線に予め正極性を有する高電位信号が供給される、即ち、データ線がプリチャージされる。

以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、差動増幅回路によって、データ線をプリチャージできる。即ち、画素部の良否の検査に用いられる差動増幅回路をプリチャージ回路として機能させることができる。言い換えれば、差動増幅回路を、画素部の良否を検査する検査回路及びデータ線をプリチャージするプリチャージ回路の両方として用いる、即ち兼用することができる。よって、検査回路と別にプリチャージ回路を基板上に形成する必要がない。従って、基板サイズを小さくすることができ、電気光学装置の小型化を図ることが可能となる。更に、仮にプリチャージ回路を差動増幅回路とは別に設けた場合と比較して、プリチャージ信号の劣化や遅延が少なくて済む。即ち、仮にプリチャージ回路を別に設けた場合には、プリチャージ信号を供給するためのプリチャージ信号配線を基板上に引き回す必要があり、プリチャージ信号が、プリチャージ信号配線を伝播する間に、プリチャージ信号の劣化や遅延が生じてしまうおそれがある。しかるに本発明によれば、差動増幅回路からの出力がプリチャージ信号として供給されるので、プリチャージ信号の劣化や遅延は殆ど或いは全く発生しない。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記所定周期は、前記画像信号の１水平走査期間であり、前記先行する期間は、前記１水平走査期間における水平帰線期間である。

この態様によれば、１本の走査線を走査する１水平走査期間のうち表示に寄与しない水平帰線期間或いは水平ブランキング期間毎に、データ線をプリチャージすることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記走査線を介して前記画素部に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記複数の画素部の各々に前記データ線を介して前記画像信号を供給する画像信号供給回路と、前記走査線駆動回路及び前記画像信号供給回路の少なくとも一方に前記所定電位よりも高い高電位電源及び低い低電位電源の各々を供給する複数の電源配線とを備え、前記高電位基準信号及び前記高電位信号は、前記高電位電源の電位と同電位であり、前記低電位基準信号及び前記低電位信号は、前記低電位電源の電位と同電位である。

この態様によれば、高電位基準信号、高電位信号、低電位基準信号及び低電位信号を、電源配線から供給できるので、これら信号を供給するための配線を電源配線とは別に配線する必要がない。よって、基板サイズを増大させることなく、或いは、基板上における積層構造を複雑化させることなく、差動増幅回路によってデータ線をプリチャージすることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記高電位基準信号及び前記低電位基準信号の中間の電位を有する中間電位基準信号と、前記高電位基準信号及び前記低電位基準信号のうち前記同じ極性の信号とを選択的に前記基準信号線に供給する選択回路を備える。

この態様によれば、画素部の検査時には、中間電位基準信号を基準信号線に供給することで、差動増幅回路による画素部の検査を確実に行うことができる。更に、画素部による通常表示には、高電位基準信号又は低電位基準信号を基準信号線に供給することで、差動増幅回路による画素部のプリチャージを確実に行うことができる。

本発明の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。

本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、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、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。

本発明の電気光学装置の駆動方法は上記課題を解決するために、基板上に、互い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交差に対応して配置された複数の画素部と、基準信号を供給する基準信号線と、第１ノードに前記基準信号線の電位が入力されると共に第２ノードに前記データ線の電位が入力される差動増幅回路とを備えた電気光学装置を駆動する電気光学装置の駆動方法であって、所定周期で電位が所定電位に対して高位側の正極性と低位側の負極性とで極性反転する画像信号を、前記データ線を介して前記複数の画素部に供給する画像信号供給過程と、前記所定電位よりも高い電位を有する高電位基準信号及び低い電位を有する低電位基準信号のうち電位が前記画像信号と同じ極性である信号を、前記基準信号として前記基準信号線に供給する基準信号供給過程と、前記第１ノードの電位と前記第２ノードの電位とを比較して、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より低い場合には、前記所定電位より低い電位を有する低電位信号を、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より高い場合には、前記所定電位より高い電位を有する高電位信号を、前記データ線への前記画像信号の供給に先行する期間において前記データ線をプリチャージするためのプリチャージ信号として、前記第２ノードを介して前記データ線に供給するプリチャージ過程とを備える。

本発明の電気光学装置の駆動方法によれば、上述した本発明の電気光学装置の場合と同様に、データ線への画像信号の供給に先行する期間において、差動増幅回路から低電位信号又は高電位信号をデータ線に供給することで、データ線をプリチャージすることができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶装置について、図１から図８を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線での断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、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により相互に接着されている。

図１において、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。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。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。尚、データ線駆動回路１０１及びサンプリング回路７は、本発明に係る「画像信号供給回路」の一例を構成する。また、走査線線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のトランジスタや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用トランジスタや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａが設けられている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。また、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、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線線駆動回路１０４の他に、後述するように、本発明に係る「差動増幅回路」の一例としての差動増幅回路４ａ、選択回路２００等が形成されている。

尚、画素電極９ａとしては、例えば、入射光を透過する透過型の画素電極或いは入射光を反射する反射型又は半透過反射型の画素電極を用いることができる。

次に、本実施形態に係る液晶装置の回路構成について、図３から図８を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶装置の主要な回路構成を示したブロック図である。図４は、画素部の電気的な構成を示す回路図である。

図３において、本実施形態の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板１０上に画素部７０、サンプリング回路７、走査線線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１、差動増幅回路４ａ、トランスミッションゲート６０及び選択回路２００を備えている。

画素部７０は、画像表示領域１０ａにｎ行×ｍ列のマトリックス状に２次元に配置されている。ここで、ｍ、ｎはそれぞれ自然数である。より具体的には、図３に示すように、画素部７０は、画像表示領域１０ａにおける右側から第１列、第２列、・・・、第ｍ列で、上側から第１行、第２行、・・・、第ｎ行のマトリック状に配置されている。即ち、ｎ本のデータ線３及びｍ本の走査線１１の交点に対応して単位表示素子である画素部７０が設けられている。

図４に示すように、画素部７０は、トランジスタ３０、液晶容量Ｃｌｃ及び付加容量Ｃｓを備えている。

液晶容量Ｃｌｃは、画素電極９ａ、対向電極２１及び液晶層５０（図２参照）による容量である。

付加容量Ｃｓは、液晶容量Ｃｌｃに並列に電気的に接続されている。

トランジスタ３０は、ソース端子ｓがデータ線３に電気的に接続され、ゲート端子ｇが走査線１１に電気的に接続されている。トランジスタ３０は、走査線線駆動回路１０４から供給される走査信号によってオンオフが切り換えられる。

トランジスタ３０のドレインは、液晶容量Ｃｌｃ及び付加容量Ｃｓの各々の一端に電気的に接続され、付加容量Ｃｓの他端は、共通固定電位ＬＣＣＯＭに電気的に接続されている。トランジスタ３０のゲート端子ｇに走査信号が入力されてトランジスタ３０がオンすると、データ線３に電気的に接続されたトランジスタ３０のソース端子ｓに印加されている電圧が液晶容量Ｃｌｃ及び付加容量Ｃｓに印加され、供給されたデータ信号の電位が維持される。これにより、画像表示が行われる際に画素部７０に供給されたデータ信号の電位を長時間保持することが可能となっている。

再び図３において、データ線駆動回路１０１は、クロック信号ＣＬＸ（及びその反転信号ＣＬＸＢ）及びシフトレジスタスタート信号ＤＸに基づいて、サンプリング回路７を駆動するためのサンプリング回路駆動信号Ｓｉ（ｉ＝１、…、ｍ）を出力するように構成されている。

サンプリング回路７は、Ｐチャネル型又はＮチャネル型の片チャネル型ＴＦＴ若しくは相補型のＴＦＴから構成されたサンプリングスイッチ７１からなる。サンプリング回路７は、画像信号線６に供給される画像信号ＶＩＤを、基準クロック信号であるサンプリング回路駆動信号Ｓｉに応じてサンプリングし、夫々をデータ信号としてデータ線３に印加する。データ線３は、各列のｎ個の画素部７０に夫々電気的に接続されており、データ線３からのデータ信号は、画素部７０（より具体的には、各画素部７０が有する液晶容量Ｃｌｃ及び付加容量Ｃｓ）に書き込まれるようになっている。

走査線線駆動回路１０４は、マトリクス状に配置された複数の画素部７０をデータ信号及び走査信号により走査線１１の配列方向に走査するように走査信号Ｇｉ（ｉ＝１、…、ｎ）を走査線１１に印加する。

図５に示すように、走査線線駆動回路１０４は、走査信号印加の基準クロックであるクロック信号ＣＬＹ（及びその反転信号ＣＬＹＢ）及びシフトレジスタスタート信号ＤＹに基づいて生成される走査信号Ｇｉ（ｉ＝１、…、ｎ）を、複数の走査線１１に印加する。ここに図５は、走査信号の供給タイミングを示すタイミングチャートである。より具体的には、垂直走査期間を規定するシフトレジスタスタート信号ＤＹが入力されると、走査線線駆動回路１０４は、クロック信号ＣＬＹによって規定される１水平走査期間Ｔｈ毎に、１本の走査線１１に走査信号Ｇｉを順次供給する、即ち、１本の走査線１１を順次選択する。１水平走査期間Ｔｈ毎に選択された１本の走査線１１とｍ本のデータ線と交点に対応する画素部７０にデータ信号が書き込まれる。尚、ｍ本の走査線１１に走査信号Ｇｉ（ｉ＝１、…、ｎ）を供給する順序は、任意の順序でよい。

１水平走査期間Ｔｈの始まりには、表示に寄与しない水平帰線期間Ｔｂが設けられている。

本実施形態では、画像信号線６に供給される画像信号ＶＩＤは、１水平走査期間を所定周として電位が、共通固定電位ＬＣＣＯＭに対して高位側の正極性と、低位側の負極性とで極性反転する。即ち、選択された順番で、走査線１１毎に交互にデータ信号の電位が反転する反転駆動が行われる。尚、反転駆動としては、例えばライン反転駆動であってもよいし、ｍ本の走査線１１を、例えば画像表示領域１０ａを複数の部分領域に分けて、異なる部分領域における走査線を順に選択するようにして、部分領域毎に反転駆動される領域反転駆動等を行うようにしてもよい。

図３において、差動増幅回路４ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画像表示領域１０ａに対してデータ線駆動回路１０１とは反対側に、データ線３毎に１ずつ設けられている。画像表示領域１０ａに設けられた画素部７０と差動増幅回路４ａとの間には、トランスミッションゲート６０が設けられている。

ここで、本実施形態に係る差動増幅回路の電気的な構成について、図３及び図６を参照して説明する。ここに図６は、差動増幅回路の電気的な構成を示す回路図である。

図６において、差動増幅回路４ａは、ｐチャネル型のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２と、ｎチャネル型のトランジスタＴｒ３及びＴｒ４とを備えた交差結合型の差動増幅回路である。より具体的には、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２が電気的に直列に接続された直列回路と、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４が電気的に直列に接続された直列回路とが電気的に並列に接続されている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ３のゲートは、ノードｓｏに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ２及びＴｒ４のゲートは、ノードｓｅに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソース及びドレインの接続点はノードｓｐに電気的に接続され、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４のソース及びドレインの接続点はノードｓｎに電気的に接続されている。

図３に示すように、ノードｓｅ及びｓｏは、これらのノードに電位を供給するｓｅ配線４ｆ及びｓｏ配線４ｇに夫々電気的に接続されている。ｓｅ配線４ｆは、トランスミッションゲート６０を介してデータ線３と電気的に接続可能になっており、ｓｅ配線４ｆには、画素部７０から読み出したデータ信号の電位が供給される。ｓｏ配線４ｇには、後述する選択回路２００から基準信号線ｒｅｆを介して検査用基準電位或いはプリチャージ用基準電位が供給される。ノードｓｐには、トランジスタ４ｄを介して高電位電源ＶＤＤが供給され、ノードｓｎには、トランジスタ４ｅを介して高電位電源ＶＤＤより低い低電位電源ＶＳＳが供給される。トランジスタ４ｄ及び４ｅは夫々、端子４ｂ及び４ｃを介して供給される駆動信号ＳＡｐ−ｃｈ及びＳＡｎ−ｃｈによってオンオフ制御されるようになっている。

図６において、このように構成された差動増幅回路４ａは、ノードｓｅ及びｓｏに供給された電位を、一方は高電位電源ＶＤＤの電位まで引き上げ、他方は低電位電源ＶＳＳの電位まで引き下げる。例えば、ノードｓｅにノードｓｏに比べて僅かでも高い電位が供給された場合には、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のうち、トランジスタＴｒ４が最初にオンとなる。トランジスタＴｒ４がオンとなるので、ノードｓｏの電位はノードｓｎの低電位電源ＶＳＳの電位まで低下する。そして、ノードｓｏがノードｓｎの低電位電源の電位まで低下するので、ゲートがノードｓｏに電気的に接続されたトランジスタＴｒ１がオンになる。その結果、ノードｓｅはノードｓｐの高電位電源ＶＤＤの電位まで上昇する。逆に、ノードｓｅにノードｓｏに比べて僅かでも低い電位が供給された場合には、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のうち、トランジスタＴｒ３が最初にオンとなる。トランジスタＴｒ３がオンとなるので、ノードｓｅの電位はノードｓｎの低電位電源ＶＳＳの電位まで低下する。そして、ノードｓｅがノードｓｎの低電位電源ＶＳＳの電位まで低下するので、ゲートがノードｓｅに電気的に接続されたトランジスタＴｒ２がオンになる。その結果、ノードｓｏはノードｓｐの高電位電源ＶＤＤの電位まで上昇する。

このように、差動増幅回路４ａは、ノードｓｅ及びｓｏに印加される電位のうち高い方の電位をより高くし、低い方の電位をより低くするように機能する。

再び図３において、トランスミッションゲート６０は、各データ線３に対応して設けられたトランジスタ６０ｓによって構成されている。差動増幅回路４ａのノードｓｅに電気的に接続されたｓｅ配線４ｆは、トランジスタ６０ｓのソースに電気的に接続され、トランジスタ６０ｓのゲートは制御端子９ｂに電気的に接続されている。トランジスタ６０ｓは、制御端子９ｂを介して入力されるＨＩＧＨの接続制御信号ＴＥによってオンとなり、データ線３に差動増幅回路４ａを電気的に接続するようになっている。

選択回路２００は、複数の差動増幅回路４ａのノードｓｏにｓｏ配線４ｇ及び基準信号線ｒｅｆを介して電気的に接続されている。

ここで、選択回路２００の電気的な構成について、図７を参照して説明する。ここに図７は、選択回路の電気的な構成を示す回路図である。

図７において、選択回路２００は、ｐチャネル型のトランジスタ２１１及び２２１と、ｎチャネル型のトランジスタ２１２及び２２２とを備えている。トランジスタ２１１及び２１２のゲートは、端子２３１に電気的に接続されている。トランジスタ２２１及び２２２のゲートは、端子２３２に電気的に接続されている。トランジスタ２１１のソースは、端子２３３に電気的に接続され、トランジスタ２１２のソースは、端子２３４に電気的に接続されている。トランジスタ２２２のソースは、端子２３５に電気的に接続されている。トランジスタ２１１及び２２２のドレインは、トランジスタ２２１のソースに電気的に接続されており、トランジスタ２２１及び２２２のドレインは端子２３６に電気的に接続されている。

端子２３１には、反転駆動される画像信号ＶＩＤの極性反転の周期を規定する反転周期規定信号ＦＲＰが供給されている。反転周期規定信号ＦＲＰは、画像信号ＶＩＤの極性反転の周期と同じ周期を有していると共に、画像信号ＶＩＤと同じ極性を有している。即ち、画像信号ＶＩＤが共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも高い電位を有している期間は、反転周期規定信号ＦＲＰも、共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも高い電位を有しており、画像信号ＶＩＤが共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも低い電位を有している期間は、反転周期規定信号ＦＲＰも、共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも低い電位を有している。

端子２３２には、検査時と通常表示時との切り換えを制御する切換信号ｅｘが供給されている。切換信号ｅｘは、検査時にはＨＩＧＨであり、通常表示時にはＬＯＷである。

端子２３３には、高電位電源ＶＤＤが供給されている。

端子２３４には、低電位電源ＶＳＳが供給されている。

端子２３５には、検査用基準電位ＶＭが供給されている。検査用基準電位ＶＭは、高電位電源ＶＤＤとＶＳＳとの間の電位を有している。

次に、本実施形態に係る差動増幅回路による画素部の検査について、図３、図６及び図７を参照して説明する。

図３及び図７において、画素部７０の良否を検査する検査時には、ＨＩＧＨの切換信号ｅｘが選択回路２００の端子２３２に供給されることで、トランジスタ２２１がオフにされ且つトランジスタ２２２がオンにされる。これにより、選択回路２００の端子２３５と端子２３６とが電気的に接続され、基準信号線ｒｅｆには、検査用基準電位ＶＭが供給される。

図３において、画素部７０の良否を検査する検査時には、接続制御端子９ｂにＨＩＧＨの接続制御信号ＴＥが供給されることで、トランジスタ６０ｓがオンにされ、データ線３に差動増幅回路４ａが電気的に接続される。

画素部の検査においては、各画素部７０に例えばＬＯＷ又はＨＩＧＨのデータ信号を書き込み、画素部７０に書き込まれたデータ信号を読み出して差動増幅回路４ａのノードｓｅに与える。一方、差動増幅回路４ａのノードｓｏには、選択回路２００から基準信号線ｒｅｆ及びｓｏ配線４ｇを介して検査用基準電位ＶＭを与える。差動増幅回路４ａは、図６を参照して上述したように、２入力（即ち、ノードｓｏ及びノードｓｅへの入力）のうち低いレベルの電位を低電位電源ＶＳＳの電位まで低下させ、高いレベルの電位を高電位電源ＶＤＤの電位まで上昇させることで、微妙な２入力のレベル差を大きくして、２入力のレベルの大小の判定を容易にする。このような差動増幅回路４ａからの出力に基づいて、例えば、予め画素部７０に供給されたデータ信号が検査用基準電位ＶＭより高い場合に、差動増幅回路４ａから低電位電源ＶＳＳの電位が出力されればノードｓｅに電気的に接続されたデータ線に対応する画素部７０に何らかの不具合が発生している等のように判断することで、画素部７０の良否を検査することができる。よって、製造工程において、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせて液晶を封入する前に、複数の画素部７０の電気的特性の評価或いは検査をすることができる。

次に、本実施形態に係る差動増幅回路によるプリチャージについて、図３、及び図６から図８を参照して説明する。ここに図８は、差動増幅回路によってプリチャージされるデータ線の電位の変化を示すタイミングチャートである。

本実施形態では特に、差動増幅回路４ａは、上述したように検査時に検査回路として用いることができるのみならず、液晶装置の通常表示時において、データ線３にプリチャージ信号を供給するプリチャージ回路として用いることができる。

図３及び図７において、通常表示時には、ＬＯＷの切換信号ｅｘが選択回路２００の端子２３２に供給されることで、トランジスタ２２１がオンにされ且つトランジスタ２２２がオフにされる。これにより、選択回路２００の端子２３６とトランジスタ２１１及び２１２のドレインとが電気的に接続され、基準信号線ｒｅｆには、反転周期規定信号ＦＲＰに基づくトランジスタ２１１及び２１２のオンオフの切換によって、高電位電源ＶＤＤ又は低電位電源ＶＳＳの電位がプリチャージ用基準電位として供給される。即ち、図７及び図８に示すように、第ｉ番目の水平走査期間Ｔｈ（ｉ）において反転周期規定信号ＦＲＰがＨＩＧＨの場合（即ち、画像信号の極性が共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも高い場合）には、トランジスタ２１１がオフにされ且つトランジスタ２１２がオンにされ、基準信号線ｒｅｆには、低電位電源ＶＳＳの電位が供給される。続く第ｉ＋１番目の水平走査期間Ｔｈ（ｉ＋１）では反転周期規定信号ＦＲＰがＬＯＷに変化することにより、トランジスタ２１１がオンにされ且つトランジスタ２１２がオフにされ、基準信号線ｒｅｆには、高電位電源ＶＤＤの電位が供給される。即ち、通常表示時において、基準信号線ｒｅｆには、共通固定電位ＬＣＣＯＭに対して画像信号とは反対の極性で、高電位電源ＶＤＤ及び低電位電源ＶＳＳの電位が、１水平走査期間Ｔｈ毎に交互にプリチャージ用基準電位として供給される。プリチャージ用基準電位は、基準信号線ｒｅｆと電気的に接続されたｓｏ配線４ｇを介して差動増幅回路４ａのノードｓｏに供給される。ここで、高電位電源ＶＤＤ及び低電位電源ＶＳＳは、データ線駆動回路１０１或いは走査線線駆動回路１０４等を駆動するための電源であり、高電位電源ＶＤＤの電位は、画像信号ＶＩＤの電位のとり得る最大電位よりも高く、低電位電源ＶＳＳの電位は、画像信号ＶＩＤのとり得る最小電位よりも低い。

図３及び図８において、通常表示時には、水平帰線期間Ｔｂ内のプリチャージ期間ＴｐにＨＩＧＨとなる接続制御信号ＴＥが接続端子９ｂ供給されることで、トランスミッションゲート６０のトランジスタ６０ｓがオンにされ、データ線３に差動増幅回路４ａが電気的に接続される。この際、データ線３の電位であるデータ線電位Ｖｄが差動増幅回路４ａのノードｓｅに供給されることになる。

図８において、データ線電位Ｖｄは、第ｉ番目の水平帰線期間Ｔｂ（ｉ）の始まりでは、負極性を有している（即ち、共通固定電位ＬＣＣＯＭよりも低い電位を有している）。つまり、第ｉ−１番目の水平走査期間Ｔｈ（ｉ−１）において、画素部７０に供給されたデータ信号の電位の極性が負極性であり、水平帰線期間Ｔ（ｉ）では極性反転した正極性のデータ信号がまだデータ線３に供給されないため、データ線電位Ｖｄは負極性に維持されている。

時刻ｔ１において画像信号の供給期間に先行するプリチャージ期間Ｔｐが開始すると（即ち、接続制御信号ＴＥがＨＩＧＨとなると）、トランジスタ６０ｓがオンになり、この負極性を有するデータ線電位Ｖｄが差動増幅回路４ａのノードｓｅに供給される。他方、上述したように、第ｉ番目の水平走査期間Ｔｈ（ｉ）では、基準信号線ｒｅｆには、低電位電源ＶＳＳの電位が供給されている。このため、差動増幅回路４ａは、ノードｓｅに供給される負極性のデータ線電位Ｖｄがノードｓｏに供給される低電位電源ＶＳＳの電位よりも高いので、高電位電源ＶＤＤの電位を、ノードｓｅを介してデータ線３に出力する、即ちデータ線電位Ｖｄが高電位電源ＶＤＤの電位とされる。よって、第ｉ番目の水平走査期間Ｔｈ（ｉ）のうち、正極性のデータ信号が供給される期間に先立つ水平帰線期間Ｔｂ（ｉ）（より正確には、プリチャージ期間Ｔｐ）において、データ線３に予め正極性を有する高電位電源ＶＤＤの電位を供給できる、即ち、データ線３をプリチャージすることができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置によれば、差動増幅回路４ａによって、データ線３をプリチャージすることができる。即ち、画素部７０の良否の検査に用いられる差動増幅回路４ａをプリチャージ回路として機能させることができる。言い換えれば、差動増幅回路４ａを、画素部７０の良否を検査する検査回路及びデータ線３をプリチャージするプリチャージ回路の両方として用いる、即ち兼用することができる。よって、検査回路としての差動増幅回路４ａとは別に、プリチャージ回路をＴＦＴアレイ基板１０上に形成する必要がない。従って、仮に検査回路とプリチャージ回路とを別個に設けた場合と比較して、ＴＦＴアレイ基板１０の基板サイズを小さくすることができ、液晶装置の小型化を図ることが可能となる。更に、仮にプリチャージ回路を差動増幅回路４ａとは別個に設けた場合と比較して、プリチャージ信号の劣化や遅延が少なくて済む。即ち、仮にプリチャージ回路を差動増幅回路４ａとは別個に設けた場合には、プリチャージ信号を供給するためのプリチャージ信号配線をＴＦＴアレイ基板１０上に引き回す必要があり、プリチャージ信号が、プリチャージ信号配線を伝播する間に、プリチャージ信号の劣化や遅延が生じてしまうおそれがある。しかるに実施形態の液晶装置によれば、差動増幅回路４ａからの出力がプリチャージ信号として供給されるので、プリチャージ信号の劣化や遅延は殆ど或いは全く発生しない。
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である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。

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９は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図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及び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及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、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及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、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及び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。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び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。

尚、図９を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、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。

また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及びその駆動方法、及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ´の断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の主要な回路構成を示したブロック図である。 画素部の電気的な構成を示す回路図である。 走査信号の供給タイミングを示すタイミングチャートである。 差動増幅回路の電気的な構成を示す回路図である。 選択回路の電気的な構成を示す回路図である。 差動増幅回路によってプリチャージされるデータ線の電位の変化を示すタイミングチャートである。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

３…データ線、４ａ…差動増幅回路、６…画像信号線、９ａ…画素電極、７…サンプリング回路、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１１…走査線、２０…対向基板、６０…トランスミッションゲート、７０…画素部、１０１…データ線駆動回路、１０４…走査線線駆動回路、２００…選択回路、ｅｘ…切換信号、ＦＲＰ…反転周期規定信号、ｒｅｆ…基準信号線、ｓｏ、ｓｅ…ノード、ＶＤＤ…高電位電源、ＶＳＳ…低電位電源

Claims (6)

1. 基板上に、
   互い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交差に対応して配置されると共に、所定周期で電位が所定電位に対して高位側の正極性と低位側の負極性とで極性反転する画像信号が、前記データ線を介して供給される複数の画素部と、
   前記所定電位よりも高い電位を有する高電位基準信号及び低い電位を有する低電位基準信号のうち、前記所定電位に対して前記画像信号と同じ極性の信号を基準信号として供給する基準信号線と、
   第１ノードに前記基準信号線の電位が入力されると共に第２ノードに前記データ線の電位が入力され、前記第１ノードの電位と前記第２ノードの電位とを比較して、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より低い場合には、前記所定電位より低い電位を有する低電位信号を、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より高い場合には、前記所定電位より高い電位を有する高電位信号を、前記第２ノードから前記データ線に、前記データ線への前記画像信号の供給に先行する期間において出力する差動増幅回路と
   を備えたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記所定周期は、前記画像信号の１水平走査期間であり、
   前記先行する期間は、前記１水平走査期間における水平帰線期間である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記走査線を介して前記画素部に走査信号を供給する走査線駆動回路と、
   前記複数の画素部の各々に前記データ線を介して前記画像信号を供給する画像信号供給回路と、
   前記走査線駆動回路及び前記画像信号供給回路の少なくとも一方に前記所定電位よりも高い高電位電源及び低い低電位電源の各々を供給する複数の電源配線と
   を備え、
   前記高電位基準信号及び前記高電位信号は、前記高電位電源の電位と同電位であり、
   前記低電位基準信号及び前記低電位信号は、前記低電位電源の電位と同電位である
   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. 前記高電位基準信号及び前記低電位基準信号の中間の電位を有する中間電位基準信号と、前記高電位基準信号及び前記低電位基準信号のうち前記同じ極性の信号とを選択的に前記基準信号線に供給する選択回路を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。
6. 基板上に、互い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交差に対応して配置された複数の画素部と、基準信号を供給する基準信号線と、第１ノードに前記基準信号線の電位が入力されると共に第２ノードに前記データ線の電位が入力される差動増幅回路とを備えた電気光学装置を駆動する電気光学装置の駆動方法であって、
   所定周期で電位が所定電位に対して高位側の正極性と低位側の負極性とで極性反転する画像信号を、前記データ線を介して前記複数の画素部に供給する画像信号供給過程と、
   前記所定電位よりも高い電位を有する高電位基準信号及び低い電位を有する低電位基準信号のうち電位が前記画像信号と同じ極性である信号を、前記基準信号として前記基準信号線に供給する基準信号供給過程と、
   前記第１ノードの電位と前記第２ノードの電位とを比較して、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より低い場合には、前記所定電位より低い電位を有する低電位信号を、前記第２ノードの電位が前記第１ノードの電位より高い場合には、前記所定電位より高い電位を有する高電位信号を、前記データ線への前記画像信号の供給に先行する期間において前記データ線をプリチャージするためのプリチャージ信号として、前記第２ノードを介して前記データ線に供給するプリチャージ過程と
   を備えたことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。

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