JP2014186116A - 表示装置 - Google Patents

表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014186116A
JP2014186116A JP2013060071A JP2013060071A JP2014186116A JP 2014186116 A JP2014186116 A JP 2014186116A JP 2013060071 A JP2013060071 A JP 2013060071A JP 2013060071 A JP2013060071 A JP 2013060071A JP 2014186116 A JP2014186116 A JP 2014186116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
electrode
shutter
supplied
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013060071A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenta Kajiyama
憲太 梶山
Katsumi Matsumoto
克巳 松本
Hideki Nakagawa
英樹 中川
Takahide Kuranaga
卓英 倉永
Takeomi Morita
壮臣 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pixtronix Inc
Original Assignee
Pixtronix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pixtronix Inc filed Critical Pixtronix Inc
Priority to JP2013060071A priority Critical patent/JP2014186116A/ja
Priority to US14/766,714 priority patent/US20160005361A1/en
Priority to PCT/US2014/031470 priority patent/WO2014153521A1/en
Priority to CN201480016710.1A priority patent/CN105051806A/zh
Priority to TW103110745A priority patent/TW201447855A/zh
Priority to KR1020157030274A priority patent/KR20150131391A/ko
Publication of JP2014186116A publication Critical patent/JP2014186116A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007Display of intermediate tones
    • G09G3/2018Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G09G3/2022Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals using sub-frames
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406Control of illumination source
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/30Picture reproducers using solid-state colour display devices
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0823Several active elements per pixel in active matrix panels used to establish symmetry in driving, e.g. with polarity inversion
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0852Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor being a dynamic memory with more than one capacitor
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0857Static memory circuit, e.g. flip-flop
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0861Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor with additional control of the display period without amending the charge stored in a pixel memory, e.g. by means of additional select electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0254Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0262The addressing of the pixel, in a display other than an active matrix LCD, involving the control of two or more scan electrodes or two or more data electrodes, e.g. pixel voltage dependent on signals of two data electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/06Details of flat display driving waveforms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

【課題】機械的シャッタの劣化を防止することができる可動シャッタ方式の画像表示装置を提供する。
【解決手段】機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、機械的シャッタは、シャッタ電極と、シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置。ディスチャージ期間と、表示期間とを有し、前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、|Vs−Vp1|≦(VH−VL)/10、|Vs−Vp2|≦(VH−VL)/10を満足する。
【選択図】図6

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、機械的シャッタの位置を電気的に制御して画像表示を行う画像表示装置の画素回路に適用して有効な技術に関する。
機械的シャッタ(以下、MEMSシャッタ)の位置を電気的に制御して画像表示を行う画像表示装置(以下、可動シャッタ方式の画像表示装置)、及びその駆動方法が、例えば、下記特許文献1に開示されている。
この可動シャッタ方式の画像表示装置は、MEMSシャッタをそれぞれ有する複数の画素と、赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれを照射する光源部とを有する。
そして、このMEMSシャッタを静電気力により移動させ、MEMSシャッタが開の時に、光源部から照射され導光板内部を伝搬した光を、導光板に形成された開口から射出させ、また、MEMSシャッタが閉の時に、光源部から照射され導光板内部を伝搬した光が、導光板に形成された開口から射出するのを遮断して画像表示を行う。
US 2011/0164067号
可動シャッタ方式の画像表示装置において、MEMSシャッタの制御不良による寿命低下が、シャッタ電極と一対の制御電極間に生じる接着力に起因することが判明している。
図18を用いてこれを説明する。図18は、可動シャッタ方式の画像表示装置において、各画素に設けられたシャッタ電極208と、一対の制御電極の中の一方の制御電極209の模式図である。両電極間の周囲にはアルミナないし窒化シリコンによる絶縁膜50が設けられている。
ここで、図18(a)はシャッタ電極208が制御電極209に静電的に引き付けられている図であり、両電極間には、例えば、25Vが印加される。このとき両電極間に挟まれた絶縁膜50には所定の電界が発生し、Poole-FrankelないしFowler-Nordheim注入電流によるリーク電流が発生する。
ここでこの際にいずれの電流注入機構が主になるかは、膜質、電界、温度等によって決定される。例えば、シャッタ電極208にLowレベル(以下、Lレベル)の低電圧、制御電極209にHighレベル(以下、Hレベル)の高電圧が印加されていた場合には、発生するリーク電流はシャッタ電極208から制御電極209に向かう電子注入として定義されるが、ここで両電極間の絶縁膜50には接触界面があり、この部分には多数の電子捕獲準位が存在することに留意する必要がある。
シャッタ電極208側の絶縁膜50からの電子放出は絶縁膜上の微小な凸部に集中するために電子捕獲の影響は少ないが、制御電極209側の絶縁膜50界面には広範囲に注入電子が分散するため、多数の電子が上記電子捕獲準位に捕獲される。この様子を示した図が図18(b)である。
更に図18(c)はこの後、両電極への電圧印加が無くなった状況を表した図である。印加電圧を無くしても、一度捕獲された電子は比較的長時間、絶縁膜50の界面に残存する。引続きシャッタ電極208にLレベルの低電圧、制御電極209にHレベルの高電圧を印加して両電極を閉じようとしても、この残存電荷が正電極の電圧を低下させてしまうため、静電引力によるシャッタの制御が不安定になってしまい、MEMSシャッタの寿命低下、或いはディスプレイ製品の寿命低下をもたらすことが想定される。
前述の問題点を解消するために、シャッタ電極208に交互に、LレベルのGNDの電圧と、Hレベルの25Vの電圧を印加して、シャッタ電極208を駆動するようにしている。
この駆動方法を、ポラリティ反転駆動法と称し、シャッタ電極208にGNDの電圧を印加して駆動する状態を「ポラリティ負の状態の状態」、シャッタ電極208に25Vの電圧を印加して駆動する状態を「ポラリティ正の状態の状態」と定義する。
しかしながら、本願の発明者は、前述のポラリティ反転駆動法で駆動しても、「ポラリティ正の状態」と「ポラリティ負の状態」での電圧のバランスが崩れ、シャッタ電極、あるいは、一対の制御電極の絶縁膜に電荷が溜まり、MEMSシャッタが劣化し、MEMSシャッタの寿命を低下させることが見出した。
図17は、従来の可動シャッタ方式の画像表示装置において、アップデート期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極208、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
なお、図17では、一対の制御電極の一方の電極をOpen電極、一対の制御電極の他方の電極をClose電極として説明する。また、図17において、シャッタ電極はShutterと、Open電極はOpenと、Close電極はCloseと図示している。
従来の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ正の状態のアップデート期間と、ポラリティ負の状態のアップデート期間における、シャッタ電極、Open電極およびClose電極の電圧、並びに、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧と、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧は、表示3のようになる。
なお、表3において、シャッタ電極208の電圧はShutter電位と、Open電極の電圧はOpen電位と、Close電極の電圧はClose電位と、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧はShutter−Open間電圧と、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧はShutter−Close間電圧と記述している。
従来の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ正の状態のアップデート期間において、シャッタ電極208の電圧はHレベルの25V、Open電極およびClose電極の電圧はLowレベルの0Vとなり、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧、および、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧は、25Vとなる。
また、ポラリティ負の状態のアップデート期間において、シャッタ電極208の電圧はLowレベルの0V、Open電極およびClose電極の電圧はLowレベルの0Vとなり、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧、および、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧は、0Vとなる。
このように、ポラリティ反転駆動法で駆動しても、アップデート期間において、「ポラリティ正の状態」と「ポラリティ負の状態」での電圧のバランスが崩れ、シャッタ電極、あるいは、一対の制御電極の絶縁膜に電荷が溜まり、MEMSシャッタが劣化し、MEMSシャッタの寿命を低下する。
本発明は、前述の知見に基づいて成されたものであり、本発明の目的は、可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間に、シャッタ電極および一対の制御電極にほぼ同一の電圧を供給して、機械的シャッタの劣化を防止することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、Vp1=Vp2=Vsを満足する。
(2)(1)において、前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、Vs=(VH−VL)/2、あるいは、Vs=VH、または、Vs=VLを満足する。
(3)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、
|Vs−Vp1|≦(VH−VL)/10、|Vs−Vp2|≦(VH−VL)/10を満足する。
(4)(3)において、前記Vsは、(VH+VL)/2の電圧である。
(5)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVsとするとき、前記ディスチャージ期間に、前記第1制御電極に供給される電圧の平均値、および、前記第2制御電極に供給される電圧の平均値は、前記Vsの電圧と同一である。
(6)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、(Vp1+Vp2)/2=Vsを満足する。
(7)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、プルアウト電圧をVpoとするとき、|Vs−Vp1|≦Vpo、|Vs−Vp2|≦Vpoを満足する。
(8)(5)ないし(7)の何れかにおいて、前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、前記Vsは、(VH+VL)/2の電圧である。
(9)(3)ないし(8)の何れかにおいて、前記各画素に画像信号電圧を入力する複数の映像線と、前記各画素に走査電圧を入力する複数の走査線と、第1電源電圧が供給される第1電源線と、第2電源電圧が供給される第2電源線と、シャッタ制御電圧が供給されるシャッタ電圧線と、アップデート電圧が供給されるアップデート電圧線とを備え、前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、前記画素回路は、電流端子の一端が前記複数の映像線の中の対応する映像線に接続され、ゲートが前記複数の走査線の中の対応する走査線に接続される入力トランジスタと、他端が前記第1電源線に接続されるとともに、一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記入力トランジスタで取り込んだ電圧を保持する保持容量と、ゲートが前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続される転送トランジスタと、前記第1電源線と前記第2電源線との間に接続され、入力端子が前記転送トランジスタの電流端子の他端に接続される第1CMOSインバータ回路と、 前記第1電源線と前記第2電源線との間に接続され、入力端子が前記第1CMOSインバータ回路の出力端子に接続される第2CMOSインバータ回路と、前記第1CMOSインバータ回路の入力端子と、前記第2CMOSインバータ回路の出力端子との間に接続され、ゲートが前記アップデート電圧線に接続される第1トランジスタとを有し、前記第1制御電極は、前記第1CMOSインバータ回路の出力端子に接続され、前記第2制御電極は、前記第2CMOSインバータ回路の出力端子に接続され、前記シャッタ電極は、前記シャッタ電圧線に接続される。
(10)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、前記画素回路は、前記第1制御電極に駆動電圧を供給する第1駆動トランジスタと、前記第2制御電極に駆動電圧を供給する第2駆動トランジスタとを有し、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記表示期間に、前記シャッタ電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、前記第1駆動トランジスタおよび前記第2駆動トランジスタの閾値電圧をVthとするとき、Vs=VH、|Vs−Vp1|≦Vth、|Vs−Vp2|≦2Vthを満足する。
(11)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、前記画素回路は、前記第1制御電極に駆動電圧を供給する第1駆動トランジスタと、前記第2制御電極に駆動電圧を供給する第2駆動トランジスタとを有し、ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、前記表示期間に、前記シャッタ電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、前記第1駆動トランジスタおよび前記第2駆動トランジスタの閾値電圧をVthとするとき、Vs=VH−Vth、|Vs−Vp1|≦Vth、|Vs−Vp2|≦Vthを満足する。
(12)(10)または(11)において、前記各画素に画像信号電圧を入力する複数の映像線と、前記各画素に走査電圧を入力する複数の走査線と、共通電源電圧が供給される電源線と、容量制御電圧が供給される容量制御電圧線と、シャッタ制御電圧が供給されるシャッタ電圧線と、アップデート電圧が供給されるアップデート電圧線とを備え、前記画素回路は、電流端子の一端が前記複数の映像線の中の対応する映像線に接続され、ゲートが前記複数の走査線の中の対応する走査線に接続される入力トランジスタと、他端が前記容量制御電圧線に接続されるとともに、一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記入力トランジスタで取り込んだ電圧を保持する保持容量と、前記第1駆動トランジスタと前記電源線との間に接続される第1容量素子と、前記第2駆動トランジスタと前記電源線との間に接続される第2容量素子とを有し、前記第1駆動トランジスタは、ゲートが前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続されるとともに、電流端子の一端が前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の他端が前記第1容量素子の一端に接続され、前記第2駆動トランジスタは、ゲートが前記第1駆動トランジスタの電流端子の他端に接続されるとともに、電流端子の一端が前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の他端が前記第2容量素子の一端に接続され、前記第1制御電極は、前記第1駆動トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記第2制御電極は、前記第2駆動トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記シャッタ電極は、前記シャッタ電圧線に接続される。
(13)(1)ないし(12)の何れかにおいて、前記サブフィールドは、前記表示期間に、前記シャッタ電極に対して、VLの低電圧駆動電圧を印加する負極性駆動状態のフィールドと、前記表示期間に、前記シャッタ電極に対して、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧を正極性駆動状態のフィールドとを有し、前記負極性駆動状態のフィールドから前記正極性駆動状態のフィールドへの切り替え、あるいは、前記正極性駆動状態のフィールドから前記負極性駆動状態のフィールドへの切り替えの時に、前記ディスチャ−ジ期間を挿入する。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間に、シャッタ電極および一対の制御電極にほぼ同一の電圧を供給して、機械的シャッタの劣化を防止することが可能となる。
本発明の実施例1の機械的シャッタの位置を電気的に制御して画像表示を行う画像表示装置(以下、可動シャッタ方式の画像表示装置)の概略構成を示すブロック図である。 図1に示す表示パネルの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例1の可動シャッタ方式の画像表示装置における画素の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施例1の可動シャッタ方式の画像表示装置の画素部の断面構造を示す断面図である。 図3に示す画素回路の各種配線上の、信号のタイミングチャートを示す図である 本発明の実施例1の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間A、シャッタ移動期間、発光期間、ディスチャージ期間Bについて、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置における画素の回路構成を示す回路図である。 図7に示す画素回路の各種配線上の、信号のタイミングチャートを示す図である。 本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ正の状態の時に、ディスチャージ期間、アップデート&シャッタ移動期間、および、LED点灯の発光期間における各画素回路の各部の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ負の状態の時に、ディスチャージ期間、アップデート&シャッタ移動期間、および、LED点灯の発光期間における各画素回路の各部の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例3の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例4の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例5の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例6の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例4の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 従来の可動シャッタ方式の画像表示装置において、アップデート期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。 可動シャッタ方式の画像表示装置において、各画素に設けられたシャッタ電極と、一対の制御電極の中の一方の制御電極の模式図である。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
図1は、本発明の実施例1の機械的シャッタ(以下、MEMSシャッタ)の位置を電気的に制御して画像表示を行う画像表示装置(以下、可動シャッタ方式の画像表示装置)の概略構成を示すブロック図である。
図1において、1は表示パネル、2はバックライト、3は表示パネル制御装置、4はバックライト制御装置、5はシステムコントローラ、6はフレームメモリ、7は表示パネル1に入力される制御信号である。
図2は、図1に示す表示パネル1の概略構成を示すブロック図である。
図2に示すように、図1に示す表示パネル1は、マトリクス状に配置された画素11を有し、各画素には、映像線13と、走査線12と、各種配線16とが入力される。また、走査線12は走査線駆動回路15に接続され、映像線13と各種配線16とは映像線駆動回路14に入力される。
図3は、本発明の実施例1の可動シャッタ方式の画像表示装置における画素の回路構成を示す回路図である。
図3に示すように、各種配線16は、アップデート線(Upd)と、シャッタ電圧線(Sht)と、正電圧線(Hgh)と、負電圧線(Low)とで構成される。
本実施例の画素回路において、映像線13と信号蓄積容量(以下、保持容量という)207とは走査スイッチ200で接続されており、走査スイッチ200のゲートは走査線12に接続されている。
正電圧線(Hgh)と、負電圧線(Low)との間には、pMOSトランジスタ202とnMOSトランジスタ203とで構成される第1CMOSインバータ回路と、pMOSトランジスタ204とnMOSトランジスタ205とで構成される第2CMOSインバータ回路とが設けられる。
保持容量207は、他端が負電圧線(Low)に接続され、一端が、nMOSトランジスタ201のソース(または、ドレイン)に接続されている。
nMOSトランジスタ201のドレイン(または、ソース)は、第1CMOSインバータ回路の入力端子(pMOSトランジスタ202およびnMOSトランジスタ203のゲート)に接続される。
第1CMOSインバータ回路の出力端子(pMOSトランジスタ202およびnMOSトランジスタ203のドレイン)は、第2CMOSインバータ回路の入力端子(pMOSトランジスタ204およびnMOSトランジスタ205のゲート)に接続されている。
第2CMOSインバータ回路の出力端子(pMOSトランジスタ204およびnMOSトランジスタ205のドレイン)は、pMOSトランジスタ206を介して、第1CMOSインバータ回路の入力端子(pMOSトランジスタ202およびnMOSトランジスタ203のゲート)に接続されている。
なお、nMOSトランジスタ201のゲート、および、pMOSトランジスタ206のゲートは、アップデート線(Upd)に接続されている。
各画素11は、MEMSシャッタ211を有し、シャッタ電極208はシャッタ電圧線(Sht)に接続されている。
また、一方の制御電極209は、第1CMOSインバータ回路の出力端子に接続されており、他方の制御電極210は、第2CMOSインバータ回路の出力端子に接続されている。
図4は、本発明の実施例の可動シャッタ方式の画像表示装置の画素部の断面構造を示す断面図である。
図4に示すように、ガラス基板39上には、多結晶シリコン薄膜31、高濃度n型不純物をドープした多結晶シリコン薄膜(30,32)、ゲート絶縁膜33、高融点金属からなるゲート電極35、ソース37、ドレイン電極36(図3に示すn型MOSトランジスタ203のドレイン電極)とから構成される多結晶シリコン薄膜トランジスタが設けられる。
更にガラス基板39上には、絶縁保護膜34を挟んでソース37、ドレイン電極36と同じAl配線層でシャッタ電圧線(Sht)、ドレイン電極40(図3に示すn型MOSトランジスタ205のドレイン電極)が形成されており、これらはシリコンナイトライドと有機材料の多層膜からなる保護膜38によって覆われている。
保護膜38上には、シャッタ電極208と、制御電極(209,210)の2つの制御電極を有する機械的シャッタ211が設けられており、シャッタ電極208はシャッタ電圧線(Sht)に、ドレイン電極36は制御電極209に、ドレイン電極40は制御電極210に、それぞれコンタクトホールを介して接続されている。またこれらシャッタ電極208と、制御電極(209,210)は、互いに接触した際の短絡防止のために、表面には絶縁膜が形成されている。
ここで、シャッタ電極208は、シャッタ電極208に入力される電圧と、制御電極209と制御電極210に入力される電圧との相対関係による電界でその位置が制御される ため、図4には破線を用いてその可動範囲も開示している。
また、図3には記載されていないが、画素11内に設けられたその他のトランジスタも、同様に多結晶シリコン薄膜トランジスタで構成されている。これらの多結晶シリコン薄膜トランジスタは、公知のエキシマレーザアニーリングプロセス等を用いて形成することができる。
シャッタ電極208に対してガラス基板39と反対側には、R(赤)G(緑)B(青)の3色の独立LED光源からなる光源42を有する導光板22が設けられている。なお、光源42と導光板22はバックライトを構成する。
導光板22の両面には反射膜(21,23)と、更に反射膜23の上には黒色膜24が設けられている。反射膜(21,23)はAgやAlなどの金属膜で、黒色膜24は金属酸化膜や、ポリイミド樹脂等にカーボンブラック、チタンブラック等の顔料粒子を適切に分散させることで形成することができる。
ここで、反射膜23及び黒色膜24には、図4に示すように、シャッタ電極208に対応する位置に開口が設けられており、光源42から射出されて導光板22を伝播した光41の一部が、この開口から射出されるように構成されている。したがって、シャッタ電極208の位置を電気的に制御して画像表示を行うことができる。また、黒色膜24は、外光の反射を防ぐために設けられたものである。
図5は、図3に示す画素回路の各種配線16上の、信号のタイミングチャートを示す図である。
なお、以下の説明では、Highレベル(以下、Hレベル)のVHの高電圧は25V、Lowレベル(以下、Lレベル)のVLの低電圧は0V、正側の中間電圧は15V、負側の中間電圧は10Vとして説明する。
シャッタ電圧線(Sht)は、ポラリティ正の状態の状態で25V、ポラリティ負の状態の状態で0Vとなるが、図5では両方の電圧が存在することを×印で示している。
以下、図5を用いて、図3に示す画素回路の動作について説明する。
時刻(t0)までに、映像線13に書込まれた画像信号電圧は、走査線12を順次走査することによって走査スイッチ200を介して保持容量207に記憶される。
次に、全画素の保持容量207に対する画像信号電圧の書込み走査が終了した後に、各画素において、書込まれた画像信号電圧を元に、一対の制御電極(209,210)に対して画像信号の書込みを行う。
即ち、時刻(t1)において、全画素において、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧を、25Vと、0Vとの間の、12.5Vの中間の電圧とする。
同時に、正電圧線(Hgh)上の電圧を、25Vの電圧から、15Vの正側の中間電圧とし、負電圧線(Low)上の電圧を、0Vの電圧から、10Vの負側の中間電圧にする。
次に、時刻(t2)において、アップデート線(Upd)の電圧を、0Vから20Vにする。
これにより、pMOSトランジスタ206がオフとなり、第2CMOSインバータ回路の出力端子から第1CMOSインバータ回路の入力端子へのフィードバックループが遮断される。また、nMOSトランジスタ201がオンとなる。
このとき、保持容量207に画像信号電圧として高電圧(ここでは、5V)が書込まれていた画素は、nMOSトランジスタ203がオン状態となることにより、この画素の制御電極209の電圧は負電圧線(Low)上の10の電圧に書き換えられる。
また、保持容量207に画像信号電圧として低電圧(ここでは、0V)が書込まれていた画素は、pMOSトランジスタ202がオン状態となることにより、この画素の制御電極209の電圧は正電圧線(Hgh)上の15Vの電圧に書き換えられる。
次に、時刻(t3)において、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧を25Vとし、同時に、正電圧線(Hgh)上の電圧を25Vに、負電圧線(Low)上の電圧を0Vにする。
これにより、保持容量207に画像信号電圧として高電圧(5V)が書込まれていた画素の制御電極209の電圧は負電圧線(Low)上の0Vの電圧に書き換えられる。
また、保持容量207に画像信号電圧として低電圧(0V)が書込まれていた画素の制御電極209の電圧は正電圧線(Hgh)上の25Vの電圧に書き換えられる。
次に、時刻(t4)において、アップデート線(Upd)の電圧を、20Vから0Vにする。
これにより、nMOSトランジスタ201がオフ、pMOSトランジスタ206がオンとなり、第2CMOSインバータ回路の出力端子から第1CMOSインバータ回路の入力端子へのフィードバックループが形成される。
この結果により、保持容量207に画像信号電圧として高電圧(5V)が書込まれていた画素の制御電極209の電圧は負電圧線(Low)上の0Vの電圧、制御電極210の電圧は正電圧線(Hgh)上の25Vの電圧となる。
また、保持容量207に画像信号電圧として低電圧(0V)が書込まれていた画素の制御電極209の電圧は正電圧線(Hgh)上の25Vの電圧、制御電極210の電圧は負電圧線(Low)上の0Vの電圧となる。
図5に示す駆動方法においては、シャッタ電極208、一対の制御電極(209,210)は、図6のような電圧で動作する。
なお、図6のアップデート期間&ディスチャージ期間は、図5の時刻t2から時刻t3の期間であり、図6のシャッタ移動期間は、図5の時刻t3から時刻t5の期間であり、図6のLED点灯の発光期間は、図5の時刻t5以降の期間である。
なお、図6、および後述する図11〜図16において、シャッタ電極はShutterと、Open電極はOpenと、Close電極はCloseと図示している。
以下、制御電極209をOpen電極、制御電極210をClose電極として説明する。
本実施例の可動シャッタ方式の画像表示装置は、フィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するとともに、サブフィールド方式で表示されるカラー画像の階調を制御する。本実施例では、各サブフィールドは、ディスチャージ期間(ディスチャージ期間A、または、ディスチャージ期間B)と、シャッタ移動期間、LED点灯の発光期間とで構成される。
ここで、ディスチャージ期間Aは、MEMSシャッタ211が開から、MEMSシャッタ211が開または閉となるときのディスチャージ期間であり、ディスチャージ期間Bは、MEMSシャッタ211が閉から、MEMSシャッタ211が開または閉となるときのディスチャージ期間である。
図6は、本発明の実施例1の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間A、シャッタ移動期間、発光期間、ディスチャージ期間Bについて、シャッタ電極208、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
ポラリティ正の状態のディスチャージ期間Aにおいて、シャッタ電極208の電圧は12.5V、Open電極の電圧は10V、Close電極の電圧は15Vとなり、Open電極の電圧と、Close電極の電圧の平均値が、シャッタ電極208の電圧と同じ値となっている。したがって、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧は+2.5V、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧は−2.5Vとなる。
同様に、ポラリティ正の状態のディスチャージ期間B、ポラリティ負の状態のディスチャージ期間A、ポラリティ負の状態のディスチャージ期間Bについてのシャッタ電極208の電圧、Open電極の電圧、Close電極の電圧、および、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧は表1のようになる。
なお、表1において、シャッタ電極208の電圧はShutter電位と、Open電極の電圧はOpen電位と、Close電極の電圧はClose電位と、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧はShutter−Open間電圧と、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧はShutter−Close間電圧と記述している。
表1のような電圧関係であると、まず第1に、ディスチャージ期間における各電極間の電圧、即ち、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧と、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧が、+2.5Vまたは−2.5Vであり、シャッタ移動期間や発光期間のときの電極間電圧(+25Vまたは−25V)に比べて十分に小さい(電界が緩和する)ので絶縁膜に注入された電荷が電極側へ戻る(電荷注入量を減らす)効果が得られる。
また、第2に、シャッタ電極208とOpen電極との間の電圧と、シャッタ電極208とClose電極との間の電圧の絶対値が同じであるため、絶縁膜に注入された電荷が電極側へ戻る効果の程度がOpen側とClose側とで同程度となる。
また、第3に、1つのポラリティ内での各電極間電圧がディスチャージAとディスチャージBとで電界方向が反転しているため、MEMSシャッタ211が開閉動作が繰り返される場合、電気的に対称となるため、電荷注入量が0近傍で安定する。
また、第4に、ポラリティ正の状態のディスチャージAの各電極間電圧とポラリティ負の状態のディスチャージAの各電極間電圧が電気的に反転しているため、MEMSシャッタ211の開状態が続く場合(MEMSシャッタ211の閉状態が続く場合も同じ)電気的に対称となるため、電荷注入量が0近傍で安定する。
以上説明したように、図6に示すような動作を行うことで、サブフィールド毎の電界緩和によって電荷注入量を減らすことができ、その電荷注入量は0近傍で安定させることができるため、本実施例の可動シャッタ方式の画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
図7は、本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置における画素の回路構成を示す回路図である。
なお、本実施例において、可動シャッタ方式の画像表示装置の概略構成、表示パネルの概略構成、および、画素部の断面構造は、図1、図2、図4と同じである。
図7に示すように、各種配線16は、アップデート線(Upd)と、シャッタ電圧線(Sht)と、容量制御電圧線(Cap)と、共通電源線(Com)とで構成される。
本実施例の画素回路において、映像線13と信号蓄積容量(以下、保持容量という)303とは走査スイッチ300で接続されており、走査スイッチ300のゲートは走査線12に接続されている。
保持容量303は、他端が容量制御電圧線(Cap)に接続され、一端が、nMOSトランジスタ301のゲートに接続されている。
nMOSトランジスタ301のソースはアップデート線(Upd)に接続され、nMOSトランジスタ301のドレインは、第1容量素子304を介して、共通電源線(Com)に接続されている。
nMOSトランジスタ301のドレインは、nMOSトランジスタ302のゲートに接続されており、nMOSトランジスタ302のソースはアップデート線(Upd)に接続され、nMOSトランジスタ302のドレインは、第2容量素子305を介して、共通電源線(Com)に接続されている。
ここで、共通電源線(Com)には、常時Lレベルの電圧(ここでは、0V)が供給されている。
各画素11は、MEMSシャッタ309を有し、シャッタ電極306はシャッタ電圧線(Sht)に接続されている。
また、一方の制御電極307は、nMOSトランジスタ301のドレインに接続されており、他方の制御電極308は、nMOSトランジスタ302のドレインに接続されている。
図8は、図7に示す画素回路の各種配線16上の、信号のタイミングチャートを示す図である。なお、シャッタ電圧線(Sht)は、ポラリティ正の状態の状態で25V、ポラリティ負の状態の状態で0Vとなる。図8では両方の電圧が存在することを×印で示している。
以下、図8を用いて、図7に示す画素回路の動作について説明する。なお、以下の説明では、HレベルのVHの電圧は25V、LレベルのVLの電圧は0Vとして説明する。
本実施例の可動シャッタ方式の画像表示装置は、フィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するとともに、サブフィールド方式で表示されるカラー画像の階調を制御する。本実施例では、各サブフィールドは、ディスチャージ期間と、アップデート&シャッタ移動期間、LED点灯の発光期間とで構成される。
時刻(t0)までに、映像線13に書込まれた画像信号電圧は、走査線12を順次走査することによって走査スイッチ300を介して保持容量303に記憶される。
次に、全画素の保持容量303に対する画像信号電圧の書込み走査が終了した後の時刻(t1)において、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧を、25Vの電圧とする。同時に、容量制御電圧線(Cap)上の電圧を、0Vの電圧から、25Vの電圧とし、アップデート線(Upd)上の電圧を、5Vの負側の中間電圧から、25Vの電圧とする。
次に、時刻t2において、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧を、25Vの電圧から、0Vの電圧とする。
次に、時刻t3において、容量制御電圧線(Cap)と、アップデート線(Upd)上の電圧を、25Vの電圧から、0Vの電圧とする。
以下、シャッタ電圧線(Sht)の電圧が25Vのポラリティ正の状態においてデータ書込み期間に保持容量303に5Vが入力されていた場合(以下、場合1)、シャッタ電圧線(Sht)の電圧が25Vのポラリティ正の状態においてデータ書込み期間に保持容量303に0Vが入力されていた場合(以下、場合2)、シャッタ電圧線(Sht)の電圧が0Vのポラリティ負の状態においてデータ書込み期間に保持容量303に5Vが入力されていた場合(以下、場合3)、シャッタ電圧線(Sht)の電圧が0Vのポラリティ負の状態においてデータ書込み期間に保持容量303に0Vが入力されていた場合(以下、場合4)について、動作を説明する。
なお、以下の説明では、制御電極307をOpen電極、制御電極308をClose電極として説明する。
(1)場合1
図9は、本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ正の状態の時に、ディスチャージ期間、アップデート&シャッタ移動期間、およびLED点灯の発光期間における各画素回路の各部の電圧変化を示す図である。
なお、図9のディスチャージ期間は、図8の時刻t1から時刻t2の期間であり、図9のアップデート&シャッタ移動期間は、図8の時刻t3から時刻t4の期間であり、図9のLED点灯の発光期間は、図8の時刻t4以降の期間である。
ポラリティ正の状態において、データ書込み期間に保持容量303に5Vが入力されていた場合(図9のデータ5V)、時刻t1のタイミングで、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vから、25Vに変化するので、保持容量303を介して、nMOSトランジスタ301のゲート電圧が、5Vから30Vになる。
ここで、アップデート線(Upd)上の電圧は25Vで、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が5Vとなるので、nMOSトランジスタ301はオンとなり、Open電極307にアップデート線(Upd)上の電圧、25Vが供給される。
nMOSトランジスタ302は、アップデート線(Upd)上の電圧が25Vで、ゲート電圧が25Vであるので、nMOSトランジスタ302のソース−ゲート間電圧が0Vとなり、nMOSトランジスタ302はオフとなる。
しかしながら、Close電極308の電圧によって、nMOSトランジスタ302のオン・オフは変化する。
時刻t1の前のClose電極308の電圧は、ポラリティの状態(ポラリティ正、あるいは、ポラリティ負)と、MEMSシャッタ309の開閉の状態によって決まっており、5Vと(25V−Vth)の2つの状態が存在する。なお、Vthは、nMOSトランジスタ301と、nMOSトランジスタ302の閾値電圧である。
Close電極308の電圧が、nMOSトランジスタ302のゲート電圧よりも低い(5V)場合には、Close電極308側の電極(ドレイン)がソースとなって、nMOSトランジスタ302はオンとなる。
nMOSトランジスタ302がオンすると、Close電極308の電圧は、アップデート線(Upd)の電圧へ向かって上昇し、nMOSトランジスタ302の閾値電圧(Vth)を加味した、(25V−Vth)の電圧に達したところで、nMOSトランジスタ302はオフとなる。
Close電極308の電圧が(25V−Vth)の場合には、すでにnMOSトランジスタ302の閾値電圧に達しているので変化しない。
このとき、シャッタ電圧線(Sht)に25Vが印加されているので、シャッタ電極306の電圧、Open電極307の電圧、Close電極308の電圧のすべてが、25V近傍(25V−Vth、あるいは、25V)となりディスチャージ期間とすることができる。
次に、時刻t3のタイミングで、アップデート線(Upd)上の電圧と容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vとなる。
nMOSトランジスタ301のゲート電圧は、保持容量303を介して、容量制御電圧線(Cap)に接続されているため、nMOSトランジスタ301のゲート電圧は、30Vから5Vに変化する。
よって、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が5Vを維持するため、nMOSトランジスタ301はオンを維持し、Open電極307の電圧は、25Vからアップデート線(Upd)上の電圧、0Vへ変化する。
nMOSトランジスタ302については、アップデート線(Upd)側の電極(ソース)の電圧が0Vへ変化するとともに、ゲート電圧も0Vへ変化するため、基本的にnMOSトランジスタ302はオフ状態を保つ。
ただし、ゲート電圧は、nMOSトランジスタ301を介して電圧が供給されるため、アップデート線(Upd)の電圧変化に対して遅れることになる。
遅延が大きく、nMOSトランジスタ302のソース−ゲート間電圧が、Vthの閾値電圧を超えてしまうと、nMOSトランジスタ302がオンしてしまい、Close電極308の電圧を25V近傍で維持できなくなる。
よって、図7には図示していないが、遅延対策として、nMOSトランジスタ302とアップデート線(Upd)との間に高抵抗を挿入しておくとよい。
以上のように、シャッタ電極306の電圧は25V、Open電極307の電圧は0V、Close電極308の電圧は(25V−Vth)となるため、シャッタ電極306は、Open電極307へ移動する。
(2)場合2
ポラリティ正の状態で、データ書込み期間において、保持容量に0Vが入力されていた場合(図9のデータ0V)、時刻t1のタイミングで、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が、0Vから25Vに変化すると、保持容量303を介して、nMOSトランジスタ301のゲート電圧が0Vから25Vになる。
nMOSトランジスタ301は、ソースが25V、ゲート電極が25Vであるので、ソースを基準とすると、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が0Vとなり、nMOSトランジスタ301はオフとなる。
一方、Open電極307の電圧は、前の表示状態によって、0Vまたは(5V−Vth)、または、(25V−Vth)となっている。
前の表示状態によって、Open電極307の電圧が、0Vまたは(5V−Vth)の場合には、Open電極307側の電極(ドレイン)がソースとなり、nMOSトランジスタ301がオンとなるため、Open電極307の電圧は、アップデート線(Upd)上の25Vの電圧から、nMOSトランジスタ301の閾値電圧(Vth)を加味した値(25V−Vth)となる。
前の表示状態によって、Open電極307の電圧が、(25V−Vth)であった場合は、nMOSトランジスタ301はオンせずに、Open電極307の電圧は、(25V−Vth)に維持される。
nMOSトランジスタ302については、前の表示状態によってClose電極308の電圧が、5Vまたは(25V−Vth)となっている。
前の表示状態によってClose電極308の電圧が5Vの場合は、Close電極308側の電極(ドレイン)をソースとして、nMOSトランジスタ302がオンし、Close電極308の電圧は、nMOSトランジスタ302のゲートの電圧(25V−Vth)に対して、nMOSトランジスタ302の閾値電圧を加味した値、(25V−Vth−Vth)まで上昇する。
前の表示状態によってClose電極308の電圧が(25V−Vth)であった場合には、nMOSトランジスタ302はオフのままとなり、Close電極308の電圧は、(25V−Vth)のままとなる。
このとき、シャッタ電圧線(Sht)には、25Vが供給されているので、シャッタ電極306の電圧、Open電極307の電圧、Close電極308の電圧のすべてが、25V近傍(25V−Vth−Vth、または、25V−Vth、または、25V−Vth)となりディスチャージ期間とすることができる。
次に、時刻t3のタイミングで、アップデート線(Upd)の電圧と、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vとなる。
nMOSトランジスタ301は、ゲート電圧が、保持容量303を介して容量制御電圧線(Cap)に接続されているため、nMOSトランジスタ301のゲート電圧は25Vから0Vに変化する。
よって、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧は0Vを維持するため、nMOSトランジスタ301はオフとなり、Open電極307は、(25V−Vth)の電圧を維持する。
nMOSトランジスタ302は、ゲート電圧が(25V−Vth)、ソースが0Vとなるため、nMOSトランジスタ302はオンとなり、Close電極308の電圧は0Vとなる。
以上のように、シャッタ電極306の電圧は25V、Open電極307の電圧は(25V−Vth)、Close電極308の電圧は0Vとなるため、シャッタ電極306は、Close電極308側へ移動する。
図10は、本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ負の状態の時に、ディスチャージ期間と、アップデート&シャッタ移動期間、LED点灯の発光期間における各画素回路の各部の電圧変化を示す図である。
なお、図10のディスチャージ期間は、図8の時刻t1から時刻t2の期間であり、図10のShtセット期間は、図8の時刻t2から時刻t3の期間であり、図10のアップデート&シャッタ移動期間は、図8の時刻t3から時刻t4の期間であり、図10のLED点灯の発光期間は、図8の時刻t4以降の期間である。
(3)場合3
ポラリティ正の状態の場合は、ディスチャージ期間、アップデート&シャッタ移動期間、LED点灯の発光期間の何れ期間も、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧は、25Vであるが、ポラリティ負の状態の場合は、ディスチャージ期間には、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧は、25Vであるが、アップデート&シャッタ移動期間、および、LED点灯の発光期間には、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧が、0Vになる。
ポラリティ負の状態において、データ書込み期間に保持容量303に5Vが入力されていた場合(図10のデータ5V)、時刻t1のタイミングで、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vから、25Vの電圧に変化するので、保持容量303を介して、nMOSトランジスタ301のゲート電圧が、5Vから30Vになる。
ここで、アップデート線(Upd)上の電圧は25Vで、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が5Vとなるので、nMOSトランジスタ301はオンとなり、Open電極307にアップデート線(Upd)上の電圧25Vが供給される。
nMOSトランジスタ302は、アップデート線(Upd)上の電圧が25Vで、ゲート電圧が25Vであるので、nMOSトランジスタ302のソース−ゲート間電圧が0Vとなり、nMOSトランジスタ302はオフとなる。
しかしながら、Close電極308の電圧によって、nMOSトランジスタ302のオン・オフは変化する。
時刻t1の前のClose電極308の電圧は、ポラリティの状態(ポラリティ正、あるいは、ポラリティ負)と、MEMSシャッタ309の開閉の状態によって決まっており、5Vと(25V−Vth)の2つの状態が存在する。
Close電極308の電圧が、nMOSトランジスタ302のゲート電圧よりも低い5V場合には、Close電極308側の電極(ドレイン)がソースとなって、nMOSトランジスタ302はオンとなる。
nMOSトランジスタ302がオンすると、Close電極308の電圧は、アップデート線(Upd)の電圧へ向かって上昇し、nMOSトランジスタ302の閾値電圧(Vth)を加味した、(25V−Vth)の電圧に達したところで、nMOSトランジスタ302はオフとなる。
Close電極308の電圧が(25V−Vth)の場合には、すでにnMOSトランジスタ302の閾値電圧に達しているので変化しない。
このとき、シャッタ電圧線(Sht)に25Vが印加されているので、シャッタ電極306の電圧、Open電極307の電圧、Close電極308の電圧のすべてが、25V近傍(25V−Vth、あるいは、25V)となりディスチャージ期間とすることができる。
次に、時刻t2のタイミングで、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧が、0Vになる。
次に、時刻t3のタイミングで、アップデート線(Upd)上の電圧と容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vとなる。
nMOSトランジスタ301のゲート電圧は、保持容量303を介して、容量制御電圧線(Cap)に接続されているため、nMOSトランジスタ301のゲート電圧は、30Vから5Vに変化する。
よって、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が5Vを維持するため、nMOSトランジスタ301はオンを維持し、Open電極307は、25Vからアップデート線(Upd)上の電圧0Vへ変化する。
nMOSトランジスタ302については、アップデート線(Upd)側の電極(ソース)が0Vへ変化するとともに、ゲート電圧も0Vへ変化するため、基本的にnMOSトランジスタ302はオフ状態を保つ。
ただし、ゲート電圧は、nMOSトランジスタ301を介して電圧が供給されるため、アップデート線(Upd)の電圧変化に対して遅れることになる。
遅延が大きく、nMOSトランジスタ302のソース−ゲート間電圧が、Vthの閾値電圧を超えてしまうと、nMOSトランジスタ302がオンしてしまい、Close電極308の電圧を25V近傍で維持できなくなる。
よって、前述したように、遅延対策として、nMOSトランジスタ302とアップデート線(Upd)との間に高抵抗を挿入しておくとよい。
以上のように、シャッタ電極306の電圧は0V、Open電極307の電圧は0V、Close電極308の電圧は(25V−Vth)となるため、シャッタ電極306は、Close電極308へ移動する。
(4)場合4
ポラリティ負の状態で、データ書込み期間において、保持容量に0Vが入力されていた場合(図10のデータ0V)、時刻t1のタイミングで、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が、0Vから25Vに変化すると、保持容量303を介して、nMOSトランジスタ301のゲート電圧が0Vから25Vになる。
nMOSトランジスタ301は、ソースが25V、ゲート電極が25Vであるので、ソースを基準とすると、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧が0Vとなり、nMOSトランジスタ301はオフとなる。
一方、Open電極307の電圧は、前の表示状態によって、0Vまたは(5V−Vth)、または、(25V−Vth)となっている。
前の表示状態によって、Open電極307の電圧が、0Vまたは(5V−Vth)の場合には、Open電極307側の電極(ドレイン)がソースとなり、nMOSトランジスタ301がオンとなるため、Open電極307の電圧は、アップデート線(Upd)上の25Vの電圧から、nMOSトランジスタ301の閾値電圧(Vth)を加味した値(25V−Vth)となる。
前の表示状態によって、Open電極307の電圧が、(25V−Vth)であった場合は、nMOSトランジスタ301はオンせずに、Open電極307の電圧は、(25V−Vth)に維持される。
nMOSトランジスタ302については、前の表示状態によってClose電極308の電圧が、5Vまたは(25V−Vth)となっている。
前の表示状態によってClose電極308の電圧が5Vの場合は、Close電極308側の電極(ドレイン)をソースとして、nMOSトランジスタ302がオンし、Close電極308の電圧は、nMOSトランジスタ302のゲートの電圧(25V−Vth)に対して、nMOSトランジスタ302の閾値電圧(Vth)を加味した値、(25V−Vth−Vth)まで上昇する。
前の表示状態によってClose電極308の電圧が(25V−Vth)であった場合には、nMOSトランジスタ302はオフのままとなり、Close電極308の電圧は、(25V−Vth)のままとなる。
このとき、シャッタ電圧線(Sht)には、25Vが供給されているので、シャッタ電極306の電圧、Open電極307の電圧、Close電極308の電圧のすべてが、25V近傍(25V−Vth−Vth、または、25V−Vth、または、25V−Vth)となりディスチャージ期間とすることができる。
次に、時刻t2のタイミングで、シャッタ電圧線(Sht)上の電圧が、0Vになる。
次に、時刻t3のタイミングで、アップデート線(Upd)の電圧と、容量制御電圧線(Cap)上の電圧が0Vとなる。
nMOSトランジスタ301は、ゲート電圧が、保持容量303を介して容量制御電圧線(Cap)に接続されているため、nMOSトランジスタ301のゲート電圧は25Vから0Vに変化する。
よって、nMOSトランジスタ301のソース−ゲート間電圧は0Vを維持するため、nMOSトランジスタ301はオフとなり、Open電極307は、(25V−Vth)の電圧を維持する。
nMOSトランジスタ302は、ゲート電圧が(25V−Vth)、ソースが0Vとなるため、nMOSトランジスタ302はオンとなり、Close電極308の電圧は0Vとなる。
以上のように、シャッタ電極306の電圧は0V、Open電極307の電圧は(25V−Vth)、Close電極308の電圧は0Vとなるため、シャッタ電極306は、Open電極307側へ移動する。
なお、(25V−Vth)の電圧と、(25V−Vth−Vth)の電圧は、フローティング電圧であるので、シャッタ電極306が移動して、シャッタ電極306と引き付ける側の電極の間の容量が増えると、引き付ける側の電極の電圧が下がってしまい、十分にシャッタ電極306を引き込めなくなる。
このため、Open電極307と、Close電極308のそれぞれに第1容量素子304と第2容量素子305が付加されている。この第1容量素子304と第2容量素子305は、シャッタ電極306と引き付ける側の電極との間で形成される容量よりも十分に大きくする必要がある。
画素面積は限られているため足りない場合が想定され、その場合には、共通電源線(Com)上の電圧に振幅を与えることで補助することができる。
図9、図10に示す駆動方法によれば、シャッタ電極306、一対の制御電極(307,308)は、図11に示すような電圧で動作する。
図11に示すように、サブフィールド毎にディスチャージ期間が設けられるので、寿命が向上する。なお、ディスチャージ期間のシャッタ電圧線(Sht)の電圧を、(25V−Vth)または、(25V−Vth)とすれば、シャッタ電極306とOpen電極307との間の電圧、および、シャッタ電極306とClose電極308との間の電圧の偏りが小さくなるので、さらに寿命が向上する。
なお、図11は、本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極306、Open電極307、Close電極308の電圧変化を示す図である。
本発明の実施例2の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ポラリティ正の状態のディスチャージ期間、ポラリティ正の状態のディスチャージ期間B、ポラリティ負の状態のディスチャージ期間A、ポラリティ負の状態のディスチャージ期間Bについてのシャッタ電極306の電圧、Open電極307の電圧、Close電極308の電圧、および、シャッタ電極208とOpen電極307との間の電圧、シャッタ電極208とClose電極308との間の電圧は表2のようになる。
なお、表2において、シャッタ電極306の電圧はShutter電位と、Open電極307の電圧はOpen電位と、Close電極308の電圧はClose電位と、シャッタ電極208とOpen電極307との間の電圧はShutter−Open間電圧と、シャッタ電極208とClose電極308との間の電圧はShutter−Close間電圧と記述している。
図12は、本発明の実施例3の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
MEMSシャッタ(図3の211、図7の309)において、シャッタ電極、Open電極、Close電極の3電極とも同じ電圧が最も電界が弱く、この状態が電気的に最も均一である。
理想的には、MEMSシャッタ(図3の211、図7の309)の駆動として、ディスチャージ期間に、シャッタ電極、Open電極、Close電極の3電極の電極をHレベル(25V)とLレベル(0V)の中間の電圧(12.5V)に揃えるとよく、図12に示す本実施例の方法は、ディスチャージ期間に、シャッタ電極、Open電極、Close電極の3電極の電圧を、12.5Vにしたものである。
本実施例において、ディスチャージ期間に、シャッタ電極、Open電極、Close電極の3電極の電圧を、12.5Vにするための画素回路としては、図3、あるいは、図7に示す画素回路において、ディスチャージ期間にのみオンとなるスイッチ素子を介して、シャッタ電極、Open電極、Close電極の3電極に、12.5Vの電圧を供給すればよい。
図13は、本発明の実施例4の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
本実施例では、図13に示すように、ディスチャージ期間に、Open電極の電圧と、Close電極の電圧を、シャッタ電極の電圧に一致させたものである。
図13では、ポラリティ正の状態の時に、Open電極の電圧と、Close電極の電圧を、シャッタ電極の25Vの電圧に一致させ、ポラリティ負の状態の時に、Open電極の電圧と、Close電極の電圧を、シャッタ電極の0Vの電圧に一致させている。
本実施例においても、ディスチャージ期間に、Open電極の電圧と、Close電極の電圧を、シャッタ電極の電圧に一致させるための画素回路としては、図3、あるいは、図7に示す画素回路において、ディスチャージ期間にのみオンとなるスイッチ素子を介して、ディスチャージ期間に、Open電極と、Close電極に、シャッタ電極の電圧を供給すればよい。
図14は、本発明の実施例5の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
実施例1、実施例2のように画素回路の構成によっては、ディスチャージ期間のOpen電極の電圧と、Close電極の電圧を任意の値にできない場合がある。その場合には、シャッタ電極208の電圧を、Open電極の電圧と、Close電極の電圧の平均値とするとよい。
本実施例は、ポラリティ正の状態、ポラリティ負の状態のそれぞれで、ディスチャージ期間におけるOpen電極の電圧と、Close電極の電圧の平均値が、ディスチャージ期間のシャッタ電極の電圧となるようにした場合である。
図14に示すように、本実施例では、ポラリティ正の状態において、ディスチャージ期間におけるOpen電極の電圧が、Mid1の電圧と、Mid3の電圧であり、ディスチャージ期間におけるClose電極の電圧が、Mid2の電圧と、Mid4の電圧であった場合、ディスチャージ期間のシャッタ電極の電圧(Mid0)を、下記(1)式の電圧とするものである。
同様に、ポラリティ負の状態において、ディスチャージ期間におけるOpen電極の電圧が、Mid6の電圧と、Mid8の電圧であり、ディスチャージ期間におけるClose電極の電圧が、Mid7の電圧と、Mid9の電圧であった場合、ディスチャージ期間のシャッタ電極の電圧(Mid5)を、下記(2)とするものである。
Mid0=(Mid1+Mid2+Mid3+Mid4)/4 ・・・ (1)
Mid5=(Mid6+Mid7+Mid8+Mid9)/4 ・・・ (2)
ここで、Mid0とMid5の電圧は12.5V(=25/2)にしてもよい。なお、前述の(1)式、(2)式において、Mid1とMid4とMid7とMid8の電圧を10V、Mid2とMid3とMid6とMid9の電圧を15V、Mid0とMid5の電圧を12.5Vにした場合は、前述の実施例1となる。
図15は、本発明の実施例6の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
本実施例は、ディスチャージ期間におけるシャッタ電極とOpen電極との間の電圧、シャッタ電極とClose電極との間の電圧を、プルアウト電圧(Vpo)よりも低くした場合である。
即ち、図15に図示するように、ポラリティ正の状態において、ディスチャージ期間におけるOpen電極の電圧が、Mid1の電圧と、Mid3の電圧であり、ディスチャージ期間におけるClose電極の電圧が、Mid2の電圧と、Mid4の電圧であり、ディスチャージ期間のシャッタ電極の電圧がMid0(例えば、12.5V)であった場合、下記(3)式を満足するようにするものである。
|Mid1−Mid0|≦Vpo
|Mid2−Mid0|≦Vpo
|Mid3−Mid0|≦Vpo
|Mid4−Mid0|≦Vpo ・・・・・・・・・ (3)
同様に、図15に図示するように、ポラリティ負の状態において、ディスチャージ期間におけるOpen電極の電圧が、Mid6の電圧と、Mid8の電圧であり、ディスチャージ期間におけるClose電極の電圧が、Mid7の電圧と、Mid9の電圧であり、ディスチャージ期間のシャッタ電極の電圧がMid5(例えば、12.5V)であった場合、下記(4)式を満足するようにするものである。
|Mid6−Mid5|≦Vpo
|Mid7−Mid5|≦Vpo
|Mid8−Mid5|≦Vpo
|Mid9−Mid5|≦Vpo ・・・・・・・・・ (4)
ここで、プルアウト電圧(Vpo)は、シャッタ電極を、一方の電極に引き付けた状態から電界を弱めていった場合に、シャッタ電極が、引き付ける電極から離れる瞬間の電圧である。
シャッタ電極を、一方の電極に引き付けた状態から電界を弱めていった場合に、シャッタ電極が、引き付ける電極から離れる瞬間に電界の急激な緩和が生じるので、最低でもこの電圧よりも低ければディスチャージの効果が得られる。
図16は、本発明の実施例7の可動シャッタ方式の画像表示装置において、ディスチャージ期間、シャッタ移動期間、発光期間について、シャッタ電極、Open電極、Close電極の電圧変化を示す図である。
本実施例では、ポラリティ正の状態からポラリティ負の状態、あるいは、ポラリティ負の状態からポラリティ正の状態へのポラリティ反転の際に、サブフィールドの間にディスチャージ期間を挿入したものである。
同じ電界を加え続けると電界が弱まる方向に絶縁膜に電荷が注入される。また、そのときに注入された電荷はポラリティを反転した際に電界を強める方向となる。よって、絶縁膜にもっとも大きな電界がかかるのはポラリティ反転の瞬間である。ディスチャージの状態でポラリティを反転すれば、前述のもっとも大きな電界を回避することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
1 表示パネル
2 バックライト
3 表示パネル制御装置
4 バックライト制御装置
5 システムコントローラ
6 フレームメモリ
11 画素
12 走査線
13 映像線
14 映像線駆動回路
15 走査線駆動回路
16 配線
21,23 反射膜
22 導光板
24 黒色膜
30,32 高濃度n型不純物をドープした多結晶シリコン薄膜
31 多結晶シリコン薄膜
33 ゲート絶縁膜
34 絶縁保護膜
35 ゲート電極
36,40 ドレイン電極
37 ソース
38 保護膜
39 ガラス基板
50 絶縁膜
200,300 走査スイッチ
202,204,206 pMOSトランジスタ
201,203,205,301,302 nMOSトランジスタ
207,303 信号蓄積容量
209,210,307,308 制御電極
208,306 シャッタ電極
211,309 MEMSシャッタ
Hgh 正電圧線
Low 負電圧線
Upd アップデート線
Sht シャッタ電圧線
Cap 容量制御電圧線
Com 共通電源線

Claims (15)

  1. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、
    Vp1=Vp2=Vsを満足することを特徴とする表示装置。
  2. 前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    Vs=(VH−VL)/2を満足することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    Vs=VHを満足することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    Vs=VLを満足することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、
    |Vs−Vp1|≦(VH−VL)/10、
    |Vs−Vp2|≦(VH−VL)/10を満足することを特徴とする表示装置。
  6. 前記Vsは、(VH+VL)/2の電圧であることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVsとするとき、
    前記ディスチャージ期間に、前記第1制御電極に供給される電圧の平均値、および、前記第2制御電極に供給される電圧の平均値は、前記Vsの電圧と同一であることを特徴とする表示装置。
  8. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2とするとき、
    (Vp1+Vp2)/2=Vsを満足することを特徴とする表示装置。
  9. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、プルアウト電圧をVpoとするとき、
    |Vs−Vp1|≦Vpo、
    |Vs−Vp2|≦Vpoを満足することを特徴とする表示装置。
  10. 前記表示期間に、前記シャッタ電極と、前記第1制御電極と、前記第2制御電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    前記Vsは、(VH+VL)/2の電圧であることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記各画素に画像信号電圧を入力する複数の映像線と、
    前記各画素に走査電圧を入力する複数の走査線と、
    第1電源電圧が供給される第1電源線と、
    第2電源電圧が供給される第2電源線と、
    シャッタ制御電圧が供給されるシャッタ電圧線と、
    アップデート電圧が供給されるアップデート電圧線とを備え、
    前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、
    前記画素回路は、電流端子の一端が前記複数の映像線の中の対応する映像線に接続され、ゲートが前記複数の走査線の中の対応する走査線に接続される入力トランジスタと、
    他端が前記第1電源線に接続されるとともに、一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記入力トランジスタで取り込んだ電圧を保持する保持容量と、
    ゲートが前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続される転送トランジスタと、
    前記第1電源線と前記第2電源線との間に接続され、入力端子が前記転送トランジスタの電流端子の他端に接続される第1CMOSインバータ回路と、
    前記第1電源線と前記第2電源線との間に接続され、入力端子が前記第1CMOSインバータ回路の出力端子に接続される第2CMOSインバータ回路と、
    前記第1CMOSインバータ回路の入力端子と、前記第2CMOSインバータ回路の出力端子との間に接続され、ゲートが前記アップデート電圧線に接続される第1トランジスタとを有し、
    前記第1制御電極は、前記第1CMOSインバータ回路の出力端子に接続され、
    前記第2制御電極は、前記第2CMOSインバータ回路の出力端子に接続され、
    前記シャッタ電極は、前記シャッタ電圧線に接続されることを特徴とする請求項5ないし請求項10のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、
    前記画素回路は、前記第1制御電極に駆動電圧を供給する第1駆動トランジスタと、
    前記第2制御電極に駆動電圧を供給する第2駆動トランジスタとを有し、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記表示期間に、前記シャッタ電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、前記第1駆動トランジスタおよび前記第2駆動トランジスタの閾値電圧をVthとするとき、
    Vs=VH、
    |Vs−Vp1|≦Vth、
    |Vs−Vp2|≦2Vthを満足することを特徴とする表示装置。
  13. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素を有し、
    前記機械的シャッタは、シャッタ電極と、前記シャッタ電極に対して対に設けられた第1及び第2制御電極とを有し、
    前記シャッタ電極の位置を電気的に制御して画像を表示する表示装置であって、
    前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、
    前記画素回路は、前記第1制御電極に駆動電圧を供給する第1駆動トランジスタと、
    前記第2制御電極に駆動電圧を供給する第2駆動トランジスタとを有し、
    ディスチャージ期間と、前記ディスチャージ期間後の表示期間とを有し、
    前記表示期間に、前記シャッタ電極には、VLの低電圧駆動電圧、あるいは、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧が供給され、
    前記ディスチャージ期間に、前記シャッタ電極に供給される電圧をVs、前記第1制御電極に供給される電圧をVp1、前記第2制御電極に供給される電圧をVp2、前記第1駆動トランジスタおよび前記第2駆動トランジスタの閾値電圧をVthとするとき、
    Vs=VH−Vth
    |Vs−Vp1|≦Vth、
    |Vs−Vp2|≦Vthを満足することを特徴とする表示装置。
  14. 前記各画素に画像信号電圧を入力する複数の映像線と、
    前記各画素に走査電圧を入力する複数の走査線と、
    共通電源電圧が供給される電源線と、
    容量制御電圧が供給される容量制御電圧線と、
    シャッタ制御電圧が供給されるシャッタ電圧線と、
    アップデート電圧が供給されるアップデート電圧線とを備え、
    前記画素回路は、電流端子の一端が前記複数の映像線の中の対応する映像線に接続され、ゲートが前記複数の走査線の中の対応する走査線に接続される入力トランジスタと、
    他端が前記容量制御電圧線に接続されるとともに、一端が前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続され、前記入力トランジスタで取り込んだ電圧を保持する保持容量と、
    前記第1駆動トランジスタと前記電源線との間に接続される第1容量素子と、
    前記第2駆動トランジスタと前記電源線との間に接続される第2容量素子とを有し、
    前記第1駆動トランジスタは、ゲートが前記入力トランジスタの電流端子の他端に接続されるとともに、電流端子の一端が前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の他端が前記第1容量素子の一端に接続され、
    前記第2駆動トランジスタは、ゲートが前記第1駆動トランジスタの電流端子の他端に接続されるとともに、電流端子の一端が前記アップデート電圧線に接続され、電流端子の他端が前記第2容量素子の一端に接続され、
    前記第1制御電極は、前記第1駆動トランジスタの電流端子の他端に接続され、
    前記第2制御電極は、前記第2駆動トランジスタの電流端子の他端に接続され、
    前記シャッタ電極は、前記シャッタ電圧線に接続されることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記サブフィールドは、前記表示期間に、前記シャッタ電極に対して、VLの低電圧駆動電圧を印加する負極性駆動状態のフィールドと、
    前記表示期間に、前記シャッタ電極に対して、前記VLの低電圧駆動電圧よりも高電圧のVHの高電圧駆動電圧を正極性駆動状態のフィールドとを有し、
    前記負極性駆動状態のフィールドから前記正極性駆動状態のフィールドへの切り替え、あるいは、前記正極性駆動状態のフィールドから前記負極性駆動状態のフィールドへの切り替えの時に、前記ディスチャ−ジ期間を挿入することを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の表示装置。
JP2013060071A 2013-03-22 2013-03-22 表示装置 Pending JP2014186116A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013060071A JP2014186116A (ja) 2013-03-22 2013-03-22 表示装置
US14/766,714 US20160005361A1 (en) 2013-03-22 2014-03-21 Display device
PCT/US2014/031470 WO2014153521A1 (en) 2013-03-22 2014-03-21 Display device
CN201480016710.1A CN105051806A (zh) 2013-03-22 2014-03-21 显示装置
TW103110745A TW201447855A (zh) 2013-03-22 2014-03-21 顯示裝置
KR1020157030274A KR20150131391A (ko) 2013-03-22 2014-03-21 디스플레이 디바이스

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013060071A JP2014186116A (ja) 2013-03-22 2013-03-22 表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014186116A true JP2014186116A (ja) 2014-10-02

Family

ID=50640003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013060071A Pending JP2014186116A (ja) 2013-03-22 2013-03-22 表示装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160005361A1 (ja)
JP (1) JP2014186116A (ja)
KR (1) KR20150131391A (ja)
CN (1) CN105051806A (ja)
TW (1) TW201447855A (ja)
WO (1) WO2014153521A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019165131A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電信電話株式会社 Dmlドライバ

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777572B2 (en) * 2014-11-17 2017-10-03 Baker Hughes Incorporated Multi-probe reservoir sampling device
WO2018167912A1 (ja) * 2017-03-16 2018-09-20 オリンパス株式会社 固体撮像素子および内視鏡システム
US11536950B2 (en) * 2017-12-29 2022-12-27 Texas Instruments Incorporated Capacitive-based determination of micromirror status

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012105705A1 (ja) * 2011-02-04 2012-08-09 株式会社日立製作所 光学フィルタリングデバイス、並びに欠陥検査方法及びその装置
JP2012237896A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Japan Display East Co Ltd 画像表示装置
JP2013134275A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Japan Display East Co Ltd 表示装置およびその駆動方法
JP2014142491A (ja) * 2013-01-24 2014-08-07 Pixtronix Inc 表示装置
JP2014522509A (ja) * 2011-06-01 2014-09-04 ピクストロニクス,インコーポレイテッド Mems表示デバイス用のラッチ回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8482496B2 (en) * 2006-01-06 2013-07-09 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate
ES2409064T3 (es) * 2005-02-23 2013-06-24 Pixtronix, Inc. Procedimientos y aparato de visualización
US9082353B2 (en) 2010-01-05 2015-07-14 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9235047B2 (en) * 2011-06-01 2016-01-12 Pixtronix, Inc. MEMS display pixel control circuits and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012105705A1 (ja) * 2011-02-04 2012-08-09 株式会社日立製作所 光学フィルタリングデバイス、並びに欠陥検査方法及びその装置
JP2012237896A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Japan Display East Co Ltd 画像表示装置
JP2014522509A (ja) * 2011-06-01 2014-09-04 ピクストロニクス,インコーポレイテッド Mems表示デバイス用のラッチ回路
JP2013134275A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Japan Display East Co Ltd 表示装置およびその駆動方法
JP2014142491A (ja) * 2013-01-24 2014-08-07 Pixtronix Inc 表示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019165131A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電信電話株式会社 Dmlドライバ
WO2019181362A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電信電話株式会社 Dmlドライバ
US11462883B2 (en) 2018-03-20 2022-10-04 Nippon Telegraph And Telephone Corporation DML driver

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014153521A1 (en) 2014-09-25
US20160005361A1 (en) 2016-01-07
KR20150131391A (ko) 2015-11-24
TW201447855A (zh) 2014-12-16
CN105051806A (zh) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9030403B2 (en) Pixel circuits and methods for displaying an image on a display device
US7616178B2 (en) Driving device and driving method for a light emitting device, and a display panel and display device having the driving device
TWI536737B (zh) 微機電系統顯示像素控制電路及方法
US20110122324A1 (en) Display apparatus, method of driving the display device, and electronic device
JP5565098B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP5655371B2 (ja) 電子装置およびその駆動方法
JP5687636B2 (ja) 表示装置
KR20060097657A (ko) 액티브 매트릭스형 표시 장치
US8994704B2 (en) Latch circuit and display device using the latch circuit
KR101579841B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US20150295568A1 (en) Latch circuit and display device
JP2014186116A (ja) 表示装置
WO2008032552A1 (fr) Circuit de commutation, circuit de commande de pixel et circuit d'échantillonnage avec maintien
JP2014182333A (ja) 表示装置
JP5565097B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP2014142491A (ja) 表示装置
JP2009058702A (ja) 画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140626

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160222

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20161116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170814