電気光学装置及び電子機器
【課題】 画素選択トランジスタにて光リークが生じたとしても、電気光学素子の階調が劣化しない画素回路、それを用いた電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器を提供すること。
【解決手段】 電気光学装置の画素回路１０は、一端にデータ線ＤＬが接続され、かつ走査線ＷＬによってオン／オフが制御される画素選択トランジスタ１２と、画素選択トランジスタ１２を経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学素子４０と、画素選択トランジスタ１２と電気光学素子４０との間に設けられたメカニカルスイッチ２０と、を有する。メカニカルスイッチ２０は、画素選択トランジスタ１２と電気光学素子４０との間の導通経路上の固定接点２６と、固定接点２６に対して接離される可動接点２４とを備える。
【解決手段】 電気光学装置の画素回路１０は、一端にデータ線ＤＬが接続され、かつ走査線ＷＬによってオン／オフが制御される画素選択トランジスタ１２と、画素選択トランジスタ１２を経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学素子４０と、画素選択トランジスタ１２と電気光学素子４０との間に設けられたメカニカルスイッチ２０と、を有する。メカニカルスイッチ２０は、画素選択トランジスタ１２と電気光学素子４０との間の導通経路上の固定接点２６と、固定接点２６に対して接離される可動接点２４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素回路、それを用いた電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置例えば液晶装置では、画素選択トランジスタとして使用される薄膜トランジスタに光が入射すると、薄膜トランジスタのチャネル中にキャリアが発生する。Ｎ型トランジスタであれば電子が、Ｐ型トランジスタであれば正孔が、それぞれキャリアとして発生する。このキャリアは、薄膜トランジスタのゲート電圧がたとえオフ電圧であったとしても、ソース−ドレイン間の電圧によってチャネル内を移動して、ソース−ドレイン間に電流が流れてしまう。この現象が光リークと呼ばれている。
【０００３】
アクティブマトリクス液晶の表示原理は、画素の選択期間に液晶に表示電圧を印加し、画素の非選択期間にて液晶容量にて電圧を保持して階調を維持するというものである。しかし、光リークによって、薄膜トランジスタのオフ期間である非選択期間中に液晶印加電圧が低減し、画質が劣化してしまう。各画素にて、液晶に印加される表示電圧を保持する保持容量を設けているが、薄膜トランジスタへの光入射の有無でリーク量は二桁以上も異なり、光リークが支配的となって画質が劣化している。この種の光リーク電流発生のメカニズムは明らかになっている（例えば特許文献１）。
【０００４】
薄膜トランジスタへの光入射を物理的に低減するために、走査線等の形状を改善したものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
しかし、電気光学装置では反射などによって様々な角度から光が入射するので、薄膜トランジスタを完全に遮光することは不可能である。
【０００６】
このような物理的な遮光以外に、例えば薄膜トランジスタのチャネルドーズ量を調整することにより、電子−正孔対を積極的に再結合させて光リークを低減する提案もなされている（特許文献３）。
【０００７】
しかし、チャネルドーズ量の調整により薄膜トランジスタの特性が変化し、例えば薄膜トランジスタの電流駆動能力が低下してしまう。このため、画素数が多い例えば大型画面のパネルのように、書き込み時間が短時間となる高速駆動では、薄膜トランジスタの電流駆動能力が低いもの不向きである。
【０００８】
なお、本発明者が課題解決のために着目したメカニカルスイッチは、電子回路を一つのシリコン基板上に集積化したデバイスを構築するＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)の技術の一つとして実用化に至っている（特許文献４）。
【０００９】
さらに、本出願人もこの種のメカニカルスイッチを利用したデバイスを開発している（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１００２４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８３６０号公報
【特許文献３】特開平７−１８１５１９号公報
【特許文献４】特開平５−１５０１７３号公報
【特許文献５】特開平９−１５９９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、遮光やトランジスタ特性の改良に頼らずに、たとえと画素選択トランジスタにて光リークが生じたとしても、電気光学素子の階調が劣化しない画素回路、それを用いた電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る画素回路は、一端にデータ線が接続され、かつ走査線によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、その画素回路を用いた電気光学装置を定義している。
【００１４】
本発明の一態様及び他の態様によれば、画素選択トランジスタと電気光学素子との間はメカニカルスイッチによって導通経路を遮断でき、電気光学素子をフローティング状態とすることができ。よって、画素選択トランジスタのオフ時に光リークが生じたとしても、電気光学素子への悪影響はない。
【００１５】
本発明の一態様及び他の態様では、前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することができる。
【００１６】
メモリ回路とメカニカルススイッチとを用いることで、メモリ回路への電圧書き込みと、電気光学素子への電圧書き込みとを分離できる。よって、メモリ回路に順次書き込まれた電圧を、メカニカルスイッチを介して全画素の電気光学素子に同時に印加する面順次駆動法を採用することができる。また、メモリ回路は、トランスファーゲートとして機能する画素選択トランジスタとは異なり、例えばフリップフッロプのように電流駆動能力を持つため、電気光学素子への書き込み電圧の劣化を防止できる。
【００１７】
本発明の一態様及び他の態様では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することができる。電気光学素子の容量値が少ない場合や、電気光学素子自体が容量を待たない場合に保持容量は有効である。
【００１８】
本発明の一態様及び他の態様では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量と、前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、さらに有することができる。
【００１９】
例えば、極性反転駆動のように、メモリ回路に今回書き込まれた電圧の極性と、保持容量に前回書き込まれた電圧の極性が異なるので、メカニカルスイッチのオン時の初期吸引力を高めることができる。この他、メモリ回路と保持容量の保持電圧が同一である再書き込みを、メカニカルスイッチに作用する反発力によって防止できる効果がある。
【００２０】
本発明の一態様及び他の態様では、前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極にオフ電圧とオン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点をクーロン力によって開閉することができる。この種のメカニカルスイッチはＭＥＭＳ技術で確立されているので信頼性が高い。
【００２１】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の走査線の各々には、前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と、前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、前記複数の制御線の各々には、前記選択期間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることで、マトリクス駆動が実現できる。つまり、同一走査線上の全画素を同時に駆動する線順次駆動や、一画素ずつ駆動する点順次駆動や、複数画素を１ブロックとしてブロック単位で駆動するブロック順次駆動が可能となる。
【００２２】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の走査線の各々には、１フィールド中にて前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間外の所定時間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることでも、マトリクス駆動が可能である。
【００２３】
メモリ回路を有する場合には、メモリ回路への電圧書き込みと、その後の電気光学素子への電圧書き込みとを、メカニカルスイッチによって分離できる。従って、メモリ回路への電圧書き込みが行なわれる選択期間外にて、電気光学素子への電圧書き込みを実施できる。
【００２４】
上述した線順次駆動などの場合、前記少なくとも１本の制御線を、前記複数の走査線と平行に複数本配置することできる。同一走査線上の全画素に、同一の制御電圧を印加すれば良いからである。
【００２５】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の制御線に供給される前記制御信号は、前記１フィールド中にて、前記複数の走査線の全てに対して前記選択期間が設定された後の非選択期間内に、前記オン電圧を供給することができる。つまり、面順次駆動法が可能である。メモリ回路を有する場合には、メモリ回路への電圧書き込みと、その後の電気光学素子への電圧書き込みとを、メカニカルスイッチによって分離できるからである。
【００２６】
面順次駆動法を採用する場合には、前記少なくとも１本の制御線を、前記複数の画素回路の全てに共用できる。従って、この場合には制御線は１本あれば足りる。
【００２７】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充放電する保持容量と、前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、さらに有することができる。
【００２８】
メモリ回路に書き込まれた電圧を補助容量に保持することで、メカニカルスイッチのオン時に保持容量が急激に充放電されても、それに起因してメモリ回路がデータ破壊することを防止できる。
【００２９】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記画素選択トランジスタが形成されるアクティブマトリクス基板を有し、
前記アクティブマトリクス基板の表面側に前記電気光学素子が配置され、前記アクティブマトリクス基板の裏面側に前記メカニカルスイッチが配置され、
前記アクティブマトリクス基板に複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔の１つを介して前記メカニカルスイッチと前記電気光学素子とを電気的に導通することができる。
【００３０】
このようにすれば、アクティブマトリクス基板外にメカニカルスイッチをＭＥＭＳ技術で製造しても、そのメカニカルスイッチと電気光学素子とを電気的に導通させることができる。
【００３１】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記メカニカルスイッチの前記可動接点が配置される空間は密閉され、かつ、密閉空間を非酸素雰囲気に設定することができる。これにより、可動接点と固定接点との酸化に起因した接触不良を防止でき、信頼性が向上する。
【００３２】
本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、上述に記載の電気光学装置を有することを定義している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図２】図１の画素回路を用いた液晶装置を示す図である。
【図３】図２に示す液晶装置での線順次駆動を示す図である。
【図４】走査信号を示す図である。
【図５】図１に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図６】比較例の画素回路を示す図である。
【図７】図３に示す薄膜トランジスタでの光リークを説明する図である。
【図８】図３に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図９に示す画素回路の動作タイミングチャート、図１０（Ｂ）はノーマリホワイトの場合の液晶への印加電圧を示す特性図である。
【図１１】図９中のフリップフロップの回路図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る液晶装置を示す図である。
【図１３】図１２に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図１４】図１２の動作に基づく面順次駆動での表示例を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図１６】電気光学装置の構造例を示す図である。
【図１７】図１６に示す構造の一部の断面図である。
【図１８】トーションバーで連結された揺動部を有するメカニカルスイッチの斜視図である。
【図１９】図１８に示すメカニカルスイッチを使用した画素回路を示す図である。
【図２０】本発明に係る電子機器の一例であるプロジェクタの概略説明図である。
【図２１】本発明に係る電子機器の他の一例であるパーソナルコンピュータの概略図である。
【図２２】本発明に係る電子機器のさらに他の一例である携帯電話機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
１．第１実施形態
１．１．画素回路
図１は、本実施形態に係る画素回路を示している。図１に示す画素回路１０は、走査線ＷＬと、データ線ＤＬと、例えば２本の第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２とによって駆動される。なお、制御線は必ずしも２本必要でなく、後述する通り少なくとも１本あればよい。
【００３６】
この画素回路１０は、例えばアクティブマトリクス型液晶装置に用いられる。画素回路１０を選択するための画素選択トランジスタ例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２は、ゲートが走査線ＷＬに接続され、例えばソースがデータ線ＤＬに接続されている。このＴＦＴ１２の例えばドレインは、通常は液晶４０の一端、つまり液晶４０と接する画素電極に接続される。本実施形態では、ＴＦＴ１２のドレインと液晶４０の一端（画素電極）との間に、メカニカルスイッチ２０を設けている。
【００３７】
このメカニカルススイッチ２０は、後述する通りシーソーのように揺動することができる。ＴＦＴ１２のドレインに接続される固定接点としての電極、例えばメカニカルスイッチ２０の揺動支点となる位置に支点電極２２を有する。ＴＦＴ１２のドレインに常時接続される固定接点は、後述するように支点以外の位置に設けることもできる。メカニカルスイッチ２０の自由端部が可動接点２４である。この可動接点２４は、液晶４０の一端と接続される固定接点２６に対して接離可能である。固定接点２６は、揺動されるメカニカルスイッチ２０の一方位置でのストッパとしても機能する。
【００３８】
メカニカルスイッチ２０を支点電極２０を支点として揺動させるために、例えば２つの第１，第２の電極３０，３２を有する。この電極も必ずしも２つ必要でなく、１本の制御線に対応して一つの電極を設けるものでも良い。また、揺動されるメカニカルスイッチ２０の他方位置でのストッパ３４が設けられている。
【００３９】
メカニカルスイッチ２０は、特許文献５に記載されている微小ミラーと同じく、例えばシリコンにて形成され、そのシリコンに不純物をドープすることで導電体とすることができる。よって、第１，第２の電極３０，３２に、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２を介して所定の電圧を供給することで、メカニカルスイッチ２０と第１，第２の電極３０，３２との間にクーロン力が発生する。従って、第１の電極３０に対して反発し、第２の電極３２に対して吸引される電圧（以下、オン電圧と称する）を第１，第２の電極３０，３２に印加すると、メカニカルスイッチ２０は図１の実線で示すニュートラル一（無印加状態）から、図１の破線で示すように揺動する。このときに、これにより、可動接点２４と固定接点２６とをショートさせて、ＴＦＴ１２のドレインと液晶４０の一端とを導通させることができる。従って、走査線ＷＬによりＴＦＴ１２がオンされた時、データ線ＤＬから書き込まれる表示電圧は、ＴＦＴ１２のソース−ドレインと、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４−固定接点２６それぞれ経由して液晶４０の一端に印加される。これにより、液晶４０は表示電圧に基づいて光透過率が変化する。
【００４０】
一方、メカニカルスイッチ２０は、可動接点２４と固定接点２６との接触を解除することができる。この際、図１に実線で示すように、第１，第２の電極３０，３２を電圧の無印加状態としても良い。ただし、確実な切断のためには、第１の電極３０に対して吸引され、第２の電極３２に対して反発する電圧（以下、オフ電圧と称する）を第１，第２の電極３０，３２に印加すると、メカニカルスイッチ２０は図１のストッパ３４側に揺動する。このオフ電圧により、ＴＦＴ１２と液晶４０との間の導通経路は完全に遮断される。
【００４１】
このように、メカニカルスイッチ２０によってＴＦＴ１２と液晶４０との間の導通経路は完全に遮断することで、メカニカルスイッチ２０により導通経路を遮断した後にＴＦＴ１２側にて電気的状況が変化しても、液晶４０には影響がない。つまり、ＴＦＴ１２にて光リークが生じても、電気的にフローティング状態である液晶４０に全く影響を及ぼさない。これにより本発明の課題が解決できる。
【００４２】
１．２．電気光学装置
図２は、図１に示す画素回路１０を用いた電気光学装置、例えば液晶装置５０の一例を示している。
【００４３】
液晶装置５０は、図２のように、画素回路１０がマトリクス状に配置されたマトリクス領域５２と、走査線ドライバ（Ｙドライバ）５４と、データ線ドライバ（Ｘドライバ）５６と、メカニカルスイッチ駆動回路５８とを有する。本実施形態では、走査線ＷＬ（ＷＬ１，ＷＬ２，…）及び第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２（ＣＬ１１，ＣＬ２１，ＣＬ２１，ＣＬ２２，…）はＸ方向に沿って延び、データ線ＤＬ（ＤＬ１，ＤＬ２，…）はＹ方向に延びている。
【００４４】
走査線ドライバ５４はＸ方向の一端位置に、メカニカルスイッチ駆動回路５８はＸ方向の他端位置に、データ線ドライバ５６はＹ方向の一端位置にそれぞれは位置されている。なお、メカニカルスイッチ駆動回路５８は走査線ドライバ５４の中に配置しても良い。
【００４５】
図３は、図２の液晶装置５０にて採用される駆動方法の一つである線順次駆動を示している。線順次駆動とは、図３に示すように、一走査線、例えば走査線ＷＬ１に接続された全ての画素回路１０を、図４に示す一水平走査期間（１Ｈ）である選択期間内に同時に選択する駆動法である。図３及び図４に示すように、次の一水平選択期間（１Ｈ）に対応する選択期間では走査線ＷＬ２に接続された全ての画素回路１０を同時に選択し、さらに次の一水平選択期間（１Ｈ）に対応する選択期間では走査線ＷＬ２に接続された全ての画素回路１０を同時に選択する。そして、一フィールド（または一サブフィールド）内にて全走査線に対する水平走査が終了したら（一垂直走査期間の終了）、次のフィールド（またはサブフィールド）に移行して走査線ＷＬ１から順次選択する操作が繰り返される。
【００４６】
なお、図２の液晶装置５０では、線順次駆動に限らず、一水平走査期間（１Ｈ）内に一走査線上の画素回路１０を一つずつ順次選択する点順次駆動、あるいは一水平走査期間（１Ｈ）内に一走査線上の複数の画素回路１０を位置ブロックとして一ブロックずつ順次選択するブロック順次駆動を採用しても良い。
【００４７】
図５は、走査線ＷＬ１及びデータ線ＤＬ１に接続された画素回路１０の動作タイミングチャートである。なお、本実施形態では１フィールドが、時間軸上でｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドＳｆ１−Ｓｆｎに分割されている。つまり、１フィールド中に液晶４０に印加される電圧パルスの印加時間を、各サブフィールドにて印加されるニ値電圧にて制御して、液晶４０を階調駆動している。このため、データ線ドライバ５６から供給されるデータ電位は、ＶＤＤ（３Ｖまたは５Ｖ）かＶＳＳ（０Ｖ）の一方である。なお、以下の説明ではサブフィールドをフィールドと略記する。
【００４８】
図５において、期間Ｔ２が一水平走査期間（１Ｈ）に対応する選択期間である。期間Ｔ２の前期間Ｔ１は、前のフィールドから引き続く非選択期間である。期間Ｔ２の後期間Ｔ３は本フィールドでの非選択期間である。
【００４９】
図５に示すように、走査線ＷＬ１は、選択期間Ｔ２にて選択電圧ＶＷＬが印加される。選択電圧ＶＷＬは、（表示電圧ＶＤＤ）＋（ＴＦＴ１２のしきい値電圧Ｖｔｈ）＋αであり、αは基板効果や設計マージンを考慮して決定される。
【００５０】
選択期間Ｔ２では、メカニカルスイッチ２０も同時に閉鎖駆動される。このため、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ２１にオン電圧（ＶＡ，ＶＢ）が供給される。なお、選択期間Ｔ２以前では、メカニカルスイッチ２０は開放駆動するため、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ２１にオフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）が供給される。ここで、本実施形態では、たとえばＶＡ＝＋２０Ｖ、ＶＢ＝−１５Ｖに設定している。オン電圧印加時には、図１において、表示電圧である０ＶまたはＶＤＤ（３Ｖまたは５Ｖ）に設定されるメカニカルスイッチ２０は、ＶＢ＝−１５Ｖに設定された第２の電極３２には吸引される一方で、ＶＡ＝＋２０Ｖに設定された第１の電極３０とは反発するので、図１の破線に示す位置に揺動する。これにより、ＴＦＴ１２と液晶４０とは導通する。
【００５１】
選択期間Ｔ２の当初の期間Ｔ２１は、前フィールドに液晶４０に印加された表示電圧を放電させる期間である。この期間Ｔ２１では、データ線ＤＬ１がデータ電位でなく、前回選択時の表示電圧（例えば０Ｖ）のとなっている。期間Ｔ２１では、上記の通りＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０が共にオンしているので、液晶４０はデータ線ＤＬ１との間で充放電される。なお、図５の例では、期間Ｔ２１でのデータ線ＤＬ１の電位と液晶４０の電位ＶＬＩＱは共に０Ｖなので充放電はない。
【００５２】
期間Ｔ２１が終了すると、選択期間Ｔ２の残り期間Ｔ２２にて、データ線ＤＬ１が表示電圧例えば電位ＶＤＤに設定される。この電位ＶＤＤは、共にオンされたＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０を介して液晶４０の一端に印加される。これにより、液晶４０の透過率が変化する。
【００５３】
選択期間Ｔ２が終了すると、走査線Ｗ１の電位は非選択電位（例えば０Ｖ）となり、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ１２の電位はオフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）となる。よって、ＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０は共にオフする。なお、メカニカルスイッチ２０のオン・オフタイミングは必ずしも選択期間Ｔ２に一致させる必要はなく、メカニカルスイッチ２０を介して液晶４０を充放電させられるように選択期間Ｔ２と一部一致する期間が設定されれば良い。
【００５４】
メカニカルスイッチ２０がオフされると、液晶４０とＴＦＴ１２との導通経路は完全に遮断されてフローティング状態となる。このため、ＴＦＴ１２に光リークが生じても液晶４０の光透過率には全く悪影響がない。その意味で、本実施形態では、液晶４０に印加される表示電圧を保持容量を設けていない。保持容量は、主として光リークによる液晶４０の電圧変動を低減するために設けられた経緯があるからである。液晶４０そのものの容量のみを利用して、光学的表示が可能となる。
【００５５】
ただし、図１の画素回路１０に保持容量を追加しても良い。この際、追加される保持容量は、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２ではなく固定接点２６に接続される（図９参照）。保持容量を、ＴＦＴ１２とメカニカルスイッチ２０との間に設けても、メカニカルスイッチ２０がオフされる非選択期間中に、液晶４０の電圧を保持できず意味をなさないからである。なお、保持容量を追加する利点については後述する。
【００５６】
１．３．比較例
図６は、比較例の画素回路を示している。図６に示すように、ＴＦＴ１２のドレインには、液晶４０に印加される表示電圧を保持する保持容量Ｃ１の一端が接続され、その他端には共通電圧ＶＣＯＭが供給される。
【００５７】
図６の例では、図７に示すようにＮ型トランジスタにて形成されたＴＦＴ１２に光が照射されると、キャリアである電子がチャネル内を移動して、リーク電流が発生する。この現象は図１の実施形態でも同様であるが、図６では保持容量Ｃ１及び液晶４０の一端電圧が変化するので、画質が劣化してしまう。
【００５８】
図７がその様子を示している。図７において、非選択期間Ｔ１では保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが、データ線ＤＬ１の電位（０Ｖ）よりも高いので、充放電期間Ｔ２１にて放電が生じている。この後、期間Ｔ２２にて保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが、表示電圧（ＶＤＤ）まで充電される。なお、選択期間Ｔの終了直後にて走査線ＷＬ１の電圧が立ち下がると、保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが少し低下している（矢印Ａ）。これは、ＴＦＴ１２のゲート−ドレイン（またはソース）間寄生容量Ｃｇｄ（またはＣｇｓ）により、走査線ＷＬ１の立下り時に保持容量Ｃ１で保持している電圧がカップリングにより低下するからである。
【００５９】
比較例の画素回路での問題は、非選択期間Ｔ３にて、例えば矢印Ｂのタイミングで光リークが生じると、保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱはさらに低下することである。
【００６０】
本実施形態では、比較例では実現し得なかった、非洗濯期間Ｔ３での光リークに伴う液晶４０の光透過率特性への影響を完全に回避することができる。
【００６１】
２．第２実施形態
図９に示す第２実施形態では、図１の画素回路１０に、メモリ回路例えばフリップフロップＦ／Ｆと、保持容量Ｃ１とが追加された画素回路６０が示されている。なお、保持容量Ｃ１については必須ではなく、第１実施形態にて説明した理由により削除することも可能である。
【００６２】
フリップフロップＦ／Ｆは、２つのインバータＩＶ１，ＩＶ２を直列接続した閉回路にて形成され、インバータＩＶ１の入力端がＴＦＴ１２のドレインに接続され、その出力端がメカニカルスイッチ２０の支点電極２２に接続されている。保持容量Ｃ１は、その一端がメカニカルスイッチ２０の固定接点２６に接続され、その他端には共通電圧ＶＣＯＭが供給される。
【００６３】
この画素回路６０の動作について、図１０（Ａ）を参照して説明する。図１０（Ａ）は、図２に示す液晶装置５０中の画素回路１０を図９に示す画素回路６０に置き換え、第１実施形態と同じ線順次にて駆動した時の動作タイミングチャートである。図１０（Ａ）中で図５に示す同一符号は、図５と同じ意味を有するので、説明は省略する。図１０（Ａ）に示すように、データ線ＤＬ１の電位は、図５とは反転している。この理由は、液晶４０への電位が、データ線ＤＬ１の電位をフリップフロップＦ／ＦのインバータＩＶ１にて反転されるからである。
【００６４】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けた一つの理由は、ＴＦＴ１２よりも高いフリップフロップＦ／Ｆの電流駆動能力である。ＴＦＴ１２は一種のトランスファースイッチであるから電流を増幅することができない。フリップフロップＦ／Ｆを構成するインバータＩＶ１，ＩＶ２は、図１１に示すように電源電圧ＶＤＤ−ＶＳＳ間に直列接続されたＣＭＯＳで構成されるので、電源電圧ＶＤＤに基づいて電流を供給できるからである。このため、配線負荷など起因して生ずる液晶４０への印加電圧ロスは低減できる。
【００６５】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けた他の理由は、選択期間Ｔ２を短縮できることである。図９の画素回路６０では、選択期間Ｔ２が、保持容量Ｃ１や液晶４０を充放電するに足る時間を要しない。つまり、フリップフロップＦ／Ｆ内でロジックが決定するに足る時間が選択期間Ｔ２に確保されればよいからである。
【００６６】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けたさらに他の理由は、選択期間Ｔ２とは切り離して、液晶４０を充放電できることである。なぜなら、選択期間Ｔ２外であっても、データ線ＤＬ１から供給された表示電圧を、フリップフロップＦ／Ｆにて保持できるからである。
【００６７】
つまり、図３と比較して図１０（Ａ）が異なる点は、メカニカルスイッチ２０のオン期間Ｔ３１である。図３では、メカニカルスイッチ２０のオン期間は選択期間Ｔ２の期間と一致させる必要があった。
【００６８】
しかし、図９に示す画素回路６０は、表示電圧を記憶できるフリップフロップＦ／Ｆを有するので、図１０（Ａ）に示すように、メカニカルスイッチ２０のオン期間Ｔ３１は、選択期間Ｔ２と必ずしも一致させる必要はなく、非選択期間Ｔ３中に設けることができる。ただし、線順次駆動ではあまり意味がないが、次の第３実施形態に説明する面順次駆動が実現可能となる。
【００６９】
図１０（Ｂ）は、一例として、ノーマリホワイトでの駆動での液晶４０への印加電圧を示している。液晶４０は後述する例えば図１６のようにアクティブマトリクス基板１１０と対向基板１２０との間に封入される。よって、液晶４０の一端の電圧ＶＬＩＱは画素毎に印加されると共に、他端の電圧は対向基板１２０への印加される電圧となり、液晶４０の両端への各印加電圧の差電圧が液晶４０に印加される。ここで、図１０（Ｂ）は、ノーマリーホワイトタイプ（電圧を印加しない場合に光を透過するタイプ）のＹＮ液晶の駆動例である。図１０（Ｂ）では、対向基板１２０の電圧が、全画素に共通の固定電圧ＶＣＯＭ（例えば０Ｖ）となっている。
【００７０】
液晶４０の焼き付きを防止する観点から、遮光時に液晶４０に印加される電圧は、対向基板１２０の電圧ＶＣＯＭを中心として正負に反転した±ＶＤＤが交互に印加される。極性反転タイミングとしては、１フィールド（または１サブフィールド）毎に画素毎の液晶印加電圧ＶＬＩＱを反転させても良いし（図１０（Ｂ）の上側の図）、１フィールド（または１サブフィールド）内の所定期間毎にて反転させても良い（図１０（Ｂ）の下側の図）。
【００７１】
次に、保持容量Ｃ１を設けた利点について言及する。保持容量Ｃ１の存在により、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４を固定接点２６に対して開閉するための補助的な吸引力また反発力として利用できる利点がある。極性反転駆動では、今回のフィールドにてフリップフロップＦ／Ｆに保持された電圧と、前回のフィールドにて保持容量Ｃ１に保持された電圧とは、極性が異なる。よって、この極性差は可動接点２４と固定説点２６との間に吸引力を生じさせる。この吸引力を、メカニカルスイッチ２０のオン駆動の初期に利用できる。なお、オン駆動後はフリップフロップＦ／Ｆと保持容量Ｃ１とはショートされるので吸引力は消滅する。よって、吸引力を維持する電極３０，３２の駆動は不可欠である。また逆に、メカニカルスイッチ２０に反発力を付与することもできる。この場合とは、リップフロップＦ／Ｆと保持容量Ｃ１とが同電圧を保持しているときである。よって、同じ電圧を補助容量Ｃ１に再書き込みすることを防止できる。同一電圧を再書き込みすると、液晶４０への印加電圧が微妙に変化して光透過特性に変化をきたすので、この意味で効果的である。
【００７２】
３．第３実施形態
図１２は、面順次駆動に液晶装置７０を示している。図２の液晶装置と比較して相違する点は、画素回路が図１２に示す画素回路６０である点と、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２の配線である。図１２では、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２を１本の線で簡略して示しているが、要は、全ての画素回路６０に接続される第１の制御線ＣＬ１はショートして共用され、同様に、全ての画素回路６０に接続される第１の制御線ＣＬ１はショートして共用されていることである。
【００７３】
なお、図１２では説明の便宜上、Ｘ方向に４列（第１列〜第４列）、Ｙ方向に４行（Ａ行〜Ｄ行）の４×４＝１６個の画素回路６０を示している。
【００７４】
面順次駆動について、図１３を参照して説明する。４本の走査線ＷＬＡ〜ＷＬＤは、図４と同様に、一水平走査期間（１Ｈ）に相当する選択期間が順次ずれており、各選択期間にて選択電位ＶＷＬとなり、それ以外の非選択期間では非選択電位（例えば０Ｖ）となる。
【００７５】
従って、先頭の第Ａ列の走査線ＷＬＡに接続された４つの画素Ａ０−Ａ３の各画素回路６０では、各選択期間内にＴＦＴ１２がオンして、データ線ＤＬ０〜ＤＬ３の各表示電圧（ＶＤＤまたはＶＳＳ）が各フリップフッロプＦ／Ｆに順次保持される。図１３では、フリップフロップＦ／Ｆの出力電圧は電圧ＶＰＩＸＡ〜ＶＰＩＸＤにて示されている。
【００７６】
１フィールド（または１サブフィールド）にて４本の走査線ＷＬＡ〜ＷＬＤにて選択期間が設定された後に、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２は、オフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）からオン電圧（ＶＡ，ＶＢ）に変化する。これにより、１６個の全画素（Ａ０−Ｄ３）の画素回路６０にて、メカニカルスイッチ２０が一斉にオンする。したがって、図１３に示すように、今回のフィールド（またはサブフィールド）の各選択期間毎にデータ線ＤＬ０〜ＤＬ３に供給された各表示電圧が、対応する画素の液晶４０に一斉に印加される。
【００７７】
このように、画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆとメカニカルスイッチ２０を設けることで、各画素のフリップフロップＦ／Ｆへの線順次での書き込みタイミングと、液晶４０に表示電圧を一斉印加するタイミングとを完全に分離でき、面順次駆動方が実現できる。
【００７８】
この面順次駆動を図１４に示す。フリップフロップＦ／Ｆへの表示電圧書き込み期間中は前フィールドの表示が維持され、メカニカルスイッチ２０が一斉にオンすることで、今回のフィールドにて書き込まれた表示電圧に基づく画像が表示される。
【００７９】
なお、図２に示す液晶装置において、画素回路１０を画素回路６０に置き換えれば、線順次駆動と面順次駆動とを切り換えて実施することが可能である。この際、面順次駆動を行なうには、図２に示す複数の第１の制御線ＣＬ１１，ＣＬ１２，…と、複数の第２の制御線ＣＬ２１，ＣＬ２２，…を、図１３の通りに一斉にオン電圧に切り換えれば良い。
【００８０】
４．第４実施形態
図１５は、第４実施形態に係る画素回路８０を示している。図１５の画素回路８０が図９の画素回路６０と相違する点は、フリップフロップＦ／Ｆとメカニカルスイッチ２０との間に、保持容量Ｃ１の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量Ｃ２を設けた点である。補助容量Ｃ２の一端はフリップフッロプＦ／Ｆの出力端に接続され、他端は例えば接地電位（ＧＮＤ）となっている。
【００８１】
図９の画素回路６０では、メカニカルスイッチ２０がオンされた瞬間に、保持容量Ｃ１にて急激な充放電が発生する虞がある。この時、保持容量Ｃ１での充放電の影響が、メカニカルスイッチ２０を介してフリップフッロプＦ／Ｆに悪影響を与えることが懸念される。最悪の場合、フリップフロップＦ／Ｆに既に書き込まれた表示電圧（ＶＤＤまたは０Ｖ）が反転し、データ破壊となることも配慮しなければならない。
【００８２】
フリップフロップＦ／Ｆの出力段に補助容量Ｃ２が接続されると、フリップフロップＦ／Ｆに書き込みが終了さえすれば、フリップフロップＦ／Ｆでのデータ破壊は生じない。なぜなら、フリップフッロプＦ／Ｆの特性である双安定性により、時間経過と共に補助容量Ｃ２にも表示電圧を充電できるからである。したがって、もし保持容量Ｃ１での充放電の影響がフリップフロップＦ／Ｆに作用しても、補助容量Ｃ２に充電された表示電圧によりデータ破壊は生じ得ない。このため、補助容量Ｃ２の容量値としては、保持容量Ｃ１の容量値より大きくする必要はなく、それと同等以下であれば良い。
【００８３】
５．電気光学装置の構造
第１〜第４実施例にて用いたメカニカルスイッチ２０は、上述の通り、電子回路を一つのシリコン基板上に集積化したデバイスを構築するＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)の技術の一つとして実用化に至っている（特許文献４，５参照）。
【００８４】
よって、ＭＥＭＳ技術を用いれば、アクティブマトリクス基板との一体化は可能である。一例として、図１６に反射型液晶装置１００を示す。この反射型液晶装置１００は、アクティブマトリクス基板１１０と透明な対向基板（ガラス基板）１２０との間に液晶４０が封入された液晶層１３０を有する。アクティブマトリクス基板１２０の裏側には、メカニカルスイッチ２０をＭＥＭＳ技術にて製造したメカニカルスイッチボックス１４０が配置される。
【００８５】
メカニカルスイッチボックス１４０は、例えば特許文献５に記載のように、陽極接合や接着などで複数部材を張り合わせることで、メカニカルスイッチボックス１４０の内部は密閉された空洞部１４２とされる。これにより、空洞部１４２内にてメカニカルスイッチ２０の揺動が可能とる。また、この空洞部１４２は、真空または不活性ガス雰囲気などの非酸素雰囲気とされる。これにより、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４と固定接点２６の電気的接触面が酸化されることが防止される。
【００８６】
アクティブマトリクス基板１１０に、画素回路１０，６０，８０の構成要素のうち、メカニカルスイッチ２０及び液晶４０以外の要素を搭載できることは、従来技術と同様である。ただし、アクティブマトリクス基板１１０に搭載される要素のうち、例えばフリップフロップＦ／Ｆ等のメモリ回路をメカニカルスイッチボックス１４０に搭載しても良い。メカニカルスイッチボックス１４０のうち、アクティブマトリクス基板１１０と接合されるベース板１４２をシリコン基板とすれば、そのシリコン基板１４２にフリップフロップＦ／Ｆ等の半導体回路を搭載可能である。さらには、メカニカルスイッチボックス１４０のベース板１４２をアクティブマトリクス基板１１０で兼用してもよい。
【００８７】
図１６に示す構造例の場合、メカニカルスイッチ２０の固定接点２６とアクティブマトリクス基板１１０上の少なくとも液晶４０の画素電極とを電気的に接続しなければならない。アクティブマトリクス基板１１０上にフリップフロップＦ／Ｆを搭載する場合や、フッリプフロップＦ／Ｆを使用しない場合も、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２を、アクティブマトリクス基板１１０上のフリップフロップＦ／Ｆや画素選択トランジスタ１２に接続しなければならない。
【００８８】
この接続の一例を図１７に示す。図１７に示すように、アクティブマトリクス基板１１０のベースとなるシリコン基板１１１とその上の積層部１１２には、表裏に貫通する貫通孔１１３か形成される。アクティブマトリクス基板１１０の最上層にて露出している画素電極１１４は、貫通孔１１３に埋め込まれた金属層１１５と接続される。この金属層１１５はシリコン基板１１１の裏面に露出するので、この金属層１１５をメカニカルスイッチボックス１４０のベース板１４２側に形成される固定接点２６に接続することができる。他の部位の電気的導通も、貫通孔１１３を用いて同様に接続すれば良い。
【００８９】
また、特許文献４の構造には、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２に相当する箇所があるが、特許文献５に開示された構造は図１８の通りであり、メカニカルスイッチ２０となる揺動部位１５０はトーションバー１５２にて連結されている。そこで、このようにトーションバー１５２で連結された揺動部位１５０をメカニカルスイッチ２０として利用するには、図１９の通りとすれば良い。
【００９０】
図１９では、揺動部位１５０のうち固定接点２６側の自由端部１５４にのみ不純物ドープして導体とし、他の部位はノンドープシリコンとする。また、上述のような支点電極２２の代わりに、固定説点２６に加えて他の固定接点２８を設ける。自由端部１５４には、可動接点２４の他に、固定接点２８に接離される可動接点１５６を設ける。こうすると、揺動部１５２がトーションバー１５２で他の画素の揺動部位１５２と連結していても、各揺動部位１５０の自由端部１５４に画素固有の導通経路を確保できる。
【００９１】
６．電子機器
本実施形態では、本発明の電気光学装置を搭載した電子機器の例について説明する。
【００９２】
（プロジェクタ）
まず、本発明の電気光学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２０は、本発明の電気光学装置（反射型液晶装置）を搭載したプロジェクタの全体構成を示す図である。図示されるように、プロジェクタ１１００内部には、偏光照明装置１１１０がシステム光軸ＰＬに沿って配置されている。この偏光照明装置１１１０において、ランプ１１１２からの出射光は、リフレクタ１１１４による反射で略平行な光束となって、第１のインテグレータレンズ１１２０に入射する。これにより、ランプ１１１２からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この分割された中間光束は、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０によって、偏光方向が略々揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変換されて、偏光照明装置１１１０から出射される。
【００９３】
偏光照明装置１１１０から出射されたｓ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のｓ偏光光束反射面１１４１によって反射される。この反射光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層にて反射され、反射型の電気光学装置１０Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層にて反射され、反射型の液電気光学装置１０００Ｒによって変調される。
【００９４】
一方、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、緑色光（Ｇ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層を透過して、反射型の電気光学装置１００Ｇによって変調される。
【００９５】
このようにして、電気光学装置１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂによってそれぞれ色光変調された赤色、緑色、青色の光は、ダイクロイックミラー１１５２、１１５１、偏光ビームスプリッタ１１４０によって順次合成された後、投射光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投射されることとなる。なお、電気光学装置１０００Ｒ、１０００Ｂおよび１０００Ｇには、ダイクロイックミラー１１５１、１１５２によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光束が入射するので、カラーフィルタは必要ない。
【００９６】
上述のとおり、本発明の電気光学装置（１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂ）は、サブフィールド数を増加させることなく、より細かな階調表現が可能である。よって、図２０のプロジェクタは、低消費電力性を維持しつつ、より高精細な画像表示が可能であり、例えば、ホームシアター用のプロジェクタとして有用である。
【００９７】
なお、上述の例では反射型の電気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用いたプロジェクタとすることもできる。
【００９８】
（モバイル型コンピュータ）
次に、本発明の電気光学装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図２１は、本発明の電気光学機器を搭載したパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００９９】
図２１において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、表示ユニット１２０６とから構成されている。この表示ユニット１２０６は、上述した実施形態が適用される電気光学装置１０００の前面にフロントライトを付加することにより構成されている。なお、この構成では、電気光学装置１０００を反射直視型として用いることになるので、画素電極１１８において、反射光が様々な方向に散乱するように、凹凸が形成される構成が望ましい。
【０１００】
（携帯電話端末）
図２２は、本発明の電気光学装置１０００を搭載した携帯電話端末の概観を示す斜視図である。携帯電話端末１３００は、複数の操作キー１３０２と、スピーカ１３０４と、マイク１３０６と、本発明の電気光学装置１０００と、を備える。
【０１０１】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【０１０２】
例えば、上述した実施形態では２本の第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２と２つの電極３０，３２を必要としたが、これに限定されない。第１の制御線１ＣＬ１と電極３０を排除しても良い。つまり、図１などに図示された固定接点２６側の電極３２のみで、メカニカルスイッチ２０を揺動駆動してもよい。ＭＥＮＳ技術の進歩によりメカニカル部の微細化が進んでいるのでメカニカルスイッチ２０を薄型化でき、駆動に要するクーロン力は片側だけで付与できるからである。特に、保持容量Ｃ１を使用する場合には、上述したようにオン時の吸引力を利用できるので、起動時に電極３２によって付与するクーロン力は少なくてもよいからである。
【０１０３】
従って、各画素回路には１本の制御線のみを接続すれば足りる。特に、面順次駆動の場合には電気光学装置全体として１本の制御線ＣＬ２のみで駆動できる。線順次駆動の場合には、走査線と同じ本数分だけ制御線を設ければよい。
【０１０４】
また、本発明が適用される電気光学素子は液晶に限らず、印加電圧によって光学的特性が変化する素子であればよい。
【０１０５】
なお、上述した実施形態では画素選択トランジスタをＴＦＴとしたが、反射型液晶などの場合にはシリコン基板上に画素選択トランジスタを形成することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，６０，８０ 画素回路、１２ 画素選択トランジスタ（薄膜トランジスタ）、
２０ メカニカルスイッチ、２２ 支点電極、２４ 移動接点、２６，２８ 固定接点、
３０ 第１の電極、３２ 第２の電極、３４ ストッパ、４０ 電気光学素子（液晶）、
５０，７０，１００ 電気光学装置（液晶装置）、５２ 画素マトリクス領域、
５４ 走査線ドライバ（Ｙドライバ）、５６ データ線ドライバ（Ｘドライバ）、
５８ メカニカルスイッチ駆動回路、１１０ アクティブマトリクス基板、
１１３ 貫通孔、１１４ 画素電極、１２０ 対向基板、１３０ 液晶層、
１４０ メカニカルスイッチボックス、１４２ 空洞部、１４４ ベース基板、
１５０ 揺動部、１５２ トーションバー、１５４ 導体の自由端部、
１５６ 可動接点、Ｃ１ 保持容量、Ｃ２ 補助容量、ＣＬ１ 第１の制御線、
ＣＬ２ 第２の制御線、ＤＬ データ線、Ｆ／Ｆ フリップフロップ、ＷＬ 走査線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素回路、それを用いた電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置例えば液晶装置では、画素選択トランジスタとして使用される薄膜トランジスタに光が入射すると、薄膜トランジスタのチャネル中にキャリアが発生する。Ｎ型トランジスタであれば電子が、Ｐ型トランジスタであれば正孔が、それぞれキャリアとして発生する。このキャリアは、薄膜トランジスタのゲート電圧がたとえオフ電圧であったとしても、ソース−ドレイン間の電圧によってチャネル内を移動して、ソース−ドレイン間に電流が流れてしまう。この現象が光リークと呼ばれている。
【０００３】
アクティブマトリクス液晶の表示原理は、画素の選択期間に液晶に表示電圧を印加し、画素の非選択期間にて液晶容量にて電圧を保持して階調を維持するというものである。しかし、光リークによって、薄膜トランジスタのオフ期間である非選択期間中に液晶印加電圧が低減し、画質が劣化してしまう。各画素にて、液晶に印加される表示電圧を保持する保持容量を設けているが、薄膜トランジスタへの光入射の有無でリーク量は二桁以上も異なり、光リークが支配的となって画質が劣化している。この種の光リーク電流発生のメカニズムは明らかになっている（例えば特許文献１）。
【０００４】
薄膜トランジスタへの光入射を物理的に低減するために、走査線等の形状を改善したものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
しかし、電気光学装置では反射などによって様々な角度から光が入射するので、薄膜トランジスタを完全に遮光することは不可能である。
【０００６】
このような物理的な遮光以外に、例えば薄膜トランジスタのチャネルドーズ量を調整することにより、電子−正孔対を積極的に再結合させて光リークを低減する提案もなされている（特許文献３）。
【０００７】
しかし、チャネルドーズ量の調整により薄膜トランジスタの特性が変化し、例えば薄膜トランジスタの電流駆動能力が低下してしまう。このため、画素数が多い例えば大型画面のパネルのように、書き込み時間が短時間となる高速駆動では、薄膜トランジスタの電流駆動能力が低いもの不向きである。
【０００８】
なお、本発明者が課題解決のために着目したメカニカルスイッチは、電子回路を一つのシリコン基板上に集積化したデバイスを構築するＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)の技術の一つとして実用化に至っている（特許文献４）。
【０００９】
さらに、本出願人もこの種のメカニカルスイッチを利用したデバイスを開発している（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１００２４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８３６０号公報
【特許文献３】特開平７−１８１５１９号公報
【特許文献４】特開平５−１５０１７３号公報
【特許文献５】特開平９−１５９９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、遮光やトランジスタ特性の改良に頼らずに、たとえと画素選択トランジスタにて光リークが生じたとしても、電気光学素子の階調が劣化しない画素回路、それを用いた電気光学装置及びその駆動方法並びに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る画素回路は、一端にデータ線が接続され、かつ走査線によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、その画素回路を用いた電気光学装置を定義している。
【００１４】
本発明の一態様及び他の態様によれば、画素選択トランジスタと電気光学素子との間はメカニカルスイッチによって導通経路を遮断でき、電気光学素子をフローティング状態とすることができ。よって、画素選択トランジスタのオフ時に光リークが生じたとしても、電気光学素子への悪影響はない。
【００１５】
本発明の一態様及び他の態様では、前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することができる。
【００１６】
メモリ回路とメカニカルススイッチとを用いることで、メモリ回路への電圧書き込みと、電気光学素子への電圧書き込みとを分離できる。よって、メモリ回路に順次書き込まれた電圧を、メカニカルスイッチを介して全画素の電気光学素子に同時に印加する面順次駆動法を採用することができる。また、メモリ回路は、トランスファーゲートとして機能する画素選択トランジスタとは異なり、例えばフリップフッロプのように電流駆動能力を持つため、電気光学素子への書き込み電圧の劣化を防止できる。
【００１７】
本発明の一態様及び他の態様では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することができる。電気光学素子の容量値が少ない場合や、電気光学素子自体が容量を待たない場合に保持容量は有効である。
【００１８】
本発明の一態様及び他の態様では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量と、前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、さらに有することができる。
【００１９】
例えば、極性反転駆動のように、メモリ回路に今回書き込まれた電圧の極性と、保持容量に前回書き込まれた電圧の極性が異なるので、メカニカルスイッチのオン時の初期吸引力を高めることができる。この他、メモリ回路と保持容量の保持電圧が同一である再書き込みを、メカニカルスイッチに作用する反発力によって防止できる効果がある。
【００２０】
本発明の一態様及び他の態様では、前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極にオフ電圧とオン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点をクーロン力によって開閉することができる。この種のメカニカルスイッチはＭＥＭＳ技術で確立されているので信頼性が高い。
【００２１】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の走査線の各々には、前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と、前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、前記複数の制御線の各々には、前記選択期間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることで、マトリクス駆動が実現できる。つまり、同一走査線上の全画素を同時に駆動する線順次駆動や、一画素ずつ駆動する点順次駆動や、複数画素を１ブロックとしてブロック単位で駆動するブロック順次駆動が可能となる。
【００２２】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の走査線の各々には、１フィールド中にて前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間外の所定時間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることでも、マトリクス駆動が可能である。
【００２３】
メモリ回路を有する場合には、メモリ回路への電圧書き込みと、その後の電気光学素子への電圧書き込みとを、メカニカルスイッチによって分離できる。従って、メモリ回路への電圧書き込みが行なわれる選択期間外にて、電気光学素子への電圧書き込みを実施できる。
【００２４】
上述した線順次駆動などの場合、前記少なくとも１本の制御線を、前記複数の走査線と平行に複数本配置することできる。同一走査線上の全画素に、同一の制御電圧を印加すれば良いからである。
【００２５】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記複数の制御線に供給される前記制御信号は、前記１フィールド中にて、前記複数の走査線の全てに対して前記選択期間が設定された後の非選択期間内に、前記オン電圧を供給することができる。つまり、面順次駆動法が可能である。メモリ回路を有する場合には、メモリ回路への電圧書き込みと、その後の電気光学素子への電圧書き込みとを、メカニカルスイッチによって分離できるからである。
【００２６】
面順次駆動法を採用する場合には、前記少なくとも１本の制御線を、前記複数の画素回路の全てに共用できる。従って、この場合には制御線は１本あれば足りる。
【００２７】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充放電する保持容量と、前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、さらに有することができる。
【００２８】
メモリ回路に書き込まれた電圧を補助容量に保持することで、メカニカルスイッチのオン時に保持容量が急激に充放電されても、それに起因してメモリ回路がデータ破壊することを防止できる。
【００２９】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記画素選択トランジスタが形成されるアクティブマトリクス基板を有し、
前記アクティブマトリクス基板の表面側に前記電気光学素子が配置され、前記アクティブマトリクス基板の裏面側に前記メカニカルスイッチが配置され、
前記アクティブマトリクス基板に複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔の１つを介して前記メカニカルスイッチと前記電気光学素子とを電気的に導通することができる。
【００３０】
このようにすれば、アクティブマトリクス基板外にメカニカルスイッチをＭＥＭＳ技術で製造しても、そのメカニカルスイッチと電気光学素子とを電気的に導通させることができる。
【００３１】
本発明の他の態様にかかる電気光学装置では、前記メカニカルスイッチの前記可動接点が配置される空間は密閉され、かつ、密閉空間を非酸素雰囲気に設定することができる。これにより、可動接点と固定接点との酸化に起因した接触不良を防止でき、信頼性が向上する。
【００３２】
本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、上述に記載の電気光学装置を有することを定義している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図２】図１の画素回路を用いた液晶装置を示す図である。
【図３】図２に示す液晶装置での線順次駆動を示す図である。
【図４】走査信号を示す図である。
【図５】図１に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図６】比較例の画素回路を示す図である。
【図７】図３に示す薄膜トランジスタでの光リークを説明する図である。
【図８】図３に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図９に示す画素回路の動作タイミングチャート、図１０（Ｂ）はノーマリホワイトの場合の液晶への印加電圧を示す特性図である。
【図１１】図９中のフリップフロップの回路図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る液晶装置を示す図である。
【図１３】図１２に示す画素回路の動作タイミングチャートである。
【図１４】図１２の動作に基づく面順次駆動での表示例を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る画素回路を示す図である。
【図１６】電気光学装置の構造例を示す図である。
【図１７】図１６に示す構造の一部の断面図である。
【図１８】トーションバーで連結された揺動部を有するメカニカルスイッチの斜視図である。
【図１９】図１８に示すメカニカルスイッチを使用した画素回路を示す図である。
【図２０】本発明に係る電子機器の一例であるプロジェクタの概略説明図である。
【図２１】本発明に係る電子機器の他の一例であるパーソナルコンピュータの概略図である。
【図２２】本発明に係る電子機器のさらに他の一例である携帯電話機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
１．第１実施形態
１．１．画素回路
図１は、本実施形態に係る画素回路を示している。図１に示す画素回路１０は、走査線ＷＬと、データ線ＤＬと、例えば２本の第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２とによって駆動される。なお、制御線は必ずしも２本必要でなく、後述する通り少なくとも１本あればよい。
【００３６】
この画素回路１０は、例えばアクティブマトリクス型液晶装置に用いられる。画素回路１０を選択するための画素選択トランジスタ例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２は、ゲートが走査線ＷＬに接続され、例えばソースがデータ線ＤＬに接続されている。このＴＦＴ１２の例えばドレインは、通常は液晶４０の一端、つまり液晶４０と接する画素電極に接続される。本実施形態では、ＴＦＴ１２のドレインと液晶４０の一端（画素電極）との間に、メカニカルスイッチ２０を設けている。
【００３７】
このメカニカルススイッチ２０は、後述する通りシーソーのように揺動することができる。ＴＦＴ１２のドレインに接続される固定接点としての電極、例えばメカニカルスイッチ２０の揺動支点となる位置に支点電極２２を有する。ＴＦＴ１２のドレインに常時接続される固定接点は、後述するように支点以外の位置に設けることもできる。メカニカルスイッチ２０の自由端部が可動接点２４である。この可動接点２４は、液晶４０の一端と接続される固定接点２６に対して接離可能である。固定接点２６は、揺動されるメカニカルスイッチ２０の一方位置でのストッパとしても機能する。
【００３８】
メカニカルスイッチ２０を支点電極２０を支点として揺動させるために、例えば２つの第１，第２の電極３０，３２を有する。この電極も必ずしも２つ必要でなく、１本の制御線に対応して一つの電極を設けるものでも良い。また、揺動されるメカニカルスイッチ２０の他方位置でのストッパ３４が設けられている。
【００３９】
メカニカルスイッチ２０は、特許文献５に記載されている微小ミラーと同じく、例えばシリコンにて形成され、そのシリコンに不純物をドープすることで導電体とすることができる。よって、第１，第２の電極３０，３２に、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２を介して所定の電圧を供給することで、メカニカルスイッチ２０と第１，第２の電極３０，３２との間にクーロン力が発生する。従って、第１の電極３０に対して反発し、第２の電極３２に対して吸引される電圧（以下、オン電圧と称する）を第１，第２の電極３０，３２に印加すると、メカニカルスイッチ２０は図１の実線で示すニュートラル一（無印加状態）から、図１の破線で示すように揺動する。このときに、これにより、可動接点２４と固定接点２６とをショートさせて、ＴＦＴ１２のドレインと液晶４０の一端とを導通させることができる。従って、走査線ＷＬによりＴＦＴ１２がオンされた時、データ線ＤＬから書き込まれる表示電圧は、ＴＦＴ１２のソース−ドレインと、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４−固定接点２６それぞれ経由して液晶４０の一端に印加される。これにより、液晶４０は表示電圧に基づいて光透過率が変化する。
【００４０】
一方、メカニカルスイッチ２０は、可動接点２４と固定接点２６との接触を解除することができる。この際、図１に実線で示すように、第１，第２の電極３０，３２を電圧の無印加状態としても良い。ただし、確実な切断のためには、第１の電極３０に対して吸引され、第２の電極３２に対して反発する電圧（以下、オフ電圧と称する）を第１，第２の電極３０，３２に印加すると、メカニカルスイッチ２０は図１のストッパ３４側に揺動する。このオフ電圧により、ＴＦＴ１２と液晶４０との間の導通経路は完全に遮断される。
【００４１】
このように、メカニカルスイッチ２０によってＴＦＴ１２と液晶４０との間の導通経路は完全に遮断することで、メカニカルスイッチ２０により導通経路を遮断した後にＴＦＴ１２側にて電気的状況が変化しても、液晶４０には影響がない。つまり、ＴＦＴ１２にて光リークが生じても、電気的にフローティング状態である液晶４０に全く影響を及ぼさない。これにより本発明の課題が解決できる。
【００４２】
１．２．電気光学装置
図２は、図１に示す画素回路１０を用いた電気光学装置、例えば液晶装置５０の一例を示している。
【００４３】
液晶装置５０は、図２のように、画素回路１０がマトリクス状に配置されたマトリクス領域５２と、走査線ドライバ（Ｙドライバ）５４と、データ線ドライバ（Ｘドライバ）５６と、メカニカルスイッチ駆動回路５８とを有する。本実施形態では、走査線ＷＬ（ＷＬ１，ＷＬ２，…）及び第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２（ＣＬ１１，ＣＬ２１，ＣＬ２１，ＣＬ２２，…）はＸ方向に沿って延び、データ線ＤＬ（ＤＬ１，ＤＬ２，…）はＹ方向に延びている。
【００４４】
走査線ドライバ５４はＸ方向の一端位置に、メカニカルスイッチ駆動回路５８はＸ方向の他端位置に、データ線ドライバ５６はＹ方向の一端位置にそれぞれは位置されている。なお、メカニカルスイッチ駆動回路５８は走査線ドライバ５４の中に配置しても良い。
【００４５】
図３は、図２の液晶装置５０にて採用される駆動方法の一つである線順次駆動を示している。線順次駆動とは、図３に示すように、一走査線、例えば走査線ＷＬ１に接続された全ての画素回路１０を、図４に示す一水平走査期間（１Ｈ）である選択期間内に同時に選択する駆動法である。図３及び図４に示すように、次の一水平選択期間（１Ｈ）に対応する選択期間では走査線ＷＬ２に接続された全ての画素回路１０を同時に選択し、さらに次の一水平選択期間（１Ｈ）に対応する選択期間では走査線ＷＬ２に接続された全ての画素回路１０を同時に選択する。そして、一フィールド（または一サブフィールド）内にて全走査線に対する水平走査が終了したら（一垂直走査期間の終了）、次のフィールド（またはサブフィールド）に移行して走査線ＷＬ１から順次選択する操作が繰り返される。
【００４６】
なお、図２の液晶装置５０では、線順次駆動に限らず、一水平走査期間（１Ｈ）内に一走査線上の画素回路１０を一つずつ順次選択する点順次駆動、あるいは一水平走査期間（１Ｈ）内に一走査線上の複数の画素回路１０を位置ブロックとして一ブロックずつ順次選択するブロック順次駆動を採用しても良い。
【００４７】
図５は、走査線ＷＬ１及びデータ線ＤＬ１に接続された画素回路１０の動作タイミングチャートである。なお、本実施形態では１フィールドが、時間軸上でｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドＳｆ１−Ｓｆｎに分割されている。つまり、１フィールド中に液晶４０に印加される電圧パルスの印加時間を、各サブフィールドにて印加されるニ値電圧にて制御して、液晶４０を階調駆動している。このため、データ線ドライバ５６から供給されるデータ電位は、ＶＤＤ（３Ｖまたは５Ｖ）かＶＳＳ（０Ｖ）の一方である。なお、以下の説明ではサブフィールドをフィールドと略記する。
【００４８】
図５において、期間Ｔ２が一水平走査期間（１Ｈ）に対応する選択期間である。期間Ｔ２の前期間Ｔ１は、前のフィールドから引き続く非選択期間である。期間Ｔ２の後期間Ｔ３は本フィールドでの非選択期間である。
【００４９】
図５に示すように、走査線ＷＬ１は、選択期間Ｔ２にて選択電圧ＶＷＬが印加される。選択電圧ＶＷＬは、（表示電圧ＶＤＤ）＋（ＴＦＴ１２のしきい値電圧Ｖｔｈ）＋αであり、αは基板効果や設計マージンを考慮して決定される。
【００５０】
選択期間Ｔ２では、メカニカルスイッチ２０も同時に閉鎖駆動される。このため、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ２１にオン電圧（ＶＡ，ＶＢ）が供給される。なお、選択期間Ｔ２以前では、メカニカルスイッチ２０は開放駆動するため、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ２１にオフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）が供給される。ここで、本実施形態では、たとえばＶＡ＝＋２０Ｖ、ＶＢ＝−１５Ｖに設定している。オン電圧印加時には、図１において、表示電圧である０ＶまたはＶＤＤ（３Ｖまたは５Ｖ）に設定されるメカニカルスイッチ２０は、ＶＢ＝−１５Ｖに設定された第２の電極３２には吸引される一方で、ＶＡ＝＋２０Ｖに設定された第１の電極３０とは反発するので、図１の破線に示す位置に揺動する。これにより、ＴＦＴ１２と液晶４０とは導通する。
【００５１】
選択期間Ｔ２の当初の期間Ｔ２１は、前フィールドに液晶４０に印加された表示電圧を放電させる期間である。この期間Ｔ２１では、データ線ＤＬ１がデータ電位でなく、前回選択時の表示電圧（例えば０Ｖ）のとなっている。期間Ｔ２１では、上記の通りＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０が共にオンしているので、液晶４０はデータ線ＤＬ１との間で充放電される。なお、図５の例では、期間Ｔ２１でのデータ線ＤＬ１の電位と液晶４０の電位ＶＬＩＱは共に０Ｖなので充放電はない。
【００５２】
期間Ｔ２１が終了すると、選択期間Ｔ２の残り期間Ｔ２２にて、データ線ＤＬ１が表示電圧例えば電位ＶＤＤに設定される。この電位ＶＤＤは、共にオンされたＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０を介して液晶４０の一端に印加される。これにより、液晶４０の透過率が変化する。
【００５３】
選択期間Ｔ２が終了すると、走査線Ｗ１の電位は非選択電位（例えば０Ｖ）となり、第１，第２の制御線ＣＬ１１，ＣＬ１２の電位はオフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）となる。よって、ＴＦＴ１２及びメカニカルスイッチ２０は共にオフする。なお、メカニカルスイッチ２０のオン・オフタイミングは必ずしも選択期間Ｔ２に一致させる必要はなく、メカニカルスイッチ２０を介して液晶４０を充放電させられるように選択期間Ｔ２と一部一致する期間が設定されれば良い。
【００５４】
メカニカルスイッチ２０がオフされると、液晶４０とＴＦＴ１２との導通経路は完全に遮断されてフローティング状態となる。このため、ＴＦＴ１２に光リークが生じても液晶４０の光透過率には全く悪影響がない。その意味で、本実施形態では、液晶４０に印加される表示電圧を保持容量を設けていない。保持容量は、主として光リークによる液晶４０の電圧変動を低減するために設けられた経緯があるからである。液晶４０そのものの容量のみを利用して、光学的表示が可能となる。
【００５５】
ただし、図１の画素回路１０に保持容量を追加しても良い。この際、追加される保持容量は、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２ではなく固定接点２６に接続される（図９参照）。保持容量を、ＴＦＴ１２とメカニカルスイッチ２０との間に設けても、メカニカルスイッチ２０がオフされる非選択期間中に、液晶４０の電圧を保持できず意味をなさないからである。なお、保持容量を追加する利点については後述する。
【００５６】
１．３．比較例
図６は、比較例の画素回路を示している。図６に示すように、ＴＦＴ１２のドレインには、液晶４０に印加される表示電圧を保持する保持容量Ｃ１の一端が接続され、その他端には共通電圧ＶＣＯＭが供給される。
【００５７】
図６の例では、図７に示すようにＮ型トランジスタにて形成されたＴＦＴ１２に光が照射されると、キャリアである電子がチャネル内を移動して、リーク電流が発生する。この現象は図１の実施形態でも同様であるが、図６では保持容量Ｃ１及び液晶４０の一端電圧が変化するので、画質が劣化してしまう。
【００５８】
図７がその様子を示している。図７において、非選択期間Ｔ１では保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが、データ線ＤＬ１の電位（０Ｖ）よりも高いので、充放電期間Ｔ２１にて放電が生じている。この後、期間Ｔ２２にて保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが、表示電圧（ＶＤＤ）まで充電される。なお、選択期間Ｔの終了直後にて走査線ＷＬ１の電圧が立ち下がると、保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱが少し低下している（矢印Ａ）。これは、ＴＦＴ１２のゲート−ドレイン（またはソース）間寄生容量Ｃｇｄ（またはＣｇｓ）により、走査線ＷＬ１の立下り時に保持容量Ｃ１で保持している電圧がカップリングにより低下するからである。
【００５９】
比較例の画素回路での問題は、非選択期間Ｔ３にて、例えば矢印Ｂのタイミングで光リークが生じると、保持容量Ｃ１の一端電圧Ｖｃａｐと液晶４０の一端電圧ＶＬＩＱはさらに低下することである。
【００６０】
本実施形態では、比較例では実現し得なかった、非洗濯期間Ｔ３での光リークに伴う液晶４０の光透過率特性への影響を完全に回避することができる。
【００６１】
２．第２実施形態
図９に示す第２実施形態では、図１の画素回路１０に、メモリ回路例えばフリップフロップＦ／Ｆと、保持容量Ｃ１とが追加された画素回路６０が示されている。なお、保持容量Ｃ１については必須ではなく、第１実施形態にて説明した理由により削除することも可能である。
【００６２】
フリップフロップＦ／Ｆは、２つのインバータＩＶ１，ＩＶ２を直列接続した閉回路にて形成され、インバータＩＶ１の入力端がＴＦＴ１２のドレインに接続され、その出力端がメカニカルスイッチ２０の支点電極２２に接続されている。保持容量Ｃ１は、その一端がメカニカルスイッチ２０の固定接点２６に接続され、その他端には共通電圧ＶＣＯＭが供給される。
【００６３】
この画素回路６０の動作について、図１０（Ａ）を参照して説明する。図１０（Ａ）は、図２に示す液晶装置５０中の画素回路１０を図９に示す画素回路６０に置き換え、第１実施形態と同じ線順次にて駆動した時の動作タイミングチャートである。図１０（Ａ）中で図５に示す同一符号は、図５と同じ意味を有するので、説明は省略する。図１０（Ａ）に示すように、データ線ＤＬ１の電位は、図５とは反転している。この理由は、液晶４０への電位が、データ線ＤＬ１の電位をフリップフロップＦ／ＦのインバータＩＶ１にて反転されるからである。
【００６４】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けた一つの理由は、ＴＦＴ１２よりも高いフリップフロップＦ／Ｆの電流駆動能力である。ＴＦＴ１２は一種のトランスファースイッチであるから電流を増幅することができない。フリップフロップＦ／Ｆを構成するインバータＩＶ１，ＩＶ２は、図１１に示すように電源電圧ＶＤＤ−ＶＳＳ間に直列接続されたＣＭＯＳで構成されるので、電源電圧ＶＤＤに基づいて電流を供給できるからである。このため、配線負荷など起因して生ずる液晶４０への印加電圧ロスは低減できる。
【００６５】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けた他の理由は、選択期間Ｔ２を短縮できることである。図９の画素回路６０では、選択期間Ｔ２が、保持容量Ｃ１や液晶４０を充放電するに足る時間を要しない。つまり、フリップフロップＦ／Ｆ内でロジックが決定するに足る時間が選択期間Ｔ２に確保されればよいからである。
【００６６】
図９の画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆを設けたさらに他の理由は、選択期間Ｔ２とは切り離して、液晶４０を充放電できることである。なぜなら、選択期間Ｔ２外であっても、データ線ＤＬ１から供給された表示電圧を、フリップフロップＦ／Ｆにて保持できるからである。
【００６７】
つまり、図３と比較して図１０（Ａ）が異なる点は、メカニカルスイッチ２０のオン期間Ｔ３１である。図３では、メカニカルスイッチ２０のオン期間は選択期間Ｔ２の期間と一致させる必要があった。
【００６８】
しかし、図９に示す画素回路６０は、表示電圧を記憶できるフリップフロップＦ／Ｆを有するので、図１０（Ａ）に示すように、メカニカルスイッチ２０のオン期間Ｔ３１は、選択期間Ｔ２と必ずしも一致させる必要はなく、非選択期間Ｔ３中に設けることができる。ただし、線順次駆動ではあまり意味がないが、次の第３実施形態に説明する面順次駆動が実現可能となる。
【００６９】
図１０（Ｂ）は、一例として、ノーマリホワイトでの駆動での液晶４０への印加電圧を示している。液晶４０は後述する例えば図１６のようにアクティブマトリクス基板１１０と対向基板１２０との間に封入される。よって、液晶４０の一端の電圧ＶＬＩＱは画素毎に印加されると共に、他端の電圧は対向基板１２０への印加される電圧となり、液晶４０の両端への各印加電圧の差電圧が液晶４０に印加される。ここで、図１０（Ｂ）は、ノーマリーホワイトタイプ（電圧を印加しない場合に光を透過するタイプ）のＹＮ液晶の駆動例である。図１０（Ｂ）では、対向基板１２０の電圧が、全画素に共通の固定電圧ＶＣＯＭ（例えば０Ｖ）となっている。
【００７０】
液晶４０の焼き付きを防止する観点から、遮光時に液晶４０に印加される電圧は、対向基板１２０の電圧ＶＣＯＭを中心として正負に反転した±ＶＤＤが交互に印加される。極性反転タイミングとしては、１フィールド（または１サブフィールド）毎に画素毎の液晶印加電圧ＶＬＩＱを反転させても良いし（図１０（Ｂ）の上側の図）、１フィールド（または１サブフィールド）内の所定期間毎にて反転させても良い（図１０（Ｂ）の下側の図）。
【００７１】
次に、保持容量Ｃ１を設けた利点について言及する。保持容量Ｃ１の存在により、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４を固定接点２６に対して開閉するための補助的な吸引力また反発力として利用できる利点がある。極性反転駆動では、今回のフィールドにてフリップフロップＦ／Ｆに保持された電圧と、前回のフィールドにて保持容量Ｃ１に保持された電圧とは、極性が異なる。よって、この極性差は可動接点２４と固定説点２６との間に吸引力を生じさせる。この吸引力を、メカニカルスイッチ２０のオン駆動の初期に利用できる。なお、オン駆動後はフリップフロップＦ／Ｆと保持容量Ｃ１とはショートされるので吸引力は消滅する。よって、吸引力を維持する電極３０，３２の駆動は不可欠である。また逆に、メカニカルスイッチ２０に反発力を付与することもできる。この場合とは、リップフロップＦ／Ｆと保持容量Ｃ１とが同電圧を保持しているときである。よって、同じ電圧を補助容量Ｃ１に再書き込みすることを防止できる。同一電圧を再書き込みすると、液晶４０への印加電圧が微妙に変化して光透過特性に変化をきたすので、この意味で効果的である。
【００７２】
３．第３実施形態
図１２は、面順次駆動に液晶装置７０を示している。図２の液晶装置と比較して相違する点は、画素回路が図１２に示す画素回路６０である点と、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２の配線である。図１２では、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２を１本の線で簡略して示しているが、要は、全ての画素回路６０に接続される第１の制御線ＣＬ１はショートして共用され、同様に、全ての画素回路６０に接続される第１の制御線ＣＬ１はショートして共用されていることである。
【００７３】
なお、図１２では説明の便宜上、Ｘ方向に４列（第１列〜第４列）、Ｙ方向に４行（Ａ行〜Ｄ行）の４×４＝１６個の画素回路６０を示している。
【００７４】
面順次駆動について、図１３を参照して説明する。４本の走査線ＷＬＡ〜ＷＬＤは、図４と同様に、一水平走査期間（１Ｈ）に相当する選択期間が順次ずれており、各選択期間にて選択電位ＶＷＬとなり、それ以外の非選択期間では非選択電位（例えば０Ｖ）となる。
【００７５】
従って、先頭の第Ａ列の走査線ＷＬＡに接続された４つの画素Ａ０−Ａ３の各画素回路６０では、各選択期間内にＴＦＴ１２がオンして、データ線ＤＬ０〜ＤＬ３の各表示電圧（ＶＤＤまたはＶＳＳ）が各フリップフッロプＦ／Ｆに順次保持される。図１３では、フリップフロップＦ／Ｆの出力電圧は電圧ＶＰＩＸＡ〜ＶＰＩＸＤにて示されている。
【００７６】
１フィールド（または１サブフィールド）にて４本の走査線ＷＬＡ〜ＷＬＤにて選択期間が設定された後に、第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２は、オフ電圧（ＶＢ，ＶＡ）からオン電圧（ＶＡ，ＶＢ）に変化する。これにより、１６個の全画素（Ａ０−Ｄ３）の画素回路６０にて、メカニカルスイッチ２０が一斉にオンする。したがって、図１３に示すように、今回のフィールド（またはサブフィールド）の各選択期間毎にデータ線ＤＬ０〜ＤＬ３に供給された各表示電圧が、対応する画素の液晶４０に一斉に印加される。
【００７７】
このように、画素回路６０にフリップフロップＦ／Ｆとメカニカルスイッチ２０を設けることで、各画素のフリップフロップＦ／Ｆへの線順次での書き込みタイミングと、液晶４０に表示電圧を一斉印加するタイミングとを完全に分離でき、面順次駆動方が実現できる。
【００７８】
この面順次駆動を図１４に示す。フリップフロップＦ／Ｆへの表示電圧書き込み期間中は前フィールドの表示が維持され、メカニカルスイッチ２０が一斉にオンすることで、今回のフィールドにて書き込まれた表示電圧に基づく画像が表示される。
【００７９】
なお、図２に示す液晶装置において、画素回路１０を画素回路６０に置き換えれば、線順次駆動と面順次駆動とを切り換えて実施することが可能である。この際、面順次駆動を行なうには、図２に示す複数の第１の制御線ＣＬ１１，ＣＬ１２，…と、複数の第２の制御線ＣＬ２１，ＣＬ２２，…を、図１３の通りに一斉にオン電圧に切り換えれば良い。
【００８０】
４．第４実施形態
図１５は、第４実施形態に係る画素回路８０を示している。図１５の画素回路８０が図９の画素回路６０と相違する点は、フリップフロップＦ／Ｆとメカニカルスイッチ２０との間に、保持容量Ｃ１の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量Ｃ２を設けた点である。補助容量Ｃ２の一端はフリップフッロプＦ／Ｆの出力端に接続され、他端は例えば接地電位（ＧＮＤ）となっている。
【００８１】
図９の画素回路６０では、メカニカルスイッチ２０がオンされた瞬間に、保持容量Ｃ１にて急激な充放電が発生する虞がある。この時、保持容量Ｃ１での充放電の影響が、メカニカルスイッチ２０を介してフリップフッロプＦ／Ｆに悪影響を与えることが懸念される。最悪の場合、フリップフロップＦ／Ｆに既に書き込まれた表示電圧（ＶＤＤまたは０Ｖ）が反転し、データ破壊となることも配慮しなければならない。
【００８２】
フリップフロップＦ／Ｆの出力段に補助容量Ｃ２が接続されると、フリップフロップＦ／Ｆに書き込みが終了さえすれば、フリップフロップＦ／Ｆでのデータ破壊は生じない。なぜなら、フリップフッロプＦ／Ｆの特性である双安定性により、時間経過と共に補助容量Ｃ２にも表示電圧を充電できるからである。したがって、もし保持容量Ｃ１での充放電の影響がフリップフロップＦ／Ｆに作用しても、補助容量Ｃ２に充電された表示電圧によりデータ破壊は生じ得ない。このため、補助容量Ｃ２の容量値としては、保持容量Ｃ１の容量値より大きくする必要はなく、それと同等以下であれば良い。
【００８３】
５．電気光学装置の構造
第１〜第４実施例にて用いたメカニカルスイッチ２０は、上述の通り、電子回路を一つのシリコン基板上に集積化したデバイスを構築するＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)の技術の一つとして実用化に至っている（特許文献４，５参照）。
【００８４】
よって、ＭＥＭＳ技術を用いれば、アクティブマトリクス基板との一体化は可能である。一例として、図１６に反射型液晶装置１００を示す。この反射型液晶装置１００は、アクティブマトリクス基板１１０と透明な対向基板（ガラス基板）１２０との間に液晶４０が封入された液晶層１３０を有する。アクティブマトリクス基板１２０の裏側には、メカニカルスイッチ２０をＭＥＭＳ技術にて製造したメカニカルスイッチボックス１４０が配置される。
【００８５】
メカニカルスイッチボックス１４０は、例えば特許文献５に記載のように、陽極接合や接着などで複数部材を張り合わせることで、メカニカルスイッチボックス１４０の内部は密閉された空洞部１４２とされる。これにより、空洞部１４２内にてメカニカルスイッチ２０の揺動が可能とる。また、この空洞部１４２は、真空または不活性ガス雰囲気などの非酸素雰囲気とされる。これにより、メカニカルスイッチ２０の可動接点２４と固定接点２６の電気的接触面が酸化されることが防止される。
【００８６】
アクティブマトリクス基板１１０に、画素回路１０，６０，８０の構成要素のうち、メカニカルスイッチ２０及び液晶４０以外の要素を搭載できることは、従来技術と同様である。ただし、アクティブマトリクス基板１１０に搭載される要素のうち、例えばフリップフロップＦ／Ｆ等のメモリ回路をメカニカルスイッチボックス１４０に搭載しても良い。メカニカルスイッチボックス１４０のうち、アクティブマトリクス基板１１０と接合されるベース板１４２をシリコン基板とすれば、そのシリコン基板１４２にフリップフロップＦ／Ｆ等の半導体回路を搭載可能である。さらには、メカニカルスイッチボックス１４０のベース板１４２をアクティブマトリクス基板１１０で兼用してもよい。
【００８７】
図１６に示す構造例の場合、メカニカルスイッチ２０の固定接点２６とアクティブマトリクス基板１１０上の少なくとも液晶４０の画素電極とを電気的に接続しなければならない。アクティブマトリクス基板１１０上にフリップフロップＦ／Ｆを搭載する場合や、フッリプフロップＦ／Ｆを使用しない場合も、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２を、アクティブマトリクス基板１１０上のフリップフロップＦ／Ｆや画素選択トランジスタ１２に接続しなければならない。
【００８８】
この接続の一例を図１７に示す。図１７に示すように、アクティブマトリクス基板１１０のベースとなるシリコン基板１１１とその上の積層部１１２には、表裏に貫通する貫通孔１１３か形成される。アクティブマトリクス基板１１０の最上層にて露出している画素電極１１４は、貫通孔１１３に埋め込まれた金属層１１５と接続される。この金属層１１５はシリコン基板１１１の裏面に露出するので、この金属層１１５をメカニカルスイッチボックス１４０のベース板１４２側に形成される固定接点２６に接続することができる。他の部位の電気的導通も、貫通孔１１３を用いて同様に接続すれば良い。
【００８９】
また、特許文献４の構造には、メカニカルスイッチ２０の支点電極２２に相当する箇所があるが、特許文献５に開示された構造は図１８の通りであり、メカニカルスイッチ２０となる揺動部位１５０はトーションバー１５２にて連結されている。そこで、このようにトーションバー１５２で連結された揺動部位１５０をメカニカルスイッチ２０として利用するには、図１９の通りとすれば良い。
【００９０】
図１９では、揺動部位１５０のうち固定接点２６側の自由端部１５４にのみ不純物ドープして導体とし、他の部位はノンドープシリコンとする。また、上述のような支点電極２２の代わりに、固定説点２６に加えて他の固定接点２８を設ける。自由端部１５４には、可動接点２４の他に、固定接点２８に接離される可動接点１５６を設ける。こうすると、揺動部１５２がトーションバー１５２で他の画素の揺動部位１５２と連結していても、各揺動部位１５０の自由端部１５４に画素固有の導通経路を確保できる。
【００９１】
６．電子機器
本実施形態では、本発明の電気光学装置を搭載した電子機器の例について説明する。
【００９２】
（プロジェクタ）
まず、本発明の電気光学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２０は、本発明の電気光学装置（反射型液晶装置）を搭載したプロジェクタの全体構成を示す図である。図示されるように、プロジェクタ１１００内部には、偏光照明装置１１１０がシステム光軸ＰＬに沿って配置されている。この偏光照明装置１１１０において、ランプ１１１２からの出射光は、リフレクタ１１１４による反射で略平行な光束となって、第１のインテグレータレンズ１１２０に入射する。これにより、ランプ１１１２からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この分割された中間光束は、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０によって、偏光方向が略々揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変換されて、偏光照明装置１１１０から出射される。
【００９３】
偏光照明装置１１１０から出射されたｓ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のｓ偏光光束反射面１１４１によって反射される。この反射光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層にて反射され、反射型の電気光学装置１０Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層にて反射され、反射型の液電気光学装置１０００Ｒによって変調される。
【００９４】
一方、ダイクロイックミラー１１５１の青色光反射層を透過した光束のうち、緑色光（Ｇ）の光束は、ダイクロイックミラー１１５２の赤色光反射層を透過して、反射型の電気光学装置１００Ｇによって変調される。
【００９５】
このようにして、電気光学装置１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂによってそれぞれ色光変調された赤色、緑色、青色の光は、ダイクロイックミラー１１５２、１１５１、偏光ビームスプリッタ１１４０によって順次合成された後、投射光学系１１６０によって、スクリーン１１７０に投射されることとなる。なお、電気光学装置１０００Ｒ、１０００Ｂおよび１０００Ｇには、ダイクロイックミラー１１５１、１１５２によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光束が入射するので、カラーフィルタは必要ない。
【００９６】
上述のとおり、本発明の電気光学装置（１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂ）は、サブフィールド数を増加させることなく、より細かな階調表現が可能である。よって、図２０のプロジェクタは、低消費電力性を維持しつつ、より高精細な画像表示が可能であり、例えば、ホームシアター用のプロジェクタとして有用である。
【００９７】
なお、上述の例では反射型の電気光学装置を用いたが、透過型表示の電気光学装置を用いたプロジェクタとすることもできる。
【００９８】
（モバイル型コンピュータ）
次に、本発明の電気光学装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図２１は、本発明の電気光学機器を搭載したパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００９９】
図２１において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、表示ユニット１２０６とから構成されている。この表示ユニット１２０６は、上述した実施形態が適用される電気光学装置１０００の前面にフロントライトを付加することにより構成されている。なお、この構成では、電気光学装置１０００を反射直視型として用いることになるので、画素電極１１８において、反射光が様々な方向に散乱するように、凹凸が形成される構成が望ましい。
【０１００】
（携帯電話端末）
図２２は、本発明の電気光学装置１０００を搭載した携帯電話端末の概観を示す斜視図である。携帯電話端末１３００は、複数の操作キー１３０２と、スピーカ１３０４と、マイク１３０６と、本発明の電気光学装置１０００と、を備える。
【０１０１】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【０１０２】
例えば、上述した実施形態では２本の第１，第２の制御線ＣＬ１，ＣＬ２と２つの電極３０，３２を必要としたが、これに限定されない。第１の制御線１ＣＬ１と電極３０を排除しても良い。つまり、図１などに図示された固定接点２６側の電極３２のみで、メカニカルスイッチ２０を揺動駆動してもよい。ＭＥＮＳ技術の進歩によりメカニカル部の微細化が進んでいるのでメカニカルスイッチ２０を薄型化でき、駆動に要するクーロン力は片側だけで付与できるからである。特に、保持容量Ｃ１を使用する場合には、上述したようにオン時の吸引力を利用できるので、起動時に電極３２によって付与するクーロン力は少なくてもよいからである。
【０１０３】
従って、各画素回路には１本の制御線のみを接続すれば足りる。特に、面順次駆動の場合には電気光学装置全体として１本の制御線ＣＬ２のみで駆動できる。線順次駆動の場合には、走査線と同じ本数分だけ制御線を設ければよい。
【０１０４】
また、本発明が適用される電気光学素子は液晶に限らず、印加電圧によって光学的特性が変化する素子であればよい。
【０１０５】
なお、上述した実施形態では画素選択トランジスタをＴＦＴとしたが、反射型液晶などの場合にはシリコン基板上に画素選択トランジスタを形成することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，６０，８０ 画素回路、１２ 画素選択トランジスタ（薄膜トランジスタ）、
２０ メカニカルスイッチ、２２ 支点電極、２４ 移動接点、２６，２８ 固定接点、
３０ 第１の電極、３２ 第２の電極、３４ ストッパ、４０ 電気光学素子（液晶）、
５０，７０，１００ 電気光学装置（液晶装置）、５２ 画素マトリクス領域、
５４ 走査線ドライバ（Ｙドライバ）、５６ データ線ドライバ（Ｘドライバ）、
５８ メカニカルスイッチ駆動回路、１１０ アクティブマトリクス基板、
１１３ 貫通孔、１１４ 画素電極、１２０ 対向基板、１３０ 液晶層、
１４０ メカニカルスイッチボックス、１４２ 空洞部、１４４ ベース基板、
１５０ 揺動部、１５２ トーションバー、１５４ 導体の自由端部、
１５６ 可動接点、Ｃ１ 保持容量、Ｃ２ 補助容量、ＣＬ１ 第１の制御線、
ＣＬ２ 第２の制御線、ＤＬ データ線、Ｆ／Ｆ フリップフロップ、ＷＬ 走査線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にデータ線が接続され、かつ走査線によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする画素回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項４】
請求項２において、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量と、
前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、
をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極にオフ電圧とオン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点がクーロン力によって開閉されることを特徴とする画素回路。
【請求項６】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
少なくとも１本の制御線と、
複数の画素回路と、
を有し、
前記複数の画素回路の各々は、
一端に前記複数のデータ線の１本が接続され、かつ前記複数の走査線の１本によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記少なくとも１本の制御線によって、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数の走査線の各々には、前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と、前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記複数の走査線の各々には、１フィールド中にて前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間外の所定時間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項７または９において、
前記少なくとも１本の制御線は、前記複数の走査線と平行に複数本配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項９において、
前記複数の制御線に供給される前記制御信号は、前記１フィールド中にて、前記複数の走査線の全てに対して前記選択期間が設定された後の非選択期間内に、前記オン電圧を供給することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記少なくとも１本の制御線は、前記複数の画素回路の全てに共用されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれかにおいて、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充放電する保持容量と、
前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、
をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１５】
請求項６乃至１４のいずれかにおいて、
前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極に前記オフ電圧と前記オン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点がクーロン力によって開閉されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項６乃至１５のいずれかにおいて、
前記画素選択トランジスタが形成されるアクティブマトリクス基板を有し、
前記アクティブマトリクス基板の表面側に前記電気光学素子が配置され、前記アクティブマトリクス基板の裏面側に前記メカニカルスイッチが配置され、
前記アクティブマトリクス基板に複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔の一つを介して前記メカニカルスイッチと前記電気光学素子とが電気的に導通されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記メカニカルスイッチの前記可動接点が配置される空間は密閉され、かつ、密閉空間は非酸素雰囲気に設定されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１８】
請求項６乃至１７のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
一端にデータ線が接続され、かつ走査線によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする画素回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項４】
請求項２において、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量と、
前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、
をさらに有することを特徴とする画素回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極にオフ電圧とオン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点がクーロン力によって開閉されることを特徴とする画素回路。
【請求項６】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
少なくとも１本の制御線と、
複数の画素回路と、
を有し、
前記複数の画素回路の各々は、
一端に前記複数のデータ線の１本が接続され、かつ前記複数の走査線の１本によってオン／オフが制御される画素選択トランジスタと、
前記画素選択トランジスタを経由して書き込まれる表示電圧に基づいて光透過率が変化する電気光学材料からなる電気光学素子と、
前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられたメカニカルスイッチと、
を有し、
前記メカニカルスイッチは、前記画素選択トランジスタと前記電気光学素子との間の導通経路上の固定接点と、前記固定接点に対して接離される可動接点とを備え、前記少なくとも１本の制御線によって、前記可動接点を機械的に開閉して、前記可動接点の閉鎖時に前記表示電圧を前記電気光学素子に印加し、前記可動接点の開放時に前記導通経路を完全に遮断することを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数の走査線の各々には、前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と、前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記画素選択トランジスタと前記メカニカルスイッチとの間に、前記表示電圧を記憶するメモリ回路をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記複数の走査線の各々には、１フィールド中にて前記画素選択トランジスタをオンさせる選択期間と前記画素選択トランジスタをオフさせる非選択期間とが設定された走査信号が供給され、
前記複数の制御線の各々には、前記選択期間外の所定時間内に前記メカニカルスイッチの前記可動接点を閉鎖駆動するオン電圧と、前記メカニカルスイッチの前記可動接点を開放駆動させるオフ電圧とが交互に供給される制御信号が供給されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項７または９において、
前記少なくとも１本の制御線は、前記複数の走査線と平行に複数本配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項９において、
前記複数の制御線に供給される前記制御信号は、前記１フィールド中にて、前記複数の走査線の全てに対して前記選択期間が設定された後の非選択期間内に、前記オン電圧を供給することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記少なくとも１本の制御線は、前記複数の画素回路の全てに共用されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれかにおいて、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充電する保持容量をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
前記可動接点閉鎖時に前記表示電圧を充放電する保持容量と、
前記メモリ回路と前記メカニカルスイッチとの間に、前記保持容量の容量値と同等以下の容量値を持つ補助容量と、
をさらに有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１５】
請求項６乃至１４のいずれかにおいて、
前記メカニカルスイッチは、前記可動接点と対向して配置される電極を含み、前記電極に前記オフ電圧と前記オン電圧とが切り換えて印加されることで、前記可動接点がクーロン力によって開閉されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項６乃至１５のいずれかにおいて、
前記画素選択トランジスタが形成されるアクティブマトリクス基板を有し、
前記アクティブマトリクス基板の表面側に前記電気光学素子が配置され、前記アクティブマトリクス基板の裏面側に前記メカニカルスイッチが配置され、
前記アクティブマトリクス基板に複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔の一つを介して前記メカニカルスイッチと前記電気光学素子とが電気的に導通されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記メカニカルスイッチの前記可動接点が配置される空間は密閉され、かつ、密閉空間は非酸素雰囲気に設定されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１８】
請求項６乃至１７のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１２３４０７（Ｐ２０１２−１２３４０７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５７７３（Ｐ２０１２−１５７７３）
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【分割の表示】特願２００６−３３６６３４（Ｐ２００６−３３６６３４）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【分割の表示】特願２００６−３３６６３４（Ｐ２００６−３３６６３４）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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