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JP2004317726A - 電気光学装置、およびそれを用いた電子機器 - Google Patents

電気光学装置、およびそれを用いた電子機器 Download PDF

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JP2004317726A
JP2004317726A JP2003110360A JP2003110360A JP2004317726A JP 2004317726 A JP2004317726 A JP 2004317726A JP 2003110360 A JP2003110360 A JP 2003110360A JP 2003110360 A JP2003110360 A JP 2003110360A JP 2004317726 A JP2004317726 A JP 2004317726A
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pixels
electro
optical device
pixel
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JP2003110360A
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English (en)
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Kazuhiro Tanaka
千浩 田中
Tomoki Kawase
智己 川瀬
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】モザイク配列の解像度が高いという特長を生かし、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することのできる電気光学装置およびそれを用いた電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置100において、R、G、Bにそれぞれ対応するサブ画素はnを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、R、G、Bの3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、左斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、これらn個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して右斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されている。
【選択図】 図7

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる3色に対応するサブ画素がマトリクス状に配列された電気光学装置、およびこの電気光学装置を有する電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、小型コンピュータや、デジタルカメラ、携帯電話機等といった電子機器には、液晶装置などといった電気光学装置が広く用いられている。液晶装置は、一般に、液晶を挟んで互いに対向する一対の基板と、これらの基板の対向面にそれぞれ形成された電極とを有する。さらに、これらの両電極と、電極間に挟まれる液晶とによってドット状の画素が形成されており、このような画素は、行方向(横方向)および列方向(縦方向)に多数、マトリクス状に配列している。ここで、画素を形成する電極間に電圧が選択的に印加されると、液晶の配向が変化し、液晶を通過する光量が制御されて、ドット表示が行われることとなる。
【0003】
このような液晶装置においてカラー表示を行う場合、1画素がR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色にそれぞれ対応するサブ画素に分割され、これらのサブ画素が所定のパターンにてマトリクス状に配列される。なお、液晶装置の場合、サブ画素における着色は、一方の基板に形成されたカラーフィルタによって行われる。
【0004】
ここで、サブ画素の色配列、すなわち、カラーフィルタにおける着色層の配列としては、RGBストライプ配列や、図13に示すようなRGBモザイク配列が知られており、これらの色配列のうち、RGBモザイク配列は、RGBストライプ配列と比較して解像度が高いという利点がある(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−78590号公報(第3頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、RGBモザイク配列では、図13に矢印L11で示すように、同一色に対応する画素が斜め下方に向けて一直線に整列しているため、斜め線が目立つという問題点がある。
【0007】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かし、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することのできる電気光学装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、異なる3色にそれぞれ対応する多数のサブ画素が行方向(横方向)および列方向(縦方向)にマトリクス状に配列された電気光学装置において、nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、前記3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、斜め下方に並ぶn個の第1のサブ画素と、該n個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されていることを特徴とする。
【0009】
本発明では、同一色に対応するサブ画素が斜め方向に並んでいるとともに、その途中で折り返した色配列になっている。このため、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かすことができる。また、同一色に対応するサブ画素が折り返しているので、斜め線が目立つという問題を回避できる。
【0010】
本発明において、nおよびmは、例えば、下式
n−1=m
を満たしている構成を採用することができる。このように構成すると、行方向(横方向)においてサブ画素、n個分の範囲で、同一色に対応するサブ画素がジグザグに配列された構成となる。
【0011】
本発明において、nおよびmは下式
n−1≠m
を満たしている構成であってもよい。このように構成すると、同一色に対応するサブ画素は、途中で折り返しながらも、全体として斜め下方に並んだ構成となる。
【0012】
本発明に係る電気光学装置をアクティブマトリクス型の電気光学装置とする場合には、行方向で隣接するサブ画素列の間に、列方向に延びる共用のデータ線が通し、当該データ線に対して、アクティブ素子を介してサブ画素の画素電極を電気的に接続させる。ここで、前記アクティブ素子としては、導電体、絶縁体及び導電体からなる薄膜ダイオード素子(TFD/Thin Film Diode)などを用いることができる。
【0013】
本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機、モバイルコンピュータなどの電子機器に搭載される。
【0014】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明が適用される電気光学装置(液晶表示装置)の電気的構成を示すブロック図である。図2および図3はそれぞれ、電気光学装置の構成を示す斜視図、および断面図である。図4は、電気光学装置において、TFD素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図5は、そのA−A’線に沿って示す断面図である。
【0016】
図1に示すように、本形態の電気光学装置100では、複数本の走査線312が行(X)方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線212が列(Y)方向に延在して形成されるとともに、走査線312とデータ線212との各交差において画素116が形成されている。さらに、各画素116は、液晶表示要素(液晶層)118と二端子型アクティブ素子たるTFD素子220との直列接続からなり、液晶層118が走査線312の側に、TFD素子220がデータ線212の側に、それぞれ接続されている。また、各走査線312は、走査線駆動回路350によって駆動される一方、各データ線212は、データ線駆動回路250によって駆動される構成となっている。
【0017】
このような電気光学装置100は、図2に示すように、一対の透光性基板200、300を有する。このうち、基板200は、アクティブ素子が形成される素子側基板であり、他方、基板300は、素子側基板200に対向する対向基板である。
【0018】
このうち、素子側基板200の内側表面には、図3に示されるように、複数本のデータ線212と、それらのデータ線212に接続される複数のTFD220と、それらのTFD220と1対1に接続される画素電極234とが形成されている。ここで、各データ線212は、図3において紙面に対して垂直方向に延在して形成される一方、TFD220および画素電極234は、ドットマトリクス状に配列している。そして、画素電極234などの表面には、一軸配向処理、例えばラビング処理が施された配向膜214が形成されている。
【0019】
一方、対向基板300の内側表面には、カラーフィルタ308が形成されて、「R」、「G」、「B」の3色の着色層を構成している。なお、これら3色の着色層の隙間には、ブラックマトリクス309が形成されて、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。カラーフィルタ308およびブラックマトリクス309の表面にはオーバーコート層310が形成され、さらに、その表面には、走査線として機能する対向電極312が、データ線212と直交する方向に形成されている。なお、オーバーコート層310は、カラーフィルタ308およびブラックマトリクス309の平滑性を高めて、対向電極312の断線を防止する目的などのために設けられる。さらに、対向電極312の表面には、ラビング処理が施された配向膜314が形成されている。なお、配向膜214、314は、一般にポリイミド等から形成される。
【0020】
素子側基板200と対向基板300とは、スペーサ(図示省略)を含むシール材104によって一定の間隙を保って接合されるとともに、この間隙に、液晶105が封入された構成となっている。また、素子側基板200の外側表面には、配向膜214へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板317が貼着されている。同様に、対向基板300の外側表面には、配向膜314へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板217が貼着されている。
【0021】
また、電気光学装置100は、図2に示すように、COG(Chip On Glass)技術が適用されて、素子側基板200の表面に直接、液晶駆動用IC(ドライバ)250が実装されている。この結果、液晶駆動用IC250の各出力端子が、データ線212のそれぞれに接続されている。同様に、対向基板300の表面にも直接、液晶駆動用350が実装されて、液晶駆動用IC350の各出力端子が、走査線たる対向電極212のそれぞれに接続されている。
【0022】
なお、COG技術に限られず、それ以外の技術を用いて、ICチップと液晶装置とが接続された構成としても良い。例えば、TAB(Tape Automated Bonding)技術を用いて、FPC(Flexible Printed Circuit)の上にICチップがボンディングされたTCP(Tape Carrier Package)を電気光学装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ICチップをハード基板にボンディングするCOB(Chip On Board)技術を用いても良い。
【0023】
図4および図5において、TFD素子220は、第1のTFD素子220aおよび第2のTFD素子220bからなり、素子基板200の表面に形成された絶縁膜201上において、第1金属膜222と、この第1金属膜222の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜224と、この表面に形成されて相互に離間した第2金属膜226a、226bとから構成されている。また、第2金属膜226aは、そのままデータ線212となる一方、第2金属膜226bは、画素電極234に接続されている。
【0024】
ここで、第1のTFD素子220aは、データ線212の側からみると順番に、第2金属膜226a/酸化膜224/第1金属膜222となって、金属(導電体)/絶縁体/金属(導電体)のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第2のTFD素子220bは、データ線212の側からみると順番に、第1金属膜222/酸化膜224/第2金属膜226bとなって、第1のTFD素子220aとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。したがって、TFD素子220は、2つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、1つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、1つのTFD素子のみを用いても良い。
【0025】
一方、第2金属膜226bに接続される画素電極234は、透過型として用いられる場合には、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明性金属膜から形成される一方、反射型として用いられる場合には、アルミニウムや銀などの反射率の大きな反射性金属膜から形成される。なお、画素電極234は、反射型であってもITOなどの透明性金属から形成される場合もある。この場合には、反射層としての反射性金属が形成された後に、層間絶縁膜を介して、透明性金属からなる画素電極234が形成される。一方、半透過・半反射型として用いられる場合には、反射層を極く薄く形成して半透過鏡とするか、あるいは、スリットが設けられる構成となる。
【0026】
また、素子基板200自体は、例えば、石英やガラスなどの絶縁性を有するものが用いられる。なお、透過型として用いる場合には、透明であることも素子基板200の要件となるが、反射型として用いる場合には、透明であることが要件にならない。また、図5において、素子基板200の表面に絶縁膜201が設けられる理由は、熱処理により、第1金属膜222が下地から剥離しないようにするとともに、第1金属膜222に不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これが問題とならない場合には、絶縁膜201は省略可能である。
【0027】
なお、TFD素子220は、ダイオード素子としての一例であり、他に、酸化亜鉛(ZnO)バリスタや、MSI(Metal Semi Insulator)などを用いた素子や、これらの素子を、単体、または、逆向きに直列接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。
【0028】
[サブ画素の色配列パターン]
図6は、図1に示す電気光学装置におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【0029】
本形態の電気光学装置100において、素子側基板200の内側表面において、TFD220および画素電極234は、図4および図6に示すようにドットマトリクス状に配列されている。これに対して、対向基板300の表面内側に形成された対向電極312は、素子側基板200に形成される画素電極234の1行分と対向する位置関係にあり、さらに、対向基板300に形成されるカラーフィルタ308のうち、1色分の着色層は、画素電極234と対向電極312との交差領域に対応して設けられている。従って、1つのサブ画素は、画素電極234と、対向電極312と、この間に挟持された液晶105と、カラーフィルタ308における1色分の着色層とから構成されることとなる。
【0030】
ここで、各画素電極234に付された「R」は、これと対向する対向基板300に形成されるカラーフィルタ308において、赤色光を透過する着色層が配置していることを示している。同様に「G」は、緑色光を透過する着色層が配置していることを示し、「B」は、青色光を透過する着色層が配置していることを示しており、異なる3色、R、G、Bにそれぞれ対応する多数のサブ画素は、行方向および列方向に配列されている。
【0031】
このように構成した電気光学装置100において、本形態では、nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、R、G、Bの3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、左斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、これらn個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して右斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されている。
【0032】
ここで、nおよびmは下式
n−1=m
を満たしており、本形態では、
n=2
m=1
である。
【0033】
また、配線パターンとして、本形態では、行方向で隣接するサブ画素列の間には、データ線212(共用配線)が列方向に直線的に延びており、これらのデータ線212には、データ線212の両側に位置するサブ画素のうち、一方側のサブ画素の画素電極234のみがTFD素子を介して電気的に接続している。
【0034】
このように構成した電気光学装置100では、矢印L1で示すように、行方向(横方向)において2個分の範囲で、同一色に対応するサブ画素がジグザグに配列された構成となる。このため、本形態では、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かすことができ、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することができる。
【0035】
[実施の形態2]
図7は、本形態の電気光学装置におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。なお、本形態、および後述する各形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【0036】
図7に示すように、本形態の電気光学装置100でも、実施の形態1と同様、nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、R、G、Bの3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、左斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、これらn個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して右斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されている。
【0037】
ここで、nおよびmは下式
n−1=m
を満たしており、本形態では、
n=3
m=2
である。
【0038】
また、配線パターンとして、本形態では、行方向で隣接するサブ画素列の間には、データ線212(共用配線)が直線的に延びており、これらのデータ線212には、データ線212の両側に位置するサブ画素のうち、一方側のサブ画素の画素電極234のみがTFD素子を介して電気的に接続している。
【0039】
このように構成した電気光学装置100では、矢印L2で示すように、行方向(横方向)において3個分の範囲で、同一色に対応するサブ画素がジグザグに配列された構成となる。このため、本形態では、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かすことができ、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することができる。
【0040】
[実施の形態3]
図8は、本形態の電気光学装置におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【0041】
図8に示すように、本形態の電気光学装置100でも、実施の形態1と同様、nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、R、G、Bの3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、左斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、これらn個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して右斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されている。
【0042】
ここで、nおよびmは下式
n−1=m
を満たしており、本形態では、
n=4
m=3
である。
【0043】
また、配線パターンとして、本形態では、行方向で隣接するサブ画素列の間には、データ線212(共用配線)が直線的に延びており、これらのデータ線212には、データ線212の両側に位置するサブ画素のうち、一方側のサブ画素の画素電極234のみがTFD素子を介して電気的に接続している。このため、1本のデータ線212に対しては、3色に対応するサブ画素の画素電極234が均等に電気的に接続している。
【0044】
このように構成した電気光学装置100では、矢印L3で示すように、行方向(横方向)において4個分の範囲で、同一色に対応するサブ画素がジグザグに配列された構成となる。このため、本形態では、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かすことができ、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することができる。
【0045】
[実施の形態4]
図9は、本形態の電気光学装置におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【0046】
図9に示すように、本形態の電気光学装置100でも、実施の形態1と同様、nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、R、G、Bの3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、左斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、これらn個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して右斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されている。
【0047】
但し、本形態では、nおよびmは下式
n−1≠m
を満たしており、本形態では、
n=4
m=2
である。
【0048】
また、配線パターンとして、本形態では、行方向で隣接するサブ画素列の間には、データ線212(共用配線)が直線的に延びており、これらのデータ線212には、データ線212の両側に位置するサブ画素のうち、一方側のサブ画素の画素電極234のみがTFD素子を介して電気的に接続している。
【0049】
このように構成した電気光学装置100では、矢印L4で示すように、同一色に対応するサブ画素は、途中で折り返しながらも、全体として斜め下方に並んだ構成となる。このため、本形態では、モザイク配列の解像度が高いという特長を生かすことができ、かつ、モザイク配列で斜め線が目立つという問題を回避することができる。
【0050】
[その他の実施の形態]
実施の形態1ないし4では、行方向で隣接するサブ画素列の間で直線的に延びるデータ線212に対して、一方側のサブ画素の画素電極234のみがTFD素子を介して電気的に接続している構成であったが、実施の形態1を例に挙げると、図10に示すように、行方向で隣接するサブ画素列の間で直線的に延びるデータ線212に対して、列方向で隣接するサブ画素の画素電極234を左右交互に電気的に接続させて、同一色に対応するサブ画素の画素電極234のみが電気的に接続している構成を採用してもよい。
【0051】
また、実施の形態1の色配列において、図11に示すように、行方向で隣接するサブ画素列の間で直線的に延びるデータ線212に対して、列方向で隣接するサブ画素の画素電極234を2個、1個、1個、2個の順に左右反対の方から接続させて、1本のデータ線212に対して、3色に対応するサブ画素の画素電極234が均等に電気的に接続している構成を採用してもよい。
【0052】
なお、実施の形態2、3、4に関しても、サブ画素の画素電極234とデータ線212とが接続する方向の切り替え、あるいはデータ線212を列方向の途中で行方向に屈曲させることにより、1本のデータ線212に対して、同一色に対応するサブ画素の画素電極234のみが電気的に接続している構成、あるいは、3色に対応するサブ画素の画素電極234が均等に電気的に接続している構成を採用することができる。
【0053】
[その他の実施の形態]
上記形態では、アクティブ素子としてTFD素子を用いた例であったが、アクティブ素子としてTFT(Thin Film Transistor)を用いた電気光学装置に本発明を適用してよい。また、パッシブマトリクス型の電気光学装置に本発明を適用してよい。さらには、電気光学物質として液晶以外の電気光学物質、例えば、有機エレクトロルミネッセンス材料を用いた電気光学装置(エレクトロルミネッセンス型表示装置)、プラズマディスプレイ装置、電気泳動装置(EPD)、電子放出装置(FED)に本発明の画素配列を適用してもよい。
【0054】
[電子機器への搭載例]
図12は、本形態の電気光学装置を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。
【0055】
図12において、携帯電話1400は、複数の操作ボタン1402のほか、受話口1404、送話口1406とともに、電気光学装置100を備えるものである。この電気光学装置100にも、必要に応じてその背面にバックライトが設けられる。
【0056】
なお、本形態の電気光学装置を搭載可能な電子機器としては、携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る電気光学装置(液晶装置)の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す電気光学装置の構成を示す斜視図である。
【図3】図1に示す電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図4】図1に示す電気光学装置において、TFD素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図5】図4のA−A’線に沿って示す断面図である。
【図6】図1に示す電気光学装置におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図7】本発明の実施の形態2に係る電気光学装置(液晶装置)におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図8】本発明の実施の形態3に係る電気光学装置(液晶装置)におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図9】本発明の実施の形態4に係る電気光学装置(液晶装置)におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図10】本発明の別の電気光学装置(液晶装置)におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図11】本発明のさらに別の電気光学装置(液晶装置)におけるサブ画素の色配列、およびサブ画素とデータ線との対応関係を示す説明図である。
【図12】本発明に係る電気光学装置を搭載した電子機器の一例たる携帯電話機の説明図である。
【図13】従来のRGBモザイク配列を示す説明図である。
【符号の説明】
100 電気光学装置、116 画素、118 液晶、200 素子側基板、212 データ線、220 TFD素子、234 画素電極、300 対向基板、308 カラーフィルタ、312 走査線、R 赤のサブ画素、G 緑のサブ画素、B 青のサブ画素

Claims (6)

  1. 異なる3色にそれぞれ対応する多数のサブ画素が行方向および列方向にマトリクス状に配列された電気光学装置において、
    nを2以上の正の整数とし、mを1以上の正の整数としたとき、前記3色に対応するサブ画素のうち、同一色に対応するサブ画素は、斜め下方に並ぶn個のサブ画素と、該n個の画素の最下部の画素で反対側に折り返して斜め下方に並ぶm個のサブ画素とを1周期として繰り返し配列されていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1において、nおよびmは下式
    n−1=m
    を満たしていることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項1において、nおよびmは下式
    n−1≠m
    を満たしていることを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかにおいて、行方向で隣接するサブ画素列の間には、列方向に延びる共用のデータ線が通っており、当該データ線には、アクティブ素子を介してサブ画素の画素電極が電気的に接続していることを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項4において、前記アクティブ素子は、導電体、絶縁体及び導電体からなる薄膜ダイオード素子であることを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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