JP2003228346A - 液晶表示装置ならびにそれを備える携帯電話機および携帯情報端末機器 - Google Patents

液晶表示装置ならびにそれを備える携帯電話機および携帯情報端末機器

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JP2003228346A
JP2003228346A JP2002029503A JP2002029503A JP2003228346A JP 2003228346 A JP2003228346 A JP 2003228346A JP 2002029503 A JP2002029503 A JP 2002029503A JP 2002029503 A JP2002029503 A JP 2002029503A JP 2003228346 A JP2003228346 A JP 2003228346A
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Japan
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liquid crystal
potential
line
crystal display
drive
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JP2002029503A
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English (en)
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Yoichi Hida
洋一 飛田
Hiroyuki Murai
博之 村井
Hidetada Tokioka
秀忠 時岡
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品位を損なうことなく、低消費電力で駆
動可能な液晶表示装置ならびにこれを備える携帯電話機
および携帯情報端末機器を提供する。 【解決手段】 データ保持ノードNmに書込まれた画像
データ信号DATに応じてオン・オフするn型TFT3
4と、セット線6の活性化に応答してオンするn型TF
T35とは、一方の駆動電位供給線10および画素電極
Npxの間に直列に接続される。セット線5に先立って
活性化されるリセット線6に応じてオン・オフするn型
TFT36は、他方の駆動電位供給線8および画素電極
Npxの間に直列に接続される。容量性素子32Aは、
データ保持ノードNmの電位を保持するとともに、セッ
ト線6の活性化期間に対応して、データ保持ノードNm
の保持データに応じて、データ保持ノードNmを選択的
に昇圧する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、表示品位の劣化
を招くことなく低消費電力駆動が可能な液晶表示装置な
らびにそれを備える携帯電話機および携帯情報端末機器
に関する。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ、テレビジョン
受像機、携帯電話機および携帯情報端末機器などのディ
スプレイパネルとして、液晶表示装置が用いられるよう
になってきている。液晶表示装置は、従来のディスプレ
イ装置と比較して、低消費電力化や小型軽量化の面でメ
リットが大きい。
【0003】図30は、従来の液晶表示装置1000の
全体構成を説明する概略ブロック図である。
【0004】図30を参照して、従来の液晶表示装置1
000は、行列状に配置された複数の画素1001を有
する液晶表示部1002を備える。カラー液晶表示装置
においては、R(赤)、G(緑)およびB(青)の3原
色のそれぞれを表示するためのR画素、G画素およびB
画素から1つの表示単位が構成される。したがって、液
晶表示部1002全体で見れば、複数の表示単位が行列
状に配置されていることになる。
【0005】液晶表示装置1000は、さらに、行ドラ
イバ回路1003を備える。行ドライバ回路1003
は、液晶表示部1002において、1つの画素行(ライ
ン)を選択するための回路であり、シフトレジスタ回路
1004およびバッファ回路1005を含む。
【0006】液晶表示装置1000は、さらに、列ドラ
イバ回路1006を備える。列ドライバ回路1006
は、シフトレジスタ回路1007と、バッファ回路10
08と、スイッチ1009とを有する。列ドライバ回路
1006は、液晶表示部の1つの列に画像を表示するた
めの信号を供給する。
【0007】液晶表示部1002において、画素の各ラ
インごとに走査線1010が配置され、画素の各列ごと
にデータ線1011が配置される。さらに、共通電位V
comを供給するための共通電位供給線1012が、た
とえば画素の各ラインごとに配置される。液晶表示部1
002における表示画素を示すための画像データ信号
は、画像信号線1013によって伝達される。
【0008】図31は、各画素1001の構成を説明す
る回路図である。図31を参照して、各画素に対応し
て、TFT(Thin Film Transistor)1101と、液晶
表示素子1102と、コンデンサ1103とが配置され
る。
【0009】TFT1101は、走査線1010と結合
されるゲートを有し、データ線1011と液晶表示素子
1102との間に電気的に結合される。液晶表示素子1
102は、TFT1101と結合される画素電極と、対
向電極電位VLCCOMが印加される対向電極とを有し
ている。コンデンサ1103は、画素電極と共通電位供
給線1012との間に接続される。
【0010】再び図30を参照して、行ドライバ回路1
003は、所定の垂直走査周期に基づいて、走査線10
10を1本ずつ順に活性化することによって、ライン走
査を実行する。
【0011】列ドライバ回路1006は、スイッチ10
09のオン・オフを制御することにより、画像信号線1
013に伝達される画素データ信号を、水平走査の対象
となる画素列に対応するデータ線1011に供給する。
【0012】いわゆる点順次駆動の場合には、垂直走査
の対象となる1つのラインに属する各画素は、列ドライ
バ回路1006によって順次選択されて、データ線10
11を介して順次画像データ信号の供給を受ける。
【0013】垂直走査の対象となったラインにおいて
は、対応する走査線1010がハイレベル(以下、単に
「Hレベル」と表記する)に活性化されることによっ
て、TFT1101がオンする。これにより、列ドライ
バ回路1006によってデータ線1011に供給された
画像データ信号は、液晶表示素子1102の画素電極に
書込まれる。
【0014】液晶表示素子1102においては、画素電
極と対向電極との間の電位差に応じて液晶の配向性が変
化することにより、液晶表示素子の輝度(反射率)が変
化する。したがって、画像データ信号に応じた輝度(反
射率)を液晶表示素子1102に表示することができ
る。
【0015】1つのラインに属するすべての画素に対し
て水平走査が行なわれた後に、行ドライバ回路1003
によって、これまで選択されていた走査線はローレベル
(以下、単に「Lレベル」と表記する)非活性化され
て、次の走査線が活性化される。これに応じて、TFT
1101はオフされるが、TFT1101のオフ期間に
おいても、コンデンサ1103が画素電極の電位を保持
する。
【0016】同様の水平走査が、次のラインに対しても
順次実行され、すべてのラインが走査(これを1フレー
ムとも称する)された後に、再び先頭の走査線が活性化
される。このように、すべての画素に対して、1フレー
ムごとに画素データ信号を液晶表示素子の画素電極に書
込むことによって、画像表示が実行される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置は以上の
ように構成されるので、1つの液晶表示素子、すなわち
画素に画像データ信号が書込まれ、再び書込が実施され
るまでの間、すなわち1フレーム周期において、液晶表
示素子およびコンデンサの静電容量によって、画素電極
の電位を維持する必要がある。しかしながら、液晶表示
素子の両極板間に存在する有限の抵抗率や、TFTのリ
ーク等によって画素電極の電位が低下して、表示輝度の
変動によってフリッカが視認される等の表示品位の低下
が生じてしまう。
【0018】図32は、画素電極の電位変動による表示
品位の低下を説明するための概念図である。
【0019】図32(a)には、通常の60Hzのフレ
ーム周波数で、液晶表示素子に同一輝度を表示する場合
における液晶表示素子の反射率の推移を示している。
【0020】各液晶表示装置は、フレーム周期である1
/60秒に1度、同一電位の書込動作が実行されるた
め、画素電極電位の低下も僅かなものである。したがっ
て、各画素の反射率(輝度)は大きく変化せず、フリッ
カやコントラスト低下といった表示品位の低下は見られ
ない。
【0021】ところで、液晶表示装置の消費電力は、フ
レーム周波数×垂直走査線(図30における走査線10
10)数の周波数で動作する行ドライバ回路1003、
およびフレーム周波数×垂直走査線数×水平走査線(図
30におけるデータ線1011)数の周波数で動作する
列ドライバ回路1006において、高速で動作するシフ
トレジスタ回路1004,1007の電力が大部分を占
める。したがって、液晶表示装置の低消費電力化を図る
には、動作周波数の低減、あるいは行ドライバ回路およ
び列ドライバ回路の間欠的な動作を実行させることが有
効である。
【0022】図32(b)には、消費電力を低減するた
めに、行ドライバ回路および列ドライバ回路の動作周波
数を低下させて液晶表示素子に同一輝度を表示する場合
における液晶表示素子の反射率の推移を示している。
【0023】図32(b)を参照して、フレーム周期が
長くなると、各画素において液晶表示素子に対する書込
動作の実行間隔が長くなり、その間に画素電極で生じる
電位低下は大きくなってしまう。
【0024】したがって、画素電極の電位が大きく変化
するために、各画素における反射率(輝度)が大きく変
化して、フリッカとして観測される。また、フレーム期
間における平均電位も低下するために、十分なコントラ
ストが得られないなど、表示品位が低下するという問題
点が生じてしまう。
【0025】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたものであって、表示品位を損なうことな
く、低消費電力で駆動可能な液晶表示装置ならびにこれ
を備える携帯電話機および携帯情報端末機器を提供する
ことである。
【0026】
【課題を解決するための手段】この発明に従う液晶表示
装置は、行列状に配置される複数の画素を備え、複数の
画素の各々は、画素電極と対向電極との間の電位差に応
じた光学応答を示す液晶表示素子を有する。薄膜磁性体
記憶装置は、最大輝度および最小輝度の一方に相当する
第1の液晶駆動電位を伝達するための第1の駆動電位供
給線と、最大輝度および最小輝度の他方に相当する第2
の液晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位供給線
と、複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられる、複
数の走査線、複数の第1の制御線、および複数の第2の
制御線と、複数の画素の列にそれぞれ対応して設けら
れ、各々が画像データ信号を伝達するための複数のデー
タ線と、複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、各々
が画像データ信号に応じて、対応する画素電極の電位を
駆動するための複数の液晶駆動回路とをさらに備える。
各液晶駆動回路は、画像データ信号を保持するためのデ
ータ保持ノードと対応するデータ線との間に電気的に結
合され、対応する走査線の活性化に応答してオンするメ
モリスイッチと、第1の駆動電位供給線と対応する画素
電極との間に電気的に結合され、対応する第1の制御線
の活性化に応答してオンする第1の駆動スイッチと、第
2の駆動電位供給線と対応する画素電極との間に電気的
に結合され、対応する第2の制御線の活性化に応答して
オンする第2の駆動スイッチと、第2の駆動電位供給線
と対応する画素電極との間に、第2の駆動スイッチと直
列に接続され、データ保持ノードの電位に応じてオン・
オフする第3の駆動スイッチと、データ保持ノードの電
位を保持するとともに、第2の制御線の活性化期間に対
応して、データ保持ノードに保持される画像データ信号
のレベルに応じて、データ保持ノードを選択的に昇圧す
るための昇圧保持部とを含む。
【0027】好ましくは、昇圧保持部は、データ保持ノ
ードおよび昇圧信号線の間に電気的に結合され、自己の
両端子間の電位差に応じて容量値が変化する容量性素子
を有する。昇圧信号線の電位は、第2の制御線の活性化
期間中に、通常時よりも上昇する。
【0028】また好ましくは、昇圧保持部は、データ保
持ノードおよび対応する第2の制御線の間に電気的に結
合され、自己の両端子間の電位差に応じて容量値が変化
する容量性素子を有する。
【0029】さらに好ましくは、第1の液晶駆動電位
は、一定レベルの直流電位であり、第2の液晶駆動電位
は、第1の液晶駆動電位よりも高い第1の電位および、
第2の液晶駆動電位よりも低い第2の電位を周期的に繰
り返す。
【0030】あるいは、さらに好ましくは、第2の液晶
駆動電位は、一定レベルの直流電位であり、第1の液晶
駆動電位は、第2の液晶駆動電位よりも高い第1の電位
および、第2の液晶駆動電位よりも低い第2の電位を周
期的に繰り返す。
【0031】また好ましくは、昇圧保持部は、データ保
持ノードおよび第2の駆動電位供給線の間に電気的に結
合され、自己の両端子間の電位差に応じて容量値が変化
する容量性素子を有する。第1の液晶駆動電位は、一定
レベルの直流電位であり、第2の液晶駆動電位は、第1
の液晶駆動電位よりも高い第1の電位および、第1の液
晶駆動電位よりも低い第2の電位を周期的に繰り返す。
【0032】あるいは好ましくは、メモリスイッチのオ
ンによる画像データ信号の書込は、第2の液晶駆動電位
が第2の電位である期間を選んで実行される。
【0033】特にこのような構成においては、容量性素
子は、n型TFT構造を有する。また、特にこのような
構成においては、容量性素子は、p型TFT構造を有す
る。
【0034】好ましくは、画像書込時において、第2の
駆動スイッチは、第1の駆動スイッチが所定期間オンし
た後にオンするように、第1および第2の制御線の活性
化期間は設定される。
【0035】また好ましくは、昇圧保持部は、データ保
持ノードが第3の駆動スイッチのオンに対応する画像デ
ータ信号を保持している場合に、第2の制御線の活性化
期間に対応してデータ保持ノードを昇圧する。
【0036】あるいは好ましくは、第1および第2の液
晶駆動電位の一方は、第1の電位と第2の電位とを周期
的に繰り返す。第1および第2の電位供給線の一方は、
第1および第2の電位を互いに相補に供給するための、
複数の第1および第2の駆動電位補助供給線を含み、複
数の第1および第2の駆動電位補助供給線は、奇数行お
よび偶数行にそれぞれ対応して配置され、第1および第
2の電位の切換周期は、表示フレーム周期に相当する。
【0037】また好ましくは、第1および第2の液晶駆
動電位の一方は、第1の電位と第2の電位とを周期的に
繰り返し、対向電極の電位は、第1の電位の書込み後に
おける画素電極の電位と、第2の電位の書込み後におけ
る画素電極の電位との平均値に相当する。
【0038】好ましくは、画素は、並列に配置されるL
個(L:2以上の整数)の副画素に分割される。画素電
極は、最大輝度の表示時におけるそれぞれの表示輝度
が、2 0:・・・:2(L-1)となるように分割され、行の各
々において、複数の走査線は、副画素にそれぞれ対応し
てL本ずつ設けられるとともに、第1および第2の制御
線は、副画素に共通して設けられる。各画素において、
液晶駆動回路は、副画素の各々ごとに独立に設けられ
る。
【0039】さらに好ましくは、薄膜磁性体記憶装置
は、行の各々に対応して設けられる、補助走査線をさら
に備える。各液晶駆動回路は、対応するデータ線とデー
タ保持ノードとの間に、メモリスイッチと直列に接続さ
れ、対応する補助走査線の活性化に応答してオンする第
1のリーク防止スイッチをさらに含む。
【0040】このような構成においては、補助走査線の
活性化期間は、L個の副画素にそれぞれ対応するL本の
走査線の活性化期間の全てを含むように設定される。
【0041】特に、行の各々において、L本の複数の走
査線のうちの少なくとも2つは同時に活性化される。各
液晶駆動回路は、対応するデータ線とデータ保持ノード
との間に、メモリスイッチと直列に接続され、対応する
走査線と同時に活性化される、同一の行に対応する他の
走査線の活性化に応答してオンする第2のリーク防止ス
イッチをさらに含む。
【0042】さらに、第1および第2の制御線は、他の
行に対応するL本の走査線のうちの、活性化期間が重な
り合わない2本の走査線を用いて構成される。
【0043】この発明に従う携帯電話機は、画面表示機
能を備える携帯電話機であって、画面表示を実行するた
めの液晶表示装置を備える。液晶表示装置は、行列状に
配置される複数の画素を有する液晶表示部を含む。複数
の画素の各々は、画素電極と対向電極との間の電位差に
応じた光学応答を示す液晶表示素子を有する。液晶表示
装置は、最大輝度および最小輝度の一方に相当する第1
の液晶駆動電位を伝達するための第1の駆動電位供給線
と、最大輝度および最小輝度の他方に相当する第2の液
晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位供給線と、
複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられる、複数の
走査線、複数の第1の制御線、および複数の第2の制御
線と、複数の画素の列にそれぞれ対応して設けられ、各
々が画像データ信号を伝達するための複数のデータ線
と、複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、各々が画
像データ信号に応じて、対応する画素電極の電位を駆動
するための複数の液晶駆動回路とをさらに含む。各液晶
駆動回路は、画像データ信号を保持するためのデータ保
持ノードと対応するデータ線との間に電気的に結合さ
れ、対応する走査線の活性化に応答してオンするメモリ
スイッチと、第1の駆動電位供給線と対応する画素電極
との間に電気的に結合され、対応する第1の制御線の活
性化に応答してオンする第1の駆動スイッチと、第2の
駆動電位供給線と対応する画素電極との間に電気的に結
合され、対応する第2の制御線の活性化に応答してオン
する第2の駆動スイッチと、第2の駆動電位供給線と対
応する画素電極との間に、第2の駆動スイッチと直列に
接続され、データ保持ノードの電位に応じてオン・オフ
する第3の駆動スイッチと、データ保持ノードの電位を
保持するとともに、第2の制御線の活性化期間に対応し
て、データ保持ノードに保持される画像データ信号のレ
ベルに応じて、データ保持ノードを選択的に昇圧するた
めの昇圧保持部とを有する。
【0044】この発明に従う携帯情報端末機器は、画面
表示機能を備える携帯情報端末機器であって、画面表示
を実行するための液晶表示装置を備える。液晶表示装置
は、行列状に配置される複数の画素を有する液晶表示部
を含む。複数の画素の各々は、画素電極と対向電極との
間の電位差に応じた光学応答を示す液晶表示素子を有す
る。液晶表示部は、最大輝度および最小輝度の一方に相
当する第1の液晶駆動電位を伝達するための第1の駆動
電位供給線と、最大輝度および最小輝度の他方に相当す
る第2の液晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位
供給線と、複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられ
る、複数の走査線、複数の第1の制御線、および複数の
第2の制御線と、複数の画素の列にそれぞれ対応して設
けられ、各々が画像データ信号を伝達するための複数の
データ線と、複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、
各々が画像データ信号に応じて、対応する画素電極の電
位を駆動するための複数の液晶駆動回路とをさらに含
む。各液晶駆動回路は、画像データ信号を保持するため
のデータ保持ノードと対応するデータ線との間に電気的
に結合され、対応する走査線の活性化に応答してオンす
るメモリスイッチと、第1の駆動電位供給線と対応する
画素電極との間に電気的に結合され、対応する第1の制
御線の活性化に応答してオンする第1の駆動スイッチ
と、第2の駆動電位供給線と対応する画素電極との間に
電気的に結合され、対応する第2の制御線の活性化に応
答してオンする第2の駆動スイッチと、第2の駆動電位
供給線と対応する画素電極との間に、第2の駆動スイッ
チと直列に接続され、データ保持ノードの電位に応じて
オン・オフする第3の駆動スイッチと、データ保持ノー
ドの電位を保持するとともに、第2の制御線の活性化期
間に対応して、データ保持ノードに保持される画像デー
タ信号のレベルに応じて、データ保持ノードを選択的に
昇圧するための昇圧保持部とを有する。
【0045】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示すものとする。
【0046】[実施の形態1] (実施の形態1の基礎となる液晶表示装置の構成)ま
ず、本発明の実施の形態1に従う液晶表示装置の基礎と
なる低消費電力型液晶表示装置の構成について説明す
る。
【0047】図1は、本発明の実施の形態1に従う液晶
表示装置の基礎となる低消費電力型液晶表示装置1の全
体構成を示す概略ブロック図である。
【0048】図1を参照して、液晶表示装置1は、液晶
表示部2を備える。液晶表示部2には、行列状に配置さ
れた複数の画素3が配置される。画素の行(以下、「ラ
イン」とも称する)の各々に対応して、走査線5、セッ
ト線6、リセット線7、液晶駆動電位VREFを伝達す
る駆動電位供給線8、共通電位VCOM1を伝達する共
通電位供給線9、および液晶駆動電位VCOM2を伝達
する駆動電位供給線10が配置される。また、画素の列
の各々に対応して、データ線11が配置される。
【0049】走査線5、セット線6およびリセット線7
は、対応するラインが活性化された場合に、所定のタイ
ミングでHレベルに活性化される、アドレス信号AD
D、セット信号STおよびリセット信号RSTをそれぞ
れ伝達する。
【0050】液晶駆動電位VCOM2が一定レベルの直
流電位であるのに対して、液晶駆動電位VREFは、一
定周期ごとに+Vlc(高電位状態)および−Vlc
(低電位状態)を繰り返す。+Vlcおよび−Vlc
は、対向電極電位VLCCOMに対してそれぞれ異なる
極性を有する。この結果、液晶駆動電位VREFの極性
は一定周期ごとに反転されて、液晶表示素子における焼
き付きの発生が抑制される。各画素は、液晶駆動電位V
REFおよび液晶駆動電位VCOM2を書込まれた場合
に、最大輝度および最小輝度の一方ずつを表示する。
【0051】なお、図1に示されるように、液晶駆動電
位VREF、共通電位VCOM1および液晶駆動電位V
COM2を、駆動電位供給線8、共通電位供給線9およ
び駆動電位供給線10のそれぞれの両端側から供給する
構成とすることにより、同一の電位供給線上における電
位変動を抑制することができる。
【0052】液晶表示装置1は、垂直走査回路15oお
よび15eと、水平走査回路20と、スイッチ部25と
をさらに備える。垂直走査回路15oおよび15eは、
同期信号の供給を受けて動作する。水平走査回路20
は、同期信号および画像信号の供給を受けて動作する。
なお、同期信号は、それぞれの画像信号の水平および垂
直同期タイミングを示す水平同期信号および垂直同期信
号、ならびに画素信号の有効期間を表わす画素信号イネ
ーブル信号等を総称的に示している。
【0053】垂直走査回路15oは、垂直同期周期に基
づいて、奇数ラインに対応する、走査線5、セット線6
およびリセット線7を選択的に活性化する。垂直走査回
路15eは、垂直同期信号に基づいて、偶数ラインに対
応する、走査線5、セット線6およびリセット線7を選
択的に活性化する。具体的には、垂直走査回路15oお
よび15eは、各走査線5、各セット線6および各リセ
ット線7によってそれぞれ伝達される、アドレス信号A
DD、セット信号STおよびリセット信号RSTの活性
化期間を制御する。
【0054】奇数ラインに対応する垂直走査回路15o
および偶数ラインに対応する垂直走査回路15eを、液
晶表示部2を挟んで対向する領域に分割配置することに
よって、液晶表示部2における画素の列方向におけるピ
ッチ制約を緩和して、高精細表示化を図ることができ
る。
【0055】水平走査回路20は、供給された画像信号
を処理して、所定タイミングにおける画像データ信号D
ATに展開する。スイッチ部25は、水平走査回路20
とデータ線11との間にそれぞれ配置される複数のスイ
ッチユニットによって構成される。水平走査回路20
は、水平走査周期に基づいて、複数のスイッチユニット
をオンして、画像データ信号DATをデータ線11に供
給する。
【0056】いわゆる点順次駆動の場合には、水平走査
回路20は、スイッチ部25を構成する複数のスイッチ
ユニットを順にオンする。この結果、垂直走査の対象と
なる1つのラインに属する各画素は、対応するスイッチ
ユニットの選択的なオンによって順次水平走査の対象と
なり、画像データ信号の供給を受ける。あるいは、ライ
ンごとに一括駆動する構成とすることも可能であり、こ
の場合には、データ線11の各々を用いて、走査された
ラインに属する各画素に対して画像データ信号が並列に
供給される。
【0057】図2は、図1に示される各画素の構成を示
す回路図である。図2を参照して、画素3は、液晶表示
素子PXと、液晶駆動回路30とを含む。液晶表示素子
PXは、画素電極Npxと対向電極Ncmとを有する。
液晶表示素子PXには、メモリセルを有しないたとえば
TN(Twisted Nematic)液晶を用いる。
【0058】液晶表示素子PXは、画素電極Npxの電
位である画素電極電位Vpxと対向電極Ncmに印加さ
れる対向電極電位VLCCOMとの電位差に相当する液
晶印加電位に応じた光学応答を示す。したがって、液晶
表示素子PXが反射型の場合には、当該液晶印加電位に
応じて反射率(輝度)が変化する。また、液晶表示素子
PXが透過型の場合には、液晶印加電位に応じて透過率
(輝度)が変化する。
【0059】液晶駆動回路30は、データ線11および
データ保持ノードNmの間に電気的に結合されるn型T
FT31と、駆動電位供給線10およびデータ保持ノー
ドNmの間に接続されるコンデンサ32とを有する。n
型TFT31のゲートは走査線5と結合される。
【0060】走査線5が走査の対象となってHレベル電
位に活性化されると、n型TFT31はオンする。反対
に、対応する走査線5は、走査の対象でない場合にはL
レベル電位に非活性化されるので、n型TFT31はオ
フする。したがって、n型TFT31は、走査線5の活
性化に応答してオンするスイッチ素子として動作する。
【0061】液晶駆動回路30は、駆動電位供給線10
と画素電極Npxとの間に直列に結合されるn型TFT
33および34と、画素電極Npxおよび共通電位供給
線9との間に接続されるコンデンサ35と、駆動電位供
給線8および画素電極電位の間に電気的に結合されるn
型TFT36とをさらに含む。
【0062】n型TFT33は、セット線6と結合され
たゲートを有し、セット線6の活性化に応答してオンす
るスイッチ素子として動作する。n型TFT34は、デ
ータ保持ノードNmと結合されたゲートを有し、データ
保持ノードNmの電位に応じてオン・オフするスイッチ
素子として動作する。n型TFT36は、リセット線7
と結合されたゲートを有し、リセット線7の活性化に応
答してオンするスイッチ素子として動作する。
【0063】走査線5の活性化(Hレベル)期間中、す
なわち対応するラインが走査対象となっている場合にお
いては、水平走査回路20によってデータ線11に供給
された画像データ信号DATは、n型TFT31のオン
によって、データ保持ノードNmに伝達される。いわゆ
る点順次駆動の場合には、1つのラインにおける全部の
画素を走査した後に、垂直走査回路15o,15eによ
って、走査線5の電位がLレベルに設定されるため、こ
れに対応してn型TFT31はオフ状態になると、コン
デンサ32によってデータ保持ノードNmの電位が保持
される。
【0064】この結果、n型TFT31およびコンデン
サ32は、データ線11によって供給される画像データ
信号DATのレベルを保持する一種のDRAM(Dynami
c Random Access Memory)として動作する。
【0065】リセット線7を活性化することによって、
画素電極Npxは駆動電位供給線8と結合されて、画素
電極電位Vpxは液晶駆動電位VREFにリセットされ
る。
【0066】さらに、リセット線7の非活性化後に、セ
ット線6を活性化した場合には、データ保持ノードNm
に保持される電位に応じてn型TFT34がオンすると
きには、画素電極Npxは駆動電位供給線10と結合さ
れて、画素電極電位Vpxは、液晶駆動電位VCOM2
に設定される。一方、データ保持ノードNmに保持され
る電位に応じてn型TFT34がオフするときには、画
素電極Npxは駆動電位供給線10と結合されないの
で、画素電極電位Vpxは、リセット時の液晶駆動電位
VREFを維持する。
【0067】ここで、消費電力の低減を図るために、垂
直走査回路15o,15eおよび水平走査回路20の動
作周波数を低下させ、データ保持ノードNmに対する書
込間隔を長くした場合には、データ保持ノードNmの電
位は、n型TFT31のリーク等によって低下する。
【0068】しかし、データ保持ノードNmの電位は、
n型TFT34のオン・オフを制御するための電位であ
るので、データ保持ノードNmの電位がこれらのTFT
のしきい値電位を超えて変化しない限り、n型TFT3
1の状態は維持される。したがって、セット線6および
リセット線7を定期的に活性化すれば、データ保持ノー
ドNmの電位、保持された画像データ信号DATのレベ
ルに応じて、液晶駆動電位VREFもしくは液晶駆動電
位VCOM2を画素電極Npxに印加して書込むことが
できる。
【0069】以下、本明細書では、液晶表示素子PX
は、ノーマリ・ホワイト・モードの液晶表示を実行する
ものとする。また、表示コントラストが大きくなるよう
に、画素電極Npxに液晶駆動電位VREFが印加され
たとき(以下、「非点灯状態」とも称する)に概ね最小
輝度Lminを表示し、画素電極Npxに液晶駆動電位
VCOM2が印加されたとき(以下、「点灯状態」とも
称する)に概ね最大輝度Lmaxが得られるように各電
位を設定するものとする。
【0070】すなわち、点灯状態に設定される画素に対
しては、n型TFT34をオンさせるために、Hレベル
(たとえばVlc)の画像データ信号DATがデータ保
持ノードNmに書込まれる。これに対して、非点灯状態
に設定される画素に対しては、n型TFT34をオフさ
せるために、Lレベル(たとえば0:接地電圧)の画像
データ信号DATがデータ保持ノードNmに書込まれ
る。
【0071】このような構成とすることにより、液晶表
示素子PXに液晶電極電位を印加する、液晶電極電位の
書込動作を実行する場合において、各画面の表示フレー
ムを2つの表示モードから構成することができる。
【0072】第1の表示モードは、走査線5の活性化に
応答して、データ線11に供給された画像データ信号D
ATの取込みを伴う書込動作を行なって、液晶表示素子
PXの表示状態を更新する表示モード(以降、「リフレ
ッシュ・モード」とも称する)である。
【0073】これに対して、第2の表示モードは、走査
線5の活性化を伴わず、セット線6およびリセット線7
の活性化に応答して、データ保持ノードNmに保持され
た画像データ信号DAT基づいた再書込動作を行なっ
て、リフレッシュ・モードで指定された液晶表示素子P
Xの表示状態を更新することなく保持するモード(以
降、「ホールド・モード」とも称する)である。
【0074】図3は、低消費電力型液晶表示装置1にお
ける表示フレーム期間の構成を示す概念図である。
【0075】図3を参照して、低消費電力型液晶表示装
置1における1つの表示フレームは、入力画像信号に応
じて液晶表示部2の表示をリフレッシュ(更新)するた
めのリフレッシュ・サブフレームと、液晶表示部2の表
示をホールド(保持)するためのホールド・サブフレー
ムとから構成される。
【0076】リフレッシュ・サブフレームにおいては、
各液晶駆動回路30が上述のリフレッシュ・モードで動
作し、またホールドサブフレームにおいては、上述のホ
ールド・モードで動作する。
【0077】すなわち、リフレッシュ・モードにおいて
は、垂直走査回路15o,15eによって、走査線5、
セット線6およびリセット線7が走査されるとともに、
水平走査回路20によって、データ線11へ画像データ
信号DATが伝達される。
【0078】一方、ホールド・モードにおいては、垂直
走査回路15o,15eによって、セット線6およびリ
セット線7を周期的に活性化することによって、データ
保持ノードNmに保持された画像データ信号DATに応
じて、画素電極電位の再書込を実行することができる。
この結果、水平走査回路20におけるデータ線11に画
像データ信号を供給する動作を停止させることができ
る。したがって、水平走査回路20をリフレッシュ・サ
ブフレームのみ動作するような間欠駆動を行って、ホー
ルド・サブフレームにおいては、水平走査回路20の動
的(交流的)に電力を消費する部分の動作を停止させる
ことができる。
【0079】すなわち、1つの表示フレームを、N個
(N:自然数)のサブフレームから構成する場合におい
て、水平走査回路の消費電力Warは、下式で示され
る。
【0080】 War=(1/N)×Wr+((N−1)/N)×Wh ここで、Wrは、リフレッシュ・サブフレーム期間にお
ける平均消費電力、すなわち動的(交流的)消費電力と
静的(直流的)消費電力の和の平均を示し、Whは、ホ
ールド・サブフレームにおける平均消費電力、すなわち
静的消費電力の平均値を示すものとする。
【0081】水平走査回路20をCMOS回路で構成す
れば、静的消費電力は極めて小さくすることができるの
で、War≒(1/N)×Wrとなる。すなわち、間欠
駆動を行なわない従来の液晶表示装置に比べて、水平走
査回路20の消費電力を、ほぼ1/Nに低減することが
できる。
【0082】水平走査回路20の駆動周波数は、垂直走
査回路15o,15eの駆動周波数に比べるとはるかに
高く、たとえば液晶表示部の水平画素数を100程度と
しても、前者が後者の約100倍に達する。このため、
水平走査回路20の消費電力も、垂直走査回路15o,
15eに比べてはるかに高くなる。
【0083】したがって、水平走査回路20を間欠駆動
してその消費電力を低減することは、液晶表示装置全体
の低消費電力化に大きな効果をもたらす。なお、各表示
フレームを1つのリフレッシュ・サブフレームと3つの
ホールド・サブフレームから構成して、合計4個(N=
4)のサブフレームから構成するようにしたが、1つの
表示フレームに含まれるホールド・サブフレームの個数
は、各液晶駆動回路30において、データ保持ノードN
mに保持する電位が、n型TFT34のしきい値電位を
超えないように維持可能な範囲で任意に設定することが
可能である。
【0084】図4は、低消費電力型液晶表示装置1のリ
フレッシュ・モード時における画素電極電位の書込動作
を示すタイミングチャートである。図4においては、第
2n(2n:偶数)ライン・第m列(m:自然数)の画
素(以下、画素3aと称する)、および第(2n−1)
ライン・第m列の画素(以下、画素3bと称する)に対
する書込動作が示される。
【0085】図4を参照して、期間T0、T1およびT
2において、第(2n−1)、2nおよび(2n+1)
ラインのそれぞれが垂直走査対象に選択される。
【0086】期間T0においては、画素3bにおける画
像データ信号の取込動作が実行される。期間T1におい
ては、画素3bにおける画素電極電位の書込動作およ
び、画素3aにおける画像データ信号DAT(m)の取
込動作が実行される。期間T2においては、画素3bに
おける画素電極電位の書込動作が実行される。このよう
に、各ラインに対する画素電極電位の書込動作は、次の
ラインに対する画像データ信号の取込動作と並列に実行
される。
【0087】液晶駆動電位VREFは、期間T0〜T2
の各々において極性が反転し、+Vlcもしくは−Vl
cに設定される。+Vlcおよび−Vlcは、対向電極
電位VLCCOMに対してそれぞれ異なる極性を有す
る。この結果、液晶駆動電位VREFの極性は一定周期
ごとに反転されて、液晶表示素子における焼き付きの発
生が抑制される。+Vlcおよび−Vlcの平均値、す
なわち液晶駆動電位VREFの振幅の中心値は電位0で
示される。
【0088】同一フレーム内において、各表示ラインご
とに液晶駆動電位VREFの極性を反転する。たとえ
ば、図4に示されるように、連続するラインにそれぞれ
属する画素3bおよび3aに対する書込がそれぞれ実行
される期間T0およびT1において、液晶駆動電位VR
EFは、それぞれ−Vlcおよび+Vlcに設定されて
おり、その極性は反転されている。この結果、ラインご
とに画素電極電位の極性を分散することができるので、
表示輝度のリップル、すなわちフリッカが低減される。
【0089】さらに、各ラインの極性を表示フレームご
とに反転することによって、表示フレームの各々におい
て、ラインごとに画素電極電位の極性を分散することが
できる。この結果、表示フレームの切替わりに起因する
表示輝度のリップル、すなわちフリッカがさらに低減さ
れる。
【0090】期間T0において、第(2n−1)ライン
に対応する走査線5によって伝達されるアドレス信号A
DD(2n−1)の活性化に応答して、画素3bのn型
TFT31がオンする。これにより、Hレベルの画像デ
ータ信号DAT(m)が画素3bに取込まれ、画素3b
のデータ保持ノードNm(2n−1)の電位がLレベル
からHレベルに変化する。
【0091】期間T1においては、第2nラインに対応
する走査線5によって伝達されるアドレス信号ADD
(2n)の活性化に応答して、画素3aのn型TFT3
1がオンする。これにより、Lレベルの画像データ信号
DAT(m)が画素3aに取込まれ、画素3aのデータ
保持ノードNm(2n)の電位がHレベルからLレベル
に変化する。
【0092】画素3aにおける画像データ信号の取込動
作と並列に、画素3bにおいて、期間T0で取込まれた
画像データ信号に基づく画素電極電位の書込動作が実行
される。まず、画素3bに対応するリセット信号RST
(2n−1)が所定期間活性化されて、画素3bの画素
電極Npxは駆動電位供給線8と結合される。これに応
じて、画素電極電位Vpx(2n−1)は、液晶駆動電
位VREFで駆動されて、−Vlcに向かって変化す
る。すなわち、画素3bは、リセット信号RST(2n
−1)の活性化に応答して、データ保持ノードNmに保
持されるデータレベルにかかわらず、一旦非点灯状態に
設定される。
【0093】対応するリセット信号RST(2n−1)
がHレベルからLレベルへ変化するタイミングにおい
て、リセット線7と画素電極Npxとの間の容量結合等
の影響によって生じるフィードスルーと呼ばれる電位変
動によって、画素電極電位Vpx(2n−1)は、Vf
−に変化する。一方、液晶駆動電位の極性が逆である場
合には、画素電極電位Vpx(2n−1)は、図中に点
線で示されるように逆の極性で変化し、フィードスルー
の影響後には、Vf+に達する。
【0094】対応するリセット信号RST(2n−1)
が非活性された後に、セット信号ST(2n−1)が活
性化される。画素3bにおいては、データ保持ノードN
m(2n−1)にHレベルが保持されているので、セッ
ト信号ST(2n−1)の活性化に応答して、画素3b
の画素電極Npxは駆動電位供給線10と結合される。
これに応じて、画素電極電位Vpx(2n−1)は、液
晶駆動電位VCOM2によって駆動される。これによ
り、画素3bは、非点灯状態に設定されて、最大輝度を
表示する。さらに、セット信号ST(2n−1)がHレ
ベルからLレベルへ変化するタイミングにおいて、セッ
ト線6と画素電極Npxとの間の容量結合等の影響によ
って生じるフィードスルーによって、画素電極電位Vp
x(2n−1)は、液晶駆動電位VCOM2からVf0
に変化する。
【0095】期間T2においては、まず、画素3aに対
応するリセット信号RST(2n)が所定期間活性化さ
れて、画素3aは、期間T1における画素3bと同様
に、、データ保持ノードNmに保持されるデータレベル
にかかわらず、一旦非点灯状態に設定される。この結
果、フィードスルーの影響を受けた後、画素電極電位V
px(2n−1)は、Vf+に達する。
【0096】一方、液晶駆動電位の極性が逆である場合
には、画素電極電位Vpx(2n−1)は、図中に点線
で示されるように逆の極性で変化し、フィードスルーの
影響後には、Vf−に達する。
【0097】リセット信号RST(2n)が非活性され
た後に、セット信号ST(2n)が活性化される。画素
3aにおいては、データ保持ノードNm(2n)にLレ
ベルが保持されているので、セット信号ST(2n)が
活性化されても、画素3bの画素電極Npxは駆動電位
供給線10と結合されない。したがって、画素電極電位
Vpx(2n−1)は、セット信号ST(2n)の活性
化および非活性化に伴うフィードスルーの影響を受けた
後に、リセット信号RST(2n)の活性化に伴う液晶
駆動電位VREFの駆動後における電位Vf+に復帰す
る。これにより、画素3aは、非点灯状態に設定されて
最小輝度を表示する。
【0098】図示しないが、次のラインである第(2n
+1)ラインにおける画像データ信号の取込動作が、期
間T2において並列に実行される。
【0099】なお、対向電極電位VLCCOMを、液晶
駆動電位VREFの駆動後における画素電極電位Vf+
およびVf−の平均値に、すなわち下式に従って設定す
る。
【0100】 VLCCOM={(Vf−)+(Vf+)}/2 また、液晶駆動電位VCOM2は、フィードスルー等に
よる電位変動を考慮して、図4に示されるVf0が対向
電極電位VLCCOMと等しくなるように、液晶駆動電
位VREFの振幅の中心値(図4における電位0)およ
び対向電極電位VLCCOMとは異なるレベルに設定さ
れる。
【0101】これにより、非点灯状態においては、液晶
駆動電位VREFの極性にかかわらず、画素電極Npx
と対向電極Ncmとの間の電位差を一定にすることがで
き、点灯状態においては、画素電極Npxと対向電極N
cmとの間の電位差を0にすることができる。この結
果、点灯時および非点灯時のいずれにおいても、液晶表
示素子に焼付きを発生させることなく、フリッカ等の発
生を防止して高い表示品位を維持することができる。
【0102】図5は、低消費電力型液晶表示装置1のホ
ールド・モード時における画素電極電位の書込動作を示
すタイミングチャートである。
【0103】図5を参照して、期間T4においては、画
素3bにおいて、データ保持ノードNm(2n−1)の
電位に応じた画素電極電位の再書込動作が実行される。
期間T5においては、画素3aにおいて、データ保持ノ
ードNm(2n)の電位に応じた画素電極電位の再書込
動作が実行される。
【0104】既に説明したように、ホールド・モード時
には、走査線5は非活性状態に維持されて、画像データ
信号DATの供給は実行されない。したがって、データ
線11の電位は、たとえばLレベルに固定される。
【0105】期間T3においては、セット線6およびリ
セット線7はいずれも非活性化(Lレベル)されてお
り、画素3aおよび3bにおいて、画素電極電位は維持
される。
【0106】期間T4においては、まず、画素3bに対
応するリセット信号RST(2n−1)が所定期間活性
化されて、画素3bは、期間T1における画素3bと同
様に、データ保持ノードNmに保持されるデータレベル
にかかわらず、一旦非点灯状態に設定される。この結
果、画素電極電位Vpx(2n−1)は、−Vlcに設
定された液晶駆動電位VREFによって駆動され、フィ
ードスルーの影響を受けた後Vf−に達する。
【0107】リセット信号RST(2n−1)が非活性
された後に、セット信号ST(2n−1)が活性化され
る。画素3bにおいては、データ保持ノードNm(2n
−1)にHレベルが保持されているので、セット信号S
T(2n−1)の活性化に応答して、画素3bの画素電
極Npx(2n−1)は、液晶駆動電位VCOM2に駆
動される。これにより、画素3bは、点灯状態に再度設
定されて、最大輝度の表示を保持する。
【0108】期間T5においては、まず、画素3aに対
応するリセット信号RST(2n)が所定期間活性化さ
れて、画素3aは、データ保持ノードNmに保持される
データレベルにかかわらず、画素電極Npx(2n)が
液晶駆動電位VREFに駆動されて、一旦非点灯状態に
設定される。その後、リセット信号RST(2n)の非
活性化に伴うフィードスルーによって、画素電極電位V
px(2n)は、Vf+に達する。
【0109】リセット信号RST(2n)が非活性され
た後に、セット信号ST(2n)が活性化される。画素
3aにおいては、データ保持ノードNm(2n)にLレ
ベルが保持されているので、セット信号ST(2n)が
活性化されても、画素3bの画素電極Npxは駆動電位
供給線10と結合されない。したがって、画素電極電位
Vpx(2n)には、液晶駆動電位VREFへの駆動後
の電位(Vf+)が維持される。これにより、画素3a
は、非点灯状態に再設定されて、最小輝度の表示を保持
する。
【0110】このような構成とすることにより、ホール
ド・サブフレームにおいて画像データ信号の供給動作を
停止した上で、各サブフレームにおいて、点灯状態およ
び非点灯状態に設定される画素のそれぞれについて、液
晶駆動電位VREFおよび液晶駆動電位VCOM2によ
って画素電極電位を駆動することができる。この結果、
同一画像を長期間表示する場合においても、画素電極電
位の変動に起因する焼付きの発生やコントラストの低下
を防止して、表示品位を損なうことなく低消費電力化を
図ることができる。
【0111】(図1に示された低消費電力型液晶表示装
置の問題点)しかしながら、以上説明した低消費電力型
液晶表示装置を実機化する場合には、液晶駆動電位VR
EFの低電位状態(−Vlc)に対応する負電源が必要
となる。さらに、図2に示したn型TFT36を確実に
オフさせるために、この−Vlcよりもさらに深い負電
圧が必要となってしまう。このように必要な電源電圧数
が増えることにより、電源回路の大型化や消費電力の増
大が問題となる。この点は、小型軽量化・低消費電力化
の要求が強い携帯電話機や情報端末機器に搭載される場
合に、大きな影響を及ぼす。
【0112】したがって、図1に示した低消費電力型液
晶表示装置1を実機化する場合には、液晶駆動電位VR
EFの低電位状態および高電位状態を、−Vlcおよび
+Vlcではなく、0(接地電圧)および+2Vlc
(以下、単に“2Vlc”と表記する)として、電源数
を削減する方式が用いられる。この方式では、図2に示
したn型TFT36をオフさせるための電源も、他の信
号と同様に接地電圧で共用できるので、効果的である。
【0113】しかしながら、液晶駆動電位VREFを上
記の方式で設定した場合には、もう一方の液晶駆動電位
VCOM2は、0(接地電圧)および2Vlcの平均値
であるVlc近傍のレベルとなる。これに応じて、図2
に示したn型TFT34をオンさせるためには、データ
保持ノードNmの電位VNmを、下式(1)に示される
ように維持することが必要となる。
【0114】VNm≧VTN+Vlc …(1) なお、(1)式中において、VTNは、n型TFT34
のしきい値電圧を示している。すなわち、液晶駆動電位
VREFが+Vlcおよび−Vlcを周期的に繰返す方
式と比較すると、データ保持ノードNmの電圧をVlc
分だけ上昇させる必要がある。この結果、n型TFT3
4をオンさせるための画像データ信号DAT(Hレベ
ル)をデータ保持ノードNmに保持する場合に、データ
保持時間が短くなってしまうという問題が生ずる。
【0115】データ保持時間を確保するためには、画像
データ信号DATのHレベルをVlc上昇させることも
有効であるが、この場合には、画像データ信号書込時に
おけるデータ線11での消費電力が増大してしまう。し
たがって、電源電圧数を削減しつつ、さらに図1に示し
た液晶表示装置1で実現される低消費電力化および高品
位表示化といったメリットを両立するためには、このよ
うな問題点を考慮した構成が必要とされる。 (実施の形態1に従う液晶表示装置の構成)図6は、実
施の形態1に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構
成を示す回路図である。
【0116】実施の形態1に従う液晶表示装置において
は、図1に示した低消費電力型液晶表示装置1の構成に
おいて、各画素3に代えて画素3Aが各々配置される。
また、液晶駆動電位VREFが、0、すなわち接地電圧
(低電位状態)および2Vlc(高電位状態)に周期的
に設定される。これに伴い、液晶駆動電位VCOM2は
Vlc近傍に設定され、共通電位VCOM1および対向
電極電位VLCCOMのレベルも変更されるため、外部
から供給される電源電圧レベルが異なってくる。
【0117】図6を参照して、実施の形態1に従う画素
3Aは、図2に示した画素3と比較して、液晶駆動回路
30に代えて液晶駆動回路30Aを含む点で異なる。さ
らに、実施の形態1に従う構成においては、データ保持
ノードNmを昇圧するタイミングを規定するための昇圧
信号BSを伝達する昇圧信号線6Aが配置される。
【0118】実施の形態1に従う液晶駆動回路30A
は、図2に示された液晶駆動回路30と比較して、コン
デンサ32に代えて容量性素子32Aを含む点で異な
る。容量性素子32Aは、データ保持ノードNmおよび
昇圧信号線6Aの間に接続される。容量性素子32A
は、昇圧信号線6Aの活性化(Hレベル)期間におい
て、データ保持ノードNmの保持データのレベルに応じ
て、選択的にデータ保持ノードNmを昇圧する。
【0119】具体的には、保持データがHレベルである
場合に、容量性素子32Aは、昇圧信号線6Aの活性化
に応答してデータ保持ノードNmを昇圧するが、保持デ
ータがLレベルである場合には、昇圧信号線6Aが活性
化されてもデータ保持ノードNmを昇圧しない。
【0120】昇圧信号線6Aの非活性化(Lレベル)期
間中においては、容量性素子32Aは、データ保持ノー
ドNmの電位レベルを保持するためのキャパシタとして
動作する。
【0121】図7は、図6に示された容量性素子32A
の構造例を示す断面図である。図7を参照して、容量性
素子32Aは、n型TFTと同様の構造を有し、ガラス
基板21上に形成される。容量性素子32Aは、n型ポ
リシリコン膜22A、真性ポリシリコン膜23A、Si
2等から形成されるゲート絶縁膜24A、ゲート絶縁
膜24A上にクロム等で形成されたゲート電極25A、
SiO2等から形成される層間絶縁膜26A、およびア
ルミニウム等から形成される電極27A,27Bを有す
る。電極27Aは、ゲート電極25Aと電気的に結合さ
れ、電極27Bは、n型ポリシリコン膜22Aと電気的
に結合される。さらに、電極27Aは、データ保持ノー
ドNmと接続され、電極27Bは、昇圧信号線6Aと接
続される。
【0122】容量性素子32Aは、ゲート電極25Aと
真性ポリシリコン膜23Aとの間に形成されるオーバー
ラップ部分28を有する。この構造の容量は、いわゆる
チャネル容量と呼ばれるもので、ゲート電極に相当する
電極27Aと、ソース電極に相当する電極27Bとの間
に、ソース電極を基準にn型TFTのしきい値電圧より
も大きな電圧を印加することによって、真性ポリシリコ
ン膜23Aのゲート電極25A下部分の表面にn型のチ
ャネル層が形成される。これにより、ゲート電極25A
とチャネル、すなわちデータ保持ノードNmおよび昇圧
信号線6Aとの間に静電容量(チャネル容量)が形成さ
れる。これは、データ保持ノードNmにHレベルデータ
が保持されている場合の動作に対応する。
【0123】これに対して、データ保持ノードNmにL
レベルデータが保持されている場合には、電極27Aお
よび27B間の電圧が、n型TFTのしきい値電圧より
も小さくなるので、チャネル容量は形成されない。この
ため、この場合においては、容量性素子32Aは、オー
バーラップ部分28に存在する微小な寄生容量のみを容
量値として有することになる。このように、容量性素子
32Aは、電極27Aおよび27B間、すなわち自己の
両端間の電位差に応じて、その容量値が変化する。
【0124】再び図6を参照して、容量性素子32Aの
オーバーラップ部分に存在する寄生容量を符号32A′
で示している。また、寄生容量32Sは、データ保持ノ
ードNmに存在する寄生容量を示し、寄生容量32G
は、n型TFT34のゲート容量を示している。
【0125】以上で説明した部分以外の構成および動作
については、図1から図5で説明した低消費電力型液晶
表示装置1と同様であるので、詳細な説明は繰り返さな
い。
【0126】次に、実施の形態1に従う液晶表示装置1
の動作について説明する。図8は、実施の形態1に従う
液晶表示装置のリフレッシュ・モード時における画素電
極電位の書込動作を示すタイミングチャートである。図
8においても、図4と同様に、第2nライン・第m列の
画素、および第(2n−1)ライン・第m列の画素に対
する書込動作が示される。
【0127】図8を参照して、昇圧信号線6Aによって
伝達される昇圧信号BSは、セット信号STの活性化期
間に対応して活性化され、その電圧レベルがΔVBS上
昇する。データ保持ノードNmにHレベル(Vlc)の
データが保持されている場合には、容量性素子32Aの
オーバーラップ部分28において、チャネル容量が形成
されている。したがって、この場合には、期間T1にお
けるデータ保持ノードNm(2n−1)に示されるよう
に、昇圧信号BSの立上がりに応答して電圧上昇量ΔV
BSがデータ保持ノードNmと容量結合することによっ
て、データ保持ノードNmの電位はΔVmだけ昇圧され
るする。ここで、昇圧量ΔVmは下式(2)で示され
る。
【0128】 ΔVm=ΔVBS・(C32A+C32A′)/(C32A+C32A′+C32S +C34G) ≒ΔVBS・C32A/(C32A+C34G) …(2) (2)式に基づいて、ΔVmがVlcに相当するように
ΔVBSを設定すれば、データ保持ノードNmにHレベ
ルデータを保持する液晶駆動回路において、セット信号
STの活性化期間に応答して、n型TFT34をターン
オンすることができる。この結果、画素データ信号DA
TのHレベル電位を上昇させることなく、すなわちデー
タ線における消費電力を増大させることなく、データ保
持ノードNmにおけるデータ保持時間を確保することが
できる。
【0129】これに対して、Lレベル(0:接地電圧)
の画像データ信号を保持している保持ノードNm(2
n)においては、対応する容量性素子32Aにおいてチ
ャネル層が形成されない。このため、昇圧信号BSが活
性化されて電圧がΔVBS上昇しても、データ保持ノー
ドNmの電位は、容量性素子32A中の寄生容量32
A′による結合によって、僅かに上昇するのみであるの
で、誤ってn型TFT34がオンするようなことはな
い。
【0130】このように、図6および7に示した容量性
素子32Aは、データ保持ノードNmの電位を保持する
とともに、セット信号STの活性化期間に対応して、そ
の保持データに応じてデータ保持ノードNmを選択的に
昇圧するための昇圧保持部として動作する。
【0131】画素電極電位の書込動作において、Hレベ
ルデータを保持するデータ保持ノードNmが選択的に昇
圧される点を除いては、画像データ信号の取込動作、お
よび画素電極電位の書込動作は、図4と基本的に同様で
あるので、詳細な説明は繰り返さない。なお、高電位状
態の液晶駆動電位VREFが書込まれた画素電極のフィ
ードスルー影響後の到達電位であるVf+および、低電
位状態の液晶駆動電位VREFが書込まれた画素電極の
フィードスルー影響後の到達電位であるVf−のレベル
は、液晶駆動電位VREFの高電位状態および低電位状
態の電位設定の変更によって図4とは異なってくるが、
説明の都合上、以下においても同一の符号で表記するも
のとする。
【0132】図9は、実施の形態1に従う液晶表示装置
のホールド・モード時における画素電極電位の書込動作
を示すタイミングチャートである。
【0133】図9を参照して、ホールド・モード時にお
いても、図5の場合と同様に、データ保持ノードNmの
保持データに基づいた画素電極電位の再書込動作が実行
される。特に、セット信号STの活性化期間において
は、昇圧信号BSの電圧上昇量ΔVBSに応じて、図8
と同様にデータ保持ノードNmの昇圧動作が実行され
る。画素電極電位の再書込動作は、Hレベルデータを保
持するデータ保持ノードNmが選択的に昇圧される点を
除いては、図5と基本的に同様であるので、詳細な説明
は繰り返さない。
【0134】このように、実施の形態1に従う構成にお
いては、画像データ信号DATのHレベル電位を抑制し
た上で、データ保持ノードNmにおけるデータ保持時間
を確保することができる。この結果、電源電圧数の増加
を防ぐために、周期的に変化する液晶駆動電位VREF
の振幅を0および2Vlcとした場合においても、画像
データ信号を伝達するデータ線における消費電力を増大
させることなく、画像データ信号の保持時間を確保し
て、低消費電力駆動かつ高品位表示が可能な液晶表示装
置を提供することができる。
【0135】[実施の形態2]図10は、実施の形態2
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。実施の形態2に従う液晶表示装置において
は、実施の形態1に従う液晶表示装置の構成において、
各画素3Aに代えて画素3Bが各々配置される。
【0136】図10を参照して、実施の形態2に従う画
素3Bは、液晶駆動回路30Aに代えて液晶駆動回路3
0Bを含む点で、実施の形態1に従う画素3Aと異な
る。さらに、実施の形態2に従う構成においては、昇圧
信号BSを供給するための昇圧信号線6Aの配置は省略
され、容量性素子32Aは、データ保持ノードNmおよ
びセット線6の間に接続される。液晶駆動回路30Bの
その他の部分の構成は、液晶駆動回路30Aと同様であ
るので、詳細な説明は繰り返さない。
【0137】したがって、活性化時におけるセット信号
STの電圧上昇量をΔVSTとすると、上記(2)式と
同様にして、データ保持ノードNmの電圧上昇量ΔVm
は、下式(3)のように示される。
【0138】 ΔVm=VST・(C32A+C32A′)/(C32A+C32A′+C32S+ C34G) ≒VST・C32A/(C32A+C34G) …(3) リフレッシュ・モード時およびホールド・モード時で
の、実施の形態2に従う液晶表示装置における画素電極
電位の書込動作は、図8および図9と同様であるので、
詳細な説明は繰り返さない。
【0139】すなわち、活性化時におけるセット信号S
Tの電圧上昇量ΔVSTを、実施の形態1における電圧
上昇量ΔVBSと同様に決定することによって、実施の
形態1に従う液晶表示装置と同様の動作を行なうことが
できる。さらに、実施の形態2に従う液晶表示装置にお
いては、昇圧信号線6Aの配置を省略できるので、画素
面積を縮小して、高解像度化や小型軽量化を図ることが
可能となる。
【0140】[実施の形態3]図11は、実施の形態3
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。実施の形態3に従う液晶表示装置において
は、実施の形態2に従う液晶表示装置の構成において、
各画素3Bに代えて画素3Cが各々配置される。
【0141】図11を参照して、実施の形態3に従う画
素3Cは、液晶駆動回路30Bに代えて液晶駆動回路3
0Cを含む点で、実施の形態2に従う画素3Bと異な
る。
【0142】実施の形態3に従う液晶駆動回路30C
は、図10に示した液晶駆動回路30Bと比較して、液
晶駆動電位VREFを供給する駆動電位供給線8および
液晶駆動電位VCOM2を供給する駆動電位供給線10
の配置が入替えられる点で異なる。その他の部分の構成
は、液晶駆動回路30Bと同様であるので、詳細な説明
は繰り返さない。
【0143】すなわち、セット信号STの活性化に応答
してオンするn型TFT33および、データ保持ノード
Nmの電位に応じてオンするn型TFT34は、画素電
極Npxおよび駆動電位供給線8の間に直列に接続さ
れ、リセット信号RSTの活性化に応答してオンするn
型TFT36は、画素電極Npxおよび駆動電位供給線
10の間に接続される。
【0144】液晶駆動回路30Cにおいては、液晶駆動
電位VREFのレベルが低電位状態(0:接地電圧)で
ある期間中、データ保持ノードNmの保持データがHレ
ベルであるときには、n型TFT34はオンする。した
がって、液晶駆動電位VREFが、低電位状態(0)か
ら高電位状態(2Vlc)へ変化する際に、この電圧上
昇量2Vlcがn型TFT34のゲート容量34Gによ
ってデータ保持ノードNmに結合される。すなわち、ゲ
ート容量34Gが昇圧容量として作用して、データ保持
ノードNmを下式(4)に示すΔV1だけ昇圧させる。
【0145】 ΔV1=2Vlc・C34G/(C32A+C32A′+C32S+C34G) …(4) さらに、セット信号STがLレベルからHレベルに活性
化された場合には、その電圧上昇量ΔVSTを用いて、
容量性素子32Aは、下式(5)に示すΔV2だけデー
タ保持ノードNmの電位を昇圧させる。
【0146】 ΔV2=VST・(C32A+C32A′)/(C32A+C32A′+C32S+ C34G) …(5) したがって、液晶駆動回路30Cにおけるデータ保持ノ
ードNmの昇圧量ΔV´は、(4)式および(5)式の
和として、下式(6)で与えられる。
【0147】 ΔV′=ΔV1+ΔV2 =2Vlc・C34G/(C32A+C32A′+C32S+C34G) +ΔVST・(C32A+C32A′)/(C32A+C32A′+C32S+C 34G) =[2Vlc・C34G+ΔVST・(32A+C32A′)]/(C32A+ C32A′+C32S+C34G) ≒[2Vlc・C34G+ΔVST・C32A]/(C34A+C34G) …(6) ここで、実施の形態2に従う液晶駆動回路30Bにおけ
る昇圧量との差を求めるために、(6)式のΔV´と
(4)式のΔVmとの差とを計算すると、下式(7)式
が与えられる。
【0148】 ΔV´−ΔVm=[2Vlc・C34G+VST・C32A]/(C32A+C 34G)−VST・C32A/(C32A+C34G)=2Vlc・C34G/(C 32A+C34G) …(7) 液晶駆動電位VREFのHレベルが2Vlcであるの
で、実施の形態3に従う液晶駆動回路30Cにおけるデ
ータ保持ノードNmの昇圧量ΔV´は、実施の形態1お
よび2における昇圧量ΔVmと比較して、Vlc以上高
くする必要がある。すなわち、Hレベルデータを保持す
るデータ保持ノードNmの電位が、昇圧時に2Vlc+
VTNを超えるように、(6)式を考慮して、容量値C
32Aやセット信号の電圧上昇量ΔVSTを設計する必
要がある。
【0149】ゲート容量34Gの容量値を昇圧用の容量
性素子32Aの容量値よりも大きくなるように設定した
場合、C34G>C32Aが成立する。したがって、下
式に示すように、昇圧量の差である(ΔV´−ΔVm)
は、Vlcよりも大きくなる。
【0150】ΔV´−ΔVm=2Vlc・C34G/
(C32A+C34G)>Vlc すなわち、実施の形態3に従う液晶駆動回路30Cにお
いても、セット信号STの活性化期間に対応させて、H
レベルデータを保持するデータ保持ノードNmの電位を
十分に昇圧することによって、実施の形態1に従う液晶
表示装置と同様の動作を行なうことができる。
【0151】さらに実施の形態3に従う液晶駆動回路3
0Cにおいては、実施の形態1および2にそれぞれ従う
液晶駆動回路30Aおよび30Bの場合と比較して、デ
ータ保持ノードNmをより高く昇圧することができる。
これにより、データ保持ノードNmにおける画像データ
信号の保持期間を長くすることができるので、液晶表示
装置のさらなる低消費電力化を図ることが可能となる。
【0152】[実施の形態4]図12は、実施の形態4
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。実施の形態4に従う液晶表示装置において
は、実施の形態3に従う液晶表示装置の構成において、
各画素3Cに代えて画素3Dが各々配置される。
【0153】図12を参照して、実施の形態4に従う画
素3Dは、液晶駆動回路30Cに代えて液晶駆動回路3
0Dを含む点で、実施の形態3に従う画素3Cと異な
る。液晶駆動回路30Dは、実施の形態3に従う液晶駆
動回路30Cと比較して、昇圧用の容量性素子32A
が、データ保持ノードNmと、液晶駆動電位VREFを
供給する駆動電位供給線8との間に接続される点で異な
る。その他の部分の構成は、液晶駆動回路30Cと同様
であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【0154】すなわち、実施の形態4に従う構成におい
ては、低電位状態(0:接地電位)および高電位状態
(2Vlc)を周期的に繰返す液晶駆動電位VREFを
用いて、容量性素子32Aによる昇圧動作が行なわれ
る。すなわち、液晶駆動電位VREFが低電位状態から
高電位状態へ2Vlc上昇すると、Hレベルデータを保
持するデータ保持ノードNmの昇圧量ΔV´は、上記
(6)式におけるΔVSTを2Vlcで置き換えて得ら
れる、下記(8)式で示される。
【0155】 ΔV′=ΔV1+ΔV2 =2Vlc・C34G/(C32A+C32A′+C32S+C34G) +2Vlc・(C32A+C32A′)/(C32A+C32A′+C32S+C 34G) =[2Vlc・C34G+2Vlc・(32A+C32A′)]/(C32A+ C32A′+C32S+C34G) =2Vlc・(C34G+C32A+32A′)/(C32A+C32A′+C3 2S+C34G) ≒2Vlc・(C34G+C32A)/(C34A+C34G) =2Vlc …(8) このように、実施の形態4に従う構成においては、デー
タ保持ノードNmの昇圧量は液晶駆動電位VREFの変
化分である2Vlcに相当し、データ保持ノードNmを
さらに高く昇圧することができる。これにより、データ
保持ノードNmにおける画像データ信号の保持期間を長
くすることができるので、液晶表示装置のさらなる低消
費電力化を図ることが可能となる。
【0156】反対に、液晶駆動電位VREFが高電位状
態から低電位状態へ2Vlcだけ下降する際には、デー
タ保持ノードNmは昇圧されないが、液晶駆動電位VR
EFが低電位状態(電位0)であることから、昇圧動作
を行なわなくても、Hレベルを保持データとする液晶駆
動回路において、n型TFT34をターンオンさせるこ
とができる。
【0157】なお、液晶駆動回路30Dにおける、走査
線5の活性化に伴う画像データ信号DATの書込動作
は、液晶駆動電位VREFが低電位状態(0:接地電
圧)である期間に実行する必要がある。容量性素子32
Aがデータ保持ノードNmおよび駆動電位供給線8との
間に接続されるため、液晶駆動電位VREFの高電位状
態(2Vlc)期間中に書込動作を実行すると、データ
保持ノードNmの電位がn型TFT34をオンさせるレ
ベルまで到達しないからである。
【0158】また、実施の形態4に従う液晶駆動回路3
0Dにおいては、液晶駆動回路30Cの回路構成と比較
して、駆動電位供給線8とデータ保持ノードNmの間の
配線交差がなくなるので、画素パターンのレイアウトが
容易になる。
【0159】図13は、実施の形態4に従う液晶表示装
置のリフレッシュ・モード時における画素電極電位の書
込動作を示すタイミングチャートである。図13におい
ても、図4と同様に、第2nライン・第m列の画素、お
よび第(2n−1)ライン・第m列の画素に対する書込
動作が示される。
【0160】すでに説明したように、実施の形態4に従
う構成においては、液晶駆動電位VREFの低電位状態
期間に対応させて画像データ信号DATを書込む必要が
ある。このため、ラインごとに実行される書込動作を連
続的に実行するために、液晶駆動電位VREFは、1ラ
インごとに互いに位相が反転するように供給される。以
下においては、駆動電位供給線8oによって奇数ライン
に供給される液晶駆動電位をVREFoで示し、駆動電
位供給線8eによって偶数ラインに供給される液晶駆動
電位をVREFeで示す。液晶駆動電位VREFoおよ
びVREFeは、互いに位相が180度ずれており、水
平走査期間単位でその極性は反転される。液晶駆動電位
VREFoおよびVREFeをそれぞれ伝達するための
駆動電位供給線8oおよび8eは独立に配置される。
【0161】液晶駆動電位VREFoが低電位状態であ
る期間T0において、第(2n−1)ラインに対応する
走査線5によって伝達されるアドレス信号ADD(2n
−1)の活性化に応答して、データ保持ノードNm(2
n−1)へHレベルの画素データ信号DATが書込まれ
る。期間T0の初期において、液晶駆動電位VREFe
は低電位状態から高電位状態へ上昇するのに応答して、
Hレベルデータを保持するデータ保持ノードNm(2
n)は、2Vlcだけ昇圧される。
【0162】次に、液晶駆動電位VREFeが低電位状
態に設定される期間T1において、第(2n)ラインに
対応する走査線5によって伝達されるアドレス信号AD
D(2n)の活性化に応答して、データ保持ノードNm
(2n)へLレベルの画素データ信号DATが書込まれ
る。
【0163】期間T1の初期において、液晶駆動電位V
REFoが低電位状態から高電位状態へ上昇するのに応
答して、期間T0で書込まれたHレベルデータを保持す
るデータ保持ノードNm(2n−1)は、2Vlcだけ
昇圧される。これにより、n型TFT34がターンオン
する。続いて、期間T1においては、リセット信号RS
T(2n−1)およびセット信号ST(2n−1)が所
定期間ずつ順次活性化される。
【0164】リセット信号RST(2n−1)の活性化
に応答して、画素電極は駆動電位供給線10と接続され
るので、画素電極電位Vpx(2n−1)は、液晶駆動
電位VCOM2へ変化する。その後、セット信号ST
(2n−1)の活性化期間においては、n型TFT33
および34のオンによって、画素電極は、駆動電位供給
線8と接続されるので、画素電極電位Vpx(2n−
1)は2Vlcに変化し、フィードスルーの影響後にV
f+へ達する。
【0165】また、期間T1において、第2nラインに
対応する走査線5によって伝達されるアドレス信号AD
D(2n)の活性化に応答して、データ保持ノードNm
(2n)へLレベルの画素データ信号DATが書込まれ
る。
【0166】次の期間T2において、液晶駆動電位VR
EFeは、低電位状態から高電位状態へ上昇する。しか
し、データ保持ノードNm(2n)の保持データは、期
間T1で書込まれたLレベルであるため、データ保持ノ
ードNm(2n)は昇圧されない。したがって、n型T
FT34はオフされる。続いて、期間T2においては、
リセット信号RST(2n)およびセット信号ST(2
n)が所定期間ずつ順次活性化される。
【0167】リセット信号RST(2n)の活性化に応
答して、画素電極は駆動電位供給線10と接続されるの
で、画素電極電位Vpx(2n)は、液晶駆動電位VC
OM2へ変化する。その後、セット信号ST(2n)の
活性化期間においても、n型TFT34がオフされてい
るため、画素電極電位Vpx(2n)は液晶駆動電位V
COM2に相当するレベルに維持され、フィードスルー
の影響後にVf0へ達する。
【0168】このように、リフレッシュ・モード時にお
いて、データ保持ノードNmの昇圧動作を伴って、最大
輝度または最小輝度を表示させるための画素データ信号
を各画素に書込むことができる。
【0169】図14は、実施の形態4に従う液晶表示装
置のホールド・モード時における画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【0170】図14を参照して、ホールド・モード時に
おいても、図9の場合と同様に、データ保持ノードNm
の保持データに基づいた画素電極電位の再書込動作が実
行される。
【0171】すなわち、期間T4において、画素電極電
位Vpx(2n−1)は、リセット信号RST(2n−
1)の活性化に応答して一旦液晶駆動電位VCOM2に
設定された後に、2Vlc昇圧されたデータ保持ノード
Nm(2n−1)の電位に応じて、高電位状態(2Vl
c)の液晶駆動電位VREFへ再書込される。
【0172】一方、期間T5において、再書込対象とな
る画素における画素電極電位Vpx(2n)は、Lレベ
ルデータを保持するデータ保持ノードNm(2n)が昇
圧されないため、セット信号ST(2n)が活性化され
ても駆動電位供給線8と画素電極とが接続されず、リセ
ット信号RST(2n)の活性化時に画素電極と接続さ
れる駆動電位供給線10によって、液晶駆動電位VCO
M2へ再書込される。
【0173】このように、ホールド・モード時では、各
画素において、リフレッシュ・モード時にデータ保持ノ
ードNmに書込まれた画像データ信号に基づいて、液晶
駆動電位の再書込動作を実行できる。
【0174】なお、実施の形態1から4に従う液晶駆動
回路30A〜30Dにおいては、昇圧用の容量性素子3
2Aをn型TFT構造で形成した例を示したが、容量性
素子32Aはp型TFT構造で形成することも可能であ
る。この場合には、容量性素子32Aにおける端子接続
が逆になる。たとえば、液晶駆動回路30Aにp型TF
T構造の容量性素子を用いる場合には、図7に示した構
造図において、ゲート側の電極27Aを昇圧信号線6A
と接続し、ソース側の電極27Bをデータ保持ノードN
mと接続する構成とすればよい。
【0175】[実施の形態5]実施の形態5において
は、実施の形態1から4に示した、データ保持ノードN
mの昇圧機能を有する画素を備える液晶表示装置におい
て、液晶駆動電位VREFの生成に要する消費電力を低
減するための構成について説明する。
【0176】図15は、実施の形態5に従う液晶表示装
置における液晶駆動電位VREFの供給を説明する回路
図である。
【0177】図15には、偶数ラインに相当する第2n
ラインに対応する画素3aと、隣接する奇数ラインに相
当する第(2n−1)ラインに対応する画素3bとが代
表的に示される。
【0178】画素3aは、液晶表示素子PXaおよび液
晶駆動回路30Baを含む。画素3bは、液晶表示素子
PXbおよび液晶駆動回路30Bbを含む。液晶駆動回
路30Baおよび30Bbの各々は、図10に示した液
晶駆動回路30Bと同様の構成を有する。
【0179】実施の形態5に従う構成においては、液晶
駆動電位VREFは、1ラインごとに互いに位相が反転
するように供給される。奇数ラインに供給される液晶駆
動電位をVREFoおよび、偶数ラインに供給される液
晶駆動電位VREFeは、互いに位相が180度ずれて
おり、表示フレーム単位でその極性は反転される。
【0180】液晶駆動電位VREFoおよびVREFe
をそれぞれ伝達するための駆動電位供給線8oおよび8
eは独立に配置される。奇数ラインに属する画素3bに
対しては、駆動電位供給線8oによって、液晶駆動電位
VREFoが供給され、偶数ラインに属する画素3aに
対しては、駆動電位供給線8eによって、液晶駆動電位
VREFeが供給される。
【0181】図16は、実施の形態5に従う液晶表示装
置のリフレッシュ・モード時での画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【0182】図16を図8と比較して、液晶駆動電位V
REFoおよびVREFeは、期間T0〜T2におい
て、−Vlcおよび+Vlcにそれぞれ維持される。図
示しないが、次の表示フレーム期間において、液晶駆動
電位VREFoおよびVREFeは、+Vlcおよび−
Vlcにそれぞれ維持される。
【0183】画像データ信号の取込動作、データ保持ノ
ードNmの昇圧動作、および画素電極電位の書込動作
は、図8と同様であるので、詳細な説明は繰り返さな
い。
【0184】図17は、実施の形態5に従う液晶表示装
置のホールド・モード時での画素電極電位の書込動作を
示すタイミングチャートである。
【0185】図17を図9と比較して、液晶駆動電位V
REFoおよびVREFeは、期間T3〜T5におい
て、−Vlcおよび+Vlcにそれぞれ維持される。図
示しないが、次の表示フレーム期間において、液晶駆動
電位VREFoおよびVREFeは、+Vlcおよび−
Vlcにそれぞれ維持される。画像データ信号の取込動
作、データ保持ノードNmの昇圧動作、および画素電極
電位の書込動作は、図9と同様であるので、詳細な説明
は繰り返さない。
【0186】このように、1ラインごとに極性が互いに
異なる液晶駆動電位VREFo,VREfeを独立に供
給する構成とすることによって、液晶駆動電位の周波数
を表示フレーム周期相当の低周波数としても、実施の形
態1から4で示したように水平走査周期に相当する周波
数で液晶駆動電位VREFを生成した場合と同様の表示
品位を得ることができる。この結果、液晶駆動電位の生
成に要する消費電力を低減できる。
【0187】[実施の形態6]実施の形態6において
は、データ保持ノードNmの昇圧機能を有する画素を備
える液晶表示装置において、各画素を複数の副画素に分
割して、階調表示を実行する構成について説明する。
【0188】図18は、実施の形態6に従う液晶表示装
置に備えられた各画素の構成を示す回路図である。
【0189】図18を参照して、図10に示した画素3
Bは4個の副画素4a〜4dに分割される。液晶表示素
子PXは、副画素4a〜4dにそれぞれ対応して、副液
晶表示素子SPXa〜SPXdに分割される。副液晶表
示素子SPXa〜SPXdは、副画素電極Npxa〜N
pxdをそれぞれ有する。副液晶表示素子SPXa〜S
PXd各々の対向電極には、共通電極電位VLCCOM
が印加される。
【0190】副液晶表示素子SPXa〜SPXdは、最
大輝度表示時における表示輝度の比が、下式(9)とな
るように分割される。
【0191】 SPXa:SPXb:SPXc:SPXd=20:21:22:23 …(9) さらに、副画素4a〜4dにおける点灯状態/非点灯状
態をデジタル的に設定することによって、画素3の表示
輝度を、4ビットデータに基づいた24=16段階に設
定して、階調表示を実行できる。
【0192】なお、各画素における副画素の分割数を4
個としたのは例示にすぎず、分割数は、任意のL個
(L:2以上の整数)とすることができる。この場合に
は、最大輝度表示時における副画素4a〜4dの表示輝
度の比が、20:…:2(L-1)となるように液晶表示素子
を分割することによって、Lビットデータに基づいた2
L段階の階調表示を実行できる。
【0193】各ラインにおいて、走査線5は、副画素4
a〜4dにそれぞれ対応する独立の走査線5a〜5dに
分割される。走査線5a〜5dは、各ラインの走査期間
において、副画素4a〜4dが選択される期間にそれぞ
れ活性化(Hレベル)されるアドレス信号ADDa〜A
DDdをそれぞれ伝達する。
【0194】一方、セット線6、リセット線7、駆動電
位供給線8o,8e、共通電位供給線9および駆動電位
供給線10は、副画素4a〜4dに共通に、各ラインご
とに設けられる。
【0195】なお、図18に示される画素は偶数ライン
に属しており、駆動電位供給線8eによって、液晶駆動
電位VREFeが供給されるものとする。これに対し
て、奇数ラインに属する画素においては、駆動電位供給
線8eに代えて駆動電位供給線8oが設けられる(図示
せず)。
【0196】副液晶表示素子SPXa〜SPXdにそれ
ぞれ対応して、液晶駆動回路40a〜40dがそれぞれ
配置される。液晶駆動回路40a〜40dの各々の構成
は同様であるので、液晶駆動回路40aの構成について
代表的に説明する。
【0197】液晶駆動回路40aは、図10に示した液
晶駆動回路30Bと同様に、n型TFT31,33,3
4,36と、データ保持ノードNmを選択的に昇圧する
ための容量性素子32Aと、コンデンサ35とを有す
る。液晶駆動回路40aは、リーク電流抑制のためのn
型TFT41および42をさらに有する。
【0198】n型TFT41は、駆動電位供給線10と
副画素電極Npxaとの間にn型TFT33と直列に結
合されて、n型TFT33と同様に、セット線6の活性
化に応答してオンするスイッチ素子として動作する。n
型TFT42は、駆動電位供給線8eおよび画素電極電
位の間にn型TFT36と直列に結合されて、n型TF
T36と同様に、リセット線7の活性化に応答してオン
するスイッチ素子として動作する。このような構成とす
ることにより、各画素3Bにおいて、副画素電極Npx
a〜Npxdからのリーク電流を抑制して、表示輝度の
変動を防止することができる。
【0199】図19は、実施の形態6に従う液晶表示装
置のリフレッシュ・モード時での画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【0200】図19を参照して、第2nライン・第m列
に位置する画素が垂直走査対象となる期間T1におい
て、副画素4a〜4dにおける画像データ信号の取込動
作が実行される。なお、液晶駆動電位VREFoおよび
VREFeは、図16と同様に設定される。
【0201】期間T1において、アドレス信号ADDa
(2n)〜ADDd(2n)をそれぞれ伝達する走査線
5a〜5dは、一定期間ずつ順に活性化される。データ
線11は、アドレス信号ADDa(2n)〜ADDd
(2n)の活性化期間と同期しするように、副画素4a
〜4dに書込まれる画像データ信号DAT(m)を伝達
する。
【0202】図19においては、副画素4a〜4dに対
して、“1”、“0”、“1”、および“0”の画像デ
ータ信号DAT(m)がそれぞれ書込まれる場合が例示
される。すなわち、走査線5a〜5dの活性化にそれぞ
れ応答して、データ保持ノードNma(2n)〜Nmd
(2n)は、Hレベル、Lレベル、HレベルおよびLレ
ベルにそれぞれ設定される。
【0203】図8および図16の場合と同様に、第(2
n+1)ラインが垂直走査対象となる期間T2におい
て、第2nラインに属する画素において、画素電極電位
の書込動作が実行される。各ラインごとに、副画素4a
〜4dに共通に設けられるリセット線7およびセット線
6によって、リセット信号RST(2n)およびセット
信号ST(2n)が所定期間ずつ順に活性化される。
【0204】副画素電極Npxa〜Npxdは、リセッ
ト信号RST(2n)の活性化に応答して、高電位状態
の液晶駆動電位VREFeと結合される。これに応じ
て、副画素電極電位Vpxa〜Vpxdは、電位2Vl
cに向かって変化する。
【0205】一旦、液晶駆動電位VREFeへの書込が
行なわれた後に、セット信号ST(2n)の活性化に応
答して、副画素電極Npxa〜Npxdは、データ保持
ノードNma(2n)〜Nmd(2n)の電位に応じ
て、液晶駆動電位VREFeもしくは液晶駆動電位VC
OM2の供給を受ける。この際に、Hレベルデータを保
持するデータ保持ノードNma(2n)およびNmc
(2n)は昇圧されるが、Lレベルデータを保持するデ
ータ保持ノードNmb(2n)およびNmd(2n)は
昇圧されない。
【0206】この結果、期間T2における副画素電極電
位の書込動作の終了時において、副画素電極Npxa〜
Npxdは、電位Vf0、Vf+、Vf0およびVf+
に設定される。
【0207】図20は、実施の形態6に従う液晶表示装
置のホールド・モード時での画素電極電位の書込動作を
示すタイミングチャートである。
【0208】図20を参照して、ホールド・モード時に
おいては、リフレッシュ・モード時の期間T1において
データ保持ノードNma(2n)〜Nmd(2n)に書
込まれた画像データ信号に基づく再書込動作が、各副画
素において実行される。
【0209】すなわち、第2nラインに属する画素が再
書込動作の対象となる期間T5において、リセット信号
RST(2n)の活性化に応答して、副画素電極Npx
a〜Npxdは、液晶駆動電位VREFeと一旦結合さ
れる。さらに、セット信号ST(2n)の活性化に応答
して、副画素電極Npxa〜Npxdは、データ保持ノ
ードNma(2n)〜Nmd(2n)の電位に応じて、
液晶駆動電位VREFeもしくは液晶駆動電位VCOM
2の供給を受ける。
【0210】この結果、期間T5における副画素電極電
位の再書込動作の終了時において、副画素電極Npxa
〜Npxdは、リフレッシュ・モード時の期間T2終了
後と同様の電位Vf0、Vf+、Vf0およびVf+に
再設定される。
【0211】このような構成とすることにより、実施の
形態2と同様のデータ書込を、複数ビットデータに基づ
いて各画素で階調表示を実行する場合にも実行できる。
【0212】さらに、液晶駆動回路40a〜40dの各
々において、リーク電流抑制のためのn型TFT41お
よび42を設けているので、書込動作もしくは再書込動
作後における副画素電極電位の変動を抑制して、各画素
における表示輝度の変動を防止して、表示品位の向上を
図ることができる。
【0213】[実施の形態7]図21は、実施の形態7
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。
【0214】図21を参照して、実施の形態7に従うに
構成おいては、図18に示される実施の形態6に従う構
成と比較して、走査線5zがさらに配置される点と、液
晶駆動回路40a〜40dに代えて液晶駆動回路50a
〜50dが配置される点とが異なる。
【0215】走査線5zは、各ラインごとに、副画素4
a〜4dに共通に設けられ、対応するラインが垂直走査
対象に選択されている期間において、走査線5a〜5d
のそれぞれの活性化期間を全て含む活性化期間を有す
る。液晶駆動回路50a〜50dの各々は同様の構成を
有するので、液晶駆動回路50aの構成について代表的
に説明する。
【0216】液晶駆動回路50aは、図18に示した液
晶表示回路40aと同様に、n型TFT31,33,3
4,36,41,42と、データ保持ノードNmを選択
的に選択的に昇圧するための容量性素子32Aと、コン
デンサ35とを有する。液晶駆動回路50aは、リーク
電流防止のためのn型TFT51をさらに有する。
【0217】n型TFT51は、データ保持ノードNm
aとデータ線11との間にn型TFT31と直列に結合
されて、走査線5zの活性化に応答してオンするスイッ
チ素子として動作する。
【0218】図22は、実施の形態7に従う液晶表示装
置のリフレッシュ・モード時での画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【0219】図22を参照して、走査線5zによって伝
達されるアドレス信号ADDz(n)は、第2nライン
が垂直走査対象となる期間T1において、順に活性化さ
れるアドレス信号ADDa(2n)〜ADDd(2n)
のそれぞれの活性化期間を全て含むように活性化され
る。
【0220】この結果、データ線11とデータ保持ノー
ドNma(2n)〜Nmd(2n)との間に接続される
複数のn型TFTが全てオンして、図19の場合と同様
に、副画素4a〜4dに対する画像データ信号DAT
(m)の書込が実行される。
【0221】期間T2においては、期間T1でデータ保
持ノードNma(2n)〜Nmd(2n)に書込まれた
画像データ信号に応じて、副画素電極Npxa〜Npx
dに対して、図19の場合と同様の書込動作が実行され
る。
【0222】図23は、実施の形態6に従う液晶表示装
置のホールド・モード時での画素電極電位の書込動作を
示すタイミングチャートである。
【0223】図23を参照して、ホールド・モードにお
いては、走査線5zは、走査線5a〜5dと同様に非活
性状態に維持される。この結果、データ保持ノードNm
a(2n)〜Nmd(2n)の各々とデータ線11との
間には、オフされた複数のn型TFTが直列に結合され
る。
【0224】第2nラインに属する画素が再書込動作の
対象となる期間T5における、副画素電極Npxa〜N
pxdに対する再書込動作は、図20と同様であるので
詳細な説明は繰り返さない。
【0225】このような構成とすることにより、各画素
3Bにおいて、データ保持ノードNma〜Nmdからの
リーク電流を抑制できる。この結果、同一画像を表示す
る場合において、図3に示した表示フレーム期間を長く
して画像データ信号の書込周期を拡大することによっ
て、さらなる低消費電力化を図ることができる。
【0226】なお、液晶駆動回路50a〜50dにおい
て、n型TFT51に相当するTFTを複数個に配置す
ることも可能である。この場合には、データ保持ノード
Nma〜Nmdからのリーク電流をさらに強力に抑制で
きる。
【0227】[実施の形態8]図24は、実施の形態8
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。
【0228】図24を参照して、実施の形態8に従う構
成においては、図21に示される実施の形態7に従う構
成と比較して、セット線6およびリセット線7が各ライ
ンごとに配置される専用の信号線ではなく、他のライン
に対応する走査線によって共用される点が異なる。
【0229】副液晶表示素子SPXa〜SPXdにそれ
ぞれ対応して、図21と同様の液晶駆動回路50a〜5
0dがそれぞれ配置される。実施の形態8においては、
走査線5a〜5dを他のラインに対応するセット線6お
よびリセット線7として共用するために、アドレス信号
ADDa(2n)〜ADDd(2n)の活性化タイミン
グが異なる。
【0230】図25は、実施の形態8に従う液晶表示装
置のリフレッシュ・モード時での画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【0231】図25を参照して、第2nラインに対応す
るアドレス信号ADDa(2n)〜ADDd(2n)
は、同時に2つずつが順に活性化されるように、その信
号レベルが設定される。
【0232】図25に示される例においては、第2nラ
インが垂直走査対象に選択される期間T1において、ま
ず、アドレス信号ADDa(2n)およびADDb(2
n)が同時に活性化される。その後、アドレス信号AD
Db(2n)およびADDc(2n)が同時に活性化さ
れた後に、ADDc(2n)およびADDd(2n)が
同時に活性化され、最後にADDd(2n)およびAD
Da(2n)が同時に活性化される。
【0233】これにより、アドレス信号ADDb(2
n)およびADDd(2n)は、期間T1内において、
活性化期間が重なり合うことなく順に活性化される。し
たがって、アドレス信号ADDb(2n)およびADD
d(2n)は、期間T1において第2nラインに対する
画像データ信号の書込と並列に実行される、第(2n−
1)ラインに対する画素電極電位の書込動作において、
リセット信号RST(2n−1)およびセット信号ST
(2n−1)としてもそれぞれ共用することができる。
【0234】期間T1におけるデータ保持ノードNma
(2n)〜Nmd(2n)に対する画像データ信号の書
込動作、および期間T2における副画素電極Npxa〜
Npxdに対する書込動作は、図22と同様に実行され
るので、詳細な説明は繰り返さない。
【0235】図26は、実施の形態8に従う液晶表示装
置のホールド・モード時での画素電極電位の書込動作を
示すタイミングチャートである。
【0236】図26を参照して、ホールド・モードにお
いて、他のラインのリセット信号RST(2n−1)お
よびセット信号ST(2n−1)として共用される、ア
ドレス信号ADDb(2n)およびADDd(2n)
は、期間T4において、リフレッシュ・モード時の期間
T2と同様のタイミングで活性化される。
【0237】第2nラインに属する画素が再書込動作の
対象となる期間T5においては、第(2n+1)ライン
に対応するアドレス信号ADDb(2n+1)およびA
DDd(2n+1)を、リセット信号RST(2n)お
よびセット信号ST(2n)としてそれぞれ用いて、副
画素電極Npxa〜Npxdに対して、図23と同様の
再書込動作が実行される。
【0238】このような構成とすることにより、実施の
形態7に従う構成と比較して、各ラインごとに配置され
る信号線の本数を2本ずつ削減することができる。この
結果、垂直走査回路15o,15eの構成をコンパクト
化するとともに、画素配置における列方向のレイアウト
制約を緩和して、画素を高集積配置することができる。
【0239】[実施の形態9]図27は、実施の形態9
に従う液晶表示装置に備えられた各画素の構成を示す回
路図である。
【0240】図27を参照して、実施の形態9に従う構
成おいては、図24に示される実施の形態8に従う構成
と比較して、液晶駆動回路50a〜50dに代えて液晶
駆動回路60a〜60dが配置される点が異なる。走査
線5a〜5dおよび5zの活性化タイミングは、図25
および図26と同様に設定される。液晶駆動回路60a
〜60dの各々の構成は同様であるので、液晶駆動回路
60aの構成について代表的に説明する。
【0241】液晶駆動回路60aは、図21に示した液
晶表示回路50aと同様に、n型TFT31,33,3
4,36,41,42,51と、データ保持ノードNm
を選択的に昇圧するための容量性素子32Aと、コンデ
ンサ35とを有する。液晶駆動回路60aは、リーク電
流の抑制を強化するためのn型TFT61,62,63
をさらに有する。
【0242】n型TFT61,62,63は、データ線
11とデータ保持ノードNmaとの間に、n型TFT3
1および51と直列に接続される。n型TFT61は、
n型TFT31と同様に、副画素4aに対応する走査線
5aの活性化に応答してオンするスイッチ素子として動
作する。
【0243】n型TFT62および63は、他の副画素
4b〜4cに対応する走査線5b〜5cのうちの走査線
5aと重なり合う活性化期間を有する1本の活性化に応
答してオンするスイッチ素子として動作する。図25お
よび図26に示されるように、アドレス信号ADDa
(2n)とADDb(2n)との活性化期間は重なり合
うので、n型TFT62および63は、走査線5bの活
性化に応答してオンするスイッチ素子として動作する。
【0244】なお、同一の走査線に対応する、n型TF
T31および61と、n型TFT62および63とのそ
れぞれを、往復電流パスを形成するように並列に配置す
ることによって、これらのn型TFTを効率的に配置で
きる。
【0245】このような構成とすることによって、セッ
ト線6およびリセット線7を走査線5a〜5dの一部に
よって共用することによって、ホールド・モード時にお
いて、データ線11とデータ保持ノードNma〜Nmd
との間において、オンするn型TFTが存在する構成に
おいても、データ保持ノードNma〜Nmdからのリー
ク電流を抑制できる。
【0246】なお、液晶駆動回路60a〜60dにおい
て、n型TFT61,62,63に相当するTFTを複
数個ずつ配置することも可能である。この場合には、デ
ータ保持ノードNma〜Nmdからのリーク電流をさら
に強力に抑制できる。
【0247】また、実施の形態1から9において、共通
電位VCOM1と液晶駆動電位VCOM2とを互いに独
立した電位としたが、これらの電位は、共通の電位に設
定することもできる。この場合には、さらに、信号線を
削減することができる。
【0248】さらに、隣接する3個ずつの画素によっ
て、R(赤)、G(緑)およびB(青)の3原色のそれ
ぞれを表示して、当該3個ずつの画素によって1つの表
示単位を構成すれば、実施の形態1から9に従う構成の
液晶表示装置において、カラー表示を行なうことができ
る。
【0249】なお、実施の形態5から9においては、実
施の形態2に従う液晶駆動回路30Bの構成を基礎とし
て改良をそれぞれ加えた構成を示したが、実施の形態
1、3および4にそれぞれ従う液晶駆動回路30A、3
0Cおよび30Dを基礎として、同様の改良を加えるこ
とも可能である。すなわち、実施の形態5から9の各々
は、実施の形態1、3および4の各々と組合せて適用す
ることができる。
【0250】[実施の形態10]以上述べたように、実
施の形態1から9に従う液晶表示装置は、実機化時に必
要な電源電圧数を削減して、低消費電力かつ高品位の画
像表示を行なうことができる。したがって、このような
液晶表示装置は、小型軽量化および低消費電力化の要求
が高い携帯電話機や携帯情報端末機器等のバッテリ駆動
機器に適している。
【0251】図28は、本発明の実施の形態10に従う
携帯電話機100の構成を示す概念図である。
【0252】図28を参照して、携帯電話機100は、
実施の形態1から9のいずれかに従う液晶表示装置1#
の液晶表示部2を表示パネルとして備える。液晶表示装
置1#の構成の詳細については既に説明したとおりであ
るので繰返さない。この結果、携帯電話機に要求される
小型軽量化、高品位表示化および低消費電力化にマッチ
した構成とすることができる。
【0253】図29は、本発明の実施の形態10に従う
携帯情報端末機器110の構成を示す概念図である。
【0254】図29を参照して、携帯情報端末機器11
0は、実施の形態1から9のいずれかに従う液晶表示装
置1#の液晶表示部2を表示パネルとして備える。これ
により、携帯情報端末機器110は、携帯電話機100
と同様に、小型軽量化、高品位表示化および低消費電力
化を図ることが可能となる。
【0255】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0256】
【発明の効果】請求項1、2、5、8、9、10、およ
び11に記載の液晶表示装置は、画像データ信号を保持
するための保持ノードを、その保持データに応じて選択
的に昇圧し、昇圧された保持ノードの電位を用いて画素
電極と駆動電位供給線との間の接続を制御する。したが
って、画像データ信号のHレベル電位を抑制した上で、
データ保持ノードにおけるデータ保持時間を確保するこ
とができる。この結果、画像データ信号を伝達するデー
タ線における消費電力を増大させることなく画像データ
信号の保持時間を確保して、同一画像を長期間連続表示
する場合の低消費電力化および高品位表示化を図ること
ができる。
【0257】請求項3に記載の液晶表示装置は、新たな
信号線を配置することなく昇圧タイミングを指示できる
ので、請求項1に記載の液晶表示装置が奏する効果に加
えて、画素面積を縮小して、高解像度化や小型軽量化を
図ることが可能となる。
【0258】請求項4に記載の液晶表示装置は、請求項
2または3に記載の液晶表示装置と比較して、データ保
持ノードをより高く昇圧することができる。これによ
り、データ保持ノードにおける画像データ信号の保持期
間を長くすることができるので、液晶表示装置のさらな
る低消費電力化を図ることが可能となる。
【0259】請求項6および7に記載の液晶表示装置
は、請求項1に記載の液晶表示装置と比較して、データ
保持ノードをより高く昇圧することができる。これによ
り、データ保持ノードにおける画像データ信号の保持期
間を長くすることができるので、液晶表示装置のさらな
る低消費電力化を図ることが可能となる。さらに、第2
の駆動電位供給線とデータ保持ノードの間の配線交差が
なくなるので、画素パターンのレイアウトが容易にな
る。
【0260】請求項12に記載の液晶表示装置は、請求
項1に記載の液晶表示装置が奏する効果に加えて、一方
の液晶駆動電位の電位切換周波数を表示フレーム周期相
当の低周波数としても、焼付きを防止した上でラインご
とに画素電極電位の極性を分散できる。したがって、当
該一方の液晶駆動電位の生成に要する消費電力を低減し
た上で、表示輝度のリップル、すなわちフリッカを抑制
することができる。
【0261】請求項13に記載の液晶表示装置は、請求
項1に記載の液晶表示装置が奏する効果に加えて、同一
画像を長期間表示する場合においても、画素電極電位の
変動に起因する焼付きの発生やコントラストの低下を防
止して、表示品位の低下を抑制できる。
【0262】請求項14に記載の液晶表示装置は、請求
項1に記載の液晶表示装置が奏する効果に加えて、各画
素においてLビットのデジタルデータに基づいた階調表
示を実行できる。
【0263】請求項15、16および17に記載の液晶
表示装置は、データ保持ノードからのリーク電流を抑制
することができる。この結果、請求項14に記載の液晶
表示装置が奏する効果に加えて、同一画像を表示する場
合において、画像データ信号の書込周期を拡大すること
によって、さらなる低消費電力化を図ることができる。
【0264】請求項18に記載の液晶表示装置は、請求
項17に記載の液晶表示装置が奏する効果に加えて、各
ラインごとに配置される信号線の本数を削減することが
できる。この結果、画素配置におけるレイアウト制約を
緩和して、画素を高集積配置することができる。
【0265】請求項19に記載の携帯電話機は、画像デ
ータ信号を保持するための保持ノードを、その保持デー
タに応じて選択的に昇圧し、昇圧された保持ノードの電
位を用いて画素電極と駆動電位供給線との間の接続を制
御することが可能な液晶表示装置によって画面表示を実
行する。この結果、画像データ信号のHレベル電位を抑
制した上で、データ保持ノードにおけるデータ保持時間
を確保することができる。この結果、画像データ信号を
伝達するデータ線における消費電力を増大させることな
く、画像データ信号の保持時間を確保して、同一画像を
長期間連続表示する場合の低消費電力化および高品位表
示化を図ることができる。
【0266】請求項20に記載の携帯情報端末機器は、
画像データ信号を保持するための保持ノードを、その保
持データに応じて選択的に昇圧し、昇圧された保持ノー
ドの電位を用いて画素電極と駆動電位供給線との間の接
続を制御することが可能な液晶表示装置によって画面表
示を実行する。この結果、画像データ信号のHレベル電
位を抑制した上で、データ保持ノードにおけるデータ保
持時間を確保することができる。この結果、画像データ
信号を伝達するデータ線における消費電力を増大させる
ことなく、画像データ信号の保持時間を確保して、同一
画像を長期間連続表示する場合の低消費電力化および高
品位表示化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に従う液晶表示装置の
基礎となる低消費電力型液晶表示装置の全体構成を示す
概略ブロック図である。
【図2】 図1に示された各画素の構成を示す回路図で
ある。
【図3】 図1に示された低消費電力型液晶表示装置に
おける表示フレーム期間の構成を示す概念図である。
【図4】 図1に示された低消費電力型液晶表示装置の
リフレッシュ・モード時における画素電極電位の書込動
作を示すタイミングチャートである。
【図5】 図1に示された低消費電力型液晶表示装置の
ホールド・モード時における画素電極電位の書込動作を
示すタイミングチャートである。
【図6】 実施の形態1に従う液晶表示装置に備えられ
た各画素の構成を示す回路図である。
【図7】 図6に示された容量性素子の構造例を示す断
面図である。
【図8】 実施の形態1に従う液晶表示装置のリフレッ
シュ・モード時における画素電極電位の書込動作を示す
タイミングチャートである。
【図9】 実施の形態1に従う液晶表示装置のホールド
・モード時における画素電極電位の書込動作を示すタイ
ミングチャートである。
【図10】 実施の形態2に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図11】 実施の形態3に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図12】 実施の形態4に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図13】 実施の形態4に従う液晶表示装置のリフレ
ッシュ・モード時における画素電極電位の書込動作を示
すタイミングチャートである。
【図14】 実施の形態4に従う液晶表示装置のホール
ド・モード時における画素電極電位の書込動作を示すタ
イミングチャートである。
【図15】 実施の形態5に従う液晶表示装置における
液晶駆動電位の供給を説明する回路図である。
【図16】 実施の形態5に従う液晶表示装置のリフレ
ッシュ・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタ
イミングチャートである。
【図17】 実施の形態5に従う液晶表示装置のホール
ド・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図18】 実施の形態6に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図19】 実施の形態6に従う液晶表示装置のリフレ
ッシュ・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタ
イミングチャートである。
【図20】 実施の形態6に従う液晶表示装置のホール
ド・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図21】 実施の形態7に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図22】 実施の形態7に従う液晶表示装置のリフレ
ッシュ・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタ
イミングチャートである。
【図23】 実施の形態7に従う液晶表示装置のホール
ド・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図24】 実施の形態8に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図25】 実施の形態8に従う液晶表示装置のリフレ
ッシュ・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタ
イミングチャートである。
【図26】 実施の形態8に従う液晶表示装置のホール
ド・モード時での画素電極電位の書込動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図27】 実施の形態9に従う液晶表示装置に備えら
れた各画素の構成を示す回路図である。
【図28】 実施の形態10に従う携帯電話機の構成を
示す概念図である。
【図29】 実施の形態10に従う携帯情報端末機器の
構成を示す概念図である。
【図30】 従来の液晶表示装置の全体構成を説明する
概略ブロック図である。
【図31】 図30に示された各画素の構成を説明する
回路図である。
【図32】 画素電極の電位変動による表示品位の低下
を説明するための概念図である。
【符号の説明】
1 低消費電力型液晶表示装置、1# 液晶表示装置、
2 液晶表示部、3,3a,3b,3A,3B,3C,
3D 画素、4a〜4d 副画素、5,5a〜5d,5
z 走査線、6 セット線、6A 昇圧信号線、7 リ
セット線、8,8o,8e 駆動電位供給線、9 共通
電位供給線、10 駆動電位供給線、11 データ線、
15o,15e 垂直走査回路、20 水平走査回路、
21 ガラス基板、22A n型ポリシリコン膜、23
A 真性ポリシリコン膜、24Aゲート絶縁膜、25A
ゲート電極、26A 層間絶縁膜、27A,27B電
極、28 オーバーラップ部分、25 スイッチ部、3
0,30a,30b,30A,30B,30Ba,30
Bb,30C,30D,40a〜40d,50a〜50
d,60a〜60d 液晶駆動回路、31,33,3
4,36,41,42,51,61,62,63 n型
TFT、32,35 コンデンサ、32A容量性素子、
32A´,32S,34G 寄生容量、100 携帯電
話機、110 携帯情報端末機器、ADDa〜ADD
d,ADDz アドレス信号、BS昇圧信号、DAT
画像データ信号、Ncm 対向電極、Nm,Nma〜N
md データ保持ノード、Npx 画素電極、Npxa
〜Npxd 副画素電極、PX,PXa,PXb 液晶
表示素子、RST リセット信号、ST セット信号、
VCOM2,VREF,VREFo,VREFe 液晶
駆動電位、VLCCOM 対向電極電位、ΔVBS,Δ
VST 電圧上昇量、ΔVm,ΔV´ データ保持ノー
ド昇圧量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 641 G09G 3/20 641E 680 680S 680T (72)発明者 時岡 秀忠 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2H093 NC34 NC35 ND04 ND10 ND39 5C006 AA12 AA14 AA22 AC24 AF44 BB16 BC02 BC03 BC06 BC12 BC20 BF34 BF46 FA23 FA36 FA47 FA54 5C080 AA10 BB05 CC03 DD06 DD26 EE28 FF11 GG12 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK07 KK47

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配置される複数の画素を備え、 前記複数の画素の各々は、画素電極と対向電極との間の
    電位差に応じた光学応答を示す液晶表示素子を有し、 前記最大輝度および最小輝度の一方に相当する第1の液
    晶駆動電位を伝達するための第1の駆動電位供給線と、 前記最大輝度および最小輝度の他方に相当する第2の液
    晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位供給線と、 前記複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられる、複
    数の走査線、複数の第1の制御線、および複数の第2の
    制御線と、 前記複数の画素の列にそれぞれ対応して設けられ、各々
    が画像データ信号を伝達するための複数のデータ線と、 前記複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、各々が前
    記画像データ信号に応じて、対応する前記画素電極の電
    位を駆動するための複数の液晶駆動回路とをさらに備
    え、 各前記液晶駆動回路は、 前記画像データ信号を保持するためのデータ保持ノード
    と対応するデータ線との間に電気的に結合され、対応す
    る前記走査線の活性化に応答してオンするメモリスイッ
    チと、 前記第1の駆動電位供給線と対応する画素電極との間に
    電気的に結合され、対応する第1の制御線の活性化に応
    答してオンする第1の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に電気的に結合され、対応する第2の制御線の活性化
    に応答してオンする第2の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に、前記第2の駆動スイッチと直列に接続され、前記
    データ保持ノードの電位に応じてオン・オフする第3の
    駆動スイッチと、 前記データ保持ノードの電位を保持するとともに、前記
    第2の制御線の活性化期間に対応して、前記データ保持
    ノードに保持される前記画像データ信号のレベルに応じ
    て、前記データ保持ノードを選択的に昇圧するための昇
    圧保持部とを含む、液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記昇圧保持部は、前記データ保持ノー
    ドおよび昇圧信号線の間に電気的に結合され、自己の両
    端子間の電位差に応じて容量値が変化する容量性素子を
    有し、 前記昇圧信号線の電位は、前記第2の制御線の前記活性
    化期間中に、通常時よりも上昇する、請求項1に記載の
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記昇圧保持部は、前記データ保持ノー
    ドおよび前記対応する第2の制御線の間に電気的に結合
    され、自己の両端子間の電位差に応じて容量値が変化す
    る容量性素子を有する、請求項1に記載の液晶表示装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第1の液晶駆動電位は、一定レベル
    の直流電位であり、 前記第2の液晶駆動電位は、前記第1の液晶駆動電位よ
    りも高い第1の電位および、前記第2の液晶駆動電位よ
    りも低い第2の電位を周期的に繰り返す、請求項2また
    は請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の液晶駆動電位は、一定レベル
    の直流電位であり、 前記第1の液晶駆動電位は、前記第2の液晶駆動電位よ
    りも高い第1の電位および、前記第2の液晶駆動電位よ
    りも低い第2の電位を周期的に繰り返す、請求項2また
    は請求項3に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記昇圧保持部は、前記データ保持ノー
    ドおよび前記第2の駆動電位供給線の間に電気的に結合
    され、自己の両端子間の電位差に応じて容量値が変化す
    る容量性素子を有し、 前記第1の液晶駆動電位は、一定レベルの直流電位であ
    り、 前記第2の液晶駆動電位は、前記第1の液晶駆動電位よ
    りも高い第1の電位および、前記第1の液晶駆動電位よ
    りも低い第2の電位を周期的に繰り返す、請求項1に記
    載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記メモリスイッチのオンによる前記画
    像データ信号の書込は、前記第2の液晶駆動電位が前記
    第2の電位である期間を選んで実行される、請求項6に
    記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記容量性素子は、n型TFT構造を有
    する、請求項2から7のいずれか1項に記載の液晶表示
    装置。
  9. 【請求項9】 前記容量性素子は、p型TFT構造を有
    する、請求項2から7のいずれか1項に記載の液晶表示
    装置。
  10. 【請求項10】 画像書込時において、前記第2の駆動
    スイッチは、前記第1の駆動スイッチが所定期間オンし
    た後にオンするように、前記第1および第2の制御線の
    活性化期間は設定される、請求項1記載の液晶表示装
    置。
  11. 【請求項11】 前記昇圧保持部は、前記データ保持ノ
    ードが前記第3の駆動スイッチのオンに対応する前記画
    像データ信号を保持している場合に、前記第2の制御線
    の活性化期間に対応して前記データ保持ノードを昇圧す
    る、請求項1に記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項12】 第1および第2の液晶駆動電位の一方
    は、第1の電位と第2の電位とを周期的に繰り返し、 前記第1および第2の電位供給線の一方は、 前記第1および前記第2の電位を互いに相補に供給する
    ための、複数の第1および第2の駆動電位補助供給線を
    含み、 前記複数の第1および第2の駆動電位補助供給線は、奇
    数行および偶数行にそれぞれ対応して配置され、 前記第1および前記第2の電位の切換周期は、表示フレ
    ーム周期に相当する、請求項1に記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項13】 前記第1および第2の液晶駆動電位の
    一方は、第1の電位と第2の電位とを周期的に繰り返
    し、 前記対向電極の電位は、前記第1の電位の書込み後にお
    ける前記画素電極の電位と、前記第2の電位の書込み後
    における前記画素電極の電位との平均値に相当する、請
    求項1に記載の液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 前記画素は、並列に配置されるL個
    (L:2以上の整数)の副画素に分割され、 前記画素電極は、前記最大輝度の表示時におけるそれぞ
    れの表示輝度が、20:・・・:2(L-1)となるように分割
    され、 前記行の各々において、前記複数の走査線は、前記副画
    素にそれぞれ対応してL本ずつ設けられるとともに、前
    記第1および第2の制御線は、前記副画素に共通して設
    けられ、 各前記画素において、前記液晶駆動回路は、前記副画素
    の各々ごとに独立に設けられる、請求項1に記載の液晶
    表示装置。
  15. 【請求項15】 前記行の各々に対応して設けられる、
    補助走査線をさらに備え、 各前記液晶駆動回路は、 対応する前記データ線と前記データ保持ノードとの間
    に、前記メモリスイッチと直列に接続され、対応する前
    記補助走査線の活性化に応答してオンする第1のリーク
    防止スイッチをさらに含む、請求項14に記載の液晶表
    示装置。
  16. 【請求項16】 前記補助走査線の活性化期間は、前記
    L個の副画素にそれぞれ対応するL本の走査線の活性化
    期間の全てを含むように設定される、請求項15に記載
    の液晶表示装置。
  17. 【請求項17】 前記行の各々において、L本の前記複
    数の走査線のうちの少なくとも2つは同時に活性化さ
    れ、 各前記液晶駆動回路は、 前記対応する前記データ線と前記データ保持ノードとの
    間に、前記メモリスイッチと直列に接続され、対応する
    前記走査線と同時に活性化される、同一の前記行に対応
    する他の走査線の活性化に応答してオンする第2のリー
    ク防止スイッチをさらに含む、請求項15に記載の液晶
    表示装置。
  18. 【請求項18】 前記第1および第2の制御線は、他の
    前記行に対応するL本の走査線のうちの、活性化期間が
    重なり合わない2本の走査線を用いて構成される、請求
    項17に記載の液晶表示装置。
  19. 【請求項19】 画面表示機能を備える携帯電話機であ
    って、 画面表示を実行するための液晶表示装置を備え、 前記液晶表示装置は、 行列状に配置される複数の画素を有する液晶表示部を含
    み、 前記複数の画素の各々は、画素電極と対向電極との間の
    電位差に応じた光学応答を示す液晶表示素子を有し、 前記液晶表示装置は、 前記最大輝度および最小輝度の一方に相当する第1の液
    晶駆動電位を伝達するための第1の駆動電位供給線と、 前記最大輝度および最小輝度の他方に相当する第2の液
    晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位供給線と、 前記複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられる、複
    数の走査線、複数の第1の制御線、および複数の第2の
    制御線と、 前記複数の画素の列にそれぞれ対応して設けられ、各々
    が画像データ信号を伝達するための複数のデータ線と、 前記複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、各々が前
    記画像データ信号に応じて、対応する前記画素電極の電
    位を駆動するための複数の液晶駆動回路とをさらに備
    え、 各前記液晶駆動回路は、 前記画像データ信号を保持するためのデータ保持ノード
    と対応するデータ線との間に電気的に結合され、対応す
    る前記走査線の活性化に応答してオンするメモリスイッ
    チと、 前記第1の駆動電位供給線と対応する画素電極との間に
    電気的に結合され、対応する第1の制御線の活性化に応
    答してオンする第1の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に電気的に結合され、対応する第2の制御線の活性化
    に応答してオンする第2の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に、前記第2の駆動スイッチと直列に接続され、前記
    データ保持ノードの電位に応じてオン・オフする第3の
    駆動スイッチと、 前記データ保持ノードの電位を保持するとともに、前記
    第2の制御線の活性化期間に対応して、前記データ保持
    ノードに保持される前記画像データ信号のレベルに応じ
    て、前記データ保持ノードを選択的に昇圧するための昇
    圧保持部とを含む、携帯電話機。
  20. 【請求項20】 画面表示機能を備える携帯情報端末機
    器であって、 画面表示を実行するための液晶表示装置を備え、 前記液晶表示装置は、 行列状に配置される複数の画素を有する液晶表示部を含
    み、 前記複数の画素の各々は、画素電極と対向電極との間の
    電位差に応じた光学応答を示す液晶表示素子を有し、 前記液晶表示装置は、 前記最大輝度および最小輝度の一方に相当する第1の液
    晶駆動電位を伝達するための第1の駆動電位供給線と、 前記最大輝度および最小輝度の他方に相当する第2の液
    晶駆動電位を伝達するための第2の駆動電位供給線と、 前記複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられる、複
    数の走査線、複数の第1の制御線、および複数の第2の
    制御線と、 前記複数の画素の列にそれぞれ対応して設けられ、各々
    が画像データ信号を伝達するための複数のデータ線と、 前記複数の画素にそれぞれ対応して設けられ、各々が前
    記画像データ信号に応じて、対応する前記画素電極の電
    位を駆動するための複数の液晶駆動回路とをさらに備
    え、 各前記液晶駆動回路は、 前記画像データ信号を保持するためのデータ保持ノード
    と対応するデータ線との間に電気的に結合され、対応す
    る前記走査線の活性化に応答してオンするメモリスイッ
    チと、 前記第1の駆動電位供給線と対応する画素電極との間に
    電気的に結合され、対応する第1の制御線の活性化に応
    答してオンする第1の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に電気的に結合され、対応する第2の制御線の活性化
    に応答してオンする第2の駆動スイッチと、 前記第2の駆動電位供給線と前記対応する画素電極との
    間に、前記第2の駆動スイッチと直列に接続され、前記
    データ保持ノードの電位に応じてオン・オフする第3の
    駆動スイッチと、 前記データ保持ノードの電位を保持するとともに、前記
    第2の制御線の活性化期間に対応して、前記データ保持
    ノードに保持される前記画像データ信号のレベルに応じ
    て、前記データ保持ノードを選択的に昇圧するための昇
    圧保持部とを含む、携帯情報端末機器。
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