(57)【要約】【課題】表示品位を低下させることなく、消費電力を充分に削減できる。【解決手段】各画素部８に画素電荷蓄積容量可変回路１５を設け、各データ信号線５＿ｎにデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を設けて、フレーム周波数に応じて、画素電荷蓄積容量とデータ信号線電荷蓄積容量とを可変する。高フレーム周波数駆動時には電荷保持期間が短く、電荷保持特性が要求されないため、画素電荷蓄積容量を小さくする。この場合、電荷書き込み期間も短いが、データ信号線電荷蓄積容量を小さくすることにより、データ信号線駆動回路１７からデータを十分供給できる。また、低フレーム周波数駆動時には電荷保持期間が比較的長く、高い電荷保持特性が要求されるため、画素電荷蓄積容量を大きくする。この場合、電荷書き込み期間も長くなるため、データ信号線電荷蓄積容量を大きくしても、データ信号線駆動回路１７からデータを十分供給できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査信号が供給される複数の走査信号線と、データ信号が供給される複数のデータ信号線とが互いに交叉して配置され、両信号線の交叉部毎に画素部がそれぞれ配置され、該走査信号が該複数の走査信号線に供給され、該走査信号が供給された画素部毎に該データ信号を該データ信号線を介して供給することにより画面表示する表示装置において、
第１容量可変信号に基づいて各画素部の画素電荷蓄積容量を制御する画素電荷蓄積容量可変回路と、第２容量可変信号に基づいて各データ信号線のデータ信号線電荷蓄積容量を制御するデータ信号線電荷蓄積容量可変回路とを備えた表示装置。
【請求項２】
走査信号線駆動回路から走査信号が供給される複数の走査信号線と、データ信号線駆動回路からデータ信号が供給される複数のデータ信号線とが互いに交叉して配置され、両信号線にて囲まれる格子状の領域毎に画素部が配置され、
該画素部は、該両信号線の交叉部近傍に設けられた画素部スイッチ素子を介して該データ信号線に電気的接続可能とされ、該画素部スイッチ素子の制御端子は該走査信号線に接続され、
該走査信号線に供給される走査信号によって該画素部スイッチ素子が周期的に選択されて導通状態になり、前記データ信号線電荷蓄積容量に蓄積された電荷が該データ信号線から導通状態の画素部スイッチ素子を介して、該画素部の画素電極と対向電極との間に表示媒体が挟持された表示媒体容量に供給される請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素電荷蓄積容量可変回路は、二つの画素電荷蓄積容量部と画素電荷蓄積容量用スイッチ素子とを有し、前記画素部スイッチ素子から該画素電荷蓄積容量用スイッチ素子を介して該二つの画素電荷蓄積容量部の一方に電荷供給可能とされ、該画素部スイッチ素子に該二つの画素電荷蓄積容量部の他方が接続され、該画素電荷蓄積容量用スイッチ素子の制御端子に第１容量可変信号線が接続された請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路は、データ信号線電荷蓄積容量部とデータ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子とを有し、前記データ信号線から該データ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子を介してデータ信号線電荷蓄積容量部に電荷供給可能とされ、該データ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子の制御端子に第２容量可変信号線が接続された請求項１または３記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１容量可変信号線および第２容量可変信号線は共通接続されており、前記第１容量可変信号および第２容量可変信号は、フレーム周波数に応じて出力電圧レベルが変化する同一の容量可変信号である請求項３または４記載の表示装置。
【請求項６】
前記データ信号線駆動回路は、電流駆動能力の異なる複数のサンプリング回路を有し、前記データ信号線電荷蓄積容量に応じて該複数のサンプリング回路から一つを選択する第１選択手段を有する請求項２記載の表示装置。
【請求項７】
前記データ信号線駆動回路として、電流駆動能力の異なる複数のデータ信号線駆動回路が設けられ、前記データ信号線荷蓄積容量に応じて該複数のデータ信号線駆動回路から一つを選択する第２選択手段を有する請求項２記載の表示装置。
【請求項８】
前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路は表示領域外に設けられている請求項１記載の表示装置。
【請求項９】
前記画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路は、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量が共に大きいかまたは、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量が共に小さいように設定制御される請求項１記載の表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極の一部は、前記画素部スイッチ素子および前記画素電荷蓄積容量可変回路の少なくとも一方上に電気絶縁層を介して形成され、表面が光反射性を有する膜から構成されている請求項２記載の表示装置。
【請求項１１】
前記走査信号線駆動回路、前記データ信号線駆動回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路の少なくとも一つは、前記画素部スイッチ素子と同じ材料を用いて一体的に形成される請求項２記載の表示装置。
【請求項１２】
前記スイッチ素子は薄膜トランジスタからなる請求項１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記スイッチ素子は多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる請求項１２記載の表示装置。
【請求項１４】
前記スイッチ素子は６００度以下のプロセス温度で作製されている請求項１記載の表示装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れかに記載の表示装置における駆動方法であって、表示画像の種類に応じて画面を書き換える周期を切替制御する表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、かつデータ信号の供給周波数に合わせてフレーム周波数を切替制御する請求項１５記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路によって、前記フレーム周波数が高いときには該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を小さく、前記フレーム周波数が低いときには、該画素電荷蓄積容量および該データ信号線電荷蓄積容量を大きく設定制御する請求項１６記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成される通常駆動方法と、１垂直期間が走査期間と該走査期間よりも長い休止期間とから構成される低フレーム周波数駆動方法とを切り替えて画面表示する請求項１５記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路によって、前記通常駆動方法による駆動時には、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を小さく、前記低フレーム周波数駆動方法による駆動時には、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を大きく設定制御する請求項１８記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置およびその駆動方法に関し、特に、低消費電力で高精細な画像表示を実現することが可能で、例えば携帯電話や小型情報端末機器などの表示デバイスとして好適に用いられるアクティブマトリクス型液晶表示装置などの表示装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）に代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機器の表示装置、またはポータブル型テレビジョンセットや壁掛け型テレビジョンセットなどに広く用いられている。特に、近年では、薄型化および軽量化が可能なディスプレイデバイスとして液晶表示装置が注目されており、いわゆるノートブック型パーソナルコンピュータのような携帯型の情報処理機器などに用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置の中でも、特に、多結晶シリコン（以下、Ｐ−Ｓｉと略称する）を用いた薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと略称する）をスイッチング素子として画素部に設けると共に、同様な構造を有するＴＦＴをスイッチング素子アレイ基板の周縁部にも設けて駆動回路を構成した駆動回路一体型のアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する研究および開発が盛んに行われている。
【０００４】
以下、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成およびその動作について説明する。
【０００５】
図６は、従来の一般的な液晶表示装置における主要部の概略構成を示す等価回路図である。
【０００６】
図６において、この液晶表示装置は、スイッチ素子アレイ基板１００上の表示領域１０１に複数のデータ信号線１０２および複数の走査信号線１０３が互いに交差するように配線され、両配線１０２，１０３で囲まれる格子状の領域に画素部１０４が縦方向および横方向にマトリクス状に配設されて構成されている。
【０００７】
各画素部１０４には画素電極１０５が設けられており、各画素電極１０５はそれぞれ、両配線１０２，１０３の交差部近傍に設けられ、制御端子（ゲート電極）が走査信号線１０３に接続された画素部スイッチ素子１０６を介してデータ信号線１０２と接続されている。
【０００８】
スイッチ素子アレイ基板１００は、所定の間隙を保持しつつ対向配置される対向基板（図示せず）との間に液晶層が挟持されて周囲が封止されており、対向基板上に設けられた対向電極１０７とスイッチ素子アレイ基板１００上に設けられた画素電極１０５との間に液晶容量（液晶セル）１０８が構成される。
【０００９】
また、液晶容量１０８と並列に、画素部スイッチ素子１０６の後段である画素電極１０５に一端が接続され、他端が電荷蓄積容量電極線（Ｃｓ線）１０９に接続された画素電荷蓄積容量（補助容量）１１０が設けられている。
【００１０】
さらに、表示領域１０１の外側には、上記データ信号線１０２にデータ信号を供給するデータ信号線駆動回路１１１および走査信号線１０３に走査信号を供給する走査信号線駆動回路１１２が設けられている。
【００１１】
一般に、データ信号線駆動回路１１１および走査信号線駆動回路１１２などの駆動回路としては、シフトレジスタ型の駆動回路などのような液晶駆動回路ＩＣを液晶表示装置に外付けする構成のものが用いられる。また、例えばＰ−ＳｉＴＦＴを画素部スイッチ素子１０６として用いた場合には、駆動回路１１１，１１２をＰ−Ｓｉ　ＴＦＴにて同一基板（上記スイッチ素子アレイ基板１００）上に直接形成する駆動回路一体型の液晶表示装置も提案されている。このＰ−ＳｉＴＦＴを、６００度以下のプロセス温度にて形成することによって、一般的なガラス基板を用いて駆動回路一体型の液晶表示装置を作製することができる。
【００１２】
上記構成により、従来の液晶表示装置の動作を説明する。
【００１３】
まず、走査信号線駆動回路１１２によって、ある任意の走査信号線１０３が選択されると、その走査信号線１０３に画素部スイッチ素子１０６を導通状態とする走査信号が供給され、その走査信号線１０３に接続されている画素部スイッチ素子１０６が導通状態となる。
【００１４】
このとき、データ信号線駆動回路１１１によって画像データに対応したデータ信号線１０２が選択されて、そのデータ信号線１０２にビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、データ信号線電荷蓄積容量（図示せず）に蓄えられる。ここで、データ信号線電荷蓄積容量とは、各データ信号線１０２と、各画素電極１０５、各走査信号線１０３、Ｃｓ線１０９および対向電極１０７との間（絶縁膜部分）に形成される容量である。
【００１５】
選択された走査信号線１０３および選択されたデータ信号線１０２に接続されている画素部スイッチ素子１０６を介して、データ信号線１０２からデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷が画素電荷蓄積容量１１０に供給されて蓄積されると共に、その電圧がその画素部スイッチ素子１０６に接続された画素電極１０５に書き込まれる。この電圧が液晶セル（液晶容量）１０８に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、光が変調されることによって画像表示が行われる。
【００１６】
データ信号線１０２は、水平走査期間中に、データ信号線駆動回路１１１によって左右何れか一方の端から他方の端へと順次選択される。また、走査信号線１０３については、ある任意の走査信号線１０３に接続された一列分の画素部に対してビデオ信号の書き込みが終了すると、次の走査信号線１０３が選択される。このようにして、走査信号線１０３が上から下またはその逆の方向で線順次に選択され、この走査選択が終端の走査信号線１０３にまで達すると、再び、最初の走査信号線１０３に戻って上記動作が繰り返される。このような線順次走査を繰り返して、液晶表示装置の画面全体の画像が選択されて表示され、垂直走査期間毎の画面１フレーム（または１フィールド）が形成される。
【００１７】
以上のような液晶表示装置において、その最大の利点は、一般に、薄型・軽量であるという点である。この利点を活用して、液晶表示装置は、ノートブック型パーソナルコンピュータなどのような携帯情報処理装置のディスプレイデバイスとして搭載されるようになってきている。
【００１８】
ところで、ノートブック型パーソナルコンピューターなどの携帯型情報処理装置は、携帯可能とする必要があるため、一般に、バッテリー駆動方式が採用されている。したがって、現状では、一回の充電によって継続使用可能な時間は、バッテリーの電力容量に依存しており、限界がある。そこで、一回の充電によって継続使用可能な時間を、より長くするための方法が、種々試みられている。そのためには、バッテリー自体の電力容量の増大を図ることは言うまでもなく、その一方で、液晶表示装置の低消費電力化が重要な課題となっている。
【００１９】
特に、近年では、バッテリーに対しては携帯可能であることが要求されているので、その重量を増やすことなく、電力容量を増大させる必要がある。しかしながら、バッテリーの電力容量密度（容量／重量）の向上については、一般的に用いられているバッテリーにおいては、既に、技術的な限界に近づいており、これ以上の大幅な向上は、実際上、ほとんど望むことができない。したがって、もう一方の課題である、液晶表示装置の低消費電力化が、さらに重要となっている。
【００２０】
液晶表示装置において低消費電力化を図るためには、主として、二つの方法が考えられる。
【００２１】
第１の方法は、液晶表示装置が非発光素子であることにより必要とされる照明光において、その照明光を供給するために必要とされる電力を低減化することである。
【００２２】
しかしながら、バックライトを用いた液晶表示装置においては、そのバックライトの発光効率および利用効率の向上については、ほとんど限界に近づいている。しかも、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、さらなる画面の高精細化および多画素化に伴って、さらに画素部開口率が低下する傾向にあるため、バックライトの観点から低消費電力化を図ることは困難であるという問題がある。
【００２３】
液晶表示装置の低消費電力化を図るための第２の方法としては、液晶表示装置において、画面に画像を表示するために必要とされる駆動電力を低減することが考えられる。
【００２４】
しかしながら、従来の液晶表示装置では、このような駆動電力量を大幅に低減することは、非常に困難である。そこで、従来から、十分な低消費電力化と良好な表示品位とを両立させるための研究開発が精力的に行われており、例えば、特開２００１−３１２２５３号公報には、消費電力を低減する駆動方法が開示されている。
【００２５】
この駆動方法では、各画素がマトリクス状に配置されてなる表示画面の各ラインを複数の走査信号線により線順次に選択して走査し、選択されたラインの画素にデータ信号線からデータ信号を供給して表示を行う表示装置の駆動方法において、上記画面を１回走査する走査期間よりも長く、かつ、全走査信号線を非走査状態とする休止期間（非走査期間）を設けて、上記走査期間と休止期間との和を１垂直期間とし、走査期間と休止期間とを垂直期間毎に繰り返す。例えば、走査期間を通常用いられている６０Ｈｚ相当の時間に設定すると、それよりも長い休止期間が存在するために、垂直周波数が３０Ｈｚよりも低い周波数となる。この走査期間と休止期間とは、静止画や動画など、表示したい画像の動きの程度に応じて、適宜設定することができる。
【００２６】
この駆動方法によれば、休止期間に全走査信号線が非走査状態となるため、データ信号の供給周波数を減少させることができる。したがって、アクティブマトリクス型の液晶表示装置など、明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などといった基本的な表示品位を確保することができるマトリクス型表示装置において、データ信号の供給周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を、上記表示品位を犠牲にすることなく容易かつ大幅に削減できる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２００１−３１２２５３号公報の駆動方法では、全走査信号線を非走査状態とする休止期間の間、各画素部に書き込まれた電荷（データ）を十分保持することができなければ、各画素で発生する明るさの変化が「ちらつき」として知覚される。このため、画素電荷蓄積容量を大きくすることにより電荷保持特性を高める必要がある。
【００２８】
ここで、画素電荷蓄積容量とデータ信号線電荷蓄積容量との関係について説明する。
【００２９】
走査信号線駆動回路によって、ある任意の走査信号線が選択されると、その走査信号線に接続されている画素部スイッチ素子が導通状態になる。
【００３０】
このとき、データ信号線駆動回路によって画像データに対応したデータ信号線が選択されて、そのデータ信号線にビデオ信号の画像データに対応した電圧が印加され、データ信号線電荷蓄積容量に蓄えられる。ここで、データ信号線電荷蓄積容量とは、各データ信号線と、各画素電極、各走査信号線、Ｃｓ線および対向電極との間に形成される容量である。
【００３１】
選択された走査信号線および選択状態のデータ信号線に接続されている画素部スイッチ素子を介して、データ信号線からデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷が画素電荷蓄積容量に供給されて蓄積されると共にその電圧が画素電極に書き込まれる。
【００３２】
この際、画素電荷蓄積容量に対してデータ信号線電荷蓄積容量が十分に大きい値でなければ、画素電極へのデータ書き込み時（電荷転送時）に、電圧低下が生じる。この問題を防ぐために、画素電荷蓄積容量を大きく設定した場合には、それに対応させて、データ信号線電荷蓄積容量を大きく設定する必要がある。
【００３３】
ここで、静止画や動画など、表示したい画像の動きの程度に応じて、例えば、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成される通常駆動方法、および、上述したような１垂直期間が走査期間と走査期間よりも長い非走査期間（休止期間）とから構成される低フレーム周波数駆動方法を、適宜切り替えるアクティブマトリクス型液晶表示装置、または、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、かつ、データ信号の供給周波数に合わせて適宜フレーム周波数を切り替えるアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、当然のことながら、低フレーム周波数駆動時に要求される電荷保持特性を満たすことができるように、画素電荷蓄積容量を大きく設定しておく必要がある。
【００３４】
したがって、データ信号線電荷蓄積容量についても、画素電荷蓄積容量に対して大きく設定する必要があり、このデータ信号線電荷蓄積容量をサンプリング期間内に充分に充電することができるような駆動能力を有するサンプリング回路、および、そのサンプリング回路を駆動する駆動電流を供給するための電流増幅回路が必要となる。
【００３５】
このため、上述したように、低フレーム周波数駆動によってデータ信号線の供給周波数を減少させても、大きく設定した画素電荷蓄積容量に対する電荷保持特性を満たすために駆動能力を向上させた分だけ、データ信号線駆動回路の消費電力を低減することができず、これにより、液晶表示装置の消費電力をさらに削減することが妨げられていた。
【００３６】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、表示品位を低下させることなく、消費電力を充分に削減できる表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、走査信号が供給される複数の走査信号線と、データ信号が供給される複数のデータ信号線とが互いに交叉して配置され、両信号線の交叉部毎に画素部がそれぞれ配置され、該走査信号が該複数の走査信号線に供給され、該走査信号が供給された画素部毎に該データ信号を該データ信号線を介して供給することにより画面表示する表示装置において、第１容量可変信号に基づいて各画素部の画素電荷蓄積容量を制御する画素電荷蓄積容量可変回路と、第２容量可変信号に基づいて各データ信号線のデータ信号線電荷蓄積容量を制御するデータ信号線電荷蓄積容量可変回路とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。ここでは、走査信号が、複数の走査信号線に順次供給されるとは限らず、例えば、走査信号が複数本の走査信号線に同時に供給される場合もあり、本願発明はその場合でも適用可能である。また、データ信号も、データ信号線を介して順次供給されるとは限らず、例えば、データ信号が複数本のデータ信号線に同時に供給される場合もあり、本願発明はその場合でも適用可能である。
【００３８】
また、好ましくは、本発明の表示装置において、走査信号線駆動回路から走査信号が供給される複数の走査信号線と、データ信号線駆動回路からデータ信号が供給される複数のデータ信号線とが互いに交叉して配置され、両信号線にて囲まれる格子状の領域毎に画素部が配置され、画素部は、両信号線の交叉部近傍に設けられた画素部スイッチ素子を介してデータ信号線に電気的に接続可能とされ、画素部スイッチ素子の制御端子は走査信号線に接続され、走査信号線に供給される走査信号によって画素部スイッチ素子が周期的に選択されて導通状態になり、前記データ信号線電荷蓄積容量に蓄積された電荷が該データ信号線から導通状態の画素部スイッチ素子を介して、該画素部の画素電極と対向電極との間に表示媒体が挟持された表示媒体容量に供給される。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置における画素電荷蓄積容量可変回路は、二つの画素電荷蓄積容量部と画素電荷蓄積容量用スイッチ素子とを有し、前記画素部スイッチ素子から該画素電荷蓄積容量用スイッチ素子を介して二つの画素電荷蓄積容量部の一方に電荷供給可能とされ、該画素部スイッチ素子に二つの画素電荷蓄積容量部の他方が接続され、該画素電荷蓄積容量用スイッチ素子の制御端子に第１容量可変信号線が接続されている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるデータ信号線電荷蓄積容量可変回路は、データ信号線電荷蓄積容量部とデータ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子とを有し、データ信号線からデータ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子を介してデータ信号線電荷蓄積容量部に電荷供給可能とされ、データ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子の制御端子に第２容量可変信号線が接続されている。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置における第１容量可変信号線および第２容量可変信号線は共通接続されており、第１容量可変信号および第２容量可変信号は、フレーム周波数に応じて出力電圧レベルが変化する同一の容量可変信号である。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるデータ信号線駆動回路は、電流駆動能力の異なる複数のサンプリング回路を有し、データ信号線電荷蓄積容量に応じて複数のサンプリング回路から一つを選択する第１選択手段を有する。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置において、データ信号線駆動回路として、電流駆動能力の異なる複数のデータ信号線駆動回路が設けられ、データ信号線荷蓄積容量に応じて複数のデータ信号線駆動回路から一つを選択する第２選択手段を有する。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるデータ信号線電荷蓄積容量可変回路は表示領域外に設けられている。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置における画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路は、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量が共に大きいかまたは、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量が共に小さいように設定制御される。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置における画素電極の一部は、前記画素部スイッチ素子および前記画素電荷蓄積容量可変回路の少なくとも一方上に電気絶縁層を介して形成され、表面が光反射性を有する膜から構成されている。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置における走査信号線駆動回路、前記データ信号線駆動回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路の少なくとも一つは、前記画素部スイッチ素子と同じ材料を用いて一体的に形成される。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるスイッチ素子は薄膜トランジスタからなる。
【００４９】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるスイッチ素子は多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる。
【００５０】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置におけるスイッチ素子は６００度以下のプロセス温度で作製されている。
【００５１】
本発明の表示装置の駆動方法は、請求項１〜１４の何れかに記載の表示装置における駆動方法であって、表示画像の種類に応じて画面を書き換える周期を切替制御しており、そのことにより上記目的が達成される。
【００５２】
また、好ましくは、本発明の表示装置の駆動方法において、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、かつデータ信号の供給周波数に合わせてフレーム周波数を切替制御する。
【００５３】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置の駆動方法において、画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路によって、前記フレーム周波数が高いときには該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を小さく、前記フレーム周波数が低いときには、該画素電荷蓄積容量および該データ信号線電荷蓄積容量を大きく設定制御する。
【００５４】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置の駆動方法において、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成される通常駆動方法と、１垂直期間が走査期間と該走査期間よりも長い休止期間とから構成される低フレーム周波数駆動方法とを切り替えて画面表示する。
【００５５】
さらに、好ましくは、本発明の表示装置の駆動方法において、画素電荷蓄積容量可変回路および前記データ信号線電荷蓄積容量可変回路によって、前記通常駆動方法による駆動時には、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を小さく、前記低フレーム周波数駆動方法による駆動時には、該画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を大きく設定制御する。
【００５６】
上記構成により、本発明の作用について説明する。
【００５７】
本発明にあっては、画素部のそれぞれに画素電荷蓄積容量を可変制御する画素電荷蓄積容量可変回路が設けられ、データ信号線のそれぞれにデータ信号線電荷蓄積容量を可変制御するデータ信号線電荷蓄積容量可変回路が設けられている。
【００５８】
まず、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、静止画や動画など、表示したい画像の動きの程度（データ信号の供給周波数）に応じてフレーム周波数を切り替える表示装置においては、高フレーム周波数駆動時には電荷保持期間が比較的短く、電荷保持特性はそれほど要求されないため、画素電荷蓄積容量を小さく設定することができる。また、高フレーム周波数駆動時には電荷書き込み期間も比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量を小さく設定することができるため、駆動能力が小さいサンプリング回路および電流増幅回路であっても、データ信号線駆動回路から画像データ（データ信号）を十分供給することができる。
【００５９】
一方、低フレーム周波数駆動時には電荷保持期間が比較的長く、高い電荷保持特性が要求されるが、画素電荷蓄積容量を大きく設定することによって、フリッカによる「ちらつき」などの表示品位低下を防ぐことができる。また、低フレーム周波数駆動時には電荷書き込み期間も比較的長くなるため、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量を大きく設定しても、容易にデータ信号線駆動回路から画像データ（データ信号）を供給することができる。また、画素電荷蓄積容量に合わせてデータ信号線電荷蓄積容量を大きく設定しても、電荷書き込み期間も比較的長くなるため、画素電極へのデータ書き込み時（電荷転送時）に電圧低下を生じることなく、任意の画像データを書き込むことができる。
【００６０】
したがって、サンプリング回路および電流増幅回路の駆動能力を必要最低限に抑えて、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。
【００６１】
次に、通常駆動方法と、休止期間を設けた低フレーム周波駆動方法とを切り替える表示装置において、通常駆動時（高フレーム周波数駆動時）には、電荷保持期間が比較的短く、電荷保持特性はそれほど要求されないため、画素電荷蓄積容量を小さく設定することができる。また、通常駆動時（高フレーム周波数駆動時）には電荷書き込み期間も比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量を小さく設定することができるため、駆動能力が小さいサンプリング回路および電流増幅回路であっても、容易にデータ信号線駆動回路から画像データ（データ信号）を十分供給することができる。
【００６２】
一方、低フレーム周波数駆動時には電荷保持期間が比較的長く、高い電荷保持特性が要求されるが、画素電荷蓄積容量を大きく設定することによって、フリッカによる「ちらつき」などの表示品位の低下を防ぐことができる。この場合、低フレーム周波数駆動時、休止期間を設けた分だけ電荷書き込み期間が比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量を大きく設定しても、駆動能力が大きいサンプリング回路および電流増幅回路を用いれば、容易にデータ信号線駆動回路から画像データ（データ信号）を十分供給することができる。
【００６３】
したがって、サンプリング回路および電流増幅回路の駆動能力を必要最低限に抑えて、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を容易かつ大幅に削減することができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の表示装置の各実施形態１〜３を液晶表示装置に適用した場合について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の表示装置として液晶表示装置の他に、他の表示媒体を用いた表示装置についても適用可能である。
（実施形態１）
図１は、本発明の液晶表示装置の実施形態１における概略構成を示す等価回路図である。
【００６５】
図１において、この液晶表示装置１は、スイッチ素子アレイ基板２上の表示領域３に、複数の走査信号線４＿ｎと複数のデータ信号線５＿ｎとが互いにほぼ直交するように設けられ、走査信号線４＿ｎとほぼ平行に電荷蓄積容量電極線６（Ｃｓ線６）と容量可変信号線７（第１容量可変信号線７ａおよび第２容量可変信号線７ｂ）とが設けられて構成されている。ここで、ｎは所定値以下の自然数である。
【００６６】
走査信号線４＿ｎおよびデータ信号線５＿ｎにて囲まれる格子状の領域８（画素部）が１画素に対応しており、各画素部８にはそれぞれ画素を構成する画素電極９がそれぞれ設けられている。また、各画素電極９は、走査信号線４＿ｎおよびデータ信号線５＿ｎの交叉部近傍に設けられており、制御端子（ゲート電極）が走査信号線４＿ｎに接続された画素部スイッチ素子１０を介してデータ信号線５＿ｎに接続されている。
【００６７】
スイッチ素子アレイ基板２は、所定の間隙を保持しつつ対向配置される対向基板（図示せず）との間に表示媒体の液晶層が挟持されて周囲が封止されており、対向基板上に設けられた対向電極（図示せず）とスイッチ素子アレイ基板２上に設けられた画素電極９との間に表示媒体容量の液晶容量部１１（液晶セル）が構成されている。
【００６８】
この液晶容量部１１と並列に、補助容量の画素電荷蓄積容量部１２と、画素電荷蓄積容量用スイッチ素子１４および補助容量の画素電荷蓄積容量部１３の直列回路とが接続されており、これらにより画素電荷蓄積容量可変回路１５が構成されている。
【００６９】
画素電荷蓄積容量１２は、一端が画素部スイッチ素子１０（以下、第１スイッチ素子１０という）の後段である画素電極９に接続され、他端がＣｓ線６に接続されている。
【００７０】
画素電荷蓄積容量用スイッチ素子１４（以下、第２スイッチ素子１４という）は、一端が第１スイッチ素子１０の後段である画素電極９に接続され、他端が画素電荷蓄積容量部１３に接続されており、その制御端子（ゲート電極）が容量可変信号線７に接続されている。
【００７１】
画素電荷蓄積容量１３は、一端が第２スイッチ素子１４に接続され、他端がＣｓ線６に接続されている。なお、図１中では、画素電極９自体は表されておらず、等価回路的に各液晶セルの液晶容量部１１の図中上側の電極（端子）によって表されている。
【００７２】
表示領域３の外側には、走査信号を各走査信号線４＿ｎに順次供給する走査信号線駆動回路１６と、データ信号を各データ信号線５＿ｎに順次供給するデータ信号線駆動回路１７と、容量可変信号線７に接続されると共に各データ信号線にそれぞれ接続された各データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８とが設けられている。
【００７３】
走査信号線駆動回路１６は、各走査信号線４＿ｎに対して、選択期間と非選択期間とのそれぞれに対応した電圧（走査信号）を供給する。
【００７４】
データ信号線駆動回路１７は、三つのアナログスイッチ１９によって外部から供給されるビデオ信号（Ｒ−ＤＡＴＡ、Ｇ−ＤＡＴＡ、Ｂ−ＤＡＴＡ）のそれぞれを順次サンプリングしてデータ信号を各データ信号線５＿ｎにそれぞれ出力し、ビデオ信号Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対応するデータ信号線５＿ｎに供給するデータサンプリング回路２０と、ｎ型トランジスタおよびｐ型トランジスタからなるアナログスイッチ１９をオン・オフ制御する駆動電流を供給する電流増幅回路２１と、インバータ回路からなる電流増幅回路２１に順次遅延した入力信号を供給するシフトレジスタ２２とを有している。データ信号線５＿ｎに供給されたデータ信号は、画像データとして、選択されている走査信号線４＿ｎ上の一列の各画素部８のそれぞれに供給される。
【００７５】
データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８は、データ信号線電荷蓄積容量用スイッチ素子２３（以下、第３スイッチ素子２３という）と、データ信号線電荷蓄積容量部２４（以下、Ｃｌｉｎｅ２４という）とを有している。このＣｌｉｎｅ２４は、制御端子（ゲート電極）が容量可変信号線７に接続された第３スイッチ素子２３を介してデータ信号線５＿ｎと接続されている。
【００７６】
容量可変信号線７は、全ての画素電荷蓄積容量可変回路１５、およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８と共通に接続され、例えばフレーム周波数に応じて、その信号電圧レベルが異なる二つのレベルの何れかに切り替えられるようになっている。
【００７７】
上記構成により、以下、本実施形態１の液晶表示装置１の動作について説明する。
【００７８】
図２は、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、かつ、データ信号の供給周波数に合わせてフレーム周波数を適宜切り替える駆動方法を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）はフレーム周波数を６０Ｈｚに設定した場合、（ｂ）はフレーム周波数を１５Ｈｚに設定した場合を示している。
【００７９】
図２では、Ｇ（１）〜Ｇ（ｎ）は、それぞれ、１列目〜ｎ列目の走査信号線に供給される走査信号を示し、ＳＭＰ（１）〜ＳＭＰ（ｎ）はそれぞれ、１列目〜ｎ列目のデータ信号線に供給されるデータ信号をサンプリングするためのサンプリング信号を示している。
【００８０】
まず、図２（ａ）に示すように、フレーム周波数６０Ｈｚでの駆動時には、容量可変信号線７に第２スイッチ素子１４および第３スイッチ素子２３を非選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。
【００８１】
走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態となる。
【００８２】
このとき、データ信号線駆動回路１７によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、データ信号線５＿ｎの電荷が液晶容量部１１およびデータ信号線電荷蓄積容量部１２に蓄えられる。ここでは、第３スイッチ素子２３が非選択状態となっているため、データ信号線電荷蓄積容量とは、データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量を含まず、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線３、および対向電極との間に形成される容量だけである。
【００８３】
選択されたデータ信号線５＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０を介して、データ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷がデータ信号線５＿ｎから画素電荷蓄積容量部１２に供給されて蓄積されると共にその電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、第２スイッチ素子１４が非選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは画素電荷蓄積容量部１２だけの容量（画素電荷蓄積容量部１３の容量を含まず）である。
【００８４】
この画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に応じて液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、それによって光が変調されて画像表示が実現される。液晶セル（液晶容量部１１）は、次にその列の走査信号線４＿ｎが選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持されて表示を行う。
【００８５】
この場合、フレーム周波数が６０Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的短いため、それほど高い電荷保持特性は要求されず、画素電荷蓄積容量を比較的小さく設定しても、表示品位に問題は生じない。また、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間についても比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量１２ともに比較的小さく設定しているため、容易に任意の画像データ（データ信号）を供給して書き込むことができる。
【００８６】
次に、図２（ｂ）に示すように、フレーム周波数１５Ｈｚによる駆動時には、容量可変信号線７には、第２スイッチ素子１４および第３スイッチ素子２３を選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。
【００８７】
走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態になる。
【００８８】
このとき、データ信号線駆動回路１７によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、データ信号線電荷蓄積容量に蓄えられる。ここでは、第３スイッチ素子２３が選択状態となっているため、データ信号線電荷蓄積容量とは、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線６および対向電極との間に形成される容量の他に、データ信号線電荷蓄積容量部２４（Ｃｌｉｎｅ２４）の容量を含む。
【００８９】
データ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷が、選択されたデータ信号線５＿ｎから第１スイッチ素子１０を介して画素電荷蓄積容量部１２，１３に供給されて蓄積されると共にその電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、第２スイッチ素子１４が選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは、画素電荷蓄積容量部１２，１３の容量である。
【００９０】
画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、それによって光が変調されて画像表示が実現される。液晶セル（液晶容量部１１）は、次に、その列の走査信号線４＿ｎが選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持して表示を行うことになる。
【００９１】
この場合、フレーム周波数が１５Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的長いため、高い電荷保持特性が要求される。しかしながら、画素電荷蓄積容量を比較的大きく設定しているため、フリッカによる「ちらつき」などのような表示品位の低下が生じることはない。また、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間についても比較的長くなるため、比較的大きく設定されているデータ信号線電荷蓄積容量（データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量を含む）および画素電荷蓄積容量部１２，１３に対しても、容易に任意の画像データ（データ信号）を供給することができる。さらに、画素電荷蓄積容量を大きく設定したことに合わせて、データ信号線電荷蓄積容量も大きく設定しているため、画素電極９への書き込み時（電荷転送時）に電圧低下が生じることなく、任意の画像データを確実に供給することができる。
【００９２】
以上のように、本実施形態１の液晶表示装置１によれば、画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を可変制御することによって、データサンプリング回路２０の電流増幅回路２１の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。また、画素電荷蓄積容量が大きく設定されたときにはデータ信号線電荷蓄積容量も大きく設定され、画素電荷蓄積容量が小さく設定されたときにはデータ信号線電荷蓄積容量も小さく設定されることによって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路１７の消費電力を容易かつ大幅に削減することができる。さらに、データ信号線５＿ｎのそれぞれに設けられたデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を表示領域３の外に設けることによって、画素透過率（反射率）の低下、クロストークなどの表示品位の低下を招くことなく、データサンプリング回路２０における電流増幅回路２１の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。
【００９３】
なお、本実施形態１および以下の実施形態２，３では、Ｃｓ線６および容量可変信号線７を走査信号線４＿ｎに平行に設けているが、これらの構成は、様々に変形され得ることは言うまでもない。例えばＣｓ線６として隣接する走査信号線４＿ｎを用いてもよく、また、第２スイッチ素子１４および第３スイッチ素子２３に対して別々の容量可変信号線７を設けてもよい。
【００９４】
また、画素電荷蓄積容量可変回路１８において、二つの画素電荷蓄積容量１２，１３を設けているが、三つ以上の画素電荷蓄積容量を設けて、二つ以上の画素電荷蓄積容量を各スイッチ素子をそれぞれ介して第１スイッチ素子１０と接続することによって、画素電荷蓄積容量を三種類以上の容量に可変制御できるようにしてもよい。
【００９５】
さらに、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８において、データ信号線電荷蓄積容量部２４を設けているが、二つ以上のデータ信号線電荷蓄積容量部を設け、二つ以上のデータ信号線電荷蓄積容量部を各スイッチ素子をそれぞれ介してデータ信号線５＿ｎと接続することによって、データ信号線電荷蓄積容量を二種類以上の容量に可変制御できるようにしてもよい。
【００９６】
さらに、本実施形態１および以下の実施形態２，３では、Ｃｓ線６と容量可変信号線７とを別に設けて、容量可変信号線７を介して第２スイッチ素子１４および第３スイッチ素子２４を制御しているが、Ｃｓ線６を容量可変信号線７としても用いるように構成することもできる。
（実施形態２）
図３は、本発明の液晶表示装置の実施形態２における概略構成を示す等価回路図である。なお、図１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
図３において、この液晶表示装置３０において、そのデータ信号線駆動回路３１のデータサンプリング回路３２は、駆動能力が大きいアナログスイッチ３３ａと、駆動能力が小さいアナログスイッチ３３ｂと、出力端がアナログスイッチ３３ａの制御端子に接続される大駆動能力の電流増幅回路３４ａと、出力端がアナログスイッチ３３ｂの制御端子に接続される小駆動能力の電流増幅回路３４ｂとを有している。
【００９８】
容量可変信号線３５からＮＯＲ論理回路を介して電流増幅回路３４ｂに接続され、また、容量可変信号線３５からインバータ回路さらにＮＯＲ論理回路を介して電流増幅回路３４ａに接続されており、本実施形態２では、容量可変信号線３５からの容量可変信号によって駆動能力が大きな経路（アナログスイッチ３３ａと電流増幅回路３４ａ）と駆動能力が小さな経路（アナログスイッチ３３ｂと電流増幅回路３４ｂ）とを切り替えるようになっている。
【００９９】
上記構成により、以下、本実施形態２の液晶表示装置３０の動作について説明する。
【０１００】
図４は、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成される通常駆動方法、および、１垂直期間が走査期間と、走査期間よりも長い非走査期間（休止期間）とから構成される低フレーム周波数駆動方法とを適宜切り替える駆動方法を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）はフレーム周波数を６０Ｈｚに設定した通常駆動方法の場合、（ｂ）はフレーム周波数を１５Ｈｚに設定した低フレーム周波数駆動方法の場合を示している。
【０１０１】
まず、図４（ａ）に示すように、通常駆動方法（フレーム周波数６０Ｈｚ）での駆動時に、容量可変信号線３５には、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４、およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３を共に非選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。
【０１０２】
データ信号線駆動回路３１では、駆動能力が小さい経路（アナログスイッチ３３ｂおよび電流増幅回路３４ｂ）がアクティブ状態になっている。
【０１０３】
走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態になる。
【０１０４】
このとき、データ信号線駆動回路３１によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、小さい容量のデータ信号線電荷蓄積容量（データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量を含まず）に蓄えられる。ここでは、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３が非選択状態となっているため、データ信号線電荷蓄積容量とは、データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量を含まず、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線６および対向電極との間に形成される容量だけである。
【０１０５】
選択されたデータ信号線５＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０を介して、データ信号線５＿ｎから小容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷が小容量の画素電荷蓄積容量に供給されて蓄積されると共に、その電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４が非選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは、画素電荷蓄積容量部１３の容量を含まず、画素電荷蓄積容量部１２の容量だけである。
【０１０６】
画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、光が変調されることによって、画像表示が実現される。液晶セル（液晶容量部１１）は、次に、その列の走査信号線４＿ｎが選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持して表示を行うことになる。
【０１０７】
この場合、フレーム周波数が６０Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的短いため、それほど高い電荷保持特性は要求されず、画素電荷蓄積容量部１３の容量を含まず、画素電荷蓄積容量部１２の容量だけで画素電荷蓄積容量を比較的小さく設定しても、表示品位に問題は生じない。また、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間についても比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量部１２ともに容量を比較的小さく設定しているため、駆動能力が小さいデータサンプリング回路３２（アナログスイッチ３３ｂおよび電流増幅回路３４ｂ）であっても、容易に画像データ（データ信号）を十分に供給することができる。
【０１０８】
次に、図４（ｂ）に示すように、低フレーム周波数駆動方法（フレーム周波数１５Ｈｚ）での駆動時に、容量可変信号線３５は画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４、およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３を選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。また、データ信号線駆動回路１７は、駆動能力が大きい経路（アナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａ）がアクティブ状態になっている。
【０１０９】
ここで、走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態となる。
【０１１０】
このとき、データ信号線駆動回路１７によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、大容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられる。ここでは、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３が選択状態となっているため、大容量のデータ信号線電荷蓄積容量とは、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線６および対向電極との間に形成される容量の他、データ信号線電荷蓄積容量２４部の容量（Ｃｌｉｎｅ２４）を含んでいる。
【０１１１】
選択されたデータ信号線５＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０を介して、大容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷がデータ信号線５＿ｎから大容量の画素電荷蓄積容量に供給されて蓄積されると共に、その電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４が選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは、画素電荷蓄積容量１２，１３である。
【０１１２】
画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、光が変調されることによって、画像表示が実現される。液晶セル（液晶容量部１１）は、次に、その列の走査信号線４＿ｎが選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持して表示を行うことになる。
【０１１３】
この場合、フレーム周波数が１５Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的長いため、高い電荷保持特性は要求される。しかしながら、画素電荷蓄積容量を比較的大きく設定しているため、フリッカによる「ちらつき」などのような表示品位の低下が生じることはない。また、休止期間を設ける低フレーム周波駆動方法であるため、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間はフレーム周波数６０Ｈｚ駆動時と同じ期間となり、電荷書込期間についても比較的短くなるが、データサンプリング回路３２内の駆動能力が大きいアナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａによって、容易に画像データ（データ信号）を十分に供給することができる。
【０１１４】
以上のように、本実施形態２の液晶表示装置３０によれば、画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を可変制御することによって、データサンプリング回路の電流駆動能力を必要最低限に抑えることができる。また、画素電荷蓄積容量を大きく設定したときにデータ信号線電荷蓄積容量も大きく設定し、画素電荷蓄積容量を小さく設定したときにデータ信号線電荷蓄積容量も小さく設定することによって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。さらに、データ信号線５＿ｎのそれぞれに設けられたデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を表示領域３外に設けることによって、画素透過率（反射率）の低下、クロストーク等の表示品位の低下を招くことなく、データサンプリング回路３２の電流駆動能力を必要最低限に抑えることができる。
【０１１５】
なお、本実施形態２において、データ信号線駆動回路１７内のアナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａと、アナログスイッチ３３ｂおよび電流増幅回路３４ｂとに対して別々の容量可変信号線３５を設けてもよい。また、本実施形態２では、Ｃｓ線６と容量可変信号線３５とを別に設けて、容量可変信号が入力される容量可変信号線３５によりデータ信号線駆動回路３１内のアナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａによって構成される経路と、アナログスイッチ３３ｂおよび電流増幅回路３４ｂによって構成される経路とを切り替えているが、Ｃｓ線６を容量可変信号線３５としても用いるように構成することもできる。
【０１１６】
さらに、本実施形態２および以下の実施形態３では、通常駆動方法と休止期間を設ける低フレーム周波数駆動方法とを切り替える駆動方法を行っているが、上記実施形態１と同様の駆動方法において、本実施形態２のように、容量可変信号が入力される容量可変信号線３５によりデータ信号線駆動回路３１内のアナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａによって構成される経路と、アナログスイッチ３３ｂおよび電流増幅回路３４ｂによって構成される経路とを切り替えることを適用することもできる。
（実施形態３）
図５は、本発明の液晶表示装置の実施形態３における概略構成を示す等価回路図である。なお、図１および図３と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１７】
図５において、この液晶表示装置４０には複数のデータ信号線駆動回路４１，４２が設けられている。これらのデータ信号線駆動回路４１，４２にはそれぞれ、駆動能力が大きなアナログスイッチ３３ａと電流増幅回路３４ａとを有するデータサンプリング回路４３、および駆動能力が小さなアナログスイッチ３３ｂと電流増幅回路３４ｂとを有するデータサンプリング回路４４がそれぞれ備えられている。データ信号線駆動回路４１，４２はそれぞれシフトレジスタ４６が容量可変信号線４５とそれぞれ接続されており、容量可変信号線４５からの容量可変信号によってデータ信号線駆動回路４１，４２の何れかに切り替えられるようになっている。
【０１１８】
上記構成により、以下、本実施形態３の液晶表示装置４０の動作について説明する。ここでは、上記図４に示すように、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成される通常駆動方法、および、１垂直期間が走査期間と、走査期間よりも長い非走査期間（休止期間）とから構成される低フレーム周波数駆動方法とを適宜切り替える駆動方法を用いた場合について説明する。
【０１１９】
まず、図４（ａ）に示すように、通常駆動方法（フレーム周波数６０Ｈｚ）での駆動時に、容量可変信号線４５には、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４、およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３を非選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。また、このとき、駆動能力が小さいデータ信号線駆動回路４２がアクティブ状態になっている。
【０１２０】
ここで、走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態となる。
【０１２１】
このとき、選択されたデータ信号線駆動回路４２によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、データ信号線電荷蓄積容量（データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量は含まず）に蓄えられる。ここでは、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３が非選択状態となっているため、データ信号線電荷蓄積容量とは、データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量は含まず、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線６および対向電極との間に形成される容量だけである。
【０１２２】
選択されたデータ信号線５＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０を介して、小容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷がデータ信号線５＿ｎから小容量の画素電荷蓄積容量に供給されて蓄積されると共に、その電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４が非選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは、画素電荷蓄積容量部１３の容量は含まず、画素電荷蓄積容量部１２の容量だけである。
【０１２３】
画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、光が変調されることによって、画像表示が実現される。その液晶セル（液晶容量部１１）は、次に、その列の走査信号線が選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持して表示を行うことになる。
【０１２４】
この場合、フレーム周波数が６０Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的短いため、それほど高い電荷保持特性は要求されず、画素電荷蓄積容量を比較的小さく設定しても、表示品位に問題は生じない。また、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間についても比較的短くなるが、データ信号線電荷蓄積容量および画素電荷蓄積容量ともに比較的小さく設定しているため、電流駆動能力が小さいデータ信号線駆動回路４２であっても、容易に画像データ（データ信号）を十分供給することができる。
【０１２５】
次に、図４（ｂ）に示すように、低フレーム周波数駆動方法（フレーム周波数１５Ｈｚ）での駆動時に、容量可変信号線４５には、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４、およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３を選択状態とする任意の電圧レベルが印加されている。また、このとき、駆動能力が大きいデータ信号線駆動回路４１（アナログスイッチ３３ａおよび電流増幅回路３４ａ）がアクティブ状態になっている。
【０１２６】
走査信号線駆動回路１６によって、ある任意の走査信号線４＿ｎが選択されると、その走査信号線４＿ｎに接続されている第１スイッチ素子１０が導通状態となる。
【０１２７】
このとき、選択されたデータ信号線駆動回路４１によって画像データに対応したデータ信号線５＿ｎが選択されて、そのデータ信号線５＿ｎにビデオ信号の画像データに対応した電圧（データ信号）が印加され、大容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられる。ここでは、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を構成する第３スイッチ素子２３が選択状態となっているため、大容量のデータ信号線電荷蓄積容量とは、各データ信号線５＿ｎと、各画素電極９、各走査信号線４＿ｎ、Ｃｓ線６および対向電極との間に形成される容量の他に、データ信号線電荷蓄積容量部２４の容量（Ｃｌｉｎｅ２４）を含む。
【０１２８】
大容量のデータ信号線電荷蓄積容量に蓄えられた電荷がデータ信号線５＿ｎから第１スイッチ素子１０を介して画素電荷蓄積容量部１２，１３に供給されて蓄積されると共に、その電圧が画素電極９に書き込まれる。ここでは、画素電荷蓄積容量可変回路１５を構成する第２スイッチ素子１４が選択状態となっているため、画素電荷蓄積容量とは画素電荷蓄積容量１２，１３共に含む。
【０１２９】
画素電極９に書き込まれた電圧は、液晶セル（液晶容量部１１）に印加され、その電位に対応して液晶層内で液晶分子の配向状態が変化し、光が変調されることによって、画像表示が実現される。液晶セル（液晶容量部１１）は、次に、その列の走査信号線が選択されるまでの間、書き込まれた電圧を保持して表示を行うことになる。
【０１３０】
この場合、フレーム周波数が１５Ｈｚであり、電荷保持期間が比較的長いため、高い電荷保持特性は要求される。しかしながら、画素電荷蓄積容量を比較的大きく設定しているため、フリッカによる「ちらつき」などのような表示品位の低下が生じることはない。また、休止期間を設ける低フレーム周波駆動方法であるため、データ信号線５＿ｎおよび画素電極９への電荷書込期間はフレーム周波数６０Ｈｚ駆動時と同じ期間となり、電荷書込期間についても比較的短くなるが、駆動能力が大きいデータ信号線駆動回路４１によって、その短い期間内に容易に任意の画像データ（データ信号）を十分に供給することができる。
【０１３１】
以上のように、本実施形態３の液晶表示装置４０によれば、画素電荷蓄積容量およびデータ信号線電荷蓄積容量を可変制御することによって、データサンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。また、画素電荷蓄積容量が大きく設定したときにデータ信号線電荷蓄積容量も大きく設定され、画素電荷蓄積容量が小さく設定したときにデータ信号線電荷蓄積容量も小さく設定されることによって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。さらに、データ信号線５＿ｎのそれぞれに設けられたデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８を表示領域３外に設けることによって、画素透過率（反射率）の低下、クロストークなどの表示品位の低下を招くことなく、データサンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。
【０１３２】
なお、本実施形態３において、データ信号線駆動回路４１，４２に対して別々の容量可変信号線４５を設けてもよい。また、本実施形態３では、Ｃｓ線６と容量可変信号線４５とを別に設けて、容量可変信号線４５によりデータ信号線駆動回路４１，４２を切り替えているが、Ｃｓ線６を容量可変信号線４５として用いるように構成することもできる。
【０１３３】
上記実施形態１〜３において、画素電極９の少なくとも一部を、表面が光反射性を有する膜を用いて構成し、少なくとも第１スイッチ素子１０および画素電荷蓄積容量可変回路１５の何れか一方の上に電気絶縁層を介して形成することによって、反射型または半透過型の画素電極としてもよい。このように、画素電極９を第１スイッチ素子１０および画素電荷蓄積容量可変回路１５の何れか一方の上に重なるように形成すれば、画素電極９の占有面積を、第１スイッチ素子１０または画素電荷蓄積容量可変回路１５の占有面積に影響されることなく、十分に広く取ることができる。また、反射型の画素電極とした場合には、バックライトなども不要となるため、さらに消費電力の低減化を図ることができ、携帯型の液晶表示装置として極めて好適である。
【０１３４】
また、画素電極９を反射電極として用いる場合には、偏光板を用いずに光変調を行うことが可能なゲスト−ホスト型液晶を液晶組成物として用いることが好ましい。この場合、液晶内に混入する色素を種々変更することによって、白黒表示以外に、カラーフィルタを用いずにカラー表示を実現することも可能となる。このように、ゲスト−ホスト型液晶を用いることによって、光の透過損失が大きい偏光板やカラーフィルターが不要となり、光利用効率を向上させることができる。
【０１３５】
また、上記実施形態１〜３において、データ信号線駆動回路および走査信号線駆動回路は、シフトレジスタ型の駆動回路などのような液晶駆動回路ＩＣを液晶表示装置に外付けしてもよい。また、例えばＰ−ＳｉＴＦＴを第１スイッチ素子１０として用いた場合には、データ信号線駆動回路および走査信号線駆動回路をＰ−Ｓｉ　ＴＦＴにて同一基板（スイッチ素子アレイ基板）上に直接形成する、いわゆる駆動回路一体型液晶表示装置とすることも可能である。このＰ−ＳｉＴＦＴは、６００度以下のプロセス温度にて形成することによって、一般的なガラス基板を用いて駆動回路一体型液晶表示装置を作製することができる。
【０１３６】
さらに、上記実施形態１〜３において、画素電荷蓄積容量可変回路１５の第２スイッチ素子１４およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路１８の第３スイッチ素子２３は、第１スイッチ素子１０と同じプロセスにて、スイッチ素子アレイ基板上に作製することができる。また、データ信号線電荷蓄積容量可変回路１８については、別に作製した回路を液晶表示装置に外付けすることも可能である。
【０１３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、画素のそれぞれに画素電荷蓄積容量を可変制御する画素電荷蓄積容量可変回路を設け、データ信号線のそれぞれにデータ信号線電荷蓄積容量を可変制御するデータ信号線電荷蓄積容量可変回路を設けることによって、１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成されかつデータ信号の供給周波数に合わせてフレーム周波数を適宜切り替える表示装置において、サンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。したがって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。
【０１３８】
また、データ信号線駆動回路内に複数のサンプリング回路を設けて、データ信号線電荷蓄積容量に応じて、駆動能力の異なるサンプリング回路を切り替えることによって、通常駆動方法と、休止期間を設ける低フレーム周波駆動方法とを切り替える表示装置、または１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成され、かつデータ信号の供給周波数に合わせて適宜フレーム周波数を切り替える表示装置において、サンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。したがって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。
【０１３９】
さらに、駆動能力の異なるデータ信号線駆動回路を複数設けて、データ信号線電荷蓄積容量に応じて、駆動能力の異なるデータ信号線駆動回路を切り替えることによって、通常駆動方法と、休止期間を設ける低フレーム周波駆動方法とを切り替える表示装置、または１垂直期間が走査期間と垂直帰線期間とから構成されかつデータ信号の供給周波数に合わせて適宜フレーム周波数を切り替える表示装置において、サンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。したがって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を、大幅に削減することができる。
【０１４０】
さらに、データ信号線電荷蓄積容量可変回路を表示領域外に設けることによって、画素透過率（反射率）の低下、クロストークなどの表示品位の低下を招くことなく、サンプリング回路の駆動能力を必要最低限に抑えることができる。したがって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。
【０１４１】
さらに、画素電荷蓄積容量を大きく設定したときにはデータ信号線電荷蓄積容量も大きく、画素電荷蓄積容量を小さく設定したときにはデータ信号線電荷蓄積容量も小さく設定することによって、明るさ、コントラスト、階調性などの基本的な表示品位をそれぞれ満たした状態で、フレーム周波数に正比例して増加するデータ信号線駆動回路の消費電力を大幅に削減することができる。
【０１４２】
さらに、少なくとも画素電極の一部を、表面が光反射性を有する膜にて構成し、画素部スイッチ素子および画素電荷蓄積容量可変回路の少なくとも何れか一方の上に電気絶縁層を介して形成することによって、バックライトを必要としない反射型表示装置、または周囲光が多いときには反射型として、周囲光が少ないときにはバックライトを点灯することなどにより透過型として併用することが可能な半透過型の表示装置として用いることができる。したがって、更なる低消費電力化を図ることができる。
【０１４３】
さらに、走査信号線駆動回路、データ信号線駆動回路およびデータ信号線電荷蓄積容量可変回路の少なくとも何れか一つを、画素部スイッチ素子と同じ材料を用いて一体的に作製することによって、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の実施形態１における概略構成を示す等価回路図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は図１の液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の液晶表示装置の実施形態２における概略構成を示す等価回路図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は図３および図５の液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の液晶表示装置の実施形態３における概略構成を示す等価回路図である。
【図６】従来の一般的な液晶表示装置の主要部の構成を示す等価回路図である。
【符号の説明】
１，３０，４０　　液晶表示装置
２　　スイッチ素子アレイ基板
３　　表示領域
４＿ｎ走査信号線
５＿ｎデータ信号線
６　　電荷蓄積容量電極線（Ｃｓ線）
７　　　容量可変信号線
８　　画素部
９　　画素電極
１０　　第１スイッチ素子
１１　　液晶セル（液晶容量部）
１２，１３　　画素電荷蓄積容量
１４　　第２スイッチ素子
１５　　画素電荷蓄積容量可変回路
１６　　走査信号線駆動回路
１７，３１，４１，４２　　データ信号線駆動回路
１８　　データ信号線電荷蓄積容量可変回路
１９，３３ａ，３３ｂ　　アナログスイッチ
２０，３２，４３，４４　　データサンプリング回路
２１，３４ａ，３３４ｂ　　電流増幅回路
２２，４６　　シフトレジスタ
２３　　第３スイッチ素子
２４　　データ信号線電荷蓄積補助容量（Ｃｌｉｎｅ）
【図１】
2004045662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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