JP2002277898A - 電子装置およびその駆動方法 - Google Patents

電子装置およびその駆動方法

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JP2002277898A JP2001351093A JP2001351093A JP2002277898A JP 2002277898 A JP2002277898 A JP 2002277898A JP 2001351093 A JP2001351093 A JP 2001351093A JP 2001351093 A JP2001351093 A JP 2001351093A JP 2002277898 A JP2002277898 A JP 2002277898A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電圧で駆動可能な電子装置およびその駆動
方法を提供する。 【解決手段】 行および列を有するマトリクス状に配置
された複数の第１容量１０であって、第１電極１２と、
第１電極１２に第１誘電体層１４を介して対向する第２
電極１６とをそれぞれが有する、複数の第１容量１０
と、少なくとも行または列ごとに設けられた複数の第２
容量２０であって、第１電極１２と電気的に接続されて
いる第３電極２２と、第３電極２２に第２誘電体層２４
を介して対向する第４電極２６とをそれぞれが有する、
複数の第２容量２０と、第１電極１２および第３電極２
２との電気的な接続が第１スイッチング素子３０によっ
てオン／オフ制御される第１配線２と、第２電極１６に
少なくとも一時的に電気的に接続される第２配線４と、
第４電極２６との電気的な接続が第２スイッチング素子
４０によってオン／オフ制御される第３配線６と、第４
電極２６との電気的な接続が第３スイッチング素子５０
によってオン／オフ制御される第４配線８と、を基板上
に有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置およびそ
の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノートパソコン、携帯電話や携帯
型情報端末（ＰＤＡ）の表示部に用いられる表示装置と
して、フラットディスプレイパネルが利用されており、
その多くは液晶表示装置である。上述のような携帯機器
において、消費電力は商品価値を左右する要因の一つで
あるため、表示部として用いられる液晶表示装置には低
消費電力化が望まれている。特に、バックライトを有し
ない反射型液晶表示装置をさらに低消費電力化するため
に、液晶モジュール自身の低消費電力化が要望されてい
る。
【０００３】例示した液晶表示装置のように、多数の容
量（キャパシタ）を有する電子装置の消費電力Ｐｗは、
一般に、容量をＣ、周波数をｆ、電圧をＶとすると、一
次近似的には、Ｐｗ＝Ｃ・ｆ・Ｖ2で表される。従っ
て、容量Ｃを小さくするか、周波数ｆを低くするか、電
圧Ｖを低くすることにより、消費電力Ｐｗを小さくする
ことができる。特に、上式に示されるように消費電力Ｐ
ｗが電圧Ｖの２乗に比例することと、システムから供給
される電圧（例えば、ノートパソコンにおいては約３．
３Ｖ）を昇圧する場合には昇圧ロスが存在することか
ら、電圧Ｖを低くし、低電圧で駆動することが低消費電
力化において有効である。
【０００４】液晶表示装置の場合、従来は、液晶層のし
きい値電圧を低くしたり、電圧が最も高い階調電圧を本
来よりも低電圧側に設定したりすることによって、駆動
電圧のダイナミックレンジを狭くし、低電圧駆動を実現
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにして低電圧駆動を行う場合、以下のような問題が
ある。
【０００６】まず、液晶層のしきい値電圧を小さくする
ために（比）誘電率異方性Δε（＝ε//−ε⊥）が大き
い液晶材料を用いると、フィードスルー電圧の信号電圧
依存性が大きくなるので、信号電圧の大きさに応じた補
正を行う必要があるという問題がある。また、（比）誘
電率異方性Δεが大きい液晶材料として、液晶分子の長
軸方向の（比）誘電率ε//が大きい液晶材料を用いる
と、液晶容量が大きくなるので、充電するためのＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）のサイズが大きくなり、液晶パネ
ルの負荷容量が大きくなるという問題がある。さらに、
上述のような液晶材料は平均誘電率が大きいので、液晶
層中の不純物が電離しやすい。そのため、上述のような
液晶材料は抵抗の経時劣化が大きく、使用環境の厳しい
液晶表示装置には使えないという問題もある。
【０００７】一方、電圧が最も高い階調電圧を本来より
も低電圧側に設定すると、コントラスト比が低下し、表
示品位が低下してしまうという問題がある。特に、ノー
マリーホワイトモードの表示を行う液晶表示装置におい
ては、コントラスト比の低下が著しく、表示品位の低下
が顕著である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、低電圧駆動が可能な電子装置
およびその駆動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による電子装置
は、行および列を有するマトリクス状に配置された複数
の第１容量であって、第１電極と、前記第１電極に第１
誘電体層を介して対向する第２電極とをそれぞれが有す
る、複数の第１容量と、少なくとも前記行または列ごと
に設けられた複数の第２容量であって、前記第１電極と
電気的に接続されている第３電極と、前記第３電極に第
２誘電体層を介して対向する第４電極とをそれぞれが有
する、複数の第２容量と、前記第１電極および前記第３
電極との電気的な接続が第１スイッチング素子によって
オン／オフ制御される第１配線と、前記第２電極に少な
くとも一時的に電気的に接続される第２配線と、前記第
４電極との電気的な接続が第２スイッチング素子によっ
てオン／オフ制御される第３配線と、前記第４電極との
電気的な接続が第３スイッチング素子によってオン／オ
フ制御される第４配線と、を基板上に有し、そのことに
よって上記目的が達成される。
【０００９】前記複数の第１容量のそれぞれは、画素電
極である前記第１電極と、液晶層である前記第１誘電体
層と、前記画素電極に前記液晶層を介して対向する対向
電極である前記第２電極とから構成される液晶容量であ
り、前記複数の第２容量のそれぞれは、補助容量電極で
ある前記第３電極と、前記第２誘電体層と、前記補助容
量電極に前記第２誘電体層を介して対向する補助容量対
向電極である前記第４電極とから構成される補助容量で
あり、前記液晶層は、前記画素電極と前記対向電極との
間に印加された電圧に応じて前記液晶層を通過する光を
変調する構成としてもよい。
【００１０】前記補助容量は、前記液晶容量に対応して
設けられていることが好ましい。前記補助容量が前記液
晶容量に対応して設けられている電子装置において、前
記第１配線は、前記行または列ごとに設けられ、前記第
３配線としても機能し、前記画素電極、前記補助容量電
極および前記補助容量対向電極に信号電圧を供給し、前
記第２配線は、前記行または列ごとに設けられ、前記第
４配線としても機能し、前記対向電極および前記補助容
量対向電極に対向電圧を供給する構成としてもよい。
【００１１】また、前記第１配線は、前記行または列ご
とに設けられ、前記第３配線としても機能し、前記画素
電極、前記補助容量電極および前記補助容量対向電極に
信号電圧を供給し、前記第２配線は、前記対向電極に対
向電圧を供給し、前記第４配線は、前記補助容量対向電
極に前記対向電圧と同じ電圧を供給し、前記補助容量
は、前記第１配線に対応して設けられていてもよい。
【００１２】前記第１配線に交差するように設けられ、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子
および前記第３スイッチング素子に走査信号を供給する
複数の走査配線をさらに有してもよい。
【００１３】前記複数の走査配線は、隣接する２つごと
に走査配線対を構成し、前記走査配線対を構成する２つ
の走査配線の一方は前記第１スイッチング素子および前
記第３スイッチング素子に走査信号を供給し、他方は前
記第２スイッチング素子に走査信号を供給することが好
ましい。
【００１４】前記複数の液晶容量に対応して設けられた
複数のさらなる補助容量であって、前記画素電極と電気
的に接続されているさらなる補助容量電極と、前記さら
なる補助容量電極に第３誘電体層を介して対向するさら
なる補助容量対向電極とをそれぞれが有する、複数のさ
らなる補助容量を有し、前記第３誘電体層は、前記第２
誘電体層と同一の膜から形成されていることが好まし
い。
【００１５】前記第２スイッチング素子および前記第３
スイッチング素子は、互いに伝導型が異なるトランジス
タであることが好ましい。
【００１６】本発明による電子装置の駆動方法は、行お
よび列を有するマトリクス状に配置された複数の第１容
量であって、第１電極と、前記第１電極に第１誘電体層
を介して対向する第２電極とをそれぞれが有する、複数
の第１容量と、少なくとも前記行または列ごとに設けら
れた複数の第２容量であって、第３電極と、前記第３電
極に第２誘電体層を介して対向する第４電極とをそれぞ
れが有する、複数の第２容量と、を基板上に有する電子
装置の駆動方法であって、前記第１容量および前記第２
容量が電気的に並列に接続された状態と、前記第１容量
および前記第２容量が電気的に直列に接続された状態と
を切り替えることによって、前記第１電極と前記第２電
極との間に印加されている電圧を昇圧する工程を包含
し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１７】前記昇圧工程は、前記第１容量および前記
第２容量が電気的に並列に接続された状態で、前記第１
電極および前記第３電極に所定の第１電位を与えるとと
もに、前記第２電極および前記第４電極に前記所定の第
１電位とは異なる所定の第２電位を与えることによっ
て、前記第１電極と第２電極との間および前記第３電極
と前記第４電極との間に所定の電圧を印加し、前記第１
容量および前記第２容量を充電する工程と、前記第１容
量および前記第２容量を充電した後、前記第１電極およ
び前記第３電極が互いに電気的に接続され、且つ、前記
第１容量および前記第２容量が電気的に直列に接続され
た状態にするとともに、前記第２電極に前記所定の第２
電位を与え、且つ、前記第４電極に前記所定の第１電位
を与えることによって、前記第１電極および前記第２電
極の間に印加された前記所定の電圧を昇圧する工程と、
前記所定の電圧を昇圧した後、前記第２電極および前記
第４電極の少なくとも一つを電気的に切り離された状態
にすることによって、前記第１容量が昇圧された電圧を
保持する工程と、をさらに包含することが好ましい。
【００１８】前記複数の第１容量のそれぞれは、画素電
極である前記第１電極と、液晶層である前記第１誘電体
層と、前記画素電極に前記液晶層を介して対向する対向
電極である前記第２電極とから構成される液晶容量であ
り、前記複数の第２容量のそれぞれは、補助容量電極で
ある前記第３電極と、前記第２誘電体層と、前記補助容
量電極に前記第２誘電体層を介して対向する補助容量対
向電極である前記第４電極とから構成される補助容量で
あり、前記液晶層は、前記画素電極と前記対向電極との
間に印加された電圧に応じて前記液晶層を通過する光を
変調する構成としてもよい。
【００１９】前記補助容量は、前記液晶容量に対応して
設けられていることが好ましい。
【００２０】前記補助容量は、前記行または列ごとに設
けられていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。本発明による電子装置およ
び電子装置の駆動方法は優れた低消費電力性を有するの
で、本発明は、例えば、アクティブマトリクス型の液晶
表示装置に好適に適用される。以下では、ＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置について、本発明の実施形態を説明するが、本
発明はこれに限定されず、電子装置全般に適用される。
【００２２】（実施形態１）本発明による実施形態１の
電子装置である液晶表示装置１００を図１を参照しなが
ら説明する。図１は、液晶表示装置１００の等価回路を
示す図である。図１に示すように、液晶表示装置１００
は、行および列を有するマトリクス状に配置された複数
の液晶容量１０と、複数の液晶容量１０のそれぞれに対
応して設けられた複数の補助容量２０とを有する。な
お、図１においては、マトリクス状に配置された複数の
液晶容量１０から構成される複数の画素のうち、２行２
列分の画素（ｎ行目ｎ列目、ｎ行目ｎ＋１列目、ｎ＋１
行目ｎ列目およびｎ＋１行目ｎ＋１列目の画素）を示し
ている。
【００２３】複数の液晶容量１０のそれぞれは、画素電
極１２と、画素電極１２に対向する対向電極１６と、画
素電極１２と対向電極１６との間に設けられた液晶層１
４とから構成されており、この液晶層１４は、画素電極
１２と対向電極１６との間に印加された電圧に応じて液
晶層１４を通過する光を変調する。複数の補助容量２０
のそれぞれは、画素電極１２と電気的に接続されている
補助容量電極２２と、補助容量電極２２に対向する補助
容量対向電極２６と、補助容量電極２２と補助容量対向
電極２６との間に設けられたゲート絶縁膜２４とから構
成されている。
【００２４】また、液晶表示装置１００は、列ごとに設
けられた信号配線（ソース配線ともいう。ｉ列目に設け
られた信号配線をＳｉと表記する。以降の図では、ｎ列
目およびｎ＋１列目に設けられた信号配線ＳｎおよびＳ
ｎ＋１を示す。）Ｓｉと、列ごとに設けられた基準配線
（ｉ列目に設けられた基準配線をＢｉと表記する。以降
の図では、ｎ列目およびｎ＋１列目に設けられた基準配
線ＢｎおよびＢｎ＋１を示す。）Ｂｉとを有している。
信号配線Ｓｉは、画素電極１２および補助容量電極２２
に信号電圧を供給し、基準配線Ｂｉは、対向電極１６お
よび補助容量対向電極２６に対向電圧（基準電圧）を供
給する。信号配線Ｓｉと画素電極１２および補助容量電
極２２との電気的な接続は第１ＴＦＴ３０によってオン
／オフ制御される。但し、本実施形態の液晶表示装置１
００においては、補助容量対向電極２６には対向電圧
（基準電圧）だけでなく信号電圧も供給される。信号配
線Ｓｉと補助容量対向電極２６との電気的な接続は第２
ＴＦＴ４０によってオン／オフ制御され、基準配線Ｂｉ
と補助容量対向電極２６との電気的な接続は第３ＴＦＴ
５０によってオン／オフ制御される。
【００２５】さらに、液晶表示装置１００は、信号配線
Ｓｉに交差するように設けられ、第１ＴＦＴ３０、第２
ＴＦＴ４０および第３ＴＦＴ５０に走査信号を供給する
複数の走査配線（ゲート配線ともいう。）を有してい
る。複数の走査配線は、隣接する２つごとに走査配線対
を構成し、走査配線対を構成する２つの走査配線の一方
Ｇ１ｉは第１スイッチング素子３０および第３スイッチ
ング素子５０に走査信号を供給し、他方Ｇ２ｉは第２ス
イッチング素子４０に走査信号を供給する（ｉ行目に設
けられた走査配線対を構成する２つの走査配線の一方を
Ｇ１ｉ、他方をＧ２ｉと表記する。以降の図では、ｎ行
目およびｎ＋１行目に設けられたＧ１ｎおよびＧ２ｎと
Ｇ１ｎ＋１およびＧ２ｎ＋１とを示す。）。
【００２６】次に、液晶表示装置１００のさらに具体的
な構成を図２を参照しながら説明する。図２は、液晶表
示装置１００の１画素に対応する部分を模式的に示す上
面図である。液晶表示装置１００は、ＴＦＴ基板（不図
示）と、対向基板（不図示）と、ＴＦＴ基板と対向基板
との間に設けられた液晶層１４（図２では不図示）とを
有する。
【００２７】液晶表示装置１００のＴＦＴ基板は、絶縁
性基板（例えばガラス基板；不図示）と、絶縁性基板上
に形成された第１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０および第
３ＴＦＴ５０と、第１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０およ
び第３ＴＦＴ５０に接続された走査配線Ｇ１ｉ、Ｇ２
ｉ、信号配線Ｓｉおよび基準配線Ｂｉとを有している。
ＴＦＴ基板はさらに、画素電極１２と、補助容量電極２
２と、補助容量対向電極２６とを有している。
【００２８】第１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０および第
３ＴＦＴ５０のゲート電極（いずれも不図示）と、走査
配線Ｇ１ｉおよびＧ２ｉと、補助容量電極２２とは、同
じ金属層（例えば、タンタル層）をパターニングするこ
とによって形成されている。勿論、他の導電層（例え
ば、窒化タンタル層）を含む積層構造としてもよい。
【００２９】第１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０および第
３ＴＦＴ５０のゲート電極と、走査配線Ｇ１ｉおよびＧ
２ｉと、補助容量電極２２とを覆うように、典型的に
は、ＴＦＴ基板のほぼ全面に、ゲート絶縁膜（例えば窒
化シリコン層；図２では不図示）２４が形成されてい
る。このゲート絶縁膜２４上に、第１ＴＦＴ３０、第２
ＴＦＴ４０および第３ＴＦＴ５０を構成する半導体層、
ソース電極およびドレイン電極（いずれも不図示）と、
信号配線Ｓｉと、補助容量対向電極２６とが形成されて
いる。ソース電極、ドレイン電極、信号配線Ｓｉおよび
補助容量対向電極２６は、同じ金属層（例えば、タンタ
ル層）をパターニングすることによって形成されてい
る。勿論、他の導電層（例えば、ＩＴＯ層）を含む積層
構造としてもよい。
【００３０】補助容量電極２２は、ゲート絶縁膜２４に
形成されたコンタクトホール９において第１ＴＦＴ３０
のドレイン電極に電気的に接続されている。また、補助
容量対向電極２６は、第２ＴＦＴ４０および第３ＴＦＴ
５０のドレイン電極に電気的に接続されている。
【００３１】さらに、これらを覆うように、ＴＦＴ基板
のほぼ全面に絶縁層（例えば樹脂層；不図示）が形成さ
れており、この絶縁層上に画素電極（例えばアルミニウ
ム／モリブデン積層膜、Ａｇ層またはＩＴＯ層）１２が
形成されている。画素電極１２は、絶縁層およびゲート
絶縁膜２４に形成されたコンタクトホール９において、
第１ＴＦＴ３０のドレイン電極に電気的に接続されてい
る。
【００３２】液晶表示装置１００の対向基板は、透明基
板（例えばガラス基板；不図示）と、透明基板上に列ご
とに設けられたストライプ状の対向電極（例えばＩＴＯ
層）１６とを有している。この対向電極１６は、表示領
域外に設けられたコモン転移部において、ＴＦＴ基板に
形成されている基準配線Ｂｉに電気的に接続されてい
る。ＴＦＴ基板と対向基板との間に設けられた液晶層１
４としては、種々のタイプの液晶層を用いることができ
る。
【００３３】次に、上述した液晶表示装置１００の動作
を説明するが、本発明は液晶表示装置に限定されず、電
子装置全般に好適に適用されるものであるので、まず、
図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明による電子
装置の動作原理を説明し、その後、本実施形態の液晶表
示装置１００の動作を説明することとする。
【００３４】図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明による電子
装置の動作原理を説明する模式図である。図３（ａ）〜
（ｃ）に示す本発明による電子装置の構成要素は、上述
した液晶表示装置１００の構成要素と以下のように対応
している。
【００３５】まず、第１容量１０および第２容量２０は
それぞれ、液晶表示装置１００の液晶容量１０および補
助容量２０に相当する。また、第１容量１０が有する第
１電極１２、第１誘電体層１４および第２電極１６はそ
れぞれ、液晶表示装置１００の画素電極１２、液晶層１
４および対向電極１６に相当し、第２容量２０が有する
第３電極２２、第２誘電体層２４および第４電極２６は
それぞれ、液晶表示装置１００の補助容量電極２２、ゲ
ート絶縁膜２４および補助容量対向電極２６に相当す
る。
【００３６】さらに、第１電極１２および第３電極２２
との電気的な接続が第１スイッチング素子３０によって
オン／オフ制御される第１配線２と、第４電極２６との
電気的な接続が第２スイッチング素子４０によってオン
／オフ制御される第３配線６とは信号配線Ｓｉ（第１電
位）に相当する。また、第２電極１６に電気的に接続さ
れる第２配線４と、第４電極２６との電気的な接続が第
３スイッチング素子５０によってオン／オフ制御される
第４配線８とは基準配線Ｂｉ（第２電位）に相当する。
そして、第１スイッチング素子３０、第２スイッチング
素子４０および第３スイッチング素子５０はそれぞれ第
１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０および第３ＴＦＴ５０に
相当する。
【００３７】本発明による電子装置は以下のようにして
動作する。
【００３８】まず、本発明による電子装置は、図３
（ａ）に示すように、第１容量１０と第２容量２０とが
電気的に並列に接続された第１状態とされる。この第１
状態においては、第１電極１２および第３電極２２と第
１配線２との電気的な接続がオンとされ、第４電極２６
と第４配線８との電気的な接続がオンとされ、第４電極
２６と第３配線６との電気的な接続がオフとされてい
る。この第１状態において、第１電極１２および第３電
極２２に所定の第１電位が与えられるとともに、第２電
極１６および第４電極２６に上述の第１電位とは異なる
所定の第２電位が与えられることによって、第１電極１
２と第２電極１６との間および第３電極２２と第４電極
２６との間に所定の電圧（第１電位と第２電位との電位
差）が印加され、第１容量１０および第２容量２０が充
電される。
【００３９】次に、図３（ｂ）に示すように、電子装置
は、第１容量１０と第２容量２０とが電気的に直列に接
続された第２状態とされる。この第２状態においては、
第１電極１２および第３電極２２と第１配線２との電気
的な接続がオフとされ、第４電極２６と第４配線８との
電気的な接続がオフとされ、第４電極２６と第３配線６
との電気的な接続がオンとされている。この第２状態に
おいて、第４電極２６に所定の第１電位が与えられると
ともに第２電極１６に所定の第２電位が与えられること
によって、第１電極１２と第２電極１６との間の電圧が
昇圧される。電圧が昇圧されるメカニズムについては後
述する。
【００４０】その後、図３（ｃ）に示すように、電子装
置は、第４電極２６が電気的に切り離された第３状態と
される。なお、本願明細書においては、ある電極がいず
れの配線とも電気的に接続されていない状態を電気的に
切り離されているという。この第３状態においては、第
１電極１２および第３電極２２と第１配線２との電気的
な接続がオフとされ、第４電極２６と第４配線８との電
気的な接続がオフとされ、第４電極２６と第３配線６と
の電気的な接続がオフとされている。この第３状態にお
いては、第４電極２６が電気的に切り離されているの
で、昇圧された電圧が第１容量１０によって保持され
る。
【００４１】上述のように、本発明による電子装置にお
いては、第１容量１０と第２容量２０とが電気的に並列
に接続された状態と、第１容量１０と第２容量２０とが
電気的に直列に接続された状態とが切り替えられること
によって、第１電極１２と第２電極１６との間に印加さ
れている電圧が昇圧される。従って、第１電極１２と第
２電極１６との間に、外部電源から配線を介して供給さ
れる電圧（上述の第１電位と第２電位との電位差）より
も高い電圧を印加することが可能となる。その結果、外
部電源から比較的低い電圧を供給することによって電子
装置を駆動することが可能となり、低電圧駆動が実現さ
れる。
【００４２】以下、上述の第２状態において第１電極１
２と第２電極１６との間に印加された電圧が昇圧される
メカニズムを説明する。
【００４３】説明の簡単のために、第１状態において
は、第１電極１２および第３電極２２に接地電位（上記
第１電位）が与えられるとともに、第２電極１６および
第４電極２６に所定の電位Ｖ0（上記第２電位）が与え
られることとし、第２状態においては第２電極１６に所
定の電位Ｖ0が与えられるとともに第４電極２６に接地
電位が与えられることとして説明する。勿論、本発明は
これに限定されない。
【００４４】まず、第１状態において、第１電極１２お
よび第３電極２２に接地電位が与えられるとともに、第
２電極１６および第４電極２６に所定の電位Ｖ0が与え
られると、第１電極１２と第２電極１６との間および第
３電極２２と第４電極２６との間には、所定の電圧Ｖ0
が印加され、第１容量１０および第２容量２０が充電さ
れる。このとき、第１容量１０の静電容量をＣ1、第２
容量２０の静電容量をＣ2とすると、第１電極１２に蓄
積される電荷Ｑ1および第２電極２２に蓄積される電荷
Ｑ2はそれぞれ次式（１）および（２）で与えられる。
【００４５】 Ｑ1＝Ｃ1Ｖ0 （１） Ｑ2＝Ｃ2Ｖ0 （２） 次に、第２状態において、第２電極１６に電位Ｖ0が与
えられるとともに第４電極２６に接地電位が与えられ
る。このとき、第１電極１２と第２電極１６との間の電
位差（電圧）をＶ1’、第３電極２２と第４電極２６と
の間の電位差（電圧）をＶ2’とすると、第２状態にお
いて第１電極１２に蓄積される電荷Ｑ1’および第３電
極２２に蓄積される電荷Ｑ2’はそれぞれ次式（３）お
よび（４）で与えられる。
【００４６】 Ｑ1’＝Ｃ1Ｖ1’ （３） Ｑ2’＝Ｃ2Ｖ2’ （４） また、第１電極１２および第３電極２２は互いに電気的
に接続されており、第２状態においては第１電極１２お
よび第３電極２２と第１配線２との電気的な接続がオフ
とされているので、第１状態において第１電極１２に蓄
積される電荷Ｑ 1と第３電極２２に蓄積される電荷Ｑ2と
の総量（和）は、第２状態において第１電極１２に蓄積
される電荷Ｑ1’と第３電極２２に蓄積される電荷Ｑ2’
との総量（和）に等しく、この関係は次式（５）で与え
られる。
【００４７】 Ｑ1＋Ｑ2＝Ｑ1’＋Ｑ2’ （５） この式（５）に、式（１）〜（４）を代入すると、次式
（６）が得られる。
【００４８】 Ｃ1Ｖ0＋Ｃ2Ｖ0＝Ｃ1Ｖ1’＋Ｃ2Ｖ2’ （６） 一方、第２状態においては、第２電極１６には電位Ｖ0
が与えられ、第４電極には接地電位が与えられるので、
第１電極１２と第２電極１６との間の電位差（電圧）Ｖ
1’および第３電極２２と第４電極２６との間の電位差
（電圧）Ｖ2’は、次式（７）で与えられる関係を有し
ている。
【００４９】 Ｖ0＝Ｖ1’−Ｖ2’ （７） 式（６）および式（７）から第１電極１２と第２電極１
６との間の電位差（電圧）Ｖ1’は次式（８）で与えら
れる。
【００５０】 Ｖ1’＝｛（２＋Ｃ1／Ｃ2）／（１＋Ｃ1／Ｃ2）｝・Ｖ0 （８） 式（８）において、｛（２＋Ｃ1／Ｃ2）／（１＋Ｃ1／
Ｃ2）｝＞１であるので、電圧Ｖ1’の絶対値は電圧Ｖ0
の絶対値よりも大きく、第１状態において第１電極１２
と第２電極１６との間に印加された電圧Ｖ0が、より絶
対値の大きい電圧Ｖ1’に昇圧されていることがわか
る。
【００５１】また、昇圧の程度は、第１容量１０の静電
容量Ｃ1と第２容量２０の静電容量Ｃ2との比で決定さ
れ、Ｃ1に対してＣ2が大きいほど昇圧される程度は高
い。例えば、Ｃ1＝Ｃ2の場合（Ｃ1／Ｃ2＝１の場合）
は、式（８）からＶ1’＝１．５Ｖ0であり、約１．５倍
に昇圧される。また、Ｃ1に対してＣ2が十分大きい場合
（Ｃ1／Ｃ2≒０の場合）は、式（８）からＶ1’≒２．
０Ｖ0であり、約２倍に昇圧される。
【００５２】上述したメカニズムによって、本発明によ
る電子装置においては、第１電極１２と第２電極１６と
の間に印加された電圧が昇圧される。
【００５３】次に、図１に示した本発明による実施形態
１の電子装置である液晶表示装置１００の動作を、図１
および図４を参照しながら説明する。図４は、液晶表示
装置１００を駆動するためのタイミングチャートであ
る。なお、以下の説明においては、ｎ行ｎ列目の画素に
ついて説明する。
【００５４】まず、走査配線Ｇ１ｎから第１ＴＦＴ３０
および第３ＴＦＴ５０のゲート電極に走査電圧Ｖｇｈが
供給され、画素電極１２および補助容量電極２２と信号
配線Ｓｎとの電気的な接続がオンとされるとともに、補
助容量対向電極２６と基準配線Ｂｎとの電気的な接続が
オンとされる（１Ｈの前半）。つまり、液晶容量１０と
補助容量２０とが電気的に並列に接続された状態とされ
る。このとき、第２ＴＦＴ４０のゲート電極には走査配
線Ｇ２ｎから走査電圧Ｖｇｈ（オン電圧）よりも低い電
圧Ｖｇｌ（オフ電圧）が供給されており、補助容量対向
電極２６と信号配線Ｓｎとの電気的な接続はオフとされ
ている。この状態は、図３（ａ）に示した第１状態に相
当する。図４に示すように、走査配線Ｇ１ｎから走査電
圧Ｖｇｈが供給されるのと同じタイミングで、信号配線
Ｓｎから画素電極１２および補助容量電極２２に所定の
信号電圧が供給されるとともに、基準配線Ｂｎから対向
電極１６および補助容量対向電極２６に所定の対向電圧
（基準電圧）が供給され、画素電極１２と対向電極１６
との間および補助容量電極２２と補助容量対向電極２６
との間に所定の電圧（信号電圧と対向電圧との差）が印
加されて、液晶容量１０および補助容量２０が充電され
る。
【００５５】次に、走査配線Ｇ１ｎから第１ＴＦＴ３０
および第３ＴＦＴ５０のゲート電極に電圧Ｖｇｌが供給
され、画素電極１２および補助容量電極２２と信号配線
Ｓｎとの電気的な接続がオフとされるとともに、補助容
量対向電極２６と基準配線Ｂｎとの電気的な接続がオフ
とされる（１Ｈの後半）。また、走査配線Ｇ２ｎから第
２ＴＦＴ４０のゲート電極に走査電圧Ｖｇｈが供給さ
れ、補助容量対向電極２６と信号配線Ｓｎとの電気的な
接続はオンとされる。つまり、液晶容量１０と補助容量
２０とが電気的に直列に接続された状態とされる。この
状態は、図３（ｂ）に示した状態に相当する。この状態
においては、基準配線Ｂｎから対向電極１６に所定の対
向電圧（基準電圧）が供給されるとともに、信号配線Ｓ
ｎから補助容量対向電極２６に所定の信号電圧が供給さ
れ、上述したメカニズムによって画素電極１２と対向電
極１６との間の電圧が昇圧される。
【００５６】その後、走査配線Ｇ２ｎから第２ＴＦＴ４
０のゲート電極に電圧Ｖｇｌが供給され、補助容量対向
電極２６と信号配線Ｓｎとの電気的な接続はオフとされ
る（他の走査配線対が選択されている期間）。つまり、
補助容量対向電極２６が電気的に切り離された状態とさ
れる。この状態は、図３（ｃ）に示した状態に相当す
る。この状態において、昇圧された電圧が液晶容量１０
によって保持される。
【００５７】上述のようにして、本発明による液晶表示
装置１００においては、外部電源から供給される電圧よ
りも高い電圧を画素電極１２と対向電極１６との間に設
けられた液晶層１４に印加することが可能となる。その
結果、外部電源から比較的低い電圧を供給することによ
って液晶表示装置１００を駆動することが可能となり、
低電圧駆動が実現される。
【００５８】また、液晶表示装置１００においては、液
晶容量１０に対応して補助容量２０が設けられており、
上述したようなメカニズムで昇圧を行う昇圧回路として
の構成が画素ごとに設けられているので、昇圧ロスが少
なく、外部電源から供給される電圧が効率よく昇圧され
る。
【００５９】なお、図３（ａ）〜（ｃ）に示した本発明
による電子装置の動作原理の説明においては、第２配線
４が第２電極１６に常に電気的に接続されている場合に
ついて説明したが、これに限定されず、第２配線４は第
２電極１６に少なくとも一時的に電気的に接続されれば
よい。また、上述の説明においては、第３配線６と第４
電極２６との電気的な接続をオン／オフ制御する第２ス
イッチング素子４０と、第４配線８と第４電極２６との
電気的な接続をオン／オフ制御する第３スイッチング素
子５０とが設けられている場合について説明したが、こ
れに限定されず、第４電極２６が第３配線６に電気的に
接続されている状態と、第４電極２６が第４配線８に電
気的に接続されている状態とを切り替えることができる
構成であればよい。
【００６０】第２配線４と第２電極１６との電気的な接
続をオン／オフ制御するさらなるスイッチング素子を有
し、第４電極２６が第３配線６に電気的に接続されてい
る状態と、第４電極２６が第４配線８に電気的に接続さ
れている状態とを切り替えることができる構成を備えた
電子装置の動作を図５（ａ）および（ｂ）と図６（ａ）
〜（ｃ）とを参照しながら説明する。この電子装置にお
いては、図５（ａ）および（ｂ）と図６（ａ）〜（ｃ）
とに示すように、第２配線４と第２電極１６との電気的
な接続はさらなるスイッチング素子７０によってオン／
オフ制御される。また、第４電極２６と第３配線６およ
び第４配線８との電気的な接続は、第４電極２６が第３
配線６に電気的に接続されている状態と、第４電極２６
が第４配線８に電気的に接続されている状態とを切り替
える接続切替素子８０によって制御されている。接続切
替素子８０としては、例えば、ポリシリコンを用いて形
成されたＣＭＯＳトランジスタを用いることができる。
なお、以下の説明において、図５（ａ）、（ｂ）および
図６（ａ）に示す状態は、それぞれ図３（ａ）、（ｂ）
および（ｃ）に示した状態に相当するので、それぞれの
状態についての詳しい説明を省略する。
【００６１】まず、図５（ａ）に示すように、第１容量
１０と第２容量２０とが並列に接続された状態におい
て、第１容量１０および第２容量２０が充電される。こ
の状態は、図３（ａ）に示した状態に相当する。
【００６２】次に、図５（ｂ）に示すように、第１容量
１０と第２容量２０とが電気的に直列に接続された状態
において、第１電極１２と第２電極１６との間に印加さ
れた電圧が昇圧される。この状態は図３（ｂ）に示した
状態に相当する。
【００６３】その後、図６（ａ）、（ｂ）または（ｃ）
に示すように、第２電極１６および第４電極２６の少な
くとも一つが電気的に切り離された状態とされることに
よって、昇圧された電圧が第１容量１０によって保持さ
れる。
【００６４】図６（ａ）に示した状態においては、図３
（ｃ）に示した状態と同様、第４電極２６が電気的に切
り離された状態とされることによって昇圧された電圧が
保持されている。さらなるスイッチング素子７０を有す
る電子装置においては、図６（ｂ）に示したように、第
２電極１６が電気的に切り離された状態とされることに
よっても昇圧された電圧が保持される。
【００６５】さらに、図６（ｃ）に示したように、第２
電極１６および第４電極２６の両方が電気的に切り離さ
れた状態とされることによっても昇圧された電圧が保持
される。図６（ｃ）に示した状態において電圧が保持さ
れるように駆動すると、寄生容量を介して第１容量１０
に印加される電圧の、第１配線２、第２配線４、第３配
線６および第４配線８の電圧変動に応じた変動を低減す
ることができる。
【００６６】（実施形態２）本発明による実施形態２の
電子装置である液晶表示装置２００を図７および図８を
参照しながら説明する。図７は、液晶表示装置２００の
等価回路を示す図であり、図８は、液晶表示装置２００
の１画素に対応する部分を模式的に示す上面図である。
以下の説明においては、実施形態１の液晶表示装置１０
０と異なる点を中心に説明し、液晶表示装置１００と実
質的に同様の機能を有する構成要素については同一の参
照符号を用いて示し、その説明を省略する。
【００６７】液晶表示装置２００は、複数の液晶容量１
０のそれぞれに対応して設けられた複数のさらなる補助
容量６０を有している。補助容量６０は、画素電極１２
と電気的に接続されたさらなる補助容量電極６２と、こ
の補助容量電極６２に第３誘電体層６４を介して対向す
るさらなる補助容量対向電極６６とを有している。
【００６８】補助容量電極６２と信号配線Ｓｉとの電気
的な接続は第１ＴＦＴ３０によってオン／オフ制御され
るとともに、補助容量対向電極６６は基準配線Ｂｉに電
気的に接続されており、さらなる補助容量６０は、液晶
容量１０に電気的に並列に接続されている。
【００６９】補助容量電極６２は、補助容量２０を構成
する補助容量電極２２と同じ金属層から形成されてお
り、典型的には補助容量電極２２と一体に形成されてい
る。また、補助容量対向電極６６は、補助容量２０を構
成する補助容量対向電極２６と同じ金属層から形成され
ており、典型的には基準配線Ｂｉと一体に形成されてい
る。
【００７０】さらに、補助容量電極６２と補助容量対向
電極６６との間に設けられた第３誘電体層６４は、補助
容量２０を構成するゲート絶縁膜２４と同一の膜から形
成されている。
【００７１】ゲート絶縁膜２４は、例えば窒化シリコン
層を堆積することによって形成されるが、この堆積工程
においてゲート絶縁膜２４の膜厚にばらつきが生じるこ
とがある。キャパシタの静電容量の値は電極間に設けら
れた誘電体層の厚さに依存するので、表示領域内におい
てゲート絶縁膜２４の膜厚のばらつきがあると、補助容
量２０の静電容量Ｃ2（以下、補助容量２０の静電容量
Ｃ2を単に「静電容量Ｃ 2」と表記する。）にばらつきが
生じる。
【００７２】さらなる補助容量６０を備えていない液晶
表示装置においては、上述したように、外部電源から供
給される電圧をＶ0とすると昇圧された電圧Ｖ1’は式
（８）で与えられる。従って、静電容量Ｃ2のばらつき
があると、昇圧の程度にばらつきが生じる。
【００７３】本実施形態による液晶表示装置２００にお
いては、上述のように、液晶容量１０に電気的に並列に
接続された補助容量６０を構成する第３誘電体層６４
が、補助容量２０を構成するゲート絶縁膜２４と同一の
膜から形成されているので、昇圧の程度のばらつきが低
減される。以下、その理由を説明する。
【００７４】液晶容量１０に電気的に並列に接続された
補助容量６０を有する液晶表示装置２００においては、
補助容量６０の静電容量をＣ3（以下、補助容量６０の
静電容量Ｃ3を単に「静電容量Ｃ3」と表記する。）とす
ると、昇圧された電圧Ｖ1’は、次式（９）で与えられ
る。
【００７５】 Ｖ1’＝［｛２＋（Ｃ1＋Ｃ3）／Ｃ2｝／｛１＋（Ｃ1＋Ｃ3）／Ｃ2｝］・Ｖ0 ・・・（９） また、補助容量６０を構成する第３誘電体層６４は、補
助容量２０を構成するゲート絶縁膜２４と同一の膜から
形成されているので、同じ画素内のゲート絶縁膜２４と
第３誘電体層６４とはほぼ同じ膜厚を有している。従っ
て、ある画素における静電容量Ｃ2の値が表示領域内に
おける静電容量Ｃ2の平均値よりも大きければ、同じ画
素における静電容量Ｃ3の値は表示領域内における静電
容量Ｃ3の平均値よりも大きい。逆に、ある画素におけ
る静電容量Ｃ2の値が表示領域内における静電容量Ｃ2の
平均値よりも小さければ、同じ画素における静電容量Ｃ
3の値は表示領域内における静電容量Ｃ3の平均値よりも
小さい。
【００７６】このように、液晶表示装置２００において
は、補助容量２０の静電容量Ｃ2のばらつきに応じて、
補助容量６０の静電容量Ｃ3も同様の傾向でばらつくた
め、式（９）からわかるように、補助容量２０の静電容
量Ｃ2のばらつきが昇圧の程度に与える影響が、ある程
度相殺される。その結果、ゲート絶縁膜２４の膜厚のば
らつきによる昇圧の程度のばらつきが低減される。
【００７７】（実施形態３）本発明による実施形態３の
電子装置である液晶表示装置３００を図９および図１０
を参照しながら説明する。図９は、液晶表示装置３００
の等価回路を示す図であり、図１０は、液晶表示装置３
００の１画素に対応する部分を模式的に示す上面図であ
る。
【００７８】液晶表示装置３００は、図１０に示すよう
に、対向基板のほぼ全面に設けられた単一の対向電極
（例えばＩＴＯ層）１６’を有している。また、液晶表
示装置３００のＴＦＴ基板は、図９および図１０に示す
ように、信号配線Ｓｉと交差するように列ごとに設けら
れた基準配線Ｂを有しており、この基準配線Ｂは、表示
領域外に設けられたコモン転移部において対向電極１
６’に電気的に接続されている。
【００７９】この基準配線Ｂは、走査配線Ｇ１ｉおよび
Ｇ２ｉなどと同じ金属層をパターニングすることによっ
て形成されており、対向電極１６’およびすべての画素
の補助容量対向電極２６に共通の対向電圧（基準電圧）
を供給する。
【００８０】上述のような構成を採用することによっ
て、液晶表示装置の構造が単純になり、製造プロセスが
複雑になることが防止されるので、低電圧駆動が可能な
液晶表示装置が容易に、且つ、効率よく製造される。
【００８１】（実施形態４）本発明による実施形態４の
電子装置である液晶表示装置４００を図１１および図１
２を参照しながら説明する。図１１は、液晶表示装置４
００の等価回路を示す図であり、図１２は、液晶表示装
置４００の１画素に対応する部分を模式的に示す上面図
である。
【００８２】実施形態４の液晶表示装置４００は、図１
１および図１２に示すように、実施形態１の液晶表示装
置１００において、信号配線Ｓｉと基準配線Ｂｉとを置
き換えたものに相当する。液晶表示装置４００が有する
基準配線Ｂｉは、画素電極１２、補助容量電極２２およ
び補助容量対向電極２６に基準電圧を供給し、信号配線
Ｓｉは、対向電極１６および補助容量対向電極２６に信
号電圧を供給する。
【００８３】上述のような構成を有する液晶表示装置４
００も、液晶表示装置１００と同様に低電圧駆動が可能
な液晶表示装置として機能し得る。勿論、実施形態２の
液晶表示装置２００のようにさらなる補助容量を備える
構成としてもよい。
【００８４】液晶表示装置４００のように対向基板側の
電極に信号電圧を供給する構成の液晶表示装置において
は、対向基板に設けられる対向電極は、走査配線に交差
するように設けられ、互いに電気的に独立した複数のス
トライプ状の電極であることが好ましい。
【００８５】（実施形態５）上述の実施形態１〜４の説
明においては、補助容量が液晶容量に対応して設けら
れ、昇圧回路として機能する構成を画素ごとに備える液
晶表示装置について説明した。本発明による実施形態５
の電子装置である液晶表示装置５００は、補助容量が信
号配線に対応して設けられ、昇圧回路として機能する構
成を信号配線ごとに備えている点において、実施形態１
〜４の液晶表示装置と異なる。
【００８６】以下、本発明による実施形態５の電子装置
である液晶表示装置５００を図１３を参照しながら説明
する。図１３は、液晶表示装置５００の昇圧回路として
機能する部分の等価回路を示す図である。
【００８７】実施形態１〜４の液晶表示装置が有する補
助容量２０がマトリクス状に配置された液晶容量１０に
対応して設けられているのに対し、実施形態５の液晶表
示装置５００が有する補助容量２０’は、図１３に示す
ように、列ごとに設けられた信号配線Ｓｉ（図１３およ
び後述の図１４においては、ｎ列目に設けられた信号配
線Ｓｎを示す。）に対応して設けられている。
【００８８】この補助容量２０’は、同じ列に属する液
晶容量の画素電極に電気的に接続された補助容量電極２
２’と、補助容量電極２２’に対向する補助容量対向電
極２６’と、補助容量電極２２’および補助容量対向電
極２６’の間に設けられたゲート絶縁膜２４とから構成
されている。
【００８９】信号配線Ｓｉは、画素電極、補助容量電極
２２’および補助容量対向電極２６’に信号電圧を供給
する。また、信号配線Ｓｉは、駆動回路（ドライバ）か
らの信号電圧が入力される信号配線入力部Ｓｉｎと、画
素電極へ信号電圧が出力される信号配線出力部Ｓｏｕｔ
とを有している。信号配線Ｓｉ（信号配線入力部Ｓｉ
ｎ）と画素電極および補助容量電極２２’との電気的な
接続は第１ＴＦＴ３０’によってオン／オフ制御され、
信号配線Ｓｉ（信号配線入力部Ｓｉｎ）と補助容量対向
電極２６’との電気的な接続は第２ＴＦＴ４０’によっ
てオン／オフ制御される。なお、アクティブマトリクス
型の液晶表示装置においては、画素ごとにスイッチング
素子（例えばＴＦＴ）が設けられており、信号配線Ｓｉ
（信号配線入力部Ｓｉｎ）と画素電極との電気的な接続
は、このスイッチング素子と第１ＴＦＴ３０’とによっ
てオン／オフ制御されるが、以下の説明においては、説
明の簡単のために、画素ごとに設けられたスイッチング
素子およびこのスイッチング素子を制御するための走査
配線についての説明は省略する。
【００９０】また、液晶表示装置５００は、補助容量対
向電極２６’に対向電圧（基準電圧）を供給する基準配
線Ｂを有しており、基準配線Ｂは典型的にはこの信号配
線Ｓｉに交差するように設けられている。この基準配線
Ｂと補助容量対向電極２６’との電気的な接続は第３Ｔ
ＦＴ５０’によってオン／オフ制御される。
【００９１】さらに、液晶表示装置５００は、信号配線
Ｓｉに交差するように設けられ、第１ＴＦＴ３０’およ
び第３ＴＦＴ５０’に走査信号を供給する走査配線Ｇ１
と、同じく信号配線Ｓｉに交差するように設けられ、第
２ＴＦＴ４０’に走査信号を供給する走査配線Ｇ２とを
有している。
【００９２】次に、液晶表示装置５００のさらに具体的
な構成を図１４を参照しながら説明する。図１４は、液
晶表示装置５００の昇圧回路として機能する部分の構成
を模式的に示す上面図である。液晶表示装置５００は、
ＴＦＴ基板（不図示）と、対向基板（不図示）と、ＴＦ
Ｔ基板と対向基板との間に設けられた液晶層（不図示）
とを有する。なお、以下の説明においても、画素ごとに
設けられたスイッチング素子およびこのスイッチング素
子を制御するための走査配線についての説明は省略す
る。
【００９３】液晶表示装置５００のＴＦＴ基板は、絶縁
性基板（例えばガラス基板；不図示）と、絶縁性基板基
板上に形成された第１ＴＦＴ３０’、第２ＴＦＴ４０’
および第３ＴＦＴ５０’と、第１ＴＦＴ３０’、第２Ｔ
ＦＴ４０’および第３ＴＦＴ５０’に接続された走査配
線Ｇ１、Ｇ２、信号配線Ｓｉおよび基準配線Ｂとを有し
ている。ＴＦＴ基板はさらに、画素電極と、補助容量電
極２２’と、補助容量対向電極２６’とを有している。
【００９４】第１ＴＦＴ３０、第２ＴＦＴ４０および第
３ＴＦＴ５０のゲート電極（いずれも不図示）と、走査
配線Ｇ１およびＧ２と、補助容量対向電極２６’とは、
同じ金属層（例えば、タンタル層）をパターニングする
ことによって形成されている。勿論、他の導電層（例え
ば、窒化タンタル層）を含む積層構造としてもよい。
【００９５】第１ＴＦＴ３０’、第２ＴＦＴ４０’およ
び第３ＴＦＴ５０’のゲート電極と、走査配線Ｇ１およ
びＧ２と、補助容量対向電極２６’とを覆うように、典
型的には、ＴＦＴ基板のほぼ全面に、ゲート絶縁膜（例
えば窒化シリコン層；図１４では不図示）２４が形成さ
れている。
【００９６】このゲート絶縁膜２４上に、第１ＴＦＴ３
０’、第２ＴＦＴ４０’および第３ＴＦＴ５０’を構成
する半導体層、ソース電極およびドレイン電極（いずれ
も不図示）と、信号配線Ｓｉと、補助容量電極２２’と
が形成されている。ソース電極、ドレイン電極、信号配
線Ｓｉおよび補助容量電極２２’は、同じ金属層（例え
ば、タンタル層）をパターニングすることによって形成
されている。勿論、他の導電層（例えば、ＩＴＯ層）を
含む積層構造としてもよい。補助容量電極２２’は、典
型的には信号配線Ｓｉと一体に形成されている。また、
第２ＴＦＴ４０’のドレイン電極と第３ＴＦＴ５０’の
ドレイン電極とを互いに電気的に接続する接続配線４５
が上述の金属層をパターニングすることによって形成さ
れている。この接続配線４５は、ゲート絶縁膜２４に形
成されたコンタクトホール９’において補助容量対向電
極２６’に電気的に接続されており、第２ＴＦＴ４０’
および第３ＴＦＴ５０’のドレイン電極は、この接続配
線を介して補助容量対向電極２６’に電気的に接続され
ている。
【００９７】さらに、これらを覆うように、ＴＦＴ基板
のほぼ全面に絶縁層（例えば樹脂層；不図示）が形成さ
れており、この絶縁層上に画素電極（例えばアルミニウ
ム／モリブデン積層膜）が形成されている。
【００９８】液晶表示装置５００の対向基板は、透明基
板（例えばガラス基板；不図示）と、透明基板上に設け
られた対向電極（例えばＩＴＯ層；不図示）とを有して
いる。この対向電極は、対向基板のほぼ全面に形成され
た単一の電極であってもよいし、ストライプ状の複数の
電極であってもよい。また、この対向電極は、典型的に
は表示領域外に設けられたコモン転移部において基準配
線Ｂに電気的に接続されており、この対向電極には基準
配線Ｂから対向電圧（基準電圧）が供給される。ＴＦＴ
基板と対向基板との間に設けられた液晶層１４として
は、種々のタイプの液晶層を用いることができる。
【００９９】上述の構成を有する液晶表示装置５００の
動作を図１５を参照しながら説明する。図１５は、液晶
表示装置５００を駆動するためのタイミングチャートで
ある。なお、以下の説明においては、ｎ列目に設けられ
た信号配線Ｓｎおよびｎ列目に属する画素について説明
する。また、説明の簡単のために、信号配線Ｓｎとｎ列
目に属する液晶容量の画素電極との電気的な接続は第１
ＴＦＴ３０’によってオン／オフ制御されるとして説明
する。
【０１００】まず、走査配線Ｇ１から第１ＴＦＴ３０’
および第３ＴＦＴ５０’のゲート電極に走査電圧Ｖｇｈ
が供給され、信号配線Ｓｎ（信号配線入力部Ｓｉｎ）
と、ｎ列目に属する液晶容量の画素電極および補助容量
電極２２’との電気的な接続がオンとされるとともに、
基準配線Ｂと補助容量対向電極２６’との電気的な接続
がオンとされる。つまり、ｎ列目に属する液晶容量と補
助容量２０’とが電気的に並列に接続された状態とな
る。このとき、第２ＴＦＴ４０’のゲート電極には走査
配線Ｇ２から走査電圧Ｖｇｈ（オン電圧）よりも低い電
圧Ｖｇｌ（オフ電圧）が供給されており、信号配線Ｓｎ
（信号配線入力部Ｓｉｎ）と補助容量対向電極２６’と
の電気的な接続はオフとされている。この状態は、図３
（ａ）に示した第１状態に相当する。そして、走査配線
Ｇ１ｎから走査電圧Ｖｇｈが供給されるのと同じタイミ
ングで、信号配線Ｓｎから画素電極１２および補助容量
電極２２に所定の信号電圧が供給されるとともに基準配
線Ｂから対向電極１６および補助容量対向電極２６に所
定の対向電圧（基準電圧）が供給され、画素電極１２と
対向電極１６との間および補助容量電極２２と補助容量
対向電極２６との間に所定の電圧（信号電圧と対向電圧
との差）が印加されて、ｎ列目に属する液晶容量および
補助容量２０’が充電される。
【０１０１】次に、走査配線Ｇ１から第１ＴＦＴ３０’
および第３ＴＦＴ５０’のゲート電極に電圧Ｖｇｌが供
給され、信号配線入力部Ｓｉｎと画素電極および補助容
量電極２２’との電気的な接続がオフとされるととも
に、基準配線Ｂと補助容量対向電極２６’との電気的な
接続がオフとされる。また、走査配線Ｇ２から第２ＴＦ
Ｔ４０’のゲート電極に走査電圧Ｖｇｈが供給され、信
号配線入力部Ｓｉｎと補助容量対向電極２６との電気的
な接続はオンとされる。つまり、ｎ列目に属する複数の
液晶容量と補助容量２０’とが電気的に直列に接続され
た状態とされる。この状態は、図３（ｂ）に示した状態
に相当する。この状態においては、基準配線Ｂから対向
電極１６に所定の対向電圧（基準電圧）が供給されると
ともに、信号配線Ｓｎから補助容量対向電極２６に所定
の信号電圧が供給され、画素電極と対向電極１６との間
に印加された所定の電圧が昇圧される。このとき、信号
配線出力部Ｓｏｕｔにおける電位は、図１５に示したよ
うに、信号配線入力部Ｓｉｎにおける電位よりも高くな
っている。液晶表示装置５００においては、昇圧される
程度は、補助容量２０’の静電容量と、同じ列に属する
液晶容量の静電容量の和との比によって決定される。
【０１０２】なお、液晶表示装置５００においては、こ
の後、画素ごとに設けられたスイッチング素子（例えば
ＴＦＴ）によって、信号配線Ｓｉ（信号配線入力部Ｓｉ
ｎ）と画素電極との電気的な接続がオフとされることに
よって、昇圧された電圧が液晶容量によって保持され
る。
【０１０３】上述のようにして、本実施形態による液晶
表示装置５００においても、外部電源から供給される電
圧よりも高い電圧を画素電極１２と対向電極１６との間
に設けられた液晶層１４に印加することが可能となる。
その結果、外部電源から比較的低い電圧を供給すること
によって液晶表示装置５００を駆動することが可能とな
り、低電圧駆動が実現される。
【０１０４】また、液晶表示装置５００においては、列
ごとに設けられた信号配線に対応して補助容量が設けら
れており、昇圧回路として機能する構成が信号配線ごと
に設けられている。このような構成を採用すると、液晶
表示装置の構造が比較的単純になり、製造プロセスが複
雑になることが防止されるので、低電圧駆動が可能な液
晶表示装置が容易に、且つ、効率よく製造される。
【０１０５】（実施形態６）本発明による実施形態６の
電子装置である液晶表示装置６００を図１６および図１
７を参照しながら説明する。図１６は、液晶表示装置６
００の等価回路を示す図であり、図１７は、液晶表示装
置６００の１画素に対応する部分を模式的に示す上面図
である。
【０１０６】実施形態６の液晶表示装置６００は、実施
形態４の液晶表示装置４００の第２ＴＦＴ４０の伝導型
を、第１ＴＦＴ３０および第３ＴＦＴ５０の伝導型とは
異なる伝導型としたものに相当する。本実施形態では、
第２ＴＦＴ４０をｐチャネルＴＦＴとし、第１ＴＦＴ３
０および第３ＴＦＴ５０をｎチャネルＴＦＴとする。
【０１０７】また、実施形態１〜５の液晶表示装置が、
行ごとに２つの走査配線を備えているのに対して、実施
形態６の液晶表示装置６００は、行ごとに１つの走査配
線Ｇｉを備えている（ｉ行目に設けられた走査配線をＧ
ｉと表記する。以降の図では、ｎ行目、ｎ＋１行目およ
びｎ＋２行目に設けられたＧｎ、Ｇｎ＋１およびＧｎ＋
２を示す。）。図１６および図１７に示すように、ｎ行
目の画素が有する第１ＴＦＴ３０および第３ＴＦＴ５０
のゲート電極は、ｎ行目に設けられた走査配線Ｇｎに電
気的に接続されており、ｎ行目の画素が有する第２ＴＦ
Ｔ４０のゲート電極は、ｎ＋１行目に設けられた走査配
線Ｇｎ＋１に電気的に接続されている。
【０１０８】図１６および図１７に示した実施形態６の
液晶表示装置６００は、図１８に示すようなタイミング
チャートによって駆動される。以下、図１８を参照しな
がら、ｎ行ｎ列目の画素について液晶表示装置６００の
動作を説明する。
【０１０９】まず、１Ｈの前半において、走査配線Ｇｎ
からｎチャネルＴＦＴである第１ＴＦＴ３０および第３
ＴＦＴ５０のゲート電極に走査電圧Ｖ（ｎ−ｃｈ ｏ
ｎ）が供給され、画素電極１２および補助容量電極２２
と基準配線Ｂｎとの電気的な接続がオンとされるととも
に、補助容量対向電極２６と信号配線Ｓｎとの電気的な
接続がオンとされる。これによって、液晶容量１０と補
助容量２０とが電気的に並列に接続された状態となる。
このとき、ｐチャネルＴＦＴである第２ＴＦＴ４０のゲ
ート電極には、走査配線Ｇｎ＋１からオフ電圧Ｖｏｆｆ
が供給されており、補助容量対向電極２６と基準配線Ｂ
ｎとの電気的な接続はオフとされている。走査配線Ｇｎ
から走査電圧Ｖ（ｎ−ｃｈ ｏｎ）が供給されるのと同
じタイミングで、基準配線Ｂｎから画素電極１２および
補助容量電極２２に所定の基準電圧が供給され、信号配
線Ｓｎから対向電極１６および補助容量対向電極２６に
所定の信号電圧が供給されて、液晶容量１０および補助
容量２０が充電される。
【０１１０】次に、１Ｈの後半において、走査配線Ｇｎ
から第１ＴＦＴ３０および第３ＴＦＴ５０のゲート電極
にオフ電圧Ｖｏｆｆが供給され、画素電極１２および補
助容量電極２２と基準配線Ｂｎとの電気的な接続がオフ
とされるとともに、補助容量対向電極２６と信号配線Ｓ
ｎとの電気的な接続がオフとされる。また、走査配線Ｇ
ｎ＋１から第２ＴＦＴ４０のゲート電極に走査電圧Ｖ
（ｐ−ｃｈ ｏｎ）が供給され、補助容量対向電極２６
と基準配線Ｂｎとの電気的な接続がオンとされる。これ
によって、液晶容量１０と補助容量２０とが電気的に直
列に接続された状態とされる。この状態において、信号
配線Ｓｎから対向電極１６に所定の信号電圧が供給され
るとともに、基準配線Ｂｎから補助容量対向電極２６に
所定の基準電圧が供給され、画素電極１２と対向電極１
６との間の電圧が昇圧される。
【０１１１】その後、図１８に示すように、走査配線Ｇ
ｎ＋１から第２ＴＦＴ４０のゲート電極には、電圧Ｖ
（ｎ−ｃｈ ｏｎ）が供給されるので、第２ＴＦＴ４０
はオフ状態とされ、補助容量対向電極２６と基準配線Ｂ
ｎとの電気的な接続がオンとされる。これによって、補
助容量対向電極２６が電気的に切り離された状態とさ
れ、昇圧された電圧が液晶容量１０によって保持され
る。なお、このとき、走査配線Ｇｎ＋１からは、ｎ＋１
行目の画素に設けられた第１ＴＦＴ３０および第３ＴＦ
Ｔ５０にも電圧Ｖ（ｎ−ｃｈ ｏｎ）が供給される。
【０１１２】上述したように、実施形態６の液晶表示装
置６００においては、第２ＴＦＴ４０と第３ＴＦＴ５０
との伝導型が異なるので、ｎ＋１行目の第１ＴＦＴ３０
および第３ＴＦＴ５０を走査するための走査配線Ｓｎ＋
１を、ｎ行目の第２ＴＦＴ４０を走査するための走査配
線としても機能させることができる。そのため、走査配
線の数を実施形態４の液晶表示装置４００に比べて削減
する（ほぼ半分とする）ことができる。
【０１１３】ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ
Ｂｏｎｄｉｎｇ）などのようにゲートドライバを外付け
する実装方式を用いた液晶表示装置においては、走査配
線の数が削減されると、走査信号の入力数が削減され、
ゲートドライバの出力数も削減されるので、上述の構
成、すなわち、第２ＴＦＴ４０と第３ＴＦＴ５０との伝
導型が異なる構成を採用することによって、部材コスト
の低減を図ることができる。
【０１１４】また、ゲートドライバ回路内蔵型の液晶表
示装置においては、走査配線の数が削減されると、ゲー
トドライバ回路の形成領域の面積を減らすことができる
ので、上述の構成を採用することによって、狭額縁化を
図ることができる。
【０１１５】さらに、走査配線の数が削減されると、走
査配線と信号配線（あるいは基準配線）との交差部が少
なくなり、上記交差部において形成される容量を減らす
ことができるので、上述の構成を採用することによっ
て、信号配線（あるいは基準配線）の負荷が減り、さら
なる低消費電力化を図ることができる。
【０１１６】
【発明の効果】本発明によると、低電圧で駆動可能な電
子装置およびその駆動方法が提供される。
【０１１７】本発明は、特に、アクティブマトリクス型
の反射型液晶表示装置の低電力化に好適に用いられ、低
消費電力性に優れた液晶表示装置が提供される。また、
本発明によると、電源電圧を低下させることができるの
で、従来よりも低い耐圧のＩＣを用いることが可能とな
る。あるいは、従来よりも高いしきい値電圧を有する液
晶材料を用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態１の電子装置である液晶
表示装置１００の等価回路を示す図である。
【図２】本発明による実施形態１の電子装置である液晶
表示装置１００の１画素に対応する部分を模式的に示す
上面図である。
【図３】本発明による電子装置の動作原理を説明するた
めの図である。
【図４】本発明による実施形態１の電子装置である液晶
表示装置１００を駆動するためのタイミングチャートで
ある。
【図５】（ａ）および（ｂ）は本発明による他の電子装
置の動作原理を説明するための図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明による他
の電子装置の動作原理を説明するための図である。
【図７】本発明による実施形態２の電子装置である液晶
表示装置２００の等価回路を示す図である。
【図８】本発明による実施形態２の電子装置である液晶
表示装置２００の１画素に対応する部分を模式的に示す
上面図である。
【図９】本発明による実施形態３の電子装置である液晶
表示装置３００の等価回路を示す図である。
【図１０】本発明による実施形態３の電子装置である液
晶表示装置３００の１画素に対応する部分を模式的に示
す上面図である。
【図１１】本発明による実施形態４の電子装置である液
晶表示装置４００の等価回路を示す図である。
【図１２】本発明による実施形態４の電子装置である液
晶表示装置４００の１画素に対応する部分を模式的に示
す上面図である。
【図１３】本発明による実施形態５の電子装置である液
晶表示装置５００の昇圧回路として機能する部分の等価
回路を示す図である。
【図１４】本発明による実施形態５の電子装置である液
晶表示装置５００の昇圧回路として機能する部分を模式
的に示す上面図である。
【図１５】本発明による実施形態５の電子装置である液
晶表示装置５００を駆動するためのタイミングチャート
である。
【図１６】本発明による実施形態６の電子装置である液
晶表示装置６００の等価回路を示す図である。
【図１７】本発明による実施形態６の電子装置である液
晶表示装置６００の１画素に対応する部分を模式的に示
す上面図である。
【図１８】本発明による実施形態６の電子装置である液
晶表示装置６００を駆動するためのタイミングチャート
である。
【符号の説明】 ２ 第１配線 ４ 第２配線 ６ 第３配線 ８ 第４配線 ９、９’ コンタクトホール １０ 第１容量、液晶容量 １２ 第１電極、画素電極 １４ 第１誘電体層、液晶層 １６ 第２電極、対向電極 １６’ 対向電極 ２０、２０’ 第２容量、補助容量 ２２、２２’ 第３電極、補助容量電極 ２４ 第２誘電体層、ゲート絶縁膜 ２６、２６’ 第４電極、補助容量対向電極 ３０、３０’ 第１スイッチング素子、第１ＴＦＴ ４０、４０’ 第２スイッチング素子、第２ＴＦＴ ４５ 接続配線 ５０、５０’ 第３スイッチング素子、第３ＴＦＴ ６０ さらなる補助容量 ６２ さらなる補助容量電極 ６４ 第３誘電体層 ６６ さらなる補助容量対向電極 ７０ さらなるスイッチング素子 ８０ 接続切替素子 １００、２００、３００、４００、５００、６００
電子装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 ６１２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６１２Ｄ ５Ｃ０９４ ６２１ ６２１Ｍ ６２４ ６２４Ｂ 3/36 3/36 Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｂ (72)発明者 市岡 秀樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 井上 尚人 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 藤原 晃史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H092 HA04 HA05 HA06 JA24 JA46 JB64 JB65 KA18 KB04 NA21 NA25 2H093 NA16 NC34 NC35 ND39 NH04 5C006 AC11 BA13 BB16 BB28 BC06 BC20 BF38 BF46 FA46 FA47 5C058 AA09 AB01 BA01 BA03 BA26 5C080 AA10 BB05 DD24 DD26 FF11 JJ03 JJ04 JJ06 KK07 5C094 AA22 AA24 BA03 BA43 CA19 DB04 EA04 EA07 EA10

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 行および列を有するマトリクス状に配置
    された複数の第１容量であって、第１電極と、前記第１
    電極に第１誘電体層を介して対向する第２電極とをそれ
    ぞれが有する、複数の第１容量と、 少なくとも前記行または列ごとに設けられた複数の第２
    容量であって、前記第１電極と電気的に接続されている
    第３電極と、前記第３電極に第２誘電体層を介して対向
    する第４電極とをそれぞれが有する、複数の第２容量
    と、 前記第１電極および前記第３電極との電気的な接続が第
    １スイッチング素子によってオン／オフ制御される第１
    配線と、 前記第２電極に少なくとも一時的に電気的に接続される
    第２配線と、 前記第４電極との電気的な接続が第２スイッチング素子
    によってオン／オフ制御される第３配線と、 前記第４電極との電気的な接続が第３スイッチング素子
    によってオン／オフ制御される第４配線と、を基板上に
    有する電子装置。
  2. 【請求項２】 前記複数の第１容量のそれぞれは、画素
    電極である前記第１電極と、液晶層である前記第１誘電
    体層と、前記画素電極に前記液晶層を介して対向する対
    向電極である前記第２電極とから構成される液晶容量で
    あり、 前記複数の第２容量のそれぞれは、補助容量電極である
    前記第３電極と、前記第２誘電体層と、前記補助容量電
    極に前記第２誘電体層を介して対向する補助容量対向電
    極である前記第４電極とから構成される補助容量であ
    り、 前記液晶層は、前記画素電極と前記対向電極との間に印
    加された電圧に応じて前記液晶層を通過する光を変調す
    る、請求項１に記載の電子装置。
  3. 【請求項３】 前記補助容量は、前記液晶容量に対応し
    て設けられている請求項２に記載の電子装置。
  4. 【請求項４】 前記第１配線は、前記行または列ごとに
    設けられ、前記第３配線としても機能し、前記画素電
    極、前記補助容量電極および前記補助容量対向電極に信
    号電圧を供給し、前記第２配線は、前記行または列ごと
    に設けられ、前記第４配線としても機能し、前記対向電
    極および前記補助容量対向電極に対向電圧を供給する請
    求項３に記載の電子装置。
  5. 【請求項５】 前記第１配線は、前記行または列ごとに
    設けられ、前記第３配線としても機能し、前記画素電
    極、前記補助容量電極および前記補助容量対向電極に信
    号電圧を供給し、前記第２配線は、前記対向電極に対向
    電圧を供給し、前記第４配線は、前記補助容量対向電極
    に前記対向電圧と同じ電圧を供給し、前記補助容量は、
    前記第１配線に対応して設けられている請求項２に記載
    の電子装置。
  6. 【請求項６】 前記第１配線に交差するように設けら
    れ、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング
    素子および前記第３スイッチング素子に走査信号を供給
    する複数の走査配線をさらに有する、請求項４または５
    に記載の電子装置。
  7. 【請求項７】 前記複数の走査配線は、隣接する２つご
    とに走査配線対を構成し、前記走査配線対を構成する２
    つの走査配線の一方は前記第１スイッチング素子および
    前記第３スイッチング素子に走査信号を供給し、他方は
    前記第２スイッチング素子に走査信号を供給する請求項
    ６に記載の電子装置。
  8. 【請求項８】 前記複数の液晶容量に対応して設けられ
    た複数のさらなる補助容量であって、前記画素電極と電
    気的に接続されているさらなる補助容量電極と、前記さ
    らなる補助容量電極に第３誘電体層を介して対向するさ
    らなる補助容量対向電極とをそれぞれが有する、複数の
    さらなる補助容量を有し、 前記第３誘電体層は、前記第２誘電体層と同一の膜から
    形成されている、請求項２から７のいずれかに記載の電
    子装置。
  9. 【請求項９】 前記第２スイッチング素子および前記第
    ３スイッチング素子は、互いに伝導型が異なるトランジ
    スタである、請求項１から８のいずれかに記載の電子装
    置。
  10. 【請求項１０】 行および列を有するマトリクス状に配
    置された複数の第１容量であって、第１電極と、前記第
    １電極に第１誘電体層を介して対向する第２電極とをそ
    れぞれが有する、複数の第１容量と、 少なくとも前記行または列ごとに設けられた複数の第２
    容量であって、第３電極と、前記第３電極に第２誘電体
    層を介して対向する第４電極とをそれぞれが有する、複
    数の第２容量と、を基板上に有する電子装置の駆動方法
    であって、 前記第１容量および前記第２容量が電気的に並列に接続
    された状態と、前記第１容量および前記第２容量が電気
    的に直列に接続された状態とを切り替えることによっ
    て、前記第１電極と前記第２電極との間に印加されてい
    る電圧を昇圧する工程を包含する電子装置の駆動方法。
  11. 【請求項１１】 前記昇圧工程は、 前記第１容量および前記第２容量が電気的に並列に接続
    された状態で、前記第１電極および前記第３電極に所定
    の第１電位を与えるとともに、前記第２電極および前記
    第４電極に前記所定の第１電位とは異なる所定の第２電
    位を与えることによって、前記第１電極と第２電極との
    間および前記第３電極と前記第４電極との間に所定の電
    圧を印加し、前記第１容量および前記第２容量を充電す
    る工程と、 前記第１容量および前記第２容量を充電した後、前記第
    １電極および前記第３電極が互いに電気的に接続され、
    且つ、前記第１容量および前記第２容量が電気的に直列
    に接続された状態にするとともに、前記第２電極に前記
    所定の第２電位を与え、且つ、前記第４電極に前記所定
    の第１電位を与えることによって、前記第１電極および
    前記第２電極の間に印加された前記所定の電圧を昇圧す
    る工程と、 前記所定の電圧を昇圧した後、前記第２電極および前記
    第４電極の少なくとも一つを電気的に切り離された状態
    にすることによって、前記第１容量が昇圧された電圧を
    保持する工程と、をさらに包含する請求項１０に記載の
    電子装置の駆動方法。
  12. 【請求項１２】 前記複数の第１容量のそれぞれは、画
    素電極である前記第１電極と、液晶層である前記第１誘
    電体層と、前記画素電極に前記液晶層を介して対向する
    対向電極である前記第２電極とから構成される液晶容量
    であり、 前記複数の第２容量のそれぞれは、補助容量電極である
    前記第３電極と、前記第２誘電体層と、前記補助容量電
    極に前記第２誘電体層を介して対向する補助容量対向電
    極である前記第４電極とから構成される補助容量であ
    り、 前記液晶層は、前記画素電極と前記対向電極との間に印
    加された電圧に応じて前記液晶層を通過する光を変調す
    る、請求項１０または１１に記載の電子装置の駆動方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記補助容量は、前記液晶容量に対応
    して設けられている請求項１２に記載の電子装置の駆動
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記補助容量は、前記行または列ごと
    に設けられている請求項１２に記載の電子装置の駆動方
    法。
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