TWI550592B - 液晶顯示裝置驅動方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置驅動方法

本發明相關於液晶顯示裝置驅動方法及液晶顯示裝置。

藉由使用形成在具有絕緣表面之基材上方的半導體薄膜形成薄膜電晶體(TFT)的技術已吸引注意。將薄膜電晶體施用至範圍廣泛的電子裝置上，諸如積體電路(IC)或影像顯示裝置(顯示裝置)。

可將行動裝置，諸如行動電話或膝上型電腦，提供為使用薄膜電晶體之電子裝置的範例。影響連續操作時間的電力消耗對此種行動電子裝置係重大問題。抑制與尺寸增加關聯之電力消耗的增加對於尺寸漸增的電視機也係重要的。

在顯示裝置中，當將輸入至像素之影像資料重寫時，即使在週期中的影像資料與前一週期中之影像資料相同的情形中，仍將再度相同影像資料的寫入操作實施一次。結果，由於將相同影像資料之寫入操作實施複數次，電力消 耗增加。為抑制此種電力消耗在顯示裝置中的增加，例如，已揭示在顯示靜態影像的情形中，在每一次藉由掃描螢幕將影像資料寫入之後，將比掃描週期更長之閒置週期設定為非掃描週期的技術(例如，參閱專利文件1及非專利文件1)。

[參考文件]

[專利文件]

[專利文件1]美國專利序號第7321353號

[非專利文件]

[非專利文件1]K. Tsuda等，IDW'02，Proc.，pp.295-298

然而，使用靜態影像顯示係在藉由掃描螢幕一次而將影像資料寫入之後，藉由設定比掃描週期更長的閒置週期，將給定電壓持續地施加至液晶而維持的顯示方法；因此，有液晶退化且影像顯示功能受抑制的問題。另外，若該影像資料保持不變，甚至在關閉該顯示裝置之電源後，該影像資料可能仍保持在螢幕上。

因此，本發明之一實施例的目的係抑制液晶顯示裝置中之影像顯示功能的上述退化。

本發明之一實施例的目的係提供可減少電力消耗的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置的驅動方法。

液晶顯示裝置在電力供應開始時操作，而在電力供應 停止時不操作。在此說明書中，將電力供應至液晶顯示裝置的狀態(電源為開啟的狀態)稱為開啟狀態，並將電力供應停止的狀態(電源為關閉的狀態)稱為關閉狀態。將用於開啟該液晶顯示裝置的控制訊號稱為開始訊號，並將用於關閉該液晶顯示裝置的控制訊號稱為停止訊號。

設置在液晶顯示裝置中的液晶元件包括像素電極、共同電極、以及設置在該像素電極及該共同電極之間的液晶。藉由將不同電位施加至該像素電極及該共同電極，將電壓施加至該液晶元件。當將電壓施加至液晶元件時，電場產生並施加至液晶；因此，該等液晶回應，使得影像顯示。

另一方面，當將相同電位施加至像素電極及共同電極時，電位差不在該等電極之間發生，因此未將電壓施加至液晶元件。因此，電場未於液晶元件中產生且未施加至液晶，因此該等液晶不回應。在此說明書中，將未施加電場之液晶的狀態(非回應狀態)稱為初始狀態(液晶初始狀態)。

在藉由開始訊號之供應而在開啟狀態的顯示裝置中，將電場施加至在初始狀態中的液晶；因此，該等液晶回應且影像顯示。然後，在藉由停止訊號之供應而在關閉狀態中的顯示裝置中，該等液晶返回至該初始狀態。

揭示在此說明書中的液晶顯示裝置具有將電荷累積在電容器中並藉由該電荷維持施加至液晶的電壓，從而維持顯示影像的像素結構。在上述液晶顯示裝置的開啟狀態 中，將其在關閉狀態中的電流值(截止狀態電流值)甚低的半導體元件使用為電性連接至該電容器及該液晶元件的切換元件為佳。

若將其截止狀態電流值甚低之半導體元件使用為切換元件，電荷不易經由該半導體元件從該電容器洩漏，因此可將施加至液晶元件之電壓維持長週期。因此，可提供具有高顯示影像維持性質的液晶顯示裝置。

另一方面，在電力供應停止而在關閉狀態中的像素中，由電容器保持的電荷必需經由該半導體元件完全地放電，使得施加電場且在回應狀態中的液晶可返回該初始狀態。在將電容器之電荷放電的週期中，電場持續地施加至液晶；因此，該週期越長，越加速液晶的退化。在將電容器之電荷放電的週期中，液晶在回應中並維持影像；因此，在將外部光使用為光源的反射型液晶顯示裝置中，甚至在電源關閉後，該影像仍可能保持(該影像看來像殘像)，其係影像品質降低。

如上文所述，若將非必要的電場持續地施加至在不顯示影像之關閉狀態中的液晶，液晶顯示裝置的影像顯示功能及可靠性可能退化。

在揭示於此說明書中的液晶顯示裝置中，在該電源關閉之前將固定電位輸入至電容器，使得該電容器之電極間的電位差消失(電容變成幾乎為零)而使得電場不施加至液晶，因此該等液晶在初始狀態中。須注意在此說明書中，將使用在初始狀態中之液晶顯示的影像稱為初始狀態 影像。例如，在常態白液晶顯示裝置的情形中，該初始狀態影像係全白影像，而在常態黑液晶顯示裝置的情形中，該初始狀態影像係全黑影像。在常態白液晶顯示裝置的情形中，該初始狀態顯示可係具有彩色濾波器或光源的單色顯示。

當電源係在初始狀態影像顯示之後關閉時，在關閉狀態中，非必要電場未持續地施加至液晶，因此液晶可在穩定初始狀態中。

因為液晶顯示裝置在顯示初始狀態影像，諸如全白影像或全黑影像，之後係在關閉狀態中，可防止恰在液晶顯示裝置關閉前顯示的影像資訊洩漏至其他影像，其在殘影等顯示在該螢幕上時發生。

因此，可提供可將有利影像顯示功能維持長週期且安全性高的液晶顯示裝置。

揭示在此說明書中之液晶顯示裝置驅動方法的實施例包括：藉由從電源供應電源電位並導致液晶元件的液晶回應，將影像顯示在設有像素的螢幕上，該等像素各者包括電容器、液晶元件、以及半導體元件；藉由停止單元供應停止訊號；藉由依據該停止訊號將固定電位寫至該等像素各者的該電容器而將初始狀態影像顯示在該螢幕上，並將該等液晶的狀態從回應狀態改變至非回應狀態；並停止從該電源供應該電源電位。

揭示在此說明書中之液晶顯示裝置驅動方法的實施例包括：藉由從電源供應電源電位至驅動器電路部並導致液 晶元件的液晶回應，將影像顯示在設有像素的螢幕上，該等像素各者包括電容器、液晶元件、以及半導體元件；藉由停止單元供應停止訊號；藉由依據該停止訊號將固定電位寫至該等像素各者的該電容器而將初始狀態影像顯示在該螢幕上，並將該等液晶的狀態從回應狀態改變至非回應狀態；並停止從該電源供應該電源電位至該驅動器電路部。

揭示在此說明書中之液晶顯示裝置驅動方法的實施例包括：藉由從電源供應電源電位至驅動器電路部及背光部並導致液晶元件的液晶回應，將影像顯示在設有像素的螢幕上，該等像素各者包括電容器、液晶元件、以及半導體元件；藉由停止單元供應停止訊號；停止從該電源供應該電源電位至該背光部；藉由依據該停止訊號將固定電位寫至該等像素各者的該電容器而將初始狀態影像顯示在該螢幕上，並將該等液晶的狀態從回應狀態改變至非回應狀態；並停止從該電源供應該電源電位至該驅動器電路部。

揭示在此說明書中之液晶顯示裝置驅動方法的實施例包括：藉由從電源供應電源電位至驅動器電路部及背光部並導致液晶元件的液晶回應，將影像顯示在設有像素的螢幕上，該等像素各者包括電容器、液晶元件、以及半導體元件；藉由停止單元供應停止訊號；藉由依據該停止訊號將固定電位寫至該等像素各者的該電容器而將初始狀態影像顯示在該螢幕上，並將該等液晶的狀態從回應狀態改變至非回應狀態；並停止從該電源供應該電源電位至該驅動 器電路部及該背光部。

在上述結構中，可將包括氧化物半導體層的電晶體使用為功能如同電性連接至電容器及液晶元件之切換元件的半導體元件。

在該液晶顯示裝置在關閉狀態之前，寫入該固定電位，使得電壓不施加至液晶元件，並顯示初始狀態影像。因此，該液晶元件可防止退化，可將有利的影像顯示功能維持長週期，並可改善安全性。

結果，可實現具有高可靠性及低電力消耗的液晶顯示裝置。

100、200‧‧‧液晶顯示裝置

110‧‧‧影像處理電路

111‧‧‧記憶體電路

111b‧‧‧訊框記憶體

112‧‧‧比較電路

113‧‧‧顯示控制電路

115‧‧‧選擇電路

116‧‧‧電源

117‧‧‧停止單元

120、2802‧‧‧顯示面板

121‧‧‧驅動器電路部

121A‧‧‧閘極線驅動器電路

121B‧‧‧源極線驅動器電路

122‧‧‧像素部

123‧‧‧像素

124‧‧‧閘極線

125‧‧‧源極線

126‧‧‧終端部

126A、126B‧‧‧終端

127‧‧‧切換元件

128‧‧‧共同電極

130‧‧‧背光部

131‧‧‧背光控制電路

132‧‧‧背光

210‧‧‧電容器

214、410、420、430、440、510‧‧‧電晶體

215‧‧‧液晶元件

400、505‧‧‧基材

401、511‧‧‧閘電極層

402、507‧‧‧閘絕緣層

403、531‧‧‧氧化物半導體層

405a、515a‧‧‧源電極層

405b、515b‧‧‧汲電極層

407‧‧‧絕緣膜

409、506‧‧‧保護絕緣層

427、437、516‧‧‧絕緣層

436a、436b‧‧‧配線層

530‧‧‧氧化物半導體膜

601、602、603、604、1401、1402、1403、1404、H、W‧‧‧週期

2700‧‧‧電子書閱讀器

2701、2703、2800、2801、3002、9601、9630‧‧‧外殼

2705、2707、3003、3023、9603、9631‧‧‧顯示部

2711‧‧‧轉軸

2721‧‧‧電力開關

2723、2805、9632‧‧‧操作鍵

2725、2803‧‧‧揚聲器

2804‧‧‧微音器

2806‧‧‧指標裝置

2807‧‧‧相機鏡頭

2808‧‧‧外部連接終端

2810、9633‧‧‧太陽能電池

2811‧‧‧外部記憶體插槽

3001、3021、3051‧‧‧主體

3004‧‧‧鍵盤

3022‧‧‧觸控筆

3024‧‧‧操作鈕

3025‧‧‧外部介面

3053‧‧‧目鏡

3054‧‧‧操作開關

3055‧‧‧顯示部B

3056、9635‧‧‧電池

3057‧‧‧顯示部A

9600‧‧‧電視機

9605‧‧‧腳架

9634‧‧‧充放電控制電路

9636‧‧‧轉變器

9637‧‧‧轉變器

CK、GCK、SCK‧‧‧時鐘訊號

Data‧‧‧影像訊號

E1、E2、E3、E4、S1、S2、S3、S4‧‧‧步驟

GSP、SP、SSP‧‧‧開始脈衝

SW1、SW2、SW3‧‧‧開關

V_com‧‧‧共同電位

V_dd‧‧‧高電源電位

V_ss‧‧‧低電源電位

在該等隨附圖式中：圖1係描繪液晶顯示裝置之一實施例的圖；圖2係描繪液晶顯示裝置之一實施例的圖；圖3係描繪液晶顯示裝置之一實施例的圖；圖4係描繪液晶顯示裝置驅動方法之一實施例的時序圖；圖5A及5B係描繪液晶顯示裝置驅動方法之一實施例的時序圖；圖6係描繪液晶顯示裝置驅動方法之一實施例的圖；圖7A至7D各者係描繪可施用至液晶顯示裝置的電晶體之一實施例的圖；圖8A至8E描繪製造可應用至液晶顯示裝置的電晶 體之方法的一實施例；圖9A及9B係描繪液晶顯示裝置之一實施例的方塊圖及圖；圖10A至10F係描繪電子裝置的圖；圖11係描繪液晶顯示裝置之一實施例的圖；圖12A及12B係液晶顯示裝置之顯示影像的圖片；且圖13A及13B係液晶顯示裝置之顯示影像的圖片。

在下文中，將參考該等隨附圖式詳細描述本發明之實施例。然而，本發明並未受限於以下描述，且熟悉本發明之人士將輕易地理解本文所揭示之實施例及細節可以各種方式修改。此外，不將本發明理解為受該等實施例之描述限制。

[實施例1]

在此實施例中，參考圖1及圖2描述液晶顯示裝置之一實施例及液晶顯示裝置驅動方法的一實施例。

將參考圖1之流程圖描述此實施例的液晶顯示裝置。

如圖1所描繪的，將影像A顯示在液晶顯示裝置的顯示螢幕上。當藉由供應另一影像訊號而得到的另一顯示影像已不需要時(當液晶顯示裝置已使用完畢時)，選擇停止單元。在選擇停止單元後，輸入停止訊號並將固定電位 寫至所有像素的電容器。藉由將固定電位寫至電容器，電容器之電極間的電位差消失(換言之，電容幾乎變為零)，從而將在回應狀態中的液晶切換至非回應狀態的初始狀態。因此，將藉由在初始狀態之液晶顯示的初始狀態影像S顯示在顯示螢幕上。例如，在常態白液晶顯示裝置的情形中，初始狀態影像S係以全白顯示，而在常態黑液晶顯示裝置的情形中，初始狀態影像S係以全黑顯示。在常態白液晶顯示裝置的情形中，該初始狀態顯示可係具有彩色濾波器或光源的單色顯示。

在初始狀態影像S顯示後，將電源停止並將電源電位至顯示面板的供應停止，因此液晶顯示裝置在關閉狀態中。因此，在關閉狀態中，未將非必要電場持續地施加至液晶，因此液晶可在穩定初始狀態中。

因為液晶顯示裝置在顯示初始狀態影像，諸如全白影像或全黑影像，之後係在關閉狀態中，可防止恰在液晶顯示裝置關閉前顯示的影像資訊洩漏至其他影像，其在殘影等顯示在該螢幕上時發生。

因此，可提供可將有利影像顯示功能維持長週期且安全性高的液晶顯示裝置。

將參考圖2之方塊圖描述此實施例的液晶顯示裝置100的各組態。液晶顯示裝置100包括電源116、停止單元117、顯示控制電路113、以及顯示面板120。在透明液晶顯示裝置或半透明液晶顯示裝置的情形中，也可能設置作為光源的背光部。

將來自連接至液晶顯示裝置之外部裝置的影像訊號(影像訊號Data)供應至液晶顯示裝置100。當液晶顯示裝置的電源116在開啟狀態中且該電源供應開始時，供應電源電位(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)。從顯示控制電路113供應控制訊號(開始脈衝SP及時鐘訊號CK)。電源電位的供應(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)係藉由停止單元117的控制而停止。在初始狀態影像顯示之後，將電源116關閉，使得電源電位至顯示面板的供應停止。

須注意高電源電位V_dd係比參考電位更高的電位，且低電源電位V_ss係低於或等於參考電位的電位。須注意高電源電位V_dd及低電源電位V_ss各者係使得電晶體可操作之電位係可取的。須注意在部分情形中將高電源電位V_dd及低電源電位V_ss之間的差稱為電源電壓。

只要共同電位V_com作為相關於供應至像素電極的影像訊號Data之電位的參考使用，其可能係任何固定電位。例如，共同電位V_com可能係接地電位。

須注意可能依據點反轉驅動、源極線反轉驅動、閘極線反轉驅動、或訊框反轉驅動等將影像訊號Data適當地反相，以輸入至液晶顯示裝置100。在影像訊號Data係類比訊號的情形中，可能經由A/D轉變器將影像訊號Data轉變為數位訊號，以供應至液晶顯示裝置100。

在此實施例中，共同電極128及電容器210之一電極設有係來自電源116之經由顯示控制電路113的固定電位 之共同電位V_com。

顯示控制電路113係將顯示面板影像訊號(Data)、控制訊號(具體地說，開始脈衝SP、及時鐘訊號CK等)、以及電源電位(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)供應至顯示面板120的電路。

顯示面板120具有將液晶元件215夾於基材對(第一基材及第二基材)之間的結構。第一基材設有驅動器電路部121及像素部122。第二基材設置共同連接部(也稱為共同接點)及共同電極128(也稱為相對電極)。該共同連接部電性連接至第一基材及第二基材。可能將共同連接部設置在第一基材上方。

在像素部122中，設置複數條閘極線(掃描線)124及複數條源極線(訊號線)125。將複數個像素123配置成矩陣，使得各像素123為閘極線124及源極線125所圍繞。在描述於此實施例中的顯示面板中，閘極線124及源極線125分別從閘極線驅動器電路121A及源極線驅動器電路121B延伸。

此外，像素123包括作為切換元件的電晶體214、連接至電晶體214的電容器210、以及液晶元件215。

液晶元件215係藉由液晶之光學調變行為控制光之傳輸及非傳輸的元件。液晶的光學調變行為係由施加至液晶的電場控制。施加至液晶之電場的方向係依據液晶材料、驅動方法、以及電極結構而改變，並視情況選擇。例如，在使用電場係於液晶層的厚度方向(所謂的垂直方向)上 施加之驅動方法的情形中，第一基材及第二基材可能以液晶設置在第一基材及第二基材之間的方式分別設有像素電極及共同電極。在使用電場係於面內方向(所謂的水平方向)上施加之驅動方法的情形中，可能將像素電極及及共同電極設置在相關於液晶的相同基材上。像素電極及共同電極可能具有各種開口型樣。在此實施例中，只要元件藉由光學調變行為控制光之傳輸及非傳輸，液晶材料、驅動方法、以及電極結構並無特別限制。

在電晶體214中，將設置在像素部122中的複數條閘極線124之一者連接至閘極電極，將源極電極及汲極電極之一者連接至複數條源極線125的一者，並將源極電極及汲極電極之另一者連接至電容器210的電極之一者及液晶元件215的電極之一者(像素電極)。

將具有低截止狀態電流的電晶體用於電晶體214為佳。當電晶體214在關閉狀態中時，累積在連接至具有低截止狀態電流之電晶體214的液晶元件215及電容器210中的電荷幾乎不經由電晶體214洩漏，使得資料係在電晶體214切換至關閉狀態之前寫入的狀態可維持長時間。

使用此種結構，電容器210可保持施加至液晶元件215的電壓。電晶體210的電極可能連接至額外設置的電容器線。

驅動器電路部121包括閘極線驅動器電路121A及源極線驅動器電路121B。閘極線驅動器電路121A及源極線驅動器電路121B係用於驅動包括複數個像素之像素部 122的驅動器電路，該等像素各者包括移位暫存器電路(也稱為移位暫存器)。

須注意可能將閘極線驅動器電路121A及源極線驅動器電路121B形成在與像素部122相同的基材上方或在與像素部122不同的基材上方。

須注意將由顯示控制電路113控制的高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、開始脈衝SP、時鐘訊號CK、以及影像訊號Data供應至驅動器電路部121。

終端部126係將從顯示控制電路113等輸出之預定訊號(諸如高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、開始脈衝SP、時鐘訊號CK、影像訊號Data、以及共同電位V_com)供應至驅動器電路部121的輸入終端。

在共同連接部中，將共同電極128電性連接至用於供應由顯示控制電路113控制之共同電位V_com的共同電位線。

作為該共同連接部的具體範例，共同電極128及共同電位線可與導電粒子電性連接，其中，絕緣球體係以設置於其間之薄金屬膜覆蓋。須注意可能將二或多個共同連接部設置在顯示面板120中。

該液晶顯示裝置可能包括光度電路。設有光度電路的液晶顯示裝置可偵測液晶顯示裝置所放置之環境的亮度。結果，連接至光度電路的顯示控制電路113可依據從光度電路輸入之訊號控制光源，諸如背光及側光，的驅動方法。

彩色顯示可藉由組合彩色濾波器而實施。同樣地，可組合使用其他光學膜(諸如偏振膜、延遲膜、或抗反射膜)。可能依據液晶顯示裝置100的使用，選擇並組合使用在透明液晶顯示裝置或半透明液晶顯示裝置中的光源，諸如背光。同樣地，可能使用複數個LED光源或複數個電致發光(EL)光源形成平面光源。可能將三或多種LED使用為平面光源，或可能將發射白光之LED使用為平面光源。須注意在將RGB發光二極體等配置在背光中並使用彩色顯示係藉由分時實施之連續加色混合法(場色序法)的情形中，未必總是設置彩色濾波器。

如上文所述，在液晶顯示裝置開啟且供應電力的開啟狀態中，低電力消耗可使用具有低截止狀態電流的半導體元件而實現。在液晶顯示裝置在關閉狀態中之前，寫入固定電位，使得電壓不施加至液晶元件，並顯示初始狀態影像；因此可防止液晶元件退化，可將有利的影像顯示功能維持長週期，並可改善安全性。

因此，可提供實現低電力消耗之高度可靠的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置之驅動方法。

[實施例2]

在此實施例中，描述可藉由與實施例1組合而實現低電力消耗之液晶顯示裝置的驅動方法。與實施例1相同的部分或具有與描述於實施例1中之功能相似的功能之部分可用與描述於實施例1中之方式相似的方式形成；因此， 省略重複描述。此外，不重複相同部分的詳細描述。

液晶顯示裝置係以組合動態影像及靜態影像的方式將影像顯示在螢幕上。藉由高速切換與複數個訊框對應之複數個不同影像，人眼將該等影像辨識為動態影像。具體地說，藉由以每秒至少60次(60個訊框)的速度切換影像，人眼將該等影像辨識為具有較少閃爍的動態影像。相反地，與動態影像及部分動態影像不同，例如，當與用於分時之複數個訊框週期對應的複數個影像以高速切換時，在第n個訊框及第(n+1)個訊框中，靜態影像係不在連續訊框週期中改變的影像。

在顯示動態影像及顯示靜態影像的情形中，根據本發明的液晶顯示裝置可分別以不同顯示模式操作，動態影像顯示模式及靜態影像顯示模式。在此說明書中，將在靜態影像顯示模式中顯示的影像稱為靜態影像。

在顯示動態影像的情形中，其中一系列訊框中的影像訊號均不相同(例如，當第一訊框及第二訊框係連續訊框時，對應於第一訊框的第一影像訊號與對應於第二訊框之第二影像訊號彼此不同)，使用將每一訊框中之影像訊號寫入的顯示模式。在顯示靜態影像的情形中，其中一系列訊框中的影像訊號均相同(例如，當第一訊框及第二訊框係連續訊框時，對應於第一訊框的第一影像訊號與對應於第二訊框之第二影像訊號相同)，不寫入另一影像訊號，並使用靜態影像係以將施加電壓至液晶元件之像素電極及共同電極的電位設定在浮動狀態中，以維持施加至液晶元 件的電壓，使得無需供應另一電位而顯示靜態影像之此種方式顯示的顯示模式。

將參考圖3、圖4、圖5A及5B、圖6、以及圖11描述此實施例的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置之動態影像顯示模式及靜態影像影像模式之間的切換。

將參考圖11之方塊圖描述此實施例的液晶顯示裝置200的各組態。液晶顯示裝置200係藉由在像素中使用光之傳輸或非傳輸而實施顯示之透明液晶顯示裝置或半透明液晶顯示裝置的範例。液晶顯示裝置200包括影像處理電路110、電源116、停止單元117、顯示面板120、以及背光部130。在反射型液晶顯示裝置的情形中，將外部光使用為光源；因此，可省略背光部130。

將來自連接至液晶顯示裝置之外部裝置的影像訊號(影像訊號Data)供應至液晶顯示裝置200。須注意當將液晶顯示裝置的電源116開啟且該電源供應開始時，供應電源電位(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)。從顯示控制電路113供應控制訊號(開始脈衝SP及時鐘訊號CK)。電源電位的供應(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)係藉由停止單元117的控制而停止。在初始狀態影像顯示之後，將電源116關閉，使得電源電位至顯示面板的供應停止。

在影像訊號Data係類比訊號的情形中，該影像訊號經由A/D轉變器等轉變為數位訊號以供應至液晶顯示裝置200之影像處理電路110為佳；因為，當於稍後偵測影像 訊號的不同時，該不同可輕易地偵測到。

將描述影像處理電路110的組態及影像處理電路110處理訊號的過程。

影像處理電路110包括記憶體電路111、比較電路112、顯示控制電路113、以及選擇電路115。影像處理電路110從輸入之數位影像訊號Data產生顯示面板影像訊號及背光訊號。顯示面板影像訊號係控制顯示面板120的影像訊號。背光訊號係控制背光部130的訊號。影像處理電路110將控制共同電極128的訊號輸出至切換元件127。

記憶體電路111包括用於儲存複數個訊框之影像訊號的複數個訊框記憶體。只要可儲存複數個訊框的影像訊號，包括在記憶體電路111中的訊框記憶體數量並無特別限制。須注意訊框記憶體可能使用記憶體元件形成，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)或靜態隨機存取記憶體(SRAM)。

只要可儲存用於各訊框週期的影像訊號，訊框記憶體的數量並無特別限制。另外，儲存在訊框記憶體中的影像訊號係藉由比較電路112及顯示控制電路113選擇性地讀出。該圖式中的訊框記憶體111b在觀念上說明用於一訊框的記憶體區域。

可將描述於實施例1中之將液晶切換至非回應狀態的初始狀態之初始狀態影像的影像訊號(例如，全白影像或全黑影像)儲存在此等訊框記憶體之一者中。當輸入停止 訊號時，該初始狀態影像的影像訊號係藉由顯示控制電路113讀出，使得該初始狀態影像的影像訊號寫至螢幕。

比較電路112係選擇性地讀出儲存在記憶體電路111中之連續訊框週期中的影像訊號，比較連續訊框週期在各像素中的影像訊號，並偵測彼等之不同的電路。

在此實施例中，依據是否偵測到訊框間之影像訊號的不同，決定顯示控制電路113及選擇電路115的操作。當藉由比較電路112在訊框間的任何像素中偵測到不同時(當有不同時)，比較電路112判定該影像訊號不係用於顯示靜態影像的訊號，且偵測到不同之連續訊框週期係顯示動態影像的週期。

另一方面，當藉由在比較電路112中比較影像訊號而未在任何像素中偵測到不同時(當沒有不同時)，將未偵測到不同之連續訊框週期判定為顯示靜態影像的週期。換言之，藉由在比較電路112中偵測不同，將連續訊框週期中的影像訊號判定為顯示動態影像之影像訊號或顯示靜態影像的顯示訊號。

須注意可能將藉由比較判定有不同的準則設定成使得當由比較電路112偵測到的不同超過特定值時承認該不同。也可能將比較電路112設定成以該不同的絕對值判定不同之偵測。

雖然在此實施例中，描述藉由設置在液晶顯示裝置200內側的比較電路112偵測連續訊框週期中之影像訊號間的不同而將影像判定為動態影像或靜態影像之結構，可 能使用是否係靜態影像或動態影像之影像的訊號係自外側供應之結構。

選擇電路115包括複數個開關，例如，使用電晶體形成的開關。在比較電路112在連續訊框週期中偵測到不同，亦即，該影像係動態影像的情形中，選擇電路115從記憶體電路111中的訊框記憶體選擇該動態影像的影像訊號並將該影像訊號輸出至顯示控制電路113。

須注意在比較電路112未在連續訊框週期中偵測到不同，亦即，該影像係靜態影像的情形中，選選擇電路115不將該影像訊號從記憶體電路111中的訊框記憶體輸出至顯示控制電路113。使用影像訊號不從訊框記憶體輸出至顯示控制電路113的結構，可降低液晶顯示裝置的電力消耗。

須注意在此實施例的液晶顯示裝置中，將以比較電路112將該等影像訊號判定為靜態影像的此種方法實施之模式描述為靜態影像顯示模式，並將以比較電路112將該等影像訊號判定為動態影像的此種方法實施之模式描述為動態影像顯示模式。

顯示控制電路113係將在選擇電路115中選擇的影像訊號、控制訊號(具體地說，用於控制控制訊號，諸如開始脈衝SP及時鐘訊號CK，之供應及停止間之切換的訊號)、以及電源電位(高電源電位V_dd、低電源電位V_ss、以及共同電位V_com)供應至顯示面板120，並將背光控制訊號(具體地說，背光控制電路131控制背光之開啟及關 閉的訊號)供應至背光部130。

須注意在此實施例中描述為範例的影像處理電路可能具有顯示模式切換功能。顯示模式切換功能係以液晶顯示裝置之使用者藉由手部或使用外部連接裝置選擇液晶顯示裝置之操作模式的此種方式在動態影像顯示模式及靜態影像顯示模式之間切換的功能。

選擇電路115可依據從顯示模式切換電路輸入的訊號將影像訊號輸出至顯示控制電路113。

例如，在操作於靜態影像顯示模式中實施的同時，將模式切換訊號從顯示模式切換電路輸入至選擇電路115的情形中，甚至在比較電路112未在連續訊框週期中偵測到影像訊號的不同時，選擇電路115可在將輸入之影像訊號循序地輸出至顯示控制電路113的模式中操作，亦即，在動態影像顯示模式中。在操作於動態影像顯示模式中實施的同時，將模式切換訊號從模式切換電路輸入至選擇電路115的情形中，甚至在比較電路112在連續訊框週期中偵測到影像訊號的不同時，選擇電路115可在僅將一選擇訊框之影像訊號輸出的模式中操作，亦即，靜態影像顯示模式。因此，當此實施例的液晶顯示裝置在動態影像顯示模式中操作時，將與用於分時之複數個訊框對應的影像中之一訊框對應的一影像顯示為靜態影像。

該液晶顯示裝置可能包括光度電路。設有光度電路的液晶顯示裝置可偵測液晶顯示裝置所放置之環境的亮度。結果，連接至光度電路的顯示控制電路113可依據從光度 電路輸入之訊號控制光源，諸如背光，的驅動方法。

例如，當該光度電路偵測到液晶顯示裝置係在昏暗環境中使用時，顯示控制電路113控制來自背光132之光強度的增加，使得該顯示螢幕的可視性改善。相反地，當光度電路偵測到液晶顯示裝置係在極明亮之外部光下使用時(例如，在戶外的日光直射下)，顯示控制電路113控制來自背光132之光強度的降低，使得背光132的電力消耗減少。

背光部130包括背光控制電路131及背光132。可能依據液晶顯示裝置200的使用選擇並組合背光132。可將冷陰極螢光燈或發光二極體(LED)使用為背光132的光源。彩色顯示可藉由組合彩色濾波器而實施。例如，可將發射白光的元件(例如，LED)配置在背光132中。須注意在將RGB發光二極體等配置在背光132中並使用彩色顯示係藉由分時實施之連續加色混合法(場色序法)的情形中，未必總是設置彩色濾波器。將控制背光的背光訊號及電源電位從顯示控制電路113供應至背光控制電路131。

在此實施例中，顯示面板120除了像素部122外，還包括切換元件127。在此實施例中，顯示面板120包括第一基材及第二基材。第一基材設有驅動器電路部121、像素部122、以及切換元件127。

像素123包括作為切換元件的電晶體214、連接至電晶體214的電容器210及液晶元件215(見圖3)。

將具有低截止狀態電流的電晶體用於電晶體214為佳。當電晶體214在關閉狀態中時，累積在連接至具有低截止狀態電流之電晶體214的液晶元件215及電容器210中的電荷幾乎不經由電晶體214洩漏，使得資料在電晶體214係在關閉狀態中之前寫入的狀態可維持長時間。

在此實施例中，液晶係藉由在第一基材上方的像素電極及設置在與第一基材相對之第二基材上方的共同電極所產生的垂直電場控制。

可將下列各者使用為施用至液晶元件之液晶的範例：向列液晶、膽固醇狀液晶、層狀液晶、盤狀液晶、熱致液晶、溶致液晶、低分子量液晶、高分子量液晶、聚合物分散液晶(PDLC)、鐵電液晶、反鐵電液晶、主鏈型液晶、側鏈高分子量液晶、電漿定址液晶(PALC)、及蕉形液晶等。

此外，可將下列方法使用為液晶驅動方法：TN(扭曲向列)模式、STN(超級扭曲向列)模式、OCB(光學補償雙折射)模式、ECB(電控雙折射)模式、FLC(鐵電液晶)模式、AFLC(反鐵電液晶)模式、PDLC(聚合物分散液晶)模式、PNLC(網狀聚合物液晶)模式、及客主模式等。

切換元件127依據從顯示控制電路113輸出的控制訊號將共同電位V_com供應至共同電極128。可將電晶體使用為切換元件127。可能將該電晶體之閘極電極以及源極電極及汲極電極的一者連接至顯示控制電路113，可能將共 同電位V_com經由終端部126從顯示控制電路113供應至源極電極及汲極電極的該一者，並可能將彼等之另一者連接至共同電極128。須注意可能將切換元件127形成在驅動器電路部121或像素部122形成於其上方的該基材上方，或形成在與彼等不同的基材上方。

因為將具有低截止狀態電流的電晶體用於切換元件127，可抑制施加至液晶元件215之二終端的電壓隨時間減少。

在該共同連接部中，連接至切換元件127之源極電極或汲極電極的終端與共同電極128彼此電性連接。

將係切換元件之一實施例的電晶體用於其之切換元件127的源極電極及汲極電極之一者連接至未連接至電晶體214之電容器210的一電極及液晶元件215之一電極，並將切換元件127之源極電極及汲極電極的另一者連接至終端126B。將切換元件127的閘極電極連接至終端126A。

其次，將參考描繪液晶顯示裝置之等效電路圖的圖3及描繪時序圖之圖4描述施加至該等像素之訊號的狀態。

在圖4中，描繪從顯示控制電路113供應至閘極線驅動器電路121A的時鐘訊號GCK及開始脈衝GSP。此外，在圖4中，描繪從顯示控制電路113供應至源極線驅動器電路121B的時鐘訊號SCK及開始脈衝SSP。為描述時鐘訊號的輸出時序，該時鐘訊號的波形在圖4中係以簡單矩形波指示。

在圖4中，描繪源極線(資料線)125的電位、像素 電極的電位、終端126A的電位、終端126B的電位、以及共同電極的電位。

在圖4中，週期1401對應於將顯示動態影像之影像訊號寫入的週期。在週期1401中，實施操作使得影像訊號及共同電位供應至像素部122中的像素及共同電極。

週期1402記錄於顯示靜態影像的週期。在週期1402中，將影像訊號至像素部122中之像素的供應及共同電位至共同電極的供應停止。須注意用於停止驅動器電路部之操作的各訊號係在圖4描繪之週期1402中供應；然而，藉由依據週期1402的長度及復新率等週期地寫入影像訊號以防止靜態影像退化為佳。

首先，將描述週期1401中的時序圖。在週期1401中，將時鐘訊號一直供應為時鐘訊號GCK，並將依據垂直同步頻率的脈衝供應為開始脈衝GSP。在週期1401中，將時鐘訊號一直供應為時鐘訊號SCK，並將依據一閘極選擇週期的脈衝供應為開始脈衝SSP。

經由源極線125將影像訊號Data供應至各列中的像素，並依據閘極線124的電位將源極線125之電位供應至像素電極。

將切換元件127於該電位開啟的電位從顯示控制電路113供應至切換元件127的終端126A，使得共同電位經由終端126B供應至共同電極。

另一方面，週期1402係顯示靜態影像的週期。其次，描述週期1402中的時序圖。在週期1402中，將時鐘 訊號GCK、開始脈衝GSP、時鐘訊號SCK、及開始脈衝SSP的供應全部停止。此外，在週期1402中，將影像訊號Data至源極線125的供應停止。在將時鐘訊號GCK及開始脈衝GSP之供應停止的週期1402中，將電晶體214關閉並將像素電極的電位置於浮動狀態中。

將切換元件127於該電位關閉的電位從顯示控制電路113供應至切換元件127的終端126A，使得共同電極的電位置於浮動狀態中。

在週期1402中，將液晶元件215的二電極，亦即，像素電極及共同電極，置於浮動狀態中；因此，靜態影像可無需供應另一電位而顯示。

將時鐘訊號及開始脈衝至閘極線驅動器電路121A及源極線驅動器電路121B的供應停止，從而可實現低電力消耗。

特別係將具有低截止狀態電流的電晶體用於電晶體214及切換元件127，可抑制施加至液晶元件215之二終端的電壓隨時間減少。

其次，將參考圖5A及5B描述顯示控制電路在顯示影像從動態影像切換至靜態影像之週期中(圖4中的週期1403)，以及顯示影像從靜態影像切換至動態影像之週期中(圖4中的週期1404)的操作。圖5A及5B描繪從顯示控制電路輸出之高電源電位V_dd、時鐘訊號(此處係GCK)、開始脈衝訊號(此處係GSP)的電位，以及終端126A的電位。

圖5A描繪顯示控制電路在顯示影像從動態影像切換至靜態影像之週期1403中的操作。顯示控制電路將開始脈衝GSP的供應停止(圖5A中的E1，第一步驟)。將開始脈衝GSP的供應停止，然後在脈衝輸出到達移位暫存器的最後級之後將複數個時鐘訊號GCK的供應停止(圖5A中的E2，第二步驟)。然後，將電源的高電源電位V_dd改變為低電源電位V_ss(圖5A中的E3，第三步驟)。之後，將終端126A的電位改變至切換元件127於該電位關閉的電位(圖5A中的E4，第四步驟)。

經由上述步驟，可將該等訊號至驅動器電路部121的供應停止而不導致驅動器電路部121故障。於顯示影像從動態影像切換至靜態影像時發生的故障導致雜訊，並將該雜訊保持為靜態影像；因此，包括具有些許故障之顯示控制電路的液晶顯示裝置可顯示未過度退化的靜態影像。

其次，將顯示控制電路於顯示影像從靜態影像切換至動態影像之週期1404中的操作描繪於圖5B中。顯示控制電路將終端126A的電位設定在切換元件127於該電位開啟的電位(圖5B中的S1，第一步驟)。然後，電源電壓從低電源電位V_ss改變至高電源電位V_dd(圖5B中的S2，第二步驟)。將高位準電位施加為時鐘訊號GCK，之後供應複數個時鐘訊號GCK(圖5B中的S3，第三步驟)。其次，供應開始脈衝訊號GSP(圖5B中的S4，第四步驟)。

經由上述步驟，可重新開始該等驅動訊號至驅動器電 路部121的供應而不導致驅動器電路部121故障。將配線的電位循序地設定回顯示動態影像時的電位，該驅動器電路部可無故障地驅動。

圖6概要地描繪各訊框週期中的影像訊號在顯示動態影像之週期601中或在顯示靜態影像的週期602中的寫入頻率。在圖6中，「W」指示寫入影像訊號的週期，且「H」指示保持影像訊號的週期。此外，週期603在圖6中係一訊框週期；然而，週期603可能係不同週期。

如上文所述，在此實施例之液晶顯示裝置的結構中，在週期604中將顯示在週期602中之靜態影像的影像訊號寫入，並將在週期604中寫入的顯示訊號保持在週期602以外的其他週期中。

在此實施例中描述為範例的液晶顯示裝置可在顯示靜態影像之週期中將影像訊號的寫入頻率降低。結果，可將顯示靜態影像時的電力消耗降低。

在靜態影像係藉由將相同影像重寫複數次而顯示的情形中，該等影像的可見切換可能導致人眼疲勞。在此實施例的液晶顯示裝置中，將影像訊號的寫入頻率降低，其使眼睛疲勞較不嚴重。

特別係在此實施例的液晶顯示裝置中，將具有低截止狀態電流的電晶體施用至各像素及用於共同電極的切換元件，從而可延伸儲存電容器可維持電壓的週期(時間長度)。結果，可將影像訊號的寫入頻率極端地降低，因此當顯示靜態影像時，在降低電力消耗及眼睛疲勞上有顯著 效果。

在此實施例的液晶顯示裝置200中，在選擇停止單元117之後，輸入停止訊號並將固定電位寫至所有像素的電容器210。藉由將固定電位寫至電容器210，電容器210之電極間的電位差消失，因此將在回應狀態中的液晶切換至非回應狀態中的初始狀態。因此，將藉由在初始狀態之液晶顯示的初始狀態影像顯示在顯示螢幕上。

在初始狀態影像顯示之後，將電源116關閉並將電源電位至顯示面板120的供應停止，從而將液晶顯示裝置200關閉。因此，在關閉狀態中，未將非必要電場持續地施加至液晶，因此液晶可在穩定初始狀態中。

如上文所述，在液晶顯示裝置開啟並供應電力的開啟狀態中，依據連續訊框中的影像訊號視情況選擇動態影像顯示模式或靜態影像顯示模式，因此可實現低電力消耗。另外，在液晶顯示裝置在關閉狀態中之前，寫入固定電位，使得電壓不施加至液晶元件，並顯示初始狀態影像；因此可防止液晶元件退化，可將有利的影像顯示功能維持長週期，並可改善安全性。

因此，可提供實現低電力消耗之高度可靠的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置之驅動方法。

[實施例3]

在此實施例中，將描述可施用至揭示於此說明書中的液晶顯示裝置之電晶體的範例。可施用至揭示於此說明書 中的液晶顯示裝置之電晶體的結構並無特別限制。例如，可使用頂閘極結構或底閘極結構，諸如交錯式或平面式。另外，該電晶體可能具有包括一通道形成區域的單閘極結構，包括二通道形成區域的雙閘極結構、或包括三通道形成區域的三閘極結構。或者，該電晶體可能具有包括以閘絕緣層設置於其間的方式置於通道區域上方及下方之二閘極層的雙閘極結構。圖7A及7D描繪電晶體之橫剖面結構的範例。須注意描繪於圖7A至7D中的電晶體係將氧化物半導體包括為半導體的電晶體。使用氧化物半導體的優點係高遷移率及低截止狀態電流可用相對容易及低溫處理得到；不消說，可能使用其他的半導體。

描繪於圖7A中的電晶體410係底閘極型薄膜電晶體，也稱為反交錯式薄膜電晶體。

電晶體410在具有絕緣表面的基材400上方包括閘電極層401、閘絕緣層402、氧化物半導體層403、源電極層405a、以及汲電極層405b。此外，設置覆蓋電晶體410並堆疊在氧化物半導體層403上方的絕緣膜407。將保護絕緣層409形成在絕緣膜407上方。

描繪於圖7B中的電晶體420係稱為通道保護型(通道阻絕型)並也稱為反交錯式薄膜電晶體之底閘極薄膜電晶體的一種。

電晶體420在具有絕緣表面的基材400上方包括閘電極層401、閘絕緣層402、氧化物半導體層403、功能如同覆蓋氧化物半導體層403的通道形成區域之通道保護層 的絕緣層427、源電極層405a、以及汲電極層405b。將保護絕緣層409設置成覆蓋電晶體420。

描繪於圖7C中的電晶體430係底閘極薄膜電晶體，並在具有絕緣表面的基材400上方包括閘電極層401、閘絕緣層402、源電極層405a、汲電極層405b、以及氧化物半導體層403。設置覆蓋電晶體430並與氧化物半導體層403接觸的絕緣膜407。將保護絕緣層409形成在絕緣膜407上方。

在電晶體430中，將閘絕緣層402設置在基材400及閘電極層401上並與彼等接觸。將源電極層405a及汲電極層405b設置在閘絕緣層402上並與其接觸。將氧化物半導體層403設置在閘絕緣層402、源電極層405a、以及汲電極層405b上方。

描繪於圖7D中的電晶體440係頂閘極薄膜電晶體的一種。電晶體440在具有絕緣表面的基材400上方包括絕緣層437、氧化物半導體層403、源電極層405a、汲電極層405b、閘絕緣層402、以及閘電極層401。將配線層436a及配線層436b設置成分別與源電極層405a及汲電極層405b接觸及電性連接。

在此實施例中，如上文所述，將氧化物半導體層403使用為半導體層。可將係四種金屬元素之氧化物的In-Sn-Ga-Zn-O-基氧化物半導體；係三種金屬元素之氧化物的In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體、In-Sn-Zn-O-基氧化物半導體、In-Al-Zn-O-基氧化物半導體、Sn-Ga-Zn-O-基氧化物 半導體、Al-Ga-Zn-O-基氧化物半導體、或Sn-Al-Zn-O-基氧化物半導體；係二種金屬元素之氧化物的In-Zn-O-基氧化物半導體、Sn-Zn-O-基氧化物半導體、Al-Zn-O-基氧化物半導體、Zn-Mg-O-基氧化物半導體、Sn-Mg-O-基氧化物半導體、或In-Mg-O-基氧化物半導體；In-O-基氧化物半導體、Sn-O-基氧化物半導體、或Zn-O-基氧化物半導體使用為用於氧化物半導體層403的氧化物半導體。另外，可能將SiO₂包含在上述氧化物半導體中。此處，例如，該In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體意指至少包含In、Ga、以及Zn的氧化物，且該等元素的組成率並無特別限制。該In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體可能包含In、Ga、以及Zn以外的元素。

可將以化學方程式InMO₃(ZnO)_m(m>0)表示的薄膜用於氧化物半導體層403。此處，M代表選自Ga、Al、Mn、以及Co之一或多種金屬元素。例如，M可係Ga、Ga及Al、Ga及Mn、或Ga及Co等。

在包括氧化物半導體層403的各電晶體410、420、430、以及440中，可將在關閉狀態中的電流值(截止狀態電流值)降低。因此，可將諸如影像訊號的電訊號在像素中保持更長週期，且寫入間隔可在開啟狀態中設定成更長。因此，可降低復新操作的頻率，其導致抑制電力消耗的效果。

另外，在包括氧化物半導體層403的各電晶體410、420、430、以及440中，可得到相對高的場效遷移率，因 此高速操作係可能的。因此，藉由將任何該等電晶體使用在液晶顯示裝置的像素部中，可提供高品質顯示。因為該等電晶體可分別形成在電路部及像素部中的一基材上方，可將液晶顯示裝置中的組件數量降低。

雖然用於具有絕緣表面之基材400的基材並無特別限制，使用鋇硼矽酸玻璃、或鋁硼矽酸玻璃等的玻璃基材。

在底閘極電晶體410、420、以及430中，可能將作為基膜使用的絕緣膜設置在該基材及該閘電極層之間。該基膜具有防止雜質元素從基材擴散的功能，並可使用一或多層氮化矽膜、氧化矽膜、氮化氧化矽膜、及氮氧化矽膜形成為具有單層結構或堆疊層結構。

閘電極層401可用使用金屬材料，諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧，或將任何此等材料包含為其主成份之合金材料形成為具有單層結構或堆疊層結構。

可藉由電漿CVD法、或濺鍍法等將閘絕緣層402形成為具有包括氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、氮化氧化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氮氧化鋁層、氮化氧化鋁層、或氧化鉿層的單層或堆疊層結構。例如，藉由電漿CVD法，將具有大於或等於50nm且少於或等於200nm之厚度的氮化矽層(SiN_y(y>0))形成為第一閘絕緣層，並將具有大於或等於5nm且少於或等於300nm之厚度的氧化矽層(SiO_x(x>0))形成為在第一閘絕緣層上方的第二閘絕緣層，使得具有200nm之總厚度的閘絕緣層形成。

用於源電極層405a及汲電極層405b的導電膜可使用選自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、以及W之元素、包含任何此等元素的合金膜、或包含任何此等元素之組成的合金膜等形成。或者，可能使用將Ti、Mo、或W等的高熔點金屬層堆疊在Al、Cu等之金屬層上方及/或下方的結構。此外，耐熱性可藉由使用將防止突起或晶鬚在Al膜中產生的元素(Si、Nd、或Sc等)加至其的Al材料而改善。

可將與源電極層405a及汲電極層405b之材料相似的材料用於導電膜，諸如分別與源電極層405a及汲電極層405b連接的配線層436a及配線層436b。

或者，作為源電極層405a及汲電極層405b使用的導電膜(包括使用與源電極層405a及汲電極層405b相同之層形成的配線)可能使用導電金屬氧化物形成。可將氧化銦(In₂O₃)、氧化錫(SnO₂)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦-氧化錫合金(In₂O₃-SnO₂，縮寫為ITO)、氧化銦-氧化鋅合金(In₂O₃-ZnO)、或將氧化矽包含於其中之任何此等金屬氧化物材料使用為該導電金屬氧化物。

典型地，可將無機絕緣膜，諸如氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、或氮氧化鋁膜，使用為絕緣膜407、427、以及437。

可將無機絕緣膜，諸如氮化矽膜、氮化鋁膜、氮化氧化矽膜、或氮化氧化鋁膜使用為保護絕緣層409。

可能將平坦化絕緣膜形成在保護絕緣層409上方，以降低由於電晶體所導致的表面粗糙性。可將有機材料，諸 如聚醯亞胺、丙烯酸、或苯環丁烯，使用為該平坦化絕緣膜。除了此種有機材料外，也可能使用低介電常數材料(低-k材料)等。須注意平坦化絕緣膜可能藉由堆疊從此等材料形成之複數個絕緣膜而形成。

因此，在此實施例中，藉由使用包括具有低截止狀態電流值之氧化物半導體層的電晶體，可提供具有低電力消耗的液晶顯示裝置。

[實施例4]

在此實施例中，參考圖8A至8E詳細地描述包括氧化物半導體層之電晶體的範例及其製造方法的範例。與上述實施例之部分相同的部分、及具有與上述實施例之該等部分的功能相似之功能的部分、以及與上述實施例之步驟相似的步驟可能以上述實施例的方式處理，並省略重複描述。此外，不重複相同部分的詳細描述。

圖8A及8E描繪電晶體之橫剖面結構的範例。描繪於圖8A至8E中的電晶體510係與描繪於圖7A中的電晶體410相似之底閘極反交錯式薄膜電晶體。

在此實施例中用於半導體層的氧化物半導體係i-型(本質)氧化物半導體或實質i-型(本質)氧化物半導體。i-型(本質)氧化物半導體或實質i-型(本質)氧化物半導體係以將係n-型雜質之氫從氧化物半導體移除，並將該氧化物半導體高度純化以包含儘可能少之不係該氧化物半導體之主成份的雜質之此種方式得到。換言之，不僅 藉由加入雜質，也藉由儘可能地移除雜質，諸如氫或水，得到高度純化之i-型(本質)半導體或接近其之半導體。因此，包括在電晶體510中的氧化物半導體層係高度純化並使其在電性上為i-型(本質)的氧化物半導體層。

此外，高度純化的氧化物半導體包括極少載體(接近零)，且其載體濃度少於1×10¹⁴/cm³、少於1×10¹²/cm³為佳，少於1×10¹¹/cm³更佳。

因為該氧化物半導體包括極少載體，可降低截止狀態電流。截止狀態電流的量越小越好。

具體地說，在包括氧化物半導體層的薄膜電晶體中，每微米通道寬度的截止狀態電流密度在室溫下可少於或等於10aA/μm(1×10^-17A/μm)，更少於或等於1aA/μm(1×10^-18A/μm)，或更加少於或等於10zA/μm(1×10^-20A/μm)。

當將其在關閉狀態中的電流值(截止狀態電流值)極小之電晶體使用為實施例1之像素部中的電晶體時，靜態影像區域中的復新操作可用小數量的影像資料寫入次數實施。

此外，在包括上述氧化物半導體層的電晶體510中，幾乎觀察不到導通狀態電流的溫度相依性，且截止狀態電流仍保持極小。

參考圖8A至8E於下文描述在基材505上方製造電晶體510的步驟。

首先，將導電膜形成在具有絕緣表面的基材505上方，然後，經由第一光微影步驟形成閘極電極層511。須 注意光阻遮罩可能藉由噴墨法形成。藉由噴墨法形成光阻遮罩不需要光罩；因此，可降低製造成本。

可將與描述於實施例3中之基材400相似的基材使用為具有絕緣表面的基材505。在此實施例中，將玻璃基材使用為基材505。

可能將作為基膜使用的絕緣膜設置在基材505及閘極電極層511之間。該基膜具有防止雜質元素從基材505擴散的功能，並可使用一或多層氮化矽膜、氧化矽膜、氮化氧化矽膜、及氮氧化矽膜形成為具有單層結構或堆疊層結構。

此外，閘電極層511可用使用金屬材料，諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧，或將任何此等材料包含為其主成份之合金材料形成為具有單層結構或堆疊層結構。

其次，將閘絕緣層507形成在閘極電極層511上方。可藉由電漿CVD法、或濺鍍法等使用氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、氮化氧化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氮氧化鋁層、氮化氧化鋁層、或氧化鉿層將閘絕緣層507形成為具有單層結構或堆疊層結構。

將藉由移除雜質而使其成為i-型或實質i-型之氧化物半導體使用為此實施例中的該氧化物半導體層。此種高度純化氧化物半導體對介面位準或介面電荷極度靈敏；因此，氧化物半導體層及閘絕緣層之間的介面係重要的。為此，待與高度純化氧化物半導體接觸之閘絕緣層必需具有 高品質。

例如，採用使用微波(例如，2.45GHz的頻率)的高密度電漿CVD法為佳，因為絕緣膜可係緻密的，並可具有高介電承受電壓及高品質。當高度純化氧化物半導體及高品質閘絕緣層彼此緊密接觸時，可降低介面位準且介面特徵可係有利的。

不消說，只要可將高品質絕緣層形成為閘絕緣層，可採用其他沈積方法，諸如濺鍍法或電漿CVD法。此外，可能將其品質及與氧化物半導體之介面的特徵係使用在該絕緣層形成之後實施的熱處理改善之絕緣層使用為該閘絕緣層。無論如何，將可降低與氧化物半導體之介面位準密度以形成有利介面，並具有有利膜品質的絕緣層形成為該閘絕緣層。

另外，為使可能包含在閘絕緣層507及氧化物半導體膜530中的氫、羥基、及濕氣儘可能的少，在濺鍍設備的預熱室中將閘電極層511形成於其上方的基材505或將上達閘絕緣層507之層形成於其上方的基材505受作為氧化物半導體膜530之沈積的預處理之預熱為佳，使得將吸收至基材505的雜質，諸如氫及濕氣，消除並實施真空化。將低溫泵作為設置在該預熱室中的真空化單元為佳。須注意可省略此預熱處理。此預熱步驟可能相似地在絕緣層516形成之前，在上至源電極層515a及汲電極層515b之組件形成於其上方的基材505上實施。

其次，將具有大於或等於2nm且少於或等於200nm， 大於或等於5nm且少於或等於30nm為佳，之厚度的氧化物半導體膜530形成在閘絕緣層507上方(見圖8A)。

須注意在藉由濺鍍法形成氧化物半導體膜530之前，藉由引入氬氣並產生電漿的反轉濺鍍將附於閘極絕緣層507之表面上的粉末物質(也稱為粒子或灰塵)移除為佳。反轉濺鍍係指將電壓施加至基材側而非靶材側，在氬大氣中使用RF電源並將電漿產生在該基材附近，使得基材表面受修改的方法。須注意，可能使用氮大氣、氦大氣、或氧大氣等取代氬大氣。

可將描述於實施例3中的氧化物半導體，諸如四種金屬元素的氧化物、三種金屬元素的氧化物、二種金屬元素的氧化物、In-O-基氧化物半導體、Sn-O-基氧化物半導體、或Zn-O-基氧化物半導體，使用為用於氧化物半導體膜530的氧化物半導體。另外，可能將SiO₂包含在上述氧化物半導體中。在此實施例中，氧化物半導體膜530係藉由使用In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體靶材以濺鍍法沈積。此階段的橫剖面圖描繪於圖8A中。或者，氧化物半導體膜530可在稀有氣體(典型係氬)大氣、氧大氣、或稀有氣體及氧之混合大氣中藉由濺鍍法形成。

例如，可將具有In₂O₃：Ga₂O₃：ZnO=1：1：1[莫耳比率]之組成率的靶材使用為藉由濺鍍法用於製造氧化物半導體膜530的靶材。或者，可能使用具有In₂O₃：Ga₂O₃：ZnO=1：1：2[莫耳比率]或In₂O₃：Ga₂O₃：ZnO=1：1：4[莫耳比率]之組成率的靶材。該氧化物靶材 的填充率高於或等於90%且低於或等於100%，高於或等於95%且低於或等於99.9%為佳。使用具有高填充率的金屬氧化物靶材，已沈積之氧化物半導體膜具有高密度。

將其中之雜質，諸如氫、水、羥基、或氫化物，移除之高純度氣體使用為用於氧化物半導體膜530之沈積的濺鍍氣體為佳。

將基材置於降壓下的沈積室中，並將基材溫度設定成高於或等於100℃且低於或等於600℃，高於或等於200℃且低於或等於400℃為佳。沈積係在加熱該基材的同時實施，從而可將包含在該已形成氧化物半導體層中的雜質濃度降低。此外，可降低由濺鍍導致的損傷。然後，將氫及濕氣自其移除的濺鍍氣體導入將殘留於其中的濕氣移除的沈積室中，並使用上述靶材將氧化物半導體膜530形成在基材505上方。為移除殘留在沈積室中的濕氣，使用截留真空泵為佳，例如，低溫泵、離子泵、或鈦昇華泵。真空化單元可能係設有冷凝阱的渦輪分子泵。在以低溫泵真空化的沈積室中，例如，將包含氫原子、水(H₂O)的化合物等排空(也將含碳原子之化合物排空更佳)，從而可將形成於該沈積室中之該氧化物半導體膜中的雜質濃度降低。

作為沈積條件的一範例，基材及靶材之間的距離為100mm、壓力為0.6帕、直流電(DC)電源為0.5kW、且大氣係氧大氣(氧流動率的比例為100%)。須注意脈衝直流電電源較佳，因為可減少在沈積時產生的粉末物質 (也稱為粒子或灰塵)且可使膜厚度均勻。

其次，經由第二光微影步驟，將氧化物半導體膜530處理成島形氧化物半導體層。用於形成該島形氧化物半導體層的光阻遮罩可能藉由噴墨法形成。藉由噴墨法形成光阻遮罩不需要光罩；因此，可降低製造成本。

在將接點孔形成在閘絕緣層507中的情形中，形成該接點孔的步驟可與氧化物半導體膜530的處理同時實施。

此處可能將濕蝕刻及乾蝕刻之其中一者或二者採用為氧化物半導體膜530的蝕刻。例如，可將磷酸、乙酸及硝酸的混合溶液等使用為用於氧化物半導體膜530之濕蝕刻的蝕刻劑。或者，可能使用ITO07N(由KANTO CHEMICAL CO.,INC.製造)。

其次，在氧化物半導體層上實施第一熱處理。該氧化物半導體層可藉由此第一熱處理脫水或脫氫。第一熱處理的溫度高於或等於400℃且低於或等於750℃，或高於或等於400℃且低於該基材的應變點。此處，將基材置於係熱處理設備之一種的電爐中，並在氮大氣中以450℃在該氧化物半導體層上實施一小時的熱處理，然後，防止水或氫進入未曝露於空氣中的該氧化物半導體層；因此，得到氧化物半導體層531(見圖8B)。

須注意熱處理設備並未受限於電爐，且可能使用藉由來自加熱元件，諸如電阻加熱元件，之熱傳導或熱幅射加熱待處理物件的設備。例如，可使用快速熱退火(RTA)設備，諸如氣體快速熱退火(GRTA)設備或射線照射快 速熱退火(LRTA)設備。LRTA設備藉由發射自燈，諸如鹵素燈、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或高壓汞燈，之光幅射(電磁波)加熱待處理物件的設備。GRTA設備係使用高溫氣體之用於熱處理的設備。將不與待藉由熱處理處理之物件反應的惰性氣體，諸如氮，或稀有氣體，像是氬，使用為該高溫氣體。

例如，將該基材移入加熱至高於或等於650℃且低於或等於700℃之高溫的惰性氣體中、加熱數分鐘、並將加熱至該高溫的惰性氣體移出之GRTA實施為第一熱處理。

須注意在該第一熱處理中，不將水、及氫等包含在氮或稀有氣體，諸如氦、氖、或氬，中為佳。將導入熱處理設備中的氮或稀有氣體，諸如氦、氖、或氬，的純度設定為6N(99.9999%)或更高，7N(99.99999%)或更高為佳(亦即，雜質濃度為1ppm或以下，0.1ppm或以下為佳)。

另外，在該氧化物半導體層於第一熱處理中加熱之後，可能將高純度氧氣體、高純度N₂O氣體、或極乾燥氣體(具有低於或等於-40℃的露點，低於或等於-60℃為佳)導入相同爐中。不將水、及氫等包含在氧氣體或N₂O氣體中為佳。導入該熱處理設備中之氧氣體或N₂O氣體的純度大於或等於6N為佳，大於或等於7N更佳(亦即，氧氣體或N₂O氣體中的雜質濃度少於或等於1ppm為佳，少於或等於0.1ppm更佳)。藉由氧氣體或N₂O氣體的反應，供應已在藉由脫水或脫氫而將雜質移除之步驟的 同時降低之氧，使得該氧化物半導體層可高度純化且在電性上係i-型(本質)氧化物半導體。

此外，該氧化物半導體層的第一熱處理也可在尚未處理為島形氧化物半導體層的氧化物半導體膜530上實施。在該情形中，該基材在該第一熱處理之後從該熱處理設備取出，然後實施光微影步驟。

須注意只要第一熱處理係在氧化物半導體層沈積之後實施，其可能在上述時機以外之任何下列時機實施：在源電極層及汲電極層形成在氧化物半導體層上方之後，及絕緣膜形成在源電極層及汲電極層上方之後。

另外，將接點孔形成在閘絕緣層507中的步驟可能在第一熱處理實施於半導體膜530上之前或之後實施。

此外，即使在將任何氧化物、氮化物、或金屬等使用為基質成分的材料時，可能藉由實施二次沈積及實施二次熱處理而將具有大厚度之晶體區域(單晶區域)，亦即，平行地c-軸對準於該膜表面的晶體區域，的氧化物半導體層形成為該氧化物半導體層。例如，沈積具有大於或等於3nm且少於或等於15nm之厚度的第一氧化物半導體膜，且第一熱處理係在氮、氧、稀有氣體、或乾燥空氣大氣中以高於或等於450℃且低於或等於850℃的溫度實施，或以高於或等於550℃且低於或等於750℃的溫度實施為佳，使得在包括表面之區域中具有晶體區域(包括板狀結晶)的第一氧化物半導體膜形成。然後，形成具有比第一氧化物半導體膜更大厚度的第二氧化物半導體膜，且第二 熱處理係以高於或等於450℃且低於或等於850℃的溫度實施，或以高於或等於600℃且低於或等於700℃的溫度實施為佳，使得使用作為晶體成長之晶種的第一氧化物半導體膜之晶體成長朝上行進並將整體第二氧化物半導體膜晶體化。以此種方式，可能形成具有大厚度之晶體區域的氧化物半導體層。

其次，將作為源電極層515a及汲電極層515b(包括以與源電極層515a及汲電極層515b相同之層形成的配線)使用的導電膜形成在閘絕緣層507及氧化物半導體層531上方。可將描述於實施例3中之用於源電極層405a及汲電極層405b的材料使用為作為源電極層515a及汲電極層515b使用的導電膜。

經由第三光微影步驟將光阻遮罩形成在該導電膜上方，並藉由選擇性的蝕刻形成源電極層515a及汲電極層515b，然後，移除該光阻遮罩(見圖8C)。

在第三光微影步驟中形成光阻遮罩時的曝光可能使用紫外光、KrF雷射光、或ArF雷射光實施。稍後完成之電晶體的通道寬度L係藉由在氧化物半導體層531上方之彼此相鄰的源電極層及汲電極層的底終端部之間的距離判定。在針對少於25nm之通道寬度L實施曝光的情形中，在第三光微影步驟中形成光阻遮罩時的曝光可能使用具有數奈米至數十奈米之極短波長的極紫外光實施。使用極紫外光的曝光導致高解析度及大焦點深度。因此，稍後完成之電晶體的通道長度L可大於或等於10nm且少於或等於 1000nm，且可增加電路的操作速度。

為減少使用在光微影步驟中的光遮罩數量及光微影步驟的數量，蝕刻步驟可能使用多色調遮罩實施，該多色調遮罩係將光透射過其以具有各種強度的曝光遮罩。使用多色調遮罩形成的光阻遮罩具有各種厚度，並可另外藉由蝕刻改變形狀；因此，可將該光阻遮罩使用在用於處理為不同型樣之複數個蝕刻步驟中。因此，對應於至少二種或以上之不同型樣的光阻遮罩可藉由一多色調遮罩形成。因此，曝光遮罩的數量可減少且對應之光微影步驟的數量也可減少，從而可實現處理的簡化。

須注意將蝕刻條件最佳化以在蝕刻該導電膜時，不蝕刻及分割氧化物半導體層531為佳。然而，難以得到僅蝕刻導電膜而完全不蝕刻氧化物半導體層531的蝕刻條件。在部分情形中，當蝕刻該導電膜時，僅有部分氧化物半導體層531受到蝕刻，因此形成具有凹槽部(凹陷部)的氧化物半導體層531。

在此實施例中，因為將Ti膜使用為導電膜並將In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體使用為氧化物半導體層531，將過氧化氫氨(氨、水、及過氧化氫的混合溶液)使用為蝕刻該導電膜的蝕刻劑。

其次，藉由使用諸如N₂O、N₂、或Ar之氣體的電漿處理，可能將吸收至該氧化物半導體層的曝露部之表面的水等移除。在實施電漿處理的情形中，絕緣層516無須曝露於空氣中而形成為與部分氧化物半導體層接觸的保護絕 緣膜。

可視情況藉由雜質，諸如水或氫，係藉由該方法不進入絕緣層516的方法，諸如濺鍍法，將絕緣層516形成至至少1nm的厚度。當氫包含在絕緣層516中時，可能發生氫進入該氧化物半導體層或該氧化物半導體層中的氧為該氫所擷取，因此導致該氧化物半導體層的背通道具有較低電阻(變為n-型)，得到寄生通道可能形成。因此，重點係使用不用氫的沈積方法，以形成包含儘可能少之氫的絕緣層516。

在此實施例中，使用濺鍍法將作為絕緣層516的氧化矽膜形成至200nm的厚度。在沈積時的基材溫度可能高於或等於室溫並低於或等於300℃，且在此實施例中為100℃。該氧化矽膜可藉由濺鍍法在稀有氣體(典型係氬)大氣、氧大氣、或包含稀有氣體及氧之混合大氣中沈積。可能將氧化矽靶材或矽靶材使用為靶材。例如，該氧化矽膜可在包含氧之大氣中，藉由濺鍍法使用矽靶材形成。可將不包括雜質，諸如濕氣、氫離子、及OH^-，並阻擋彼等自外側進入的無機絕緣膜使用為形成為與氧化物半導體層接觸的絕緣層516。典型地，使用氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、或氮氧化鋁膜等。

為在氧化物半導體膜530沈積的同時將絕緣層516之沈積室中的殘餘濕氣移除，使用截留真空泵(諸如低溫泵)較佳。當將絕緣層516沈積在使用低溫泵真空化的該沈積室中時，可降低絕緣層516中的雜質濃度。此外，可 能將設有冷凝阱的渦輪泵使用為將絕緣層516之沈積室中的殘餘濕氣移除的真空單元。

將其中之雜質，諸如氫、水、羥基、或氫化物，移除之高純度氣體使用為用於絕緣層516之沈積的濺鍍氣體為佳。

其次在惰性氣體大氣或氧氣體大氣中實施第二熱處理(在高於或等於200且低於或等於400℃的溫度為佳，例如，高於或等於250且低於或等於350℃)。例如，該第二熱處理在氮大氣中以250℃實施一小時。在該第二熱處理中，氧化物半導體層(通道形成區域)的一部分在與絕緣層516接觸的同時加熱。

經由上述處理，第一熱處理在氧化物半導體膜上實施，使得雜質，諸如氫、濕氣、羥基、或氫化物(也稱為氫化合物)刻意地自該氧化物半導體層移除。此外，可供應係氧化物半導體的主成份之一並在移除雜質的步驟中同時被減少的氧。因此，將氧化物半導體層高度純化為在電性上的i-型(本質)半導體。

經由上述處理，電晶體510形成(見圖8D)。

當將具有許多缺陷的氧化矽層使用為絕緣層516時，氧化矽層形成之後的熱處理具有將包含在氧化物半導體層中的雜質，諸如氫、濕氣、羥基、或氫化物，擴散至氧化物絕緣層中的效果，使得包含在氧化物半導體層中的雜質可更行降低。

可能將保護絕緣層506形成在絕緣層516上方。例 如，藉由RF濺鍍法形成氮化矽膜。因為RF濺鍍法具有高生產性，將其使用為該保護絕緣層的沈積方法為佳。將不包括雜質，諸如濕氣，並防止彼等自外側進入的無機絕緣膜使用為該保護絕緣層，諸如氮化矽膜或氮化鋁膜。在此實施例中，使用氮化矽膜形成保護絕緣層506(參見圖8E)。

在此實施例中，導入將氫及濕氣自其移除之包含高純度氮的濺鍍氣體，並使用矽半導體靶材，藉由將上至絕緣層516之層形成於其上方的基材505加熱至高於或等於100℃且低於或等於400℃的溫度，將氮化矽膜形成為保護絕緣層506。在此情形中，與絕緣層516相似，移除殘餘在處理室中的濕氣以沈積保護絕緣層506為佳。

在保護絕緣層506形成之後，可能另外以高於或等於100℃且低於或等於200℃的溫度在空氣中實施長於或等於1小時且短於或等於30小時的熱處理。此熱處理可能以固定加熱溫度實施。或者，可能將下列加熱溫度中的改變重複實行複數次：將加熱溫度從室溫增加至高於或等於100℃且低於或等於200℃的溫度，然後降低至室溫。

以此方式，使用包括使用此實施例製造之高度純化氧化物半導體層的電晶體，可更行降低截止狀態中的電流值(截止狀態電流值)。因此，可將電訊號，諸如影像資料，保持更長週期並可將寫入間隔設定成更長。因此，可降低復新操作的頻率，其導致更高的抑制電力消耗的效果。

此外，因為描述於此實施例中的電晶體具有高場效遷移率、高速操作係可能的。因此，藉由將電晶體使用在液晶顯示裝置之像素部中，可提供高品質顯示。此外，因為該電晶體可分離地形成在一基材上方的驅動器電路及像素部中，可降低液晶顯示裝置的組件數量。

此實施例可視情況與任何其他實施例組合而實作。

[實施例5]

可將揭示於此說明書中的液晶顯示裝置施用至各種電子裝置(包括遊戲機)。電子裝置的範例係電視機(也稱為電視或電視接收器)、電腦等的監視器、攝影機，諸如數位相機或數位視訊攝影機、數位相框、行動電話手機(也稱為行動電話或行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音訊再生裝置、及大尺寸遊戲機等，諸如小鋼珠遊戲機。在此實施例中，將描述包括任何上述實施例的液晶顯示裝置之電子裝置的範例。

圖9A描繪可包括外殼9630、顯示部9631、操作鍵9632、太陽能電池9633、以及充放電控制電路9634的電子書閱讀器(也稱為電子書閱讀器)。描繪於圖9A中的電子書閱讀器可具有各種功能，諸如顯示各種類型資訊的功能(例如，靜態影像、動態影像、及文字影像)；將日曆、日期、及時間等顯示在顯示部上的功能；操作或編輯顯示在顯示部上之資訊的功能；以及藉由各種類型的軟體(程式)控制處理的功能。須注意在圖9A中，將包括電 池9635及DCDC轉變器9636(在下文中縮寫為轉變器9636)的結構描繪為充放電控制電路9634的範例。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部9631，可提供能將良好顯示影像維持更長時間，具有高安全性及低電力消耗的電子書閱讀器。

在將半透明液晶顯示裝置或反射型液晶顯示裝置使用為顯示部9631的情形中，假設在相對明亮的狀況下使用；因此，描繪於圖9A中的結構係較佳的，因為有效率地實施藉由太陽能電池9633的電力產生及電池9635中的充電。須注意可視情況將太陽能電池9633設置在外殼9630的空間上(表面或背表面)；因此，電池9635的充電可有效率地實施。當將鋰離子電池使用為電池9635時，有尺寸縮減等的優點。

將參考圖9B中的方塊圖描述描繪於圖9A中之充放電控制電路9634的結構及操作。將太陽能電池9633、電池9635、變換器9636、變換器9637、開關SW1至SW3、以及顯示部9631描繪於圖9B中，且電池9635、變換器9636、變換器9637、以及開關SW1至SW3對應於充放電控制電路9634。

首先，描述藉由使用外部光的太陽能電池9633產生電力之情形中的操作範例。藉由變換器9636將藉由太陽能電池產生之電力的電壓提昇或降低至用於將電池9635充電的電壓。然後，當將來自太陽能電池9633的電力用於顯示部9631的操作時，開關SW1開啟且電力的電壓藉 由變換器9637提昇或降低為顯示部9631所需之電壓。此外，當顯示末在顯示部9631上實施時，將開關SW1關閉並將開關SW2開啟，使得可能實施電池9635的充電。

其次，描述未藉由使用外部光的太陽能電池9633產生電力之情形中的操作。藉由開啟開關SW3，累積在電池9635中之電力的電壓藉由變換器9637提昇或降低。然後，將來自電池9635的電力用於顯示部9631的操作。

須注意雖然將太陽能電池9633描述為用於充電之機構的範例，電池9635的充電可能使用其他機構實施。此外，可能使用太陽能電池9633與用於充電之其他機構的組合。

圖10A描繪膝上型個人電腦，其包括主體3001、外殼3002、顯示部3003、及鍵盤3004等。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部3003，可提供能將有利顯示影像維持更長時間、具有高安全性及低電力消耗的膝上型個人電腦。

圖10B係將顯示部3023、外部介面3025、及操作鍵3024等包括在主體3021中的可攜式資訊終端(PDA)。此外，可能將觸控筆3022包括為用於操作的週邊。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部3023，可提供改善便利性及安全性並降低電力消耗的可攜式資訊終端(PDA)。

圖10C描繪電子書閱讀器的範例。例如，電子書閱讀器2700包括二外殼，外殼2701及外殼2703。外殼2701 及外殼2703係以轉軸2711組合，使得電子書閱讀器2700可將轉軸2711使用為軸心而開啟及關閉。使用此種結構，電子書閱讀器2700可像紙質書似地操作。

顯示部2705及顯示部2707分別合併在外殼2701及外殼2703中。顯示部2705及顯示部2707可能顯示一影像或不同影像。在顯示部2705及顯示部2707顯示不同影像的情形中，例如，可將文字顯示在右側的顯示部上(圖10C中的顯示部2705)，且可將圖顯示在左側的顯示部上(圖10C中的顯示部2707)。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部2705及顯示部2707，可提供能將有利顯示影像維持更長時間、具有高安全性及低電力消耗的電子書閱讀器。

圖10C描繪外殼2701設有操作部等的範例。例如，外殼2701設有電源開關2721、操作鍵2723、及揚聲器2725等。可使用操作鍵2723翻頁。須注意也可能將鍵盤、或指標裝置等設置在顯示部設置於其上之外殼的表面上。此外，可能將外部連接終端(耳機終端、或USB終端等)、及記錄媒體插入部等設置在該外殼的背表面或側表面上。此外，電子書閱讀器2700可能具有電子字典的功能。

電子書閱讀器2700可能具有能無線地傳輸及接收資料的組態。經由無線通訊，可從電子書伺服器購買及下載所期望的書籍資料等。

圖10D描繪行動電話，其包括二外殼，外殼2800及 外殼2801。外殼2801包括顯示面板2802、揚聲器2803、微音器2804、指標裝置2806、相機鏡頭2807、及外部連接終端2808等。此外，外殼2800包括具有充電可攜式資訊終端之功能的太陽能電池2810、及外部記憶體插槽2811等。此外，將天線併入外殼2801中。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示面板2802，可提供能將有利顯示影像維持更長時間、具有高安全性及低電力消耗的行動電話。

另外，顯示面板2802設有觸控面板。在圖10D中，藉由虛線描繪顯示為影像的複數個操作鍵2805。須注意也包括輸出自太陽能電池2810的電壓係藉由其增加至對各電路足夠高之電壓的昇壓器電路。

在顯示面板2802中，顯示方向可依據使用模式適當地改變。另外，該顯示裝置在與顯示面板2802相同的表面上設有相機鏡頭2807，且因此可使用為視訊電話。可將揚聲器2803及微音器2804用於視訊電話、記錄及播放聲音等，以及語音電話。此外，開啟成如圖10D所描繪之狀態的外殼2800及2801係可滑動的，使得一者重疊在另一者的上方；因此，可減少該行動電話的尺寸，其使該行動電話適於攜帶。

可將外部連接終端2808連接至AC配接器及各種類型的纜線，諸如USB纜線，且使用個人電腦充電及資料通訊係可能的。此外，大量資料可藉由將儲存媒體插入外部記憶體插槽2811中而儲存，並可移動。

另外，除了上述功能外，可能提供紅外線通訊功能、或電視接收功能等。

圖10E描繪數位視訊攝影機，其包括主體3051、顯示部A 3057、目鏡3053、操作開關3054、顯示部B 3055、及電池3056等。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部A 3057及顯示部B 3055，可提供能將有利顯示影像維持更長時間、具有高安全性及低電力消耗的數位視訊攝影機。

圖10F描繪電視機的範例。在電視機9600中，將顯示部9603併入外殼9601中。顯示部9603可顯示影像。此處，外殼9601係藉由腳架9605支撐。藉由將描述於實施例1至4之任一者中的液晶顯示裝置施用至顯示部9603，可提供能將有利顯示影像維持更長時間、具有高安全性及低電力消耗的電視機。

電視機9600可藉由外殼9601或分離式遙控器的操作開關操作。此外，該遙控器可能設有用於顯示從該遙控器輸出之資料的顯示部。

須注意電視機9600設有接收器、及數據機等。使用該接收器，可接收一般的電視廣播。此外，當該顯示裝置經由數據機使用或不使用佈線連接至通訊網路時，可實施單向(從傳送器至接收器)或雙向(例如，在傳送器及接收器之間或在接收器之間)資訊通訊。

此實施例可適當地組合描述於其他實施例中的任何結構而實作。

[範例1]

在此範例中，描述藉由比較下列液晶顯示裝置之間的顯示狀態而得到之結果：初始狀態影像於液晶顯示裝置關閉前顯示的液晶顯示裝置；以及作為比較範例之當將該液晶顯示裝置關閉時，顯示該液晶顯示裝置在關閉狀態之前的影像之液晶顯示裝置。

圖12A及圖13A(圖12A及圖13A係相同圖片)係將該液晶顯示裝置在關閉狀態之前的開啟狀態影像顯示於其上之顯示螢幕的圖片。圖12A及圖13A中的影像係黑白色的方格圖案。將包括具有低截止狀態電流之氧化物半導體層(In-Ga-Zn-O層)的電晶體使用為像素的切換元件。此範例的液晶顯示裝置係透明液晶顯示裝置，其中光係從背光供應。在此範例中，在將液晶顯示裝置關閉以停止電源電位至包括驅動器電路部及像素部之顯示面板的供應之後，該背光仍保持開啟，使得該螢幕的顯示狀態可辨認。因為此範例的液晶顯示裝置係常態白液晶顯示裝置，藉由傳輸來自背光之光，液晶係在初始狀態中的顯示為白色。

在圖12B中，描繪在該液晶顯示裝置關閉之前，將固定電位寫至該電容器以使液晶返回至初始狀態，然後將電源電位至包括驅動器電路部及像素部之顯示面板的供應停止之情形中，恰在顯示裝置關閉之後的顯示螢幕。在該顯示螢幕上，顯示當液晶係在初始狀態中時顯示的全白初始 狀態影像。因此，發現在關閉狀態中，液晶係在未施加電場的穩定初始狀態中。

另一方面，圖13B描繪在將圖13A描繪之方格圖案的顯示影像保留之同時，將液晶顯示裝置關閉以停止電源電位至顯示面板之供應的情形中，恰在該液晶顯示裝置關閉之後的顯示螢幕，作為比較範例。在圖13B中，發現可模糊地觀察到恰在液晶顯示裝置關閉前於開啟狀態中顯示之方格圖案的影像，在該液晶顯示裝置關閉後將電場持續地施加至液晶。此種對無需將電場施加至液晶的週期施加電場會導致液晶的退化且液晶顯示裝置的影像顯示功能及可靠性可能退化。

從上文明顯地看出，在液晶顯示裝置在關閉狀態中之前，寫入固定電位，使得電壓不施加至液晶元件，並顯示初始狀態影像；因此可防止液晶元件退化，可將有利的影像顯示功能維持長週期，並可改善安全性。

因此，可提供實現低電力消耗之高度可靠的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置之驅動方法。

本申請案基於2010年1月20日向日本特許廳申請的日本專利申請案編號第2010-009853號，該專利之教示全文以提及之方式併入本文中。

Claims (14)

1. 一種液晶顯示裝置，包含：像素，各包含：電晶體，包含有包括通道區域的氧化物半導體層；液晶元件；以及電容器，其中該液晶元件包含像素電極、共同電極、介於該像素電極與該共同電極之間的液晶，其中該電容器包含第一電極與第二電極，其中該電晶體的源極與汲極之一者係電連接至該像素電極，其中該電晶體的該源極與該汲極之另一者係電連接至該第一電極，其中該第二電極係電連接至該共同電極，其中在該液晶顯示裝置被關閉前，共同電位被輸入至該些像素之該些共同電極，以使介於該些第一電極與該些第二電極之間的電位差消失，其中在介於該些第一電極與該些第二電極之間的該些電位差消失後，該些液晶的狀態係在非回應狀態，以及其中該共同電位非為接地電位。
2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該電晶體的每微米通道寬度的截止狀態電流密度在室溫下係少於或等於1×10^-17A/μm。
3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該 氧化物半導體層的載體濃度係少於1×10¹⁴/cm³。
4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該氧化物半導體層包含銦、鎵及鋅。
5. 一種液晶顯示裝置，包含：像素，各包含：第一電晶體，包含包括通道區域的第一氧化物半導體層；液晶元件；以及電容器，以及在該些像素外之第二電晶體，其中該液晶元件包含像素電極、共同電極、介於該像素電極與該共同電極之間的液晶，其中該電容器包含第一電極與第二電極，其中該第一電晶體的源極與汲極之一者係電連接至該像素電極，其中該第一電晶體的該源極與該汲極之另一者係電連接至該第一電極，其中該第二電極係電連接至該共同電極，其中該共同電極係電連接至該第二電晶體，其中在該液晶顯示裝置被關閉前，共同電位被輸入至該些像素之該些共同電極，以使介於該些第一電極與該些第二電極之間的電位差消失，其中在介於該些第一電極與該些第二電極之間的該些電位差消失後，該些液晶的狀態係在非回應狀態，其中該 共同電位非為接地電位，其中在動態影像係被顯示之週期中，影像訊號被輸入至該些像素電極，且該共同電位經由該第二電晶體而被供應至該些共同電極，以及其中在靜態影像係被顯示之週期中，該些像素電極之該影像訊號之該供應被停止，且該第二電晶體被關閉，以使該些共同電極之電位被置放於浮動狀態中。
6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體的每微米通道寬度的截止狀態電流密度在室溫下係少於或等於1×10^-17A/μm。
7. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該第一氧化物半導體層的載體濃度係少於1×10¹⁴/cm³。
8. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該第一氧化物半導體層包含銦、鎵及鋅。
9. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該第二電晶體包含包括通道區域的第二氧化物半導體層。
10. 如申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該第二電晶體的每微米通道寬度的截止狀態電流密度在室溫下係少於或等於1×10^-17A/μm。
11. 如申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該第二氧化物半導體層的載體濃度係少於1×10¹⁴/cm³。
12. 如申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該第二氧化物半導體層包含銦、鎵及鋅。
13. 如申請專利範圍第1項或第5項之液晶顯示裝 置，其中該液晶顯示裝置係為反射型液晶顯示裝置。
14. 如申請專利範圍第1項或第5項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置係為透明液晶顯示裝置。