TWI532030B

TWI532030B - 液晶顯示裝置和電子裝置

Info

Publication number: TWI532030B
Application number: TW099145818A
Authority: TW
Inventors: 山崎舜平; 小山潤; 平形吉晴
Original assignee: 半導體能源研究所股份有限公司
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2016-05-01
Also published as: KR101872678B1; CN105353551A; US20210020125A1; JP2022066239A; JP2023162301A; JP2018151671A; JP2020177251A; US20160210910A1; JP2016167097A; JP2024113045A; KR20170072952A; KR20120115524A; US10347197B2; JP5807109B2; TW201207829A; JP2011154356A; US20190295480A1; CN102844806A; JP2017122919A; JP5951865B2

Description

液晶顯示裝置和電子裝置

本發明係關於一種具有由電晶體構成的電路的半導體裝置及其製造方法。例如，本發明係關於一種電子裝置，其中安裝有以液晶顯示面板為代表的電光裝置作為部件。

在液晶顯示裝置中，為了得到高品質的圖像，將像素電極配置為矩陣狀，並且，將電晶體用作連接到各像素電極的切換元件的主動矩陣型液晶顯示裝置受到注目。

已知如下主動矩陣型液晶顯示裝置，其中，作為連接到各像素電極的切換元件，使用將金屬氧化物用於通道形成區的電晶體(參照專利文獻1及專利文獻2)。

此外，作為主動矩陣型液晶顯示裝置，已知粗略分類為兩種的類型，即透過型主動矩陣型液晶顯示裝置和反射型主動矩陣型液晶顯示裝置。

透過型液晶顯示裝置使用冷陰極螢光燈等的背光，利用液晶的光學調變作用，藉由對選擇來自背光的光穿過液晶而輸出到液晶顯示裝置外部的狀態和不輸出到外部的狀態進行選擇，來進行明和暗的顯示，並且藉由組合該明的顯示和暗的顯示，來進行圖像顯示。

因為透過型液晶顯示裝置使用背光，所以在室外等外光強的環境下識別顯示是很困難的。

此外，反射型液晶顯示裝置利用液晶的光學調變作用，藉由對外光即入射光被像素電極反射而輸出到裝置的外部的狀態和入射光不輸出到裝置的外部的狀態進行選擇，來進行明和暗的顯示，並且藉由組合該明的顯示和暗的顯示，來進行圖像顯示。

因為與透過型液晶顯示裝置相比，反射型液晶顯示裝置不使用背光，所以具有功耗少的優點，因此其作為可擴式資訊終端的需求高。

因為反射型液晶顯示裝置使用外光，所以適於在室外等外光強的環境下的圖像顯示。另一方面，在液晶顯示裝置的周圍昏暗，即外光弱的環境下，識別顯示是很困難的。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報

本發明的課題之一是提供一種在液晶顯示裝置的周圍昏暗的環境下也可以識別圖像顯示的液晶顯示裝置。

此外，本發明的課題之一是提供一種可以利用將外光用作照明光源的反射模式和使用背光的透過模式的兩個模式進行圖像顯示的液晶顯示裝置。

在一個像素中，設置反射經過液晶層而入射的光而進行顯示的區域(反射區域)和透過來自背光的光而進行顯示的區域(透過區域)，並且，可以利用作為照明光源使用外光的反射模式和作為照明光源使用背光的透過模式的兩個模式進行圖像顯示。此外，在一個像素中設置有分別連接到不同的像素電極層的兩個電晶體，並且，藉由使兩個電晶體分別工作，可以獨立控制該連接的像素電極層的顯示區域。

這種液晶顯示裝置在有外光且該外光的明亮度足夠的情況下採用反射模式，並且，藉由顯示靜態圖像，可以降低功耗。

此外，在外光較弱或完全沒有外光的情況下，採用透過模式而使背光點亮，可以實現圖像的顯示。

此外，較佳的是，設置檢測液晶顯示裝置的周圍的明亮度的感測器，並根據從該感測器得到的資料，進行反射模式、透過模式、背光的導通/截止、以及光量的調節。

作為背光的光源，較佳使用多個發光二極體(LED)，該發光二極體與冷陰極螢光燈相比可以降低功耗並調節光的強弱。藉由將LED用於背光，部分調節光的強弱，可以進行對比度大且顏色的可見度高的圖像顯示。

本說明書所公開的本發明的一種實施例是一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括顯示面板、背光部以及圖像處理電路。顯示面板包括：分別包括一對第一系統的子像素和第二系統的子像素的多個像素；以及時間性地控制包括多個像素的像素部的第一驅動電路。第一系統的子像素包括：具有透光性，連接到第一系統的掃描線和第一系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第一系統的像素電極；以及連接到第一系統的像素電極的電晶體。第二系統的子像素包括：反射可見光，連接到第二系統的掃描線和第二系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第二系統的像素電極；以及連接到第二系統的像素電極的電晶體。背光部包括多個發光元件以及時間性地控制多個發光元件的第二驅動電路。圖像處理電路包括：儲存圖像信號的記憶電路；比較記憶電路所儲存的圖像信號並計算差異的比較電路。液晶顯示裝置具有動態圖像顯示模式，即比較電路判斷檢測出差異的連續的訊框期間為動態圖像期間，圖像處理電路對顯示面板的第一系統的信號線輸出包括動態圖像的第一信號，利用第一驅動電路驅動顯示面板，圖像處理電路對背光部輸出與第一信號同步的第二信號，且利用第二驅動電路驅動背光部；以及靜態圖像顯示模式，即比較電路判斷沒有檢測出差異的連續的訊框期間為靜態圖像期間，圖像處理電路將靜態圖像期間的靜態圖像轉換為黑白的靜態圖像，圖像處理電路對顯示面板的第二系統的信號線輸出包括黑白的靜態圖像的第一信號，圖像處理電路停止對背光部輸出信號。

本說明書所公開的本發明的其他實施例是一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括顯示面板、背光部、圖像處理電路以及測光電路。顯示面板包括：分別包括一對第一系統的子像素和第二系統的子像素的多個像素；以及時間性地控制包括多個像素的像素部的第一驅動電路。第一系統的子像素包括：具有透光性，連接到第一系統的掃描線和第一系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第一系統的像素電極；以及連接到第一系統的像素電極的電晶體。第二系統的子像素包括：反射可見光，連接到第二系統的掃描線和第二系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第二系統的像素電極；以及連接到第二系統的像素電極的電晶體。背光部包括多個發光元件以及時間性地控制多個發光元件的第二驅動電路。圖像處理電路包括：儲存圖像信號的記憶電路；比較記憶電路所儲存的圖像信號並計算差異的比較電路。液晶顯示裝置具有動態圖像顯示模式，即比較電路判斷檢測出差異的連續的訊框期間為動態圖像期間，圖像處理電路對顯示面板的第一系統的信號線輸出包括動態圖像的第一信號，利用第一驅動電路驅動顯示面板，圖像處理電路對背光部輸出與第一信號同步的第二信號，且利用第二驅動電路驅動背光部；以及靜態圖像顯示模式，即比較電路判斷沒有檢測出差異的連續的訊框期間為靜態圖像期間，圖像處理電路將靜態圖像期間的靜態圖像轉換為黑白的靜態圖像，圖像處理電路對顯示面板的第二系統的信號線輸出包括黑白的靜態圖像的第一信號，圖像處理電路停止對背光部輸出信號。測光電路檢測外光，並且背光根據所檢測的外光而調整當轉換靜態圖像模式和動態圖像模式時的明亮度。

本說明書所公開的本發明的另一實施例是一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括顯示面板、背光部以及圖像處理電路。顯示面板包括：分別包括一對第一系統的子像素和第二系統的子像素的多個像素；以及時間性地控制包括多個像素的像素部的第一驅動電路。第一系統的子像素包括：具有透光性，連接到第一系統的掃描線和第一系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第一系統的像素電極；以及連接到第一系統的像素電極的包括氧化物半導體層的電晶體。第二系統的子像素包括：反射可見光，連接到第二系統的掃描線和第二系統的信號線並且控制液晶的取向狀態的第二系統的像素電極；以及連接到第二系統的像素電極的包括氧化物半導體層的電晶體。背光部包括多個發光元件以及時間性地控制背光部的多個發光元件的第二驅動電路。圖像處理電路包括：儲存圖像信號的記憶電路；比較記憶電路所儲存的圖像信號並計算差異的比較電路。液晶顯示裝置具有動態圖像顯示模式，即比較電路判斷檢測出差異的連續的訊框期間為動態圖像期間，圖像處理電路對顯示面板的第一系統的信號線輸出包括動態圖像的第一信號，利用第一驅動電路驅動顯示面板，圖像處理電路對背光部輸出與第一信號同步的第二信號，且利用第二驅動電路驅動背光部；以及靜態圖像顯示模式，即比較電路判斷沒有檢測出差異的連續的訊框期間為靜態圖像期間，圖像處理電路將靜態圖像期間的靜態圖像資料轉換為黑白的靜態圖像，圖像處理電路對顯示面板的第二系統的信號線輸出包括黑白的靜態圖像的第一信號，圖像處理電路停止對背光部輸出信號。

上述結構至少解決上述課題之一。

此外，在本發明之一中使用如下像素電極，在該像素電極中，在一個像素中設置多個結構體，在結構體的側面上設置反射電極，並且，在結構體的上部具有透明電極。

此外，可以提供一種電子裝置，包括本說明書所公開的液晶顯示裝置以及太陽能電池，其中，將太陽能電池和顯示面板安裝為能夠自由開閉，並且，將來自太陽能電池的電力供應到顯示面板、背光部或者圖像處理電路。

注意，在本說明書中，半導體裝置也是指能夠藉由利用半導體特性來起作用的所有裝置，因此，可以說，電光裝置、半導體電路及電子裝置都是半導體裝置。

可以提供一種能夠根據外光的明亮度各種各樣的環境而進行圖像顯示的液晶顯示裝置。此外，也可以在顯示靜態圖像的狀態下實現低功耗。

下面，關於本發明的實施例模式將參照附圖給予詳細的說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明的方式及詳細內容可以被變換為各種各樣的形式而不侷限於以下說明。此外，本發明不應該被解釋為僅限定在下面所示的實施例模式所記載的內容中。

實施例模式1

在本實施例模式中，參照圖1而說明具有靜態圖像模式和動態圖像模式的液晶顯示裝置。注意，在本說明書中，以顯示裝置將輸入到顯示裝置的圖像信號判斷為靜態圖像而進行的工作為靜態圖像模式，並且，以顯示裝置將輸入到顯示裝置的圖像信號判斷為動態圖像而進行的工作為動態圖像模式。

本實施例模式的液晶顯示裝置100包括A/D轉換電路102、圖像處理電路110、顯示面板120以及背光部130(參照圖1)。

圖像處理電路110包括記憶電路111、比較電路112、選擇電路115、顯示控制電路113以及場循序信號生成電路114。

顯示面板120包括驅動電路121以及像素部122。像素部122包括像素部123，並且，像素部123包括連接到第一系統的掃描線和第一系統的信號線的第一系統的子像素123a和連接到第二系統的掃描線和第二系統的信號線的第二系統的子像素123b。此外，子像素123a及子像素123b成為一對，並且，多個成為一對的子像素123a及子像素123b以矩陣方式作為像素123而配置在像素部122中。

此外，子像素123a包括第一電晶體、連接到該第一電晶體的像素電極、電容元件。以在該像素電極和與此相對的對電極之間夾持液晶層的方式形成有液晶元件，該像素電極具有透光性。注意，在本說明書中，將具有使可見光透過的透光性的電極也稱為透過電極或透明電極。

此外，子像素123b包括第二電晶體、連接到該第二電晶體的像素電極、電容元件。以在該像素電極和與此相對的對電極之間夾持液晶層的方式形成有液晶元件，該像素電極反射藉由液晶層入射的光。

作為液晶元件的一例，有利用液晶的光學調變作用來控制光的透過或非透過的元件。該元件可以由一對電極和液晶層構成。注意，液晶的光學調變作用由施加到液晶的電場(即，縱方向的電場)控制。注意，明確而言，作為液晶元件的一例，可以舉出向列液晶、膽固醇相液晶、近晶相液晶、盤狀液晶、熱致液晶、溶致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC)、鐵電液晶、反鐵電液晶、主鏈型液晶、側鏈型高分子液晶、香蕉型液晶等。此外，作為液晶的驅動方法，有TN(Twisted Nematic；扭轉向列)模式、STN(Super Twisted Nematic；超扭曲向列)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence；光學補償雙折射)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence；電控雙折射)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal；鐵電液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal；反鐵電液晶)模式、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散型液晶)模式、PNLC(Polymer Network Liquid Crystal：聚合物網路型液晶)模式、賓主模式等。

背光部130包括背光控制電路131以及背光132。背光132配置有發光元件133。

在本實施例模式中，背光132包括多個不同的發光顏色的發光元件133。作為不同的發光顏色的組合，例如可以使用紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的三種發光元件。藉由使用R、G、B的三種原色，可以顯示全彩色圖像。

此外，除了R、G、B的發光元件以外，還可以設置其他發光元件，該其他發光元件發射使從R、G、B的發光元件選擇的多種發光元件同時發光而表現的顏色(例如，以R和G表示的黃色(Y)、以G和B表示的藍綠色(C)、以B和R表示的紫紅色(M)等)。

此外，為使顯示裝置的顏色再現性更豐富，而也可以追加發射三種原色以外的光的發光元件。可以使用R、G、B的發光元件而表現的顏色侷限於顯示在對應於色品圖上的各發光顏色的三點所形成的三角形的內側的顏色。從而，藉由另行追加配置在色品圖上的該三角形的外側的發光元件，可以使顯示裝置的顏色再現特性成為更豐富。

例如，除了背光132的R、G、B以外，還可以設置發射如下顏色的發光元件而使用：從色品圖的中心向色品圖上的對應於藍色的發光元件B的點位於外側的某種座標點所表示的深藍色(Deep Blue: DB)、從色品圖的中心向色品圖上的對應於紅色的發光元件R的點位於外側的某種座標點所表示的深紅色(Deep Red: DR)。

接著，說明本實施例模式所例示的顯示裝置的信號的流動。

從圖像信號供應源101對液晶顯示裝置100輸入類比圖像信號140。類比圖像信號包括圖像信號，例如對應於紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的信號。

A/D轉換電路102將類比圖像信號轉換為數位圖像信號141(數位圖像信號資料(Data))並輸出到圖像處理電路110。藉由預先將圖像信號轉換為數位信號，當在後面檢測圖像信號的差異時，可以容易進行檢測。

圖像處理電路110利用所輸入的數位圖像信號資料生成LC圖像信號142和背光信號143。LC圖像信號142是控制顯示面板120的圖像信號，並且，背光信號143是控制背光部130的信號。

設置在圖像處理電路110中的記憶電路111包括用來儲存關於多個訊框的圖像信號的多個訊框記憶體。對記憶電路111所包括的訊框記憶體的數量沒有特別的限制，而只要是能夠儲存關於多個訊框的圖像信號的元件就可以。注意，訊框記憶體例如由DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)等的記憶元件構成，即可。

注意，訊框記憶體採用按每個訊框期間儲存圖像信號的結構即可，並且，對訊框記憶體的數量沒有特別的限制。此外，訊框記憶體的圖像信號由比較電路112及顯示控制電路113選擇性地讀出。

比較電路112是用來選擇性地讀出儲存在記憶電路111中的連續的訊框期間的圖像信號，並對每個像素進行連續的訊框期間內的該圖像信號的比較，並檢測出差異的電路。

注意，根據有沒有檢測出差異，決定顯示控制電路113及選擇電路115的工作。藉由該比較電路112中的圖像信號的比較，當在任何一個像素中檢測出差異時，判斷檢測出該差異的連續的訊框期間是動態圖像期間。另一方面，藉由比較電路112中的圖像信號的比較，當在所有像素中沒有檢測出差異時，判斷沒有檢測出該差異的連續的訊框期間是靜態圖像期間。就是說，比較電路112利用比較電路112中的差異的檢測，來判斷連續的訊框期間的圖像信號是用來顯示動態圖像的圖像信號還是用來顯示靜態圖像的圖像信號。

注意，也可以將藉由該比較來得到的差異設定為：當超過一定水準時被判斷為檢測出差異。注意，也可以將比較電路112設定為不論差異的大小，而根據差異的絕對值判斷檢測出差異與否。

注意，雖然在本實施例模式中示出藉由利用比較電路112檢測出連續的訊框期間中的圖像信號的差異來判斷是動態圖像還是靜態圖像的結構，但是，也可以採用藉由從外部供應轉換靜態圖像或動態圖像的信號，根據該轉換的信號而顯示靜態圖像或動態圖像的結構。

注意，動態圖像是指藉由將按時間分割為多個訊框的多個圖像轉換為高速來被人眼識別為運態圖像的圖像。明確而言，例如，藉由在一秒內將圖像轉換六十次(六十訊框)以上，可以實現入眼識別為閃爍少的動態圖像。另一方面，靜態圖像是指與動態圖像不同的雖然將按時間分割為多個訊框的多個圖像像素轉換為高速來工作但是在連續的訊框期間例如第n訊框和第(n+1)訊框中不變化的圖像信號。

選擇電路115採用設置多個開關例如由電晶體形成的開關的結構。它是用來當利用比較電路112計算差異並檢測出差異時，即當在連續的訊框中顯示的圖像為動態圖像時，從儲存有該圖像信號的記憶電路111內的訊框記憶體選擇圖像信號而輸出到顯示控制電路113的電路。

注意，選擇電路115是當利用比較電路112進行計算並沒有檢測出圖像信號的差異時，即當在連續的訊框中顯示的圖像為靜態圖像時，不將該圖像信號輸出到顯示控制電路113的電路。當在連續的訊框中顯示的圖像為靜態圖像時，藉由使選擇電路115具有不將圖像信號從訊框記憶體輸出到顯示控制電路113的結構，可以削減功耗。

注意，在本實施例模式的顯示裝置中，將比較電路112判斷為靜態圖像而進行的工作稱為靜態圖像模式，並且，將比較電路112判斷為動態圖像而進行的工作稱為動態圖像模式。

此外，本實施例模式所例示的圖像處理電路也可以具有模式轉換功能。模式轉換功能是藉由該顯示裝置的利用者使用手或外部連接設備選擇該顯示裝置的工作模式，來轉換動態圖像模式或靜態圖像模式的功能。

因此，本實施例模式所例示的顯示裝置也可以具有模式轉換電路。模式轉換電路連接到選擇電路115。模式轉換電路是用來該顯示裝置的利用者使用手或外部連接設備來轉換該顯示裝置的工作模式的輸入單元。

選擇電路115也可以根據從模式轉換電路輸入的信號而將圖像信號輸出到顯示控制電路113。

例如，在以靜態圖像模式工作的情況下，當利用者轉換工作模式從模式轉換電路將模式轉換信號輸入到選擇電路115時，即使比較電路112沒有檢測出連續的訊框中的圖像信號的差異，選擇電路115也可以實行將所輸入的圖像信號依次輸出到顯示控制電路113的模式，即動態圖像模式。此外，在以動態圖像模式工作的情況下，當利用者轉換工作模式從模式轉換電路將模式轉換信號輸入到選擇電路115時，即使比較電路112檢測出連續的訊框中的圖像信號的差異，選擇電路115也可以實行只輸出所選擇的一個訊框的圖像信號的信號的模式，即靜態圖像模式。因此，在本實施例模式的顯示裝置中，當以動態圖像顯示模式工作時時間分割為多個訊框的像素中的一個訊框被顯示為靜態圖像。

顯示控制電路113是使根據利用比較電路112檢測出的差異而選擇電路115選擇的圖像信號最適於顯示面板120及背光部130的電路。

例如，較佳的是，當數位圖像信號141由R、G及B的信號構成時，也根據背光132所具有的R、G及B的發光元件的發光特性而使圖像信號最佳化。此外，當在背光132中設置有R、G及B以外的發光元件時，顯示控制電路113根據原先的圖像信號生成驅動該發光元件的信號，從而使顯示裝置的顏色再現性最佳化。

例如，當將由R、G及B構成的數位圖像信號資料(1)轉換為適於設置有R、G、B、DR及DB的五種顏色的發光元件的背光132的數位圖像信號資料(4)時，顯示控制電路113根據原先的數位圖像信號資料(1)生成以發光元件DR及DB表現的數位圖像信號資料(2)。同時，從原先的數位圖像信號資料(1)減去以發光元件DR及DB表現的數位圖像信號資料(2)，而生成數位圖像信號資料(3)。接著，生成包括以發光元件DR及DB表現的數位圖像信號資料(2)、以發光元件R、G及B表現的數位圖像信號資料(3)且最適於設置有R、G、B、DR及DB的五種顏色的發光元件的背光132的數位圖像信號資料(4)。

此外，本實施例模式所例示的顯示裝置包括連接到第一系統的信號線的第一系統的子像素123a和連接到第二系統的信號線的第二系統的子像素123b，並且，顯示控制電路113決定輸出圖像信號的信號線。

明確而言，當比較電路112將圖像信號判斷為動態圖像時顯示控制電路113將圖像信號輸出到第一系統的子像素123a，並且，當比較電路112將圖像信號判斷為靜態圖像時顯示控制電路113將圖像信號輸出到第二系統的子像素123b。

場循序信號生成電路114是用來根據在顯示控制電路113中生成的圖像信號來控制顯示面板120的驅動電路121及背光部130的背光控制電路131的電路。

此外，場循序信號生成電路114也是用來控制使顯示面板120和背光部130同步的開始脈衝SP以及時鐘信號CK等控制信號的供應或停止的轉換的電路。

接著，說明場循序信號生成電路114控制顯示面板120的驅動電路121及背光部130的背光控制電路131的方法。場循序信號生成電路114的工作根據比較電路112將圖像信號判斷為動態圖像還是靜態圖像而不同。注意，在此，圖像信號由R、G及B構成，並且，背光132包括R、G及B的發光元件(明確而言，LED)。

首先，說明當比較電路112將圖像信號判斷為動態圖像時的場循序信號生成電路114的工作。場循序信號生成電路114利用動態圖像模式處理包括動態圖像的圖像信號。明確而言，在時間軸上場循序信號生成電路114將顯示控制電路113進行了最佳化的圖像信號分別壓縮為1/(3n)倍。注意，n是在將一個訊框分割為n個子訊框的情況下使用的n相同的值。並且，將對應於在時間軸上被壓縮為1/(3n)倍的R、G及B的場序制彩色圖像信號(例如，R1、G1、B1、R2、G2、B2)供應到驅動電路121。

此外，場循序信號生成電路114將背光信號143供應到背光132。背光信號143是使設置在背光132中的R、G及B的發光元件點亮的信號，並且，它是與對應於R、G及B的場循序彩色圖像信號成為一對的信號。

此外，顯示面板120和背光部130與場循序信號生成電路114所發生的同步信號同步而工作，而顯示動態圖像。

另一方面，在比較電路112將圖像信號判斷為靜態圖像的情況下，場循序信號生成電路114不生成場循序彩色圖像信號，並且，將一個訊框的靜態圖像資料供應到顯示面板120的驅動電路121。

然後，場循序信號生成電路114停止向驅動電路121及背光控制電路131供應圖像信號及各控制信號。

此外，實施例模式所例示的顯示裝置也可以包括測光電路。設置有測光電路的顯示裝置可以檢測出放置有該顯示裝置的環境的明亮度。其結果，連接有測光電路的顯示控制電路113可以根據從測光電路輸入的信號而改變顯示面板120的驅動方法。

例如，當測光電路檢測出本實施例模式所例示的顯示裝置在昏暗的環境下被使用時，即使比較電路112將圖像信號判斷為靜態圖像，顯示控制電路113也將圖像信號輸出到第一系統的子像素123a，使背光132點亮。因為第一系統的子像素123a包括具有透光性的像素電極，所以可以利用背光來提供可見度高的靜態圖像。

此外，例如，當測光電路檢測出本實施例模式所例示的顯示裝置在極為明亮的外光下(例如，室外的直射的陽光下)被使用時，即使比較電路112將圖像信號判斷為動態圖像，顯示控制電路113也將圖像信號輸出到第二系統的子像素123b。因為第二系統的子像素123b包括反射藉由液晶層入射的光的像素電極，所以在極為明亮的外光下也可以提供可見度高的靜態圖像及動態圖像。

在顯示根據本實施例模式的結構的靜態圖像的期間中，可以削減如頻繁寫入圖像信號那樣的工作。此外，因為可以在不使用背光的情況下顯示靜態圖像，所以功耗極小。

此外，本實施例模式所例示的顯示裝置除了可以在降低功耗的情況下顯示靜態圖像以外，還可以不使用濾色片而顯示全彩色圖像及動態圖像。因為濾色片不吸收背光的光，所以光的利用效率高，並且，在顯示全彩色圖像及動態圖像時也抑制功耗。

此外，當看到藉由多次的圖像信號的寫入而得到的圖像時，入眼看到多次改變的圖像。因此，有可能使人眼疲勞。如本實施例模式所說明，藉由採用削減了圖像信號的寫入次數的結構，也可以得到降低眼的疲勞的效果。

注意，本實施例模式可以與本說明書中所示的其他實施例模式適當地組合。

實施例模式2

在本實施例模式中，使用像素連接圖、時序圖等而說明液晶顯示裝置的驅動方法。首先，圖2示出液晶顯示裝置的顯示面板的示意圖。在圖2中，顯示面板包括：像素部151、第一掃描線152(也稱為閘極線)、第一信號線153(也稱為資料線)、第二掃描線154、第二信號線155、像素156、公共電極169(也稱為共同電極)、電容線170、第一掃描線驅動電路157、第一信號線驅動電路158、第二掃描線驅動電路159、第二信號線驅動電路160。

像素156大致劃分成透過電極部161和反射電極部162。透過電極部161包括像素電晶體163、液晶元件164、電容元件165。像素電晶體163的閘極連接到第一掃描線152，被用作源極電極和汲極電極中的一方的第一端子連接到第一信號線153，並且，被用作源極電極和汲極電極中的另一方的第二端子連接到液晶元件164的一方的電極及電容元件165的第一電極。注意，液晶元件164的另一方的電極連接到公共電極169。注意，電容元件165的第二電極連接到電容線170。

此外，反射電極部162包括像素電晶體166、液晶元件167、電容元件168。像素電晶體166的閘極連接到第二掃描線154，被用作源極電極和汲極電極中的一方的第一端子連接到第二信號線155，並且，被用作源極電極和汲極電極中的另一方的第二端子連接到液晶元件167的一方的電極及電容元件的168的第一電極。注意，液晶元件167的另一方的電極連接到公共電極169。注意，電容元件168的第二電極連接到電容線170。

注意，在圖2中，第一掃描線152及第二掃描線154分別由第一掃描線驅動電路157及第二掃描線驅動電路159驅動。此外，第一信號線驅動電路158及第二信號線驅動電路160向第一信號線153及第二信號線155供應分別不同的圖像信號(下面，稱為第一資料、第二資料)。並且，在透過電極部161的液晶元件164及反射電極部162的液晶元件167中根據不同的圖像信號而控制灰度。

注意，像素電晶體163及像素電晶體166較佳由包括薄膜的氧化物半導體層的薄膜電晶體(下面，也稱為TFT)構成。

另外，薄膜電晶體是指至少具有三個端子即閘極、汲極電極以及源極電極的元件，在汲極區和源極區之間具有通道區，並且可以使電流藉由汲極區、通道區及源極區流過。在此，因為源極電極和汲極電極根據電晶體的結構或工作條件等而更換，所以很難限定哪個是源極電極哪個是汲極電極。因此，在本案(說明書、申請專利範圍、附圖等)中，有時不將用作源極電極及汲極電極的區域稱為源極電極或汲極電極。在此情況下，作為一個例子，有時將用作源極電極或汲極電極的區域分別記為第一端子、第二端子。或者，有時將用作源極電極或汲極電極的區域分別記為第一電極、第二電極。或者，有時將用作源極電極或汲極電極的區域分別記為源極區、汲極區。

注意，第一掃描線驅動電路157、第一信號線驅動電路158、第二掃描線驅動電路159、第二信號線驅動電路160較佳與像素部151設置在相同的基板上，但是並不一定需要將它們設置在與像素部151相同的基板上。藉由將第一掃描線驅動電路157、第一信號線驅動電路158、第二掃描線驅動電路159、第二信號線驅動電路160設置在與像素部151相同的基板上，可以削減與外部的連接端子數，從而可以謀求實現液晶顯示裝置的小型化。

注意，像素156配置(排列)為矩陣狀。在此，像素配置(排列)為矩陣狀的情況包括在縱方向或橫方向上像素在直線上列隊而被配置的情況、在鋸齒線上被配置的情況。

注意，寫明有“A與B連接”的情況包括A與B電連接的情況、A與B功能性地連接的情況、A與B直接連接的情況。

接著，參照圖3A而說明顯示面板的工作和背光的工作。如上述實施例模式所說明，顯示面板的工作粗略分類為動態圖像顯示期間301和靜態圖像顯示期間302。

注意，較佳的是，將動態圖像顯示期間301中的一個訊框期間的週期(或者訊框頻率)設定為1/60秒以下(60Hz以上)。藉由提高訊框頻率，可以使看圖像的人不感覺到閃爍。此外，藉由在靜態圖像顯示期間302中，使一個訊框期間的週期極長，例如一分鐘以上(0.017Hz以下)，與多次轉換相同的圖像的情況相比，可以降低眼的疲勞。

注意，當作為像素電晶體163及像素電晶體166的半導體層使用氧化物半導體時，可以降低截止電流。因此，在像素中，可以將圖像信號等的電信號的保持時間設定得長，並且，也可以將寫入間隔設定得長。因此，可以將一個訊框期間的週期設定得長，並且，可以降低靜態圖像顯示期間302中的刷新工作的頻度，所以可以進一步提高抑制功耗的效果。

在圖3A所示的動態圖像顯示期間301中，如上述實施例模式所說明，因為用來利用場循序驅動而顯示動態圖像的驅動電路控制信號被供應到第一掃描線側驅動電路157及第一信號線驅動電路158(下面，稱為第一驅動電路)，並且，用來使各像素進行黑色顯示的驅動電路控制信號供應到第二掃描線驅動電路159及第二信號線驅動電路160(下面，稱為第二驅動電路)，從而第一驅動電路及第二驅動電路工作。此外，在圖3A所示的動態圖像顯示期間301中，用來利用場序制驅動而進行彩色顯示的背光信號143被供應到背光，從而背光工作。並且，顯示面板可以進行彩色的動態圖像顯示。

在圖3A所示的靜態圖像顯示期間302中，如上述實施例模式所說明，利用反射光的透過或非透過而表現黑白的灰度(附圖中，寫為BK/W)，所以用來寫入靜態圖像的圖像信號的驅動電路控制信號被供應到第二驅動電路，從而第二驅動電路工作。注意，當在寫入圖像信號的期間以外的期間中不對第二驅動電路供應驅動電路控制信號時，可以謀求實現低功耗化。此外，在圖3A所示的靜態圖像顯示期間302中，採用利用外光的反射光視覺確認到顯示的結構，背光根據背光控制信號而成為不工作的狀態。並且，顯示面板可以進行利用黑白的灰度的靜態圖像顯示。

接著，參照圖3B的時序圖而詳細說明圖3A的動態圖像顯示期間301，並且，參照圖3C的時序圖而詳細說明圖3A的靜態圖像顯示期間302。注意，圖3B及圖3C所示的時序圖為了說明而誇大表示，所以除了特別說明的情況以外，各信號不同步地工作。

首先，說明圖3B。在圖3B中，作為一個例子，示出動態圖像顯示期間301中的向第一掃描線驅動電路157及第二掃描線驅動電路159供應的時鐘信號GCK(附圖中，GCK1、2)及開始脈衝GSP(附圖中，GSP1、2)、向第一信號線驅動電路158及第二信號線驅動電路160供應的時鐘信號SCK(附圖中，SCK1、2)及開始脈衝SSP(附圖中，SSP1、2)、第一資料、第二資料、背光的點亮狀態。注意，關於背光，說明作為多個發光元件的一個例子而依次使RGB的三種顏色點亮的結構。注意，藉由作為背光而使用LED，從而可以謀求實現低功耗化及長使用壽命化。

在動態圖像顯示期間301中，時鐘信號GCK1、2成為經常供應的時鐘信號。此外，開始脈衝GSP1、2成為對應於垂直同步頻率的脈衝。此外，時鐘信號SCK1、2成為經常供應的時鐘信號。此外，開始脈衝SSP1、2成為對應於一個閘極選擇期間的脈衝。注意，在動態圖像顯示期間301中，以場序制方式顯示動態圖像，所以首先對各像素寫入關於R(紅色)的顯示的圖像信號，接著使R的背光點亮，接著對各像素寫入關於G(綠色)的顯示的圖像信號，接著使G的背光點亮，接著對各像素寫入關於B(藍色)的顯示的圖像信號，接著使B的背光點亮，並且反復上述工作，來改變圖像信號，從而，觀看者可以看到彩色的動態圖像顯示。此外，在動態圖像顯示期間301中，第二資料是用來顯示BK(黑色)的灰度的圖像信號，並且，對像素156的反射電極部162寫入該第二資料。藉由將用來顯示黑色的圖像信號用作第二資料，外光被照射到反射電極部162。由此，可以謀求實現解決由於漏光而降低可見度的透過電極部161的動態圖像的可見度的問題。

接著，說明圖3C。在圖3C中，將靜態圖像顯示期間302分類為靜態圖像寫入期間303、靜態圖像保持期間304而進行說明。

在靜態圖像寫入期間303中，供應到第二掃描線驅動電路159的時鐘信號GCK2成為用來進行一個畫面的寫入的時鐘信號。此外，供應到第二掃描線驅動電路159的起始脈衝GSP2成為用來進行一個畫面的寫入的脈衝。此外，供應到第二信號線驅動電路160的時鐘信號SCK2成為用來進行一個畫面的寫入的時鐘信號。此外，供應到第二信號線驅動電路160的起始脈衝SSP2成為用來進行一個畫面的寫入的脈衝。注意，在靜態圖像寫入期間303中，以利用反射光來顯示黑白的灰度的圖像信號BK/W顯示靜態圖像，所以用來實現彩色顯示的背光成為非點亮的狀態。

在靜態圖像保持期間304中，停止用來驅動第一驅動電路及第二驅動電路的時鐘信號GCK1、2、起始脈衝GSP1、2、時鐘信號SCK1、2、起始脈衝SSP1、2的供應。所以在靜態圖像保持期間304中，可以降低電力消耗，所以可以謀求實現低功耗化。注意，在靜態圖像保持期間304中，在靜態圖像寫入期間303中寫入到像素的圖像信號由其截止電流極小的像素電晶體保持，所以可以保持一分鐘以上的彩色顯示的靜態圖像期間。此外，關於靜態圖像保持期間304，在電容器所保持的圖像信號經過一定的期間而變化之前，新設置靜態圖像寫入期間303，寫入與前面的期間的圖像信號相同的圖像信號(刷新工作)，再度得到靜態圖像保持期間304，即可。

本實施例模式所說明的液晶顯示裝置當進行靜態圖像顯示時可以謀求實現低功耗化。

本實施例模式可以與實施例模式1所記載的結構適當地組合來實施。

實施例模式3

在本實施例模式中，參照時序圖等而說明與上述實施例模式2所說明的液晶顯示裝置的驅動方法不同的結構。首先，圖4A示出時序圖而說明上述實施例模式2所說明的動態圖像顯示期間301中的背光的驅動方法。

圖4A的時序圖與圖3B不同之點是在寫入圖像信號後連續進行背光的點亮，然後設置背光的熄燈期間(圖4A的BL)。藉由在進行其次的圖像信號的寫入之前設置背光的熄燈期間，可以降低顏色的閃爍等，並且，可以謀求實現可見度的提高。

此外，圖4B示出與圖4A不同的結構。圖4B的時序圖與圖4A不同之點是設置B(藍色)的發光期間而代替背光的熄燈期間BL。藉由在進行其次的圖像信號的寫入之前設置藍色的發光期間，與設置熄燈期間的情況同樣，可以降低顏色的閃爍等，並且，可以謀求實現可見度的提高。

此外，在上述實施例模式2中，說明作為用於背光的多個發光元件的一例而使用RGB的三種顏色的情況，但是也可以採用其他結構。作為一個例子，也可以如圖5A所示採用使用五種顏色的發光元件311來控制背光的結構。

圖5A作為一個例子而示出包括第一紅色發光元件R1、第二紅色發光元件R2、綠色發光元件G、第一藍色發光元件B1、第二藍色發光元件B2的發光元件311。接著，在圖5B中，與圖4A和4B同樣，說明上述實施例模式2所說明的動態圖像顯示期間301中的圖5A所示的背光點亮時的控制。

在圖5B中，作為寫入R的圖像信號後的背光的點亮，進行第一紅色發光元件R1及第一藍色發光元件B1的點亮。此外，作為寫入G的圖像信號後的背光的點亮，進行綠色發光元件G及第二藍色發光元件B2的點亮。此外，作為寫入B的圖像信號後的背光的點亮，進行第一藍色發光元件B1及第二藍色發光元件B2的點亮。接著，作為寫入R的圖像信號後的背光的點亮，進行第二紅色發光元件R2及第二藍色發光元件B2的點亮。此外，作為寫入G的圖像信號後的背光的點亮，進行綠色發光元件G及第一藍色發光元件B1的點亮。此外，作為寫入B的圖像信號後的背光的點亮，進行第二藍色發光元件B2及第一藍色發光元件B1的點亮。

藉由採用圖5B所示的結構，可以在RGB的顏色要素轉換的期間中設置藍色的發光期間，所以可以得到與圖4B同樣的效果。此外，作為第一紅色發光元件R1和第二紅色發光元件R2也可以使用由不同的色品座標的材料構成的發光元件，並且，第一藍色發光元件B1和第二藍色發光元件B2也可以使用由不同的色品座標的材料構成的發光元件，從而可以擴大彩色顯示的顏色表現範圍。

實施例模式4

圖6示出液晶顯示模組190的結構。液晶顯示模組190包括背光部130、液晶元件被設置為矩陣狀的顯示面板120、夾持顯示面板120的偏光板125a及偏光板125b。在背光部130中，將發光元件例如三種原色的LED(133R、133G及133B)配置為矩陣狀。並且，可以將在顯示面板120和發光元件之間配置擴散板134並將其用作背光部130。此外，用作外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)126電連接到設置在顯示面板120中的端子部。

在圖6中，三種顏色的光135由箭頭(R、G及B)模式性地示出。從背光部130依次發射的脈衝狀的不同顏色的光由與背光部130同步地工作的顯示面板120的液晶元件調變，而從液晶顯示模組190傳達至觀察人。所以，依次發射的光被觀察人識別為映射。

此外，圖6模式性地示出外光139透過顯示面板120上的液晶元件並被其下部電極反射的情況。透過液晶元件的光的強度由圖像信號調變，所以觀察人也可以根據外光139的反射光而看到映射。

圖7A是顯示區域的平面圖，並且，圖7B是等效電路，示出一個像素的像素。圖8是沿著圖7A的線V1-V2、線W1-W2以及線X1-X2的截面圖。

在圖7中，多個源極電極佈線層(包括源極電極層或汲極電極層555b、565b)以彼此平行(附圖中在上下方向上延伸)且彼此分開的方式被配置。多個閘極佈線層(包括閘極電極層551)以在與源極電極佈線層大體正交的方向上(附圖中在左右方向上)延伸且彼此分開的方式被配置。電容佈線層被配置在與多個閘極佈線層分別相鄰的位置上，並且，在與閘極佈線層大體平行的方向上，即在與源極電極佈線層大體正交的方向上(附圖中在左右方向上)延伸。

圖7A和7B和圖8的液晶顯示裝置是半透過型液晶顯示裝置，並且，像素區域由反射區域498及透過區域499構成。在反射區域498中，作為像素電極層而形成反射電極層577。在透過區域499中，作為像素電極層而形成透明電極層576。如圖7A和7B和圖8所示，當透明電極層576和反射電極層577夾著絕緣膜571而層疊為它們的端部彼此重疊時，可以在像素區域中有效地設置顯示區域。注意，雖然在圖8中示出在層間膜413上依次層疊透明電極層576、絕緣膜571、反射電極層577的實例，但是也可以在層間膜413上依次層疊反射電極層577、絕緣膜571、透明電極層576。

在圖7B中，如等效電路所示，在一個像素內具有電連接到反射電極層577及源極電極層或汲極電極層565b的電晶體560、電連接到透明電極層576及源極電極層或汲極電極層555b的電晶體550。電晶體560是控制反射區域的導通/截止的反射區域用電晶體，並且，電晶體550是控制透過區域的導通/截止的透過區域用電晶體。

在電晶體550、560上設置絕緣膜407、409及層間膜413，並且，在形成於絕緣膜407、409及層間膜413中的各開口(接觸孔)中，電晶體550電連接到透明電極層576，並且，電晶體560電連接到反射電極層577。

如圖8所示，在第二基板442上形成公共電極層(也稱為對電極層)448，並且，該公共電極層448夾著液晶層444而與第一基板441上的透明電極層576及反射電極層577相對。注意，在圖7A和7B及圖8所示的液晶顯示裝置中，在透明電極層576及反射電極層577與液晶層444之間設置有取向膜460a，並且，在公共電極層448與液晶層444之間設置有取向膜460b。取向膜460a和取向膜460b是具有控制液晶的取向的功能的絕緣層，並且，根據液晶材料而也可以不設置取向膜460a和取向膜460b。

電晶體550、560是底閘結構的反交錯型電晶體的實例，電晶體550包括閘極電極層551、閘極絕緣層402、半導體層553、源極電極層或汲極電極層555a以及源極電極層或汲極電極層555b，並且，電晶體560包括閘極電極層551、閘極絕緣層402、半導體層563、源極電極層或汲極電極層565a以及源極電極層或汲極電極層565b。此外，電晶體550、560分別包括電容器，並且，如圖8所示，在反射區域498中，層疊與閘極電極層551相同的製程形成的電容佈線層558、閘極絕緣層402以及與源極電極層或汲極電極層555a、555b、565a、565b相同的製程形成的導電層579，而形成電容器。注意，較佳的是，覆蓋電容佈線層558地形成與由鋁(Al)、銀(Ag)等反射導電膜形成的反射電極層577相同的製程形成的佈線層580。

本實施例模式所示的半透過型液晶顯示裝置藉由控制電晶體550的導通/截止來在透過區域499中顯示彩色動態圖像，並且，藉由控制電晶體560的導通/截止來在反射區域498中顯示單色(黑白)靜態圖像。藉由使電晶體550和電晶體560分別工作，可以分別獨立控制反射區域498的顯示和透過區域499的顯示。

在透過區域499中，利用來自設置在第一基板441一側的背光的入射光來進行顯示。藉由將RGB的發光二極體(LED)用於背光，可以進行彩色顯示。再者，在本實施例模式中，採用使用發光二極體(LED)以時間分割的方式進行彩色顯示的繼時加法混色法(場循序方法)。

另一方面，在反射區域498中藉由利用反射電極層577反射從第二基板442一側入射的外光而進行顯示。

圖9和圖10示出在液晶顯示裝置中在反射電極層577上形成凹凸的實例。圖9是藉由在反射區域498中將層間膜413的表面形成為凹凸形狀，以在反射電極層577上形成凹凸形狀的實例。可以進行選擇性的蝕刻加工，以形成層間膜413表面的凹凸形狀。例如，可以對感光性的有機樹脂進行光微影製程來形成具有凹凸形狀的層間膜413。此外，圖10是藉由在反射區域498中在層間膜413上設置凸形狀的結構體，以在反射電極層577上形成凹凸形狀的實例。注意，在圖10中，利用絕緣層480及絕緣層482的疊層來形成凸形狀的結構體。例如，作為絕緣層480，可以使用氧化矽、氮化矽等無機絕緣層，並且，作為絕緣層482，可以使用聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂等有機樹脂。首先，藉由濺射法在層間膜413上形成氧化矽膜，並且，藉由塗布法在氧化矽膜上形成聚醯亞胺樹脂膜。將氧化矽膜用作蝕刻停止層，對聚醯亞胺樹脂膜進行蝕刻加工。藉由以受到加工的聚醯亞胺樹脂層為掩模對氧化矽膜進行蝕刻，可以形成如圖10所示的由絕緣層480和絕緣層482的疊層構成的凸形狀的結構體。

如圖9及圖10所示，當反射電極層577的表面具有凹凸時，使所入射的外光漫反射，從而可以進行更良好的顯示。因此，提高顯示的可見度。

本實施例模式可以分別與實施例模式1至3自由組合。

實施例模式5

在本實施例模式中示出可應用於本說明書所公開的液晶顯示裝置的電晶體的例子。對可應用於本說明書所公開的液晶顯示裝置的電晶體的結構沒有特別的限制，例如可以採用具有頂閘結構或底閘結構的交錯型及平面型等。此外，電晶體可以採用形成一個通道形成區的單閘結構、形成兩個通道形成區的雙閘結構或形成三個通道形成區的三閘結構。另外，還可以採用在通道區上及下隔著閘極絕緣層配置兩個閘極電極層的雙閘型。另外，圖11A至11D示出電晶體的截面結構的一例。圖11A至11D所示的電晶體將氧化物半導體用作半導體。使用氧化物半導體的優點是藉由較簡單且低溫的製程可以得到高遷移率及低截止電流。但是，也可以使用其他半導體。

圖11A所示的電晶體410是底閘結構的薄膜電晶體之一，且還將其稱為反交錯型薄膜電晶體。

電晶體410在具有絕緣表面的基板400上包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、氧化物半導體層403、源極電極層405a及汲極電極層405b。此外，設置有覆蓋電晶體410並層疊在氧化物半導體層403的絕緣膜407。在絕緣膜407上還形成有絕緣膜409。

圖11B所示的電晶體420是被稱為通道保護型(也稱為通道停止型)的底閘結構之一，且還將其稱為反交錯型薄膜電晶體。

電晶體420在具有絕緣表面的基板400上包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、氧化物半導體層403、覆蓋氧化物半導體層403的通道形成區的用作通道保護層的絕緣層427、源極電極層405a及汲極電極層405b。此外，覆蓋電晶體420地形成有絕緣膜409。

圖11C所示的電晶體430是底閘型的薄膜電晶體，並且在具有絕緣表面的基板400上包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、源極電極層405a、汲極電極層405b及氧化物半導體層403。此外，設置有覆蓋電晶體430並與氧化物半導體層403接觸的絕緣膜407。在絕緣膜407上還形成有絕緣膜409。

在電晶體430中，與基板400及閘極電極層401上接觸地設置閘極絕緣層402，在閘極絕緣層402上接觸地設置主動電極層405a、汲極電極層405b。而且，在閘極絕緣層402及汲極電極層405a、汲極電極層405b上設置有氧化物半導體層403。

圖11D所示的電晶體440是頂閘結構的薄膜電晶體之一。電晶體440在具有絕緣表面的基板400上包括絕緣層437、氧化物半導體層403、源極電極層405a、汲極電極層405b、閘極絕緣層402、閘極電極層401。與源極電極層405a、汲極電極層405b分別接觸地設置有佈線層436a、佈線層436b，並且源極電極層405a、汲極電極層405b分別與佈線層436a、佈線層436b電連接。

在本實施例模式中，如上所述，作為半導體層使用氧化物半導體層403。作為用於氧化物半導體層403的氧化物半導體，可以使用四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn-O類、三元金屬氧化物的In-Ga-Zn-O類、In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、二元金屬氧化物的In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、Zn-Mg-O類、Sn-Mg-O類、In-Mg-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類等。此外，上述氧化物半導體也可以包含SiO₂。在此，例如In-Ga-Zn-O類氧化物半導體是指至少包含In、Ga及Zn的氧化物，且對其組成比沒有特別的限制。此外，也可以包含In、Ga及Zn以外的元素。

另外，作為氧化物半導體層403，可以使用以化學式InMO₃(ZnO)_m(m>0)表示的薄膜。在此，M表示選自Ga、Al、Mn及Co中的一種或多種金屬元素。例如，作為M，有Ga、Ga及Al、Ga及Mn或Ga及Co等。

使用氧化物半導體層403的電晶體410、420、430、440可以降低截止狀態下的電流值(截止電流值)。因此，可以延長圖像資料等的電信號的保持時間，並也可以將寫入間隔設定得長。從而，因為可以減少刷新工作的頻度，所以可以發揮抑制功耗的效果。

此外，由於使用氧化物半導體層403的電晶體410、420、430、440可以獲得較高的電場效應遷移率，可以進行高速驅動。因此，藉由將該電晶體用於液晶顯示裝置的像素部，可以抑制顏色分離而提供高圖像品質的圖像。另外，因為該電晶體在同一基板上分別製造驅動電路部或者像素部，所以可以縮減液晶顯示裝置的部件數量。

對能夠用於具有絕緣表面的基板400的基板沒有大的限制，而使用玻璃基板諸如鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等。

在底閘結構的電晶體410、420、430中，也可以將成為基底膜的絕緣膜設置在基板和閘極電極層之間。基底膜具有防止來自基板的雜質元素的擴散的功能，並且使用由選自氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜或氧氮化矽膜中的一種膜或多種膜構成的疊層結構形成該基底膜。

作為閘極電極層401的材料，可以使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金材料，以單層或疊層形成閘極電極層401。

作為閘極絕緣層402，可以藉由電漿CVD法或濺射法等並使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氧氮化鋁層、氮氧化鋁層或氧化鉿層的單層或疊層形成。例如，作為第一閘極絕緣層，藉由電漿CVD法形成厚度為50nm以上且200nm以下的氮化矽層(SiN_y(y>0))，且在第一閘極絕緣層上層疊用作第二閘極絕緣層的厚度為5nm以上且300nm以下的氧化矽層(SiO_x(x>0))，來形成總厚度為200nm的閘極絕緣層。

作為用於源極電極層405a、汲極電極層405b的導電膜，例如可以使用選自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素或以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜等。此外，還可以採用在Al、Cu等的金屬層的下側或上側的一方或兩者層疊Ti、Mo、W等的高熔點金屬層的結構。另外，也可以藉由使用添加有防止在Al膜中產生小丘或晶須的元素(Si、Nd、Sc等)的Al材料，來提高耐熱性。

如連接到源極電極層405a、汲極電極層405b的佈線層436a、佈線層436b那樣的導電膜也可以使用與源極電極層405a、汲極電極層405b同樣的材料。

此外，作為成為源極電極層405a、汲極電極層405b(包括由與它們相同的層形成的佈線層)的導電膜，也可以使用導電金屬氧化物形成。作為導電金屬氧化物，可以使用氧化銦(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)或使這些金屬氧化物材料包含氧化矽的材料。

作為絕緣膜407、絕緣層427、437，可以典型地使用無機絕緣膜諸如氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜等。

作為絕緣膜409，可以使用無機絕緣膜諸如氮化矽膜、氮化鋁膜、氮氧化矽膜、氮氧化鋁膜等。

此外，也可以在絕緣膜409上形成平坦化絕緣膜以減少因電晶體產生的表面凹凸。作為平坦化絕緣膜，可以使用聚醯亞胺、丙烯酸、苯並環丁烯等的有機材料。此外，除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)等。另外，也可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成平坦化絕緣膜。

像這樣，在本實施例模式中，藉由使用包括氧化物半導體層的電晶體，可以提供高功能的液晶顯示裝置。

實施例模式6

在本實施例模式中，參照圖12A至12E對包括氧化物半導體層的電晶體及製造方法的一例進行詳細說明。可以與上述實施例模式同樣地進行與上述實施例模式相同部分或具有同樣功能的部分及製程，而省略反復說明。此外，省略相同部分的詳細說明。

圖12A至12E示出電晶體的截面結構的一例。圖12A至12E所示的電晶體510是具有與圖11A所示的電晶體410相同的底閘結構的反交錯型薄膜電晶體。

作為用於本實施例模式的半導體層的氧化物半導體，使用如下一種氧化物半導體，其中藉由以從氧化物半導體去除n型雜質的氫，並儘量不包含氧化物半導體的主要成分之外的雜質的方式進行高純度化，實現i型(本徵)或大致i型(本徵)。也就是說，其特徵是不藉由添加雜質實現i型化，而藉由儘量去除氫、水等的雜質，來實現高純度化的i型(本徵半導體)或近於高純度化的i型。從而，電晶體510所具有的氧化物半導體層是高純度化及在電性i型(本徵)化的氧化物半導體層。

此外，在高純度化的氧化物半導體中，載子極少(近於0)，載子濃度低於1×10¹⁴/cm³，較佳低於1×10¹²/cm³，更佳低於1×10¹¹/cm³。

因為在氧化物半導體中載子極少，所以可以降低電晶體510的截止電流。截止電流越少越佳。

明確而言，上述具備氧化物半導體層的薄膜電晶體可以在室溫下將通道寬度的每1μm的截止電流密度設定為10aA/μm(1×10^-17A/μm)以下或1aA/μm(1×10^-18A/μm)以下，進一步設定為10zA/μm(1×10^-20A/μm)以下。

藉由將在截止狀態下的電流值(截止電流值)極小的電晶體用作實施例模式1的像素部中的電晶體，可以減少靜態圖像區中的刷新工作的寫入次數。

此外，上述具備氧化物半導體層的電晶體510幾乎沒有導通電流的溫度依賴性，並且截止電流仍極小。

下面，參照圖12A至12E而說明在基板505上製造電晶體510的製程。

首先，在具有絕緣表面的基板505上形成導電膜，然後藉由第一光微影製程形成閘極電極層511。另外，也可以藉由噴墨法形成抗蝕劑掩模。因為當藉由噴墨法形成抗蝕劑掩模時不使用光掩模，所以可以減少製造成本。

作為具有絕緣表面的基板505，可以使用與實施例模式5所示的基板400同樣的基板。在本實施例模式中，作為基板505使用玻璃基板。

也可以在基板505和閘極電極層511之間設置成為基底膜的絕緣膜。基底膜具有防止來自基板505的雜質元素的擴散的功能，並且使用由選自氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧氮化矽膜中的一種膜或多種膜構成的疊層結構形成基底膜。

此外，作為閘極電極層511的材料，可以使用鉬、鈦、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金材料，並且，以單層或疊層形成閘極電極層511。

接著，在閘極電極層511上形成閘極絕緣層507。作為閘極絕緣層507，可以藉由電漿CVD法或濺射法等並使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氧氮化鋁層、氮氧化鋁層或氧化鉿層的單層或疊層形成。

作為本實施例模式的氧化物半導體，使用藉由去除雜質而實現i型化或實際上i型化的氧化物半導體。因為這種高純度化的氧化物半導體對介面能級、介面電荷極敏感，所以氧化物半導體層和閘極絕緣層之間的介面是重要的。由此，與高純度化的氧化物半導體接觸的閘極絕緣層被要求高品質化。

例如，使用μ波(例如，頻率為2.45GHz)的高密度電漿CVD可以形成緻密且絕緣耐壓性及品質高的絕緣層，所以是較佳的。這是因為藉由使高純度化的氧化物半導體和高品質的閘極絕緣層密接，可以降低介面能級而使介面特性良好。

當然，只要能夠形成用作閘極絕緣層的優質的絕緣層，就可以應用濺射法、電漿CVD法等的其他成膜方法。此外，也可以採用藉由成膜之後的熱處理，對其膜性質、與氧化物半導體之間的介面特性進行改善的絕緣層。總之，只要採用如下絕緣層就可以：作為閘極絕緣層的膜性質良好，並且，可以降低與氧化物半導體之間的介面能級密度而形成良好的介面。

此外，為了儘量不使閘極絕緣層507、氧化物半導體膜530包含氫、羥基及水分，作為在形成氧化物半導體膜530之前進行的預處理，較佳在濺射裝置的預備加熱室中對形成有閘極電極層511的基板505或形成到閘極絕緣層507的基板505進行預備加熱，來對吸附到基板505的氫、水分等的雜質進行脫離及排氣。注意，作為設置在預備加熱室的排氣單元，較佳使用低溫泵。另外，也可以省略該預備加熱處理。此外，也可以同樣地在形成絕緣層516之前對形成到源極電極層515a及汲極電極層515b的基板505進行該預備加熱。

接著，在閘極絕緣層507上形成厚度為2nm以上且200nm以下，較佳為5nm以上且30nm以下的氧化物半導體膜530(參照圖12A)。

另外，較佳的是，在藉由濺射法形成氧化物半導體膜530之前，進行引入氬氣體產生電漿的反濺射，來去除附著於閘極絕緣層507表面的粉狀物質(也稱為微粒、塵屑)。反濺射是指如下一種方法，其中不對靶材一側施加電壓而在氬氣圍下使用RF電源對基板一側施加電壓來在基板一側形成電漿，來對表面進行改善。另外，也可以使用氮、氦、氧等而代替氬氣圍。

作為用於氧化物半導體膜530的氧化物半導體，可以使用實施例模式5所示的四元金屬氧化物、三元金屬氧化物、二元金屬氧化物、In-O類、Sn-O類、Zn-O類等的氧化物半導體。此外，上述氧化物半導體也可以包含SiO₂。在本實施例模式中，作為氧化物半導體膜530，使用In-Ga-Zn-O類氧化物靶材並藉由濺射法進行成膜。該步驟的截面圖相當於圖12A。此外，可以在稀有氣體(典型的是氬)氣圍下、氧氣圍下或稀有氣體或氧氣圍的混合氣圍下藉由濺射法形成氧化物半導體膜530。

作為用於藉由濺射法製造氧化物半導體膜530的靶材，例如可以使用具有In₂O₃:Ga₂O₃:ZnO=1:1:1[mol數比]的組成比的靶材。此外，還可以使用具有In₂O₃:Ga₂O₃:ZnO=1:1:2[mol數比]或者In₂O₃:Ga₂O₃:ZnO=1:1:4[mol數比]的組成比的靶材。用來形成氧化物半導體膜的靶材的填充率為90%以上且100%以下，較佳為95%以上且99.9%。藉由使用高填充率的用來形成氧化物半導體膜的靶材，所形成的氧化物半導體膜成為緻密的膜。

作為在形成氧化物半導體膜530之前使用的濺射氣體，較佳使用去除了氫、水、羥基或氫化物等雜質的高純度氣體。

在保持為減壓狀態的沉積室中保存基板，將基板溫度設定為100℃以上且600℃以下，較佳設定為200℃以上且400℃以下。藉由一邊加熱基板一邊進行成膜，可以降低所形成的氧化物半導體膜所包含的雜質濃度。此外，可以減輕濺射所引起的損傷。而且，一邊去除沉積室中的殘留水分一邊引入去除了氫及水分的濺射氣體，使用上述靶材在基板505上形成氧化物半導體膜530。為了去除沉積室中的殘留水分，較佳使用吸附型的真空泵，例如低溫泵、離子泵、鈦昇華泵。此外，作為排氣單元，也可以使用配置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵進行排氣的沉積室中，例如因為對氫原子、水(H₂O)等的包含氫原子的化合物(更較佳的是包含碳原子的化合物)等進行了排氣，所以可以降低在該沉積室中形成的氧化物半導體膜所包含的雜質濃度。

作為成膜條件的一例，可以應用如下條件：基板和靶材之間的距離為100mm，壓力為0.6Pa，直流(DC)電源為0.5kW，氧(氧流量比率為100%)氣圍。另外，藉由使用脈衝直流電源，可以減輕在進行成膜時產生的粉狀物質(也稱為微粒、塵屑)，且膜厚度分佈也變得均勻，所以是較佳的。

接著，藉由第二光微影製程將氧化物半導體膜530加工為島狀的氧化物半導體層。此外，也可以藉由噴墨法形成用來形成島狀的氧化物半導體層的抗蝕劑掩模。因為當藉由噴墨法形成抗蝕劑掩模時不使用光掩模，所以可以降低製造成本。

此外，當在閘極絕緣層507中形成接觸孔時，可以在進行氧化物半導體膜530的加工同時進行該製程。

注意，作為在此進行的氧化物半導體膜530的蝕刻，可以採用乾蝕刻及濕蝕刻中的一方或者兩者。例如，作為用於氧化物半導體膜530的濕蝕刻的蝕刻劑，可以使用混合有磷酸、醋酸、硝酸的溶液等。此外，還可以使用ITO07N(由日本關東化學株式會社製造)。

接著，對氧化物半導體層進行第一加熱處理。藉由該第一加熱處理，可以進行氧化物半導體層的脫水化或脫氫化。第一加熱處理的溫度為400℃以上且750℃以下或者400℃以上且低於基板的應變點。在此，對加熱處理裝置之一的電爐引入基板，在氮氣圍下以450℃對氧化物半導體層進行一個小時的加熱處理，然後不使其接觸於大氣以防止水、氫再次混入到氧化物半導體層，由此獲得氧化物半導體層531(參照圖12B)。

注意，加熱處理裝置不侷限於電爐而也可以是利用由電阻發熱體等的發熱體的熱傳導或熱輻射對被處理物進行加熱的裝置。例如，可以使用GRTA(氣體快速熱退火Gas Rapid Thermal Anneal)裝置、LRTA(燈快速熱退火Lamp Rapid Thermal Anneal)裝置等的RTA(快速熱退火Rapid Thermal Anneal)裝置。LRTA裝置是利用鹵素燈、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或者高壓汞燈等的燈發射的光(電磁波)的輻射來加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是利用高溫的氣體進行加熱的裝置。作為高溫的氣體，使用在進行加熱處理的情況下也不與被處理物產生反應的惰性氣體如氬等的稀有氣體或氮。

例如，作為第一加熱處理可以進行GRTA，其中將基板移動到加熱到高溫，即650℃以上且700℃以下的惰性氣體中，進行幾分鐘的加熱，然後將基板從加熱到高溫的惰性氣體中移動並取出。

另外，在第一加熱處理中，較佳不使氮或諸如氦、氖、氬等的稀有氣體包含水、氫等。或者，將引入到加熱處理裝置的氮或諸如氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設定為6N(99.9999%)以上，較佳設定為7N(99.99999%)以上(即，將雜質濃度設定為1ppm以下，較佳設定為0.1ppm以下)。

此外，也可以在藉由第一加熱處理對氧化物半導體層進行加熱之後，對相同的爐中引入高純度的氧氣體、高純度的N₂O氣體或超乾燥氣體(露點為-40℃以下，較佳為-60℃以下)。較佳不使氧氣體或N₂O氣體包含水、氫等。此外，將引入到加熱處理裝置的氧氣體或N₂O氣體的純度設定為6N以上，較佳設定為7N以上(即，將氧氣體或N₂O氣體中的雜質濃度設定為1ppm以下，較佳設定為0.1ppm以下)。利用氧氣體或N₂O氣體的作用來供給因藉由脫水化處理或脫氫化處理的雜質消除製程而同時減少的氧，來使氧化物半導體層高純度化及在電性i型(本徵)化。

此外，也可以對加工為島狀的氧化物半導體層之前的氧化物半導體膜530進行氧化物半導體層的第一加熱處理。在此情況下，在第一加熱處理之後將基板從加熱裝置取出而進行光微影製程。

注意，除了上述之外，只要在形成氧化物半導體層之後，就可以在氧化物半導體層上層疊源極電極層及汲極電極層之後或在源極電極層及汲極電極層上形成絕緣層之後進行第一加熱處理。

另外，當在閘極絕緣層507中形成接觸孔時，也可以在對氧化物半導體膜530進行第一加熱處理之前或之後進行該形成製程。

此外，當基底構件的材料不論是氧化物、氮化物、金屬等的材料時，也可以藉由將形成氧化物半導體層的製程分為兩次，且將加熱處理分為兩次，形成具有厚度厚的結晶區(單晶區)，即可以形成具有進行了垂直於膜表面的c軸取向的結晶區的氧化物半導體層。例如，形成3nm以上且15nm以下的第一氧化物半導體膜，並且在氮、氧、稀有氣體或乾燥空氣的氣圍下進行450℃以上且850℃以下，較佳進行550℃以上且750℃以下的第一加熱處理，形成在包括表面的區域具有結晶區(包括板狀結晶)的第一氧化物半導體膜。而且，也可以形成比第一氧化物半導體膜厚的第二氧化物半導體膜，以450℃以上且850℃以下，較佳以600℃以上且700℃以下進行第二加熱處理，以第一氧化物半導體膜為結晶生長的種使它向上方進行結晶生長，來使第二氧化物半導體膜的整體進行晶化，從而形成具有厚度厚的結晶區的氧化物半導體層。

接著，在閘極絕緣層507及氧化物半導體層531上形成成為源極電極層及汲極電極層(包括由與它們相同的層形成的佈線)的導電膜。作為用於源極電極層及汲極電極層的導電膜，可以應用用於實施例模式5所示的源極電極層405a、汲極電極層405b的材料。

藉由第三光微影製程在導電膜上形成抗蝕劑掩模，選擇性地進行蝕刻來形成源極電極層515a、汲極電極層515b，然後去除抗蝕劑掩模(參照圖12C)。

對藉由第三光微影製程形成抗蝕劑掩模時的曝光，使用紫外線、KrF雷射、ArF雷射，即可。後面形成的電晶體的通道長度L取決於氧化物半導體層531上的相鄰的源極電極層的下端部和汲極電極層的下端部之間的間隔寬度。另外，在當通道長度L短於25nm時進行曝光的情況下，較佳使用波長極短，即幾nm以上且幾十nm以下的超紫外線(Extreme Ultraviolet)進行藉由第三光微影製程形成抗蝕劑掩模時的曝光。利用超紫外線的曝光的解析度高且聚焦深度大。因此，也可以將後面形成的電晶體的通道長度L設定為10nm以上且1000nm以下，這樣可以實現電路的工作速度的高速化，再者因為截止電流值極小，所以還可以實現低功耗化。

此外，為了縮減用於光微影製程的光掩模數及製程數，也可以使用由透過的光成為多種強度的曝光掩模的多色調掩模形成的抗蝕劑掩模進行蝕刻製程。由於使用多色調掩模形成的抗蝕劑掩模成為具有多種厚度的形狀，且藉由進行蝕刻進一步改變形狀，因此可以用於加工為不同圖案的多個蝕刻製程。由此，可以使用一個多色調掩模形成至少對應於兩種以上的不同圖案的抗蝕劑掩模。從而，可以縮減曝光掩模數，並還可以縮減與其對應的光微影製程，所以可以實現製程的簡化。

注意，較佳的是，當進行導電膜的蝕刻時，使蝕刻條件最適化以防止氧化物半導體層531被蝕刻而分斷。但是，難以獲得只對導電膜進行蝕刻而完全不對氧化物半導體層531進行蝕刻的條件，有時當對導電膜進行蝕刻時氧化物半導體層531的一部分也被蝕刻，而成為具有槽部(凹部)的氧化物半導體層。

在本實施例模式中，因為作為導電膜使用Ti膜，並作為氧化物半導體層531使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導體，所以作為導電膜的蝕刻劑使用氨水-過氧化氫混合液(氨水、水、過氧化氫水的混合液)。

接著，也可以進行使用N₂O、N₂、Ar等的氣體的電漿處理，來去除附著到露出的氧化物半導體層的表面的吸附水等。在進行電漿處理的情況下，較佳不接觸於大氣而形成與氧化物半導體層的一部分接觸的成為保護絕緣膜的絕緣層516。

絕緣層516至少具有1nm以上的厚度，並且可以適當地採用濺射法等的防止對絕緣層516混入水、氫等的雜質的方法形成絕緣層516。當絕緣層516包含氫時，有如下憂慮：因該氫侵入到氧化物半導體層或該氫抽出氧化物半導體層中的氧而使氧化物半導體層的背通道低電阻化(n型化)，因此形成寄生通道。由此，重要的是，在成膜方法中不使用氫以使絕緣層516成為儘量不包含氫的膜。

在本實施例模式中，藉由濺射法形成用作絕緣層516的厚度為200nm的氧化矽膜。將成膜時的基板溫度設定為室溫以上且300℃以下，即可。在本實施例模式中設定為100℃。可以在稀有氣體(典型的是氬)氣圍下、氧氣圍下或稀有氣體和氧的混合氣圍下，藉由濺射法形成氧化矽膜。此外，作為靶材，可以使用氧化矽靶材或矽靶材。例如，可以在包含氧的氣圍下藉由濺射法並使用矽靶材形成氧化矽。作為與氧化物半導體層接觸地形成的絕緣層516，可以使用不包含水分、氫離子、OH^-等的雜質並阻擋這些雜質從外部侵入的無機絕緣膜，典型的是，氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜等。

為了與形成氧化物半導體膜530時同樣去除絕緣層516的沉積室中的殘留水分，較佳使用吸附型的真空泵(低溫泵等)。可以降低在使用低溫泵排氣的沉積室中形成的絕緣層516所包含的雜質的濃度。此外，作為用來去除絕緣層516的沉積室中的殘留水分的排氣單元，也可以採用配置有冷阱的渦輪泵。

作為當形成絕緣層516時使用的濺射氣體，較佳使用去除了氫、水、羥基或氫化物等的雜質的高純度氣體。

接著，在惰性氣體氣圍下或氧氣體氣圍下進行第二加熱處理(較佳為200℃以上且400℃以下，例如為250℃以上且350℃以下)。例如，在氮氣圍下以250℃進行一個小時的第二加熱處理。藉由第二加熱處理，氧化物半導體層在其一部分(通道形成區)與絕緣層516接觸的狀態下受到加熱。

經過上述製程，可以對氧化物半導體膜進行第一加熱處理來從氧化物半導體層意圖性地去除氫、水分、羥基或氫化物(也稱為氫化合物)等的雜質，並供給伴隨雜質的消除製程同時減少的氧。因此，氧化物半導體層高純度化及在電性上i型(本徵)化。

藉由上述製程形成電晶體510(參照圖12D)。

此外，當作為氧化物絕緣層使用包含缺陷多的氧化矽層時，藉由在形成氧化矽層之後進行加熱處理，使氧化物半導體層所包含的氫、水分、羥基或氫化物等的雜質擴散到氧化物絕緣層，而發揮進一步減少氧化物半導體層所包含的該雜質的效果。

也可以在絕緣層516上還形成保護絕緣層506。例如，藉由RF濺射法形成氮化矽膜。RF濺射法因為具有高量產性而較佳用作保護絕緣層的形成方法。作為保護絕緣層506，可以使用不包含水分等的雜質並阻擋這些雜質從外部侵入的無機絕緣膜，而可以使用氮化矽膜、氮化鋁膜等。在本實施例模式中，使用氮化矽膜來形成保護絕緣層506(參照圖12E)。

在本實施例模式中，作為保護絕緣層506，將形成到絕緣層516的基板505加熱到100℃以上且400℃以下，引入包含氫及水分被去除的高純度氮的濺射氣體並使用矽半導體的靶材形成氮化矽膜。在此情況下，也較佳與絕緣層516同樣地一邊去除處理室中的殘留水分一邊形成保護絕緣層506。

也可以在形成保護絕緣層506之後，進一步在大氣氣圍中以100℃以上且200℃以下進行一個小時以上且三十個小時以下的加熱處理。在該加熱處理中，既可以保持一定的加熱溫度地進行加熱，又可以反復從室溫到100℃以上且200℃以下的加熱溫度的升溫和從加熱溫度到室溫的降溫多次。

像這樣，藉由使用根據本實施例模式製造的包括高純度化的氧化物半導體層的電晶體，可以進一步降低截止狀態下的電流值(截止電流值)。由此，可以延長圖像資料等的電信號的保持時間，並將寫入間隔設定得長。從而，因為可以進一步減少刷新工作的頻度，所以可以降低功耗。

此外，因為包括高純度化的氧化物半導體層的電晶體可以獲得高電場效應遷移率，所以可以進行高速驅動。因此，藉由在液晶顯示裝置的像素部使用該電晶體，可以提供高圖像品質的圖像。另外，因為該電晶體可以在同一基板上分別製造驅動電路部或者像素部，所以可以縮減液晶顯示裝置的部件數量。

本實施例模式可以與其他實施例模式適當地組合而實施。

實施例模式7

在本實施例模式中，參照圖14、圖15A至15E及圖16而說明提高半透過型液晶顯示裝置的每一個像素中的反射光量和透過光量的像素結構。

圖14是說明本實施例模式所示的像素的平面結構的圖。圖15A至15E示出圖14中的點劃線所示的S1-S2部、T1-T2部及U1-U2部的截面結構。在本實施例模式所說明的像素中，在基板800上隔著絕緣層824而層疊有用作像素電極的透明電極823和反射電極825。

透明電極823藉由設置在絕緣膜827、絕緣膜828及有機樹脂膜822中的接觸孔855連接到電晶體851的汲極電極857。汲極電極857隔著閘極絕緣層而重疊於電容佈線853，並且構成儲存電容器871(參照圖15A)。

此外，電晶體851的閘極電極858連接到佈線852，而且源極電極856連接到佈線854。作為電晶體851，可以使用其他實施例模式所說明的電晶體(參照圖14)。

反射電極825藉由設置在絕緣膜827、絕緣膜828及有機樹脂膜822中的接觸孔865連接到電晶體861的汲極電極867(參照圖15E)。汲極電極867隔著閘極絕緣層而重疊於電容佈線863，並且構成儲存電容器872。

電晶體861的閘極電極868連接到佈線862，而且源極電極866連接到佈線864。作為電晶體861，可以使用其他實施例模式所說明的電晶體(參照圖14)。

藉由使反射電極825反射外光，可以將像素電極用作反射型液晶顯示裝置的像素電極。在反射電極825中設置有多個開口部826。開口部826處不存在反射電極825，且結構體820及透明電極823突出(參照圖15B)。藉由使背光的光從開口部826透過，可以將像素電極用作透過型液晶顯示裝置的像素電極。

在本實施例模式所示的半透過型液晶顯示裝置中，反射電極825和透明電極823被絕緣層824電分離。此外，因為可以利用電晶體851控制供應到透明電極823的電位，並且利用電晶體861控制供應到反射電極825的電位，所以可以分別獨立控制反射電極825和透明電極823的電位。由此，在半透過型液晶顯示裝置用作透過型的情況下，可以使反射電極825上的液晶顯示成為黑色顯示。

此外，圖16是示出與圖15B不同的例子的截面圖，且是具有在開口部826中結構體820及透明電極823不突出的結構的本發明的一個實施例模式。在圖15B中，背光射出口841和開口部826的尺寸大致相同。另一方面，在圖16中，背光射出口841和開口部826的尺寸不同，且離背光入射口842的距離也不同。因此，與圖16的結構相比，圖15B的結構可以獲得較大的透過光量，所以可以說是較佳的截面形狀。

在開口部826中形成有重疊於開口部826的結構體820。圖15B是沿著圖14中的T1-T2部的截面圖，並且它示出像素電極和結構體820的結構。圖15C是部分880的放大圖，而且圖15D是部分881的放大圖。

反射光832示出由反射電極825反射的外光。有機樹脂膜822的上表面具有凹凸形狀的彎曲面。藉由將該凹凸形狀的彎曲面反映於反射電極825，增大反射區的面積，並且減輕顯示影像以外的反射，因此可以提高顯示影像的可見度。從在截面形狀具有彎曲面的反射電極825的最彎曲的點相對的兩個傾斜面所形成的角度θR為90°以上，較佳為100°以上且120°以下(參照圖15D)。

結構體820在開口部826一側具有背光射出口841，並且在背光(未圖示)一側具有背光射出口842。此外，結構體820的上部位於反射電極825的表面的上方，且具有突出於反射電極的上端部的形狀，即結構體820的上端部和反射電極的上端部之間的距離H為0.1μm以上且3μm以下，較佳為0.3μm以上且2μm以下。此外，將背光入射口842的面積形成得大於背光射出口841的面積。在結構體820的側面(除背光射出口841和背光入射口842之外的面)形成有反射層821。作為結構體820，可以使用氧化矽、氮化矽、氧氮化矽等的具有透光性的材料。作為反射層821，可以使用鋁(Al)、銀(Ag)等的光反射率高的材料。

從背光發射的透過光831經過背光入射口842入射到結構體820。雖然所入射的透過光831的有的一部分從背光射出口841直接射出，但是有的一部分被反射層821反射到背光射出口841，有的一部分進一步被反射而回到背光入射口842。

此時，當參照穿過結構體820的背光射出口841和背光入射口842的結構體820的截面形狀時，在左右方向上彼此相對的側面成為傾斜面。藉由將各側面所形成的角度θT設定為小於90°，較佳設定為10°以上且60°以下，可以高效地將從背光入射口842入射的透過光831引入到背光射出口841(參照圖15C)。

例如，在一個像素中，將像素電極的面積設定為100%，並且，將用作反射電極的電極面積設定為SR，將用作透過電極的電極面積(開口部826的面積)設定為ST。此時，在現有的半透過型液晶顯示裝置中，用作反射電極的電極面積SR和用作透過電極的電極面積ST的總面積相當於像素電極的面積100%。由於在具有本實施例模式所示的像素結構的半透過型液晶顯示裝置中，用作透過電極的電極面積ST相當於背光入射口842的面積，因此可以增大開口部826的面積ST。此外，由於用作透過電極的電極面積ST相當於背光入射口842的面積，因此可以不增高背光的亮度地提高透過光量。由此，可以將用作反射電極的電極面積SR和用作透過電極的電極面積ST的總面積設定為100%以上。換言之，可以將在外觀上的像素電極的面積設定為100%以上。

藉由採用本實施例模式，可以不增大功耗而獲得明亮度更高且顯示品質良好的半透過型液晶顯示裝置。

實施例模式8

在本實施例模式中說明具備上述實施例模式所說明的液晶顯示裝置的電子裝置的例子。

圖13A是電子書閱讀器(也稱為E-book)，可以包括框體9630、顯示部9631、操作鍵9632、太陽能電池9633、充放電控制電路9634。圖13A所示的電子書閱讀器可以具有如下功能：顯示各種資訊(靜態圖像、動態圖像、文字圖像等)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯；利用各種軟體(程式)控制處理；等等。注意，在圖13A中，作為充放電控制電路9634的一例，示出包括電池9635、DCDC轉換器(下面，縮寫為轉換器9636)的結構。

藉由採用圖13A所示的結構，當作為顯示部9631使用半透過型的液晶顯示裝置時，預測其在較明亮的狀態下也被使用，並且可以高效地進行利用太陽能電池9633的發電及利用電池9635的充電，所以是較佳的。此外，當作為電池9635使用鋰離子電池，則有可以實現小型化等的優點。

此外，參照圖13B的方塊圖而說明圖13A所示的充放電控制電路9634的結構及工作。圖13B示出太陽能電池9633、電池9635、轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至SW3、顯示部9631，並且電池9635、轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至SW3是對應於充放電控制電路9634的部分。

首先，說明太陽能電池9633利用外光進行發電時的工作的例子。使用轉換器9636對太陽能電池所產生的電力進行升壓或降壓以得到用來對電池9635進行充電的電壓。而且，當對顯示部9631的工作使用來自太陽能電池9633的電力時，使開關SW1成為導通狀態，並且使用轉換器9637進行升壓或降壓來得到顯示部9631所需要的電壓。此外，當不在顯示部9631進行顯示時，採用使SW1成為截止狀態，而且使SW2成為導通狀態，來進行電池9635的充電的結構，即可。

接著，說明太陽能電池9633不利用外光進行發電的工作的例子。藉由使開關SW3成為導通狀態，使用轉換器9637對積累於電池9635的電力進行升壓或降壓。並且，顯示部9631的工作使用來自電池9635的電力。

注意，雖然作為充電單元的一例示出太陽能電池9633，但是也可以採用使用其他單元進行電池9635的充電的結構。此外，還可以採用組合其他充電單元進行充電的結構。

本實施例模式可以與其他實施例模式所記載的結構適當地組合而實施。

100．．．液晶顯示裝置

101．．．圖像信號供應源

102．．．A/D轉換電路

110．．．圖像處理電路

111．．．記憶電路

112．．．比較電路

113．．．顯示控制電路

114．．．場循序信號生成電路

115．．．選擇電路

120．．．顯示面板

121．．．驅動電路

122．．．像素部

123．．．像素部

123a．．．子像素

123b．．．子像素

125a．．．偏光板

125b．．．偏光板

126．．．FPC

130．．．背光部

131．．．背光控制電路

132．．．背光

133．．．發光元件

133R．．．LED

133G．．．LED

133B．．．LED

134．．．擴散板

135．．．光

139．．．外光

140．．．類比圖像信號

141．．．數位圖像信號

142．．．LC圖像信號

143．．．背光信號

151．．．像素部

152．．．第一掃描線

153．．．第一信號線

154．．．第二掃描線

155．．．第二信號線

156．．．像素

157．．．第一掃描線驅動電路

158．．．第一信號線驅動電路

159．．．第二掃描線驅動電路

160．．．第二信號線驅動電路

161．．．透過電極部

162．．．反射電極部

163．．．像素電晶體

164．．．液晶元件

165．．．電容元件

166．．．像素電晶體

167．．．液晶元件

168．．．電容元件

169．．．公共電極

170．．．電容線

190．．．液晶顯示模組

301．．．動態圖像顯示期間

302．．．靜態圖像顯示期間

303．．．靜態圖像寫入期間

304．．．靜態圖像保持期間

311．．．發光元件

400．．．基板

401．．．閘極電極層

402．．．閘極絕緣層

403．．．氧化物半導體層

405a．．．源極電極層

405b．．．汲極電極層

407．．．絕緣膜

409．．．絕緣膜

410．．．電晶體

413．．．層間膜

420．．．電晶體

427．．．絕緣層

430．．．電晶體

436a．．．佈線層

436b．．．佈線層

437．．．絕緣層

440．．．電晶體

441．．．基板

442．．．基板

444．．．液晶層

448．．．公共電極層

460a．．．取向膜

460b．．．取向膜

480．．．絕緣層

482．．．絕緣層

498．．．反射區域

499．．．透過區域

505．．．基板

506．．．保護絕緣層

507．．．閘極絕緣層

510．．．電晶體

511．．．閘極電極層

515a．．．源極電極層

515b．．．汲極電極層

516．．．絕緣層

530．．．氧化物半導體膜

531．．．氧化物半導體層

550．．．電晶體

551．．．閘極電極層

553．．．半導體層

555a．．．源極電極層或汲極電極層

555b．．．源極電極層或汲極電極層

558．．．電容佈線層

560．．．電晶體

563．．．半導體層

565a．．．源極電極層或汲極電極層

565b．．．源極電極層或汲極電極層

571．．．絕緣膜

576．．．透明電極層

577．．．反射電極層

579．．．導電層

580．．．佈線層

800．．．基板

820．．．結構體

821．．．反射層

822．．．有機樹脂膜

823．．．透明電極

824．．．絕緣層

825．．．反射電極

826．．．開口部

827．．．絕緣膜

828．．．絕緣膜

831．．．透過光

832．．．反射光

841．．．背光射出口

842．．．背光入射口

851．．．電晶體

852．．．佈線

853．．．電容佈線

854．．．佈線

855．．．接觸孔

856．．．源極電極

857．．．汲極電極

858．．．閘極電極

861．．．電晶體

862．．．佈線

863．．．電容佈線

864．．．佈線

865．．．接觸孔

866．．．源極電極

867．．．汲極電極

868．．．閘極電極

871．．．儲存電容器

872．．．儲存電容器

880．．．部分

881．．．部分

9630．．．框體

9631．．．顯示部

9632．．．操作鍵

9633．．．太陽能電池

9634．．．充放電控制電路

9635．．．電池

9636．．．轉換器

9637．．．轉換器

在附圖中：

圖1是說明液晶顯示裝置的一種實施例的方塊圖；

圖2是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖3A至3C是說明液晶顯示裝置的驅動方法的一種實施例的圖；

圖4A和4B是說明液晶顯示裝置的驅動方法的一種實施例的圖；

圖5A和5B是說明液晶顯示裝置的驅動方法的一種實施例的圖；

圖6是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖7A和7B是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖8是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖9是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖10是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖11A至11D是說明可應用於液晶顯示裝置的電晶體的一種實施例的圖；

圖12A至12E是說明可應用於液晶顯示裝置的電晶體的製造方法的一種實施例的圖；

圖13A和13B是說明電子裝置的一種實施例的圖；

圖14是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；

圖15A至15E是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖；以及

圖16是說明液晶顯示裝置的一種實施例的圖。