JP5965508B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5965508B2
JP5965508B2 JP2015053388A JP2015053388A JP5965508B2 JP 5965508 B2 JP5965508 B2 JP 5965508B2 JP 2015053388 A JP2015053388 A JP 2015053388A JP 2015053388 A JP2015053388 A JP 2015053388A JP 5965508 B2 JP5965508 B2 JP 5965508B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
period
liquid crystal
transistor
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015053388A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015121824A (ja
Inventor
三宅　博之
博之 三宅
亮 荒澤
亮 荒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2015053388A priority Critical patent/JP5965508B2/ja
Publication of JP2015121824A publication Critical patent/JP2015121824A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5965508B2 publication Critical patent/JP5965508B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G02F1/133555—Transflectors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/30—Gray scale
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G09G2300/0443—Pixel structures with several sub-pixels for the same colour in a pixel, not specifically used to display gradations
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G09G2300/0456—Pixel structures with a reflective area and a transmissive area combined in one pixel, such as in transflectance pixels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0235—Field-sequential colour display
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0237—Switching ON and OFF the backlight within one frame
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/066—Adjustment of display parameters for control of contrast
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/10—Special adaptations of display systems for operation with variable images
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2340/00—Aspects of display data processing
    • G09G2340/04—Changes in size, position or resolution of an image
    • G09G2340/0407—Resolution change, inclusive of the use of different resolutions for different screen areas
    • G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本発明は、液晶表示装置の駆動方法に関する。または、液晶表示装置に関する。または、
液晶表示装置を具備する電子機器に関する。
液晶表示装置は、テレビ受像機などの大型表示装置から携帯電話などの小型表示装置に至
るまで、普及が進んでいる。今後は、より付加価値の高い製品が求められており開発が進
められている。近年では、地球環境への関心の高まり、及びモバイル機器の利便性向上の
点から、低消費電力型の液晶表示装置の開発が注目されている。
非特許文献１では、液晶表示装置の低消費電力化を図るために、動画表示と静止画表示
の際のリフレッシュレートを異ならせる構成について開示している。
非特許文献２では、液晶表示装置の低消費電力化を図るために、半透過型の液晶表示装
置でフィールドシーケンシャル駆動によりカラー画像を表示、バックライトを非点灯にし
て反射光によりモノクロ画像を表示、と切り替えて行う構成について開示している。
Ｋａｚｕｈｉｋｏ Ｔｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，ＩＤＷ’０２，ｐｐ２９５−２９８
Ｙｉｎｇ−ｈｕｉ Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，ＩＤＷ’０９，ｐｐ１７０３−１７０７
上記非特許文献１では、静止画を表示する際のリフレッシュレートを低減することで低消
費電力化を図ることができる。しかしながら上記非特許文献１の構成では、液晶表示装置
の消費電力はバックライトの点灯による所が大きく、まだ低消費電力化が十分でないとい
った問題がある。上記非特許文献２の構成では、半透過型の液晶表示装置でフィールドシ
ーケンシャル駆動を行うため、反射画素部での光の散乱等により、特に強外光下では、表
示する画像のコントラストが十分得られないといった問題がある。
そこで、本発明の一態様は、反射画素部での光の散乱等によるコントラストの低下を抑制
し、低消費電力化を図ることを課題の一とする。
本発明の一態様は、透過画素部と、反射画素部と、を有する画素が複数設けられた半透過
型の液晶表示装置において、透過画素部には、第１端子が信号線に電気的に接続され、ゲ
ートが走査線に電気的に接続された第１の画素トランジスタと、第１の画素トランジスタ
の第２端子に電気的に接続された第１の液晶素子及び第１の容量素子と、を有し、反射画
素部には、第１端子が第１の画素トランジスタの第２端子に電気的に接続され、ゲートが
選択線に電気的に接続された第２の画素トランジスタと、第２の画素トランジスタの第２
端子に電気的に接続された第２の液晶素子と、第２の容量素子を有し、第１の期間におい
て、第１の画素トランジスタを導通、第２の画素トランジスタを非導通とし、第１の液晶
素子及び第１の容量素子に信号線からの第１の画像信号を供給し、第２の期間において、
透過画素部では第１の期間において供給された第１の画像信号に応じた表示をし、第３の
期間において、第１の画素トランジスタを導通、第２の画素トランジスタを導通とし、反
射画素部には信号線より第２の液晶素子及び第２の容量素子に黒表示をするための信号が
供給され、第１乃至第３の期間を繰り返すことで、動画表示をし、第４の期間において、
第１の画素トランジスタを導通、第２の画素トランジスタを導通とし、第１の液晶素子及
び第１の容量素子、並びに第２の液晶素子及び第２の容量素子に信号線からの第２の画像
信号を供給し、第５の期間において、反射画素部では第４の期間において供給された第２
の画像信号に応じた表示をし、第４の期間及び第５の期間を繰り返すことで、静止画表示
をする液晶表示装置の駆動方法である。
本発明の一態様において、第１の期間で供給される第１の画像信号は、ＲＧＢのいずれか
の色に対応する画像信号であり、第２の期間において、ＲＧＢのいずれかの色に対応する
バックライトを順次動作する液晶表示装置の駆動方法でもよい。
本発明の一態様において、第３の期間で供給される黒表示をするための信号は、線順次駆
動により各画素に供給される液晶表示装置の駆動方法でもよい。
本発明の一態様において、第２の画像信号は、第１の画像信号より低階調の画像を表示す
るための画像信号である液晶表示装置の駆動方法でもよい。
本発明の一態様において、第４及び第５の期間により１つの画像を表示するための期間は
、第１の期間乃至第３の期間により１つの画像を表示するための期間より長い期間である
液晶表示装置の駆動方法でもよい。
本発明の一態様において、第５の期間では、走査線及び信号線を駆動するための駆動回路
制御信号を停止する液晶表示装置の駆動方法でもよい。
本発明の一態様により、駆動回路及び配線等を増やす等の複雑な構成とすることなく、反
射画素部での光の散乱等によるコントラストの低下を抑制し、低消費電力化を図ることが
できる。
本発明の一態様の液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置の動作を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置の動作を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一態様の液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一態様の電子機器を説明するための図。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多く
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本
発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。
なお、各実施の形態の図面等において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、信号波形、又は
領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケ
ールに限定されない。
なお本明細書にて用いる第１、第２、第３、乃至第Ｎ（Ｎは自然数）という用語は、構成
要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記す
る。
（実施の形態１）
本実施の形態では、液晶表示装置の画素の回路図、及び動作を説明するためのタイミン
グチャート等を示し、液晶表示装置の駆動方法について説明する。
まず図１では、画素の回路図を示し、各構成について説明する。図１には、画素１００、
走査線１０１（ゲート線ともいう）、信号線１０２（データ線ともいう）、選択線１０３
を示している。画素１００は、透過画素部１０４、反射画素部１０５を有する。透過画素
部１０４は、第１の画素トランジスタ１０６、第１の液晶素子１０７、第１の容量素子１
０８を有する。反射画素部１０５は、第２の画素トランジスタ１０９、第２の液晶素子１
１０、第２の容量素子１１１を有する。
透過画素部１０４において、第１の画素トランジスタ１０６は、第１端子が信号線１０２
に接続され、ゲートが走査線１０１に接続されている。第１の液晶素子１０７は、第１の
電極（画素電極）が第１の画素トランジスタ１０６の第２端子に接続され、第２の電極（
対向電極）が共通電位線１１２（コモン線）に接続されている。第１の容量素子１０８は
、第１の電極が第１の画素トランジスタ１０６の第２端子に接続され、第２の電極が容量
線１１３に接続されている。
反射画素部１０５において、第２の画素トランジスタ１０９は、第１端子が第１の画素ト
ランジスタ１０６の第２端子に接続され、ゲートが選択線１０３に接続されている。第２
の液晶素子１１０は、第１の電極（画素電極）が第２の画素トランジスタ１０９の第２端
子に接続され、第２の電極（対向電極）が共通電位線１１２に接続されている。第２の容
量素子１１１は、第１の電極が第２の画素トランジスタ１０９の第２端子に接続され、第
２の電極が容量線１１３に接続されている。
なお第１の画素トランジスタ１０６及び第２の画素トランジスタ１０９は、酸化物半導体
層を有するトランジスタで構成することが好ましい。酸化物半導体は、ｎ型不純物である
水素を酸化物半導体から除去し、酸化物半導体の主成分以外の不純物が極力含まれないよ
うに高純度化することにより真性（ｉ型）としたものである。なお、高純度化された酸化
物半導体とは、キャリアが極めて少なく（ゼロに近い）、キャリア濃度が１×１０１４／
ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃ
ｍ３未満のものをいう。酸化物半導体中にキャリアが極めて少ないため、トランジスタの
オフ電流を少なくすることができる。具体的には、上述の酸化物半導体層を具備するトラ
ンジスタは、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流値を室温下において、１０ａＡ／μｍ（
１×１０−１７Ａ／μｍ）以下にすること、さらには１ａＡ／μｍ（１×１０−１８Ａ／
μｍ）以下、さらには１０ｚＡ／μｍ（１×１０−２０Ａ／μｍ）以下にすることが可能
である。つまりトランジスタの非導通状態において、酸化物半導体は絶縁体とみなして回
路設計を行うことができる。オフ電流の極めて小さい、酸化物半導体を用いて作製された
トランジスタを有する画素で構成される画素１００では、少ない画像信号（ビデオ電圧、
ビデオ信号、ビデオデータともいう）の書き込み回数でも画像を保持することができ、リ
フレッシュレートを低減することができる。そのため走査線及び信号線を駆動するための
駆動回路を停止状態とする期間を設けることができ、低消費電力化を図ることができる。
なお、トランジスタは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を
有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイ
ン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことができる。ここで、ソース
とドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース
またはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本書類（明細書、特許請
求の範囲又は図面など）においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソース
もしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第１端子
、第２端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを第１の電極、第２の電極と表記
する場合がある。あるいは、ソース領域、ドレイン領域と表記する場合がある。
なお、ＡとＢとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続
されている場合と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合と、ＡとＢとが直接接続され
ている場合とを含むものとする。
なお、電圧とは、ある電位と、基準の電位（例えばグラウンド電位）との電位差のことを
示す場合が多い。よって、電圧、電位、電位差を、各々、電位、電圧、電圧差と言い換え
ることが可能である。
なお共通電位線１１２に供給される共通電位（コモン電位ともいう）は、液晶素子の第１
の電極に供給される画像信号の電位に対して基準となる電位であればよく、一例としては
グラウンド電位であってもよい。
なお画像信号は、ドット反転駆動、ソースライン反転駆動、ゲートライン反転駆動、フレ
ーム反転駆動等に応じて適宜反転させて各画素に入力される構成とすればよい。なお画像
信号は、表示する画像の種類に応じて第１の画像信号、第２の画像信号と別の呼称をする
こともある。
なお、容量線１１３の電位は、共通電位と同じ電位であってもよい。または容量線１１３
には、他の信号を供給する構成としてもよい。
なお第１の液晶素子１０７、第２の液晶素子１１０の第２の電極は、第１の液晶素子１０
７、第２の液晶素子１１０の第１の電極と重畳して設けられることが好ましい。液晶素子
の第１の電極及び第２の電極は、多様な開口パターンを有する形状としてもよい。なお液
晶素子において第１の電極と第２の電極とに挟持される液晶材料は、サーモトロピック液
晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用
いればよい。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キ
ュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。また、配向膜を用いないブルー
相を示す液晶を用いてもよい。
なお透過画素部１０４の第１の液晶素子１０７の第１の電極は、透光性を有する材料を用
いて形成する。透光性を有する材料とは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等があ
る。一方、反射画素部１０５の第２の液晶素子１１０の第１の電極は、反射率の高い金属
電極が用いられる。具体的には、アルミニウム、銀等が用いられる。また、第２の液晶素
子１１０の画素電極の表面を凹凸状にすることで外光を乱反射することができる。なお第
１の電極、第２の電極、及び液晶材料を併せて液晶素子と呼ぶこともある。
次いで図２は、図１で説明した画素１００の構成に加えて、液晶表示装置の概略図につい
て示している。図２に示す構成は、基板１５０上に、画素部１５１、走査線駆動回路１５
２（ゲート線駆動回路ともいう）、信号線駆動回路１５３（データ線駆動回路ともいう）
、端子部１５４を有する。
なお図２において、走査線１０１は、走査線駆動回路１５２により第１の画素トランジス
タ１０６の導通または非導通を制御するよう駆動される。また信号線１０２は、信号線駆
動回路１５３により、第１の液晶素子１０７または第２の液晶素子１１０に供給する画像
信号が供給される。また選択線１０３は、端子部１５４より第２の画素トランジスタ１０
９の導通または非導通を制御する選択信号が供給される。なお図２において、走査線１０
１と、選択線１０３とが、直交するように図示したが、平行となるように配設する構成と
してもよい。
なお走査線駆動回路１５２、信号線駆動回路１５３は、画素部１５１と同じ基板上に設け
る構成とすることが好ましいが、必ずしも同じ基板上に設ける必要はない。画素部１５１
と同じ基板上に走査線駆動回路１５２、信号線駆動回路１５３を設けることで、外部との
接続端子数を削減することができ、液晶表示装置の小型化を図ることができる。
なお、画素部１５１は画素１００がマトリクス状に複数配置（配列）されている。ここで
、画素がマトリクス状に配置（配列）されているとは、縦方向もしくは横方向において、
画素が直線上に並んで配置されている場合や、ギザギザな線上に配置されている場合を含
む。
なお端子部１５４からは、選択線１０３に供給する選択信号の他に、走査線駆動回路１５
２、信号線駆動回路１５３を制御するための信号（高電源電位Ｖｄｄ、低電源電位Ｖｓｓ
、スタートパルスＳＰ、クロック信号ＣＫ：以下駆動回路制御信号という）、共通電位線
１１２、容量線１１３への固定電位、等が供給されることとなる。なお駆動回路制御信号
が供給される走査線駆動回路１５２、信号線駆動回路１５３は、フリップフロップ回路等
をカスケード接続したシフトレジスタ回路を有する構成とすればよい。なお選択線１０３
に供給する選択信号は、信号を順次複数の配線に供給していく走査線及び信号線とは異な
り、各画素に延設された選択線１０３に一斉に同じ信号を供給する構成とすればよい。
次いで、液晶表示装置の動作について、図２と併せて、図３乃至図５で説明する。
図３に示すように液晶表示装置の動作は大きくわけて、動画表示期間３０１と静止画表示
期間３０２に大別される。なお動画表示期間３０１と静止画表示期間３０２との切り替え
は、外部から切り替えるための信号を供給する構成でもよいし、画像信号をもとに動画表
示期間３０１または静止画表示期間３０２を判定する構成としてもよい。
なお、動画表示期間３０１において１フレーム期間の周期（またはフレーム周波数）は、
１／６０秒以下（６０Ｈｚ以上）であることが望ましい。フレーム周波数を高くすること
で、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないようにすることができる。また静止
画表示期間３０２において、１フレーム期間の周期を極端に長く、例えば１分以上（０．
０１７Ｈｚ以下）とすることで、複数回にわたって同じ画像を切り替える場合と比較して
眼精疲労を低減するといったことも可能である。
なお第１の画素トランジスタ１０６及び第２の画素トランジスタ１０９の半導体層として
酸化物半導体を用いた際には、上述のように酸化物半導体中のキャリアを極めて少なくす
ることができるため、オフ電流を少なくすることができる。よって、画素においては画像
信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、書き込み間隔も長く設定できる。よ
って１フレーム期間の周期を長くすることができ、静止画表示期間３０２でのリフレッシ
ュ動作の頻度を少なくすることができるため、より消費電力を抑制する効果を高くできる
。
図３に示す動画表示期間３０１では、一例として、フィールドシーケンシャル駆動により
カラー表示の動画を表示することができる。なおカラーフィルタによりカラー表示を行う
構成としてもよい。フィールドシーケンシャル駆動により動画表示を行うため、駆動回路
制御信号が走査線駆動回路１５２及び信号線駆動回路１５３に供給される。また図３に示
す動画表示期間３０１では、フィールドシーケンシャル駆動によりカラー表示をおこなう
ためのバックライトが動作する。そして、表示パネルはカラー表示の動画表示を行うこと
ができる。
なお動画表示期間３０１では、信号線駆動回路１５３より透過画素部１０４でカラー表示
（図中、ＣＯＬＯＲと表記）となるよう画像信号を供給し、反射画素部１０５で黒階調（
図中、ＢＫと表記）での表示となるよう画像信号を供給する。そして反射画素部１０５に
外光が照射されることにより光の散乱が生じて低下してしまう透過画素部１０４のコント
ラストの改善を図ることができる。
図３に示す静止画表示期間３０２では、反射光の透過または非透過により白黒の階調（図
中、ＢＫ／Ｗと表記）となるよう画像信号が供給され静止画を表示することができる。静
止画表示期間３０２では、白黒の階調の画像信号を書き込む時のみ駆動回路制御信号が動
作し、一度書き込んだ画像信号を保持する期間では白黒階調の画像信号を書き込む以外の
期間で駆動回路制御信号の供給を一部または全部停止する。そのため静止画表示期間３０
２では、駆動回路制御信号の供給を停止する分、低消費電力化を図ることができる。また
図３に示す静止画表示期間３０２では、外光の反射光を利用して表示を視認する構成とす
るため、バックライトが非動作となる。そして、表示パネルは白黒の階調の静止画表示を
行うことができる。
なお駆動回路制御信号の停止は、一度書き込んだ画像信号の保持期間が短い場合、予め高
電源電位Ｖｄｄ及び低電源電位Ｖｓｓの停止を行わない構成としてもよい。頻繁に高電源
電位Ｖｄｄ及び低電源電位Ｖｓｓの停止及び供給を繰り返すことによる消費電力の増加を
低減することができ、好適である。
次いで、図３の動画表示期間３０１について図４（Ａ）に、静止画表示期間３０２につい
て図４（Ｂ）に、その詳細をタイミングチャートにて説明する。なお図４（Ａ）及び図４
（Ｂ）に示すタイミングチャートは、説明のために誇張して表記したものである。
まず図４（Ａ）について説明する。図４（Ａ）では、一例として動画表示期間３０１にお
ける１フレーム期間での走査線駆動回路１５２及び信号線駆動回路１５３に供給する駆動
回路制御信号、画像信号、バックライトの点灯状態について示したものである。なおバッ
クライトとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色を順次点灯する構成について説
明することにする。なおバックライトとしては、ＬＥＤを用いることで低消費電力化及び
長寿命化を図ることができる。
動画表示期間３０１では、フィールドシーケンシャルで動画を表示するため、透過画素部
１０４に対し、画像信号はまずＲ（赤）の表示について各画素への書き込み、次いでＲの
バックライトの点灯、次いでＧ（緑）の表示について各画素への書き込み、次いでＧのバ
ックライトの点灯、次いでＢ（青）の表示について各画素への書き込み、次いでＢのバッ
クライトの点灯、をするよう動作させる。次いで動画表示期間３０１では、ＲＧＢの書き
込み、ＲＧＢのバックライト点灯の後に、反射画素部１０５に対し、黒階調での表示とす
るための画像信号を供給するよう動作させる。また動画表示期間３０１では、駆動回路制
御信号は駆動回路に供給され、走査線駆動回路１５２及び信号線駆動回路１５３ともに動
作することとなる。
すなわち、動画表示期間３０１は、画像信号書き込み期間（図４（Ａ）中Ｔ１：第１の期
間ともいう）、バックライト点灯期間（図４（Ａ）中Ｔ２：第２の期間ともいう）、黒階
調信号書き込み期間（図４（Ａ）中Ｔ３：第３の期間ともいう）に大別することができる
。
上記動作を繰り返して画像信号を可変させることで、視認者は動画でのカラー表示を視認
することができる。なお図４（Ａ）で示すＲＧＢの並び順序は、他の順序でもよいし、更
に多色での色表現、であってもよい。なお第３の期間Ｔ３である黒階調信号書き込み期間
について、図４（Ａ）では１フレーム期間に１回設ける構成について示しているが、複数
フレーム期間に１回設ける構成としてもよい。
なお反射画素部１０５に対する黒階調での表示とするための画像信号の供給は、画像信号
書き込み期間及びバックライト点灯期間の前であってもよい。そして反射画素部１０５に
外光が照射されることにより光の散乱が生じて低下してしまう透過画素部１０４のコント
ラストの改善を図ることができる。
次いで、図４（Ｂ）について説明する。図４（Ｂ）では、図４（Ａ）と同様に、静止画表
示期間３０２における１フレーム期間での走査線駆動回路１５２及び信号線駆動回路１５
３に供給する駆動回路制御信号、画像信号、バックライトの点灯状態について示したもの
である。
静止画表示期間３０２では、反射光の透過または非透過により白黒の階調による画像を表
示するための画像信号が供給される。このとき、バックライトは非動作となり、駆動回路
制御信号は駆動回路に供給され、走査線駆動回路１５２及び信号線駆動回路１５３ともに
動作することとなる。次いで、先に書き込んだ白黒の階調による画像を表示するための画
像信号を保持することで静止画像を表示する。このとき、画像信号の書き込みはなく、バ
ックライト、駆動回路制御信号は非動作となる。そのためバックライト、駆動回路制御信
号による電力消費を低減することができ、低消費電力化を図ることができる。なお静止画
の保持は、画素に書き込んだ画像信号が、オフ電流が極端に小さい画素トランジスタによ
り保持されるため、白黒の階調による画像の静止画を１分以上の期間保持することができ
る。また、静止画の保持は保持される画像信号が一定の期間の経過により低下する前に、
新たに静止画像信号の書き込みをし、前の期間の静止画像信号と同じ画像信号を書き込み
（リフレッシュ動作）、再度静止画の保持をすればよい。
静止画表示期間３０２では、静止画像信号書き込み期間（図４（Ｂ）中Ｔ４：第４の期間
ともいう）、静止画像信号保持期間（図４（Ｂ）中Ｔ５：第５の期間ともいう）に大別す
ることができる。
次いで図５（Ａ）乃至（Ｅ）では、図１での画素１００が図４（Ａ）、（Ｂ）での期間Ｔ
１乃至Ｔ５でどのように動作するかについて、各信号、画素トランジスタの導通または非
導通を図示し、説明する。なお、図５（Ａ）乃至（Ｅ）では、全ての構成に符号を付して
いないが、図１と同じ符号を用いて説明を行うものとする。また、図５（Ａ）乃至（Ｅ）
中、点線矢印は信号の流れをわかりやすくするために可視化して示したものである。また
、図５（Ａ）乃至（Ｅ）中、ＯＮまたはＯＦＦの表記は画素トランジスタの導通または非
導通について示したものである。また、図５（Ａ）乃至（Ｅ）中、”ＣＯＬＯＲ”はカラ
ーの画像信号（第１の画像信号）が、信号線、または透過画素部若しくは反射画素部に供
給または保持されていることについてわかりやすくするために可視化して示したものであ
る。同様に、”ＢＫ”は黒階調の画像信号（黒表示をするための画像信号）、”ＢＫ／Ｗ
”は白黒の画像信号（第２の画像信号）について示したものである。
なお第２の画像信号である白黒の画像信号とは、グレースケールまたはモノクロの画像信
号による階調信号のことをいう。なお第２の画像信号を、第１の画像信号より低階調の画
像信号とすることで、静止画像信号保持期間での階調の変化が視認されるのを低減するこ
とができる。
まず図５（Ａ）で説明する期間Ｔ１、すなわち画像信号書き込み期間では、透過画素部１
０４において、走査線１０１を制御して第１の画素トランジスタ１０６を導通とし、信号
線１０２に第１の画像信号（図中、ＣＯＬＯＲと表記）を供給して、第１の液晶素子１０
７に第１の画像信号を書き込み、透過画素部１０４に対応した液晶の配向を制御する。こ
のとき、反射画素部１０５において、選択線１０３を制御して第２の画素トランジスタ１
０９を非導通として、信号線１０２の第１の画像信号を第２の液晶素子１１０に書き込ま
ず、前のフレーム期間で予め書き込まれた黒階調の画像信号（図中、ＢＫと表記）を保持
し、反射画素部１０５に対応した第２の液晶素子１１０を制御する。
次いで図５（Ｂ）で説明する期間Ｔ２、すなわちバックライト点灯期間では、透過画素部
１０４において、走査線１０１を制御して第１の画素トランジスタ１０６を非導通とし、
画像信号書き込み期間に書き込まれた第１の画像信号（図中、ＣＯＬＯＲと表記）に対応
した液晶の配向によってバックライトの光の透過または非透過を制御する。このとき、反
射画素部１０５において、選択線１０３を制御して第２の画素トランジスタ１０９を非導
通として、前のフレーム期間で予め書き込まれた黒階調の画像信号（図中、ＢＫと表記）
を保持し、反射画素部１０５に対応した第２の液晶素子１１０を制御する。
次いで図５（Ｃ）で説明する期間Ｔ３、すなわち黒階調信号書き込み期間では、透過画素
部１０４において、走査線１０１を制御して第１の画素トランジスタ１０６を導通とし、
信号線１０２に黒表示をするための信号（図中、ＢＫと表記）を供給して、第１の液晶素
子１０７に黒表示をするための信号を書き込み、透過画素部１０４に対応した液晶の配向
を制御する。このとき、反射画素部１０５において、選択線１０３を制御して第２の画素
トランジスタ１０９を導通とし、信号線１０２の黒階調の画像信号を第２の液晶素子１１
０に書き込み、反射画素部１０５に対応した第２の液晶素子１１０を制御する。なお第１
の液晶素子１０７及び第２の液晶素子１１０に黒階調の画像信号が書き込まれた後は、第
１の画素トランジスタ１０６及び第２の画素トランジスタ１０９は共に非導通とすればよ
い。
なお期間Ｔ３における黒表示をするための信号の第１の液晶素子１０７及び第２の液晶素
子１１０への書き込みは、全画素一斉に行う構成としてもよいし、行毎に行う構成（線順
次駆動）で行う構成としてもよい。一斉に黒表示をするための信号の書き込みを行う構成
、または線順次駆動により黒表示をするための信号の書き込みを行う構成とすることによ
り、期間Ｔ３を短く設定することができ、画質の向上を図ることができる。
次いで図５（Ｄ）で説明する期間Ｔ４、すなわち静止画像信号書き込み期間では、透過画
素部１０４において、走査線１０１を制御して第１の画素トランジスタ１０６を導通とし
、信号線１０２に第２の画像信号（図中、ＢＫ／Ｗと表記）を供給して、第１の液晶素子
１０７を白黒表示とするための信号を書き込み、透過画素部１０４に対応した液晶の配向
を制御する。このとき、反射画素部１０５において、選択線１０３を制御して第２の画素
トランジスタ１０９を導通とし、信号線１０２の第２の画像信号を第２の液晶素子１１０
に書き込み、反射画素部１０５に対応した第２の液晶素子１１０を制御する。
次いで図５（Ｅ）で説明する期間Ｔ５、すなわち静止画像信号保持期間では、透過画素部
１０４において、走査線１０１を制御して第１の画素トランジスタ１０６を非導通とし、
静止画像信号書き込み期間に書き込まれた第２の画像信号（図中、ＢＫ／Ｗと表記）に対
応した液晶の配向を制御する。このとき、反射画素部１０５において、選択線１０３を制
御して第２の画素トランジスタ１０９を非導通として、静止画像信号書き込み期間に書き
込まれた第２の画像信号（図中、ＢＫ／Ｗと表記）を保持し、反射画素部１０５に対応し
た第２の液晶素子１１０を制御する。
なお図５（Ｄ）で説明する静止画像信号書き込み期間では、反射画素部１０５への第２の
画像信号の書き込みとともに、透過画素部１０４において第２の画像信号が書き込まれる
構成としている。図５（Ｅ）で説明する静止画像信号保持期間ではバックライトを非動作
としているが、視認環境等により反射画素部１０５での光の反射が十分でなく画像が暗く
て視認しづらいこともあり得る。このとき、バックライトを動作させて、同じ階調の第２
の画像信号が書き込んである透過画素部１０４の表示に切り替えることで、視認性を確保
することができる。当該バックライトの動作または非動作の切り替えは、視認性が悪いと
きにのみ動作させればよいため、別途光センサ等を設け、周囲の照度に応じて切り替えて
やればよい。なおバックライトの動作または非動作の切り替えは、スイッチ等の操作によ
って手動での切り替えとする構成でもよい。また第１の画素トランジスタ１０６及び第２
の画素トランジスタ１０９は酸化物半導体を用いることで、オフ電流を低減することがで
きる。オフ電流低減は、静止画像信号保持期間を長く取ることができるため、低消費電力
化に好適である。
静止画像信号保持期間では、頻繁に画像信号の書き込みを行うといった動作を削減するこ
とができる。複数回の画像信号の書き込みによる画像を視認する際、複数回にわたって切
り替わる画像を人間の目は視認することとなる。そのため、人間の目には疲労として現れ
ることもあり得る。本実施の形態で説明したように、画像信号の書き込み回数を削減する
構成とすることで、目の疲労を減らすといった効果もある。
以上説明したように、本発明の一態様により、駆動回路及び配線等を増やす等の複雑な構
成とすることなく、反射画素部での光の散乱等によるコントラストの低下を抑制し、低消
費電力化を図ることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１の図１で説明した液晶表示装置の画素の回路図に対
応する上面図、及びその断面図の構成について説明する。
図６（Ａ）、（Ｂ）は、上記実施の形態１で説明した第１の画素トランジスタ１０６及び
第２の画素トランジスタ１０９として逆スタガ型のトランジスタを用いた場合の上面図、
及び断面図である。図６（Ｂ）に示す画素トランジスタの断面図は、図６（Ａ）に示す画
素の上面図における線分Ａ−Ａ’に対応している。
まず、図６（Ａ）を参照して、液晶表示装置の画素のレイアウトの一例について説明する
。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）には、上記実施の形態１で説明した図１の画素１００に用い
られる構成について示している。
図６（Ａ）に示す上記実施の形態１の液晶表示装置に適用しうる画素は、図１に対応する
構成として、走査線８０１と、信号線８０２と、選択線８０３と、容量線８０４と、第１
の画素トランジスタ８０５と、第１の画素電極８０６と、第１の容量素子８０７と、第２
の画素トランジスタ８０８と、第２の画素電極８０９と、第２の容量素子８１０と、を有
する。また各構成は、導電層８５１、半導体層８５２、導電層８５３、透明導電層８５４
、反射導電層８５５、及びコンタクトホール８５６、コンタクトホール８５７によって構
成される。
導電層８５１は、ゲート電極、又は走査線として機能する領域を有する。半導体層８５２
は、画素トランジスタの半導体層として機能する領域を有する。導電層８５３は、配線、
画素トランジスタのソース又はドレインとして機能する領域を有する。透明導電層８５４
は、第１の液晶素子の画素電極として機能する領域を有する。反射導電層８５５は、第２
の液晶素子の画素電極として機能する領域を有する。コンタクトホール８５６は、導電層
８５１と導電層８５３とを接続する機能を有する。コンタクトホール８５７は、導電層８
５３と透明導電層８５４とを接続する機能、又は導電層８５３と反射導電層８５５とを接
続する機能を有する。
なお反射導電層８５５を除去した画素のレイアウトについても図７に示す。図７に示すよ
うに反射導電層８５５に重畳して第２の画素トランジスタ８０８と、第２の容量素子８１
０が設けられていることがわかる。第２の容量素子８１０は、反射導電層８５５と重畳し
た位置に設けることで開口率を低下することなく大きくとることができる。
なお反射導電層８５５の表面は、入射した外光を乱反射させるために、凹凸を形成する処
理をすることが好ましい。
図６（Ａ）、図７の画素のレイアウトでは、第１の画素電極８０６は、信号線８０２と離
間させて設けている。第１の画素電極８０６と信号線８０２とを離間して設けることによ
り、信号線の電位の変動による第１の画素電極８０６の電位の変動を低減することができ
る。
また図６（Ａ）、図７の画素のレイアウトでは、導電層８５１は、第１の画素電極８０６
を環囲するように配線を設ける構成とすることが好ましい。導電層８５１により第１の画
素電極８０６を環囲する構成とすることにより、第１の画素電極８０６を環囲するように
設ける遮光部（ブラックマトリクス）を省略する構成とすることができる。また、導電層
８５１を透明導電層８５４と反射導電層８５５との間に設けることで透明導電層８５４及
び反射導電層８５５の表面の段差を低減する構成とすることができるため好適である。
また図６（Ａ）、図７の画素のレイアウトでは、選択線８０３と、容量線８０４とを信号
線８０２に平行に配置する構成としている。選択線８０３、容量線８０４、信号線８０２
を平行に設ける構成とすることにより、配線の交差容量を低減することができる。したが
って、ノイズの低減、又は信号の遅延又は信号波形のなまりの低減などを図ることができ
る。
次に図６（Ｂ）に示す断面図の構成について説明する。本実施の形態においては特に半導
体層を酸化物半導体で形成する際のトランジスタの形成方法について説明していくことと
する。図６（Ｂ）に示すトランジスタは、半導体として酸化物半導体を用いるものである
。酸化物半導体を用いることのメリットは、比較的簡単かつ低温のプロセスで高い移動度
と低いオフ電流が得られることであるが、もちろん、他の半導体を用いてもよい。
図６（Ｂ）に示すトランジスタ４１０は、ボトムゲート構造のトランジスタの一つであり
、逆スタガ型トランジスタともいう。なお本明細書に開示する液晶表示装置に適用できる
トランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造
のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形
成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もし
くは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲ
ート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい
。
トランジスタ４１０は、絶縁表面を有する基板４００上に、ゲート電極層４０１、ゲート
絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、ソース電極層４０５ａ、及びドレイン電極層４０
５ｂを含む。また、トランジスタ４１０を覆い、酸化物半導体層４０３に積層する絶縁層
４０７が設けられている。絶縁層４０７上にはさらに保護絶縁層４０９が形成されている
。
本実施の形態では、上記の通り、半導体層として酸化物半導体層４０３を用いる。酸化物
半導体層４０３に用いる酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇ
ａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化
物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｇ
ａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ
系金属酸化物や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ
系金属酸化物、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ
−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物や、Ｉｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｏ系
金属酸化物、Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物などを用いることができる。また、上記金属酸化物の
半導体にＳｉＯ２を含んでもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物
とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。
また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。
また、酸化物半導体層４０３は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される
薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一
または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、ま
たはＧａ及びＣｏなどがある。
酸化物半導体層４０３を用いたトランジスタ４１０は、オフ状態における電流値（オフ電
流値）を低くすることができる。よって、画像イメージデータ等の電気信号の保持時間を
長くすることができ、書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度
を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
絶縁表面を有する基板４００に使用することができる基板に大きな制限はないが、バリウ
ムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いる。
ボトムゲート構造のトランジスタ４１０において、下地膜となる絶縁層を基板とゲート電
極層の間に設けてもよい。下地膜は、基板からの不純物元素の拡散を防止する機能があり
、窒化シリコン層、酸化シリコン層、窒化酸化シリコン層、又は酸化窒化シリコン層から
選ばれた一又は複数の層による単層または積層構造により形成することができる。
ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、
タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ネオジム
（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）等の金属材料またはこれらを主成分とする合金材料を用
いて、単層でまたは積層して形成することができる。
ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコ
ン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層
、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハ
フニウム層を単層で又は積層して形成することができる。例えば、第１のゲート絶縁層と
してプラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の窒化シリコン層（ＳｉＮ
ｙ（ｙ＞０））を形成し、第１のゲート絶縁層上に第２のゲート絶縁層として膜厚５ｎｍ
以上３００ｎｍ以下の酸化シリコン層（ＳｉＯｘ（ｘ＞０））を積層して、合計膜厚２０
０ｎｍのゲート絶縁層とする。
ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂに用いる導電膜としては、例えば、Ａｌ
、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とす
る合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等を用いることができる。また、Ａｌ、Ｃ
ｕなどの金属層の下側又は上側の一方または双方にＴｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属層を
積層させた構成としても良い。また、Ａｌ膜に生ずるヒロックやウィスカーの発生を防止
する元素（Ｓｉ、Ｎｄ、Ｓｃなど）が添加されているＡｌ材料を用いることで耐熱性を向
上させることが可能となる。
また、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂ（これと同じ層で形成される配線
層を含む）となる導電膜としては導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸
化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ
）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化イ
ンジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリ
コンを含ませたものを用いることができる。
絶縁層４０７は、代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜
、または酸化窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
保護絶縁層４０９は、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化シリコン膜、窒化
酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
また、保護絶縁層４０９上にトランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化絶縁膜
を形成してもよい。平坦化絶縁膜としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン
、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ
−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層
させることで、平坦化絶縁膜を形成してもよい。なお保護絶縁層４０９上には、反射導電
層、液晶層等適宜必要な構成を設けて作製すればよい。
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、上記実施の形態で説明した液晶表示装置を具備する電子機器の
例について説明する。
図８（Ａ）は電子書籍（Ｅ−ｂｏｏｋともいう）であり、筐体９６３０、表示部９６３１
、操作キー９６３２、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４を有することができる
。図８（Ａ）に示した電子書籍は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表
示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した
情報を操作又は編集する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御す
る機能、等を有することができる。なお、図８（Ａ）では充放電制御回路９６３４の一例
としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６（以下、コンバータと略記）を
有する構成について示している。
図８（Ａ）に示す構成とすることにより、表示部９６３１として半透過型の液晶表示装置
を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想され、太陽電池９６３３による発電、
及びバッテリー９６３５での充電を効率よく行うことができ、好適である。なお太陽電池
９６３３は、筐体９６３０の表面及び裏面でバッテリー９６３５の充電を行う構成とする
ことができるため好適である。なおバッテリー９６３５としては、リチウムイオン電池を
用いると、小型化を図れる等の利点がある。
また図８（Ａ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図８（Ｂ）にブ
ロック図を示し説明する。図８（Ｂ）は、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５、コン
バータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１につ
いて示しており、バッテリー９６３５、コンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイ
ッチＳＷ１乃至ＳＷ３が充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
まず外光により太陽電池９６３３による発電がされる場合の動作の例について説明する。
太陽電池９６３３で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるよ
うコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太
陽電池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９
６３７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部
９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー
９６３５の充電を行う構成とすればよい。
次いで外光により太陽電池９６３３により発電がされない場合の動作の例について説明す
る。バッテリー９６３５に蓄電された電力は、スイッチＳＷ３をオンにすることでコンバ
ータ９６３７により昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作にバッテ
リー９６３５からの電力が用いられることとなる。
なお太陽電池９６３３については、充電手段の一例として示したが、他の手段によるバッ
テリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。また他の充電手段を組み合わせて行う
構成としてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
１００ 画素
１０１ 走査線
１０２ 信号線
１０３ 選択線
１０４ 透過画素部
１０５ 反射画素部
１０６ 第１の画素トランジスタ
１０７ 第１の液晶素子
１０８ 第１の容量素子
１０９ 第２の画素トランジスタ
１１０ 第２の液晶素子
１１１ 第２の容量素子
１１２ 共通電位線
１１３ 容量線
１５０ 基板
１５１ 画素部
１５２ 走査線駆動回路
１５３ 信号線駆動回路
１５４ 端子部
３０１ 動画表示期間
３０２ 静止画表示期間
４００ 基板
４０１ ゲート電極層
４０２ ゲート絶縁層
４０３ 酸化物半導体層
４０５ａ ソース電極層
４０５ｂ ドレイン電極層
４０７ 絶縁層
４０９ 保護絶縁層
４１０ トランジスタ
８０１ 走査線
８０２ 信号線
８０３ 選択線
８０４ 容量線
８０５ 第１の画素トランジスタ
８０６ 第１の画素電極
８０７ 第１の容量素子
８０８ 第２の画素トランジスタ
８０９ 第２の画素電極
８１０ 第２の容量素子
８５１ 導電層
８５２ 半導体層
８５３ 導電層
８５４ 透明導電層
８５５ 反射導電層
８５６ コンタクトホール
８５７ コンタクトホール
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３２ 操作キー
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ コンバータ
９６３７ コンバータ

Claims (2)

  1. 一画素に透過画素部と反射画素部とを有し、
    前記透過画素部は、第１の画素トランジスタと、第１の画素電極と、第１の容量と、を有し、
    前記反射画素部は、第２の画素トランジスタと、第２の画素電極と、第２の容量と、を有し、
    一画素は、第１の走査線と、第２の走査線と、前記第１及び前記第２の走査線と交差する信号線と、前記第１及び前記第２の走査線と交差する容量線とで囲まれており、
    前記第１の画素トランジスタのゲートは、前記第１の走査線と電気的に接続され、
    前記第１の画素トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記信号線と電気的に接続され、
    前記第１の画素トランジスタのソース又はドレイン他方は、前記第１の画素電極と電気的に接続され、
    前記第１の画素トランジスタのソース又はドレイン他方は、前記第１の容量の第１の電極と電気的に接続され、
    前記第１の容量の第２の電極は、前記容量線と電気的に接続され、
    前記第１の画素トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の画素トランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第２の画素トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の画素電極と電気的に接続され、
    前記第２の画素トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の容量の第１の電極と電気的に接続され、
    前記第２の容量の第２の電極は、前記容量線と電気的に接続され、
    前記第１の画素電極は、透明導電層でなり、
    前記第２の画素電極は、反射導電層でなり、
    前記第１の画素トランジスタ及び前記第１の容量は、前記第１の画素電極とは重ならず、
    前記第１の画素トランジスタ及び前記第１の容量は、前記第２の画素電極とは重ならず、
    前記第２の画素トランジスタ及び前記第２の容量は、前記第２の画素電極と重なり、
    動画の表示は、第１の期間乃至第３の期間により行われ、
    前記第１の期間では、前記第１の画素トランジスタを導通にし、前記第２の画素トランジスタを非導通にして、前記信号線より、前記第１の画素電極及び前記第１の容量に第１の画像信号を供給し、
    前記第２の期間では、前記透過画素部において、前記第１の画像信号に応じた表示を行い、
    前記第３の期間では、前記第１の画素トランジスタ及び前記第２の画素トランジスタを導通にして、前記信号線より、前記第２の画素電極及び前記第２の容量に黒表示をする信号を供給し、
    静止画の表示は、第４の期間及び第５の期間により行われ、
    前記第４の期間は、前記第１の画素トランジスタ及び前記第２の画素トランジスタを導通にし、前記信号線より、前記第１の画素電極、前記第１の容量、前記第２の画素電極及び前記第２の容量に、第２の画像信号を供給し、
    前記第５の期間では、前記反射画素部において、前記第２の画像信号に応じて表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項１において、
    動画の表示は、カラー表示であり、
    静止画の表示は、白黒の階調による表示であることを特徴とする液晶表示装置。
JP2015053388A 2010-01-20 2015-03-17 液晶表示装置 Expired - Fee Related JP5965508B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015053388A JP5965508B2 (ja) 2010-01-20 2015-03-17 液晶表示装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010009639 2010-01-20
JP2010009639 2010-01-20
JP2015053388A JP5965508B2 (ja) 2010-01-20 2015-03-17 液晶表示装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011005368A Division JP2011170333A (ja) 2010-01-20 2011-01-14 液晶表示装置の駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015121824A JP2015121824A (ja) 2015-07-02
JP5965508B2 true JP5965508B2 (ja) 2016-08-03

Family

ID=44277321

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011005368A Withdrawn JP2011170333A (ja) 2010-01-20 2011-01-14 液晶表示装置の駆動方法
JP2015053388A Expired - Fee Related JP5965508B2 (ja) 2010-01-20 2015-03-17 液晶表示装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011005368A Withdrawn JP2011170333A (ja) 2010-01-20 2011-01-14 液晶表示装置の駆動方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8767021B2 (ja)
JP (2) JP2011170333A (ja)
KR (1) KR101783066B1 (ja)
CN (1) CN102714025B (ja)
TW (2) TWI562121B (ja)
WO (1) WO2011089851A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038813B (zh) 2010-05-25 2016-07-27 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置及其驱动方法
JP2012103683A (ja) 2010-10-14 2012-05-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置及び表示装置の駆動方法
US20140198016A1 (en) * 2013-01-15 2014-07-17 Sony Mobile Communications Ab Low-power mode for display
GB2521866A (en) 2014-01-07 2015-07-08 Nokia Technologies Oy An apparatus and/or method and/or computer program for creating images adapted for transflective displays
KR102135432B1 (ko) * 2014-01-08 2020-07-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
TWI582744B (zh) * 2014-05-08 2017-05-11 友達光電股份有限公司 半穿反式顯示裝置之操作方法以及半穿反式顯示裝置
CN111656430B (zh) * 2018-02-01 2022-07-26 株式会社半导体能源研究所 显示装置及电子设备
CN108873522B (zh) 2018-06-29 2021-07-23 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置及显示面板的制造方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03163530A (ja) * 1989-11-22 1991-07-15 Sharp Corp アクティブマトリクス表示装置
JPH05159777A (ja) * 1991-12-02 1993-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池の製造方法
JP3091300B2 (ja) * 1992-03-19 2000-09-25 富士通株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示装置及びその駆動回路
JPH07159777A (ja) * 1993-12-10 1995-06-23 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
JP3175001B2 (ja) * 1996-02-23 2001-06-11 キヤノン株式会社 液晶表示装置及びその駆動方法
JP2003099013A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Toshiba Corp 表示装置
JP2003248463A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2003246463A (ja) * 2002-02-25 2003-09-02 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ごみ処理施設のごみ供給機
JP2005024680A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toppoly Optoelectronics Corp 透過・反射両用液晶表示装置
EP1737044B1 (en) * 2004-03-12 2014-12-10 Japan Science and Technology Agency Amorphous oxide and thin film transistor
JP4191641B2 (ja) * 2004-04-02 2008-12-03 三菱電機株式会社 半透過型液晶表示装置およびその製造方法
TW200609547A (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Baycom Opto Electronics Technology Co Ltd Cord-type light-emitter
JP2006078789A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Sharp Corp 半透過型液晶表示装置
WO2006030868A1 (ja) * 2004-09-15 2006-03-23 Citizen Watch Co., Ltd. 液晶表示装置
GB0422347D0 (en) * 2004-10-08 2004-11-10 Koninkl Philips Electronics Nv Transflective liquid crystal display device
JP4571845B2 (ja) * 2004-11-08 2010-10-27 シャープ株式会社 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置及びその駆動方法
JP2007121368A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Epson Imaging Devices Corp 液晶装置、及び電子機器
JP4873976B2 (ja) * 2006-03-29 2012-02-08 京セラ株式会社 半透過型液晶表示パネル、半透過型液晶表示装置および半透過型液晶表示システム
JP5078416B2 (ja) * 2006-04-27 2012-11-21 キヤノン株式会社 反射型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置用の基板
US7920234B2 (en) * 2006-06-30 2011-04-05 Lg Display Co., Ltd. Transflective type liquid crystal display device
JP2008052259A (ja) * 2006-07-26 2008-03-06 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
TW200811796A (en) * 2006-08-22 2008-03-01 Quanta Display Inc Display method for improving PLM image quality and device used the same
TW200823522A (en) * 2006-11-24 2008-06-01 Chi Mei Optoelectronics Corp Transflect liquid crystal display panel, liquid crystal display module, and liquid crystal display thereof
KR20080055414A (ko) * 2006-12-15 2008-06-19 삼성전자주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법
JP4506775B2 (ja) 2007-04-02 2010-07-21 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置
JP5037221B2 (ja) * 2007-05-18 2012-09-26 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置及び電子機器
KR101515081B1 (ko) * 2007-07-26 2015-05-06 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 구동방법
KR101392887B1 (ko) * 2007-08-01 2014-05-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR101479999B1 (ko) * 2008-02-15 2015-01-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP2009237297A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp 液晶表示装置及びその駆動方法
WO2011081011A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
WO2011089850A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving liquid crystal display device

Also Published As

Publication number Publication date
TWI603312B (zh) 2017-10-21
WO2011089851A1 (en) 2011-07-28
CN102714025A (zh) 2012-10-03
US8767021B2 (en) 2014-07-01
KR101783066B1 (ko) 2017-09-28
JP2015121824A (ja) 2015-07-02
TW201717186A (zh) 2017-05-16
CN102714025B (zh) 2016-01-20
TWI562121B (en) 2016-12-11
KR20120125983A (ko) 2012-11-19
JP2011170333A (ja) 2011-09-01
US20110175941A1 (en) 2011-07-21
TW201137845A (en) 2011-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6063989B2 (ja) 半透過型の液晶表示装置
JP5965508B2 (ja) 液晶表示装置
JP5921660B2 (ja) 表示装置及び表示装置の駆動方法
KR101848684B1 (ko) 액정 표시 장치 및 전자 장치
JP6985535B2 (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5965508

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees