TW201701264A - 顯示裝置以及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的一個方式的目的是提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的顯示裝置。一種顯示裝置，包括利用從轉換器或者備份電路供給的電力驅動的液晶顯示面板。當負荷大的寫入工作時在使用轉換器供給固定電位的同時對電容器進行充電，而當負荷小的圖像保持期間時優先從電容器供給固定電位而不使用轉換器。

Description

顯示裝置以及其驅動方法
本發明關於一種顯示裝置及其驅動方法。
半導體元件集成化且運算元件的處理能力提高，其結果是，電子設備小型化且輕量化，可以攜帶利用具有高功能性的電子設備。此外，記憶元件大容量化，並且，社會的資訊傳達基礎變充足，從而，當出門時，也可以利用能夠攜帶的電子設備來處理大量資訊。尤其是，隨著電子設備的發展，將資訊藉由視覺傳達到使用者的顯示裝置的重要度提高。
另一方面，要求能夠攜帶的電子設備即使難以從電燈線接受電力也在較長時間內連續工作。為延長能夠工作的時間，強烈要求電池的電容增大且耗電量降低。
此外，從近來的能量問題的觀點而言，電子設備的耗電量的降低是緊急任務，並且，不僅要求能夠攜帶的電子設備抑制耗電量，而且還要求大型化進展的電視裝置等也抑制耗電量。
現有的顯示裝置當連續期間中的圖像資料彼此相同時也進行以一定間隔寫入相同的圖像資料的工作。為抑制這種顯示裝置的耗電量而例如已公開了如下技術，即在靜止圖像顯示中掃描畫面一次並寫入圖像資料，然後作為非掃描期間設置長於掃描期間的休止期間(例如，參照專利文獻1及非專利文獻1)。
〔專利文獻1〕美國專利第7321353號說明書
〔非專利文獻1〕K.Tsuda和其他人. IDW’02 Proc., p.295-298
顯示裝置的耗電量是顯示面板當寫入工作時花費的電力和在保持被寫入的圖像的期間(也稱為圖像保持期間)中花費的電力之總和。從而，除了需要降低對顯示裝置的顯示面板的寫入頻度以外，還需要抑制圖像保持期間的耗電量。
鑒於上述技術背景，本發明的目的是提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的顯示裝置。
為了實現上述目的，本發明著眼於設置在顯示面板中的驅動電路的電源電路的DC-DC轉換器在圖像保持期間中花費的電力。
例如，為了在圖像保持期間中避免退化地保持高品質的形成在設置在液晶顯示面板中的各像素的像素電極與共同電極之間的電容器所保持的圖像資訊，電源電路需要對 共同電極供給固定電位。由於供給到共同電極的固定電位藉由利用電池等外部電源所提供的電力來由設置到電源電路的DC-DC轉換器產生，所以DC-DC轉換器的轉換效率影響到在圖像保持期間中花費的電力。
DC-DC轉換器的轉換效率由所花費的電力與所輸出的電力之比表示，最好使用當連接的負荷大時示出高轉換效率的DC-DC轉換器。然而，由於DC-DC轉換器的轉換效率根據連接的負荷的大小變化，所以不能要求當負荷大時示出高轉換效率的DC-DC轉換器當負荷小時也示出高轉換效率。
例如，當作為負荷連接液晶顯示面板時，選擇使用當寫入工作時示出75%左右的高轉換效率的DC-DC轉換器。然而，在圖像保持期間中花費的電力為在寫入工作時花費的電力的10-1倍至10-4倍左右，有時圖像保持期間中的DC-DC轉換器的轉換效率降低到幾十%左右。
如此，為了降低連接有變動大的負荷的DC-DC轉換器所花費的電力，當負荷大時使用示出高轉換效率的DC-DC轉換器，並且，當負荷小時使用另外的方法供給固定電位，即可。
明確而言，在液晶顯示裝置中設置將電源輸入轉換為指定的直流電力的轉換器和備份電路，並且，當負荷大的寫入工作時在使用轉換器供給固定電位的同時對設置到備份電路的電容器進行充電，而當負荷小的圖像保持期間時優先從進行了充電的電容器供給固定電位而不使用轉換 器，即可。
注意，備份電路包括：將電力從電源藉由轉換器供給到液晶顯示面板、電容器的第一模式；以及停止將電力從電源供給到轉換器並且將儲存於電容器的電力供給到液晶顯示面板的第二模式。
就是說，本發明的一個方式是一種液晶顯示裝置，包括：將電源輸入轉換為指定的直流電力的轉換器；具有進行轉換器所輸出的電力的充電的電容器的備份電路；以及利用從轉換器或備份電路供給的電力驅動，具有在一定期間保持相同的圖像的功能，並且，圖像寫入時的耗電量為圖像保持期間的耗電量的10倍以上且104倍以下的液晶顯示面板。其中，備份電路包括：將電力藉由轉換器供給到液晶顯示面板、電容器的第一模式；以及停止供給到轉換器的電力並且將儲存於電容器的電力供給到液晶顯示面板的第二模式。並且，利用第二模式在圖像保持期間中將電力供給到液晶顯示面板。
根據上述本發明的一個方式，在液晶顯示面板保持相同的圖像的期間中，將電源輸入轉換為指定的直流電力的轉換器停止，備份電路的電容器將固定電位供給到液晶顯示面板。因此，在轉換器的轉換效率不好的負荷區域，明確而言是負荷小的區域的液晶顯示面板的圖像保持期間中，轉換器不花費電力，所以可以提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的液晶顯示裝置。
此外，本發明的一個方式是一種液晶顯示裝置，包 括：將電源輸入轉換為指定的直流電力的轉換器；具有進行轉換器所輸出的電力的充電的電容器的備份電路；以及利用從轉換器或備份電路供給的電力驅動，具有在一定期間保持相同的圖像的功能，並且，圖像寫入時的耗電量為圖像保持期間的耗電量的10倍以上且104倍以下的液晶顯示面板。其中，備份電路包括：將電力藉由轉換器供給到液晶顯示面板、連接有限制器電路的電容器的第一模式；以及停止供給到轉換器的電力並且將儲存於電容器的電力供給到液晶顯示面板的第二模式。並且，利用第二模式在圖像保持期間中將電力供給到液晶顯示面板。
根據上述本發明的一個方式，在液晶顯示面板保持相同的圖像的期間中，轉換器停止，附加有充電限制器的備份電路的電容器將固定電位供給到液晶顯示面板。因此，在轉換器的轉換效率不好的負荷區域，明確而言是負荷小的區域的液晶顯示面板的圖像保持期間中，轉換器不花費電力，所以可以提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的液晶顯示裝置。
此外，本發明的一個方式包括附加有充電限制器的備份電路。附加有充電限制器的備份電路的電容器藉由限制器電路連接到轉換器，所以當不填充有電荷的電容器連接到轉換器時，也可以消除由於對電容器進行急劇的充電而發生的不良現象。
此外，本發明的一個方式是一種上述液晶顯示裝置，其中，以10秒以上且600秒以下的間隔將同一個視頻信 號寫入到液晶顯示面板。
根據上述本發明的一個方式，可以延長轉換器的停止期間，從而，對耗電量的降低發揮顯著的效果。
此外，本發明的一個方式是一種液晶顯示裝置的驅動方法，包括如下步驟：利用藉由將電源輸入轉換為指定的直流電力的轉換器供給的電力對備份電路所具有的電容器進行充電，並且，對液晶顯示面板進行圖像的寫入；每隔設定間隔對所述液晶顯示面板的像素電晶體的閘電位以及設置到備份電路的電容器的電位進行監視；當像素電晶體的閘電位的絕對值小於第一設定電位時，將電力供給到轉換器；當電容器的電位大於第二設定電位時，切斷供給到轉換器的電力；以及直到經過設定時間或者由中斷指令中斷，反復所述監視工作。
根據上述本發明的一個方式，按設置到備份電路的電容器的電位，選擇在圖像保持期間中對液晶顯示面板供給的固定電位。因此，在轉換器的轉換效率不好的負荷區域，明確而言是負荷小的區域的液晶顯示面板的圖像保持期間中，轉換器不花費電力，所以可以提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的液晶顯示裝置的驅動方法。
根據上述本發明的一個方式，當像素電晶體的閘電位的絕對值小於設定電位時，將電力供給到轉換器，並且，當電容器的液晶顯示面板一側的電位大於設定電位時，切斷供給到轉換器的電力。因此，備份電路成為轉換器的負荷，並且，可以利用轉換效率高的區域對備份電路的電容 器進行充電。
此外，本發明的一個方式是一種上述液晶顯示裝置的驅動方法，其中上述第一設定電位為5V以上。
根據上述本發明的一個方式，將設置到液晶顯示面板的像素部的像素電晶體的閘電位的絕對值保持為大於5V的值。因此，利用備份電路所供給的電位，像素電晶體可以保持截止狀態，從而可以防止所保持的圖像錯亂的現象。
此外，本發明的一個方式是一種上述液晶顯示裝置的驅動方法，其中第二設定電位為轉換器的輸出電位的98%以下。
根據上述本發明的一個方式，當對備份電路所具有的電容器的充電過於接近結束時，負荷變小。藉由排除該在低負荷區域中的充電，可以優先利用轉換效率高的區域對備份電路所具有的電容器進行充電。
注意，在本說明書中，高電源電位Vdd是指高於參考電位的電位，並且低電源電位Vss是指參考電位以下的電位。另外，最好高電源電位Vdd及低電源電位Vss都是能夠使電晶體工作的程度的電位。另外，有時將高電源電位Vdd及低電源電位Vss總稱為電源電壓。另外，在本說明書中，“連接”是指“電連接”。
此外，在本說明書中，共同電位Vcom只要是相對於供給到像素電極的視頻信號的電位用作基準的固定電位即可。作為一個例子，共同電位Vcom也可以是接地電位。
根據本發明，可以提供一種抑制在圖像保持期間中花費的電力的顯示裝置。
100‧‧‧液晶顯示裝置
110‧‧‧驅動電路部
112‧‧‧開閉電路
113‧‧‧顯示控制電路
114‧‧‧算術電路
115a‧‧‧信號產生電路
115b‧‧‧液晶驅動電路
116‧‧‧電源電路
117‧‧‧電源電位產生電路
118a‧‧‧DC-DC轉換器
118b‧‧‧DC-DC轉換器
118c‧‧‧DC-DC轉換器
119a‧‧‧備份電路
119b‧‧‧備份電路
120‧‧‧液晶顯示面板
121‧‧‧像素驅動電路部
121A‧‧‧閘極線側驅動電路
121B‧‧‧源極電極線側驅動電路
122‧‧‧像素部
123‧‧‧像素
124‧‧‧閘極線
125‧‧‧源極電極線
126‧‧‧端子部
126A‧‧‧端子
126B‧‧‧端子
127‧‧‧切換元件
128‧‧‧共同電極
130‧‧‧背光燈部
131‧‧‧背光燈控制電路
132‧‧‧背光燈
140‧‧‧儲存裝置
150‧‧‧電源部
151‧‧‧二次電池
155‧‧‧太陽能電池
160‧‧‧輸入裝置
190a‧‧‧第一開閉器
190b‧‧‧第一開閉器
191a‧‧‧第一限制器電路
192a‧‧‧電容器
192b‧‧‧電容器
193a‧‧‧第二開閉器
193b‧‧‧第二開閉器
194a‧‧‧第三開閉器
194b‧‧‧第三開閉器
195a‧‧‧端子
195b‧‧‧端子
210‧‧‧電容元件
214‧‧‧電晶體
215‧‧‧液晶元件
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
601‧‧‧期間
602‧‧‧期間
603‧‧‧期間
604‧‧‧期間
1401‧‧‧期間
1402‧‧‧期間
1403‧‧‧期間
1404‧‧‧期間
在附圖中：圖1是說明根據實施方式的液晶顯示裝置的結構的方方塊圖；圖2是說明根據實施方式的電源電路的結構的方方塊圖；圖3是說明根據實施方式的液晶顯示面板的結構的等效電路圖；圖4是說明根據實施方式的液晶顯示裝置的驅動方法的時序圖；圖5A和5B是說明根據實施方式的液晶顯示裝置的驅動方法的時序圖；圖6是說明根據實施方式的液晶顯示裝置的驅動方法的時序圖；圖7是說明根據實施方式的電源電路的驅動方法的圖；圖8是說明根據實施方式的電源電路的驅動方法的圖；圖9A至9E是說明根據實施方式的電晶體的製造方法的圖；圖10是說明根據實施例的液晶顯示裝置的結構的方 方塊圖；圖11是說明根據實施例的備份電路的結構的電路圖；圖12是說明根據實施例的液晶顯示裝置的圖像保持時間和能夠驅動的時間的關係的圖。
參照附圖對實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，而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其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在下面說明的發明結構中，在不同的附圖中共同使用相同的附圖標記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。
實施方式1
在本實施方式中，參照圖1及圖2而說明包括液晶顯示面板的液晶顯示裝置，該液晶顯示面板利用從將被輸入的電源電位轉換為指定的直流電位的轉換器或者備份電路供給的電力驅動。
參照圖1所示的方方塊圖說明本實施方式所例示的液晶顯示裝置100的結構。液晶顯示裝置100包括驅動電路部110、液晶顯示面板120、儲存裝置140、電源部150 以及輸入裝置160。注意，背光燈部130可以根據需要而設置。
在液晶顯示裝置100中，將電力從電源部150供給到電源電路116。電源電路116將電源電位供給到顯示控制電路113以及液晶顯示面板120。顯示控制電路113提取儲存裝置140所儲存的電子資訊，並將其輸出到液晶顯示面板120。此外，當具有背光燈部130時，顯示控制電路113將電源電位及控制信號輸出到背光燈部130。
驅動電路部110包括開閉電路112、顯示控制電路113以及電源電路116，並且，顯示控制電路113包括算術電路114、信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b。此外，電源電路116包括電源電位產生電路117、第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b、第三DC-DC轉換器118c、第一備份電路119a以及第二備份電路119b。
在電源電路116中，第一DC-DC轉換器118a藉由第一備份電路119a對電源部150所供給的電源電位進行升壓，並且，第二DC-DC轉換器118b藉由第二備份電路119b使電源部150所供給的電源電位反轉，並將其供給到電源電位產生電路117。電源電位產生電路117將電源電位(高電源電位Vdd及低電源電位Vss)供給到顯示控制電路113，並且，將共同電位Vcom供給到液晶顯示面板120。此外，第三DC-DC轉換器118c對電源部150所供給的電力進行降壓，並將其供給到顯示控制電路113的 算術電路114。
參照圖2所示的方方塊圖說明第一備份電路119a以及第二備份電路119b的結構。注意，圖2是主要示出圖1的電源電路116的方方塊圖，並且，使用相同的附圖標記來表示相同的結構。此外，由於第一備份電路119a以及第二備份電路119b具有相同的結構，所以在此說明第一備份電路119a。
在第一備份電路119a中，第一開閉器190a的一個端子連接到第一DC-DC轉換器118a的端子。此外，第一限制器電路191a的一個端子連接到第一DC-DC轉換器118a的同一個端子，並且，第一限制器電路191a的另一個端子連接到第二開閉器193a的一個端子。第二開閉器193a的另一個端子連接到電容器192a的一個端子195a和第三開閉器194a的一個端子，並且，電容器192a的另一個端子接地。第一開閉器190a的另一個端子和第三開閉器194a的另一個端子都連接到電源電位產生電路117，將第一DC-DC轉換器118a所供給的電位藉由電源電位產生電路117輸出到在圖2中不示出的液晶顯示面板120。
本實施方式所例示的第一備份電路119a除了電容器以外還具有第一限制器電路191a，所以也可以稱為附加有充電限制器的備份電路。第一限制器電路191a在電容器192a處於低充電狀態時限制流過第一DC-DC轉換器118a的電流，抑制第一DC-DC轉換器118a所輸出的電位下降的現象，以使液晶顯示裝置100的工作穩定。注意， 也可以不使用限制器電路。
算術電路114監視電源電路116。明確而言，算術電路114監視第一備份電路119a所具有的電容器192a的端子195a的電位、第二備份電路119b所具有的電容器192b的端子195b的電位以及電源電位產生電路117所輸出的電源電位(例如，Vdd及Vss)。藉由監視這些電位，可以知道電容器192a及電容器192b的充電狀態以及液晶顯示面板120的顯示狀態。
此外，算術電路114控制開閉電路112。算術電路114根據電容器192a及電容器192b的充電狀態(或者，端子195a、端子195b的電位)、像素電晶體的閘電位(或者，電連接到像素電晶體的閘極電極的佈線的電位)，可以利用開閉電路112控制供給到第一DC-DC轉換器118a以及第二DC-DC轉換器118b的電力。
注意，設置到備份電路的第一開閉器190a、第一開閉器190b、第二開閉器193a、第二開閉器193b、第三開閉器194a以及第三開閉器194b的連接和切斷的時序與開閉電路112的連接和切斷的時序同步。明確而言，當藉由開閉電路112電源部150與電源電路116連接時，第一開閉器190a、第一開閉器190b、第二開閉器193a及第二開閉器193b都成為連接狀態，並且，第三開閉器194a及第三開閉器194b成為切斷狀態。此外，當開閉電路112切斷時，第一開閉器190a、第一開閉器190b、第二開閉器193a及第二開閉器193b都成為切斷狀態，並且，第三開 閉器194a及第三開閉器194b成為連接狀態。注意，也可以藉由使用整流元件代替開閉器來構成備份電路。
藉由控制供給到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b的電力，可以當負荷大的寫入工作時在使用DC-DC轉換器供給固定電位的同時對電容器進行充電，而當負荷小的圖像保持期間時優先從電容器供給固定電位而不使用DC-DC轉換器。
在顯示控制電路113中(參照圖1)，算術電路114對從儲存裝置140提取的電子資料進行分析、計算及加工處理。將進行了處理的圖像與控制信號一起輸出到液晶驅動電路115b，並且，液晶驅動電路115b將圖像轉換為液晶顯示面板120能夠顯示的視頻信號資料並輸出。此外，信號產生電路115a與算術電路114同步，將控制信號(起始脈衝SP、時鐘信號CK)從電源電位供給到液晶顯示面板120。注意，算術電路114也可以藉由信號產生電路115a將使液晶顯示面板120的共同電極128的電位成為浮動狀態(浮置)的控制信號輸出到切換元件127。
只要根據點反轉驅動、源極電極線反轉驅動、閘極線反轉驅動、幀反轉驅動等的方法適當地使視頻信號資料反轉，即可。此外，也可以從外部輸入視頻信號，當視頻信號是模擬信號時，藉由A/D轉換器等將模擬信號轉換為數位信號並將其供給到液晶顯示裝置100，即可。
此外，算術電路114利用開閉電路112控制從電源部150供給到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器 118b的電力。並且，算術電路114監視第一備份電路119a、第二備份電路119b所具有的電容器的充電情況以及顯示面板的閘極電位。
作為算術電路114對從儲存裝置提取的電子資料進行分析、計算及加工處理的內容，例如，對電子資料進行分析來判斷是運動圖像還是靜止圖像，可以將包括判斷結果的控制信號輸出到信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b。另外，算術電路114可以從包括靜止圖像的視頻信號資料中切出一個幀的靜止圖像，並將該靜止圖像與表示所切出的資料是靜止圖像的控制信號一起輸出到信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b。此外，算術電路114可以從包括運動圖像的視頻信號資料中檢測出運動圖像，並將連續的幀與表示所檢測出的資料是運動圖像的控制信號一起輸出到液晶顯示面板120。
算術電路114根據被輸入的電子資料使本實施方式的液晶顯示裝置100進行不同的工作。注意，在本實施方式中，算術電路114將圖像判斷為靜止圖像而進行的工作是靜止圖像顯示模式，而算術電路114將圖像判斷為運動圖像而進行的工作是運動圖像顯示模式。另外，在本說明書中，當靜止圖像顯示時顯示的圖像是靜止圖像。
此外，本實施方式所例示的算術電路114還可以具有顯示模式轉換功能。顯示模式轉換功能是指不根據算術電路114的判斷而該液晶顯示裝置的利用者藉由手動或者藉由使用外部連接設備對該液晶顯示裝置的工作模式進行選 擇，來將其轉換為運動圖像顯示模式或靜止圖像顯示模式的功能。
上述功能是算術電路114所具有的功能的一個例子，可以根據顯示裝置的用途選擇各種圖像處理功能並應用。
另外，由於被轉換為數位信號的視頻信號的計算(例如檢測視頻信號的差別等)很容易，所以當所輸入的視頻信號(視頻信號資料)為模擬信號時，可以將A/D轉換器等設置到算術電路114。
儲存裝置140包括儲存介質和讀取裝置。另外，也可以採用能夠對儲存介質進行寫入的結構。
電源部150包括二次電池151和太陽能電池155。二次電池也可以使用電容器。另外，電源部150的結構不侷限於此，而除了電池、發電裝置等以外，還可以將連接到電燈線的交流-直流轉換器應用於電源部150。
作為輸入裝置160，可以使用開閉器、鍵盤，並且，也可以將觸摸屏設置到液晶顯示面板120並使用。使用者可以使用輸入裝置160輸入選擇儲存裝置140所儲存的電子資料並將其示出於液晶顯示裝置100的指令。
液晶顯示面板120具有一對基板(第一基板和第二基板)。另外，在一對基板之間夾持液晶層來形成液晶元件215。在第一基板上設置有像素驅動電路部121、像素部122、端子部126。此外，也可以設置切換元件127。在第二基板上設置有共同電極128(也稱為公共電極或對置電極)。另外，在本實施方式中，共同連接部(也稱為公共 接觸)設置到第一基板或第二基板，並且第一基板上的連接部與第二基板上的共同電極128連接。
在像素部122中設置有多個閘極線124(掃描線)及源極電極線125(信號線)，並且多個像素123由閘極線124及源極電極線125圍繞並以矩陣狀設置。另外，在本實施方式所例示的液晶顯示面板120中，閘極線124從閘極線側驅動電路121A延伸地設置，而源極電極線125從源極電極線側驅動電路121B延伸地設置。
像素123包括作為切換元件的電晶體214、連接於該電晶體214的電容元件210及液晶元件215。
至於電晶體214，閘極電極連接到設置在像素部122中的多個閘極線124中的一個，源極電極和汲極電極中的一方連接到多個源極電極線125中的一個，源極電極和汲極電極中的另一方連接到電容元件210中的一方的電極以及液晶元件215中的一方的電極(像素電極)。
另外，電晶體214最好使用降低了截止電流的電晶體，例如最好使用實施方式3所說明的電晶體。當降低了截止電流時，截止狀態的電晶體214可以在液晶元件215及電容元件210中穩定地保持電荷。此外，藉由使用充分降低了截止電流的電晶體214，也可以不設置電容元件210而構成像素123。
藉由採用這種結構，像素123可以在長時間保持電晶體214成為截止狀態之前寫入的狀態，從而可以降低耗電量。
液晶元件215是藉由液晶的光學調變作用控制光的透過或非透過的元件。施加到液晶的電場控制液晶的光學調變作用。施加到液晶的電場方向根據液晶材料、驅動方法及電極結構不同，而可以適當地選擇。例如，當使用在液晶的厚度方向(所謂縱方向)上施加電場的驅動方法時，以夾持液晶的方式在第一基板上設置像素電極並且在第二基板上設置共同電極即可。另外，當使用在基板面內方向(所謂橫電場)上對液晶施加電場的驅動方法時，在相對於液晶同一個面上設置像素電極和共同電極即可。另外，像素電極及共同電極也可以具有多種多樣的開口圖案。
作為用於液晶元件的液晶的一個例子，可以舉出向列液晶、膽固醇相(cholesteric)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，作為液晶的驅動模式，可以使用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。此外，可以適當地使用IPS(In-Plane-Switching；面內切換)模式、FFS(Fringe Field Switching；邊緣場切換)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment；多象限垂直配向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment；圖像垂直配向)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell；軸對稱排列微單元)模式等。當然，在本實施方式中，只要是根據光學調變作用控制光的透過或非透過的元件，就對液晶材料、驅動方法及電極結構沒有特別的限制。
另外，本實施方式所例示的液晶元件中的液晶取向由設置在第一基板上的像素電極與設置在第二基板上的相對於像素電極的共同電極之間產生的縱方向的電場控制。然而，也可以根據所例示的液晶材料、液晶的驅動模式適當地改變像素電極並利用橫電場控制液晶的取向。
端子部126是將顯示控制電路113所輸出的指定的信號(高電源電位Vdd、低電源電位Vss、起始脈衝SP、時鐘信號CK、視頻信號資料等)以及共同電位Vcom等供給到像素驅動電路部121的輸入端子。
像素驅動電路部121具有閘極線側驅動電路121A、源極電極線側驅動電路121B。閘極線側驅動電路121A、源極電極線側驅動電路121B是用來驅動具有多個像素的像素部122的驅動電路，並具有移位暫存器電路(也稱為移位暫存器)。
另外，閘極線側驅動電路121A及源極電極線側驅動電路121B可以與像素部122形成在同一基板上或不同基板上。
另外，向像素驅動電路部121供給由顯示控制電路113控制的高電源電位Vdd、低電源電位Vss、起始脈衝SP、時鐘信號CK、視頻信號資料。
當設置切換元件127時，可以應用電晶體。切換元件127的閘極電極連接到端子126A，並根據顯示控制電路113所輸出的控制信號將共同電位Vcom藉由端子126B供給到共同電極128。將切換元件127的閘極電極及源極電極和汲極電極中的一方連接到端子部126，並將另一方連接到共同電極128，從電源電位產生電路117向共同電極128供給共同電位Vcom，即可。另外，切換元件127既可以與像素驅動電路部121或像素部122形成在同一基板上，又可以形成在不同基板上。
藉由使用例如實施方式3所說明的截止電流降低了的電晶體作為切換元件127，可以抑制施加到液晶元件215的兩端子的電位隨著時間的經過而降低。
共同電極128在共同連接部中電連接到供給由電源電位產生電路117供給的共同電位Vcom的共同電位元線。
作為共同連接部的具體的一個例子，藉由在共同電極128和共同電位元線之間夾有利用金屬薄膜覆蓋絕緣球體而成的導電粒子，可以實現共同電極128與共同電位元線的電連接。另外，也可以在液晶顯示面板120內設置多個 共同連接部。
另外，也可以在液晶顯示裝置中設置測光電路。設置有測光電路的液晶顯示裝置可以檢測出放置有該液晶顯示裝置的環境的亮度。當測光電路判斷出液晶顯示裝置被使用於昏暗的環境時，顯示控制電路113以使背光燈132的光的強度提高的方式對其進行控制，由此確保顯示幕幕的良好的可見度；與此相反，當測光電路判斷出液晶顯示裝置被使用於極為明亮的外光下(例如戶外直射日光下)時，顯示控制電路113以抑制背光燈132的光的強度的方式對其進行控制，由此降低背光燈132的耗電量。像這樣，顯示控制電路113可以根據從測光電路輸入的信號控制背光燈、側光燈等光源的驅動方法。
背光燈部130包括背光燈控制電路131以及背光燈132。背光燈132根據液晶顯示裝置100的用途進行選擇組合即可，可以使用發光二極體(LED)等。背光燈132例如可以配置白色的發光元件(例如LED)。顯示控制電路113向背光燈控制電路131供給控制背光燈的背光燈信號及電源電位。當然，不使用背光燈部130的能夠利用外光視覺確認顯示的反射型液晶顯示面板耗電量少，所以是較佳的。
藉由在背光燈部130、液晶顯示面板120的像素電極中設置透過可見光的區域，可以提供透過型或者半透過型的液晶顯示裝置。透過型或者半透過型的液晶顯示裝置即使在昏暗的地方也可以視覺確認顯示圖像，所以是方便 的。
注意，可以根據需要適當地組合光學薄膜(偏振膜、相位差膜、反射防止膜等)並使用。根據液晶顯示裝置100的用途選擇在半透過型液晶顯示裝置中使用的背光燈等光源而組合即可，可以使用冷陰極管或發光二極體(LED)等。另外，也可以使用多個LED光源或多個電致發光(EL)光源等構成面光源。作為面光源，可以使用三種顏色以上的LED或白色發光的LED。注意，在採用配置RGB的發光二極體等作為背光燈且藉由時間分割實現彩色顯示的繼時加法混色法(場序制法)時，有時不設置濾色片。藉由應用不使用吸收背光燈的光的濾色片的繼時加法混色法，可以降低耗電量。
根據本實施方式所例示的液晶顯示裝置，可以在液晶顯示面板保持相同的圖像的期間中，停止DC-DC轉換器。因為在DC-DC轉換器停止的期間中，備份電路的電容器將固定電位供給到液晶顯示面板，所以在DC-DC轉換器的轉換效率不好的負荷區域，明確而言是負荷極小的區域的液晶顯示面板的圖像保持期間中，DC-DC轉換器不花費電力，從而可以提供抑制在圖像保持期間中花費的電力的顯示裝置。
此外，本實施方式所例示的液晶顯示裝置具有附加有充電限制器的備份電路。因為附加有充電限制器的備份電路的電容器藉由限制器電路連接到DC-DC轉換器，所以當不填充有電荷的電容器連接到DC-DC轉換器時，也可 以消除由於對電容器進行急劇的充電而發生的不良現象。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖3至圖8說明包括液晶顯示面板的液晶顯示裝置的驅動方法，該液晶顯示面板由從DC-DC轉換器或者備份電路供給的電力驅動。
參照圖3至圖6說明圖1所例示的液晶顯示裝置100的驅動方法。本實施方式所說明的液晶顯示裝置的驅動方法是如下顯示方法：根據所顯示的圖像的特性改變顯示面板的重寫頻度(或頻率)，當負荷大的寫入工作時在使用DC-DC轉換器供給固定電位的同時對電容器進行充電，而當負荷小的圖像保持期間時優先從電容器供給固定電位而不使用DC-DC轉換器。
明確而言，當連續的幀的視頻信號顯示不同的圖像(運動圖像)時，使用根據每個幀寫入視頻信號的顯示模式。另一方面，當連續的幀的視頻信號顯示相同的圖像(靜止圖像)時，使用如下顯示模式：在繼續顯示相同的圖像的期間中不寫入新的視頻信號，或者，使寫入頻度極少，並且，使將電壓施加到液晶元件的像素電極及共同電極的電位成為浮動狀態(浮置)而保持施加到液晶元件的電壓，不供給新的電位而進行靜止圖像的顯示。
此外，當負荷大的寫入工作時在使用DC-DC轉換器 供給固定電位的同時對電容器進行充電，而在繼續顯示相同的圖像的期間中停止將電力供給到DC-DC轉換器，並且，從電容器優先性地供給固定電位。
另外，液晶顯示裝置將運動圖像和靜止圖像組合並將其顯示於屏幕。運動圖像是指藉由將按時間分割為多個幀的多個不同圖像高速地轉換來使人眼認別為運動圖像的圖像。明確而言，藉由在一秒內將圖像轉換六十次(六十幀)以上，可以實現被人眼識別為閃爍少的運動圖像。另一方面，與運動圖像及部分運動圖像不同，靜止圖像是指即使將按時間分割為多個幀期間的多個圖像高速地轉換來工作，在連續的幀期間，例如在第n幀和第(n+1)幀之間也沒有變化的圖像。
首先，將電力供給到液晶顯示裝置100。電源電位產生電路117向液晶顯示面板120供給共同電位Vcom，並且，藉由顯示控制電路113向液晶顯示面板120供給電源電位(高電源電位Vdd、低電源電位Vss)以及控制信號(起始脈衝SP、時鐘信號CK)。
液晶顯示裝置100的算術電路114分析所顯示的電子資料。在此，對進行電子資料包括運動圖像及靜止圖像，算術電路114辨別是運動圖像還是靜止圖像，並進行當運動圖像時與當靜止圖像時分別輸出不同的信號的處理的情況進行說明。
當算術電路114所顯示的電子資料從運動圖像轉移到靜止圖像時，從電子資料中切出靜止圖像，並將該靜止圖 像與表示所切出的資料是靜止圖像的控制信號一起輸出到信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b。此外，當電子資料從靜止圖像轉移到運動圖像時，將包括運動圖像的視頻信號與表示該視頻信號用於運動圖像的控制信號一起輸出到信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b。
接著，使用圖3所示的液晶顯示裝置的等效電路圖及圖4所示的時序圖對向像素供給信號的樣子進行說明。
圖4示出顯示控制電路113向閘極線側驅動電路121A供給的時鐘信號GCK及起始脈衝GSP。另外，還示出顯示控制電路113向源極電極線側驅動電路121B供給的時鐘信號SCK及起始脈衝SSP。另外，為了說明時鐘信號的輸出時序，在圖4中使用簡單的矩形波表示時鐘信號的波形。
此外，圖4示出資料線、像素電極的電位以及共同電極的電位。注意，在具有切換元件127的情況下，示出源極電極線125的電位、像素電極的電位、端子126A的電位、端子126B的電位以及共同電極的電位。
在圖4中，期間1401相當於寫入用來顯示運動圖像的視頻信號的期間。在期間1401中，以視頻信號被供給到像素部122的各像素且共同電位被供給到共同電極的方式進行工作。此外，因為負荷大的寫入工作連續，所以在使用DC-DC轉換器供給固定電位的同時對電容器進行充電。
此外，期間1402相當於顯示靜止圖像的期間(也稱 為圖像保持期間)。在期間1402中，停止將視頻信號資料供給到像素部122的各像素，將使像素電晶體成為截止狀態的電位供給到閘極線，將共同電位供給到共同電極128。注意，在負荷小的圖像保持期間1402中，從電容器優先性地供給固定電位。注意，在圖4所示的期間1402中，示出以使信號產生電路115a以及液晶驅動電路115b的工作停止的方式供給各信號的結構，但是，最好採用根據期間1402的長度及刷新速率，定期性地寫入視頻信號，以防止靜止圖像的圖像退化的結構。
首先，對寫入用來顯示運動圖像的視頻信號的期間1401的時序圖進行說明。在期間1401中，作為時鐘信號GCK一直供給時鐘信號，並且，作為起始脈衝GSP供給對應於垂直同步頻率的脈衝。另外，在期間1401中，作為時鐘信號SCK一直供給時鐘信號，並且，作為起始脈衝SSP供給對應於一個閘極選擇期間的脈衝。
另外，藉由源極電極線125向各行的像素供給視頻信號資料，並且根據閘極線124的電位將源極電極線125的電位供給到像素電極。
另外，顯示控制電路113向切換元件127的端子126A供給使切換元件127成為導通狀態的電位，並藉由端子126B向共同電極供給共同電位。
接下來，對顯示靜止圖像的期間1402的時序圖進行說明。在期間1402中，時鐘信號GCK、起始脈衝GSP、時鐘信號SCK及起始脈衝SSP全部停止。另外，在期間 1402中，供給到源極電極線125的視頻信號資料停止。在時鐘信號GCK及起始脈衝GSP全都停止的期間1402中，電晶體214成為非導通狀態而像素電極的電位變為浮動狀態。
此外，在期間1402中，電源電位產生電路117也將共同電位Vcom供給到共同電極128，並且，在其電位處於浮動狀態的像素電極和共同電位Vcom的共同電極128之間具有液晶層的液晶元件215可以穩定性地保持靜止圖像。此外，此時，藉由優先從電容器供給固定電位而不使用DC-DC轉換器，可以降低在圖像保持期間中花費的電力。
此外，在液晶顯示面板具有切換元件127的情況下，顯示控制電路113向切換元件127的端子126A供給使切換元件127成為非導通狀態的電位，並且，也可以使共同電極128的電位成為浮動狀態。
在期間1402中，藉由使液晶元件215的兩端的電極即像素電極及共同電極的電位成為浮動狀態，可以進行靜止圖像的顯示。在具有切換元件127的情況下，在期間1402中，電源電位產生電路117不需要將共同電位Vcom供給到共同電極128，從而電源電位產生電路117可以停止共同電位Vcom的產生。藉由利用算術電路114控制共同電位Vcom的產生，可以進一步降低耗電量，所以是較佳的。
此外，藉由停止供給到閘極線側驅動電路121A及源 極電極線側驅動電路121B的時鐘信號、起始脈衝，可以實現低耗電量化。再者，因為停止向DC-DC轉換器的電源的供給，從第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的電容器藉由電源電位產生電路117將固定電位輸出到液晶顯示面板120，所以可以減少DC-DC轉換器的備用電力。
尤其是，藉由作為電晶體214及切換元件127使用降低了截止電流的電晶體，可以抑制施加到液晶元件215的兩端子的電壓隨著時間的經過而降低的現象，所以是較佳的。
接著，參照圖5A和5B說明將運動圖像轉換為靜止圖像的期間(圖4中的期間1403)、將靜止圖像轉換為運動圖像的期間或者重寫靜止圖像的期間(圖4中的期間1404)中的顯示控制電路的工作。圖5A和5B示出顯示控制電路輸出的高電源電位Vdd、時鐘信號(在此是GCK)、起始脈衝信號(在此是GSP)以及端子126A的電位。
圖5A示出將運動圖像轉換為靜止圖像的期間1403中的顯示控制電路的工作。顯示控制電路停止起始脈衝信號GSP(圖5A的E1，第一步驟)。接著，在停止起始脈衝信號GSP後，脈衝輸出到達移位暫存器的最後級，然後停止多個時鐘信號GCK(圖5A的E2，第二步驟)。接著，使電源電位的高電源電位Vdd成為低電源電位Vss(圖5A的E3，第三步驟)。
注意，在液晶顯示面板120具有切換元件127的情況下，接下來，使端子126A的電位成為使切換元件127成為非導通狀態的電位(圖5A的E4，第四步驟)。此外，算術電路114可以控制電源電位產生電路117來停止共同電位Vcom的產生。
藉由上述步驟，可以不引起像素驅動電路部121的錯誤工作地停止供給到像素驅動電路部121的信號。作為將運動圖像轉換為靜止圖像時的錯誤工作產生雜波，並且，該雜波作為靜止圖像被保持，所以安裝有錯誤工作少的顯示控制電路的液晶顯示裝置可以顯示圖像退化少的靜止圖像。
接著，圖5B示出將靜止圖像轉換為運動圖像的期間、或者重寫靜止圖像的期間1404中的顯示控制電路的工作。在液晶顯示面板120具有切換元件127的情況下，顯示控制電路使端子126A的電位成為使切換元件127成為導通狀態的電位(圖5B的S1，第一步驟)。
接著，不管有沒有切換元件127，使電源電位從低電源電位Vss變為高電源電位Vdd(圖5B的S2，第二步驟)。接著，作為時鐘信號GCK，以長於後面供給的通常的時鐘信號GCK的脈衝信號首先供給高電位，然後供給多個時鐘信號GCK(圖5B的S3，第三步驟)。接著，供給起始脈衝信號GSP(圖5B的S4，第四步驟)。
藉由上述步驟，可以不引起像素驅動電路部121的錯誤工作地再開始向像素驅動電路部121供給驅動信號。藉 由將各佈線的電位適當地依次恢復到運動圖像顯示時的電位，可以不引起錯誤工作地驅動像素驅動電路部121。
此外，圖6模式性地示出顯示運動圖像的期間601、顯示靜止圖像的期間602中的每個幀期間的視頻信號的寫入頻度。在圖6中，“W”表示視頻信號的寫入期間，而“H”表示視頻信號的保持期間。此外，在圖6中，期間603是一個幀期間，但是也可以是另外的期間。
如此，在本實施方式的液晶顯示裝置的結構中，在期間604中寫入在期間602中顯示的靜止圖像的視頻信號，並且，在期間602中的期間604以外的期間中保持在期間604中寫入的視頻信號。
接著，參照圖7及圖8說明電源電路116的驅動方法。本實施方式所例示的液晶顯示裝置100根據所顯示的圖像的特性而改變液晶顯示面板120的重寫頻度(或者頻率)，並且，當負荷大的寫入工作時在使用DC-DC轉換器供給固定電位的同時對電容器進行充電，而當負荷小的圖像保持期間時優先從電容器供給固定電位而不使用DC-DC轉換器。
在頻繁地寫入圖像的運動圖像顯示期間中，在從電源部150藉由DC-DC轉換器和電源電位產生電路117將固定電位供給到液晶顯示面板120的同時，對第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的各電容器進行充電，即可。注意，作為DC-DC轉換器，選擇在將圖像寫入到液晶顯示面板120的負荷和對電容器進行充電的負荷 連接的情況下示出高轉換效率的DC-DC轉換器而使用，即可。
此外，當第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的電容器的充電量太低時，作為將該電容器連接到DC-DC轉換器的結果，DC-DC轉換器的輸出電位降低，而發生電源電位產生電路117不能將適當的固定電位輸出到液晶顯示面板的不良現象。本發明的一個方式的備份電路具有限制器電路，並且，限制器電路限制流向電容器的電流，從而可以防止由於對電容器進行急劇的充電而發生的不良現象。
參照圖7所示的流程圖說明以靜止圖像顯示期間(也稱為圖像保持期間)為典型的寫入圖像的頻度低的期間中的電源電路的驅動方法。
在圖像保持期間中，靜止圖像被顯示於液晶顯示面板120，算術電路114在計量時間(也稱為計數工作)的同時，定期性(例如，每隔幾秒)地監視顯示裝置的狀態。明確而言，監視第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的電容器的電位、像素電晶體的閘電位。注意，後面說明監視工作的詳細內容。
此外，當在進行計數工作中接到來自輸入裝置160的圖像的寫入指令時，算術電路114從儲存裝置140讀取電子資料，中斷計數工作。
接著，算術電路114利用開閉電路112將電源部150連接到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器 118b，並且，藉由電源電位產生電路117將電力供給到液晶顯示面板120。
算術電路114將電子資料轉換為視頻信號，利用從第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b供給的電力將圖像資料寫入到液晶顯示面板120。寫入後，算術電路114監視顯示裝置的狀態。
接著，轉移到計數工作。所計數的時間相當於自動寫入顯示圖像資料的間隔，例如是幾秒至幾十分的值，即可。尤其是，最好是10秒以上且600秒以下的值，藉由採用10秒以上來顯著降低耗電量，並且，藉由採用600秒以下來可以防止保持圖像的品質降低。
注意，因為算術電路114從與電源部150一直連接的第三DC-DC轉換器118c接收電力的供給，所以可以立即應答來自使用者等的中斷指令。此外，如果算術電路114當進行計數工作時轉移到睡眠模式，則可以進一步降低耗電量。
參照圖8所示的流程圖說明算術電路114的監視工作。算術電路114當進行時間的計數工作時定期性地監視顯示裝置的狀態，利用開閉電路112控制將電源部150連接到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b的工作。
算術電路114定期性(例如，每隔幾秒)地參考像素電晶體的閘電位，並且，當像素電晶體的閘電位的絕對值小於設定電位時，利用開閉電路112將電源部150連接到 第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b。藉由參考電連接到像素電晶體的閘極電極的佈線的電位來可以知道像素電晶體的閘極電位，作為設定電位例如採用絕對值為5V以上的值即可。將該設定電位的絕對值設定為使處於保持圖像的狀態的像素電晶體的截止電流足夠低並可以防止由於雜波等而使電晶體誤變為導通狀態的程度的值，即可。明確而言，當將作為通道形成區使用氧化物半導體層且其臨界值Vth為0V左右的常關閉型n型電晶體用於像素電晶體時，將閘電位維持為-5V以下，即可。
在不將電力供給到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b的情況下，第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的電容器的輸出電位影響到像素電晶體的閘電位的絕對值。第一備份電路119a或者第二備份電路119b所具有的電容器因在構成液晶顯示裝置100的電路中發生的洩漏電流而放電，其輸出電位降低。
從而，當第一備份電路119a或者第二備份電路119b所具有的電容器的充電量不足，而像素電晶體的閘電位的絕對值低於設定電位時，算術電路114利用開閉電路112將電源部150連接到第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b，並且，藉由電源電位產生電路117將像素電晶體的閘電位的絕對值保持為設定電位以上。
此外，算術電路114定期性地參考第一備份電路119a以及第二備份電路119b所具有的電容器的電位，當該電容器的電位大於設定電位時，利用開閉電路112從第 一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b切斷電源部150。作為設定電位，例如設定連接有電容器的第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b的輸出電位的98%左右，即可。
藉由將設定電位設定為連接有電容器的第一DC-DC轉換器118a、第二DC-DC轉換器118b的輸出電位的98%左右，可以在將轉換器的負荷設定於當實際上使用時沒有問題的範圍內的同時降低耗電量。
根據本實施方式所例示的液晶顯示裝置，可以在液晶顯示面板保持相同的圖像的期間中，停止DC-DC轉換器。因為在停止DC-DC轉換器的期間中，備份電路的電容器將固定電位供給到液晶顯示面板，所以，在DC-DC轉換器的轉換效率不好的負荷區域，明確而言是負荷極小的區域的液晶顯示面板的圖像保持期間中，DC-DC轉換器不花費電力，所以可以提供抑制在圖像保持期間中花費的電力的液晶顯示裝置。
此外，本實施方式所例示的液晶顯示裝置包括附加有充電限制器的備份電路。附加有充電限制器的備份電路的電容器藉由限制器電路連接到DC-DC轉換器，所以當不填充有電荷的電容器連接到DC-DC轉換器時，也可以消除由於對電容器進行急劇的充電而發生的不良現象。
尤其是，本實施方式的液晶顯示裝置藉由將降低截止電流的電晶體應用於各像素以及共同電極的切換元件，可以確保長的儲存電容器能夠保持電位的期間(時間)。其 結果，可以大幅度地降低視頻信號的寫入頻度，並且，對顯示靜止圖像時的低耗電量化以及眼睛疲勞的減少發揮顯著的效果。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖9A至9E詳細說明用於實施方式1或實施方式2所說明的液晶顯示裝置的包括氧化物半導體層的電晶體以及其製造方法的一例。與上述實施方式相同的部分或者具有與上述實施方式相同的功能的部分以及製程可以與上述實施方式同樣進行，省略其反復說明。此外，省略對相同的部分的詳細說明。
圖9A至9E示出電晶體的截面結構的一例。圖9A至9E所示的電晶體510是可用於實施方式1或實施方式2所說明的液晶顯示裝置的底閘結構的反交錯型電晶體。在本實施方式所例示的將氧化物半導體層包括於通道形成區中的電晶體中，因為在截止狀態下流過源極電極與汲極電極之間的電流非常小，所以藉由將該電晶體應用於液晶顯示面板的像素電晶體，可以抑制在圖像保持期間中寫入到像素的圖像資訊退化的現象。
下面，參照圖9A至9E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上形成導電膜之 後，利用第一光刻製程形成閘極電極層511。另外，也可以使用噴墨法形成抗蝕劑掩模。當使用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。
在本實施方式中，作為具有絕緣表面的基板505，使用玻璃基板。
也可以在基板505與閘極電極層511之間設置成為基底膜的絕緣膜。基底膜具有防止雜質元素從基板505擴散的功能，並可以採用選自氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜和氧氮化矽膜中的一種或多種膜的疊層結構來形成。
另外，作為閘極電極層511可以使用鉬、鈦、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或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的單層或疊層來形成。
接著，在閘極電極層511上形成閘極絕緣層507。閘極絕緣層507藉由利用電漿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、氧化鉿層的單層或疊層來形成。
作為本實施方式的氧化物半導體，使用去除雜質而實現I型化或者實質上I型化的氧化物半導體。這種高純度化的氧化物半導體對介面能級、介面電荷非常敏感，所以氧化物半導體層與閘極絕緣層之間的介面很重要。因此，接觸於高純度化的氧化物半導體的閘極絕緣層被要求高品質化。
例如，由於使用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高的高品質的絕緣層，所以是較佳的。藉由使高純度化的氧化物半導體與高品質的閘極絕緣層密接，可以降低介面能級密度並使介面特性良好。
當然，只要作為閘極絕緣層可以形成優質的絕緣層，就可以使用濺射法或電漿CVD法等其他成膜方法。另外，還可以使用藉由成膜後的加熱處理改變閘極絕緣層的膜質及與氧化物半導體之間的介面特性的絕緣層。總之，只要是作為閘極絕緣層的膜質良好並可以降低與氧化物半導體之間的介面態密度從而形成良好的介面的絕緣層即可。
另外，為了儘量不使閘極絕緣層507、氧化物半導體膜530中含有氫、羥基及水分，最好作為形成氧化物半導體膜530的預處理，在濺射裝置的預熱室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進行預加熱，來使吸附在基板505的氫或水分等雜質脫離並排出。另外，設置在預熱室中的排氣單元最好使用低溫泵。此外，還可以省略該預熱處理。另外，還可以在形成絕緣層516之前，對形成到源極電極層515a及汲極電極層515b的基板505進行同樣的預熱處理。
接著，在閘極絕緣層507上形成厚度為2nm以上且200nm以下，最好為5nm以上且30nm以下的氧化物半導體膜530(參照圖9A)。
另外，最好在利用濺射法形成氧化物半導體膜530之 前，藉由進行引入氬氣體產生電漿的反濺射來去除附著在閘極絕緣層507表面的粉狀物質(也稱為微粒、塵屑)。反濺射是指使用RF電源在氬氣圍中對基板施加電壓來在基板附近形成電漿以進行表面改性的方法。另外，也可以使用氮、氦、氧等代替氬氣圍。
作為用作氧化物半導體膜530的氧化物半導體，可以使用：四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn-O類氧化物半導體；三元金屬氧化物的In-Ga-Zn-O類氧化物半導體、In-Sn-Zn-O類氧化物半導體、In-Al-Zn-O類氧化物半導體、Sn-Ga-Zn-O類氧化物半導體、Al-Ga-Zn-O類氧化物半導體、Sn-Al-Zn-O類氧化物半導體；二元金屬氧化物的In-Zn-O類氧化物半導體、Sn-Zn-O類氧化物半導體、Al-Zn-O類氧化物半導體、Zn-Mg-O類氧化物半導體、Sn-Mg-O類氧化物半導體、In-Mg-O類氧化物半導體、In-Ga-O類氧化物半導體；以及In-O類氧化物半導體、Sn-O類氧化物半導體、Zn-O類氧化物半導體等。此外，還可以使上述氧化物半導體含有Si02。這裏，例如，In-Ga-Zn-O類氧化物半導體是指含有銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)的氧化物膜，對其化學計量比沒有特別的限制。另外，也可以含有In、Ga及Zn之外的元素。在本實施方式中，氧化物半導體膜530藉由使用In-Ga-Zn-O類氧化物靶材的濺射法來形成。該步驟的截面圖相當於圖9A。
作為用來利用濺射法製造氧化物半導體膜530的靶材，例如使用組成比為In2O3：Ga2O3：ZnO=1：1：1〔摩爾數 比〕的氧化物靶材，來形成In-Ga-Zn-O膜。另外，不侷限於該靶材及組成，例如，還可以使用In2O3：Ga2O3：ZnO=1：1：2〔摩爾數比〕的氧化物靶材。
另外，氧化物靶材的填充率為90%至100%，最好為95%至99.9%。藉由採用填充率高的氧化物靶材，可以形成緻密的氧化物半導體膜。
最好使用氫、水、羥基或氫化物等的雜質被去除了的高純度氣體作為在形成氧化物半導體膜530時使用的濺射氣體。
在維持減壓狀態的沉積室內保持基板，並且將基板溫度設定為100℃以上且600℃以下，最好為200℃以上且400℃以下。藉由邊加熱基板邊進行成膜，可以降低形成的氧化物半導體膜中含有的雜質濃度。另外，可以減輕由於濺射帶來的損傷。另外，邊去除殘留在沉積室內的水分邊引入去除了氫及水分的濺射氣體並使用上述靶材在基板505上形成氧化物半導體膜530。最好使用吸附型真空泵，例如，低溫泵、離子泵、鈦昇華泵來去除殘留在沉積室內的水分。此外，作為排氣單元，也可以使用配備有冷阱的渦輪泵。由於在利用低溫泵進行了排氣的沉積室中，如氫原子、水(H2O)等的包含氫原子的化合物(最好還包括包含碳原子的化合物)等被排出，所以可以降低利用該沉積室形成的氧化物半導體膜中含有的雜質濃度。
作為進行濺射法的氣圍，採用稀有氣體(典型的是氬)氣圍、氧氣圍或稀有氣體和氧的混合氣圍，即可。
作為成膜條件的一個例子，可以採用如下條件：基板與靶材之間的距離為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，當使用脈衝直流電源時，可以減少成膜時產生的粉狀物質(也稱為微粒、塵屑)，並且膜厚度分佈也變得均勻，所以是較佳的。
接著，利用第二光刻製程將氧化物半導體膜530加工為島狀的氧化物半導體層。另外，也可以利用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。當使用噴墨法形成抗蝕劑掩模時不使用光掩模，由此可以降低製造成本。
另外，當在閘極絕緣層507中形成接觸孔時，可以在對氧化物半導體膜530進行加工的同時進行該製程。
另外，這裏作為氧化物半導體膜530的蝕刻方法，可以採用乾蝕刻及濕蝕刻中的一方或兩者。例如，作為用於氧化物半導體膜530的濕蝕刻的蝕刻液，可以使用磷酸、醋酸以及硝酸的混合溶液或ITO07N(日本關東化學公司製造)等。
接著，對氧化物半導體層進行第一加熱處理。利用該第一加熱處理，可以使氧化物半導體層脫水化或脫氫化。將第一加熱處理的溫度設定為400℃以上且750℃以下，或者400℃以上且低於基板的應變點的溫度。這裏，將基板引入作為加熱處理裝置之一的電爐中，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之後， 不使其接觸於大氣，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9B)。
注意，加熱處理裝置不侷限於電爐，還可以使用利用電阻發熱體等的發熱體所產生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(Gas Rapid Thermal Anneal：氣體快速熱退火)裝置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal：燈快速熱退火)裝置等的RTA(Rapid Thermal Anneal：快速熱退火)裝置。LRTA裝置是利用從燈如鹵素燈、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈等發出的光(電磁波)的輻射加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是使用高溫的氣體進行加熱處理的裝置。作為高溫的氣體，使用如氬等的稀有氣體、如氮的即使進行加熱處理也不與被處理物產生反應的惰性氣體。
例如，作為第一加熱處理，也可以進行如下GRTA，即將基板放入加熱為650℃至700℃的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘之後，從加熱為高溫的惰性氣體中取出基板。
此外，在第一加熱處理中，最好不使氮或氦、氖、氬等稀有氣體中含有水、氫等。另外，最好將引入加熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設定為6N(99.9999%)以上，最好設定為7N(99.99999%)以上(即，將雜質濃度設定為1ppm以下，最好設定為0.1ppm以下)。
另外，可以在利用第一加熱處理對氧化物半導體層進 行加熱之後，對相同爐內引入高純度的氧氣體、高純度的N2O氣體或超乾燥空氣(露點為-40℃以下，最好為-60℃以下)。最好不使氧氣體或N2O氣體包含水、氫等。或者，最好將引入加熱處理裝置的氧氣體或N2O氣體的純度設定為6N以上，最好為7N以上(也就是說，將氧氣體或N2O氣體中的雜質濃度設定為1ppm以下，最好設定為0.1ppm以下)。藉由利用氧氣體或N2O氣體的作用來供給由於脫水化或脫氫化處理中的雜質排出製程而同時減少的作為構成氧化物半導體的主要成分材料的氧，來使氧化物半導體層高純度化並在電性上I型(本質)化。
另外，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進行第一加熱處理。在此情況下，在第一加熱處理之後，從加熱裝置取出基板，進行光刻製程。
另外，除了上述以外，只要是在形成氧化物半導體層之後，就也可以在在氧化物半導體層上層疊源極電極層及汲極電極層之後，或者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製程。
此外，無論基底構件的材料是氧化物、氮化物還是金屬等的材料，也可以藉由分兩次形成氧化物半導體層，並分兩次進行加熱處理來形成具有較厚的結晶區，即與膜表 面垂直地進行c軸取向的結晶區的氧化物半導體層。例如，可以形成3nm以上且15nm以下的第一氧化物半導體膜，並在氮、氧、稀有氣體或乾燥空氣的氣圍下以450℃以上且850℃以下，最好為550℃以上且750℃以下進行第一加熱處理，形成在其包括表面的區域中具有結晶區(包括板狀結晶)的第一氧化物半導體膜。並且，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，最好為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子而使其向上方進行結晶生長來使整個第二氧化物半導體膜晶化，從而形成具有較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，例如可以使用包括選自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素的金屬膜、以上述元素為成分的金屬氮化物膜(氮化鈦膜、氮化鉬膜、氮化鎢膜)等。此外，也可以採用在Al、Cu等的金屬膜的下一側及上一側中的一方或兩者層疊Ti、Mo、W等高熔點金屬膜或者它們的金屬氮化物膜(氮化鈦膜、氮化鉬膜、氮化鎢膜)的結構。尤其是，最好在接觸於氧化物半導體層的一側設置包括鈦的導電膜。
利用第三光刻製程在導電膜上形成抗蝕劑掩模，進行 選擇性的蝕刻來形成源極電極層515a及汲極電極層515b，然後去除抗蝕劑掩模(參照圖9C)。
作為利用第三光刻製程形成抗蝕劑掩模時的曝光，可以使用紫外線、KrF雷射或ArF雷射。在氧化物半導體層531上的相鄰的源極電極層的下端部與汲極電極層的下端部之間的間隔寬度決定後面形成的電晶體的通道長度L。另外，當通道長度L短於25nm時，最好使用波長極短的幾nm至幾十nm的超紫外線(Extreme Ultraviolet)進行第三光刻製程中的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景深大。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。
此外，為了縮減用於光刻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，並且藉由進行蝕刻可以進一步改變形狀，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，並可以縮減對應的光刻製程，所以可以實現製程的簡化。
注意，當蝕刻導電膜時，最好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，很難僅蝕刻導電膜而完全不蝕刻氧化物半導體層531，所以有時當蝕 刻導電膜時只有氧化物半導體層531的一部分被蝕刻，而成為具有槽部(凹部)的氧化物半導體層。
在本實施方式中，由於使用Ti膜作為導電膜，並使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導體作為氧化物半導體層531，所以作為蝕刻劑使用過氧化氫氨水(氨、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，不接觸於大氣，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。
作為絕緣層516，至少將其厚度形成為1nm以上，並可以適當地採用濺射法等的不使水、氫等的雜質混入到絕緣層516的方法來形成。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發生氧化物半導體層的背通道的低電阻化(N型化)，而形成寄生通道。因此，為了使絕緣層516成為儘量不包含氫的膜，在成膜方法中不使用氫是很重要的。
在本實施方式中，作為絕緣層516利用濺射法形成厚度為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。在本實施方式中設定為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來形成氧化矽膜。作為與氧化物半導體層接觸地形成的絕緣層516，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。
與形成氧化物半導體膜530時同樣，為了去除絕緣層516的沉積室中的殘留水分，最好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，也可以採用配備有冷阱的渦輪泵。
作為形成絕緣層516時使用的濺射氣體，最好使用去除了氫、水、羥基或氫化物等雜質的高純度氣體。
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(最好為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。
藉由上述步驟，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，並且，可以供給在雜質的排除製程的同時減少的構成氧化物半導體的主要成 分材料之一的氧。因此，氧化物半導體層高純度化及I型(本質)化。
藉由上述步驟形成電晶體510(參照圖9D)。
此外，當作為絕緣層516使用包括多個缺陷的氧化矽層時，可以藉由形成氧化矽層後的加熱處理使氧化物半導體層中含有的氫、水分、羥基或氫化物等雜質擴散在氧化物絕緣層中，從而進一步降低氧化物半導體層中含有的該雜質。
也可以在絕緣層516上還形成保護絕緣層506。作為保護絕緣層506，例如，藉由RF濺射法形成氮化矽膜。RF濺射法因為具有高批量生產性，所以最好用作保護絕緣層的形成方法。作為保護絕緣層，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，而使用氮化矽膜、氮化鋁膜等。在本實施方式中，使用氮化矽膜來形成保護絕緣層506(參照圖9E)。
在本實施方式中，作為保護絕緣層506，將形成到絕緣層516的基板505加熱到100℃至400℃，引入去除了氫及水分的包含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，也最好與絕緣層516同樣邊去除沉積室中的殘留水分邊形成保護絕緣層506。
也可以在形成保護絕緣層後，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，又可以反復多次地進行從室溫到100 ℃以上且200℃以下的加熱溫度的升溫及從加熱溫度到室溫的降溫。
因為在本實施方式所例示的電晶體中在截止狀態下流過源極電極與汲極電極之間的電流非常小，所以藉由將該電晶體應用於液晶顯示面板的像素電晶體，可以抑制寫入到像素的圖像資訊在圖像保持期間中退化的現象。從而，可以延長圖像保持期間，並且，降低圖像的寫入頻度，所以藉由使用應用本實施方式所例示的電晶體的液晶顯示面板，可以降低耗電量。此外，藉由採用在圖像保持期間中從備份電路的電容器供給固定電位的結構，不僅可以停止DC-DC轉換器，而且沒有被充電在電容器中的電荷藉由本實施方式所例示的電晶體洩漏的情況，所以可以進一步降低耗電量。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施例
在本實施例中，說明：製造具備利用從DC-DC轉換器或者備份電路供給的電力驅動的液晶顯示面板的液晶顯示裝置，以不同的頻度寫入靜止圖像的結果。
參照圖10所示的方方塊圖說明本實施例所例示的液晶顯示裝置的結構。液晶顯示裝置包括太陽能電池、鋰離子電容器、驅動電路、轉換基板以及液晶顯示面板。
驅動電路包括對微處理器輸出+3.3V的DC-DC轉換 器、藉由備份電路將+14V輸出到電源產生電路的DC-DC轉換器、藉由備份電路將-14V輸出到電源產生電路的DC-DC轉換器。電源產生電路將電源供給到信號產生電路，藉由轉換基板將電源供給到液晶顯示面板。
微處理器從快閃記憶體讀取圖像資料，將資料轉送到液晶用驅動IC。液晶用驅動IC藉由轉換基板將圖像資料供給到液晶顯示面板。此外，太陽能電池供給電力來對鋰離子電容器進行充電，並且，鋰離子電容器將電力供給到驅動電路。驅動電路藉由轉換基板驅動液晶顯示面板。
圖11示出本實施例所例示的液晶顯示裝置所包括的備份電路的結構。備份電路包括DC-DC轉換器所輸出的電力藉由整流元件到達電源產生電路的第一電路、DC-DC轉換器所輸出的電力藉由限制器電路、兩個整流元件到達電源產生電路的第二電路。此外，在第二電路的兩個整流元件之間連接有電容器，並且，微處理器監視其電位。
檢查了可以利用鋰離子電容器驅動具有上述結構的液晶顯示裝置的時間。注意，利用能夠儲存4.1mAh的電力的鋰離子電容器且以其輸出電壓的初期值從4V降低到3.5V的時間為可以驅動該液晶顯示裝置的時間來進行測量。此外，每隔2秒監視電容器的電位。
在圖12中，以實線表示：相對於圖像的寫入間隔，繪製該鋰離子電容器可以驅動該液晶顯示裝置的時間的結果。當將圖像的寫入間隔從10秒延長到600秒時，可以驅動本實施例的液晶顯示裝置的時間變長大約6.7倍。可 以驅動本實施例的液晶顯示裝置的時間非常依賴於圖像的寫入間隔，在保持靜止圖像的期間中DC-DC轉換器停止，出現降低耗電量的效果。
比較例
檢查了可以利用實施例所說明的鋰離子電容器驅動從實施例所說明的液晶顯示裝置拆下備份電路而得到的液晶顯示裝置的時間。注意，以將電位直接輸出到電源產生電路的方式連接兩個轉換器，並且，將轉換器的輸出電位分別設定為+13V及-13V。
在圖12中，以虛線表示：相對於圖像的寫入間隔，繪製該鋰離子電容器可以驅動該液晶顯示裝置的時間的結果。當將圖像的寫入間隔從10秒延長到600秒時，可以驅動本比較例的液晶顯示裝置的時間變長大約1.7倍。
與本比較例的液晶顯示裝置相比，實施例的安裝有備份電路的液晶顯示裝置可以驅動長3.46倍的時間。
100‧‧‧液晶顯示裝置
110‧‧‧驅動電路部
112‧‧‧開閉電路
113‧‧‧顯示控制電路
114‧‧‧算術電路
115a‧‧‧信號產生電路
115b‧‧‧液晶驅動電路
116‧‧‧電源電路
117‧‧‧電源電位產生電路
118a‧‧‧DC-DC轉換器
118b‧‧‧DC-DC轉換器
118c‧‧‧DC-DC轉換器
119a‧‧‧備份電路
119b‧‧‧備份電路
120‧‧‧液晶顯示面板
121‧‧‧像素驅動電路部
121A‧‧‧閘極線側驅動電路
121B‧‧‧源極電極線側驅動電路
122‧‧‧像素部
123‧‧‧像素
124‧‧‧閘極線
125‧‧‧源極電極線
126‧‧‧端子部
126A‧‧‧端子
126B‧‧‧端子
127‧‧‧切換元件
128‧‧‧共同電極
130‧‧‧背光燈部
131‧‧‧背光燈控制電路
132‧‧‧背光燈
140‧‧‧儲存裝置
150‧‧‧電源部
151‧‧‧二次電池
155‧‧‧太陽能電池
160‧‧‧輸入裝置
210‧‧‧電容元件
214‧‧‧電晶體
215‧‧‧液晶元件

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，包含：包含DC-DC轉換器及電容器的電源供應電路；以及液晶顯示面板；其中在圖像寫入期間，該DC-DC轉換器供應固定電位到該液晶顯示面板，以及其中在圖像保持期間，該電容器供應固定電位到該液晶顯示面板。
  2. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該圖像保持期間為10秒以上且600秒以下。
  3. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中在該圖像保持期間，停止到該DC-DC轉換器的電源供應。
  4. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該液晶顯示面板包含驅動電路。
  5. 根據申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中該驅動電路為閘極線驅動電路。
  6. 根據申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中該驅動電路為源極線驅動電路。
  7. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該液晶顯示面板包含像素，以及其中該像素包含包括氧化物半導體層的電晶體。
  8. 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該氧化物半導體層含有銦、鎵、及鋅。
  9. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含 太陽能電池。
  10. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含鋰離子電容器。
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