TWI528348B - 液晶顯示裝置及電子裝置 - Google Patents

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TWI528348B TW100104278A TW100104278A TWI528348B TW I528348 B TWI528348 B TW I528348B TW 100104278 A TW100104278 A TW 100104278A TW 100104278 A TW100104278 A TW 100104278A TW I528348 B TWI528348 B TW I528348B
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梅崎敦司
三宅博之
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Description

液晶顯示裝置及電子裝置
本發明係相關於液晶顯示裝置。另一選擇是，本發明係相關於液晶顯示裝置的驅動方法。另一選擇是，本發明係相關於包括液晶顯示裝置之電子裝置。
液晶顯示裝置的範圍已從諸如電視接收器等大型顯示裝置擴展到諸如行動電話等小型顯示裝置。從現在開始將需要具有較高附加價值的產品並且正在發展中。近年來，鑑於對全球環境的關注提高以及提升行動裝置的便利性，具有低電力消耗之液晶顯示裝置的發展已引起注意。
非專利文件1揭示更新率在移動影像顯示時和靜止影像顯示時之間是不同，以減少液晶顯示裝置的電力消耗之液晶顯示裝置的結構。非專利文件1亦揭示在閒置週期中同樣將具有相同相位之AC信號供應到信號線和共同電極之結構，使得能夠防止汲極-共同電極電壓的波動，以防止感知到由於在靜止影像顯示時閒置週期和掃描週期之間的信號切換所導致之汲極-共同電極電壓的波動所產生之閃爍。
[參考]
[非專利文件1] Kazuhiko Tsuda等人，IDW’02，第295-298頁
如在非專利文件1一般，藉由在顯示靜止影像時減少更新率可降低電力消耗。然而，在某些例子中像素電極和共同電極之間的電壓無法保持恆定，因為像素電極的電位由於像素電晶體的關閉狀態電流及/或來自液晶的漏電流而改變。結果，所顯示的影像劣化，因為施加到液晶的電壓改變及無法獲得想要的灰階。
因為當執行多個灰階顯示時容易改變灰階，所以需要保持更新率，使得灰階不被改變。因此，具有液晶顯示裝置的電力消耗無法藉由更新率減少而充分降低之問題。
如此，本發明的一實施例之目的在於抑制由於顯示靜止影像時更新率減少所產生的灰階變化所導致之影像品質的劣化。
本發明的一實施例為液晶顯示裝置，其包括受驅動器電路控制之顯示部；以及用以控制驅動器電路之時序控制器。用以顯示靜止影像之影像信號被供應到時序控制器。藉由時序控制器，隨著影像信號的灰階越小，將在顯示部上顯示對應於影像信號之影像時的更新率減少。
本發明的一實施例為液晶顯示裝置，其包括受驅動器電路控制之顯示部；以及用以控制驅動器電路之時序控制器。藉由時序控制器，使在顯示部上顯示對應於具有用以顯示靜止影像之第二灰階數的第二影像信號之影像時的更新率小於顯示對應於具有小於第二灰階數之第一灰階數的第一影像信號之影像時的更新率。
本發明的一實施例可以是液晶顯示裝置，其中時序控制器包括分析部，用以判斷影像信號的灰階數；查閱表部，儲存根據來自分析部的信號之更新率；以及面板控制器，受查閱表部控制。
本發明的一實施例可以是液晶顯示裝置，其中分析部包括計數器電路，被設置給影像信號的每一位元；以及決定部，依據計數器電路的計數值來判斷灰階值。
本發明的一實施例可以是液晶顯示裝置，其中顯示部中的各像素包括用以控制影像信號的寫入之電晶體，並且其中電晶體的半導體層包括氧化物半導體。
本發明的一實施例可達成由於顯示靜止影像時減少更新率所產生之灰階改變而導致影像品質劣化較少。另外，可藉由顯示靜止影像時的更新率減少而降低電力消耗。
下面，將參考附圖說明本發明的實施例。然而，可以許多不同模式來實行本發明，及精於本技藝之人士容易明白，在不違背本發明的目的和範疇之下，可以各種方式修改本發明的模式和細節。因此，本發明不應被闡釋作侷限於下面的實施例說明。需注意的是，在圖解下面欲說明之本發明的結構之所有圖式中，相同部位或具有相同功能之部位係由相同參考號碼來指示。
需注意的是，用於實施例的圖式所示之尺寸、層的厚度、信號的波形、和組件的區域等等在某些例子中為了簡明會被誇大。因此，本發明的實施例不被侷限於此種規模。
需注意的是，在此說明書中，為了避免組件之間的混淆而使用諸如“第一”、“第二”、“第三”、及“第N(N為自然數)”等詞語，及並不在數字上限制組件。
(實施例1)
在此實施例中，將參考概要圖、方塊圖、和圖解液晶元件的特性和灰階數之間的關係之圖式來說明液晶顯示裝置。
將參考圖1A至1C說明有關此說明書之液晶顯示裝置，圖1A至1C為液晶顯示裝置的簡易方塊圖和圖解液晶顯示裝置的概要圖。
圖1A所示之液晶顯示裝置100包括時序控制器(亦稱作時序控制電路)101、驅動器電路102、和顯示部103。
時序控制器101被供應有來自外面的影像信號Data。圖1A的時序控制器101具有根據影像信號Data的灰階數來改變更新率之功能(即、以影像信號Data所顯示之影像的灰階數)。尤其是，時序控制器101具有改變寫入到包括在顯示部中之像素的影像信號之保持週期的功能。
圖1A所示之驅動器電路102包括閘極線驅動器電路(亦稱作掃描線驅動器電路)和源極線驅動器電路(亦稱作信號線驅動器電路)。閘極線驅動器電路和源極線驅動器電路為用以驅動包括複數個像素之顯示部103的驅動器電路，及包括移位暫存器電路(亦稱作移位暫存器)或解碼器電路。需注意的是，閘極驅動器電路和源極線驅動器電路係可設置在與顯示部103相同或與顯示部103不同的基板之上。
圖1A所示之顯示部103包括複數個像素；閘極線(亦稱作掃描線，用以掃描和選擇複數個像素；以及源極線(亦稱作信號線)，用以供應影像信號到複數個像素。閘極線受閘極線驅動器電路控制，及源極線受源極線驅動器控制。像素包括作為切換元件之電晶體、電容器、和液晶元件。
如圖1B所示，此實施例所說明之液晶顯示裝置100具有移動影像顯示週期104和靜止影像顯示週期105。在此實施例所說明之結構中，特別說明靜止影像顯示週期105中之各框週期中的影像信號之寫入週期和保持週期。
移動影像顯示週期104中之一框週期(或框頻)的循環低於或等於1/60秒(60 Hz或更大)較佳。框頻增加，使得影像的觀看者幾乎不會察覺到閃爍。另外，靜止影像顯示週期105具有非常長的一框週期循環較佳，例如，一秒或更多(0.017 Hz或更低)。與同一影像被重寫複數次的例子比較，減少框頻能夠使眼睛疲勞較不嚴重。需注意的是，框頻意指更新，及意指每秒之螢幕顯示的重複次數。
需注意的是，移動影像顯示週期104和靜止影像顯示週期105可以下面方式來切換，例如：從外面供應用以切換週期之信號，或者根據影像信號Data來決定移動影像顯示週期104或靜止影像顯示週期105。需注意的是，在藉由根據影像信號Data之切換週期的決定來切換移動影像顯示週期104和靜止影像顯示週期105之例子中，圖1A的時序控制器101切換下面週期：移動影像週期，其中可藉由每當寫入到顯示部103的各像素之影像信號與前一週期所寫入的影像信號不同時所執行之連續寫入影像信號來顯示移動影像；以及靜止影像週期，其中當寫入到顯示部103的各像素之影像信號與前一週期所寫入的影像信號相同時，以停止影像信號的寫入和將所寫入的影像信號保持在各像素中之此種方式來顯示靜止影像。
然後，將參考圖1C之概要圖來說明圖1A之時序控制器101的操作。此處，第一影像信號和第二影像信號之複數個影像信號被使用作為特定影像信號。需注意的是，在圖1C中，第一影像信號為具有第一灰階數之影像信號，尤其是M灰階(M為自然數)，週期T1為以第一影像信號來顯示影像之週期，第二影像信號為具有第二灰階數之影像信號，尤其是N灰階(N為自然數)，及週期T2為以第二影像信號來顯示影像之週期。第一灰階數M大於第二灰階數N；即、可以勝過第二影像信號之第一影像信號來顯示具有更多灰階的影像。圖1C之週期T1中的一框週期之週期106為第一影像信號的一框週期。圖1C之週期T2中的一框週期之週期107為第二影像信號的一框週期。需注意的是，將在第一灰階數M大於第二灰階數N(M>N)假設上進行下面說明。
灰階數為指示顏色的明亮或黑暗之數目，及灰階數係由寫入到顯示影像用的像素之影像信號的電壓之位準來表示(下面稱作電壓位準)。尤其是，灰階數為係可將表示從藉由施加電壓到液晶元件所表示之白到黑的變化之電壓位準的斜率分成複數個位準所獲得之電壓位準的總數。此外，灰階數為在將表示從藉由施加電壓到液晶元件所表示之白到黑的變化之電壓位準的斜率分成複數個位準所獲得之電壓位準數之中，在一框週期中實際上被供應到顯示影像用的像素之電壓位準數。尤其是，實際被供應到顯示影像用的像素之電壓位準數照原樣被表示作灰階數。需注意的是，複數個影像信號為具有不同灰階數之複數個影像信號，諸如如上述之第一影像信號和第二影像信號等。
此實施例所說明之結構為根據以尤其是在靜止影像顯示週期中的影像信號所顯示之影像的灰階來改變更新率之結構；換言之，一框週期的長度被改變。如圖1C所示，根據彼此具有不同灰階之影像信號來改變更新率；即、使週期106和週期107的長度不同。使用具有第二灰階數N的影像信號之週期107被設計成長於使用具有第一灰階數M的影像信號之週期106；換言之，使具有第一灰階數M的影像信號之更新率小於具有第二灰階數N的影像信號之更新率。再者，減少更新率對應於一框週期的長度增加。需注意的是，在圖1C中，週期106包括週期108，其中第一影像信號被寫入到像素(在圖1C中以“W”指示)；以及週期109，其中第一影像信號被保持在像素中(在圖1C中以“H”指示)。週期107包括週期110，其中第二影像信號被寫入到像素(在圖1C中以“W”指示)；以及週期111，其中第二影像信號被保持在像素中(在圖1C中以“H”指示)。此處，週期106和週期107的長度彼此不同，此意謂用以保持第一影像信號在像素中之週期109的長度和用以保持第二影像信號在像素中之週期111的長度彼此不同。週期106和週期107的長度係根據第一灰階數M和第二灰階數N而改變，使得能夠抑制由於顯示靜止影像時之更新率減少所產生的灰階改變所導致之影像品質劣化。此外，由於顯示靜止影像時更新率減少而降低影像信號的寫入頻率，使得能夠實現較低的電力消耗。在藉由重寫同一影像複數次來顯示靜止影像之例子中，看得見的影像切換會導致人類眼睛的眼睛疲勞。因此，大幅度的更新率減少可使眼睛疲勞較不嚴重。
然後，為了說明此實施例的結構所達成的效果，圖2A及2B分別圖解液晶元件的透射比和對應於圖1C之第一灰階數M及第二灰階數N之影像信號的電壓之間的關係作為例子。需注意的是，圖2A及2B圖解當施加0[V]時其透射比高之正常白模式液晶元件的透射比作為例子。需注意的是，即使使用正常黑模式液晶元件，此實施例的結構仍可達成相同效果。此外，為了驅動液晶元件，可利用可選擇是否反轉施加到液晶元件之電壓的極性之各種反轉驅動。需注意的是，雖然此實施例說明正電壓和透射比之間的關係，但是當電壓的極性為負的時關係類似。
圖2A圖解當影像信號具有第一灰階數M時之電壓和透射比之間的關係。圖2B圖解當影像信號具有第二灰階數N時之電壓和透射比之間的關係。
在圖2A中，在第一灰階數M中，電壓V1對應於第一灰階201(黑)，電壓V2對應於第二灰階202(中間位準)，電壓V3對應於第三灰階203(中間位準)，電壓V4對應於第四灰階204(中間位準)，及電壓VM對應於第M灰階205(白)。在圖2B中，在第二灰階數N中，電壓V1對應於第一灰階211(黑)，電壓V2對應於第二灰階212(中間位準)，及電壓VN對應於第N灰階215(白)。需注意的是，電壓施加到液晶元件的相反電極。如圖2A及圖2B所示，在比較有第一灰階數M和第二灰階數N時，影像的灰階數較小之第二灰階數N在灰階之間的電壓具有較大間隙(差)。因此，隨著影像信號的灰階數越小，甚至當寫入到像素之影像信號的電壓隨著時間過去而改變時，灰階仍幾乎不改變。
在圖3A及3B中，更特別圖解圖2A及2B的電壓和透射比之間所示的關係。圖3A圖解圖2A所示之中間位準的第i灰階(i為1至M的任一者)四周之電壓和透射比之間的關係。圖3B圖解圖2B所示之中間位準的第j灰階(j為1至N的任一者)四周之電壓和透射比之間的關係。例如，當在圖3A中影像信號具有第一灰階數M時，電壓V i 對應於第i灰階303(中間位準)，電壓V i +1對應於第i+1灰階304(中間位準)，電壓V i +2對應於第i+2灰階305(中間位準)，電壓V i -1對應於第i-1灰階302(中間位準)，及電壓V i -2對應於第i-2灰階301(中間位準)。當在圖3B中影像信號具有第二灰階數N時，電壓V j 對應於第j灰階312(中間位準)，電壓V j +1對應於第j+1灰階313(中間位準)，及電壓V j -1對應於第j-1灰階311(中間位準)。
在圖3A中，電壓V i 施加到液晶元件，以表示第i灰階303。在圖3B中，電壓V j 施加到液晶元件，以表示第j灰階312。假設在施加電壓V i 和電壓V j 之後，施加到液晶元件之電壓隨著時間過去而減少α，藉以分別變成電壓V i -α和電壓V j -α。在圖3A中，從電壓V i 降低到電壓V i -α意指灰階位移至在第(i+1)灰階304(中間位準)和第(i+2)灰階305之間的灰階306(見圖3A的箭頭307)；結果，因為電壓降低，所以灰階被辨識作第(i+1)灰階304(中間位準)或第(i+2)灰階305。在圖3B中，從電壓V j 降低到電壓V j -α意指灰階位移至在第j灰階312和第(j+1)灰階313之間的灰階314(見圖3B的箭頭315)；結果，因為電壓減少，所以灰階被辨識作第j灰階312或第(j+1)灰階313。從圖3A及3B發現，雖然施加到液晶元件之電壓V i 和電壓V j 降低同樣的值α，但是由於電壓變化所導致的灰階變化在具有第二灰階位準數N之影像信號中(圖3B)比在具有第一灰階位準數M之影像信號中(圖3A)小。換言之，當在保持寫入到像素之影像信號同時降低電壓時，藉由與具有大數目之第一灰階數M的影像信號之例子比較，可以具有小數目之第二灰階數N的影像信號來降低由於灰階變化所導致的影像品質劣化。因此，藉由與根據具有大數目之第一灰階數M的影像信號顯示影像之例子比較，在根據具有小數目之第二灰階數N的影像信號顯示影像之例子中，即使更新率小，仍可減少由於顯示靜止影像時的灰階變化所導致之影像品質劣化。另外，當根據小數目之第二灰階數N的影像信號顯示影像時，可將用以保持影像信號之週期設定長於根據具有大數目之第一灰階數M的影像信號顯示影像之例子的週期。如此，可藉由顯示靜止影像時之更新率的減少來達成較低的電力消耗。
需注意的是，此實施例的時序控制器可具有藉由分析表示數位影像信號Data之灰階的各位元值來改變更新率之功能，來取代根據影像信號Data的灰階來改變更新率之功能。作為特定例子，圖4A及4B圖解藉由分析位元值來改變更新率之結構。
圖4A為詳細圖解圖1A方塊圖中的時序控制器之方塊圖。圖4A之時序控制器101包括分析部401、查閱表部402、和面板控制器(亦稱作顯示控制電路)403。圖4A之分析部401讀取影像信號Data的n(n為自然數)位元之每一個的位元值，分析位元值所是否在有像素中都相同及1或在所有像素中是否有些位元值相同，及輸出分析的結果到查閱表部402。查閱表部402儲存用以依據分析的結果來實現更新率之查閱表，及依據根據查閱表的信號來控制面板控制器403。
圖4B圖解分析部401的結構。圖4B之分析部401包括複數個計數器電路411和決定部412。計數器電路411係設置給各位元，及為藉由根據所輸入的影像信號Data的位元值來改變計數值而計數之電路。特定操作如下，例如：當在複數個計數電路411的至少任一者中改變計數值時，在所有像素中位元值不相同；決定部412判斷是否被計數器電路411改變計數值，及輸出結果到查閱表部402。
此處，為了說明圖4A及4B所示之時序控制器101的特定操作，考量6位元影像信號。供應到各像素之影像信號的灰階係由二進制表示如下：第零灰階為“000000”、第一灰階為“000001”、第二灰階為“000010”、第三灰階為“000011”、第四灰階為“000100”、第五灰階為“000101”、第六灰階為“000110”、第七灰階為“000111”、及第八灰階為“001000”。此時，若圖1C之週期T1中的一框週期之週期106中的第一影像信號之最低有效位元在所有像素中都相同，則在至少兩灰階中允許由於施加到液晶元件之電壓減少所產生的灰階位移。另外，若圖1C之週期T2中的一框週期之週期107中的第二影像信號之最低兩位元在所有像素中都相同，則在至少四灰階中允許由於施加到液晶元件之電壓減少所產生的灰階位移。換言之，在所有像素中最低兩位元都相同之例子中，與在所有像素中最低有效位元都相同之例子比較，如圖3A及3B所示的由於施加到液晶元件之電壓減少所產生的灰階位移小；因此，可減少更新率。
如上述，在此實施例的結構用以顯示靜止影像之週期中，事先因為更新率減少而產生灰階變化所導致之影像品質劣化小。另外，藉由顯示靜止影像時更新率減少可實現較低的電力消耗。
此實施例可與其他實施例所說明之結構適當組合實施。
(實施例2)
在此實施例中，將參考圖5、圖6、圖7A及7B、及圖8說明本發明的液晶顯示裝置和可達成低電力消耗之液晶顯示裝置的一模式。
圖5之方塊圖圖解此實施例所說明的液晶顯示裝置800之結構。液晶顯示裝置800包括影像處理電路801、時序控制器802、及顯示面板803。在透射式液晶顯示裝置或半穿透式液晶顯示裝置之例子中，背光部804被額外設置作為光源。
液晶顯示裝置800被供應有來自連接至此之外部裝置的影像信號(影像信號Data)。需注意的是，當液晶顯示裝置的電源817被打開以開始供應電力供電時，供應供電電位(高供電電位Vdd、低供電電位Vss、及共同電位Vcom)。從時序控制器802供應控制信號(起始脈衝SP和時脈信號CK)。
需注意的是，高供電電位Vdd為高於參考電位之電位，及低供電電位Vss為低於或等於參考電位之電位。需注意的是，高供電電位Vdd和低供電電位Vss二者部為可操作薄膜電晶體之參考電位較佳。需注意的是，在某些例子中，高供電電位Vdd和低供電電位Vss被統稱作供電電壓。
只要其充作有關供應給液晶元件805之電極(像素電極)的其中之一的影像信號之電位的參考，共同電位Vcom可以是任何電位。例如，共同電位Vcom可以是接地電位。
可根據點反轉驅動、源極線反轉驅動、閘極線反轉驅動、框反轉驅動等等來適當反轉影像信號Data，以待輸入到液晶顯示裝置800。在影像信號為類比信號之例子中，可經由A/D轉換器等等，將影像信號轉換成數位信號，以待供應到液晶顯示裝置800。
在此實施例中，從電源817，經由時序控制器802，液晶元件805之電極(對置電極)的其中另一個和電容器813的一電極被供應有固定電位之共同電位Vcom。
影像處理電路801在已被輸入至影像處理電路801之影像信號Data上執行分析、操作、及1或處理，及將已處理的影像信號Data與判斷信號一起輸出到時序控制器802。
尤其是，影像處理電路801分析被輸入的影像信號Data，判斷欲待顯示之影像是移動影像還是靜止影像，及輸出判斷包括判斷結果之信號到時序控制器802。在靜止影像之例子中，影像處理電路801從包括移動影像或靜止影像的資料之影像信號Data取出用於一框的靜止影像之資料，及將資料與表示靜止影像之判斷信號一起輸出到時序控制器802。另外，在移動影像之例子中，影像處理電路801將所輸入的影像信號Data與表示移動影像之判斷信號一起輸出到時序控制器802。需注意的是，上述功能為影像處理電路801的功能之例子，及可根據顯示裝置的應用來選擇和應用各種影像處理功能。
除了實施例1所說明之功能以外，時序控制器802還具有供應已處理的影像信號Data、控制信號(尤其是，用以控制諸如起始脈衝SP和時脈信號CK等控制信號的供應和停止之間的切換的信號)、及電源電位(高電源電位Vdd、低電源電位Vss、和共同電位Vcom)到顯示面板803之功能。
需注意的是，因為轉換成數位信號之影像信號容易經過諸如偵測影像信號的差等操作，所以當所輸入的影像信號(影像信號Data)為類比信號時，AD轉換器等等可設置在影像處理電路801中。
顯示面板803具有液晶元件805係夾置在一對基板(第一基板和第二基板)之間的結構。第一基板包括驅動器電路部806和像素部807。第二基板包括共同連接部(亦稱作共同接點)和共同電極(亦稱作對置電極)。共同連接部電連接第一基板和第二基板。共同連接部係可設置在第一基板之上。
在像素部807中，設置複數個閘極線(掃描線)808和複數個源極線(信號線)809。複數個像素810被排列成矩陣，使得像素810的每一個都被閘極線808和源極線809圍著。在此實施例所說明的顯示面板中，閘極線808和源極線809係分別從閘極線驅動器電路811A和源極線驅動器電路811B延伸出來。
此外，像素810包括作為切換元件之電晶體812、連接到電晶體812之電容器813、和液晶元件805。
液晶元件805為藉由液晶的光學調變作用來控制光的透射和非透射之元件。液晶的光學調變作用受施加到液晶的電場控制。根據液晶材料、驅動方法、和電極結構來改變施加到液晶之電場的方向並且適當選擇。例如，在使用於液晶的厚度方向(所謂的垂直方向)上施加電場之驅動法的例子中，像素電極和共同電極係可分別設置在第一基板和第二基板中，且液晶設置在第一基板和第二基板之間。在使用於基板表面方向(所謂的水平方向)上施加電場之驅動法的例子中，像素電極和共同電極係可設置在與液晶相同之基板上。像素電極和共同電極可具有各種開口圖案。在此實施例中，只要元件藉由光學調變作用來控制光的透射和非透射，並未特別限制液晶材料、驅動方法、和電極結構。
在電晶體812中，設置在像素部807中之複數個閘極線808的其中之一連接到閘極電極，源極電極和汲極電極的其中之一連接到複數個源極線809的其中之一，及源極電極和汲極電極的其中另一個連接到電容器813之電極的其中之一和液晶元件805之電極的其中之一(像素電極)。
關閉狀態電流低之電晶體被用於電晶體812較佳。當電晶體812在關閉狀態中時，累積在連接到關閉狀態電流低之電晶體812的液晶元件805和電容器813中之電荷幾乎不會漏洩經過電晶體812，使得在關閉電晶體812之前寫入資料的狀態可穩定維持，直到寫入下一信號為止。因此，像素810可被形成，卻不必使用連接到關閉狀態電流低之電晶體812的電容器813。
利用此種結構，電容器813可保持施加到液晶元件805的電壓。電容器813之電極可連接到額外設置的電容器線。
驅動器電路部806包括閘極線驅動器電路811A和源極線驅動器電路811B。閘極線驅動器電路811A和源極線驅動器電路811B為驅動包括複數個像素的像素部807之驅動器電路，及各包括移位暫存器電路(亦稱作移位暫存器)。
需注意的是，閘極線驅動器電路811A和源極線驅動器電路811B係可形成在與像素部807相同或與顯示部807不同的基板之上。
需注意的是，受時序控制器802控制之高電源電位Vdd、低電源電位Vss、起始脈衝SP、時脈信號CK、和影像信號Data被供應到驅動器電路部806。
端子部816為供應輸出自時序控制器802的預定信號(諸如高電源電位Vdd、低電源電位Vss、起始脈衝SP、時脈信號CK、影像信號Data、和共同電位Vcom等)等等到驅動器電路部806之輸入端子。
液晶顯示裝置可包括光度計電路。設置有光度計電路之液晶顯示裝置可偵測置放液晶顯示裝置之環境的亮度。結果，連接到光度計電路之時序控制器802可根據從光度計電路所輸入之信號來控制諸如背光側光和等光源的驅動方法。
背光部804包括背光控制電路814和背光815。可根據液晶顯示裝置800的使用來選擇和組合背光815。作為背光815的光源，可使用發光二極體(LED)。例如，可在背光815配置發白光元件(如、LED)。用以控制背光之背光信號和光源電位從時序控制器802供應到背光控制電路814。
可藉由組合濾色器來執行彩色顯示。另一選擇是，可藉由組合光學膜(諸如極化膜、減速膜、或抗反射膜等)來執行彩色顯示。可根據液晶顯示裝置800的使用來選擇和組合透射式液晶顯示裝置或半透射式液晶顯示裝置所使用之諸如背光等光源。另一選擇是，平面光源係可使用複數個LED光源或複數個電致發光(EL)光源來形成。作為平面光源，可使用三或更多種LED，及可使用發白光之LED。需注意的是，在RGB等等的發光二極體被排列在背光中之例子時並不總是設置濾色器，及利用藉由分時來執行彩色顯示之連續添加彩色混合法(場序法)。
接著，將參考圖解像素的電路圖之圖5和圖解時序圖之圖6來說明供應到像素之信號的狀態。
在圖6中，圖解從時序控制器802供應到閘極線驅動器電路811A之時脈信號GCK和起始脈衝GSP。此外，在圖6中，圖解從時序控制器802供應到源極線驅動器電路811B之時脈信號SCK和起始脈衝SSP。為了說明時脈信號的輸出時序，在圖6中，以簡易矩形波指示時脈信號的波形。
在圖6中，圖解源極線809(Data線)的電位、像素電極的電位、及共同電極的電位。
在圖6中，週期901對應於寫入用以顯示移動影像之影像信號的週期。在週期901中，操作被執行，使得影像信號和共同電位被供應到像素部807中的像素和共同電極。
週期902對應於顯示靜止影像之週期。在週期902中，停止供應影像信號到像素部807中的像素和供應共同電位到共同電極。需注意的是，在圖6所示的週期902中供應各信號，使得驅動器電路部的操作被停止，及根據週期902的長度和更新率，藉由週期性寫入影像信號來防止影像品質劣化較佳。利用實施例1所說明之更新率，可減少由於灰階變化所導致之影像品質劣化。
首先，將說明週期901中的時序圖。在週期901中，一直供應時脈信號作為時脈信號GCK，及根據垂直同步化頻率的脈衝被供應作為起始脈衝GSP。在週期901中，一直供應時脈信號作為時脈信號SCK，及根據一閘極選擇週期之脈衝被供應作為起始脈衝SSP。
經由源極線809，將影像信號Data供應到各列中的像素，及根據閘極線808的電位，將源極線809的電位供應到像素電極。
另一方面，週期902為顯示靜止影像之週期。接著，說明週期902中的時序圖。在週期902中，時脈信號GCK、起始脈衝GSP、時脈信號SCK、和起始脈衝SSP的供應全都停止。此外，在週期902中停止供應影像信號Data到源極線809。在停止供應時脈信號GCK和起始脈衝GSP之週期902中，電晶體812被關閉，及像素電極的電位在浮動狀態中。
在週期902中，液晶元件805的兩電極(即、像素電極和共同電極)在浮動狀態中；如此，在未供應另一電位之下可顯示靜止影像。
停止供應時脈信號和起始脈衝到閘極線驅動器電路811A和源極線驅動器電路811B，藉以可達成低電力消耗。
尤其是，當關閉狀態電流低之電晶體被用於電晶體812時，可抑制施加到液晶元件805的兩端子之電壓隨著時間過去而降低。
接著，將參考圖7A及7B說明顯示影像從移動影像改變成靜止影像之週期(圖6中的週期903)以及顯示影像從靜止影像改變成移動影像之週期(圖6中之週期904)中的面板控制器之操作。圖7A及7B圖解輸出自面板控制器之高供電電位Vdd的電位、時脈信號(此處為GCK)、及起始脈衝信號(此處為GSP)。
圖7A圖解顯示影像從移動影像改變成靜止影像之週期903中的面板控制器之操作。面板控制器停止供應起始脈衝GSP(圖7A中的E1，第一步驟)。停止供應起始脈衝GSP，而後在脈衝輸出到達移位暫存器的最後階段之後停止供應複數個時脈信號GCK(圖7A中的E2，第二步驟)。然後，電源電壓的高電源電位Vdd改變成低電源電位Vss(圖7A中的E3，第三步驟)。
經由上述步驟，可停止供應信號到驅動器電路部806，卻不會導致驅動器電路部806的故障。當顯示影像從移動影像到靜止影像時所發生的故障產生雜訊，及雜訊被保持作靜止影像；因此，包括具有較少故障的面板控制器之液晶顯示裝置可顯示其品質不太可能因為灰階變化而劣化之靜止影像。
停止供應任何信號意指停止供應預定電位到配線，及連接到供應預定固定的電位之配線，例如，供應低供電電位Vss之配線。
接著，圖7B將圖解顯示影像從靜止影像改變成移動影像之週期904。面板控制器將電源電壓從低電源電位Vss改變到高電源電位Vdd(圖7B中的S1，第一步驟)。高位準電位被施加作為時脈信號GCK，之後供應複數個時脈信號GCK(圖7B中的S2，第二步驟)。接著，供應起始脈衝信號GSP(圖7B中的S3，第三步驟)。
經由上述步驟，可重新開始供應驅動信號到驅動器電路部806，卻不會導致驅動器電路部806的故障。配線的電位被連續設定回到顯示移動影像時之電位，可在沒有故障之下驅動驅動器電路部。
圖8概要圖解顯示移動影像之週期1101中或顯示靜止影像之週期1102中的各框週期之影像信號的寫入頻率。在圖8中，“W”指示寫入影像信號之週期，及“H”指示保持影 像信號之週期。此外，週期1103為圖8中的一框週期；然而，週期1103可以是具有不同長度之週期。
如上述，在此實施例的液晶顯示裝置之結構中，在週期1104中寫入在週期1102所顯示之靜止影像的影像信號，及在週期1102的其他週期中維持在週期1104所寫入之影像信號。
作為例子之此實施例所說明之液晶顯示裝置可降低顯示靜止影像之週期中的影像信號之寫入頻率。結果，可減少顯示靜止影像時之電力消耗。
在藉由重寫同一影像複數次來顯示靜止影像之例子中，看得見的影像切換會導致人類眼睛的疲勞。在此實施例的液晶顯示裝置中，降低影像信號的寫入頻率，此使眼睛疲勞較不嚴重。
尤其是，在此實施例的液晶顯示裝置中，具有低關閉狀態電流之電晶體被應用到各像素和共同電極的切換元件，藉以可延長儲存電容器保持電壓之週期(時間的長度)。結果，可大幅減少影像信號的寫入頻率，藉以具有當顯示靜止影像時可減少電力消耗和實現較不嚴重的眼睛疲勞之明顯效果。
(實施例3)
在此實施例中，將說明可應用到此說明書所揭示之液晶顯示裝置的電晶體之例子。
圖9A至9D各圖解電晶體的橫剖面結構之例子。
圖9A所示之電晶體1210為一種底閘極結構電晶體，及亦被稱作反相交錯式電晶體。
電晶體1210在具有絕緣表面的基板1200之上包括：閘極電極層1201、閘極絕緣層1202、半導體層1203、源極電極層1205a、和汲極電極層1205b。絕緣層1207被設置以覆蓋電晶體1210且堆疊在半導體層1203之上。保護絕緣層1209係設置在絕緣層1207之上。
圖9B所示之電晶體1220具有一種被稱作通道保護型(通道停止型)之底閘極結構，及亦被稱作反相交錯式電晶體。
電晶體1220在具有絕緣表面的基板1200之上包括：閘極電極層1201、閘極絕緣層1202、半導體層1203、設置在半導體層1203中的通道形成區之上並且充作通道保護層之絕緣層1227、源極電極層1205a、和汲極電極層1205b。保護絕緣層1209被設置以覆蓋電晶體1220。
圖9C所示之電晶體1230為底閘極型電晶體，及在具有絕緣表面之基板的基板1200之上包括：閘極電極層1201、閘極絕緣層1202、源極電極層1205a、汲極電極層1205b、和半導體層1203。絕緣層1207被設置以覆蓋電晶體1230且與半導體層1203相接觸。保護絕緣層1209係設置在絕緣層1207之上。
在電晶體1230中，閘極絕緣層1202係設置與基板1200及閘極電極層1201相接觸。源極電極層1205a和汲極電極層1205b係設置與閘極絕緣層1202相接觸。半導體層1203係設置在閘極絕緣層1202、源極電極層1205a、和汲極電極層1205b之上。
圖9D所示之電晶體1240為一種頂閘極結構電晶體。電晶體1240在具有絕緣表面的基板1200之上包括：絕緣層1247、半導體層1203、源極電極層1205a和汲極電極層1205b、閘極絕緣層1202、及閘極電極層1201。配線層1246a和配線層1246b被設置成分別與源極電極層1205a和汲極電極層1205b相接觸，以待電連接到源極電極層1205a和汲極電極層1205b。
在此實施例中，氧化物半導體被用於半導體層1203。
作為氧化物半導體，可使用四成分金屬氧化物之In-Sn-Ga-Zn-O類金屬氧化物；三成分金屬氧化物之In-Ga-Zn-O類金屬氧化物、In-Sn-Zn-O類金屬氧化物、In-Al-Zn-O類金屬氧化物、Sn-Ga-Zn-O類金屬氧化物、Al-Ga-Zn-O類金屬氧化物、或Sn-Al-Zn-O類金屬氧化物；兩成分金屬氧化物之In-Zn-O類金屬氧化物、Sn-Zn-O類金屬氧化物、Al-Zn-O類金屬氧化物、Zn-Mg-O類金屬氧化物、Sn-Mg-O類金屬氧化物、或In-Mg-O類金屬氧化物；In-O類金屬氧化物；Sn-O類金屬氧化物；及Zn-O金屬類氧化物等等。另外，可將SiO2包括在上述金屬氧化物的半導體中。此處，例如，In-Ga-Zn-O類金屬氧化物為至少包括In(銦)、Ga(鎵)、及Zn(鋅)的氧化物，及並未特別限制其組成比。另外，In-Ga-Zn-O類金屬氧化物可包括除了In(銦)、Ga(鎵)、及Zn(鋅)以外的元素。
作為氧化物半導體，可使用以化學式InMO3(ZnO) m (m>0)所表示之薄膜。此處，M表示選自Ga(鎵)、Al(鋁)、Mn(錳)、和Co(鈷)之一或多個金屬元素。例如，M可以是Ga、Ga及Al、Ga及Mn、Ga及Co等等。
需注意的是，在此實施例的結構中，氧化物半導體為藉由從氧化物半導體去除n型雜質之氫以高度淨化使得氧化物半導體含有除了主要成分以外的雜質越少越好所獲得之本徵(i型)或實質上為本徵半導體。換言之，此實施例的氧化物半導體為藉由盡可能去除諸如氫和水等雜質，而非添加雜質所獲得之高度淨化的本徵(i型)半導體或接近本徵半導體。因此，包括在電晶體中之氧化物半導體層為高度淨化且電方面為i型(本徵)的氧化物半導體層。此外，氧化物半導體的能帶隙為2.0 eV或更高、2.5 eV或更高較佳、3.0 eV或更高更好。如此，在氧化物半導體中，可抑制由於熱激發所導致的載子產生。因此，在使用氧化物半導體形成通道形成區之電晶體中，可減少由於操作溫度增加所導致的關閉狀態電流增加量。
高度淨化的氧化物半導體中之載子數非常小(接近零)，及載子濃度低於1×1014/cm3、低於1×1012/cm3較佳、低於1×1011/cm3更好。
氧化物半導體中的載子數如此小，使得能夠減少電晶體的關閉狀態電流。尤其是，氧化物半導體被用於半導體層之電晶體的關閉狀態電流(每1μm通道寬度)可被減至10 aA/μm(1×10-17 A/μm)或更低、進一步減至1 aA/μm(1×10-18 A/μm)或更低、或更進一步減至10 zA/μm(1×10-20 A/μm)。換言之，在電路設計中，當電晶體關閉時，氧化物半導體可被視作絕緣體。而且，當電晶體開通時，氧化物半導體的電流供應容量被預期高於由非晶矽所形成之半導體層的電流供應容量。
在氧化物半導體被用於半導體層1203之電晶體1210、1220、1230、及1240的每一個中，關閉狀態中的電流(關閉狀態電流)是低的。如此，可延長諸如影像資料等電信號的保持時間，及可延長寫入之間的間距。結果，可減少更新率，使得電力消耗可被進一步減少。
而且，其每一個氧化物半導體被用於半導體層1203之電晶體1210、1220、1230、及1240可具有極高的場效遷移率，如同使用非晶半導體所形成者一般；如此，可以高速操作電晶體。結果，可實現顯示裝置的高功能性和高速回應。
雖然並未特別限制可被使用作為具有絕緣表面的基板1200之基板，但是基板必須具有至少足夠高到承受稍後所執行的熱處理之耐熱性。可使用由鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等等所製成的玻璃基板。
在稍後欲執行的熱處理溫度高之例子中，使用應變點大於或等於730℃之玻璃基板較佳。關於玻璃基板，例如，使用諸如鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、或鋇硼矽酸鹽玻璃等玻璃材料。需注意的是，可使用實用的耐熱玻璃之含氧化鋇(BaO)的量大於氧化硼(Ba2O3)之玻璃基板。
需注意的是，可使用諸如陶瓷基板、石英基板、或藍寶石基板等由絕緣體所形成之基板來取代玻璃基板。另一選擇是，可使用結晶玻璃等等。可適當使用塑膠基板等等。
在底閘極結構電晶體1210、1220、及1230中，充作基膜之絕緣膜係可設置在基板和閘極電極層之間。基膜具有防止來自基板的雜質元素擴散之功能，及可被形成有包括氮化矽膜、氧化矽膜、氧氮化矽膜、及/或氮氧化矽膜的單層結構或層式結構。
閘極電極層1201可被形成有使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧等金屬材料，或者含有這些材料的任一者作為其主要成分之合金材料的單層結構或疊層層式結構。
作為閘極電極層1201的兩層結構，利用下面層式結構的任一者較佳，例如：鉬層堆疊在鋁層之上的兩層結構，鉬層堆疊在銅層之上的兩層結構，氮化鈦層或氮化鉭層堆疊在銅層之上的兩層結構，或堆疊氮化鈦層或鉬層堆疊之兩層結構。作為閘極電極層1201的三層結構，利用鎢層或氮化鎢層、一層鋁和矽的合金或鋁和鈦的合金，以及氮化鈦層或鈦層之堆疊較佳。需注意的是，閘極電極層係可使用透光導電膜來形成。用於透光導電膜的材料之例子為透光導電氧化物。
可藉由電漿CVD法、濺鍍法等等，將閘極絕緣層1202形成有使用氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、氧氮化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氮氧化鋁層、氧氮化鋁層、和氧化鉿層之單層結構或層式結構。
閘極絕緣層1202可具有從閘極電極層側堆疊氮化矽層和氧化矽層之結構。例如，藉由濺鍍，形成具有厚度50 nm至200 nm之氮化矽層(SiNy(y>0))作為第一閘極絕緣層，而後在第一閘極絕緣膜之上堆疊具有厚度5 nm至300 nm之氧化矽膜(SiOx(x>0))作為第二閘極絕緣層的此種方式形成100 nm厚的閘極絕緣層。可依據電晶體所需的特性來適當設定閘極絕緣層1202的厚度，及可以約350 nm至400 nm。
關於用於源極電極層1205a和汲極電極層1205b之導電膜，例如，可使用選自Al(鋁)、Cr(鉻)、Cu(銅)、Ta(鉭)、Ti(鈦)、Mo(鉬)、及W(鎢)之元素，含這些元素的任一者之合金，含這些元素的任一者之組合的合金膜。可利用Cr、Ta、Ti、Mo、W等等之高熔點金屬層堆疊在Al、Cu等等的金屬層之頂表面和底表面的其中之一或二者的結構。藉由使用添加諸如Si(矽)、Ti(鈦)、Ta(鉭)、W(鎢)、Mo(鉬)、Cr(鉻)、Nd(釹)、Sc(鈧)、或Y(釔)等防止鋁膜中的小丘或鬚狀物產生之元素的鋁材時，可提高耐熱性。
充作連接到源極電極層1205a和汲極電極層1205b之配線層1246a及1246b的導電膜係可使用類似於源極和汲極電極層1205a及1205b的材料之材料來形成。
源極電極層1205a和汲極電極層1205b可具有單層結構或者兩或多層的層式結構。例如，源極電極層1205a和汲極電極層1205b可具有含矽之鋁膜的單層結構，鈦膜堆疊在鋁膜之上的兩層結構，或鈦膜、鋁膜、和鈦膜以此順序堆疊之三層結構。
欲成為源極電極層1205a和汲極電極層1205b(包括使用與源極和汲極電極層相同的層所形成之配線層)之導電膜係可使用導電金屬氧化物來形成。作為導電金屬氧化物，可使用氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦和氧化錫的合金(In2O3-SnO2，縮寫作ITO)、氧化銦和氧化鋅的合金(In2O3-ZnO)、或者含矽或氧化矽之金屬氧化物材料的任一者。
作為絕緣層1207、1227、及1247和保護絕緣層1209，可使用諸如氧化物絕緣層或氮化物絕緣層等無機絕緣膜較佳。
作為絕緣層1207、1227、及1247，典型上可使用諸如氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、或氮氧化鋁膜等無機絕緣膜。
作為保護絕緣層1209，可使用諸如氮化矽膜、氮化鋁膜、氧氮化矽膜、或氧氮化鋁膜等無機絕緣膜。
平面化絕緣膜係可形成在保護絕緣層1209之上，以減少由於電晶體所導致的表面粗糙。平面化絕緣膜係可使用耐熱有機材料來形成，諸如聚醯亞胺、丙烯酸、苯環丁烯、聚醯胺、或環氧等。除了此種有機材料之外，能夠使用低介電常數材料(低k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷矽酸鹽玻璃)等等。需注意的是，平面化絕緣膜係可藉由堆疊從這些材料所形成之複數個絕緣膜來形成。
藉由使用氧化物半導體被用於此實施例的半導體層之電晶體，能夠設置具有較低電力消耗的高功能性液晶顯示裝置。
此實施例可與其他實施例所說明之結構適當組合實施。
(實施例4)
當製造電晶體且用於像素部和驅動器電路時，可製造具有顯示功能之液晶顯示裝置。另外，使用電晶體，可將部分或整個驅動器電路形成在形成像素部的基板之上；如此，可獲得系統面板。
需注意的是，液晶顯示裝置包括下面模組的任一者在其種類中：設置有連接器之模組，例如，撓性印刷電路(FPC)、捲帶式自動接合(TAB)捲帶、或捲帶式載子封裝(TCP)；設置有印刷配線板在TAB捲帶或TCP的端部之模組；以及藉由玻璃上晶片(COG)法直接安裝在顯示元件上之積體電路(IC)的模組。
將參考圖10A1、10A2、及10B說明液晶顯示裝置的外觀和橫剖面。圖10A1及10A2為以密封劑4005將電晶體4010及4011和液晶元件4013密封在第一基板4001和第二基板4006之間的面板之平面圖。圖10B為沿著圖10A1及10A2中的M-N之橫剖面圖。
密封劑4005被設置，以圍繞設置在第一基板4001之上的像素部4002和掃描線驅動器電路4004。第二基板4006被設置在像素部4002和掃描線驅動器電路4004之上。因此，藉由第一基板4001、密封劑4005、及第二基板4006，將像素部4002和掃描線驅動器電路4004與液晶層4008密封在一起。在分開備製的基板上使用單晶半導體膜或多晶半導體膜所形成之信號線驅動器電路4003被安裝在不同於第一基板4001之上由密封劑4005所包圍的區域之區域中。
需注意的是，並不特別限制分開形成之驅動器電路的連接方法，可使用COG法、佈線接合法、TAB法等。圖10A1圖解藉由COG法安裝信號線驅動器電路4003之例子。圖10A2圖解藉由TAB法安裝信號線驅動器電路4003之例子。
設置在第一基板4001之上的像素部4002和掃描線驅動器電路4004包括複數個電晶體。圖10B圖解包括在像素部4002中之電晶體4010和包括在掃描線驅動器電路4004中之電晶體4011。絕緣層4041a、4041b、4042a、4042b、4020、及4021係設置在電晶體4010及4011之上。
可使用氧化物半導體被用於半導體層之電晶體作為電晶體4010及4011。在此實施例中，電晶體4010及4011為n通道電晶體。
導電層4040係設置在與包括驅動器電路用的電晶體4011中之氧化物半導體的通道形成區重疊之絕緣層4021的部分之上。導電層4040係設置在與包括氧化物半導體的通道形成區重疊之位置中，使得可減少BT(偏壓-溫度)測試前後之電晶體4011的臨界電壓變化量。導電層4040的電位可與薄膜電晶體4011的閘極電極層相同或不同。導電層4040亦可充作第二閘極電極層。導電層4040的電位可以是GND或0 V，或者導電層4040可在浮動狀態中。
包括在液晶元件4013中之像素電極層4030係電連接到電晶體4010。液晶元件4013的對置電極層4031係設置給第二基板4006。像素電極層4030、對置電極層4031、及液晶層4008彼此重疊之部位對應於液晶元件4013。需注意的是，像素電極層4030和對置電極層4031被分別設置有充作對準膜之絕緣層4032和絕緣層4033，及液晶層4008夾置在像素電極層4030和對置電極層4031之間，且絕緣層4032及4033設置在像素電極層4030和對置電極層4031之間。
需注意的是，可使用透光基板作為第一基板4001和第二基板4006；可使用玻璃、陶瓷、或塑膠。作為塑膠，可使用纖維玻璃強化塑膠(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜、或丙烯酸樹脂膜。
間隔物4035為藉由選擇性蝕刻絕緣膜所獲得之圓柱形間隔物，及係為了控制像素電極層4030和對置電極層4031之間的距離(單元間隙)所設置。需注意的是，可使用球狀間隔物。對置電極層4031係電連接到形成在形成電晶體4010的基板之上的共同電位線。藉由使用共同連接部，以排列在一對基板之間的導電粒子，可將對置電極層4031和共同電位線彼此電連接。需注意的是，導電粒子可包括在密封劑4005中。
另一選擇是，可使用不需要對準膜之展現藍相的液晶。藍相為液晶相位的其中之一，其僅產生在於增加膽固醇液晶相的溫度同時膽固醇相變成各向同性相之前。因為藍相僅產生在狹窄的溫度範圍內，所以含有5 wt%或更多之對掌性作用物以提高溫度範圍的液晶組成被用於液晶層4008。包括展現藍相之液晶和對掌性作用物的液晶組成具有1 msec或更少的短反應時間及具有光學上各向同性，其使對準膜變得不需要，及具有小的視角相依性。
需注意的是，除了透射式液晶顯示裝置之外，此實施例亦可應用到半穿透式液晶顯示裝置。
此實施例圖示極化板設置在基板的外側上(觀看者側上)，而用於顯示元件之著色層和電極層係以此順序設置在基板的內側上之液晶顯示裝置的例子；另一選擇是，極化板係可設置在基板的內側上。極化板和著色層的層式結構並不侷限於此實施例者，而可依據極化板和著色層的材料或製造處理的條件來適當設定。另外，充作黑色矩陣之阻光膜係可設置在除了顯示部以外的部位中。
充作通道保護層之絕緣層4041a和覆蓋包括氧化物半導體的半導體層之堆疊的外邊緣部(包括側表面)之絕緣層4041b係形成在電晶體4011中。以類似方式，充作通道保護層之絕緣層4042a和覆蓋包括氧化物半導體的半導體層之堆疊的外邊緣部(包括側表面)之絕緣層4042b係形成在電晶體4010中。
覆蓋氧化物半導體層的堆疊之外邊緣部(包括側表面)的氧化物絕緣層之絕緣層4041b及4042b可增加閘極電極層和形成在閘極電極層之上或四周的配線層(如、源極配線層或電容器配線層)之間的距離，使得可降低寄生電容。為了降低電晶體的表面粗糙，電晶體被覆蓋有充作平面化絕緣膜之絕緣層4021。此處，作為絕緣層4041a、4041b、4042a、及4042b，例如，藉由濺鍍法形成氧化矽膜。
而且，絕緣層4020係形成在絕緣層4041a、4041b、4042a、及4042b之上。作為絕緣層4020，例如，藉由RF濺鍍法形成氮化矽膜。
絕緣層4021被形成作為平面化絕緣膜。作為絕緣層4021，可使用具有耐熱性的有機材料，諸如聚醯亞胺、丙烯酸、苯環丁烯、聚醯胺、或環氧等。除了此種有機材料之外，亦能夠使用低介電常數材料(低k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷矽酸鹽玻璃)等等。需注意的是，絕緣層4021係可藉由堆疊由這些材料所形成之複數個絕緣膜來形成。
在此實施例中，像素部中之複數個電晶體可一起被氮化物絕緣膜所包圍。能夠使用氮化物絕緣膜作為絕緣層4020和閘極絕緣層，及能夠設置絕緣層4020與閘極絕緣層相接觸之區域，以便至少包圍主動矩陣式基板中之像素部的周邊。在此製造處理中，可防止濕氣從外面進入。另外，甚至在完成裝置作為液晶顯示裝置之後，可長期防止濕氣從外面進入，及可提高裝置的長期可靠性。
需注意的是，矽氧烷類樹脂對應於使用矽氧烷類材料作為起始材料所形成之包括Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷類樹脂可包括有機基(如、烷基或芳香族羥基)或氟基作為取代基。有機基可包括氟基。
並不特別限制絕緣層4021的形成法，及例如依據材料可利用下面方法和工具的任一者：濺鍍法、SOG法、旋轉塗佈法、浸泡法、噴灑塗佈法、或微滴排放法(諸如噴墨法、絲網印刷、或膠版印刷等)、刮刀、滾輪塗佈機、簾幕式塗佈機、及刀式塗佈機。絕緣層4021的烘烤步驟亦充作半導體層的退火，使得可有效製造液晶顯示裝置。
像素電極層4030和對置電極層4031係可使用透光導電材料來形成，諸如含氧化鎢之氧化銦、含氧化鎢之氧化銦鋅、含氧化鈦之氧化銦、含氧化鈦之氧化銦錫、氧化銦錫(被稱作ITO)、氧化銦鋅、或添加氧化矽之氧化銦錫等。
另一選擇是，像素電極層4030和對置電極層4031係可使用包括導電高分子(亦稱作導電聚合物)的導電組成來形成。使用導電組成所形成之像素電極具有低於或等於每平方10000歐姆的薄片電阻以及在波長550 nm下大於或等於70%之透射比較佳。另外，包括在導電組成中之導電高分子的電阻率低於或等於0.1Ω‧cm較佳。
作為導電高分子，可使用所謂的π電子共軛導電聚合物。例如，可指定聚苯胺及其衍生物、聚比喀及其衍生物、聚塞吩及其衍生物、及苯胺、比喀、和塞吩的兩或多種之共聚合物及其衍生物。
從FPC 4018供應各種信號和電位到分開形成之信號線驅動器電路4003，掃描線驅動器電路4004，或像素部4002。
連接端子電極4015係從與包括在液晶元件4013中之像素電極層4030相同的導電膜所形成，及端子電極4016係從與電晶體4010及4011之源極和汲極電極層相同的導電膜所形成。
透過各向異性導電膜4019，將連接端子電極4015電連接到包括在FPC 4018中的的端子。
需注意的是，圖10A1及10A2圖解信號線驅動器電路4003被分開形成及安裝在第一基板4001上之例子；然而，此實施例並不侷限於此結構。掃描線驅動器電路可被分開形成而後安裝，或者只有信號線驅動器電路的部分或掃描線驅動器電路的部分被分開形成而後安裝。
圖11圖解液晶顯示裝置的結構之例子。
圖11圖解液晶顯示裝置的例子。以密封劑2602將TFT基板2600和對置基板2601彼此固定。包括TFT等等之像素部2603、包括液晶層之顯示元件2604、及著色層2605係設置在基板之間，使得顯示區被形成。需要著色層2605來執行彩色顯示。在RGB系統中，對應於紅、綠、及藍的顏色之著色層被設置給像素。極化板2606係設置在對置基板2601的外側上。極化板2607和擴散板2613係設置在TFT基板2600的外側上。光源包括冷陰極管2610及反射板2611。電路板2612由撓性配線板2609連接到TFT基板2600的配線電路部2608，及包括諸如控制電路或電源電路等外部電路。極化板和液晶層可被堆疊，且減速板在極化板和液晶層之間。
關於用以驅動液晶顯示裝置之方法，可使用TN(扭轉向列)模式、平面轉換(IPS)模式、邊界電場轉換(FFS)模式、多域垂直對準(MVA)模式、圖案化垂直對準(PVA)模式、軸向對稱對準微胞(ASM)模式、光學補償雙折射(OCB)模式、鐵電液晶(FLC)模式、反鐵電液晶(AFLC)模式等等。
經由上述處理，能夠製造在顯示靜止影像時可減少由於灰階變化所導致之影像品質的劣化之液晶顯示裝置。
此實施例可與其他實施例所說明之結構適當組合實施。
(實施例5)
在此實施例中，將參考圖12A及12B說明具有觸碰面板功能之上述實施例所說明的液晶顯示裝置之結構。
圖12A為此實施例的液晶顯示裝置之概要圖。圖12A圖解觸碰面板單元1502堆疊在上述實施例的液晶顯示裝置之液晶顯示面板1501上的結構，及它們被裝附有外殼(殼體)1503。作為觸碰面板單元1502，可適當使用電阻式觸碰感測器、表面電容式觸碰感測器、投射電容式觸碰感測器等等。
液晶顯示面板1501和觸碰面板單元1502係分開製造並且如圖12A所示一般堆疊，藉以可減少製造具有觸碰面板功能之液晶顯示裝置的成本。
圖12B圖解不同於圖12A者之具有觸碰面板功能的液晶顯示裝置之結構。圖12B所示之液晶顯示裝置1504包括複數個像素1505，其各具有光感測器1506和液晶元件1507。因此，不需要堆疊觸碰面板單元1502，此不同於圖12A所示者。如此，可使液晶顯示裝置變薄。另外，在與像素1505同一基板上製造閘極線驅動器電路1508、掃描線驅動器電路1509、和光感測器驅動器電路1510。如此，液晶顯示裝置可減少尺寸。需注意的是，光感測器1506係可使用非晶矽等等來形成並且堆疊在包括氧化物半導體之電晶體上。
包括氧化物半導體層之電晶體被用於具有觸碰面板功能的液晶顯示裝置，藉以可提高顯示靜止影像時之影像保持特性。另外，可減少由於顯示靜止影像時更新率減少所產生的灰階變化所導致之影像品質劣化。
需注意的是，此實施例可與其他實施例示當組合。
(實施例6)
在此實施例中，將說明包括上述實施例的任一者所說明之液晶顯示裝置的電子裝置之例子。
圖13A圖解可攜式遊戲機，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、記錄媒體讀取部9672等等。圖13A的可攜式遊戲機可具有讀取儲存在記錄媒體中的程式或資料以將其顯示在顯示部上之功能；藉由無線通訊與另一可攜式遊戲機共享資訊之功能等等。需注意的是，圖13A之可攜式遊戲機的功能並不侷限於上述那些，及可攜式遊戲機可具有各種功能。
圖13B圖解數位相機，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、快門按鈕9676、影像接收部9677等等。圖13B之數位相機可具有拍攝靜止影像及/或移動影像之功能；自動或手動校正所拍攝的影像之功能；從天線獲得各種資訊之功能；儲存所拍攝的影像或獲得自天線的資訊之功能；將所拍攝的影像或獲得自天線的資訊顯示在顯示部上之功能等等。需注意的是，圖13B之數位相機可具有各種功能，而不侷限於上述。
圖13C圖解電視機，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、通訊端子9636等等。圖13C之電視機具有將電視用的電波轉換成影像信號之功能；將影像信號轉換成適於顯示的信號之功能；轉換影像信號的框頻之功能等等。需注意的是，圖13C之電視機可具有各種功能，而不侷限於上述。
圖13D圖解電子電腦(個人電腦)的監視器(此監視器又稱作PC監視器)，其可包括外殼9630、顯示部9631等等。作為例子，在圖13D之監視器中，在顯示部9631上顯示視窗9653。需注意的是，圖13D圖解顯示在顯示部9631上之視窗9653用於說明；可顯示諸如圖示等符號或影像。因為在個人電腦用的監視器上，通常只在輸入操作中寫入影像信號，所以應用上述實施例中之液晶顯示裝置的驅動方法較佳。需注意的是，圖13D之監視器可具有各種功能，而不侷限於上述。
圖14A圖解電腦，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、通訊端子9636、定位裝置9681、外部連接埠9680等等。圖14A之電腦可具有將各種資訊(如、靜止影像、移動影像、及正文影像)顯示在顯示部上之功能；以各種軟體(程式)控制處理之功能；諸如無線通訊或有線通訊等通訊功能；利用通訊功能而連接到各種電腦網路之功能；利用通訊功能而傳送或接收各種資料之功能等等。需注意的是，圖14A之電腦並不侷限於具有這些功能，而可具有各種功能。
圖14B圖解行動電話，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、麥克風9638等等。圖14B之行動電話可具有將各種資訊(如、靜止影像、移動影像、及正文影像)顯示在顯示部上之功能；將日曆、日期、時間等等顯示在顯示部上之功能；操作或編輯顯示在顯示部上的資訊之功能；以各種軟體(程式)控制處理之功能等等。需注意的是，圖14B之行動電話並不侷限於上述那些，及行動電話可具有各種功能。
圖14C圖解包括電子紙之電子裝置(又稱作電子書或電子書閱讀器)，其可包括外殼9630、顯示部9631、操作鍵9632等等。圖14C之電子書閱讀器可具有將各種資訊(如、靜止影像、移動影像、及正文影像)顯示在顯示部上之功能；將日曆、日期、時間等等顯示在顯示部上之功能；操作或編輯顯示在顯示部上的資訊之功能；以各種軟體(程式)控制處理之功能等等。需注意的是，圖14C之電子書閱讀器可具有各種功能，而不侷限於上述功能。圖14D圖解電子書閱讀器的另一結構。圖14D之電子書閱讀器具有藉由添加太陽能電池9651和電池9652到圖14C的電子書閱讀器所獲得之結構。當使用反射式液晶顯示裝置作為顯示部9631時，電子書閱讀器被預期可用在比較明亮的環境中，在此例中，圖14D之結構較佳，因為太陽能電池9651可有效產生電力，而電池9652可有效充電。需注意的是，當使用鋰離子電池作為電池9652時，可獲得諸如尺寸減少等有利點。
在此實施例所說明之電子裝置中，可減少由於顯示靜止影像時更新率減少所產生的灰階變化所導致之影像品質劣化。
此實施例可與其他實施例所說明之結構適當組合實施。
此申請案係依據日本專利局於2010、2、12所發表之日本專利申請案序號2010-028965，藉以倂入其全文做為參考。
100．．．液晶顯示裝置
101．．．時序控制器
102．．．驅動器電路
103．．．顯示部
104．．．移動影像顯示週期
105．．．靜止影像顯示週期
106．．．週期
107．．．週期
108．．．週期
109．．．週期
110．．．週期
111．．．週期
201．．．第一灰階
202．．．第二灰階
203．．．第三灰階
204．．．第四灰階
205．．．第M灰階
211．．．第一灰階
212．．．第二灰階
215．．．第N灰階
301．．．第i-2灰階
302．．．第i-1灰階
303．．．第i灰階
304．．．第i+1灰階
305．．．第i+2灰階
306．．．灰階
307．．．箭頭
311．．．第j-1灰階
312．．．第j灰階
313．．．第j+1灰階
314．．．灰階
315．．．箭頭
401．．．分析部
402．．．查閱表部
403．．．面板控制器
411．．．計數器電路
412．．．決定部
800．．．液晶顯示裝置
801．．．影像處理電路
802．．．時序控制器
803．．．顯示面板
804．．．背光部
805．．．液晶元件
806．．．驅動器電路部
807．．．像素部
808．．．閘極線
809．．．源極線
810．．．像素
811A．．．閘極線驅動器電路
811B．．．源極線驅動器電路
812．．．電晶體
813．．．電容器
814．．．背光控制電路
815．．．背光
816．．．端子部
817．．．電源
901．．．週期
902．．．週期
903．．．週期
904．．．週期
1101．．．週期
1102．．．週期
1103．．．週期
1104．．．週期
1200．．．基板
1201．．．閘極電極層
1202．．．閘極絕緣層
1203．．．半導體層
1205a．．．源極電極層
1205b．．．汲極電極層
1207．．．絕緣層
1209．．．保護絕緣層
1210．．．電晶體
1220．．．電晶體
1227．．．絕緣層
1230．．．電晶體
1240．．．電晶體
1246a．．．配線層
1246b．．．配線層
1247．．．絕緣層
1501．．．液晶顯示面板
1502．．．觸碰面板單元
1503．．．外殼
1504．．．液晶顯示裝置
1505．．．像素
1506．．．光感測器
1507．．．液晶元件
1508．．．閘極線驅動器電路
1509．．．信號線驅動器電路
1510．．．光感測器驅動器電路
2600．．．薄膜電晶體基板
2601．．．對置基板
2602．．．密封劑
2603．．．像素部
2604．．．顯示元件
2605．．．著色層
2606．．．極化板
2607．．．極化板
2608．．．配線電路部
2609．．．撓性配線板
2610．．．冷陰極管
2611．．．反射板
2612．．．電路板
2613．．．擴散板
4001．．．基板
4002．．．像素部
4003．．．信號線驅動器電路
4004．．．掃描線驅動器電路
4005．．．密封劑
4006．．．基板
4008．．．液晶層
4010．．．電晶體
4011．．．電晶體
4013．．．液晶元件
4015．．．連接端子電極
4016．．．端子電極
4018．．．撓性印刷電路
4019．．．各向異性導電膜
4020．．．絕緣層
4021．．．絕緣層
4030．．．像素電極層
4031．．．對置電極層
4032．．．絕緣層
4033．．．絕緣層
4040．．．導電層
4041a．．．絕緣層
4041b．．．絕緣層
4042a．．．絕緣層
4042b．．．絕緣層
9630．．．外殼
9631．．．顯示部
9632．．．操作鍵
9633．．．揚聲器
9635．．．操作鍵
9636．．．連接端子
9638．．．麥克風
9651．．．太陽能電池
9652．．．電池
9653．．．視窗
9672．．．記錄媒體讀取部
9676‧‧‧快門按鈕
9677‧‧‧影像接收部
9680‧‧‧外部連接埠
9681‧‧‧定位裝置
圖1A至1C為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖2A及2B為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖3A及3B為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖4A及4B為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖5為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖6為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖7A及7B為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖8為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖9A至9D為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖10A1、10A2、及10B各為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖11為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖12A及12B各為根據本發明的一實施例之液晶顯示裝置圖。
圖13A至13D各為根據本發明的一實施例之電子裝置圖。
圖14A至14D各為根據本發明的一實施例之電子裝置圖。
800．．．液晶顯示裝置
801．．．影像處理電路
802．．．時序控制器
803．．．顯示面板
804．．．背光部
805．．．液晶元件
806．．．驅動器電路部
807．．．像素部
808．．．閘極線
809．．．源極線
810．．．像素
811A．．．閘極線驅動器電路
811B．．．源極線驅動器電路
812．．．電晶體
813．．．電容器
814．．．背光控制電路
815．．．背光
816．．．端子部
817．．．電源

Claims (15)

  1. 一種液晶顯示裝置，包含：驅動器電路，被組構成控制顯示部；以及時序控制器，被組構成控制該驅動器電路，其中，該時序控制器被組構成被供應有用以顯示靜止影像之影像信號，其中，該時序控制器被組構成供應起始脈衝、時脈信號、及電位至該驅動器電路，其中，該電位係選自第一電位及小於該第一電位之第二電位，其中，該時序控制器被組構成在該起始脈衝停止之後停止該時脈信號，並且在該時脈信號停止之後將該電位從該第一電位改變為該第二電位，其中，該時序控制器被組構成在該電位從該第二電位被改變為該第一電位之後開始供應該時脈信號，並且在開始供應該時脈信號之後開始供應該起始脈衝，以及其中，該時序控制器被組構成決定更新率以將對應於該影像信號中之灰階總數的影像顯示在該顯示部上。
  2. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中，該時序控制器包含：分析部，被組構成判斷該影像信號的該灰階總數，及產生對應於該灰階總數的信號；查閱表部，被組構成儲存用以根據該信號來決定該更新率之查閱表；以及 面板控制器，係根據該查閱表而受該查閱表部控制。
  3. 根據申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中，該分析部包含：計數器電路，被設置用於計數該影像信號的位元，及被組構成判斷該位元之改變；以及決定部，被組構成判斷來自該計數器電路的輸出是否改變，及輸出該判斷結果到該查閱表部。
  4. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中，該時序控制器被組構成隨著該影像信號的灰階總數越小，減少更新率以將對應於該影像信號的影像顯示在該顯示部上。
  5. 一種液晶顯示裝置，包含：驅動器電路，被組構成控制顯示部；時序控制器，被組構成控制該驅動器電路；以及影像處理電路，被組構成處理影像信號，及輸出處理影像信號到該時序控制器，其中，該時序控制器被組構成供應起始脈衝、時脈信號、及電位，其中，該電位係選自第一電位及小於該第一電位之第二電位，其中，該時序控制器被組構成在該起始脈衝停止之後停止該時脈信號，並且在該時脈信號停止之後將該電位從該第一電位改變為該第二電位， 其中，該時序控制器被組構成在該電位從該第二電位被改變為該第一電位之後開始供應該時脈信號，並且在開始供應該時脈信號之後開始供應該起始脈衝，以及其中，該時序控制器被組構成決定更新率以將對應於該處理影像信號中之灰階總數的影像顯示在該顯示部上。
  6. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中，該時序控制器包含：分析部，被組構成判斷該處理影像信號的該灰階總數，及產生對應於該灰階總數的信號；查閱表部，被組構成儲存用以根據該信號來決定該更新率之查閱表；以及面板控制器，係根據該查閱表而受該查閱表部控制。
  7. 根據申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中，該分析部包含：計數器電路，被設置用於計數該處理影像信號的位元，及被組構成判斷該位元之改變；以及決定部，被組構成判斷來自該計數器電路的輸出是否改變，及輸出該判斷結果到該查閱表部。
  8. 根據申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中，該時序控制器被組構成隨著該處理影像信號的灰階總數越小，減少更新率以將對應於該處理影像信號的影像顯示在該顯示部上。
  9. 一種液晶顯示裝置，包含： 驅動器電路，被組構成控制顯示部；以及時序控制器，被組構成控制該驅動器電路，其中，該時序控制器被組構成在第一狀態中將該顯示部中之第一更新率轉換成第二更新率，及在第二狀態中將該顯示部中之該第二更新率轉換成該第一更新率，其中，該第一更新率對應於具有第一灰階總數之第一影像信號，及第二更新率對應於具有第二灰階總數之第二影像信號，其中，該時序控制器被組構成供應起始脈衝、時脈信號、及電位至該驅動器電路，其中，該電位係選自第一電位及小於該第一電位之第二電位，其中，該時序控制器被組構成在第一狀態中，在該起始脈衝停止之後停止該時脈信號，並且在該時脈信號停止之後將該電位從該第一電位改變為該第二電位，其中，該時序控制器被組構成在第二狀態中，在該電位從該第二電位被改變為該第一電位之後開始供應該時脈信號，並且在開始供應該時脈信號之後開始供應該起始脈衝，以及其中，該第二灰階總數小於該第一灰階總數。
  10. 一種液晶顯示裝置，包含：驅動器電路，被組構成控制顯示部；時序控制器，被組構成控制該驅動器電路；以及影像處理電路，被組構成處理影像信號，及輸出處理 影像信號到該時序控制器，其中，該時序控制器被組構成在第一狀態中將該顯示部中之第一更新率轉換成第二更新率，及在第二狀態中將該顯示部中之該第二更新率轉換成該第一更新率，其中，該第一更新率對應於具有第一灰階總數之第一影像信號，及該第二更新率對應於具有第二灰階總數之該處理影像信號，其中，該時序控制器被組構成供應起始脈衝、時脈信號、及電位至該驅動器電路，其中，該電位係選自第一電位及小於該第一電位之第二電位，其中，該時序控制器被組構成在該第一狀態中，在該起始脈衝停止之後停止該時脈信號，並且在該時脈信號停止之後將該電位從該第一電位改變為該第二電位，其中，該時序控制器被組構成在該第二狀態中，在該電位從該第二電位被改變為該第一電位之後開始供應該時脈信號，並且在開始供應該時脈信號之後開始供應該起始脈衝，以及其中，該第二灰階總數小於該第一灰階總數。
  11. 根據申請專利範圍第9或10項之液晶顯示裝置，其中，該時序控制器包含：分析部，被組構成判斷該第二灰階總數，及產生對應於該第二灰階總數的信號；查閱表部，被組構成儲存用以根據該信號來決定更 新率之查閱表；以及面板控制器，係根據該查閱表而受該查閱表部控制。
  12. 根據申請專利範圍第11項之液晶顯示裝置，其中，該分析部包含：計數器電路，被設置用於計數該影像信號的位元，及被組構成判斷該位元之改變；以及決定部，被組構成判斷來自該計數器電路的輸出是否改變，及輸出該判斷結果到該查閱表部。
  13. 根據申請專利範圍第1、5、9及10項之任一項的液晶顯示裝置，其中，該顯示部中的各像素包含電晶體，並且其中，該電晶體的半導體層包括氧化物半導體。
  14. 根據申請專利範圍第13項之液晶顯示裝置，其中，該氧化物半導體包含銦、鎵、錫、和鋅的至少其中之一。
  15. 一種電子裝置，包含根據申請專利範圍第1、5、9及10項之任一項的液晶顯示裝置，以及外殼、揚聲器、操作鍵及麥克風之至少一者。
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