TWI588808B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI588808B
TWI588808B TW102125560A TW102125560A TWI588808B TW I588808 B TWI588808 B TW I588808B TW 102125560 A TW102125560 A TW 102125560A TW 102125560 A TW102125560 A TW 102125560A TW I588808 B TWI588808 B TW I588808B
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山崎舜平
小山潤
平形吉晴
三宅博之
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半導體能源研究所股份有限公司
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Description

液晶顯示裝置
本發明涉及一種液晶顯示裝置以及液晶顯示裝置的驅動方法。
使用形成在具有絕緣表面的基板上的半導體薄膜來構成薄膜電晶體(TFT)的技術備受關注。薄膜電晶體被廣泛應用於如積體電路(IC)以及影像顯示設備(顯示設備)等電子裝置中。
作為使用薄膜電晶體的顯示裝置，可以舉出在各像素中作為切換元件設置有薄膜電晶體的主動矩陣型液晶顯示裝置。液晶顯示裝置被廣泛應用於如行動電話、筆記型個人電腦等移動設備乃至電視機等大型設備。作為上述使用液晶顯示裝置的電子裝置，如何降低耗電量是十分重要的課題。例如，作為移動設備，耗電量的降低關係到連續工作時間的長度，作為大型的電視機等，耗電量的降低關係到電費的削減。
這裏，在液晶顯示裝置中，進行靜止影像顯示時也一 直進行視頻信號的重寫，重寫消耗電力。作為用來降低該耗電量的方法，例如，已公開有一種如下技術：在顯示靜止影像時，在掃描螢幕寫入視頻信號後，作為非掃描期間設置比掃描期間更長的停止期間(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等，IDW'02，論文集，第295-298頁
但是，上述液晶顯示裝置只能在顯示靜止影像時發揮上述功能，而不能在顯示動態影像時設置停止期間，所以還是不能降低耗電量。
鑒於上述問題，所公開的發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠降低動態影像顯示時的耗電量的液晶顯示裝置。尤其是，所公開的發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠降低動態影像顯示時的耗電量並能夠抑制液晶元件的劣化的液晶顯示裝置。
所公開的發明的一個實施方式是一種液晶顯示裝置，其包括：包括電晶體及與電晶體電連接的液晶元件的多個像素；以及多個對像素至少輸入視頻信號及重設信號的驅動電路，其中，驅動電路每隔m圖框(m為2以上的自然數)就反轉視頻信號的極性並將其輸入至像素，並在視頻信號的非輸入期間對像素輸入重設信號。
在上述液晶顯示裝置中，較佳的是驅動電路在至少重複一次電位高於共用電位的期間及電位低於共用電位的期間之後對像素輸入電位為與共用電位大致相等電位的重設信號。另外，液晶元件具有一對電極，較佳的是在藉由輸入重設信號使像素的液晶元件的一對電極間的電位差大致為0V之後，使該像素的電晶體變為關閉狀態。另外，較佳的是在驅動電路對所有多個像素輸入重設信號之後中斷電源供應。
另外，較佳的是上述液晶顯示裝置中還設置有對多個像素照射光的背光，並且在背光為非點燈狀態時驅動電路對像素輸入重設信號。另外，較佳的是驅動電路在整個像素被重寫時對像素輸入重設信號。另外，液晶顯示裝置還可以設置在設定的時間啟動液晶顯示裝置的計時器，當液晶顯示裝置從電源關閉狀態由計時器而啟動時，驅動電路對像素輸入重設信號。
另外，作為電晶體較佳為使用含有氧化物半導體的電晶體。
注意，在本說明書等中，當記載為“大致相等電位”時，不僅包括電位完全相等的情況還包括電位具有極小差別的情況。另外，在本說明書等中，當記載為“使電位差大致為0V”時，不僅包括電位差為0V的情況，還包括施加有極小電位差的情況。
另外，在本說明書等中，“上”或“下”不侷限於構成要素的位置關係為“正上”或“正下”。例如，“閘極絕緣層上 的閘極電極”不排除閘極絕緣層與閘極電極之間包含其他構成要素的情況。
另外，在本說明書等中，“電極”或“佈線”不限定構成要素的功能。例如，有時將“電極”用作“佈線”的一部分，反之亦然。再者，“電極”或“佈線”還包括多個“電極”或“佈線”被形成為一體的情況等。
另外，在使用極性不同的電晶體的情況或電路工作的電流方向變化的情況等下，“源極”及“汲極”的功能有時互相調換。因此，在本說明書等中，“源極”和“汲極”可以互相調換。
另外，在本說明書等中，“電連接”包括隔著“具有某種電作用的元件”連接的情況。這裏，“具有某種電作用的元件”只要可以進行連接目標間的電信號的授受，就對其沒有特別的限制。
例如，“具有某種電作用的元件”不僅包括電極和佈線，而且還包括電晶體等的切換元件、電阻元件、電感器、電容器以及其他具有各種功能的元件等。
所公開的發明的一個實施方式能夠提供一種能夠降低動態影像顯示時的耗電量的液晶顯示裝置。尤其可以提供一種能夠降低動態影像顯示時的耗電量並能夠抑制液晶的劣化的液晶顯示裝置。
Gout1‧‧‧選擇信號
Gout3‧‧‧選擇信號
Sout1‧‧‧選擇信號
Sout3‧‧‧選擇信號
T1‧‧‧期間
T1R‧‧‧期間
T2‧‧‧期間
T2R‧‧‧期間
100‧‧‧液晶顯示裝置
101‧‧‧顯示控制信號產生電路
102‧‧‧選擇電路
103‧‧‧顯示面板
104‧‧‧閘極線驅動電路
105‧‧‧源極線驅動電路
106‧‧‧像素部
107‧‧‧數位類比轉換電路
108‧‧‧像素
109‧‧‧閘極線
110‧‧‧源極線
201‧‧‧移位暫存器電路
202‧‧‧移位暫存器電路
203‧‧‧類比開關
204‧‧‧電晶體
205‧‧‧電容元件
206‧‧‧液晶元件
211‧‧‧像素
212‧‧‧像素
213‧‧‧像素
221‧‧‧像素
222‧‧‧像素
223‧‧‧像素
231‧‧‧像素
232‧‧‧像素
233‧‧‧像素
4001‧‧‧基板
4002‧‧‧像素部
4003‧‧‧源極線驅動電路
4004‧‧‧閘極線驅動電路
4005‧‧‧密封材料
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‧‧‧FPC
4019‧‧‧各向異性導電膜
4020‧‧‧絕緣層
4021‧‧‧絕緣層
4030‧‧‧像素電極層
4031‧‧‧對電極層
4032‧‧‧絕緣層
4033‧‧‧絕緣層
4035‧‧‧結構體
5800‧‧‧液晶層
5801‧‧‧基板
5802‧‧‧基板
5805‧‧‧電極
5806‧‧‧電極
5810‧‧‧液晶層
5811‧‧‧基板
5812‧‧‧基板
5815‧‧‧電極
5816‧‧‧電極
5820‧‧‧液晶層
5821‧‧‧基板
5822‧‧‧基板
5825‧‧‧電極
5826‧‧‧電極
5827‧‧‧突起部
5828‧‧‧突起部
5850‧‧‧液晶層
5851‧‧‧基板
5852‧‧‧基板
5855‧‧‧電極
5856‧‧‧電極
5860‧‧‧液晶層
5861‧‧‧基板
5862‧‧‧基板
5865‧‧‧電極
5866‧‧‧電極
5867‧‧‧絕緣膜
9623‧‧‧卡子
9624‧‧‧開關
9625‧‧‧電源開關
9626‧‧‧開關
9628‧‧‧操作開關
9630‧‧‧外殼
9631‧‧‧顯示部
9631a‧‧‧顯示部
9631b‧‧‧顯示部
9633‧‧‧揚聲器
9635‧‧‧操作鍵
9636‧‧‧連接端子
9638‧‧‧麥克風
9642a‧‧‧區域
9642b‧‧‧區域
9643‧‧‧太陽能電池
9644‧‧‧充放電控制電路
9645‧‧‧電池
9646‧‧‧DCDC轉換器
9647‧‧‧轉換器
9648‧‧‧操作鍵
9649‧‧‧按鈕
9672‧‧‧儲存介質讀取部
9676‧‧‧快門按鈕
9677‧‧‧影像接收部
9680‧‧‧外部連接埠
9681‧‧‧指向裝置
在圖式中： 圖1是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的流程圖；圖2是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的方塊圖；圖3A和3B是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的時序圖；圖4是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的方塊圖；圖5A和5B是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的示意圖；圖6是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的時序圖；圖7A和7B是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的時序圖；圖8是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的工作的時序圖；圖9A1和9A2是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的俯視圖，而圖9B是說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的剖面圖；圖10是用來說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的液晶元件的剖面圖；圖11A和11B是用來說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的液晶元件的剖面圖；圖12A和12B是用來說明根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的液晶元件的剖面圖； 圖13A至13C是示出使用根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的電子裝置的圖；圖14A至14C是示出使用根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的電子裝置的圖；圖15A至15C是示出使用根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置的電子裝置的圖。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域具有通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內容可以被變換為各種形式。此外，本發明不應該被解釋為僅限定於以下所示的實施方式所記載的內容中。
另外，有時為了明確起見，誇大表示各實施方式的圖式等所示的各結構的尺寸、層的厚度、信號波形或區域。因此，本發明並不一定限定於該尺寸。
注意，本說明書所使用的“第1”、“第2”、“第3”至第N(N是自然數)等序數詞是為了避免構成要素的混同而附加的，而不是用於在數目方面上進行限制。
實施方式1
在本實施方式中，參照圖1至圖8對根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置的驅動方法進行說明。
首先，參照圖1所示的流程圖對本實施方式所示的液晶顯示裝置的驅動方法進行說明。
如圖1所示，作為本實施方式所示的液晶顯示裝置，當開始供應電源時，從驅動電路向各像素輸入視頻信號。被輸入的視頻信號的極性被保持m圖框(m為2以上的自然數)。換言之，在本實施方式所示的液晶顯示裝置中，每隔m圖框視頻信號的極性被反轉。這裏，為了抑制液晶的劣化，例如較佳為將m圖框期間設定為1秒以下。但是，m圖框期間不限定於此，可以根據對液晶元件施加的電壓以及液晶材料等適當地進行設定。注意，作為視頻信號的極性，例如可以以對電極的電位(下面，也稱為共用電位)為基準來決定。
接著，極性被反轉了的視頻信號由驅動電路輸入至各像素，m圖框期間之後，視頻信號的極性再次被反轉。接著，每隔m圖框進行極性的反轉，從驅動電路反復向各像素輸入視頻信號而進行影像顯示。
作為通常進行的每隔1圖框的反轉驅動，在對像素施加的電壓位準較大的情況下，即使圖框間的電壓位準的大小不發生變化，因信號的反轉也會使視頻信號的變化量變大，而導致耗電量增大。相對於上述反轉驅動方法，本實施方式所示的液晶顯示裝置的驅動方法可以m圖框期間以上連續地寫入相同極性的視頻信號，由此可以減少視頻信號的變化量，由此可以實現低耗電。另外，該液晶顯示裝置的驅動方法無論顯示的影像是靜止影像還是動態影像 都可以進行，因此在顯示動態影像時也可以降低耗電量。
如上所述，本實施方式的液晶顯示裝置可以藉由從驅動電路向各像素輸入視頻信號進行影像顯示。當液晶顯示裝置為非顯示狀態時，驅動電路被輸入停止信號，上述視頻信號的輸入週期結束。如圖1所示，當停止信號被輸入驅動電路時，驅動電路不再向各像素輸入視頻信號而輸入重設信號。當所有像素被輸入重設信號時，中斷對液晶顯示裝置的電源供應。
這裏，停止信號是指結束液晶顯示裝置的影像顯示狀態而使其變為影像非顯示狀態的信號。例如，停止信號可以為能夠利用遙控器或按鈕操作等直接控制而進行發送的信號，也可以為藉由測定為視頻信號的基礎的資料信號等進行發送的信號，還可以是藉由測定設置於液晶顯示裝置的背光的光量等進行發送的信號。
另外，重設信號是指對各像素輸入的用來抑制液晶的劣化的信號。這裏，當長時間地對液晶元件連續施加被保持為正或負的極性的電場時，液晶劣化而該液晶元件的電特性出現異常。在上述本實施方式所示的液晶顯示裝置的驅動方法中，由於m圖框期間以上連續地寫入相同極性的視頻信號，與通常的每隔1圖框反轉視頻信號的極性的驅動方法相比，可以長時間地對液晶元件施加被保持為相同極性的電場。
為此，在本實施方式所示的驅動方法中，藉由在輸入停止信號之後對像素輸入重設信號，可以抑制液晶的劣 化。作為重設信號，例如，較佳為輸入正極性與負極性至少反轉了1次以上的電位。此時，較佳為正極性的電位及負極性的電位的絕對值越大越好。注意，重設信號的極性可以與視頻信號的極性同樣地，例如以共用電位為基準來決定。即，重設信號至少重複一次以上電位比共用電位高的期間和電位比共用電位低的期間。
另外，較佳的是像這樣作為重設信號輸入至少極性被反轉1次以上的電位之後，使重設信號的電位成為與共用電位大致相等電位的電位。並且，較佳的是像這樣將液晶元件的電極間的電位差設定為大致為0V之後使設置於像素中的與液晶元件電連接的電晶體變為關閉狀態。
另外，較佳的是在輸入重設信號時使背光處於非點燈狀態。藉由在背光為非點燈狀態時輸入重設信號，可以防止顯示因輸入重設信號導致的影像干擾。如上所述，藉由使停止信號跟背光的點燈聯動，可以在背光非點燈時容易地進行重設信號的輸入。
另外，雖然在圖1中在中斷液晶顯示裝置的電源供應之前輸入重設信號，但是本發明不侷限於此。可以在液晶顯示裝置的所有像素被重寫時，例如在使液晶顯示裝置的螢幕轉暗時等，輸入上述重設信號。另外，例如當將該液晶顯示裝置用於電視接收機時，可以在切換頻道或輸入裝置時或者節目切換為廣告時等輸入上述重設信號。
另外，還可以採用如下結構：當液晶顯示裝置為影像非顯示狀態時利用計時器設定時間來輸入上述重設信號， 由此抑制液晶劣化。可以利用計時器在不使用液晶顯示裝置的特定的時間(例如，深夜等使用者通常不使用液晶顯示裝置的時間等)啟動液晶顯示裝置，來輸入上述重設信號。此時，為了防止顯示影像干擾，較佳的是使背光處於非點燈狀態。
如此，藉由進行重設信號的輸入可以以較短的時間對液晶元件施加1次以上的極性被反轉的電場，因此，即使如上述那樣m圖框期間以上連續地寫入相同極性的視頻信號，也可以抑制液晶的劣化。
藉由上述方法可以提供一種即使在顯示動態影像時也可以減低耗電量的液晶顯示裝置。尤其可以提供一種可以降低顯示動態影像使的耗電量並可以抑制液晶劣化的液晶顯示裝置。
下面，使用圖2至圖8示出本實施方式所示的液晶顯示裝置的結構以及驅動方法的一個實施例。
圖2示出根據所公開的發明的一個實施方式的液晶顯示裝置100的方塊圖。液晶顯示裝置100包括顯示控制信號產生電路101、選擇電路102及顯示面板103。
顯示面板103包括閘極線驅動電路104、源極線驅動電路105及像素部106。像素部106包括多個像素108，像素108至少設置有具有一對電極的液晶元件。利用從閘極線驅動電路104供應至閘極線109的掃描線信號，可以抑制被供應至源極線110的視頻信號寫入像素108。另外，較佳的是源極線驅動電路105包括數位類比轉換電路 107。另外，在本說明書等中，當記載為“驅動電路”時，其包括閘極線驅動電路104及源極線驅動電路105，並且，有時還包括顯示控制信號產生電路101、選擇電路102等。
顯示面板103被供應基於高電源電位VDD及低電源電位VSS的電源電壓、共用電位Vcom(也稱為共同電位)。
顯示控制信號產生電路101是基於由外部輸入的同步信號輸出用於使閘極線驅動電路104及源極線驅動電路105工作的信號的電路。
作為同步信號的一個例子，可以舉出水平同步信號(Hsync.)、垂直同步信號(Vsync.)、基準時脈信號(CLK)。
作為用於使閘極線驅動電路104工作的信號有閘極線側起始脈衝GSP、閘極線側時脈信號GCLK等。注意，閘極線側時脈信號GCLK包括藉由相移(phase shift)得到的多個閘極線側時脈信號。
作為用於使源極線驅動電路105工作的信號，有源極線側起始脈衝SSP、源極線側時脈信號SCLK等。注意，源極線側時脈信號SCLK包括藉由相移得到的多個源極線側時脈信號。
另外，源極線驅動電路105中的數位類比轉換電路107被供應由外部輸入的資料信號data及由顯示控制信號產生電路101輸入的極性反轉信號POL。數位類比轉換電 路107根據極性反轉信號POL將資料信號data轉換為類比值的視頻信號。可以在組合了梯形電阻及開關的電路中將該資料信號轉換為類比值的視頻信號，並較佳為同時進行γ校正等。
另外，作為源極線驅動電路105中的數位類比轉換電路107，可以為能夠根據輸入的極性反轉信號POL切換對像素輸出的視頻信號的極性的電路，也可以為其他的電路。例如，可以使用根據極性反轉信號POL切換對像素輸出的視頻信號的極性的反相放大器(inverting amplifier)。
由外部輸入的資料信號data為數位資料。當資料信號data為類比資料時將其轉換為數位資料。
當極性反轉信號POL是如下信號：其在將資料信號data轉換為為類比信號的視頻信號(也稱為Vdata)時，將上述視頻信號切換為比共用電位高的電位(正極性)或者比共用電位低的電位(負極性)。
視頻信號Vdata是基於資料信號data的電壓。視頻信號Vdata是藉由源極線110對各像素108的液晶元件的一個電極施加的電壓。也將對液晶元件施加視頻信號稱為對像素108寫入視頻信號。即使是極性不同的視頻信號Vdata，只要視頻信號的電位與共用電位的差的絕對值相同，輸入到液晶顯示裝置的資料信號data就為相同值。注意，當視頻信號的電位比共用電位高時，液晶元件被施加正極性的電壓。相反地，當視頻信號的電位比共用電位 低時，液晶元件被施加負極性的電壓。
另外，作為寫入像素的視頻信號，藉由將寫入的視頻信號的電壓位準變為經過校正的電壓位準，可以提高液晶元件的回應速度。例如，藉由將視頻信號的電壓位準校正為更大電壓位準的視頻信號，可以縮短液晶元件的回應時間，從而可以更迅速地進行影像顯示。也將施加該校正信號的驅動方法稱為過驅動。
另外，在顯示控制信號產生電路101中，為了每隔m圖框期間進行被輸出的極性反轉信號POL的信號反轉，例如，可以將為同步信號的垂直同步信號(Vsync.)的週期計數為m週期，而進行極性反轉信號POL的信號反轉。具體地，可以設置計數電路，該計數電路將對垂直同步信號的週期進行計數而得到的計數值輸出至顯示控制信號產生電路101，並採用如下結構：計數電路每隔m週期對垂直同步信號的計數值進行重設，顯示控制信號產生電路101對應該重設將極性反轉信號POL的電位切換為H電位或L電位。
另外，當液晶顯示裝置100處於非顯示狀態時，顯示控制信號產生電路101根據從外部輸入的停止信號(STP)輸出極性反轉信號RPOL。此時，當停止信號STP被輸入顯示控制信號產生電路101時，停止輸出極性反轉信號POL，而輸出極性反轉信號RPOL。
另外，選擇電路102根據停止信號STP選擇資料信號data或重設資料信號Rdata，並將其輸出至數位類比轉換 電路107。當沒有輸入停止信號STP時，選擇電路102輸出資料信號data，當被輸入停止信號STP時，選擇電路102輸出重設資料信號Rdata。此時，重設資料信號Rdata與資料信號data同樣，都為數位資料。
被輸出至數位類比轉換電路107的重設資料信號Rdata根據極性反轉信號RPOL被轉換為類比值的重設信號(也稱為Vres)。即，極性反轉信號RPOL是如下信號：當將重設資料信號Rdata轉換為為類比信號的重設信號Vres時，將該重設信號轉換為高於共用電位的電位(正極性)或低於共用電位的電位(負極性)。
當進行影像顯示時，對應垂直同步信號(Vsync.)從顯示控制信號產生電路101輸出極性反轉信號POL，並且數位類比轉換電路107對應極性反轉信號POL將從選擇電路102輸出的資料信號data轉換為視頻信號Vdata。另外，當不顯示影像時，對應停止信號STP從顯示控制信號產生電路101輸出極性反轉信號RPOL，對應極性反轉信號RPOL數位類比轉換電路107將從選擇電路102輸出的重設資料信號Rdata轉換為重設信號Vres。
圖3A示意性地示出當液晶顯示裝置100顯示影像時輸入及輸出顯示控制信號產生電路101、選擇電路102及顯示面板103的信號的時序圖。
在圖3A所示的時序圖中示意性地示出垂直同步信號(Vsync.)、資料信號(data)、極性反轉信號POL的波形。另外，在圖3A所示的時序圖中，橫軸表示時間，縱 軸表示施加到像素的液晶元件上的視頻信號Vdata的電壓位準。
在圖3A所示的時序圖中，與垂直同步信號的H位準的週期同步地，從第1圖框至第m(m為2以上的自然數)圖框連續地供應資料信號。極性反轉信號POL對垂直同步信號的H位準進行計數並每隔m次進行一次信號的反轉。由此，可以每隔m圖框進行極性反轉信號POL的反轉。
根據極性反轉信號POL的反轉被反轉為正極性或負極性的視頻信號作為對應於共用電位的電壓位準被寫入各像素中。如圖3A所示，在本實施方式的結構中，可以連續m圖框期間保持相同極性的反轉狀態地工作。
通常在使用液晶元件作為顯示元件的顯示裝置中，進行每隔1圖框期間交替地對顯示元件施加正負極性的被稱為閘極線反轉驅動、源極線反轉驅動、圖框反轉驅動、點反轉驅動的反轉驅動。但是，當液晶元件被施加的視頻信號的電壓位準較大的情況下進行反轉驅動時，即使施加到顯示元件的電壓位準的大小不發生變化，由於信號的反轉也會使視頻信號的變化量變大，導致耗電量變大。耗電量的增大在進行驅動頻率較大的驅動時尤為明顯。
另一方面，在圖3A所示的例子中，可以連續m圖框期間以上施加相同極性的視頻信號來進行寫入。由此，可以減輕每隔1圖框期間進行反轉驅動時伴隨反轉驅動的視頻信號的變化量變大的問題，由此可以降低耗電量。
另外，如圖3A所示，在本實施方式所示的結構中，每隔m圖框期間進行一次反轉驅動。因此，在第m圖框至第(m+1)圖框以及第2m圖框至第(2m+1)圖框中視頻信號的變化較大。相對於此，藉由在第m圖框至第(m+1)圖框以及第2m圖框至第(2m+1)圖框中設置使視頻信號成為與共用電位Vcom大致相等電位的消隱期間(blank period)，可以使視頻信號的變化變小。由此可以降低耗電量。
另外，圖3B示意性地示出當液晶顯示裝置100不顯示影像時輸入及輸出顯示控制信號產生電路101、選擇電路102及顯示面板103的信號的時序圖。
在圖3B所示的時序圖中，示意性地示出停止信號(STP)、重設資料信號(Rdata)、極性反轉信號RPOL的波形。另外，在圖3B所示的時序圖中，橫軸表示時間，縱軸表示對像素的液晶元件施加的重設信號Vres的電壓位準。
在圖3B所示的時序圖中，當被輸入停止信號STP的H位準時，重設資料信號被輸入第R1圖框及第R2圖框。這裏，第R1圖框是指被輸入停止信號STP後的第一個圖框，第R2圖框是指被輸入停止信號STP後的第二個圖框。極性反轉信號RPOL在第R1圖框及第R2圖框中被反轉，在圖3B中，極性反轉信號RPOL在第R1圖框中變為正極性，在第R2圖框中變為負極性。
根據極性反轉信號RPOL被反轉為正極性或負極性的 重設信號Vres作為對應於共用電位Vcom的電壓位準被寫入各像素。在圖3B中，重設信號Vres在第R1圖框中變為正極性，在第R2圖框中變為負極性。此時，較佳的是電壓位準的絕對值越大越好，例如，設定為與視頻信號的電壓位準的絕對值的最大值相同程度。另外，較佳為將第R1圖框的重設信號Vres的極性設定為將與被輸入停止信號STP時的視頻信號Vdata的極性反轉了的極性。如此可以在將重設信號Vres輸入到所有的像素之後中斷高電源電位VDD的供應。
如此，藉由輸入重設信號Vres，即便如上述那樣連續m圖框期間以上寫入相同極性的視頻信號，也可以抑制液晶的劣化。由此，可以提供在動態影像顯示時也可以降低耗電量並能夠抑制液晶劣化的液晶顯示裝置。
另外，在圖3B中，雖然作為重設信號在第R1圖框及第R2圖框這兩個圖框中分別施加正極性和負極性的電位，但是不侷限於此，也可以採用在3圖框以上邊反轉電位的極性邊輸入重設信號的結構。另外，也可以採用僅對1個圖框輸入如下重設信號的結構，該重設信號具有被輸入停止信號STP時的視頻信號Vdata的電位的極性被反轉的極性的電位。
另外，雖然在圖3B中第R1圖框、第R2圖框的長度與圖3A所示的1圖框期間相等，但是本實施方式所示的液晶顯示裝置不侷限於此，也可以使第R1圖框、第R2圖框或第R3圖框以後圖框的長度為1圖框期間以上。
另外，較佳的是像這樣作為重設信號Vres輸入至少極性被反轉1次以上的電位之後，使重設信號Vres的電位成為與共用電位Vcom大致相等電位的電位。例如，在圖3B中，可以在第R2圖框之後設置重設信號的電壓位準成為共用電位Vcom的第R3圖框。並且，較佳的是像這樣將液晶元件的電極間的電位差設定為大致為0V之後使設置於像素中的與液晶元件電連接的電晶體變為關閉狀態。
接著，作為圖2所示的顯示面板103的結構，示出具體的結構例對本實施方式的效果進行詳細說明。
圖4具體地示出圖2所示的顯示面板103所具有的閘極線驅動電路104、源極線驅動電路105及像素部106的結構。
閘極線驅動電路104包括移位暫存器電路201。源極線驅動電路105包括移位暫存器電路202、數位類比轉換電路107及類比開關203。
在圖4中，作為一個例子示出像素部106具有3行3列的像素108的結構。各像素108具有電晶體204、電容元件205及液晶元件206。電晶體204的閘極與閘極線109連接，源極和汲極中的一方與源極線110連接。
作為電晶體204，較佳為使用關閉狀態時的電流(關態電流)低的電晶體，例如，較佳為使用使用氧化物半導體的電晶體。藉由使用上述電晶體作為電晶體204，電容元件205及液晶元件206不容易經由電晶體204洩漏電 荷，由此可以長時間地保持施加至液晶元件206的電壓。由此，可以提高液晶顯示裝置100的顯示影像的保持特性。
另一方面，當像這樣作為電晶體204使用關態電流低的電晶體時，即使在將液晶顯示裝置100的電源變為關閉狀態之後，與電晶體204連接的液晶元件206的電壓仍然被保持，液晶被長時間地施加極性被保持的電場而有可能導致液晶劣化。相對於此，藉由如上所述地在輸入重設信號時，在輸入極性至少反轉1次以上的電位之後，將重設信號Vres的電位設定為與共用電位Vcom大致相等電位的電位，使電晶體204變為關閉狀態，由此可以抑制液晶被長時間地施加極性被保持的電場。
另外，當如上所述那樣液晶顯示裝置100的電源為關閉狀態時，較佳為利用計時器在設定的時間啟動液晶顯示裝置100並對其輸入上述重設信號。由此，即使在液晶顯示裝置100的電源處於關閉狀態時液晶元件206的電壓被保持，也可以藉由利用計時器在設定的時間使液晶的狀態變為不施加電場的狀態。
在圖4中，具有閘極線驅動電路104的移位暫存器電路201被輸入閘極線側起始脈衝GSP、閘極線側時脈信號GCLK。移位暫存器電路201對第1行至第3行的閘極線109藉由選擇信號Gout1至Gout3依次輸出H位準的信號，從而可以控制電晶體204的導通狀態。
在圖4中，源極線驅動電路105所具有的數位類比轉 換電路107在影像顯示時輸出根據資料信號data及極性反轉信號POL產生的視頻信號Vdata。另外，當不顯示影像時輸出根據重設資料信號Rdata及極性反轉信號RPOL產生的重設信號Vres。當類比開關203變為導通狀態時，視頻信號Vdata及重設信號Vres藉由源極線110被寫入像素108的電容元件205及液晶元件206。
在圖4中，源極線驅動電路105所具有的移位暫存器電路202被輸入源極線側起始脈衝SSP、源極線側時脈信號SCLK。移位暫存器電路202對第1列至第3列的類比開關203藉由選擇信號Sout1至Sout3依次輸出H位準的信號，從而可以控制類比開關203的導通/關閉狀態。
接著，參照圖5A和5B對多個圖框期間中的本發明的驅動方法的施體工作的一個實施例進行說明。圖5A是像素部的示意圖，圖5B示出根據資料信號的正或負極性的視頻信號。
圖5A所示的圖是對影像顯示時在第1圖框、第2圖框、第m圖框及第(m+1)圖框、不顯示影像時的第R1圖框、第R2圖框及第R3圖框中對3行3列的像素部輸入的資料信號的示意圖。這裏，第R1圖框是指被輸入停止信號STP後的第一個圖框，第R2圖框是指第二個圖框，第R3圖框是指第三個圖框。
在圖5A的第1圖框中示出如下例子：作為資料信號對第1行第1列的像素211、第2行第1列的像素221及第3行第1列的像素231輸入“VA”；作為資料信號對第1 行第2列的像素212、第2行第2列的像素222及第3行第2列的像素232輸入“VB”；作為資料信號對第1行第3列的像素213、第2行第3列的像素223及第3行第3列的像素233輸入“VC”。
另外，當將圖5A所示的資料信號“VA”、“VB”及“VC”視為視頻信號的電壓位準的大小時，可以表示為|VA|、|VB|、|VC|。另外，為了說明，以|VA|、|VB|、|VC|的大小關係為|VC|<|VB|<|VA|為例進行說明。當極性反轉信號POL為H位準(POL_H)時，如圖5B所示視頻信號可以記為“VA”、“VB”及“VC”，寫入正極性的視頻信號。另外，當極性反轉信號POL為L位準(POL_L)時，如圖5B所示視頻信號可以記為“-VA”、“VB”及“-VC”，寫入負極性的視頻信號。另外，如圖5B所示，視頻信號“VA”、“VB”及“VC”與視頻信號“-VA”、“-VB”及“-VC”相對於共用電位Vcom對稱而具有相同大小。
另外，在圖5A中，在第2圖框中作為資料信號對像素211、像素221及像素231輸入“VB”，對像素212、像素222及像素232輸入“VC”，對像素213、像素223及像素233輸入“VA”。
另外，在圖5A中，在第m圖框中，作為資料信號對像素211、像素221及像素231輸入“VC”，對像素212、像素222及像素232輸入“VA”，對像素213、像素223及像素233輸入“VB”。
另外，在圖5A中，在第(m+1)圖框中，作為資料 信號對像素211、像素221及像素231輸入“VB”，對像素212、像素222及像素232輸入“VC”，對像素213、像素223及像素233輸入“VA”。
另外，在圖5A中，在第R1圖框中，作為資料信號對所有的像素輸入“VA”，在第R2圖框也同樣地作為資料信號對所有的像素輸入“VA”。另外，在圖5A中，在第R3圖框中作為資料信號對所有的像素輸入對應於共用電位Vcom的“Vcom”。
圖6是圖5A所示的影像顯示時對像素部輸入資料信號的時序圖。圖6所示的時序圖中示出在第1圖框、第2圖框、第m圖框及第(m+1)圖框中的選擇信號Gout1至Gout3、選擇信號Sout1至Sout3、資料信號data、極性反轉信號POL及視頻信號Vdata。另外，雖然在圖6所示的時序圖中對點順序驅動進行說明，但是也可以採用線順序驅動。
在圖6所示的時序圖中，如圖3A所說明的那樣，可以每隔m圖框期間進行極性反轉信號POL的信號的反轉。由此，可以使本實施方式中的視頻信號Vdata連續m圖框期間作為相同極性的視頻信號而工作。由此，與當每隔1圖框期間進行反轉驅動的情況相比，可以減輕降低伴隨反轉驅動的視頻信號的變化量增大的問題，由此可以實現低耗電量化。
接著，在圖7A和7B中，對圖6所示的時序圖中的像素部的第1列的視頻信號的變化進行說明。
圖7A所示的圖是示出圖6中的期間T1及T2中的視頻信號的變化的示意圖。另外，圖7B所示的圖是相對圖6所示的時序圖每隔1圖框反轉極性反轉信號POL時在對應於圖6中的期間T1及T2的期間T1R及T2R中的視頻信號的變化的示意圖。即，在圖7B中，在期間T1R與期間T2R之間視頻信號的極性被反轉。
圖7A所示的期間T1表示第1圖框的第1行的各列中的視頻信號。另外，圖7A所示的期間T2表示第2圖框的第1行的各列中的視頻信號。另外，圖7B所示的期間T1R表示第1圖框的第1行的各列中的視頻信號。另外，圖7B所示的期間T2R表示第2圖框的第1行的各列中的視頻信號。另外，在圖7A和7B中，著眼於期間T1及期間T2與期間T1R及期間T2R的相同列的視頻信號，並使用箭頭示出兩者的變化。
在圖7A中，作為1行的各個列的第1圖框與第2圖框之間的視頻信號的差，第1列為|VA-VB|，第2列為|VB-VC|，第3列為|VC-VA|。另外，在圖7B中，作為1行的各個列的第1圖框與第2圖框之間的視頻信號的差，第1列為|VA+VB|，第2列為|VB+VC|，第3列為|VC+VA|。
在圖7A與圖7B中，就相同列的視頻信號而言，圖7B所示的每隔1圖框反轉極性反轉信號POL的圖框反轉驅動的電壓變化較大。另一方面，圖7A所示的每隔m圖框期間進行極性反轉信號POL的信號的反轉的結構在相同列中的視頻信號的變化較小。即，圖7A的結構可以減 少寫入像素的視頻信號的充放電所需的耗電量。
因此，可以提供即使在動態影像顯示時也可以降低耗電量的液晶顯示裝置。
圖8是不顯示圖5A所示的影像時對像素部輸入資料信號的時序圖。圖8所示的時序圖中示出第R1圖框、第R2圖框及第R3圖框中的選擇信號Gout1至Gout3、選擇信號Sout1至Sout3、重設資料信號Rdata、極性反轉信號RPOL及重設信號Vres。另外，雖然在圖8所示的時序圖中對點順序驅動進行了說明，但是也可以採用線順序驅動。
在圖8所示的時序圖中，如圖3B所述地，在第R1圖框與第R2圖框之間進行極性反轉信號RPOL的電位的反轉。因此，在第R1圖框中作為重設信號Vres被輸入電位VA，在第R2圖框中作為重設信號Vres被輸入電位-VA。如此，藉由輸入重設信號Vres，即使如圖6所示地連續m圖框期間以上寫入相同極性的視頻信號，也可以抑制液晶的劣化。另外，藉由使重設信號Vres的電位成為與視頻信號Vdata的電壓位準的絕對值的最大值相同程度的電位，可以反轉較強的電場並將其施加於液晶元件，由此可以進一步抑制液晶元件的劣化。
另外，在第R3圖框中作為重設信號Vres輸入對應於“Vcom”的資料信號的共用電位Vcom。藉由像這樣使液晶元件的電極間的電位差大致成為0V之後，使設置於像素中的與液晶元件206電連接的電晶體204變為關閉狀態，由 此可以抑制液晶被長時間地施加極性被保持的電場。
如上所述，可以提供能夠減少動態影像顯示時的耗電量並能夠抑制液晶的劣化的液晶顯示裝置。
另外，雖然在本實施方式中以進行圖框反轉驅動的液晶顯示裝置為例進行了說明，但是也可以採用其他的結構。例如，也可以採用進行閘極線反轉驅動、源極線反轉驅動或點反轉驅動等的液晶顯示裝置。
以上，本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
實施方式2
在本實施方式中，示出液晶顯示裝置的外觀及剖面等並對其結構進行說明。在本實施方式中，舉出作為顯示元件使用液晶元件的實施例進行說明。
此外，液晶顯示裝置還包括任意以下模組：例如安裝有諸如FPC(Flexible Printed Circuit：撓性印刷電路)或TCP(Tape Carrier Package：帶式載體封裝)的模組；TCP的端部設置有印刷線路板的模組；以及藉由COG(Chip On Glass：玻璃上的晶片)方法將IC(積體電路)直接安裝到顯示元件上的模組。
參照圖9A1、9A2及9B的液晶顯示裝置的外觀及剖面進行說明。圖9A1、9A2是如下面板的平面圖，其中電晶體4010、4011及液晶元件4013由密封材料4005密封於第一基板4001與第二基板4006之間。圖9B相當於沿 著圖9A1、9A2的M-N的剖面圖。
密封材料4005以圍繞設置於第一基板4001上的像素部4002及閘極線驅動電路4004的方式設置。另外，像素部4002及閘極線驅動電路4004上設置有第二基板4006。由此，像素部4002及閘極線驅動電路4004與液晶層4008一起由第一基板4001、密封材料4005及第二基板4006密封。此外，在第一基板4001上的與由密封材料4005圍繞的區域不同的區域中安裝有信號線驅動電路4003，該源極線驅動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另行準備的基板上。
另外，雖然在圖9A1、9A2、9B中沒有進行圖示，但是作為光源也可以適當地設置對像素照射光的背光。這裏，較佳的是背光在輸入上述重設信號時為非點燈狀態。由此，可以防止可以防止顯示因輸入重設信號導致的影像干擾。另外，雖然沒有在圖9A1、9A2、9B中進行圖示，也可以適當地設置能在設定時間使上述液晶顯示裝置啟動的計時器。這裏，該計時器可以在不使用液晶顯示裝置的特定的時間(例如，深夜等使用者通常不使用液晶顯示裝置的時間等)啟動液晶顯示裝置，來輸入上述重設信號。另外，可適當地設置相位差板、抗反射膜等光學薄膜等。此外，可設置用作濾色器層的彩色層。
另外，對於另行形成的驅動電路的連接方式沒有特別的限制，而可以採用COG方式、打線接合方式或TAB方式等。圖9A1是藉由COG方式安裝源極線驅動電路4003 的例子，而圖9A2是藉由TAB方式安裝源極線驅動電路4003的例子。
此外，設置在第一基板4001上的像素部4002和閘極線驅動電路4004包括多個電晶體。在圖9B中例示像素部4002所包括的電晶體4010和閘極線驅動電路4004所包括的電晶體4011。電晶體4010、4011上設置有絕緣層4020、4021。
電晶體4010、4011可以將為非晶、微晶、多晶或單晶的矽或鍺等的薄膜的半導體用作半導體層。或者，電晶體4010、4011可以使用氧化物半導體作為半導體層。在本實施方式中，電晶體4010、4011是n通道型電晶體。藉由使用氧化物半導體作為半導體層，可以將關態電流極低的電晶體用作像素的切換元件。此時，由於一回寫入像素的視頻電壓的變動小，由此可以提高顯示品質。
這裏，藉由減少用作電子給體(施體)的水分或氫等雜質且減少氧缺損來實現高度純化的氧化物半導體(purified OS)是i型(本質半導體)或無限趨近於i型。因此，將高度純化的氧化物半導體用作半導體層的電晶體的關態電流極小且可靠性高。
明確而言，根據各種實驗可以證明在高度純化的氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體的關態電流低。例如，通道寬度為1×106μm，且通道長度為10μm的元件也可以在源極電極和汲極電極之間的電壓(汲極電壓)為1V至10V的範圍內獲得關態電流為半導體參數分析儀的 測量極限以下，即1×10-13A以下的特性。在此情況下，可知：根據電晶體的通道寬度被規格化的關態電流為100zA/μm以下。此外，藉由使用如下電路來測量關態電流，在該電路中將電容元件與電晶體連接且由該電晶體控制流入到電容元件或從電容元件流出的電荷。在該測量中，將高度純化的氧化物半導體膜用於上述電晶體的通道形成區，並根據電容元件單位時間的電荷量的推移測量該電晶體的關態電流。由此可知：當電晶體的源極電極和汲極電極之間的電壓為3V時，可以獲得更小的關態電流，即幾十yA/μm。由此，將高度純化的氧化物半導體膜用於通道形成區的電晶體的關態電流比使用具有結晶性的矽的電晶體的關態電流顯著小。
注意，當作為電晶體4010、4011的半導體層使用氧化物半導體膜時，較佳的是氧化物半導體至少包含銦(In)或鋅(Zn)。另外，除了上述元素以外，較佳為還具有鎵(Ga)作為穩定劑(stabilizer)，該穩定劑用來減小使用該氧化物半導體的電晶體的電特性偏差。此外，作為穩定劑較佳為包含錫(Sn)。另外，作為穩定劑較佳為包含鉿(Hf)。此外，作為穩定劑較佳為包含鋁(Al)。另外，作為穩定劑較佳為含有鋯(Zr)。
在氧化物半導體中，In-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物等與碳化矽、氮化鎵或氧化鎵不同，可以藉由濺射法或濕處理製造電特性優良的電晶體，並具有量產性高等的優點。此外，與使用碳化矽、氮化鎵或氧化鎵的情況不 同，在使用上述In-Ga-Zn類氧化物的情況下，可以在玻璃基板上造電特性優良的電晶體。此外，可以對應於基板的大型化。
此外，作為其他穩定劑，也可以包含鑭系元素的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)中的一種或多種。
例如，作為氧化物半導體，可以使用：氧化銦；氧化鎵；氧化錫；氧化鋅；二元金屬氧化物如In-Zn類氧化物、Sn-Zn類氧化物、Al-Zn類氧化物、Zn-Mg氧化物、Sn-Mg氧化物、In-Mg氧化物、In-Ga氧化物；三元金屬氧化物如In-Ga-Zn類氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物、Sn-Ga-Zn類氧化物、Al-Ga-Zn類氧化物、Sn-Al-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Yb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物；以及四元金屬氧化物如In-Sn-Ga-Zn類氧化物、In-Hf-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Hf-Zn類氧化物、In-Hf-Al-Zn類氧化物。
另外，例如，In-Ga-Zn類氧化物是指包含In、Ga和 Zn的氧化物，而對In、Ga、Zn的比率沒有限制。另外，也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。In-Ga-Zn類氧化物在無電場時的電阻充分高而能夠充分地降低關態電流且遷移率也高。
例如，可以使用其原子比為In：Ga：Zn=1：1：1(=1/3：1/3：1/3)或In：Ga：Zn=2：2：1(=2/5：2/5：1/5)的In-Ga-Zn類氧化物或該組成附近的氧化物。或者，較佳為使用其原子比為In：Sn：Zn=1：1：1(=1/3：1/3：1/3)、In：Sn：Zn=2：1：3(=1/3：1/6：1/2)或In：Sn：Zn=2：1：5(=1/4：1/8：5/8)的In-Sn-Zn類氧化物或該組成附近的氧化物。
例如，In-Sn-Zn類氧化物比較容易得到高遷移率。但是，即使使用In-Ga-Zn類氧化物，也可以藉由降低塊體內缺陷密度而提高遷移率。
另外，可以將包含單晶、多晶或非晶等狀態的氧化物半導體膜用於電晶體。較佳的是氧化物半導體膜為CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：C軸配向結晶氧化物半導體)膜。
下面，對氧化物半導體膜的結構進行說明。
氧化物半導體膜大致分為單晶氧化物半導體膜和非單晶氧化物半導體膜。非單晶氧化物半導體膜包括非晶氧化物半導體膜、微晶氧化物半導體膜、多晶氧化物半導體膜及CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：c軸配向結晶氧化物半導體)膜等。
非晶氧化物半導體膜具有無序的原子排列並不具有結晶成分。其典型例子是即便在微小區域中也不存在結晶部的整個膜都為非晶的氧化物半導體膜。
微晶氧化物半導體膜例如包括1nm以上且小於10nm的尺寸的微晶(也稱為奈米晶)。因此，微晶氧化物半導體膜的原子排列的有序度比非晶氧化物半導體膜高。因此，微晶氧化物半導體膜的缺陷態密度低於非晶氧化物半導體膜。
CAAC-OS膜是包含多個結晶部的氧化物半導體膜之一，大部分的結晶部的尺寸為能夠容納於一邊短於100nm的立方體內的尺寸。因此，有時包括在CAAC-OS膜中的結晶部的尺寸為能夠容納於一邊短於10nm、短於5nm或短於3nm的立方體內的尺寸。CAAC-OS膜的缺陷態密度低於微晶氧化物半導體膜。下面，對CAAC-OS膜進行詳細地說明。
在CAAC-OS膜的透射電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)影像中，觀察不到結晶部與結晶部之間的明確的邊界，即晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS膜中，不容易發生起因於晶界的電子遷移率的降低。
根據從大致平行於樣本面的方向觀察的CAAC-OS膜的TEM影像(剖面TEM影像)可知在結晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映被形成CAAC-OS膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的形狀並 以平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
另一方面，根據從大指垂直於樣本面的方向觀察的CAAC-OS膜的TEM影像(平面TEM影像)可知在結晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結晶部之間金屬原子的排列沒有規律性。
注意，在本說明書中，“平行”是指兩條直線形成的角為-10°以上且10°以下，因此也包括角為-5°以上且5°以下的情況。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角為80°以上且100°以下，因此也包括角為85°以上且95°以下的情況。
由剖面TEM影像及平面TEM影像可知，CAAC-OS膜的結晶部具有配向性。
使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)裝置對CAAC-OS膜進行結構分析。例如，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4的結晶的CAAC-OS膜時，在繞射角(2θ)為31°附近時出現峰值。由於該峰值來源於InGaZnO4結晶的(009)面，由此可以確認CAAC-OS膜中的結晶具有c軸配向性，並且c軸朝向大致垂直於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方向。
另一方面，當利用從大致垂直於c軸的方向使X線入射到樣本的in-plane法分析CAAC-OS膜時，在2θ為56°附近時出現峰值。該峰值來源於InGaZnO4結晶的(110)面。在此，將2θ固定為56°附近並在以樣本面的法線向量為軸(軸)旋轉樣本的條件下進行分析(掃描)。當 該樣本是InGaZnO4的單晶氧化物半導體膜時，出現六個峰值。該六個峰值來源於相等於(110)面的結晶面。另一方面，當該樣本是CAAC-OS膜時，即使在將2θ固定為56°附近的狀態下進行掃描也不能明確地觀察到峰值。
由上述結果可知，在具有c軸配向的CAAC-OS膜中，雖然a軸及b軸的方向在結晶部之間不同，但是c軸都朝向平行於被形成面或頂面的法線向量的方向。因此，在上述剖面TEM影像中觀察到的排列為層狀的各金屬原子層相當於與結晶的ab面平行的面。
注意，結晶部在形成CAAC-OS膜或進行加熱處理等晶化處理時形成。如上所述，結晶的c軸朝向平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量的方向。由此，例如，當CAAC-OS膜的形狀因蝕刻等而發生改變時，結晶的c軸不一定平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量。
此外，CAAC-OS膜中的晶化度不一定均勻。例如，當CAAC-OS膜的結晶部是由CAAC-OS膜的頂面近旁的結晶成長而形成時，有時頂面附近的晶化度高於被形成面附近的晶化度。另外，當對CAAC-OS膜添加雜質時，被添加了雜質的區域的晶化度改變，CAAC-OS膜中的晶化度根據區域而不同。
注意，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4結晶的CAAC-OS膜時，除了在2θ為31°附近的峰值之外，有時還在2θ為36°附近觀察到峰值。2θ為36°附近的峰值 意味著CAAC-OS膜的一部分中包含不具有c軸配向性的結晶。較佳的是，在CAAC-OS膜中2θ的峰值出現在31°附近而不出現在36°附近。
在使用CAAC-OS膜的電晶體中，起因於可見光或紫外光的照射的電特性的變動小。因此，該電晶體具有高可靠性。
注意，氧化物半導體膜例如也可以是包括非晶氧化物半導體膜、微晶氧化物半導體膜和CAAC-OS膜中的兩種以上的疊層膜。
另外，液晶元件4013所具有的像素電極層4030與電晶體4010連接。並且，液晶元件4013的對電極層4031形成於第二基板4006上。像素電極層4030、對電極層4031及液晶層4008重疊的部分相當於液晶元件4013。注意，像素電極層4030、對電極層4031分別設置有用作配向膜的絕緣層4032、4033，且隔著絕緣層4032、4033夾有液晶層4008。
另外，作為第一基板4001、第二基板4006，可以使用透光基板諸如玻璃、陶瓷、塑膠。作為塑膠，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics：纖維增強塑膠)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯樹脂薄膜。
此外，結構體4035是藉由對絕緣膜選擇性地進行蝕刻來得到的柱狀間隔物，並且它是為控制像素電極層4030和對電極層4031之間的距離(單元間隙)而設置的。另外，還可以使用球狀間隔物。另外，對電極層 4031與與電晶體4010設置於同一基板上的共用電位線連接。可以利用公共接觸部藉由配置於一對基板之間的導電粒子連接對電極層4031與共用電位線。此外，可以使導電粒子包含於密封材料4005中。
注意，液晶元件的電極結構可以根據液晶元件的顯示模式適當地改變。
另外，雖然在液晶顯示裝置中示出在基板的外側(可見一側)設置偏光板並在內側依次設置著色層、用於顯示元件的電極層的例子，但是也可以在基板的內側設置偏光板。另外，偏光板和著色層的疊層結構不侷限於本實施方式，可以根據偏光板及著色層的材料或製程條件而適當地設定。此外，除了顯示部以外，還可以設置用作黑矩陣的遮光膜。
電晶體4010及電晶體4011除了包括半導體層之外還包括閘極絕緣層、閘極電極層及佈線層(源極佈線層及電容佈線層等)。
另外，電晶體4010及電晶體4011上形成有絕緣層4020。作為絕緣層4020的一例，利用RF濺射法形成氮化矽膜。
另外，作為平坦化絕緣膜形成絕緣層4021。作為絕緣層4021，可以使用具有耐熱性的有機材料如聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯類樹脂、聚醯胺或環氧樹脂等。此外，除了上述有機材料以外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽玻 璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。注意，絕緣層4021可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜形成。
作為像素電極層4030、反電極層4031，可以使用具有透光性的導電材料諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等。
作為導電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯胺、吡咯及噻吩中的兩種以上構成的共聚物或其衍生物等。
此外，施加到另行形成的源極線驅動電路4003、閘極線驅動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是由FPC4018供應的。
連接端子電極4015使用與液晶元件4013所具有的像素電極層4030相同的導電膜形成，並且端子電極4016使用與電晶體4010、4011的源極電極層及汲極電極層相同的導電膜形成。
連接端子電極4015藉由各向異性導電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
另外，雖然在圖9A1、9A2及9B中示出另行形成源極線驅動電路4003，並將其安裝於第一基板4001上的例子，但是不侷限於該結構。既可以另行形成閘極線驅動電路並進行安裝，又可以僅另行形成源極線驅動電路的一部 分或者閘極線驅動電路的一部分並進行安裝。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式3
在本實施方式中對實施方式2中說明的液晶元件的顯示模式進行說明。另外，雖然在實施方式2中例示出TN(Twisted Nematic：扭轉向列)模式液晶元件的剖面，但是也可以使用其他顯示模式。下面，利用示意圖對各顯示模式中使液晶工作的電極及基板進行說明。
圖10示出TN模式液晶元件的剖面的示意圖。
以彼此對置的方式配置的第一基板5801和第二基板5802之間夾有液晶層5800。第一基板5801上形成有第一電極5805。第二基板5802上形成有第二電極5806。
圖11A示出VA(Vertical Alignment：垂直配向)模式的剖面的示意圖。VA模式是在沒有電場時使液晶分子配向為垂直於基板的模式。
以彼此對置的方式配置的第一基板5811與第二基板5812之間夾有液晶層5810。第一基板5811上形成有第一電極5815。第二基板5812上形成有第二電極5816。
圖11B示出MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多域垂直配向)模式的剖面的示意圖。MVA模式是藉由設置突起部來將液晶分子的配向控制為多個方向以補償視角依賴性的方法。
以彼此對置的方式配置的第一基板5821與第二基板5822之間夾有液晶層5820。第一基板5821上形成有第一電極5825。第二基板5822上形成有第二電極5826。第一電極5825上形成有用來控制配向的第一突起部5827。第二電極5826上形成有用於控制配向的第二突起部5828。
圖12A示出IPS(In-Plane-Switching：平面切換)模式的剖面的示意圖。IPS模式是使液晶分子相對於基板一直在平面內旋轉的模式，由於以不同角度觀看螢幕時液晶層的折射率的不同較小，因此視角依賴性少。IPS模式採用僅將電極設置於一個基板上的水平電場方式。
以彼此對置的方式配置的第一基板5851與第二基板5852之間夾有液晶層5850。第二基板5852上形成有第一電極5855及第二電極5856。
另外，在IPS模式等的水平電場方式的電極結構中，可以使用不使用配向膜的呈現藍相的液晶。
圖12B示出FFS(Fringe Field Switching：邊緣電場切換)模式的剖面的示意圖。FFS模式是使液晶分子相對於基板一直在平面內旋轉的模式，由於以不同角度觀看螢幕時液晶層的折射率的不同較小，因此視角依賴性少。FFS模式採用僅將電極設置於一個基板上的水平電場方式。
以彼此對置的方式配置的第一基板5861與第二基板5862之間夾有液晶層5860。第二基板5862上形成有第二電極5866。第二電極5866上形成有絕緣膜5867。絕緣膜 5867上形成有第一電極5865。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式4
在本實施方式中對具備上述實施方式所說明的液晶顯示裝置的電子裝置進行說明。作為這種電子裝置，可以舉出電視接收機、影像拍攝裝置如攝影機及數位相機等、護目鏡型顯示器、導航系統、音頻再生裝置(車載音響、身歷聲組合音響等)、電腦、遊戲機、可攜式資訊終端(可攜式電腦、行動電話、智慧手機、可攜式遊戲機、電子書閱讀器或平板終端等)、具有儲存介質的影像再現裝置(具體為多功能數位光碟(DVD：Digital Versatile Disc)等儲存介質且具有可以顯示其影像的顯示裝置的裝置)等。參照圖13A至圖15C對上述電子裝置的具體例子進行說明。
圖13A示出可攜式遊戲機，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、儲存介質讀取部分9672等。圖13A中的可攜式遊戲機可具有讀取儲存於儲存介質中的程式或資料並將其顯示在顯示部上的功能以及藉由無線通信與另一可攜式遊戲機共用資訊的功能等。注意，圖13A中的可攜式遊戲機不侷限於上述功能，而可以具有各種功能。
圖13B示出數位相機，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。圖13B所示的數位相機可以具有：拍攝靜止影像的功能；拍攝動態影像的功能；以自動或手動校正所拍攝的影像的功能；保存所拍攝的影像等資訊的功能；將所拍攝的影像等資訊顯示於顯示部的功能；等等。注意，圖13B中的數位相機可以具有各種功能而不限於上述功能。
圖13C示出電視接收機，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636等。圖13C所示的電視接收機可以具有：對電視用電波進行處理來將它轉換為影像信號的功能；對影像信號進行處理來將它轉換為適於顯示的信號的功能；轉換影像信號的圖框頻率的功能；等等。注意，圖13C所示的電視接收機所具有的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的功能。
另外，如上述實施方式所示，當採用當顯示部9631的整個螢幕被重寫時輸入重設信號的結構時，可以在切換頻道或輸入裝置時、節目切換為廣告時等輸入重設信號。
圖14A示出電腦，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、指向裝置9681、外部連接埠9680等。圖16A所示的電腦可以具有：將各種各樣的資訊(靜止影像、動態影像、文字影像等)顯示於顯示部的功能；利用各種各樣的軟體(程式)控制處理的功能；無線通信、有線通信等通信功能；利用通信功能來連接到各種各樣的電腦網路的功能；利用 通信功能來進行各種各樣的資料的發送或接收的功能；等等。注意，圖14A中的電腦不限於具有這些功能，而可以具有各種功能。
接著，圖14B示出行動電話，其可包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、話筒9638、外部連接埠9680等。圖14B中的行動電話可具有在顯示部上顯示各種資訊(例如靜止影像、動態影像和文字影像)的功能，在顯示部上顯示日曆、日期、時間等的功能，操作或編輯顯示在顯示部上的資訊的功能，控制各種軟體(程式)的處理的功能等。注意，圖14B中的行動電話不限於具有這些功能，而可以具有各種功能。
接著，圖14C是電子紙(也稱為電子書閱讀器)，其可以包括外殼9630、顯示部9631、操作鍵9635等。圖14C所示的電子紙可以具有：顯示各種各樣的資訊(靜止影像、動態影像、文字影像等)的功能；將日曆、日期、時間等顯示於顯示部的功能；對顯示於顯示部的資訊進行操作或編輯的功能；利用各種各樣的軟體(程式)控制處理的功能；等等。注意，圖14C中的電子紙不限於具有這些功能，而可以具有各種功能。
圖15A及圖15B是能夠進行折疊的平板終端。圖15A示出打開的狀態。平板終端包括外殼9630、顯示部9631a、顯示部9631b、顯示模式切換開關9624、電源開關9625、省電模式切換開關9626、卡子9623以及操作開關9628。
在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸控面板區域9642a，並且可以藉由觸摸顯示的操作鍵9648來輸入資料。此外，雖然作為一個實施例示出顯示部9631a的一半只具有顯示功能而另一半具有觸控面板的功能的結構，但是不侷限於該結構。也可以採用顯示部9631a的所有區域都具有觸控面板的功能的結構。例如，可以使顯示部9631a的整個面顯示鍵盤按鈕而將其用作觸控面板，並且將顯示部9631b用作顯示螢幕。
此外，在顯示部9631b中與顯示部9631a同樣，也可以將顯示部9631b的一部分用作觸控面板的區域9642b。此外，藉由使用手指或觸控筆等觸摸觸控面板上的鍵盤顯示切換按鈕9649的位置上，可以在顯示部9631b上顯示鍵盤按鈕。
此外，也可以對觸控面板的區域9642a和觸控面板的區域9642b同時進行觸摸輸入。
另外，顯示模式切換開關9624能夠進行縱向顯示和橫向顯示等顯示的方向的切換以及黑白顯示和彩色顯示的切換等。根據內置於平板終端中的光感測器所檢測的使用時的外光的光量，省電模式切換開關9626可以將顯示的亮度設定為最適合的亮度。平板終端除了光感測器以外還可以內置陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器等的其他檢測裝置。
此外，圖15A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是不侷限於此，一方的 尺寸和另一方的尺寸可以不同，並且它們的顯示品質也可以不同。例如顯示部9631a和顯示部9631b中的一方可以進行比另一方更高精細的顯示。
圖15B是合上的狀態，並且平板終端包括外殼9630、太陽能電池9643、充放電控制電路9644、電池9645、DCDC轉換器9646。此外，在圖15B中，作為充放電控制電路9644的一個例子示出具有電池9645和DCDC轉換器9646的結構。
此外，平板終端可以折疊，因此不使用時可以合上外殼9630。因此，可以保護顯示部9631a和顯示部9631b，而可以提供一種具有良好的耐久性且從長期使用的觀點來看具有良好的可靠性的平板終端。
此外，圖15A和圖15B所示的平板終端還可以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊(靜止影像、動態影像、文字影像等)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯的觸摸輸入；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理等。
藉由利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9643，可以將電力供應到觸控面板、顯示部或影像信號處理部等。注意，太陽能電池9643可以設置在外殼9630的一面或兩面，因此可以進行高效的電池9645的充電。另外，當作為電池9645使用鋰離子電池時，有可以實現小型化等的優點。
另外，參照圖15C所示的方塊圖對圖15B所示的充 放電控制電路9644的結構和工作進行說明。圖15C示出太陽能電池9643、電池9645、DCDC轉換器9646、轉換器9647、開關SW1至SW3以及顯示部9631，電池9645、DCDC轉換器9646、轉換器9647、開關SW1至SW3對應於圖15B所示的充放電控制電路9644。
首先，說明在利用外光使太陽能電池9643發電時的工作的例子。使用DCDC轉換器9646對太陽能電池9643所產生的電力進行升壓或降壓以使它成為用來對電池9645進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9643的電力使顯示部9631工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器9647將其升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，當不進行顯示部9631中的顯示時，可以採用使SW1關閉且使SW2導通來對電池9645進行充電的結構。
注意，作為發電單元的一個例子示出太陽能電池9643，但是不侷限於此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉換元件(珀耳帖元件(Peltier element))等其他發電單元進行電池9645的充電。例如，也可以使用以無線(不接觸)的方式能夠收發電力來進行充電的無線電力傳輸模組或組合其他充電方法進行充電。
本實施方式所述的電子裝置藉由具有上述實施方式說明的液晶顯示裝置可以實現低耗電量化。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地 組合而實施。

Claims (11)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：包括液晶元件的像素；以及驅動電路，該驅動電路配置為每隔m圖框(m為2以上的自然數)反轉視頻信號的極性並將其輸入該像素，且在不對該像素輸入該視頻信號時對該像素輸入重設信號，其中該重設信號的電位在第一期間高於共用電位而在第二期間低於該共用電位。
  2. 一種液晶顯示裝置，包括：包括液晶元件以及與該液晶元件電連接的電晶體的像素；以及驅動電路，該驅動電路配置為每隔m圖框(m為2以上的自然數)反轉視頻信號的極性並將其輸入該像素，且在不對該像素輸入該視頻信號時對該像素輸入重設信號，其中該電晶體包括具有通道形成區的氧化物半導體層，其中該重設信號的電位在第一期間高於共用電位而在第二期間低於該共用電位。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中該重設信號的該電位在該第一期間及該第二期間之後與該共用電位大致相同。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，還包括能夠對該像素照射光的背光，其中該驅動電路配置為當該背光不照射光時對該像素 輸入該重設信號。
  5. 一種液晶顯示裝置，包括：各包括電晶體以及與該電晶體電連接的液晶元件的多個像素；以及配置為對各個該多個像素輸入視頻信號及重設信號的驅動電路，其中，該驅動電路配置為每隔m圖框(m是2以上的自然數)反轉該視頻信號的極性並將其輸入各個該多個像素，並且其中，該驅動電路配置為在不輸入該視頻信號的期間對各個該多個像素輸入該重設信號，其中該驅動電路配置為在至少重複一次該重設信號的電位高於共用電位的期間及該電位低於該共用電位的期間之後對各個該多個像素輸入該電位為與該共用電位大致相等電位的該重設信號。
  6. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該液晶元件包括一對電極，並且其中，在藉由輸入該重設信號使該液晶元件的該一對電極的電位差大致成為0V之後，該電晶體關閉。
  7. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中在該驅動電路對所有該多個像素輸入該重設信號之後中斷電源供應。
  8. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，還包括能夠對該多個像素照射光的背光， 其中該驅動電路配置為當該背光不照射光時對各個該多個像素輸入該重設信號。
  9. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該驅動電路配置為當所有該像素中的資料被重寫時對各個該多個像素輸入該重設信號。
  10. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，還包括配置為在設定時間使該液晶顯示裝置啟動的計時器，其中該驅動電路配置為當利用該計時器使該液晶顯示裝置從電源關閉狀態啟動時對各個該多個像素輸入該重設信號。
  11. 根據申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該電晶體包括氧化物半導體。
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