(57)【要約】【課題】動画表示においても消費電力の低減が図られた液晶表示装置を提供する。特に、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶素子の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】トランジスタおよび液晶素子を含む複数の画素と、複数の画素に少なくともビデオ信号とリセット信号を入力する駆動回路と、を有し、駆動回路は、ビデオ信号の極性を、ｍフレーム（ｍは２以上の自然数）ごとに反転させて画素に入力し、ビデオ信号の非入力期間にリセット信号を画素に入力する。【選択図】図１
2014041348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタおよび前記トランジスタと電気的に接続された液晶素子を含む複数の画素と、
前記複数の画素に少なくともビデオ信号とリセット信号を入力する駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、
前記ビデオ信号の極性を、ｍフレーム（ｍは２以上の自然数）ごとに反転させて前記画素に入力し、
前記ビデオ信号の非入力期間に前記リセット信号を前記画素に入力する液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記駆動回路は、
電位がコモン電位より高い期間と、電位がコモン電位より低い期間と、を少なくとも一回以上繰り返した後で、電位がコモン電位と概略等電位になる前記リセット信号を、前記画素に入力する液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記液晶素子は一対の電極を有し、
前記リセット信号を入力して、前記画素の前記液晶素子の一対の電極間の電位差を概略０Ｖとした後、当該画素の前記トランジスタをオフ状態とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、前記駆動回路が前記複数の画素の全てに前記リセット信号を入力した後に電源の供給が遮断される液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、さらに、前記複数の画素に光を照射するバックライトが設けられ、
前記バックライトが非点灯状態のとき、前記駆動回路が前記リセット信号を前記画素に入力する液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記駆動回路は、前記画素全体が書き換えられるタイミングで、前記リセット信号を前記画素に入力する液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、さらに、設定した時間に前記液晶表示装置を起動させるタイマーが設けられ、
前記液晶表示装置が電源オフ状態から前記タイマーによって起動したとき、前記駆動回路が前記リセット信号を前記画素に入力する液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、前記トランジスタが酸化物半導体を含む液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置、及び液晶表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは集積回路（ＩＣ）や画像表示装置（表示装置）のような電子デバイスに広く応用されている。
【０００３】
薄膜トランジスタを用いた表示装置としては、各画素にスイッチング素子として薄膜トランジスタを設けたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が挙げられる。液晶表示装置は、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯機器からテレビジョンなどの大型の機器まで幅広く用いられている。このような液晶表示装置を用いた電子機器では消費電力の低減が大きな課題とされている。例えば、携帯機器では消費電力を削減することが連続動作時間の長さにつながっており、大型のテレビジョンなどでは消費電力を削減することが電気代の削減につながる。
【０００４】
ここで、液晶表示装置においては、静止画を表示している際も常にビデオ信号の書き換えが行われており、書き換えに伴って電力が消費されることになる。このような消費電力を削減するための方法として、例えば、静止画表示において、画面を一回走査しビデオ信号を書き込んだ後は、非走査期間として走査期間よりも長い休止期間を設ける技術が報告されている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３２１３５３号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｋ．Ｔｓｕｄａら．ＩＤＷ’０２  Ｐｒｏｃ．，ｐｐ．２９５−２９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の液晶表示装置は、静止画の表示において機能するものであり、動画を表示する際には休止期間を設けることができないので消費電力を低減することができなかった。
【０００８】
上述の問題に鑑み、開示する発明の一態様では、動画表示においても消費電力の低減が図られた液晶表示装置を提供することを目的の一とする。特に、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶素子の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示する発明の一態様は、トランジスタおよびトランジスタと電気的に接続された液晶素子を含む複数の画素と、複数の画素に少なくともビデオ信号とリセット信号を入力する駆動回路と、を有し、駆動回路は、ビデオ信号の極性を、ｍフレーム（ｍは２以上の自然数）ごとに反転させて画素に入力し、ビデオ信号の非入力期間にリセット信号を画素に入力する液晶表示装置である。
【００１０】
上記において、駆動回路は、電位がコモン電位より高い期間と、電位がコモン電位より低い期間と、を少なくとも一回以上繰り返した後で、電位がコモン電位と概略等電位になるリセット信号を、画素に入力することが好ましい。また、液晶素子は一対の電極を有し、リセット信号を入力して、画素の液晶素子の一対の電極間の電位差を概略０Ｖとした後、当該画素のトランジスタをオフ状態とすることが好ましい。また、駆動回路が複数の画素の全てにリセット信号を入力した後に電源の供給が遮断されることが好ましい。
【００１１】
また上記において、さらに、複数の画素に光を照射するバックライトが設けられ、バックライトが非点灯状態のとき、駆動回路がリセット信号を画素に入力することが好ましい。また、駆動回路は、画素全体が書き換えられるタイミングで、リセット信号を画素に入力することが好ましい。また、さらに、設定した時間に液晶表示装置を起動させるタイマーが設けられ、液晶表示装置が電源オフ状態からタイマーによって起動したとき、駆動回路がリセット信号を画素に入力してもよい。
【００１２】
また、トランジスタとして酸化物半導体を含むトランジスタを用いることが好ましい。
【００１３】
なお、本明細書等において、概略等電位と記載した場合、厳密に等電位の場合だけでなく、十分無視できる程度に電位が違っている場合も含むものとする。また、本明細書等において、電位差を概略０Ｖとすると記載した場合、厳密に電位差を０Ｖとする場合だけでなく、十分無視できる程度の電位差が掛かっている場合も含むものとする。
【００１４】
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【００１５】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００１６】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００１７】
なお、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
【００１８】
例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【発明の効果】
【００１９】
開示する発明の一態様は、動画表示においても消費電力の低減が図られた液晶表示装置を提供することができる。特に、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明するフローチャート。
【図２】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置を説明するブロック図。
【図３】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図４】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置を説明するブロック図。
【図５】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明する模式図。
【図６】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図７】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図８】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図９】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の上面図及び断面図。
【図１０】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の液晶素子を説明するための断面図。
【図１１】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の液晶素子を説明するための断面図。
【図１２】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置の液晶素子を説明するための断面図。
【図１３】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置を用いた電子機器を示す図。
【図１４】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置を用いた電子機器を示す図。
【図１５】開示する発明の一態様に係る液晶表示装置を用いた電子機器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態およ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。また、本発明は以下に示す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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）という序数詞は、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。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法について図１乃至図８を用いて説明する。
【００２５】
まず、本実施の形態に示す液晶表示装置の駆動方法について、図１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態に示す液晶表示装置は、電源の供給が開始されると、駆動回路から各画素へビデオ信号を入力していく。入力されるビデオ信号の極性は、ｍフレーム（ｍは２以上の自然数）の間保持されている。言い換えると、本実施の形態に示す液晶表示装置では、ｍフレームごとにビデオ信号の極性が反転される。ここで、ｍフレーム期間としては、液晶の劣化を抑制するために、例えば１秒程度以下とすることが好ましい。ただし、ｍフレーム期間はこれに限定されるものではなく、液晶素子に印加する電圧や液晶材料などに合わせて適宜設定すればよい。なお、ビデオ信号の極性は、例えば、対向電極の電位（以下、コモン電位ともよぶ）を基準に決定することができる。
【００２７】
次いで、駆動回路から極性の反転されたビデオ信号が各画素へ入力され、ｍフレーム期間の後に再びビデオ信号の極性が反転されることになる。以下、ｍフレームごとに極性の反転を行いながら、駆動回路から各画素へ繰り返しビデオ信号が入力されて画像表示が行われる。
【００２８】
従来行われていた１フレーム毎の反転駆動では、画素に印加する電圧レベルが大きい場合に、フレーム間の電圧レベルの大きさが変わらなくても、信号の反転によりビデオ信号の変化量が大きくなり、消費電力が大きくなっていた。これに対して本実施の形態に示す液晶表示装置の駆動方法では、ｍフレーム期間以上連続して同じ極性のビデオ信号を書き込むことができるので、ビデオ信号の変化量を低減し、低消費電力化を図ることができる。さらに、当該液晶表示装置の駆動方法は、表示する画像が静止画でも動画でも行うことができるので、動画表示時においても消費電力の低減を図ることができる。
【００２９】
上記のように駆動回路が各画素へビデオ信号を入力することにより、本実施の形態に示す液晶表示装置は、画像を表示することができる。これに対して、液晶表示装置を非表示状態とする際には、駆動回路に停止信号が入力され、上記のビデオ信号の入力サイクルが終了する。図１に示すように、停止信号が駆動回路に入力されると、駆動回路から各画素へビデオ信号ではなくリセット信号が入力される。全画素にリセット信号が入力されると、液晶表示装置への電源の供給が遮断される。
【００３０】
ここで、停止信号とは、液晶表示装置の画像表示状態を終了させ、画像非表示状態へ移行させる信号である。例えば、リモートコントローラやボタン操作などで直接制御して発信できる信号としても良いし、ビデオ信号の元となるデータ信号などを測定して発信できる信号としても良いし、液晶表示装置に設けられるバックライトの光量などを測定して発信できる信号としても良い。
【００３１】
また、リセット信号とは、各画素に入力して液晶の劣化を抑制するための信号である。ここで、液晶素子に正または負のいずれかの極性に保持された電界を長時間にわたって印加し続けると、液晶が劣化し、当該液晶素子の電気特性に異常が生じてしまう。上記のように本実施の形態に示す液晶表示装置の駆動方法では、ｍフレーム期間以上連続して同じ極性のビデオ信号を書き込むため、従来の１フレームごとにビデオ信号の極性を反転させる駆動方法と比較すると、長時間同じ極性に保持された電界が液晶素子に印加されることになる。
【００３２】
そこで、本実施の形態に示す駆動方法では、停止信号の入力後画素にリセット信号を入力することにより、液晶の劣化の抑制を図っている。リセット信号としては、例えば、正の極性と負の極性で少なくとも１回以上反転させた電位を入力することが好ましい。このとき、正の極性の電位および負の極性の電位の絶対値はできるだけ大きいものとすることが好ましい。なお、リセット信号の極性も、ビデオ信号の極性と同様に、例えば、コモン電位を基準に決定することができる。つまり、リセット信号は、電位がコモン電位より高い期間と、電位がコモン電位より低い期間を少なくとも一回以上繰り返すことになる。
【００３３】
また、このようにリセット信号として少なくとも１回以上極性を反転させて電位を入力した後、リセット信号の電位をコモン電位と概略等電位とすることが好ましい。さらに、このようにして液晶素子の電極間の電位差を概略０Ｖとした後、画素に設けられた液晶素子と電気的に接続されたトランジスタをオフ状態とすることが好ましい。
【００３４】
また、リセット信号の入力時は、バックライトを非点灯状態としておくことが好ましい。バックライトを非点灯状態としてリセット信号を入力することにより、リセット信号入力に伴う画像の乱れが表示されるのを防ぐことができる。上述のように停止信号をバックライトの点灯と連動させると、バックライト非点灯時にリセット信号の入力を容易に行うことができる。
【００３５】
また、図１では液晶表示装置の電源供給の遮断の前にリセット信号を入力しているが、本発明はこれに限られるものではない。液晶表示装置の画素全体が書き換えられるタイミング、例えば、液晶表示装置の画面を暗転させる時などに上記リセット信号を入力することもできる。また、例えば当該液晶表示装置がテレビ受像器として用いられる場合、チャンネルや入力装置の切り替え時、番組がコマーシャルに切り替わる時などに上記リセット信号を入力することもできる。
【００３６】
また、液晶表示装置が画像非表示状態の時に、タイマーで設定した時間に上記リセット信号を入力して液晶の劣化を抑制する構成とすることもできる。液晶表示装置が使用されていない特定の時間（例えば、深夜などのユーザーが通常液晶表示装置を使用しない時間など）に設定してタイマーで液晶表示装置を起動させ、上記リセット信号を入力させればよい。このとき、画像の乱れが表示されるのを防ぐため、バックライトを非点灯状態としておくことが好ましい。
【００３７】
このように、リセット信号の入力を行うことにより、短い時間で極性の反転された電界が液晶素子に少なくとも１回以上印加されるので、上記のようにｍフレーム期間以上連続して同じ極性のビデオ信号を書き込んでも、液晶の劣化を抑制することができる。
【００３８】
以上のようにして、動画表示においても消費電力の低減が図られた液晶表示装置を提供することができる。特に、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の構成と駆動方法の一例について、図２乃至図８を用いて示す。
【００４０】
図２に開示する発明の一態様に係る液晶表示装置１００のブロック図を示す。液晶表示装置１００は、表示制御信号生成回路１０１と、選択回路１０２と、表示パネル１０３と、を有する。
【００４１】
表示パネル１０３は、ゲート線駆動回路１０４、ソース線駆動回路１０５および画素部１０６を有する。画素部１０６は、複数の画素１０８を有し、画素１０８には、少なくとも一対の電極を有する液晶素子が設けられている。ゲート線駆動回路１０４からゲート線１０９に供給される走査線信号により、ソース線１１０に供給されるビデオ信号の画素１０８への書き込みが制御される。また、ソース線駆動回路１０５は、デジタル／アナログ変換回路１０７を有することが好ましい。また、本明細書等において、駆動回路と記載する場合、ゲート線駆動回路１０４とソース線駆動回路１０５を含むものとし、さらに、表示制御信号生成回路１０１、選択回路１０２なども含める場合がある。
【００４２】
表示パネル１０３には、高電源電位ＶＤＤおよび低電源電位ＶＳＳによる電源電圧、コモン電位Ｖｃｏｍ（共通電位ともいう）が供給される。
【００４３】
表示制御信号生成回路１０１は、外部より入力される同期信号をもとに、ゲート線駆動回路１０４およびソース線駆動回路１０５を動作させるための信号を出力する回路である。
【００４４】
同期信号の一例としては、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ．）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ．）、基準クロック信号（ＣＬＫ）がある。
【００４５】
ゲート線駆動回路１０４を動作させるための信号としては、ゲート線側スタートパルスＧＳＰ、ゲート線側クロック信号ＧＣＬＫ、等がある。なおゲート線側クロック信号ＧＣＬＫは、位相をシフトすることで複数のゲート線側クロック信号となったものを含む。
【００４６】
ソース線駆動回路１０５を動作させるための信号としては、ソース線側スタートパルスＳＳＰ、ソース線側クロック信号ＳＣＬＫ、等がある。なおソース線側クロック信号ＳＣＬＫは、位相をシフトすることで複数のソース線側クロック信号となったものを含む。
【００４７】
またソース線駆動回路１０５が有するデジタル／アナログ変換回路１０７は、外部より入力されるデータ信号ｄａｔａ、および表示制御信号生成回路１０１より入力される極性反転信号ＰＯＬが供給される。デジタル／アナログ変換回路１０７は、データ信号ｄａｔａを極性反転信号ＰＯＬに基づいて、アナログ値のビデオ信号に変換する。このデータ信号のアナログ値へのビデオ信号の変換は、ラダー抵抗とスイッチを組み合わせた回路で行えばよく、同時にγ補正等を行う構成とすればよい。
【００４８】
なおソース線駆動回路１０５が有するデジタル／アナログ変換回路１０７は、入力される極性反転信号ＰＯＬに従って、画素に出力するビデオ信号の極性が切り替え可能な回路であればよく、他の回路とすることも可能である。例えば極性反転信号ＰＯＬに従って、画素に出力するビデオ信号の極性を切り替える反転アンプを用いてもよい。
【００４９】
外部より入力されるデータ信号ｄａｔａは、デジタルデータである。データ信号ｄａｔａがアナログデータの場合は、デジタルデータに変換する。
【００５０】
極性反転信号ＰＯＬは、データ信号ｄａｔａをアナログ信号であるビデオ信号（Ｖｄａｔａともいう）に変換する際、当該ビデオ信号をコモン電位に対して高い電位（正の極性）または低い電位（負の極性）のいずれかに切り替える信号である。
【００５１】
ビデオ信号Ｖｄａｔａは、データ信号ｄａｔａに基づいた電圧である。ビデオ信号Ｖｄａｔａは、ソース線１１０を介して各画素１０８の液晶素子の一方の電極に印加される電圧である。液晶素子へのビデオ信号の印加は、画素１０８へのビデオ信号の書き込みともいう。極性の異なるビデオ信号Ｖｄａｔａであっても、ビデオ信号の電位とコモン電位との差の絶対値が同じであれば、液晶表示装置に入力されるデータ信号ｄａｔａは同じ値となる。なお、ビデオ信号は、ビデオ信号の電位がコモン電位よりも高い場合、液晶素子に正の極性の電圧が印加されるという。逆に、ビデオ信号の電位がコモン電位よりも低い場合、液晶素子に負の極性の電圧が印加されるという。
【００５２】
なお画素に書き込むビデオ信号は、書き込むビデオ信号の電圧レベルから、さらに補正した電圧レベルに変更することで液晶素子の応答を速くすることができる。例えば、ビデオ信号の電圧レベルを、より大きな電圧レベルのビデオ信号に補正しておくことで、液晶素子の応答時間を短くし、素早い画像表示を行うことができる。このような補正信号を加える駆動方法は、オーバードライブ駆動とも呼ばれる。
【００５３】
なお、表示制御信号生成回路１０１において、出力される極性反転信号ＰＯＬの信号の反転をｍフレーム期間毎に行うには、例えば、同期信号である垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ．）の周期をｍ周期カウントして、極性反転信号ＰＯＬの信号の反転を行う構成とすればよい。具体的には、垂直同期信号の周期をカウントして得られるカウント値を表示制御信号生成回路１０１に出力するカウンター回路を設ければよい。カウンター回路が垂直同期信号のカウント値をｍ周期でリセットし、表示制御信号生成回路１０１が当該リセットに従って、極性反転信号ＰＯＬの電位のＨレベルとＬレベルの切り替えを行う構成とすればよい。
【００５４】
また、表示制御信号生成回路１０１は、液晶表示装置１００を非表示状態とする際には、外部より入力される停止信号（ＳＴＰ）に従って、極性反転信号ＲＰＯＬを出力する。ここで、停止信号ＳＴＰが表示制御信号生成回路１０１に入力されると、極性反転信号ＰＯＬの出力は停止され、その代わりに極性反転信号ＲＰＯＬが出力される。
【００５５】
また、選択回路１０２は、停止信号ＳＴＰに従って、データ信号ｄａｔａまたはリセットデータ信号Ｒｄａｔａを選択して、デジタル／アナログ変換回路１０７に出力する。停止信号ＳＴＰが入力されていないときは、選択回路１０２はデータ信号ｄａｔａを出力し、停止信号ＳＴＰが入力されると、選択回路１０２はリセットデータ信号Ｒｄａｔａを出力する。ここで、リセットデータ信号Ｒｄａｔａは、データ信号ｄａｔａと同様にデジタルデータである。
【００５６】
デジタル／アナログ変換回路１０７に出力されたリセットデータ信号Ｒｄａｔａは、極性反転信号ＲＰＯＬに従って、アナログ値のリセット信号（Ｖｒｅｓとも呼ぶ）に変換される。つまり、極性反転信号ＲＰＯＬは、リセットデータ信号Ｒｄａｔａをアナログ信号であるリセット信号Ｖｒｅｓに変換する際、当該リセット信号をコモン電位に対して高い電位（正の極性）または低い電位（負の極性）のいずれかに切り替える信号である。
【００５７】
画像表示時には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ．）に応じて表示制御信号生成回路１０１から極性反転信号ＰＯＬが出力され、選択回路１０２から出力されたデータ信号ｄａｔａをデジタル／アナログ変換回路１０７で極性反転信号ＰＯＬに応じてビデオ信号Ｖｄａｔａに変化する。これに対して、画像を非表示とする際には、停止信号ＳＴＰに応じて表示制御信号生成回路１０１から極性反転信号ＲＰＯＬが出力され、選択回路１０２から出力されたリセットデータ信号Ｒｄａｔａをデジタル／アナログ変換回路１０７で極性反転信号ＲＰＯＬに応じてリセット信号Ｖｒｅｓに変化する。
【００５８】
図３（Ａ）は、液晶表示装置１００の画像表示時における、表示制御信号生成回路１０１、選択回路１０２、および表示パネル１０３に入出力される信号を模式的に示したタイミングチャート図である。
【００５９】
図３（Ａ）に示すタイミングチャート図では、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ．）、データ信号（ｄａｔａ）、極性反転信号ＰＯＬの波形を模式的に示している。また、図３（Ａ）に示すタイミングチャート図では、横軸を時間、縦軸を画素の液晶素子に印加するビデオ信号Ｖｄａｔａの電圧レベルとして示している。
【００６０】
図３（Ａ）に示すタイミングチャート図では、垂直同期信号のＨレベルの周期に同期して、データ信号が１フレーム目乃至ｍ（ｍは２以上の自然数）フレーム目で連続して供給されている。極性反転信号ＰＯＬは、垂直同期信号のＨレベルをカウントしてｍ回ごとに信号の反転を行う。そして極性反転信号ＰＯＬをｍフレーム毎に反転した信号とすることができる。
【００６１】
極性反転信号ＰＯＬの反転に従って正の極性または負の極性に反転されたビデオ信号は、コモン電位に対する電圧レベルとして、各画素に書き込まれる。図３（Ａ）に示すように、本実施の形態の構成では、ｍフレーム期間連続して、同じ極性の反転状態を保持して動作をさせることができる。
【００６２】
通常、表示素子に液晶素子を用いる表示装置では、ゲートライン反転駆動、ソースライン反転駆動、フレーム反転駆動、ドット反転駆動といった、１フレーム期間毎に正負の極性を交互に表示素子に与える反転駆動を行っている。しかしながら、液晶素子に印加するビデオ信号の電圧レベルが大きい場合に反転駆動を行うと、表示素子に印加する電圧レベルの大きさが変わらなくても、信号の反転によりビデオ信号の変化量が大きくなり、消費電力が大きくなる。消費電力の増大は、駆動周波数の大きい駆動の場合に特に顕著になる。
【００６３】
一方で図３（Ａ）に示す例では、ｍフレーム期間以上連続して、同じ極性のビデオ信号の印加により書き込みをすることができる。そのため、１フレーム期間毎に反転駆動を行っていた場合に、反転駆動に伴うビデオ信号の変化量が大きくなっていた問題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。
【００６４】
なお、図３（Ａ）に示したように本実施の形態で示す構成では、ｍフレーム期間毎に反転駆動している。そのためｍフレーム目から（ｍ＋１）フレーム目、および２ｍフレーム目から（２ｍ＋１）フレーム目では、ビデオ信号の変化が大きくなってしまう。これに対して、ｍフレーム目から（ｍ＋１）フレーム目、および２ｍフレーム目から（２ｍ＋１）フレーム目では、ビデオ信号をコモン電位Ｖｃｏｍと概略等電位とするブランク期間を設ける構成とすることにより、ビデオ信号の変化を小さくすることができる。これによりさらなる消費電力の低減を図ることができる。
【００６５】
また、図３（Ｂ）は、液晶表示装置１００の画像を非表示にする際の、表示制御信号生成回路１０１、選択回路１０２、および表示パネル１０３に入出力される信号を模式的に示したタイミングチャート図である。
【００６６】
図３（Ｂ）に示すタイミングチャート図では、停止信号（ＳＴＰ）、リセットデータ信号（Ｒｄａｔａ）、極性反転信号ＲＰＯＬの波形を模式的に示している。また、図３（Ｂ）に示すタイミングチャート図では、横軸を時間、縦軸を画素の液晶素子に印加するリセット信号Ｖｒｅｓの電圧レベルとして示している。
【００６７】
図３（Ｂ）に示すタイミングチャート図では、停止信号ＳＴＰのＨレベルが入力されると、リセットデータ信号がＲ１フレーム目およびＲ２フレーム目に入力される。ここでＲ１フレーム目は停止信号ＳＴＰが入力されてから１フレーム目を指し、Ｒ２フレーム目は停止信号ＳＴＰが入力されてから２フレーム目を指す。極性反転信号ＲＰＯＬは、Ｒ１フレーム目とＲ２フレーム目で反転しており、図３（Ｂ）では、極性反転信号ＲＰＯＬは、Ｒ１フレーム目で正の極性、Ｒ２フレーム目で負の極性となる。
【００６８】
極性反転信号ＲＰＯＬに従って正の極性または負の極性に反転されたリセット信号Ｖｒｅｓは、コモン電位Ｖｃｏｍに対する電圧レベルとして、各画素に書き込まれる。図３（Ｂ）では、リセット信号Ｖｒｅｓは、Ｒ１フレーム目で正の極性、Ｒ２フレーム目で負の極性となる。このとき、電圧レベルの絶対値はできるだけ大きく、例えば、ビデオ信号の電圧レベルの絶対値の最大値と同程度にすることが好ましい。また、Ｒ１フレーム目のリセット信号Ｖｒｅｓの極性は、停止信号ＳＴＰが入力されたときのビデオ信号Ｖｄａｔａの極性に対して、反転させた極性とすることが好ましい。このようにリセット信号Ｖｒｅｓをすべての画素に入力した後、高電源電位ＶＤＤの供給を遮断すればよい。
【００６９】
このように、リセット信号Ｖｒｅｓの入力を行うことにより、上記のようにｍフレーム期間以上連続して同じ極性のビデオ信号を書き込んでも、液晶の劣化を抑制することができる。従って、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
【００７０】
なお、図３（Ｂ）では、リセット信号を、Ｒ１フレーム目とＲ２フレーム目の２フレームで正の極性と負の極性の電位をそれぞれ印加しているが、これに限られることなく、３フレーム以上、電位の極性を反転させながら、リセット信号を入力させる構成としても良い。また、停止信号ＳＴＰが入力されたときのビデオ信号Ｖｄａｔａの電位の極性と反転させた極性の電位のリセット信号を１フレーム分だけ入力させる構成とすることも可能である。
【００７１】
また、図３（Ｂ）において、Ｒ１フレーム目、Ｒ２フレーム目の長さは、図３（Ａ）に示す１フレーム期間と同等であるが、本実施の形態に示す液晶表示装置はこれに限られるものではなく、Ｒ１フレーム目、Ｒ２フレーム目またはＲ３フレーム目以降の長さを１フレーム期間以上としてもよい。
【００７２】
また、このようにリセット信号Ｖｒｅｓとして少なくとも１回以上極性を反転させて電位を入力した後、リセット信号Ｖｒｅｓの電位をコモン電位Ｖｃｏｍと概略等電位とすることが好ましい。例えば、図３（Ｂ）において、Ｒ２フレーム目の次にリセット信号の電圧レベルがコモン電位ＶｃｏｍとなるＲ３フレーム目を設ける構成とすればよい。さらに、このようにして液晶素子の電極間の電位差を概略０Ｖとした後、画素に設けられた液晶素子と電気的に接続されたトランジスタをオフ状態とすることが好ましい。
【００７３】
次いで、図２で示した表示パネル１０３の構成について、具体的な構成例を示し、本実施の形態の効果について詳述する。
【００７４】
図４は、図２で示した表示パネル１０３が有するゲート線駆動回路１０４、ソース線駆動回路１０５および画素部１０６の構成を具体的に示したものである。
【００７５】
ゲート線駆動回路１０４は、シフトレジスタ回路２０１を有する。ソース線駆動回路１０５は、シフトレジスタ回路２０２、デジタル／アナログ変換回路１０７およびアナログスイッチ２０３を有する。
【００７６】
図４で画素部１０６は、３行３列の画素１０８を有する構成を一例として示している。画素１０８は、それぞれトランジスタ２０４、容量素子２０５、および液晶素子２０６を有する。トランジスタ２０４は、ゲートがゲート線１０９に接続され、ソースまたはドレインの一方がソース線１１０に接続されている。
【００７７】
トランジスタ２０４としては、オフ状態における電流（オフ電流）が低いトランジスタを用いることが好ましく、例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることが好ましい。このようなトランジスタをトランジスタ２０４として用いることにより、容量素子２０５および液晶素子２０６からトランジスタ２０４を介して電荷が漏れにくくなるので、液晶素子２０６に加える電圧を長時間保持することができる。これにより、液晶表示装置１００の表示画像の保持特性を高くすることができる。
【００７８】
一方、このようにトランジスタ２０４としてオフ電流の低いトランジスタを用いると、液晶表示装置１００の電源をオフ状態とした後も、トランジスタ２０４と接続される液晶素子２０６の電圧が保持されてしまい、極性が保持された電界が液晶に長時間印加されて液晶が劣化するおそれがある。これに対して上述のように、リセット信号の入力の際に、少なくとも１回以上極性を反転させて電位を入力した後、リセット信号Ｖｒｅｓの電位をコモン電位Ｖｃｏｍと概略等電位にしてトランジスタ２０４をオフ状態とすることにより、極性が保持された電界が液晶に長時間印加されるのを抑制することができる。
【００７９】
また、上述のように液晶表示装置１００の電源がオフ状態の時に、タイマーで設定した時間に液晶表示装置１００を起動させて、上記リセット信号を入力する構成とすることが好ましい。これにより、液晶表示装置１００の電源をオフ状態としたときに液晶素子２０６の電圧が保持されていてもタイマーで設定した時刻に液晶の状態を電界がかかっていない状態にすることができる。
【００８０】
図４において、ゲート線駆動回路１０４が有するシフトレジスタ回路２０１は、ゲート線側スタートパルスＧＳＰ、ゲート線側クロック信号ＧＣＬＫが入力される。シフトレジスタ回路２０１は、１〜３行目にあるゲート線１０９に対して選択信号Ｇｏｕｔ１〜Ｇｏｕｔ３により順番にＨレベルの信号を出力して、トランジスタ２０４の導通状態を制御することができる。
【００８１】
図４において、ソース線駆動回路１０５が有するデジタル／アナログ変換回路１０７は、画像表示時には、データ信号ｄａｔａ、および極性反転信号ＰＯＬに応じて生成されるビデオ信号Ｖｄａｔａを出力する。また、画像を非表示状態にする際には、リセットデータ信号Ｒｄａｔａ、および極性反転信号ＲＰＯＬに応じて生成されるリセット信号Ｖｒｅｓを出力する。ビデオ信号Ｖｄａｔａおよびリセット信号Ｖｒｅｓは、アナログスイッチ２０３が導通状態となることで、ソース線１１０を介して画素１０８の容量素子２０５および液晶素子２０６に書き込まれる。
【００８２】
図４において、ソース線駆動回路１０５が有するシフトレジスタ回路２０２は、ソース線側スタートパルスＳＳＰ、ソース線側クロック信号ＳＣＬＫが入力される。シフトレジスタ回路２０２は、１〜３列目にあるアナログスイッチ２０３に対して選択信号Ｓｏｕｔ１〜Ｓｏｕｔ３により順番にＨレベルの信号を出力し、アナログスイッチ２０３の導通状態を制御することができる。
【００８３】
次いで図５（Ａ）に示した画素部の模式図および図５（Ｂ）に示したデータ信号に基づく正または負の極性によるビデオ信号をもとにして、複数のフレーム期間にわたる本発明の駆動方法の具体的な動作の一例について説明する。
【００８４】
図５（Ａ）に示す図は、画像表示時の１フレーム目、２フレーム目、ｍフレーム目および（ｍ＋１）フレーム目、画像を非表示にする時のＲ１フレーム目、Ｒ２フレーム目およびＲ３フレーム目に、３行３列の画素部に入力されるデータ信号の模式図である。ここで、Ｒ１フレーム目は停止信号ＳＴＰが入力されてから１フレーム目を指し、Ｒ２フレーム目は２フレーム目を、Ｒ３フレームは３フレーム目を指す。
【００８５】
図５（Ａ）の１フレーム目では、１行１列目の画素２１１、２行１列目の画素２２１および３行１列目の画素２３１にはデータ信号として”ＶＡ”を、１行２列目の画素２１２、２行２列目の画素２２２および３行２列目の画素２３２にはデータ信号として”ＶＢ”を、１行３列目の画素２１３、２行３列目の画素２２３および３行３列目の画素２３３にはデータ信号として”ＶＣ”を入力する例を示している。
【００８６】
また図５（Ａ）で示したデータ信号”ＶＡ”、”ＶＢ”および”ＶＣ”を、ビデオ信号の電圧レベルの大きさとすると、｜ＶＡ｜、｜ＶＢ｜、｜ＶＣ｜と表すことができる。また説明のため、｜ＶＡ｜、｜ＶＢ｜、｜ＶＣ｜の大小関係を一例として表すと、｜ＶＣ｜＜｜ＶＢ｜＜｜ＶＡ｜となる。極性反転信号ＰＯＬがＨレベル（ＰＯＬ＿Ｈ）の場合、図５（Ｂ）に示すようにビデオ信号は、”ＶＡ”、”ＶＢ”および”ＶＣ”として表記でき、正の極性のビデオ信号を書き込むとして説明をすることができる。また、極性反転信号ＰＯＬがＬレベル（ＰＯＬ＿Ｌ）の場合、図５（Ｂ）に示すようにビデオ信号は、”−ＶＡ”、”−ＶＢ”および”−ＶＣ”として表記でき、負の極性のビデオ信号を書き込むとして説明をすることができる。なお図５（Ｂ）に示すように、”ＶＡ”、”ＶＢ”および”ＶＣ”と、”−ＶＡ”、”−ＶＢ”および”−ＶＣ”とのビデオ信号は、コモン電位Ｖｃｏｍを挟んで対称となる同じ大きさである。
【００８７】
また、図５（Ａ）において、２フレーム目では、画素２１１、画素２２１および画素２３１に”ＶＢ”を、画素２１２、画素２２２および画素２３２に”ＶＣ”を、画素２１３、画素２２３および画素２３３に”ＶＡ”をデータ信号として入力している。
【００８８】
また、図５（Ａ）において、ｍフレーム目では、画素２１１、画素２２１および画素２３１に”ＶＣ”を、画素２１２、画素２２２および画素２３２に”ＶＡ”を、画素２１３、画素２２３および画素２３３に”ＶＢ”をデータ信号として入力している。
【００８９】
また、図５（Ａ）において、（ｍ＋１）フレーム目では、画素２１１、画素２２１および画素２３１に”ＶＢ”を、画素２１２、画素２２２および画素２３２に”ＶＣ”を、画素２１３、画素２２３および画素２３３に”ＶＡ”をデータ信号として入力している。
【００９０】
また、図５（Ａ）において、Ｒ１フレーム目では、すべての画素に”ＶＡ”をデータ信号として入力しており、Ｒ２フレーム目でも同様に、すべての画素に”ＶＡ”をデータ信号として入力している。また、図５（Ａ）において、Ｒ３フレーム目では、すべての画素にコモン電位Ｖｃｏｍに対応する”Ｖｃｏｍ”をデータ信号として入力している。
【００９１】
図６は、図５（Ａ）で示した画像表示時の画素部へのデータ信号の入力をもとにしたタイミングチャート図である。図６に示すタイミングチャート図では、１フレーム目、２フレーム目、ｍフレーム目および（ｍ＋１）フレーム目における、選択信号Ｇｏｕｔ１〜Ｇｏｕｔ３、選択信号Ｓｏｕｔ１〜Ｓｏｕｔ３、データ信号ｄａｔａ、極性反転信号ＰＯＬ、およびビデオ信号Ｖｄａｔａを示している。なお図６に示すタイミングチャート図では、点順次駆動として説明を行うが、線順次駆動とする構成であってもよい。
【００９２】
図６に示すタイミングチャート図では、図３（Ａ）で説明したように、極性反転信号ＰＯＬの信号の反転をｍフレーム期間毎に行う構成とすることができる。そのため、本実施の形態におけるビデオ信号Ｖｄａｔａを、ｍフレーム期間連続して、同じ極性のビデオ信号として動作させることができる。そのため、１フレーム期間毎に反転駆動を行っていた場合に、反転駆動に伴うビデオ信号の変化量が大きくなっていた問題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。
【００９３】
次いで図７では、図６で示したタイミングチャート図において、画素部における１列目のビデオ信号の変化について抜き出して説明する。
【００９４】
図７（Ａ）に示す図は、図６における期間Ｔ１およびＴ２でのビデオ信号の変化について抜き出して示した模式図である。また図７（Ｂ）に示す図は、図６に示すタイミングチャートに対して１フレーム毎に極性反転信号ＰＯＬを反転させる構成とした場合の、図６における期間Ｔ１およびＴ２に対応する期間Ｔ１ＲおよびＴ２Ｒでのビデオ信号の変化について抜き出して示した模式図である。つまり、図７（Ｂ）においては、期間Ｔ１Ｒと期間Ｔ２Ｒでビデオ信号の極性が反転されている。
【００９５】
図７（Ａ）に示す期間Ｔ１は、１フレーム目の１行目の各列におけるビデオ信号を表すものである。また図７（Ａ）に示す期間Ｔ２は、２フレーム目の１行目の各列におけるビデオ信号を表すものである。また図７（Ｂ）に示す期間Ｔ１Ｒは、１フレーム目の１行目の各列におけるビデオ信号を表すものである。また図７（Ｂ）に示す期間Ｔ２Ｒは、２フレーム目の１行目の各列におけるビデオ信号を表すものである。なお図７（Ａ）および図７（Ｂ）では、期間Ｔ１と期間Ｔ２と、期間Ｔ１Ｒと期間Ｔ２Ｒとの、同じ列でのビデオ信号に着目し、両者の変化について矢印で指し示している。
【００９６】
図７（Ａ）における、１行の各列の１フレーム目と２フレーム目との間におけるビデオ信号の差を列挙すると、１列目では｜ＶＡ−ＶＢ｜であり、２列目では｜ＶＢ−ＶＣ｜であり、３列目では｜ＶＣ−ＶＡ｜である。また、図７（Ｂ）における、１行の各列の１フレーム目と２フレーム目との間におけるビデオ信号の差を列挙すると、１列目では｜ＶＡ＋ＶＢ｜であり、２列目では｜ＶＢ＋ＶＣ｜であり、３列目では｜ＶＣ＋ＶＡ｜である。
【００９７】
図７（Ａ）と図７（Ｂ）とで、同じ列でのビデオ信号に着目すると、電圧の変化が大きいのは、図７（Ｂ）に示した１フレーム毎に極性反転信号ＰＯＬを反転させて、フレーム反転駆動とした場合である。一方で図７（Ａ）に示した極性反転信号ＰＯＬの信号の反転をｍフレーム期間毎に行う構成とした場合は、同じ列でのビデオ信号の変化が小さい。従って図７（Ａ）の場合、画素に書き込むビデオ信号の充放電に要する消費電力を小さくすることができる。
【００９８】
従って、動画表示においても消費電力の低減が図られた液晶表示装置を提供することができる。
【００９９】
図８は、図５（Ａ）で示した画像を非表示にする際の画素部へのデータ信号の入力をもとにしたタイミングチャート図である。図８に示すタイミングチャート図では、Ｒ１フレーム目、Ｒ２フレーム目およびＲ３フレーム目における、選択信号Ｇｏｕｔ１〜Ｇｏｕｔ３、選択信号Ｓｏｕｔ１〜Ｓｏｕｔ３、リセットデータ信号Ｒｄａｔａ、極性反転信号ＲＰＯＬ、およびリセット信号Ｖｒｅｓを示している。なお図８に示すタイミングチャート図においても、点順次駆動として説明を行うが、線順次駆動とする構成であってもよい。
【０１００】
図８に示すタイミングチャート図では、図３（Ｂ）で説明したように、極性反転信号ＲＰＯＬの電位の反転をＲ１フレーム目とＲ２フレーム目の間で行う。これにより、Ｒ１フレーム目では、リセット信号Ｖｒｅｓとして電位ＶＡが入力され、Ｒ２フレーム目ではリセット信号Ｖｒｅｓとして電位−ＶＡが入力される。このように、リセット信号Ｖｒｅｓの入力を行うことにより、図６に示すようにｍフレーム期間以上連続して同じ極性のビデオ信号を書き込んでも、液晶の劣化を抑制することができる。また、リセット信号Ｖｒｅｓの電位を、このようにビデオ信号Ｖｄａｔａの電圧レベルの絶対値の最大値と同程度にすることにより、強い電界を反転して液晶素子に印加することができるので、より液晶素子の劣化を抑制することができる。
【０１０１】
また、Ｒ３フレーム目でリセット信号Ｖｒｅｓとして、”Ｖｃｏｍ”のデータ信号に対応するコモン電位Ｖｃｏｍを入力する。このようにして液晶素子の電極間の電位差を概略０Ｖとした後、画素に設けられた液晶素子２０６と電気的に接続されたトランジスタ２０４をオフ状態とすることにより、極性が保持された電界が液晶に長時間印加されるのを抑制することができる。
【０１０２】
以上のようにして、動画表示においても消費電力の低減が図られた上で、液晶の劣化を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
【０１０３】
また本実施の形態では、フレーム反転駆動を行う液晶表示装置を例に挙げて説明したが、他の構成としてもよい。例えば、ゲートライン反転駆動、ソースライン反転駆動またはドット反転駆動などを行う液晶表示装置としてもよい。
【０１０４】
以上、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、表示装置の外観及び断面等を示し、その構成について説明する。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を用いた例をあげて説明する。
【０１０６】
なお液晶表示装置とは、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。
【０１０７】
液晶表示装置の外観及び断面について、図９（Ａ１）（Ａ２）（Ｂ）を用いて説明する。図９（Ａ１）（Ａ２）は、トランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第１の基板４００１と第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０１０８】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ゲート線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、ゲート線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、ゲート線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶層４００８と共に封止されている。また第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成されたソース線駆動回路４００３が実装されている。
【０１０９】
また、図９では図示しないが、光源として画素に光を照射するバックライトを適宜設けることができる。ここで、バックライトは、上記リセット信号の入力時に非点灯状態とすることが好ましい。これにより、リセット信号入力に伴う画像の乱れが表示されるのを防ぐことができる。また、図９では図示しないが、設定した時間に前記液晶表示装置を起動させるタイマーを適宜設けることができる。ここで、当該タイマーは、液晶表示装置が使用されていない特定の時間（例えば、深夜などのユーザーが通常液晶表示装置を使用しない時間など）に設定して液晶表示装置を起動させ、上記リセット信号を入力させればよい。また、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設けることができる。また、カラーフィルタ層として機能する着色層を設けることができる。
【０１１０】
なお、別途形成した駆動回路の接続方式は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方式、或いはＴＡＢ方式などを用いることができる。図９（Ａ１）は、ＣＯＧ方式によりソース線駆動回路４００３を実装する例であり、図９（Ａ２）は、ＴＡＢ方式によりソース線駆動回路４００３を実装する例である。
【０１１１】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ゲート線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図９（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジスタ４０１０と、ゲート線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示している。トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、４０２１が設けられている。
【０１１２】
トランジスタ４０１０、４０１１は、非晶質、微結晶、多結晶または単結晶である、シリコン又はゲルマニウムなどの薄膜の半導体を半導体層に適用することができる。或いは、トランジスタ４０１０、４０１１は、酸化物半導体を半導体層に適用することができる。本実施の形態において、トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型トランジスタである。酸化物半導体を半導体層に適用することで、オフ電流の極めて低いトランジスタを画素のスイッチング素子に用いることができる。この場合、一度画素に書き込んだビデオ電圧の変動が小さいため、表示品位の向上を図ることができる。
【０１１３】
ここで、電子供与体（ドナー）となる水分または水素などの不純物が低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることにより高純度化された酸化物半導体（ｐｕｒｉｆｉｅｄ  ＯＳ）は、ｉ型（真性半導体）又はｉ型に限りなく近い。そのため、高純度化された酸化物半導体を半導体層に有するトランジスタは、オフ電流が極めて小さく、信頼性が高い。
【０１１４】
具体的に、高純度化された酸化物半導体膜にチャネル形成領域を有するトランジスタのオフ電流が小さいことは、いろいろな実験により証明できる。例えば、チャネル幅が１×１０６μｍでチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。この場合、オフ電流をトランジスタのチャネル幅で規格化したオフ電流は、１００ｚＡ／μｍ以下であることが分かる。また、容量素子とトランジスタとを接続して、容量素子に流入または容量素子から流出する電荷を当該トランジスタで制御する回路を用いて、オフ電流の測定を行った。当該測定では、上記トランジスタに高純度化された酸化物半導体膜をチャネル形成領域に用い、容量素子の単位時間あたりの電荷量の推移から当該トランジスタのオフ電流を測定した。その結果、トランジスタのソース電極とドレイン電極間の電圧が３Ｖの場合に、数十ｙＡ／μｍという、さらに小さいオフ電流が得られることが分かった。従って、高純度化された酸化物半導体膜をチャネル形成領域に用いたトランジスタは、オフ電流が、結晶性を有するシリコンを用いたトランジスタに比べて著しく小さい。
【０１１５】
なお、トランジスタ４０１０、４０１１の半導体層として酸化物半導体膜を用いる場合、酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気的特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム（Ｚｒ）を含むことが好ましい。
【０１１６】
酸化物半導体の中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物などは、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化ガリウムとは異なり、スパッタリング法や湿式法により電気的特性の優れたトランジスタを作製することが可能であり、量産性に優れるといった利点がある。また、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化ガリウムとは異なり、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物は、ガラス基板上に、電気的特性の優れたトランジスタを作製することが可能である。また、基板の大型化にも対応が可能である。
【０１１７】
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種または複数種を含んでいてもよい。
【０１１８】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【０１１９】
なお、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素を含んでいてもよい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物は、無電界時の抵抗が十分に高くオフ電流を十分に小さくすることが可能であり、また、移動度も高い。
【０１２０】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）の原子比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【０１２１】
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしながら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低減することにより移動度を上げることができる。
【０１２２】
なお、単結晶、多結晶（ポリクリスタルともいう。）または非晶質などの状態を有する酸化物半導体膜を、トランジスタに用いることができる。好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とする。
【０１２３】
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
【０１２４】
酸化物半導体膜は、単結晶酸化物半導体膜と非単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、多結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜などをいう。
【０１２５】
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶成分を有さない酸化物半導体膜である。微小領域においても結晶部を有さず、膜全体が完全な非晶質構造の酸化物半導体膜が典型である。
【０１２６】
微結晶酸化物半導体膜は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の大きさの微結晶（ナノ結晶ともいう。）を含む。従って、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも原子配列の規則性が高い。そのため、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低いという特徴がある。
【０１２７】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つであり、ほとんどの結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満または３ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、微結晶酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低いという特徴がある。以下、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について詳細な説明を行う。
【０１２８】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、結晶部同士の明確な境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０１２９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。
【０１３０】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０１３１】
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【０１３２】
断面ＴＥＭ観察および平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有していることがわかる。
【０１３３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０１３４】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
【０１３５】
以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。
【０１３６】
なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
【０１３７】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の結晶化度が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
【０１３８】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０１３９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
【０１４０】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０１４１】
また、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０は、トランジスタ４０１０と接続されている。そして液晶素子４０１３の対向電極層４０３１は第２の基板４００６上に形成されている。画素電極層４０３０と対向電極層４０３１と液晶層４００８とが重なっている部分が、液晶素子４０１３に相当する。なお、画素電極層４０３０、対向電極層４０３１はそれぞれ配向膜として機能する絶縁層４０３２、４０３３が設けられ、絶縁層４０３２、４０３３を介して液晶層４００８を挟持している。
【０１４２】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性基板を用いることができ、ガラス、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。
【０１４３】
また構造体４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、画素電極層４０３０と対向電極層４０３１との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。また、対向電極層４０３１は、トランジスタ４０１０と同一基板上に設けられるコモン電位線と接続される。コモンコンタクト部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電極層４０３１とコモン電位線とを接続することができる。なお、導電性粒子はシール材４００５に含有させることができる。
【０１４４】
なお液晶素子の電極の構造は、液晶素子の表示モードによって、適宜変更可能である。
【０１４５】
また、液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設け、内側に着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、表示部以外にブラックマトリクスとして機能する遮光膜を設けてもよい。
【０１４６】
トランジスタ４０１０及びトランジスタ４０１１は、半導体層の他、ゲート絶縁層、ゲート電極層、及び配線層（ソース配線層や容量配線層など）で構成される。
【０１４７】
また、トランジスタ４０１０及びトランジスタ４０１１上には、絶縁層４０２０が形成されている。絶縁層４０２０は、一例としてＲＦスパッタ法により窒化珪素膜を形成する。
【０１４８】
また、平坦化絶縁膜として絶縁層４０２１を形成する。絶縁層４０２１としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する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）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）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、絶縁層４０２１を形成してもよい。
【０１４９】
画素電極層４０３０、対向電極層４０３１は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化インジウムスズ、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性の導電性材料を用いることができる。
【０１５０】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体またはその誘導体などがあげられる。
【０１５１】
また別途形成されたソース線駆動回路４００３と、ゲート線駆動回路４００４または画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【０１５２】
接続端子電極４０１５が、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【０１５３】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０１５４】
また図９においては、ソース線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているがこの構成に限定されない。ゲート線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、ソース線駆動回路の一部またはゲート線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【０１５５】
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。
【０１５６】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態２で説明した液晶素子の表示モードについて説明する。なお実施の形態２では、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの断面となる液晶素子の一例を示したが、他の表示モードとすることもできる。以下では、各表示モードにおける液晶を動作させる電極及び基板について模式図を示して説明を行う。
【０１５７】
図１０は、ＴＮモードの断面となる液晶素子の模式図を示す。
【０１５８】
互いに対向するように配置された第１の基板５８０１及び第２の基板５８０２に、液晶層５８００が挟持されている。第１の基板５８０１には、第１の電極５８０５が形成されている。第２の基板５８０２には、第２の電極５８０６が形成されている。
【０１５９】
図１１（Ａ）は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの断面の模式図を示す。ＶＡモードは、無電界の時に液晶分子が基板に垂直となるように配向されているモードである。
【０１６０】
互いに対向するように配置された第１の基板５８１１及び第２の基板５８１２に、液晶層５８１０が挟持されている。第１の基板５８１１には、第１の電極５８１５が形成されている。第２の基板５８１２には、第２の電極５８１６が形成されている。
【０１６１】
図１１（Ｂ）は、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの断面の模式図を示す。ＭＶＡモードは、突起物を設けることで、液晶分子の配向制御が複数方向となるようにして視野角依存性を補償する方法である。
【０１６２】
互いに対向するように配置された第１の基板５８２１及び第２の基板５８２２に、液晶層５８２０が挟持されている。第１の基板５８２１には、第１の電極５８２５が形成されている。第２の基板５８２２には、第２の電極５８２６が形成されている。第１の電極５８２５上には、配向制御用に第１の突起物５８２７が形成されている。第２の電極５８２６上には、配向制御用に第２の突起物５８２８が形成されている。
【０１６３】
図１２（Ａ）は、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの断面の模式図を示す。ＩＰＳモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、画面を見る角度による液晶層の屈折率の違いが小さいため、視野角依存が少ない。ＩＰＳモードは、電極を一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。
【０１６４】
互いに対向するように配置された第１の基板５８５１及び第２の基板５８５２に、液晶層５８５０が挟持されている。第２の基板５８５２には、第１の電極５８５５及び第２の電極５８５６が形成されている。
【０１６５】
また、ＩＰＳモードなどの横電界方式の電極構造では、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。
【０１６６】
図１２（Ｂ）は、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの断面の模式図を示す。ＦＦＳモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、画面を見る角度による液晶層の屈折率の違いが小さいため、視野角依存が少ない。ＦＦＳモードは、電極を一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。
【０１６７】
互いに対向するように配置された第１の基板５８６１及び第２の基板５８６２に、液晶層５８６０が挟持されている。第２の基板５８６２には、第２の電極５８６６が形成されている。第２の電極５８６６には、絶縁膜５８６７が形成されている。絶縁膜５８６７上には、第１の電極５８６５が形成されている。
【０１６８】
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。
【０１６９】
（実施の形態４）
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について説明する。電子機器としては、テレビ受像器、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、携帯型遊技機、電子書籍、またはタブレット型端末等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例について、図１３乃至１５を用いて説明する。
【０１７０】
図１３（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９６３０、表示部９６３１、スピーカ９６３３、操作キー９６３５、接続端子９６３６、記録媒体読込部９６７２、等を有することができる。図１３（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能、等を有することができる。なお、図１３（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７１】
図１３（Ｂ）はデジタルカメラであり、筐体９６３０、表示部９６３１、スピーカ９６３３、操作キー９６３５、接続端子９６３６、シャッターボタン９６７６、受像部９６７７、等を有することができる。図１３（Ｂ）に示すデジタルカメラは、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像等の情報を保存する機能、撮影した画像等の情報を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１３（Ｂ）に示すデジタルカメラが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７２】
図１３（Ｃ）はテレビ受像器であり、筐体９６３０、表示部９６３１、スピーカ９６３３、操作キー９６３５、接続端子９６３６、等を有することができる。図１３（Ｃ）に示すテレビ受像機は、テレビ用電波を処理して画像信号に変換する機能、画像信号を処理して表示に適した信号に変換する機能、画像信号のフレーム周波数を変換する機能、等を有することができる。なお、図１３（Ｃ）に示すテレビ受像機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７３】
また、先の実施の形態で示したように、表示部９６３１の画面全体が書き換えられるタイミングでリセット信号の入力を行う構成とする場合、チャンネルや入力装置の切り替え時、番組がコマーシャルに切り替わる時などにリセット信号の入力を行えばよい。
【０１７４】
図１４（Ａ）はコンピュータであり、筐体９６３０、表示部９６３１、スピーカ９６３３、操作キー９６３５、接続端子９６３６、ポインティングデバイス９６８１、外部接続ポート９６８０等を有することができる。図１４（Ａ）に示すコンピュータは、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、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、無線通信又は有線通信などの通信機能、通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、等を有することができる。なお、図１４（Ａ）に示すコンピュータが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７５】
次に、図１４（Ｂ）は携帯電話であり、筐体９６３０、表示部９６３１、スピーカ９６３３、操作キー９６３５、マイクロフォン９６３８、外部接続ポート９６８０等を有することができる。図１４（Ｂ）に示した携帯電話は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、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１４（Ｂ）に示した携帯電話が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７６】
次に、図１４（Ｃ）は電子ペーパー（Ｅ−ｂｏｏｋともいう）であり、筐体９６３０、表示部９６３１、操作キー９６３５等を有することができる。図１４（Ｃ）に示した電子ペーパーは、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、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１４（Ｃ）に示した電子ペーパーが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７７】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末である。図１５（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９６２４、電源スイッチ９６２５、省電力モード切り替えスイッチ９６２６、留め具９６２３、操作スイッチ９６２８、を有する。
【０１７８】
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６４２ａとすることができ、表示された操作キー９６４８にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。
【０１７９】
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネルの領域９６４２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６４９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。
【０１８０】
また、タッチパネルの領域９６４２ａとタッチパネルの領域９６４２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。
【０１８１】
また、表示モード切り替えスイッチ９６２４は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９６２６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
【０１８２】
また、図１５（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
【０１８３】
図１５（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６４３、充放電制御回路９６４４、バッテリー９６４５、ＤＣＤＣコンバータ９６４６を有する。なお、図１５（Ｂ）では充放電制御回路９６４４の一例としてバッテリー９６４５、ＤＣＤＣコンバータ９６４６を有する構成について示している。
【０１８４】
なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【０１８５】
また、この他にも図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示したタブレット型端末は、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タッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、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。
【０１８６】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６４３によって、電力をタッチパネル、表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６４３は、筐体９６３０の片面又は両面に設けることができ、バッテリー９６４５の充電を効率的に行う構成とすることができる。なおバッテリー９６４５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。
【０１８７】
また、図１５（Ｂ）に示す充放電制御回路９６４４の構成、及び動作について図１５（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１５（Ｃ）には、太陽電池９６４３、バッテリー９６４５、ＤＣＤＣコンバータ９６４６、コンバータ９６４７、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９６４５、ＤＣＤＣコンバータ９６４６、コンバータ９６４７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１５（Ｂ）に示す充放電制御回路９６４４に対応する箇所となる。
【０１８８】
まず外光により太陽電池９６４３により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９６４３で発電した電力は、バッテリー９６４５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６４６で昇圧又は降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６４３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９６４７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧又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９６４５の充電を行う構成とすればよい。
【０１８９】
なお太陽電池９６４３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によるバッテリー９６４５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、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。
【０１９０】
本実施の形態において述べた電子機器は、上記実施の形態で説明した液晶表示装置を具備することで、低消費電力化を図ることができる。
【０１９１】
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。
【符号の説明】
【０１９２】
Ｇｏｕｔ１    選択信号
Ｇｏｕｔ３    選択信号
Ｓｏｕｔ１    選択信号
Ｓｏｕｔ３    選択信号
Ｔ１    期間
Ｔ１Ｒ    期間
Ｔ２    期間
Ｔ２Ｒ    期間
１００    液晶表示装置
１０１    表示制御信号生成回路
１０２    選択回路
１０３    表示パネル
１０４    ゲート線駆動回路
１０５    ソース線駆動回路
１０６    画素部
１０７    デジタル／アナログ変換回路
１０８    画素
１０９    ゲート線
１１０    ソース線
２０１    シフトレジスタ回路
２０２    シフトレジスタ回路
２０３    アナログスイッチ
２０４    トランジスタ
２０５    容量素子
２０６    液晶素子
２１１    画素
２１２    画素
２１３    画素
２２１    画素
２２２    画素
２２３    画素
２３１    画素
２３２    画素
２３３    画素
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    ソース線駆動回路
４００４    ゲート線駆動回路
４００５    シール材
４００６    基板
４００８    液晶層
４０１０    トランジスタ
４０１１    トランジスタ
４０１３    液晶素子
４０１５    接続端子電極
４０１６    端子電極
４０１８    ＦＰＣ
４０１９    異方性導電膜
４０２０    絶縁層
４０２１    絶縁層
４０３０    画素電極層
４０３１    対向電極層
４０３２    絶縁層
４０３３    絶縁層
４０３５    構造体
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    突起物
５８２８    突起物
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    絶縁膜
９６２３    留め具
９６２４    スイッチ
９６２５    電源スイッチ
９６２６    スイッチ
９６２８    操作スイッチ
９６３０    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３３    スピーカ
９６３５    操作キー
９６３６    接続端子
９６３８    マイクロフォン
９６４２ａ    領域
９６４２ｂ    領域
９６４３    太陽電池
９６４４    充放電制御回路
９６４５    バッテリー
９６４６    ＤＣＤＣコンバータ
９６４７    コンバータ
９６４８    操作キー
９６４９    ボタン
９６７２    記録媒体読込部
９６７６    シャッターボタン
９６７７    受像部
９６８０    外部接続ポート
９６８１    ポインティングデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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