(57)【要約】【課題】表示素子に印加される電圧が変化することによる表示品位の低下、表示の切替時における紙媒体との違和感を低減することのできる液晶表示装置を提供することを課題の一とする。【解決手段】第１の画像信号の書き込み期間及び第１の画像信号の保持期間を有する第１の静止画表示期間と、第２の画像信号の書き込み期間及び第２の画像信号の保持期間を有する第２の静止画表示期間と、を切り替えて表示させ、第１の静止画表示期間の書き込み期間と、第２の静止画表示期間の書き込み期間と、の長さを異ならせるディスプレイコントローラを有する構成とする。【選択図】図１
2015127822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素と、前記画素に画像信号を書き込む駆動回路と、を有する表示装置であって、
直前のフレーム期間と異なる画像信号を前記画素に書き込むフレーム期間では、直前のフレーム期間と同じ画像信号を前記画素に書き込むフレーム期間よりも、前記駆動回路に供給するクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
画素と、前記画素に画像信号を書き込む駆動回路と、を有する表示装置であって、
直前のフレーム期間と異なる画像信号を前記画素に書き込むフレーム期間では、直前のフレーム期間と同じ画像信号を前記画素に書き込むフレーム期間よりも、前記駆動回路が前記画素を走査する時間を長くすることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の駆動方法に関する。または、表示装置に関する。または、表示装置
を具備する電子書籍に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル化技術の進歩に伴い、新聞、雑誌などの文字情報や画像情報を電子データ
として提供できるようになっている。この種の電子データは、一般に、テレビ、パーソナ
ルコンピュータ、または携帯型電子端末などが備える表示装置に表示されることで、その
内容が閲覧される。
【０００３】
液晶表示装置等の表示媒体は、新聞、雑誌などの紙媒体とは大きく異なる。特に、表示装
置の画面上にてページの切替を行うという行為は、紙媒体の習慣的な取り扱い方からは、
かけ離れたものである。このような取り扱い方の違いに起因して、文字の読み取りや文章
理解、画像の認識などにおける視認効率が低下するという問題がある。
【０００４】
液晶表示装置等の表示媒体は、視認効率の向上の他にも、利便を図る上で消費電力の低減
が重要である。その対策として、リフレッシュレート、すなわち画像信号の書き換え回数
を削減して消費電力を低減するものが開示されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８２６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、静止画を表示する際のリフレッシュレートを削減することで低消費
電力化を図ることができる。しかしながら上記特許文献１の構成では、画素に用いるトラ
ンジスタがアモルファスシリコンを用いて作製されたものであるため、トランジスタのオ
フ電流に起因して、表示素子である液晶素子に印加された電圧が減少するおそれがある。
また上記特許文献１では、画像の書き換え時間が短いため、前後の期間で異なる画像信号
を供給することで異なる画像を切り替えて表示を行う際、新たに書き込まれた画像へと瞬
間的に更新されるため、先に述べた紙媒体との違和感が生じる。
【０００７】
そこで本発明の一態様においては、表示素子に印加される電圧が変化することによる表示
品位の低下、表示の切替時における紙媒体との違和感を低減することのできる表示装置を
提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、第１の画像信号の書き込み期間及び第１の画像信号の保持期間を有す
る第１の静止画表示期間と、第２の画像信号の書き込み期間及び第２の画像信号の保持期
間を有する第２の静止画表示期間と、を切り替えて表示させ、第１の静止画表示期間の書
き込み期間と、第２の静止画表示期間の書き込み期間と、の長さを異ならせるディスプレ
イコントローラを有する表示装置である。
【０００９】
本発明の一態様は、第１の画像信号の書き込み期間及び第１の画像信号の保持期間を有す
る第１の静止画表示期間と、第２の画像信号の書き込み期間及び第２の画像信号の保持期
間を有する第２の静止画表示期間と、を切り替えて表示させ、第１の静止画表示期間の書
き込み期間と、第２の静止画表示期間の書き込み期間と、の長さを異ならせるディスプレ
イコントローラを有し、ディスプレイコントローラは、第１のクロック信号、または第２
のクロック信号を切り替えて出力する切替回路と、表示モード制御回路と、を有し、表示
モード制御回路は、第１のクロック信号、または第２のクロック信号を切り替えて出力す
ることにより、第１の静止画表示期間の書き込み期間と、第２の静止画表示期間の書き込
み期間と、の長さを異ならせる表示装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、第１の画像信号の書き込み期間及び第１の画像信号の保持期間を有す
る第１の静止画表示期間と、第２の画像信号の書き込み期間及び第２の画像信号の保持期
間を有する第２の静止画表示期間と、を切り替えて表示させ、第１の静止画表示期間の書
き込み期間と、第２の静止画表示期間の書き込み期間と、の長さを異ならせるディスプレ
イコントローラと、を有し、ディスプレイコントローラは、第１のクロック信号を出力す
る基準クロック生成回路と、第１のクロック信号を分周して第２のクロック信号を出力す
る分周回路と、第１のクロック信号または第２のクロック信号を切り替えて出力する切替
回路と、表示モード制御回路を有し、表示モード制御回路は、第１のクロック信号、また
は第２のクロック信号を切り替えて出力することにより、第１の静止画表示期間の書き込
み期間と、第２の静止画表示期間の書き込み期間と、の長さを異ならせる表示装置である
。
【００１１】
本発明の一態様において、第１の静止画表示期間における第１の画像信号は、直前の第１
の静止画表示期間において書き込んだ第１の画像信号と同じ画像信号であり、第２の静止
画表示期間における第２の画像信号は、直前の第１の静止画表示期間において書き込んだ
第１の画像信号、または第２の静止画表示期間において書き込んだ第２の画像信号、と異
なる画像信号である表示装置でもよい。
【００１２】
本発明の一態様において、第１の静止画表示期間の書き込み期間は、１６．６ｍ秒以下で
あり、第２の静止画表示期間の書き込み期間は、１秒以上である表示装置でもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様により、表示素子に印加される電圧が変化することによる表示品位の低下
、表示切替時における紙媒体との違和感を低減することのできる表示装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一態様の表示装置の動作を説明するための概念図。
【図２】本発明の一態様の表示装置の動作を説明するためのタイミングチャート図。
【図３】本発明の一態様の表示装置の動作を説明するための（Ａ）概念図、（Ｂ）タイミングチャート図。
【図４】本発明の一態様の表示装置を説明するためのブロック図。
【図５】本発明の一態様の表示装置の動作を説明するためのフローチャート図。
【図６】本発明の一態様の表示装置を説明するための概念図。
【図７】本発明の一態様の表示装置を説明するための断面図。
【図８】本発明の一態様の表示装置を説明するための（Ａ１）、（Ａ２）平面図、（Ｂ）断面図。
【図９】本発明の一態様の表示装置を説明するための断面図。
【図１０】本発明の一態様の表示装置を説明するための斜視図。
【図１１】本発明の一態様の電子書籍を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多く
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本
発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。
【００１６】
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。
【００１７】
なお本明細書にて用いる第１、第２、第３乃至第Ｎ（Ｎは自然数）という用語は、構成要
素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する
。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示装置の動作の概念図、タイミングチャート、ブロック図、フロ
ーチャート図等を示し、説明する。
【００１９】
まず図１（Ａ）乃至（Ｃ）では、表示装置の駆動方法の概念図について示す。本実施の形
態では表示装置として、液晶表示装置を一例に挙げて説明する。
【００２０】
本実施の形態における液晶表示装置の動作は、図１（Ａ）に示すように、第１の静止画表
示期間１０１（第１の期間ともいう）と第２の静止画表示期間１０２（第２の期間ともい
う）に大別される。
【００２１】
第１の静止画表示期間１０１は１つの画像を表示する１フレーム期間が複数連続して１つ
の静止画を表示する期間である。第１の静止画表示期間１０１では、一定のリフレッシュ
レートにより画像信号（以下、第１の画像信号）が書き込まれる。従って、いずれか一の
第１の静止画表示期間１０１の１フレーム期間では、直前のフレーム期間における画像信
号と同じである第１の画像信号が書き込まれる期間１０３が連続して設けられる。なおこ
こで１フレーム期間とは、表示パネルの複数の画素に画像信号を順次書き込んで表示され
る画像が更新される間の期間のことをいう。
【００２２】
第２の静止画表示期間１０２は、直前のフレーム期間の画像信号による画像とは異なる画
像を表示する１フレーム期間が１つまたは複数連続して設けられ、静止画を表示する期間
である。第２の静止画表示期間１０２では、直前のフレーム期間で書き込んだ画像信号が
第１の画像信号であれば、それとは異なる画像信号（第２の画像信号）が書き込まれる。
従って、第２の静止画表示期間１０２の１フレーム期間において、第２の画像信号が書き
込まれる期間１０４では、直前のフレーム期間にあたる期間１０５とは異なる第２の画像
信号が書き込まれる。なお、図１（Ａ）の期間１０６では、直前のフレーム期間の画像信
号にあたる、期間１０４と同じ画像信号が書き込まれる点で、期間１０３と同じになる。
なお異なる画像を表示するフレーム期間が連続する場合には、第２の静止画表示期間にお
ける期間１０４が連続して設けられ、直前のフレーム期間の第２の画像信号とは異なる第
２の画像信号が書き込まれる。
【００２３】
次いで、第１の静止画表示期間１０１における期間１０３について、図１（Ｂ）を用いて
説明する。第１の静止画表示期間１０１の１フレーム期間に相当する期間１０３は、書き
込み期間、保持期間でなる。なお図１（Ｂ）では、期間１０３は第１の画像信号を画素に
書き込む書き込み期間Ｗ１（図１（Ｂ）中「Ｗ１」で表記）、及び第１の画像信号を画素
に保持する保持期間Ｈ１（図１（Ｂ）中「Ｈ１」で表記）を有する。書き込み期間Ｗ１で
は、表示パネルにおける画素の１行目から順にｎ行目にかけて第１の画像信号を書き込む
。書き込み期間Ｗ１では、前に書き込んだ画像と同じ画像を表示するため、視認者に違和
感を与えないように短期間に第１の画像信号を書き込むことが好ましい。具体的には、第
１の静止画表示期間１０１における第１の画像信号の書き込み期間Ｗ１は、フリッカ（ち
らつき）が生じない程度の書き込み速度となる１６．６ｍ秒以下であることが好ましい。
また液晶素子に印加された第１の画像信号は、保持期間Ｈ１においてトランジスタをオフ
状態とすることで保持され続けることが好ましい。すなわち保持期間Ｈ１では、トランジ
スタからのリーク電流による電圧降下が極端に小さいことを利用して第１の画像信号を保
持し続けることが好ましい。第１の静止画表示期間１０１における第１の画像信号の保持
期間Ｈ１は、累積時間の経過により液晶素子に印加した電圧の降下が表示品位の低下を招
かない程度で、且つ人間の目の疲労を減らせる程度の期間である１秒以上であることが好
ましい。
【００２４】
次いで、第２の静止画表示期間１０２における期間１０４について、図１（Ｃ）を用いて
説明する。第２の静止画表示期間１０２の１フレーム期間に相当する期間１０４は、書き
込み期間、保持期間でなる。なお図１（Ｃ）では、期間１０４は第２の画像信号を画素に
書き込む書き込み期間Ｗ２（図１（Ｃ）中「Ｗ２」で表記）、及び第２の画像信号を画素
に保持する保持期間Ｈ２（図１（Ｃ）中「Ｈ２」で表記）を有する。書き込み期間Ｗ２で
は、表示パネルにおける画素の１行目から順にｎ行目まで第２の画像信号を書き込む。書
き込み期間Ｗ２では前に書き込んだ画像と異なる画像を表示するため、書き込み期間Ｗ１
とは異なる方法で視認者が表示の切替を認識できるようにして紙媒体との違和感を低減す
る。そこで書き込み期間Ｗ２は、視認者が知覚出来る程度に書き込み期間Ｗ１よりも長い
期間をかけて第２の画像信号を画素に書き込むことが好ましい。具体的には、第２の静止
画表示期間１０２における第２の画像信号の書き込み期間Ｗ２は、視認者が表示の切替を
知覚出来る程度の書き込み速度となる１秒以上にかけて設けることが好ましい。また書き
込まれた第２の画像信号は、保持期間Ｈ２においてトランジスタをオフ状態とすることで
液晶素子に印加された電圧を保持し続けることが好ましい。すなわち保持期間Ｈ２では、
トランジスタからのリーク電流による電圧降下が極端に小さいことを利用して第２の画像
信号を保持し続けることが好ましい。第２の静止画表示期間１０２における第２の画像信
号の保持期間Ｈ２は、累積時間の経過により液晶素子に印加した電圧の降下が表示品位の
低下を招かない程度で、且つ人間の目の疲労を減らせる程度の期間である１秒以上である
ことが好ましい。
【００２５】
次いで、第１の静止画表示期間１０１及び第２の静止画表示期間１０２における駆動回路
に供給する信号について、各期間におけるスタートパルス信号及びクロック信号の模式図
を図２（Ａ）、（Ｂ）に示し説明する。なお図２（Ａ）、（Ｂ）に示す模式図における各
信号の波形は、説明のために誇張して表記したものである。
【００２６】
図２（Ａ）に示すように、第１の静止画表示期間１０１における期間１０３の第１の画像
信号の書き込み期間Ｗ１では、表示パネルの各画素に第１の画像信号を供給するためのシ
フトレジスタ回路等の駆動回路を駆動するためのスタートパルス及びクロック信号が供給
される。前述の書き込み期間の長さ及び表示パネルでの走査する画素数等に応じて、スタ
ートパルス及びクロック信号の周波数等を適宜設定すればよい。なお第１の静止画表示期
間１０１における期間１０３の第１の画像信号の保持期間Ｈ１では、トランジスタをオフ
状態とすることで液晶素子に印加された電圧を保持し続ける構成とすることで、スタート
パルス信号及びクロック信号を停止することができる。そのため、保持期間Ｈ１中の消費
電力を低減することが出来る。なおスタートパルス信号及びクロック信号の停止に併せて
第１の画像信号Ｄ１の供給も停止し、保持期間Ｈ１においては、書き込み期間Ｗ１に書き
込んだ電圧の保持のみで画像を表示する構成とすればよい。
【００２７】
また図２（Ｂ）に示すように、第２の静止画表示期間１０２における期間１０４の第２の
画像信号の書き込み期間Ｗ２では、表示パネルの各画素に第２の画像信号を供給するため
のシフトレジスタ回路等の駆動回路を駆動するためのスタートパルス及びクロック信号が
供給される。前述の書き込み期間の長さ及び表示パネルでの走査する画素数等に応じて、
スタートパルス及びクロック信号の周波数等を適宜設定すればよい。なお第２の静止画表
示期間１０２における期間１０４の第２の画像信号の保持期間Ｈ２では、トランジスタを
オフ状態とすることで液晶素子に印加された電圧を保持し続ける構成とすることで、スタ
ートパルス信号及びクロック信号を停止することができる。そのため、保持期間Ｈ２中の
消費電力を低減することが出来る。なおスタートパルス信号及びクロック信号の停止に併
せて第２の画像信号Ｄ２の供給も停止し、保持期間Ｈ２においては、書き込み期間Ｗ２に
書き込んだ電圧の保持のみで画像を表示する構成とすればよい。
【００２８】
なお第２の静止画表示期間１０２において駆動回路に供給するクロック信号は、第１の静
止画表示期間１０１で駆動回路に供給するクロック信号を分周することで生成された信号
を用いればよい。当該構成によって、クロック信号を生成するためのクロック生成回路等
を複数設けることなく、複数の周波数のクロック信号を生成することができる。なお第１
の静止画表示期間１０１において駆動回路に供給するクロック信号の周波数は、第２の静
止画表示期間１０２で駆動回路に供給するクロック信号の周波数より大きくする構成とす
ればよい。
【００２９】
前述したように、第２の静止画表示期間１０２における期間１０４は、書き込み期間Ｗ２
で画素を１行目からｎ行目で１秒間以上かけて走査し、第２の画像信号を供給する構成と
することにより、視認者は画像の切り替わりを認識することができる。このように紙媒体
におけるページの切替時の認識に相当するものとすることで、表示切替時における紙媒体
との違和感を低減することができる。
【００３０】
なお図１（Ａ）乃至（Ｃ）、図２（Ａ）および（Ｂ）で説明した第１の静止画表示期間１
０１と第２の静止画表示期間１０２との切り替えは、操作等により外部から入力される切
替信号により行われる構成でもよいし、画像信号をもとに第１の静止画表示期間１０１と
第２の静止画表示期間１０２を判定して切り替える構成としてもよい。なお第１の静止画
表示期間１０１及び第２の静止画表示期間１０２の他に動画表示期間を有する構成として
もよい。
【００３１】
動画表示期間を説明する。図３（Ａ）に示す期間３０１を動画表示期間の１フレーム期間
として説明する。動画表示期間の１フレーム期間に相当する期間３０１は、画像信号を画
素に書き込む書き込み期間Ｗ（図３（Ａ）中「Ｗ」で表記）を有する。なお動画表示期間
でも書き込み期間Ｗの他に保持期間を有していてもよいが、フリッカが生じない程度に短
い期間であることが望ましい。書き込み期間Ｗでは、表示パネルにおける画素の１行目か
ら順にｎ行目まで画像信号を書き込む。書き込み期間Ｗでは、連続するフレーム期間で異
なる画像信号を画素に書き込むことで、視認者に動画と知覚させるものである。具体的に
は、動画表示期間における画像信号の書き込み期間Ｗは、フリッカ（ちらつき）が生じな
い程度の書き込み速度となる１６．６ｍ秒以下であることが好ましい。また図３（Ｂ）で
は、動画表示期間３０１における駆動回路に供給する信号について上述の図２（Ａ）、図
２（Ｂ）と同様に説明するため、各期間におけるスタートパルス信号及びクロック信号の
模式図を示している。図３（Ｂ）に示すように、動画表示期間における期間３０１に相当
する書き込み期間Ｗでは、表示パネルの各画素に画像信号（Ｄｎ、Ｄｎ＋１、乃至Ｄｎ＋
３）を供給するためのシフトレジスタ回路等の駆動回路を駆動するためのスタートパルス
及びクロック信号が供給される。前述の書き込み期間の長さ及び表示パネルでの走査する
画素数等に応じて、スタートパルス及びクロック信号の周波数等を適宜設定すればよい。
【００３２】
次いで、図１及び図２で説明した第１の静止画表示期間１０１及び第２の静止画表示期間
１０２について、切り替えて動作させるための液晶表示装置のブロック図を図４に示し説
明する。図４に示す液晶表示装置４００は、表示パネル４０１、ディスプレイコントロー
ラ４０２、記憶回路４０３、ＣＰＵ４０４（演算回路ともいう）、及び外部入力機器４０
５を有する。
【００３３】
表示パネル４０１は、表示部４０６、及び駆動回路部４０７を有する。表示部４０６は、
複数のゲート線４０８（走査線ともいう）、複数のソース線４０９（信号線ともいう）、
複数の画素４１０が設けられている。複数の画素４１０は、トランジスタ４１１、液晶素
子４１２、容量素子４１３を有する。駆動回路部４０７は、ゲート線駆動回路４１４（走
査線駆動回路ともいう）、ソース線駆動回路４１５（信号線駆動回路ともいう）を有する
。
【００３４】
なおトランジスタ４１１は、半導体層として酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化
物半導体は半導体中のキャリアを極めて少なくすることで、オフ電流を少なくすることが
できる。よって、画素においては画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ
、書き込み間隔も長く設定できる。またトランジスタの構造については逆スタガ型の構造
でもよいし、順スタガ型の構造でもよい。または、チャネル領域が複数の領域に分かれて
直列に接続された、ダブルゲート型の構造でもよい。または、ゲート電極がチャネル領域
の上下に設けられたデュアルゲート型の構造でもよい。また、トランジスタを構成する半
導体層を複数の島状の半導体層にわけて形成し、スイッチング動作を実現しうるトランジ
スタ素子としてもよい。
【００３５】
なお液晶素子４１２は、第１の電極と第２の電極との間に液晶が挟持されて形成される。
なお、液晶素子４１２の第１の電極は、画素電極に相当する。なお液晶素子４１２の第２
の電極は、対向電極に相当する。液晶素子の第１の電極及び第２の電極は、多様な開口パ
ターンを有する形状としてもよい。なお液晶素子において第１の電極と第２の電極とに挟
持される液晶材料は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液
晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いればよい。これらの液晶材料は、条件により
、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相
等を示す。また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。なお液晶素子４
１２の第１の電極は、透光性を有する材料、または反射率の高い金属を用いて形成する。
透光性を有する材料とは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イ
ンジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等がある。反射率の高
い金属電極には、アルミニウム、銀等が用いられる。なお第１の電極、第２の電極、及び
液晶材料を併せて液晶素子と呼ぶこともある。
【００３６】
なお容量素子４１３は、一例として画素電極と別途絶縁層を介して設けられる容量線とで
構成される。なおトランジスタ４１１でのオフ電流が十分低減されれば、画像信号等の電
気信号の保持時間を長くすることができるため、意図的に設ける容量素子をなくすことも
可能である。
【００３７】
なお、画素４１０においては、表示素子として液晶素子を具備する液晶表示装置を想定し
て各素子を説明したが、液晶素子に限定されず、ＥＬ素子、又は電気泳動素子などの様々
な表示素子を用いることが可能である。
【００３８】
ゲート線４０８には、ゲート線駆動回路４１４よりトランジスタ４１１の導通または非導
通を制御する信号が供給される。またソース線４０９には、ソース線駆動回路４１５より
液晶素子４１２に供給する画像信号が供給される。なお図４において、表示部４０６は、
ゲート線駆動回路４１４及びソース線駆動回路４１５と同じ基板上に設ける構成とするこ
とが好ましいが、必ずしも同じ基板上に設ける必要はない。表示部４０６と同じ基板上に
ゲート線駆動回路４１４、ソース線駆動回路４１５を設けることで、外部との接続端子数
を削減することができ、液晶表示装置の小型化を図ることができる。
【００３９】
次いでディスプレイコントローラ４０２は、基準クロック生成回路４１６、分周回路４１
７、切替回路４１８、表示モード制御回路４１９、制御信号生成回路４２０、及び画像信
号出力回路４２１を有する。
【００４０】
基準クロック生成回路４１６は、一定の周波数のクロック信号を発振するための回路であ
る。基準クロック生成回路４１６は、例えばリングオシレータまたは水晶発振器などを有
する構成とすればよい。また分周回路４１７は入力されるクロック信号の周波数を変化さ
せるための回路である。分周回路４１７は、例えばカウンタ回路等を用いて構成すればよ
い。また切替回路４１８は、基準クロック生成回路４１６からのクロック信号（以下、第
１のクロック信号）または分周回路４１７からのクロック信号（以下、第２のクロック信
号）を切り替えて出力するための回路である。切替回路４１８は、例えばトランジスタに
より導通又は非導通を制御する構成とすればよい。
【００４１】
表示モード制御回路４１９は、ＣＰＵ４０４からの制御により、切替回路４１８から出力
されるクロック信号を切り替えるよう制御するための回路である。当該制御により、上記
第１のクロック信号または第２のクロック信号を切り替えることができ、前述の図２（Ａ
）または図２（Ｂ）のような第１の静止画表示期間によるモードと第２の静止画表示期間
によるモードとを切り替えることができる。
【００４２】
制御信号生成回路４２０は、第１のクロック信号または第２のクロック信号のうち、選択
されたクロック信号を基にして、ゲート線駆動回路４１４及びソース線駆動回路４１５を
駆動するための制御信号（スタートパルスＧＳＰ、ＳＳＰ及びクロック信号ＧＣＫ、ＳＣ
Ｋ）を生成するための回路である。画像信号出力回路４２１は、第１のクロック信号また
は第２のクロック信号の選択されたクロック信号を基にして、ソース線駆動回路４１５に
供給する画像信号（Ｄａｔａ）を記憶回路４０３より読み出して出力するための回路であ
る。なお画像信号は、ドット反転駆動、ソースライン反転駆動、ゲートライン反転駆動、
フレーム反転駆動等に応じて適宜反転させて表示パネル４０１に出力する構成としてもよ
い。なお、図示しないが電源電位（高電源電位Ｖｄｄ、低電源電位Ｖｓｓ、及び共通電位
Ｖｃｏｍ）も表示パネル４０１に供給される。
【００４３】
記憶回路４０３は、表示パネル４０１で表示を行うための画像信号を記憶するための回路
である。記憶回路４０３としては、一例として、スタティック型メモリ（ＳＲＡＭ）やダ
イナミック型メモリ（ＤＲＡＭ）、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、フラ
ッシュメモリ等を用いて構成すればよい。
【００４４】
ＣＰＵ４０４は、外部入力機器４０５等からの信号に応じて、表示モード制御回路４１９
等の制御を行うためのものである。外部入力機器４０５は、入力ボタンまたは入力キーボ
ード、若しくはタッチパネルを用いればよい。
【００４５】
次いで図４のブロック図における各ブロック間での具体的な動作について、図５に示すフ
ローチャートと併せて説明する。なお図５に示すフローチャートにおいては、上記図１（
Ａ）乃至（Ｃ）、図２（Ａ）および（Ｂ）で説明した第１の静止画表示期間と第２の静止
画表示期間を切り替えて動作する構成について説明するものである。また、図５に示すフ
ローチャートにおいては、第１の静止画表示期間から第２の静止画表示期間に切り替わる
動作の例について説明する。
【００４６】
まず図５のステップ５０１について説明する。ステップ５０１では、第１の静止画表示期
間における第１の静止画書き込み動作が行われる。ステップ５０１は図２（Ａ）での第１
の画像信号の書き込み期間Ｗ１での動作に相当する。このとき図４では、表示モード制御
回路４１９により切替回路４１８から出力されるクロック信号として、基準クロック生成
回路４１６からの第１のクロック信号が選択される。当該第１のクロック信号を用いて、
画像信号出力回路４２１による第１の画像信号の記憶回路４０３からの読み出し、及び制
御信号生成回路４２０での制御信号の生成が行われる。そして、表示パネル４０１では視
認者が書き込みに気づかない程度の書き込み速度で画像信号の書き込みがなされるものと
なる。
【００４７】
次いで図５のステップ５０２について説明する。ステップ５０２では、第１の静止画表示
期間における第１の静止画保持動作が行われる。ステップ５０２は図２（Ａ）での第１の
画像信号の保持期間Ｈ１での動作に相当する。このとき図４では、制御信号生成回路４２
０及び画像信号出力回路４２１からの制御信号及び画像信号の表示パネル４０１への出力
を停止する。このとき液晶素子に印加された第１の画像信号は、酸化物半導体を半導体層
に用いたトランジスタをオフ状態とすることで保持され続けることができる。そのため、
制御信号生成回路４２０及び画像信号出力回路４２１を停止することによる低消費電力化
を図ることができる。なお累積時間の経過により液晶素子に印加した電圧の降下が表示品
位の低下を招かない範囲で、保持期間を１秒以上とすることには、人間の目の疲労を減ら
せるといった効果もある。
【００４８】
次いで図５のステップ５０３について説明する。ステップ５０３では、表示モード制御回
路４１９が切替回路４１８の動作を切り替えるか否かの判定が行われる。具体的には電子
書籍のページを切り替える操作を外部入力機器４０５において操作ボタン等の操作で行う
か否かにより、ＣＰＵ４０４により表示モード制御回路４１９を介して切替回路４１８の
動作を切り替えるかどうかが決まる。ステップ５０３に示す例では、外部入力機器４０５
による操作がなければＣＰＵ４０４が表示モード制御回路４１９による制御を行わないた
め、切替回路４１８より出力される第１のクロック信号は切り替わらない。すなわち、ス
テップ５０１の状態を保持するものとなる。一方、外部入力機器４０５による操作がある
場合、すなわち外部入力機器４０５において操作ボタン等の操作がある場合には、ＣＰＵ
４０４により表示モード制御回路４１９を介して切替回路４１８を切り替える。具体的に
は、切替回路４１８より出力される第１のクロック信号が分周回路４１７より出力される
第２のクロック信号に切り替わる。
【００４９】
次いで図５のステップ５０４について説明する。ステップ５０４では、第２の静止画表示
期間における第２の静止画書き込み動作が行われる。ステップ５０４は図２（Ｂ）での第
２の画像信号の書き込み期間Ｗ２での動作に相当する。このとき図４では、表示モード制
御回路４１９により切替回路４１８から出力されるクロック信号として、分周回路４１７
からの第２のクロック信号が選択される。当該第２のクロック信号を用いて、画像信号出
力回路４２１による第２の画像信号の記憶回路４０３からの読み出し、及び制御信号生成
回路４２０での制御信号等の生成が行われる。そして表示パネル４０１では、視認者が画
像の切り替わりを認識できる程度の書き換え速度とすることができる。これは紙媒体にお
けるページの切替時の認識に相当するため、表示切替時における紙媒体との違和感を低減
することができる。
【００５０】
次いで図５のステップ５０５について説明する。ステップ５０５では、第２の静止画表示
期間における第２の静止画保持動作が行われる。ステップ５０５は図２（Ｂ）での第２の
画像信号の保持期間Ｈ２での動作に相当する。このとき図４では、制御信号生成回路４２
０及び画像信号出力回路４２１からの制御信号及び画像信号の表示パネル４０１への出力
を停止する。このとき液晶素子に印加された第２の画像信号は、酸化物半導体を半導体層
に用いたトランジスタをオフ状態とすることで保持され続けることができる。そのため、
制御信号生成回路４２０及び画像信号出力回路４２１を停止することによる低消費電力化
を図ることができる。なお累積時間の経過により液晶素子に印加した電圧の降下が表示品
位の低下を招かない程度で、保持期間を１秒以上とすることには、人間の目の疲労を減ら
せるといった効果もある。
【００５１】
なお再度ステップ５０１のように同じ第１の画像信号を表示する場合には、ステップ５０
１及びステップ５０２と同様の処理を行えばよい。また再度ステップ５０３のように表示
モード制御回路４１９が切替回路４１８の動作を切り替える場合には、ステップ５０４及
びステップ５０５と同様の処理を行えばよい。
【００５２】
次いで、本実施の形態の構成とすることによる利点について、図６（Ａ）乃至（Ｃ）に概
念図を示し説明することにする。
【００５３】
図６（Ａ）には、紙媒体の書籍の斜視図を示し、ページをめくる動作について時間の経過
の様子を表している。図示するまでもないが、視認者には、紙媒体の書籍６０１ではペー
ジをめくる時間を経て次のページの文字６０２が視野に現れる。
【００５４】
一方、液晶表示装置を具備する電子書籍は、例えば図６（Ｂ）に示すように操作ボタン６
１１と表示パネル６１２を有する。図６（Ｂ）のように操作ボタン６１１を押すことで瞬
時に表示が切り替わる構成では、図６（Ａ）と異なり表示の切り替わりによる違和感を生
じることがあり得る。また意図しないページの切り替わりが生じても、瞬時に認識できな
いといったこともあり得る。
【００５５】
図６（Ｂ）の概念図に対し、本実施の形態の構成では、図６（Ｃ）に示すように、表示パ
ネルに表示される画像の更新を行う際、画像信号の書き込み期間に一定の時間をかけて行
うことができるため、表示が変化する領域６２１と、表示が変化していない領域６２２と
が混在する表示を経て、表示が切り替わる。本実施の形態の構成では、通常の書き込み動
作時には基準クロック生成回路による第１のクロック信号を用いて表示を行い、ページの
切り替わりのように、画像の更新を行う際の書き込み動作の時には分周回路を用いた第２
のクロック信号を用いることによって表示の切り替えを行う。その結果、ページめくりの
時には書き込みを徐々に行うため、視認者がページめくりを視覚的に捉えることができる
。
【００５６】
以上説明したように、本発明の一態様により、表示素子に印加される電圧が変化すること
による表示品位の低下、表示切替時における紙媒体との違和感を低減することのできる表
示装置を提供することができる。
【００５７】
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。
【００５８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本明細書に開示する表示装置に適用できるトランジスタの例を示す。
【００５９】
図７（Ａ）乃至（Ｄ）にトランジスタの断面構造の一例を示す。
【００６０】
図７（Ａ）に示すトランジスタ１２１０は、ボトムゲート構造のトランジスタの一つであ
り、逆スタガ型トランジスタともいう。
【００６１】
トランジスタ１２１０は、絶縁表面を有する基板１２００上に、ゲート電極層１２０１、
ゲート絶縁層１２０２、半導体層１２０３、ソース電極層１２０５ａ、及びドレイン電極
層１２０５ｂを含む。また、トランジスタ１２１０を覆い、半導体層１２０３に積層する
絶縁層１２０７が設けられている。絶縁層１２０７上にはさらに保護絶縁層１２０９が形
成されている。
【００６２】
図７（Ｂ）に示すトランジスタ１２２０は、チャネル保護型（チャネルストップ型ともい
う）と呼ばれるボトムゲート構造の一つであり逆スタガ型トランジスタともいう。
【００６３】
トランジスタ１２２０は、絶縁表面を有する基板１２００上に、ゲート電極層１２０１、
ゲート絶縁層１２０２、半導体層１２０３、半導体層１２０３のチャネル形成領域上に設
けられたチャネル保護層として機能する絶縁層１２２７、ソース電極層１２０５ａ、及び
ドレイン電極層１２０５ｂを含む。また、トランジスタ１２２０を覆い、保護絶縁層１２
０９が形成されている。
【００６４】
図７（Ｃ）に示すトランジスタ１２３０はボトムゲート型のトランジスタであり、絶縁表
面を有する基板である基板１２００上に、ゲート電極層１２０１、ゲート絶縁層１２０２
、ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂ、及び半導体層１２０３を含む。
また、トランジスタ１２３０を覆い、半導体層１２０３に接する絶縁層１２０７が設けら
れている。絶縁層１２０７上にはさらに保護絶縁層１２０９が形成されている。
【００６５】
トランジスタ１２３０においては、ゲート絶縁層１２０２は基板１２００及びゲート電極
層１２０１上に接して設けられ、ゲート絶縁層１２０２上にソース電極層１２０５ａ、ド
レイン電極層１２０５ｂが接して設けられている。そして、ゲート絶縁層１２０２、及び
ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂ上に半導体層１２０３が設けられて
いる。
【００６６】
図７（Ｄ）に示すトランジスタ１２４０は、トップゲート構造のトランジスタの一つであ
る。トランジスタ１２４０は、絶縁表面を有する基板１２００上に、絶縁層１２４７、半
導体層１２０３、ソース電極層１２０５ａ、及びドレイン電極層１２０５ｂ、ゲート絶縁
層１２０２、ゲート電極層１２０１を含み、ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１
２０５ｂにそれぞれ配線層１２４６ａ、配線層１２４６ｂが接して設けられ電気的に接続
している。
【００６７】
本実施の形態では、半導体層１２０３として酸化物半導体を用いる。
【００６８】
酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化
物や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−
Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化
物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物や、二元系
金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ａｌ−Ｚ
ｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ
−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物や、Ｉｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｚｎ−Ｏ系
金属酸化物などを用いることができる。また、上記金属酸化物の半導体にＳｉＯ２を含ん
でもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物とは、少なくともＩｎと
ＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ
以外の元素を含んでもよい。
【００６９】
また、酸化物半導体は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用
いることができる。ここで、Ｍは、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一ま
たは複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、また
はＧａ及びＣｏなどがある。
【００７０】
なお本実施の形態の構成において酸化物半導体は、ｎ型不純物である水素を酸化物半導体
から除去し、酸化物半導体の主成分以外の不純物が極力含まれないように高純度化するこ
とにより真性（ｉ型）とし、又は真性型としたものである。すなわち、不純物を添加して
ｉ型化するのでなく、水素や水等の不純物を極力除去したことにより、高純度化されたｉ
型（真性半導体）又はそれに近づけたものである。加えて、酸化物半導体は、２．０ｅＶ
以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３．０ｅＶ以上のバンドギャップを有
する。そのため、酸化物半導体は、熱励起に起因するキャリアの発生を抑制することがで
きる。その結果、酸化物半導体によってチャネル形成領域が構成されたトランジスタの動
作温度の上昇に伴うオフ電流の増加を低減することができる。
【００７１】
また、高純度化された酸化物半導体中にはキャリアが極めて少なく（ゼロに近い）、キャ
リア濃度は１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、さらに好
ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満である。
【００７２】
酸化物半導体中にキャリアが極めて少ないため、トランジスタのオフ電流を少なくするこ
とができる。具体的には、上述の酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタは、チャ
ネル幅１μｍあたりのオフ電流を１０ａＡ／μｍ（１×１０−１７Ａ／μｍ）以下にする
こと、さらには１ａＡ／μｍ（１×１０−１８Ａ／μｍ）以下、さらには１０ｚＡ／μｍ
（１×１０−２０Ａ／μｍ）にすることが可能である。つまりトランジスタの非導通状態
において、酸化物半導体は絶縁体とみなせて回路設計を行うことができる。一方で、酸化
物半導体は、トランジスタの導通状態においては、非晶質シリコンで形成される半導体層
よりも高い電流供給能力を見込むことができる。
【００７３】
酸化物半導体を半導体層１２０３に用いたトランジスタ１２１０、１２２０、１２３０、
１２４０は、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、
画像イメージデータ等の電気信号の保持時間を長くすることができ、書き込み間隔も長く
設定できる。よって、リフレッシュレートを小さくすることができるため、より消費電力
を抑制する効果を高くできる。
【００７４】
また、酸化物半導体を半導体層１２０３に用いたトランジスタ１２１０、１２２０、１２
３０、１２４０は、非晶質半導体を用いたものとしては比較的高い電界効果移動度が得ら
れるため、高速駆動が可能である。よって、表示装置の高機能化及び高速応答化が実現で
きる。
【００７５】
絶縁表面を有する基板１２００に使用することができる基板に大きな制限はないが、少な
くとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。バリウム
ホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。
【００７６】
また、ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上
のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、ア
ルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている
。なお、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）より酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含むガラス基板を用
いてもよい。
【００７７】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶
縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。また
、プラスチック基板等も適宜用いることができる。
【００７８】
ボトムゲート構造のトランジスタ１２１０、１２２０、１２３０において、下地膜となる
絶縁膜を基板とゲート電極層の間に設けてもよい。下地膜は、基板からの不純物元素の拡
散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は
酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することがで
きる。
【００７９】
ゲート電極層１２０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン
、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料またはこれらを主成分とする
合金材料を用いて、単層でまたは積層して形成することができる。
【００８０】
例えば、ゲート電極層１２０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデ
ン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、ま
たは銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層と
モリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タ
ングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアル
ミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層とすること
が好ましい。なお、透光性を有する導電膜を用いてゲート電極層を形成することもできる
。透光性を有する導電膜としては、透光性導電性酸化物等をその例に挙げることができる
。
【００８１】
ゲート絶縁層１２０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリ
コン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム
層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化
ハフニウム層を単層で又は積層して形成することができる。
【００８２】
ゲート絶縁層１２０２は、ゲート電極層側から窒化シリコン層と酸化シリコン層を積層し
た構造とすることもできる。例えば、第１のゲート絶縁層としてスパッタリング法により
膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の窒化シリコン層（ＳｉＮｙ（ｙ＞０））を形成し、第
１のゲート絶縁層上に第２のゲート絶縁層として膜厚５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の酸化シ
リコン層（ＳｉＯｘ（ｘ＞０））を積層して、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁層とする。ゲ
ート絶縁層１２０２の膜厚は、トランジスタに要求される特性によって適宜設定すればよ
く３５０ｎｍ乃至４００ｎｍ程度でもよい。
【００８３】
ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂに用いる導電膜としては、例えば、
Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗからから選ばれた元素、または上述した元素を
成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等を用いることができる。また、
Ａｌ、Ｃｕなどの金属層の下側又は上側の一方または双方にＣｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ
などの高融点金属層を積層させた構成としても良い。また、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ
、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｓｃ、ＹなどＡｌ膜に生ずるヒロックやウィスカーの発生を防止する元素
が添加されているＡｌ材料を用いることで耐熱性を向上させることが可能となる。
【００８４】
また、ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂは、単層構造でも、２層以上
の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニ
ウム膜上にチタン膜を積層する２層構造、Ｔｉ膜と、そのＴｉ膜上に重ねてアルミニウム
膜を積層し、さらにその上にＴｉ膜を成膜する３層構造などが挙げられる。
【００８５】
ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂに接続する配線層１２４６ａ、配線
層１２４６ｂのような導電膜も、ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂと
同様な材料を用いることができる。
【００８６】
また、ソース電極層１２０５ａ、ドレイン電極層１２０５ｂ（これと同じ層で形成される
配線層を含む）となる導電膜を導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化
物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）
、酸化インジウムスズ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）または前記
金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００８７】
絶縁層１２０７、１２２７、１２４７、保護絶縁層１２０９としては、酸化絶縁層、又は
窒化絶縁層などの無機絶縁膜を好適に用いることができる。
【００８８】
絶縁層１２０７、１２２７、１２４７は、代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン
膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いること
ができる。
【００８９】
保護絶縁層１２０９は、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化シリコン膜、窒
化酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【００９０】
また、保護絶縁層１２０９上にトランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化絶縁
膜を形成してもよい。平坦化絶縁膜としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテ
ン、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、平坦化絶縁膜を形成してもよい。
【００９１】
このように、本実施の形態において、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタを用
いる表示装置を提供することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、液晶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。
具体的には、トランジスタを作製し、該トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用い
て表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、トランジスタを用いた
駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを
形成することができる。
【００９４】
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ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）
テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた
モジュール、ＴＡＢテープや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。
【００９５】
液晶表示装置の外観及び断面について、図８（Ａ１）（Ａ２）（Ｂ）を用いて説明する。
図８（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８（Ｂ）は、図８（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に
相当する。
【００９６】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路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、走査線駆動回
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、走査
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信号線駆動回路４００３が実装されている。
【００９７】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、
ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図８（Ａ１）は
、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図８（Ａ２）は、ＴＡ
Ｂ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。
【００９８】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、
トランジスタを複数有しており、図８（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジス
タ４０１０と、走査線駆動回路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４０４１ａ、４０４１ｂ、４０４２ａ
、４０４２ｂ、４０２０、４０２１が設けられている。
【００９９】
トランジスタ４０１０、４０１１は、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタを適
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。
【０１００】
絶縁層４０２１上において、駆動回路用のトランジスタ４０１１の酸化物半導体を用いた
チャネル形成領域と重なる位置に導電層４０４０が設けられている。導電層４０４０を酸
化物半導体を用いたチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、ＢＴ（Ｂｉａ
ｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）試験前後におけるトランジスタ４０１１のしきい値電圧の
変化量を低減することができる。また、導電層４０４０は、電位がトランジスタ４０１１
のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第２のゲート電極層として機能
させることもできる。また、導電層４０４０の電位がＧＮＤ、０Ｖ、或いはフローティン
グ状態であってもよい。
【０１０１】
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と電気的
に接続されている。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。
【０１０２】
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、ＰＶ
Ｆ（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。
【０１０３】
また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共通電位線と電気的に接続される。
共通接続部を用いて、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
と共通電位線とを電気的に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。
【０１０４】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つで
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層４００８に
用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ
以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
【０１０５】
なお透過型液晶表示装置の他に、半透過型液晶表示装置でも適用できる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
トランジスタ４０１１は、チャネル保護層として機能する絶縁層４０４１ａと、酸化物半
導体を用いた半導体層の積層の周縁部（側面を含む）を覆う絶縁層４０４１ｂとが形成さ
れている。同様にトランジスタ４０１０は、チャネル保護層として機能する絶縁層４０４
２ａと、酸化物半導体を用いた半導体層の積層の周縁部（側面を含む）を覆う絶縁層４０
４２ｂとが形成されている。
【０１０８】
酸化物半導体を用いた半導体層の周縁部（側面を含む）を覆う酸化物絶縁層である絶縁層
４０４１ｂ、４０４２ｂは、ゲート電極層と、その上方または周辺に形成される配線層（
ソース配線層や容量配線層など）との距離を大きくし、寄生容量の低減を図ることができ
る。また、トランジスタの表面凹凸を低減するため平坦化絶縁膜として機能する絶縁層４
０２１で覆う構成となっている。ここでは、絶縁層４０４１ａ、４０４１ｂ、４０４２ａ
、４０４２ｂとして、一例としてスパッタ法により酸化珪素膜を形成する。
【０１０９】
また、絶縁層４０４１ａ、４０４１ｂ、４０４２ａ、４０４２ｂ上に絶縁層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。
【０１１０】
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、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。
【０１１１】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキ
ル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有してい
ても良い。
【０１１２】
本実施の形態では、画素部の複数のトランジスタをまとめて窒化物絶縁膜で囲む構成とし
てもよい。絶縁層４０２０とゲート絶縁層とに窒化物絶縁膜を用いて、図８（Ｂ）に示す
ように少なくともアクティブマトリクス基板の画素部の周縁を囲むように絶縁層４０２０
とゲート絶縁層とが接する領域を設ける構成とすればよい。この製造プロセスでは、外部
からの水分の侵入を防ぐことができる。また、液晶表示装置としてデバイスが完成した後
にも長期的に、外部からの水分の侵入を防ぐことができデバイスの長期信頼性を向上する
ことができる。
【０１１３】
絶縁層４０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷等）等の方法、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコータ
ー、ナイフコーター等のツールを用いることができる。絶縁層４０２１の焼成工程と半導
体層のアニールを兼ねることで効率よく液晶表示装置を作製することが可能となる。
【０１１４】
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
。
【０１１５】
また、画素電極層４０３０、対向電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマー
ともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形
成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率
が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗
率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１１６】
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、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１１７】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４
００２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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
また図８においては、信号線駆動回路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。走査線駆動回路を別途形成して実装
しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実
装しても良い。
【０１２１】
図９は、液晶表示装置を構成する一例を示している。
【０１２２】
図９は液晶表示装置の一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２
６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３、液晶層を含む表示素子
２６０４、着色層２６０５が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー
表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層
が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には
偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２
６１０と反射板２６１１により構成される。回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板
２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロール回路
や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位相差板
を有した状態で積層してもよい。
【０１２３】
液晶表示装置の駆動方式には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ
（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ
Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅ
ｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌ
ｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０１２４】
以上の工程により、液晶表示装置を作製することができる。
【０１２５】
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。
【０１２６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で示す液晶表示装置において、タッチパネル機能を付
加した液晶表示装置の構成について、図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【０１２７】
図１０（Ａ）は、本実施の形態の液晶表示装置の概略図である。図１０（Ａ）には、上記
実施の形態の液晶表示装置である液晶表示パネル１５０１にタッチパネルユニット１５０
２を重畳して設け、筐体１５０３（ケース）にて合着させる構成について示している。タ
ッチパネルユニット１５０２は、抵抗膜方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式
等を適宜用いることができる。
【０１２８】
図１０（Ａ）に示すように、液晶表示パネル１５０１とタッチパネルユニット１５０２
とを別々に作製し重畳することにより、タッチパネル機能を付加した液晶表示装置の作製
に係るコストの削減を図ることができる。
【０１２９】
図１０（Ａ）とは異なるタッチパネル機能を付加した液晶表示装置の構成について、図
１０（Ｂ）に示す。図１０（Ｂ）に示す液晶表示装置１５０４は、複数設けられる画素１
５０５に光センサ１５０６、液晶素子１５０７を有する。そのため、図１０（Ａ）とは異
なり、タッチパネルユニット１５０２を重畳して作製する必要がなく、液晶表示装置の薄
型化を図ることができる。なお、画素１５０５とともにゲート線駆動回路１５０８、信号
線駆動回路１５０９、光センサ用駆動回路１５１０を画素１５０５と同じ基板上に作製す
ることで、液晶表示装置の小型化を図ることができる。なお光センサ１５０６は、アモル
ファスシリコン等で形成し、酸化物半導体を用いたトランジスタと重畳して形成する構成
としてもよい。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１３１】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、上記実施の形態で説明した液晶表示装置を具備する電子機器の
例について説明する。
【０１３２】
図１１（Ａ）は電子書籍（Ｅ−ｂｏｏｋともいう）であり、筐体９６３０、表示部９６３
１、操作キー９６３２、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４を有することができ
る。図１１（Ａ）に示した電子書籍は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）
を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示
した情報を操作又は編集する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制
御する機能、等を有することができる。なお、図１１（Ａ）では充放電制御回路９６３４
の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ（以下、コンバータ９６３６と略
記）を有する構成について示している。
【０１３３】
図１１（Ａ）に示す構成とすることにより、表示部９６３１として半透過型の液晶表示装
置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想され、太陽電池９６３３による発電
、及びバッテリー９６３５での充電を効率よく行うことができ、好適である。なお太陽電
池９６３３は、筐体９６３０の表面及び裏面でバッテリー９６３５の充電を行う構成とす
ることができるため好適である。なおバッテリー９６３５としては、リチウムイオン電池
を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０１３４】
また図１１（Ａ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１１（Ｂ）
にブロック図を示し説明する。図１１（Ｂ）は、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５
、コンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３
１について示しており、バッテリー９６３５、コンバータ９６３６、コンバータ９６３７
、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０１３５】
まず外光により太陽電池９６３３による発電がされる場合の動作の例について説明する。
太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようコンバ
ータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９
６３３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９６３７で
表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をする。また、表示部９６３１での表示を
行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行
う構成とすればよい。
【０１３６】
次いで外光により太陽電池９６３３により発電がされない場合の動作の例について説明す
る。バッテリー９６３５に蓄電された電力は、スイッチＳＷ３をオンにすることでコンバ
ータ９６３７により昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作にバッテ
リー９６３５からの電力が用いられる。
【０１３７】
なお太陽電池９６３３については、充電手段の一例として示したが、他の手段によるバッ
テリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。また他の充電手段を組み合わせて行う
構成としてもよい。
【０１３８】
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】
【０１３９】
１０１    第１の静止画表示期間
１０２    第２の静止画表示期間
１０３    期間
１０４    期間
１０５    期間
１０６    期間
３０１    期間
４００    液晶表示装置
４０１    表示パネル
４０２    ディスプレイコントローラ
４０３    記憶回路
４０４    ＣＰＵ
４０５    外部入力機器
４０６    表示部
４０７    駆動回路部
４０８    ゲート線
４０９    ソース線
４１０    画素
４１１    トランジスタ
４１２    液晶素子
４１３    容量素子
４１４    ゲート線駆動回路
４１５    ソース線駆動回路
４１６    基準クロック生成回路
４１７    分周回路
４１８    切替回路
４１９    表示モード制御回路
４２０    制御信号生成回路
４２１    画像信号出力回路
５０１    ステップ
５０２    ステップ
５０３    ステップ
５０４    ステップ
５０５    ステップ
６０１    書籍
６０２    文字
６１１    操作ボタン
６１２    表示パネル
６２１    領域
６２２    領域
１２００    基板
１２０１    ゲート電極層
１２０２    ゲート絶縁層
１２０３    半導体層
１２０５ａ    ソース電極層
１２０５ｂ    ドレイン電極層
１２４６ａ    配線層
１２４６ｂ    配線層
１２０７    絶縁層
１２０９    保護絶縁層
１２１０    トランジスタ
１２２０    トランジスタ
１２２７    絶縁層
１２３０    トランジスタ
１２４０    トランジスタ
１２４７    絶縁層
１５０１    液晶表示パネル
１５０２    タッチパネルユニット
１５０３    筐体
１５０４    液晶表示装置
１５０５    画素
１５０６    光センサ
１５０７    液晶素子
１５０８    ゲート線駆動回路
１５０９    信号線駆動回路
１５１０    光センサ用駆動回路
２６００    ＴＦＴ基板
２６０１    対向基板
２６０２    シール材
２６０３    画素部
２６０４    表示素子
２６０５    着色層
２６０６    偏光板
２６０７    偏光板
２６０８    配線回路部
２６０９    フレキシブル配線基板
２６１０    冷陰極管
２６１１    反射板
２６１２    回路基板
２６１３    拡散板
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
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
４０４０    導電層
４０４１ａ    絶縁層
４０４１ｂ    絶縁層
４０４２ａ    絶縁層
４０４２ｂ    絶縁層
９６３０    筐体
９６３１    表示部
９６３２    操作キー
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    バッテリー
９６３６    コンバータ
９６３７    コンバータ
【図１】
2015127822.tif 000003
【図２】
2015127822.tif 000004
【図３】
2015127822.tif 000005
【図４】
2015127822.tif 000006
【図５】
2015127822.tif 000007
【図６】
2015127822.tif 000008
【図７】
2015127822.tif 000009
【図８】
2015127822.tif 000010
【図９】
2015127822.tif 000011
【図１０】
2015127822.tif 000012
【図１１】
2015127822.tif 000013