液晶显示装置及电子设备的制造方法
【专利说明】液晶显示装置及电子设备
[0001]本申请是申请日为2010年12月7日、申请号为201080060448.2、发明名称为“液晶显示装置及电子设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有使用晶体管构成的电路的半导体装置及其制造方法。例如，本发明涉及一种电子设备，其中安装有以液晶显示面板为代表的电光装置作为部件。
【背景技术】
[0003]在液晶显示装置中，为了得到高质量的图像，将像素电极设置为矩阵状，并且将晶体管用作连接到各像素电极的开关元件的有源矩阵型液晶显示装置受到注目。
[0004]已知一种有源矩阵型液晶显示装置，其中作为连接到各像素电极的开关元件，使用将金属氧化物用于沟道形成区而形成的晶体管(参照专利文献1及专利文献2)。
[0005]作为有源矩阵型液晶显示装置，已知大致分类为两类，即透射型有源矩阵型液晶显示装置和反射型有源矩阵型液晶显示装置。
[0006]在透射型液晶显示装置中，使用诸如冷阴极荧光灯等的背光灯，且利用液晶的光学调制作用在以下两种状态中选择其一:来自背光灯的光穿过液晶而输出到液晶显示装置外部的状态和不输出光的状态，由此显示明和暗的图像，并且通过组合明和暗的图像，来进行图像显示。
[0007]因为在透射型液晶显示装置中使用背光灯，所以在室外等外部光强的环境下识别显不是困难的ο
[0008]在反射型液晶显示装置中，利用液晶的光学调制作用在以下两种状态中选择其一:外部光即入射光被像素电极反射而输出到装置的外部的状态和入射光不输出到装置的外部的状态，来显示明和暗的图像，并且通过组合该明和暗的图像来进行图像显示。
[0009]与透射型液晶显示装置相比，反射型液晶显示装置不使用背光灯，所以具有功耗少的优点，因此其作为便携式信息终端的需求高。
[0010]因为反射型液晶显示装置中使用外部光，所以适于在室外等外部光强的环境下的图像显示。另一方面，在液晶显示装置在昏暗环境中使用，即外部光弱的环境下，识别显示是很困难的。
[0011][专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报
[0012][专利文献2]日本专利申请公开2007-96055号公报
【发明内容】
[0013]本发明的目的之一是提供一种甚至当液晶显示装置在昏暗环境下也可以识别图像显示的液晶显示装置。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种可以利用将外部光用作照明光源的反射模式和使用背光灯的透射模式的两个模式进行图像显示的液晶显示装置。
[0015]在一个像素中，设置反射经过液晶层而入射的光而进行显示的区域(反射区域)和透射来自背光灯的光而进行显示的区域(透射区域)，并且，可以利用作为照明光源使用外部光的反射模式和作为照明光源使用背光灯的透射模式的两个模式进行图像显示。此夕卜，在一个像素中设置有分别连接到不同的像素电极层的两个晶体管，并且两个晶体管分别工作，由此可以独立控制相连接的像素电极层的显示区域。
[0016]这种液晶显示装置在有外部光且该外部光的明亮度足够的情况下采用反射模式，并且显示静止图像，可以降低功耗。
[0017]在外部光较弱或完全没有外部光的情况下，采用透射模式而使背光灯点亮，并且可以执行图像的显示。
[0018]优选的是，设置用于检测液晶显示装置的周围的明亮度的传感器。根据使用该传感器得到的数据，优选进行反射模式、透射模式、背光灯的导通/截止、以及光量的调节。
[0019]作为背光灯的光源，优选使用多个发光二极管(LED)，这些发光二极管与冷阴极荧光灯相比可以进一步降低功耗并调节光的强弱。通过将LED用于背光灯，部分控制光的强弱，由此可以进行对比度大且颜色的可见度高的图像显示。
[0020]根据本说明书所公开的本发明的一个实施例，一种液晶显示装置，包括显示面板、背光灯部以及图像处理电路。显示面板包括:分别包括一对第一子像素和第二子像素的多个像素；以及时间性地控制包括多个像素的像素部的第一驱动电路。第一子像素包括:具有透光性，连接到第一扫描线和第一信号线并且配置成控制液晶的取向状态的第一像素电极；以及连接到第一像素电极的晶体管。第二子像素包括:反射可见光，连接到第二扫描线和第二信号线并且被配置成控制液晶的取向状态的第二像素电极；以及连接到第二像素电极的晶体管。背光灯部包括多个发光元件以及配置成时间性地控制多个发光元件的第二驱动电路。图像处理电路包括:配置成储存图像信号的存储电路；配置成比较存储电路所储存的图像信号并计算差异的比较电路。液晶显示装置具有:活动图像模式，其中比较电路判断检测出差异的连续帧周期为活动图像周期，图像处理电路对显示面板的第一信号线输出包括活动图像的第一信号，并且图像处理电路对背光灯部输出与第一信号同步的第二信号；以及静止图像模式，其中比较电路判断没有检测出差异的连续帧周期为静止图像周期，图像处理电路将静止图像周期中的静止图像转换为单色的静止图像，图像处理电路对显示面板的第二信号线输出包括单色静止图像的第一信号，图像处理电路停止对背光灯部输出信号。
[0021]根据本说明书所公开的本发明的另一实施例，一种液晶显示装置，包括显示面板、背光灯部、图像处理电路以及测光电路。显示面板包括:分别包括一对第一子像素和第二子像素的多个像素；以及时间性地控制包括多个像素的像素部的第一驱动电路。第一子像素包括:具有透光性，连接到第一扫描线和第一信号线并且配置成控制液晶的取向状态的第一像素电极；以及连接到第一像素电极的晶体管。第二子像素包括:反射可见光，连接到第二扫描线和第二信号线并且配置成控制液晶的取向状态的第二像素电极；以及连接到第二像素电极的晶体管。背光灯部包括多个发光元件以及时间性地控制多个发光元件的第二驱动电路。图像处理电路包括:配置成储存图像信号的存储电路；配置成比较存储电路中所储存的图像信号并计算差异的比较电路。液晶显示装置具有:活动图像模式，其中比较电路判断检测出差异的连续帧周期为活动图像周期，图像处理电路对显示面板的第一信号线输出包括活动图像的第一信号，图像处理电路对背光灯部输出与第一信号同步的第二信号；以及静止图像模式，其中比较电路判断没有检测出差异的连续帧周期为静止图像周期，图像处理电路将静止图像周期的静止图像转换为单色的静止图像，图像处理电路对显示面板的第二信号线输出包括单色的静止图像的第一信号，图像处理电路停止对背光灯部输出信号。测光电路检测外部光，从而背光灯根据所检测的外部光而在切换静止图像模式和活动图像模式时调整明亮度。
[0022]根据本说明书所公开的本发明的另一实施例，一种液晶显示装置，包括显示面板、背光灯部以及图像处理电路。显示面板包括:分别包括一对第一子像素和第二子像素的多个像素；以及配置成时间性地控制包括多个像素的像素部的第一驱动电路。第一子像素包括:具有透光性，连接到第一扫描线和第一信号线并且配置成控制液晶的取向状态的第一像素电极；以及连接到第一像素电极的包括氧化物半导体层的晶体管。第二子像素包括:反射可见光，连接到第二扫描线和第二信号线并且配置成控制液晶的取向状态的第二像素电极；以及连接到第二像素电极的包括氧化物半导体层的晶体管。背光灯部包括多个发光元件以及配置成时间性地控制背光灯部的多个发光元件的第二驱动电路。图像处理电路包括:配置成储存图像信号的存储电路；配置成比较存储电路所储存的图像信号并计算差异的比较电路。液晶显示装置具有:活动图像模式，其中比较电路判断检测出差异的连续帧周期为活动图像周期，图像处理电路对显示面板的第一信号线输出包括活动图像的第一信号，图像处理电路对背光灯部输出与第一信号同步的第二信号，；以及静止图像模式，其中比较电路判断没有检测出差异的连续帧周期为静止图像周期，图像处理电路将静止图像周期的静止图像数据转换为单色的静止图像，图像处理电路对显示面板的第二信号线输出包括单色的静止图像的第一信号，图像处理电路停止对背光灯部输出信号。
[0023]上述结构至少解决上述问题之一。
[0024]根据本发明的一个目的，在一个像素中设置多个结构体，在多个结构体的侧面上设置反射电极，并且，在多个结构体的上部设置具有透明电极的像素电极。
[0025]可以提供一种电子设备，包括本说明书所公开的液晶显示装置以及太阳电池。将太阳电池和显示面板安装为能够自由开闭，并且，将来自太阳电池的电力供应到显示面板、背光灯部或者图像处理电路。
[0026]在本说明书中，半导体装置也是指能够通过利用半导体特性来起作用的所有装置，因此，可以说，电光装置、半导体电路及电子设备都是半导体装置。
[0027]可以提供一种能够根据外部光的各种明亮度的环境而进行图像显示的液晶显示装置。此外，也可以在显示静止图像的状态下实现低功耗。
【附图说明】
[0028]图1是示出液晶显示装置的一个实施例的框图；
[0029]图2是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0030]图3A至3C是示出液晶显示装置的驱动方法的一个实施例的图；
[0031]图4A和4B是示出液晶显示装置的驱动方法的一个实施例的图；
[0032]图5A和5B是示出液晶显示装置的驱动方法的一个实施例的图；
[0033]图6是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0034]图7A和7B是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0035]图8是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0036]图9是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0037]图10是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0038]图11A至11D是示出可应用于液晶显示装置的晶体管的一个实施例的图；
[0039]图12A至12E是示出可应用于液晶显示装置的晶体管的制造方法的一个实施例的图；
[0040]图13A和13B是示出电子设备的一个实施例的图；
[0041]图14是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0042]图15A至15E是示出液晶显示装置的一个实施例的图；
[0043]图16是示出液晶显示装置的一个实施例的图。
附图标记说明
100:液晶显示装置，101:图像信号供应源，102:A/0转换电路，110:图像处理电路，111:存储电路，112:比较电路，113:显示控制电路，114:场序制信号生成电路，115:选择电路，120:显示面板，121:驱动电路，122:像素部，123:像素部，123a:子像素，123b:子像素，125a:偏振片，125b:偏振片，126:FPC，130:背光灯部，131:背光灯控制电路，132:背光灯，133:发光元件，133R:LE0, 133G:LE0, 1338:LEO, 134:扩散板，135:光，139:外光，140:模拟图像信号，141:数字图像信号，142:LC图像信号，143:背光灯信号，151:像素部，152:第一扫描线，153:第一信号线，154:第二扫描线，155:第二信号线，156:像素，157:第一扫描线驱动电路，158:第一信号线驱动电路，159:第二扫描线驱动电路，160:第二信号线驱动电路，161:透射电极部，162:反射电极部，163:像素晶体管，164:液晶元件，165:电容元件，166:像素晶体管，167:液晶元件，168:电容元件，169:公共电极，170:电容线，190:液晶显示模块，301:动态图像显示期间302:静态图像显示期间303:静态图像写入期间，304:静态图像保持期间，311:发光元件，400:衬底，401:栅电极层，402:栅极绝缘层，403:氧化物半导体层，405a:源电极层，405b:漏电极层，407:绝缘膜，409:绝缘膜，410:晶体管，413:层间膜，420:晶体管，427:绝缘层，430:晶体管，436a:布线层，436b:布线层，437:绝缘层，440:晶体管，441:衬底，442:衬底，444:液晶层；448:公共电极层；460a:取向膜；460b:取向膜；480:绝缘层，482:绝缘层，498:反射区域，499:透过区域，505:衬底，506:保护绝缘层，507:栅极绝缘层，510:晶体管，511:栅电极层，515a:源电极层，515b:漏电极层，516:绝缘层，530:氧化物半导体膜，531:氧化物半导体层，550:晶体管，551:栅电极层，553:半导体层，555a:源电极层或漏电极层，555b:源电极层或漏电极层，558:电容布线层，560:晶体管，563:半导体层，565a:源电极层或漏电极层，565b:源电极层或漏电极层，571:绝缘膜，576:透明电极层，577:反射电极层，579:导电层，580:布线层，800:衬底，820:结构体，821:反射层，822:有机树脂膜，823:透明电极，824:绝缘层，825:反射电极，826:开口部，827:绝缘膜，828:绝缘膜，831:透过光，832:反射光，841:背光灯光射出口，842:背光灯光入射口，851:晶体管，852:布线，853:电容布线，854:布线，855:接触孔，856:源电极，857:漏电极，858:栅电极，861:晶体管，862:布线，863:电容布线，864:布线，865:接触孔，866:源电极，867:漏电极，868:栅电极，871:存储电容器，872:存储电容器，880:部分，881:部分，9630:框体，9631:显示部，9632:操作键，9633:太阳能电池，9634:充放电控制电路， 9635:电池，9636:转换器，9637:转换器。
【具体实施方式】
[0044]下面，关于本发明的实施方式将参照附图给予详细的说明。但是，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明的方式及详细内容可以被变换为各种各样的形式而不局限于以下说明。此外，本发明不应该被解释为仅限定在下面所示的实施方式所记载的内容中。
[0045]实施方式1
[0046]在本实施方式中，参照图1描述具有静止图像模式和活动图像模式的液晶显示装置。注意，在本说明书中，以显示装置将输入到显示装置的图像信号判断为静止图像的方式执行的模式为静止图像模式，并且，以显示装置将输入到显示装置的图像信号判断为活动图像的方式执行的模式为活动图像模式。
[0047]本实施方式的液晶显示装置100包括A/D转换电路102、图像处理电路110、显示面板120以及背光灯部130 (参照