液晶显示设备和电子设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为201080057378. 5(PCT/JP2010/071192)、申请日为2010年 11 月 9日、名称为"液晶显示设备和电子设备"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及液晶显示设备W及包括该液晶显示设备的电子设备。
【背景技术】
[0003] 液晶显示设备被广泛地用于各种显示设备，从诸如电视机的大型显示设备到诸如 移动电话的小型显示设备。因此，对液晶显示设备的研发意图实现成本的降低或者提供高 附加值的液晶显示设备。尤其是近些年来，在全球环境中受到日益关注，由此，研发消耗较 少功率的液晶显示设备也受到了更多关注。
[0004] 在专利文献1中公开了用于减少液晶显示设备中的功耗的方法。具体地，公开了 一种液晶显示设备，其中，在全部的扫描线和数据信号线均处于非选择状态的非活动期间 中时，所有数据信号线均与数据信号驱动器电分离，从而获得高阻抗状态。
[000引【参考文献】
[0006] 【专利文献1】日本公开专利申请号2001-312253。
【发明内容】
[0007] 液晶显示设备通常包括具有布置成矩阵形式的多个像素的像素部分。像素包括： 晶体管，该晶体管控制图像信号的输入；液晶元件，根据图像信号输入向该液晶元件施加电 压；W及，辅助电容器，该辅助电容器存储施加至该液晶元件的电压。该液晶元件包括根据 施加的电压改变其排列的液晶材料。通过控制液晶材料的排列，可W控制每个像素的显示。
[0008] 在专利文献1所公开的液晶显示设备中，在非活动期间，图像信号没有被输入至 包括在像素部分中的每个像素。也就是，在图像信号被保持在每个像素中时，用于控制图像 信号的输入的晶体管被长时间地保持在截止状态。因此，图像信号经由晶体管的泄漏对每 个像素的显示的影响变得明显。具体地，减少了施加至液晶元件的电压，由此包括该液晶元 件的像素的显示劣化（改变）变得明显。
[0009] 此外，图像信号经由晶体管的泄漏的量根据该晶体管的操作溫度变化。具体地，图 像信号经由晶体管的泄漏的量随着操作溫度的上升而增加。因此，对于专利文献1公开的 液晶显示设备来说，当其在环境变化显著的室外使用时，难W保持均匀的显示质量。
[0010] 因此，本发明的实施例的一个目的是减少液晶显示设备的功耗并且抑制显示劣化 (显示质量的下降）。
[0011] 本发明的实施例的一个目的是提供一种液晶显示设备，其中，由于诸如溫度之类 的外部因素所导致的显示劣化（显示质量的下降）得到了抑制。
[0012] 上述问题可W通过使用其沟道形成区是使用氧化物半导体层形成的晶体管作为 要提供在每个像素中的晶体管来解决。注意，该氧化物半导体层是通过全面地去除将成为 电子提供者（施主）的杂质（氨、水等等）而被高度纯净化的氧化物半导体层。在具有10ym的沟道长度的晶体管中，在室溫下，沟道宽度中每微米的断态电流可W是IOaAQXlO "A) 或更少（该值由IOaA/ y m表示）。
[0013] 此外，该氧化物半导体层的带隙为2. OeV或更大，优选地为2. 5eV或更大，更优选 地为3. OeV或更大。而且，提高氧化物半导体层的纯度可W使得该氧化物半导体层的导电 类型尽可能地接近于本征。因此，在该氧化物半导体层中，可W抑制由于热激励引起的载 流子的产生。由此，可W降低晶体管的断态电流随着操作溫度的上升而增加的量。具体 地，在具有10 ym的沟道长度的晶体管中，在85°C下，沟道宽度中每微米的断态电流可W是 IOOaA (IX 10 "A)或更少（该值由IOOaA/ym表示）。
[0014] 具体地，本发明的一个实施例是包括布置成矩阵形式的多个像素的液晶显示设 备，并且，每个像素包括：晶体管，该晶体管的开关由扫描线驱动器电路控制；液晶元件，该 液晶元件具有图像信号从信号线驱动器电路经由晶体管被输入至其的一个端子W及公共 电势被供给至其的另一个端子，使得根据该图像信号施加电压；W及，电容器，该电容器存 储施加至液晶元件的电压。液晶显示设备进一步包括控制电路，该控制电路控制扫描线驱 动器电路和信号线驱动器电路的操作并且选择图像信号至每个像素的输入。在该液晶显示 设备中，晶体管包括沟道形成区，该沟道形成区包括氧化物半导体层。在该液晶显示设备 中，在截止状态中图像信号经由晶体管的泄漏的量小于该图像信号经由液晶元件的泄漏的 量。
[0015] 在作为本发明的一个实施例的液晶显示设备中，将其沟道形成区是使用氧化物半 导体层形成的晶体管用作设置在每个像素中的晶体管。注意，通过使用高纯度的氧化物半 导体层，在室溫下，晶体管的断态电路可W是IOaA/ym或更少，而在85°C下，断态电流可W 是lOOaA/ym或更少。因此，可W减少图像信号经由晶体管的泄漏的量，也就是，可W抑制 当图像信号至包括在晶体管中的像素的写入频率降低时发生的显示劣化（变化）。由此，可 W减少液晶显示设备的功耗并且可W抑制显示劣化（显示质量的下降）。
[0016] 此外，如上所述，在高达85°C的溫度下，晶体管的断态电流可W是IOOaA/ym或更 少。也就是，该晶体管是如下晶体管，其中，伴随着操作溫度的上升而出现的断态电流的增 加相当细微。因此，通过使用运种晶体管作为提供在液晶显示设备的每个像素中的晶体管， 可W降低诸如溫度之类的外部因素对像素中图像信号的泄漏的影响。也就是，该液晶显示 设备是如下液晶显示设备，其中，即使当该液晶显示设备被用于环境变化显著的室外时，也 可W抑制显示劣化（显示质量的下降）。
【附图说明】
[0017] 图IA和图IB示出了根据实施例1的液晶显示设备。
[001引图2示出了根据实施例1的液晶显示设备。
[0019] 图3A至图3C示出了根据实施例1的液晶显示设备。
[0020] 图4A至图4D示出了根据实施例2的晶体管。
[0021] 图5A和5B均示出了根据实施例3的液晶显示设备。
[0022] 图6A至6F均示出了根据实施例4的电子设备。
[0023] 图7是示出根据示例1的晶体管的初始特性的图表。
[0024] 图8A和SB是根据示例I的用于晶体管的试验元件的俯视图。
[0025] 图9A和9B是示出根据示例1的用于晶体管的试验元件的Vg-Id特性的图表。 [002引（附图标记说明）
[0027] 10 :控制电路，11 :扫描线驱动器电路，12 :信号线驱动器电路，13 :像素部分，14 : 像素，15 :晶体管，16 :液晶元件，17 :电容器，20 :信号生成电路，21 :存储器电路，22 :比较 电路，23 :选择电路，24 :显示控制电路，25 :存储器，400 :衬底，402 :栅极绝缘层，403 :保 护性绝缘层，410 :薄膜晶体管，411 :栅电极层，413 :沟道形成区，414a:源区，414b:漏区， 415a:源电极层，415b:漏电极层，416 :氧化物绝缘层，430 :氧化物半导体膜，431 :氧化物半 导体层，501 :液晶显示面板，502 :触摸面板单元，503 :壳体，504 :液晶显示设备，505 :像素， 506 :光传感器，507 :液晶元件，508 :扫描线驱动器电路，509 :信号线驱动器电路，510 :光传 感器驱动器电路，2201 :主体，2202 :壳体，2203 :显示部分，2204 :键盘，2211 :主体，2212 : 触笔，2213 :显示部分，2214 :操作按钮，2215 :外部接口，2220 :电子书阅读器，2221 :壳体， 2223 :壳体，2225 :显示部分，2227 :显示部分，2231 :电源，2233 :操作键，2235 :扬声器， 2237 :轴部分，2240 :壳体，2241 :壳体，2242 :显示面板，2243 :扬声器，2244 :麦克风，2245 : 操作键，2246 :指示设备，2247 :相机镜头，2248 :外部连接端子，2249 :太阳能电池，2250 : 外部存储卡槽；2261 :主体，2263 :目镜，2264 :操作开关，2265 :显示部分度），2266 :电池， 2267 :显示部分（A) ,2270 :电视机，2271 :壳体，2273 :显示部分，2275 :架子，2277 :显示部 分，2279 :操作键，2280 :遥控器。 具体实施例
[0028] 下面参照附图描述本发明的实施例。注意，本发明并不局限于下述描述，并且本领 域技术人员可容易地理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可W做出各种改变和修 改。因此，本发明不应该被局限于对下述实施例的描述。
[0029] 注意，取决于晶体管的结构和运行条件等，该晶体管的源极端子和漏极端子是可 变化的。因此，在本文件中，作为晶体管的源极和漏极的端子中的一个端子被称为第一端 子，而作为晶体管的源极和漏极的端子中的另一个端子被称为第二端子，W进行区分。
[0030] 注意，在某些情况下，出于简洁的目的，附图中或实施例中图示的每个结构的区域 或层的尺寸和厚度等被夸大。因此，本发明的实施例不局限于运些比例。此外，在本说明书 中，诸如"第一"、"第二"和"第之类的序数词被用于避免组成部件之间的混淆，并且运 些序数词并没有在数字上限制运些组成部件。
[003。（实施例1)
[0032] 在本实施例中，将描述有源矩阵液晶显示设备的示例。具体地，参照图IA和1B，图 2W及图3A至3C，描述可W选择图像信号至像素部分的输入的有源矩阵液晶显示设备。 [003引下面，参照图IA和1B，描述本实施例的液晶显示设备的结构示例。图IA和IB示出 了液晶显示设备的结构示例。图IA中示出的液晶显示设备包括控制电路10、扫描线驱动器 电路11、信号线驱动器电路12、和像素部分13。像素部分13包括布置成矩阵形式的多个像 素14。图IB示出了多个像素14中的一个像素的结构示例。图IB中示出的像素14包括： 晶体管15,该晶体管15具有电连接至扫描线驱动器电路11的栅极端子和电连接至信号线 驱动器电路12的第一端子；液晶元件16,该液晶元件16具有电连接至晶体管15的第二端 子的一个端子W及电连接至供给公共电势（V。。。）的布线的另一个端子；W及，电容器17,该 电容器17具有电连接至晶体管15的第二端子和液晶元件16的所述一个端子的一个端子 W及电连接至供给公共电势（V。。。）的布线的另一个端子。
[0034] 在本实施例的液晶显示设备中，晶体管15的开关由扫描线驱动器电路11控制， 并且图像信号从信号线驱动器电路12经由晶体管15输入至液晶元件16。注意，液晶元件 16包括插入在该一个端子和该另一个端子之间的液晶层。将对应于图像信号和公共电势 (V。?)之间的电势差的电压施加至该液晶层。通过该电压，该液晶层的排列状态得到了控 审IJ。在本实施例的液晶显示设备中，使用该排列来控制每个像素14的显示。注意，提供电 容器17,W存储施加至该液晶元件16的电压。
[0035] 此外，在本实施例的液晶显示设备中，扫描线驱动器电路11和信号线驱动器电路 12的操作由控制电路10控制，由此可W选择图像信号至像素部分13的输入。