液晶显示设备、用于驱动该液晶显示设备的方法、以及包括该液晶显示设备的电子设备的制作方法
专利名称：液晶显示设备、用于驱动该液晶显示设备的方法、以及包括该液晶显示设备的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示设备。此外，本发明涉及用于驱动液晶显示设备的方法。此夕卜，本发明涉及包括液晶显示设备的电子设备。
背景技术：
如通常在液晶显示设备中看到的，在诸如玻璃基板之类的平板上形成的薄膜晶体管使用非晶硅或多晶硅来形成。虽然包含非晶硅的薄膜晶体管具有低场效应迁移率，但是它可在较大的玻璃基板上形成。相反，虽然包含多晶硅的薄膜晶体管具有高场效应迁移率，但是它需要诸如激光退火之类的结晶工艺，并且阈值电压变化较大，从而这种晶体管未必总是适合较大的玻璃基板。相反，薄膜晶体管使用氧化物半导体来形成且应用于电子设备或光学设备的技术已引起了关注。例如，专利文献I公开了通过将氧化锌或In-Ga-Zn-O基氧化物半导体用于氧化物半导体膜来形成薄膜晶体管、且将其用作液晶显示设备中的开关元件等的技术。[参考文献][参考文献I]日本公开专利申请No.2006-165528本发明的公开内容在沟道区中包括氧化物半导体的薄膜晶体管的场效应迁移率高于在沟道区中包括非晶硅的薄膜晶体管的场效应迁移率。期望包括使用氧化物半导体形成的这种薄膜晶体管的像素应用于显示设备，诸如液晶显示设备。在液晶显示设备中所包括的每一像素中，用于将保持液晶材料的相对电极的电位保持特定时间段的存储电容器被设置在该像素的一部分区域中以控制液晶元件的取向。为了保持要保持液晶材料的相对电极的电位，有必要减少来自保持液晶材料的相对电极的电荷泄漏。减小连接到设置在每一像素中的像素电极的薄膜晶体管的截止状态电流是重要的。另外，当显示静止图像、或者显示一部分是静止图像的活动图像(这种图像也称为部分活动图像)时，即使在一系列周期中的图像信号相同时，用于将图像信号重写到与已被重写的图像相同的图像信号的操作也是必要的。因此，即使当一系列周期中的图像信号相同时，功耗因图像信号的多次重写操作而增加。在此情况下，即使功耗通过图像信号的重写频率的降低而降低，由于截止状态电流等的增大，也难以将图像信号保持在像素中。由此，担心显示质量将下降。注意，在本说明书中，截止状态电流是当晶体管截止(非导通)时在源极和漏极之间流动的电流。在η沟道薄膜晶体管(例如，具有约O至2V的阈值电压)的情况下，截止状态电流是当在栅极和源极之间施加负电压时在源极和漏极之间流动的电流。鉴于上述问题，本发明的一个实施例的目的在于，减小薄膜晶体管的截止状态电流、以及能够显示活动图像和静止图像的液晶显示设备的功耗。
本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路和选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给检测到该差异的像素。该像素包括薄膜晶体管。薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。 本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线和选择线的信号线驱动电路和用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给其中通过控制解码器电路而检测到该差异的像素。该像素包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管。第一薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，第一薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而第一薄膜晶体管的第二端子电连接到第二薄膜晶体管的第一端子。第二薄膜晶体管的栅极电连接到选择线，而第二薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管各自包括包含氧化物半导体的半导体层。本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括用移位寄存器电路选择性地控制信号线的信号线驱动电路和用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路将图像信号供应给其中通过控制解码器电路而检测到该差异的像素。该像素包括薄膜晶体管。薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。在本发明的一个实施例中，通过二次离子质谱法测量的氧化物半导体中的氢浓度低于或等于lX1016/cm3。在本发明的一个实施例中，液晶显示设备中的氧化物半导体的载流子浓度可低于lX1014/cm3。在本发明的一个实施例中，液晶显示设备可具有以下结构像素部分包括每一像素中的像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上；对电极设置在第二基板上；液晶保持在像素电极和对电极之间；对电极通过开关晶体管电连接到端子部分；以及开关晶体管中所包括的半导体层使用氧化物半导体来形成。本发明的一个实施例是一种用于驱动液晶显示设备的方法，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号且设置有包括使用氧化物半导体形成的半导体层的薄膜晶体管的多个像素的像素部分；包括信号线驱动电路和栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。该方法包括在一系列帧周期中读取和比较存储在每一像素中的存储器电路内的图像信号、并在比较电路中计算差异的步骤；以及控制驱动电路以使显示控制电路只将图像信号供应给其中在比较电路中检测到该差异的像素的步骤。根据本发明的一个实施例，在不降低显示质量的情况下，可减小包含氧化物半导体的薄膜晶体管的截止状态电流，并且可降低在显示活动图像、静止图像等时消耗的功率。附图简述在附图中图I示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；
图2A和2B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图3A和3B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图4A和4B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图5示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图6A至6C示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图7A至7E示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图8A至8E示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图9示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图IOA至IOC示出根据本发明的一个实施例的电子设备；图IlA至IlC示出根据本发明的一个实施例的电子设备；
图12是包含氧化物半导体的倒交错薄膜晶体管的纵向截面图；图13A和13B是图12中的A_A’截面的能带图(示意图)；图14A是示出向栅极(GI)施加正电压(+Ve)的状态的能带图(示意图)，而图14B是示出向栅极(Gl)施加负电压(-Ve)的状态的能带图(示意图)；图15示出真空能级、金属的功函数(ΦΜ)、以及氧化物半导体的电子亲和性(X )之间的关系；图16示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图17Α至17C示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图18Α和18Β示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；以及图19示出根据本发明的一个实施例中的TFT的I11-Ve特性。 用于实现本发明的最佳模式在下文中将参考附图描述本发明的各个实施例。注意，本发明可以各种不同的方式实现，并且本领域技术人员将容易理解本发明的实施方式与细节可以各种方式改变而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明不应被解释为限于各个实施例的以下描述。注意，在以下所述的本发明的结构中，表示相同部分的附图标记在附图中通用。注意，在一些情况下为了清楚起见，尺寸、层厚、或附图所示的每一组件的区域等被放大。因此，本发明的各个实施例不限于这些缩放比例。注意，在本说明书中，为了避免组件之间的混淆使用诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第N” (N是自然数)之类的术语，而这些术语并不限制数量。(实施例I)在本实施例中，描述液晶显示设备的框图、以及用于确定活动图像、静止图像和部分活动图像的过程。首先，图I示出液晶显示设备的框图。图I所示的液晶显示设备1000包括显示面板1001、存储器电路1002、比较电路1003、以及显示控制电路1004。从外部输入供应给每一像素的图像信号Data (数据)。显示面板1001包括例如驱动电路部分1005和像素部分1006。驱动电路部分1005包括栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B。栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B是用于选择性地驱动像素部分1006中所包括的 多个像素的驱动电路。具体地，驱动电路部分1005包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路、以及选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路。例如，解码器电路可被用作栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B。替换地，解码器电路可被用作栅极线驱动电路1007A，而移位寄存器电路可被用作信号线驱动电路1007B。注意，栅极线驱动电路1007A、信号线驱动电路1007B、以及像素部分1006可使用在一个基板上形成的薄膜晶体管来形成。替换地，栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B、以及像素部分1006可在不同的基板上形成。注意，作为设置在像素部分1006的每一像素中的薄膜晶体管，使用其半导体层使用氧化物半导体形成的η沟道薄膜晶体管。描述用于像素部分1006中所包括的薄膜晶体管的半导体层的氧化物半导体、以及其半导体层使用氧化物半导体形成的薄膜晶体管。注意，可采用逐行扫描法、隔行扫描法等作为像素电路的显示方法。此外，在色彩显示时在像素中所控制的色素不限于三种色彩R、G和B (R、G和B分别对应于红色、绿色和蓝色)。例如，可使用R、G、B和W (W对应于白色)，或者R、G、B、以及黄色、青色、品红色等中的一种或多种。注意，色素点之间的显示区大小可不同。然而，本发明的一个实施例不限于彩色液晶显示设备，并且可应用于单色液晶显示设备。作为氧化物半导体，可使用诸如In-Sn-Ga-Zn-0、In-Ga-Zn-0、In-Sn-Zn-O、In_Al_Zn_0、Sn-Ga-Zn-OΛ Al_Ga_Zn_0、Sn_Al_Zn_0、In_Zn_0、Sn_Zn_0、Al_Zn_0、Zn-Mg-OΛSn-Mg-O> In-Mg-0、ln_0、Sn_0、或者Zn-O之类的氧化物半导体。此外，Si可包含在氧化物半导体中。可使用表达为InM03(Zn0)m(m>0)的薄膜作为氧化物半导体。在此，M表示选自Ga、Al、Mn、或Co的一种或多种金属元素。例如，M可以是Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。在其组合式被表达为InMO3(ZnO)m (m>0)的氧化物半导体膜中，包含Ga作为M的氧化物半导体被称为In-Ga-Zn-O基氧化物半导体，并且In-Ga-Zn-O基氧化物半导体的薄膜也被称为In-Ga-Zn-O基月旲。图12是包含氧化物半导体的倒交错薄膜晶体管的纵向截面图。氧化物半导体层
(OS)隔着栅绝缘膜(GI)设置在栅电极(GEl)上。源电极(S)和漏电极(D)设置在该栅电极(GEl)上。图13A和13B是图12中的A_A’截面的能带图(示意图)。图13A示出源极电压和漏极电压相等(Vd=OV)的情况，而图13B示出向漏极施加正电位(VD>0V)的情况。图14A和14B是图12中的B-B’截面的能带图(示意图)。图14A示出向栅极(Gl)施加正电位(+Ve)且载流子(电子)在源极和漏极之间流动的状态。此外，图14B示出向栅极(Gl)施加负电位(-Ve)且薄膜晶体管截止(少数载流子不流动)的状态。注意，在图14A和14B中，向栅极(G2)施加GND电位。
图15示出真空能级、金属的功函数(ΦΜ)、以及氧化物半导体的电子亲和性(X )之间的关系。常规氧化物半导体一般具有η型导电性，并且费米能级(Ef)在此情况下离开位于能带中间的本征费米能级(Ei),且位于靠近导带处。注意，已知氧化物半导体中氢的部分用作施主且是使氧化物半导体具有η型导电性的因素。相反，本发明的氧化物半导体是通过从氧化物半导体去除作为η型杂质的氢并且通过增大纯度以尽可能地不包含除氧化物半导体的主要组分以外的杂质而获取的本征(i型)或基本本征的氧化物半导体。换句话说，该氧化物半导体是不通过添加杂质而通过尽可能地去除诸如氢或水之类的杂质的高度提纯的本征(i型)半导体或接近高度提纯的本征半导体。以此方式，费米能级(Ef)可等于本征费米能级(EiX即，在氧化物半导体的带隙(Eg)为3. 15eV的情况下，电子亲和性(x )为4. 3eV。用于源电极和漏电极的钛(Ti)的功函数基本上等于氧化物半导体的电子亲和性(X )。在 此情况下，在金属和氧化物半导体之间的界面处不形成肖特基电子势垒。换句话说，在金属的功函数(ΦΜ)等于氧化物半导体的电子亲和性(X )且金属和氧化物半导体彼此接触的情况下，获取如图13A所示的能带图(示意图)。在图13B中，黑圆圈(·)指示电子。在向漏极施加正电压时，电子被注入势垒(h)上的氧化物半导体，并且向漏极流动。在此情况下，势垒的高度(h)根据栅电压和漏电压而改变；在施加正漏电压的情况下，势垒的高度(h)小于图13A中未施加电压的势垒的高度，即，带隙(Eg)的一半。在此情况下，如图14A所示，电子沿最低部分移动，该最低部分在栅绝缘膜和高度提纯的氧化物半导体之间的界面处的氧化物半导体侧上是能量稳定的。此外，在图14B中，当向栅极(Gl)施加负电位时，电流量极接近于零，因为作为少数载流子的空穴的数量基本为零。例如，即使当薄膜晶体管具有I X IO4 μ m的沟道宽度W和3 μ m的沟道长度L时，也可获取小于或等于KT13A的截止状态电流、以及O. lV/dec的亚阈值摆幅(S值)(栅绝缘膜的厚度为IOOnm)。通过以此方式增大纯度以尽可能地不包括除氧化物半导体的主要组分以外的杂质，薄膜晶体管可顺利地操作。为了防止本发明的氧化物半导体的电特性变化，从氧化物半导体层有意地去除引起该变化的杂质，诸如氢、水分、羟基、或氢化物(也称为氢化合物)。另外，通过供应在去除杂质的步骤中同时还原的作为氧化物半导体的组分的氧，氧化物半导体层变成高度提纯的电i型(本征)氧化物半导体层。因此，优选氧化物半导体中的氢含量尽可能地少。优选氧化物半导体中的氢含量小于或等于I X IOlfVcm3，并且尽可能地去除氧化物半导体中所包含的氢以尽可能地接近于零。注意，氧化物半导体中的氢浓度可通过二次离子质谱法(SMS)来测量。此外，高度提纯的氧化物半导体中的载流子的数量相当地小(接近于零)，而氧化物半导体层中的载流子浓度低于I X IO1Vcm3、优选低于或等于I X IO1Vcm30即，氧化物半导体层的载流子浓度尽可能地接近于零。由于氧化物半导体中的载流子的数量相当地小，因此可减小薄膜晶体管的截止状态电流。优选截止状态电流尽可能地低。薄膜晶体管中的沟道宽度(W)的每微米电流量小于或等于IOOaA/μ m、优选地小于或等于IOaA/μ m、更优选小于或等于IaA/ μ m。在此，参考数学公式和测量数据来详细地描述在高度提纯的氧化物半导体层中载流子的数量相当地小(基本为零)且截止状态电流相当地低的情况。如果费米-狄拉克分布保持真，则高度提纯的氧化物半导体的Eg为3. 05至
3.15eV;由此，本征载流子的数量远小于Si (也称为硅)的数量。此外，Si的本征载流子密度Iii约为10lclcm_3，而高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii约为10_7cm_3。换句话说，Si的本征载流子密度Iii和高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii之间的差值约为17-数位的差值，并且发现高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii远小于硅的 本征载流子密度Iii。可容易地估计高度提纯的氧化物半导体的本征载流子浓度。已知固体中的电子的能量分布f基于由数学公式I表达的费米-狄拉克统计。[数学公式I]
( τ-ΛI
「00761=(F-F Λ
IUU / O」,i-t [j it I
I + exp --
*I ηη I
Vs ki J没有很高载流子密度的普通半导体(S卩，未简并的普通半导体)的费米-狄拉克分布可通过以下数学公式来近似。[数学公式2]I E-Ef I >kT因此，如数学公式I表达的费米-狄拉克分布可通过如数学公式3表达的玻尔兹曼分布的公式来近似。[数学公式3]
「I:' — ￡ . 'f\E) = exp ———
'L !<τ .当使用数学公式3来计算半导体的本征载流子密度Ui)时，获取数学公式4。[数学公式4]
_ 「 ￡、Jii = ^NcNr exp —通过将状态的有效密度值(Ne和Nv)、以及参考文献中所公开的Si和In-Ga-Zn-O(在下文中简称为IGZ0)的导带和价带中的带隙(Eg)代入数学公式4来计算本征载流子密度。表格I示出这些计算。注意，示出3. 05eV (IGZOl)的基准值和3. 15eV (IGZ02)的测量值作为IGZO的带隙。[表格I]
权利要求
1.一种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成选择性地控制信号线的信号线驱动电路和被配置成选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号，并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成只将所述第二图像信号供应给检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括薄膜晶体管， 其中所述薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及其中所述薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
2.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
3.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
4.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
5.如权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
6.如权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于I X IO14/Cm3。
7.一种包括如权利要求I所述的液晶显示设备的电子设备。
8.—种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成选择性地控制信号线和选择线的信号线驱动电路和被配置成用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号，并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成只将所述第二图像信号供应给其中通过控制所述解码器电路而检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管， 其中所述第一薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述第一薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述第一薄膜晶体管的第二端子电连接到所述第二薄膜晶体管的第一端子， 其中所述第二薄膜晶体管的栅极电连接到所述选择线，而所述第二薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及 其中所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管各自包括包含氧化物半导体的半导体层。
9.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
10.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
11.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
12.如权利要求11所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
13.如权利要求11所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于lX1014/cm3。
14.一种包括如权利要求8所述的液晶显示设备的电子设备。
15.—种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成用移位寄存器电路选择性地控制信号线的信号线驱动电路和被配置成用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及 被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成将所述第二图像信号供应给其中通过控制所述解码器电路而检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括薄膜晶体管， 其中所述薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及其中所述薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
16.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
17.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
18.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
19.如权利要求18所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
20.如权利要求18所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于lX1014/cm3。
21.一种包括如权利要求15所述的液晶显示设备的电子设备。
22.一种用于驱动液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括包括多个像素的像素部分，所述多个像素供应有图像信号且设置有包括使用氧化物半导体形成的半导体层的薄膜晶体管；包括信号线驱动电路和栅极线驱动电路的驱动电路；被配置成存储所述图像信号的存储器电路；被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述图像信号并检测差异的比较电路；以及被配置成控制所述驱动电路并读取所述图像信号的显示控制电路，所述方法包括以下步骤 在一系列帧周期中读取和比较存储在每一像素中的所述存储器电路内的第一图像信号和第二图像信号、并在所述比较电路中检测差异；以及 控制所述驱动电路以使所述显示控制电路只将所述第二图像信号供应给其中在所述比较电路中检测到所述差异的像素。
全文摘要
液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路和选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并检测差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给检测到该差异的像素。像素包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
文档编号G09G3/20GK102648490SQ20108005397
公开日2012年8月22日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月30日
发明者小山润, 山崎舜平 申请人:株式会社半导体能源研究所
技术领域：
本发明涉及液晶显示设备。此外，本发明涉及用于驱动液晶显示设备的方法。此夕卜，本发明涉及包括液晶显示设备的电子设备。
背景技术：
如通常在液晶显示设备中看到的，在诸如玻璃基板之类的平板上形成的薄膜晶体管使用非晶硅或多晶硅来形成。虽然包含非晶硅的薄膜晶体管具有低场效应迁移率，但是它可在较大的玻璃基板上形成。相反，虽然包含多晶硅的薄膜晶体管具有高场效应迁移率，但是它需要诸如激光退火之类的结晶工艺，并且阈值电压变化较大，从而这种晶体管未必总是适合较大的玻璃基板。相反，薄膜晶体管使用氧化物半导体来形成且应用于电子设备或光学设备的技术已引起了关注。例如，专利文献I公开了通过将氧化锌或In-Ga-Zn-O基氧化物半导体用于氧化物半导体膜来形成薄膜晶体管、且将其用作液晶显示设备中的开关元件等的技术。[参考文献][参考文献I]日本公开专利申请No.2006-165528本发明的公开内容在沟道区中包括氧化物半导体的薄膜晶体管的场效应迁移率高于在沟道区中包括非晶硅的薄膜晶体管的场效应迁移率。期望包括使用氧化物半导体形成的这种薄膜晶体管的像素应用于显示设备，诸如液晶显示设备。在液晶显示设备中所包括的每一像素中，用于将保持液晶材料的相对电极的电位保持特定时间段的存储电容器被设置在该像素的一部分区域中以控制液晶元件的取向。为了保持要保持液晶材料的相对电极的电位，有必要减少来自保持液晶材料的相对电极的电荷泄漏。减小连接到设置在每一像素中的像素电极的薄膜晶体管的截止状态电流是重要的。另外，当显示静止图像、或者显示一部分是静止图像的活动图像(这种图像也称为部分活动图像)时，即使在一系列周期中的图像信号相同时，用于将图像信号重写到与已被重写的图像相同的图像信号的操作也是必要的。因此，即使当一系列周期中的图像信号相同时，功耗因图像信号的多次重写操作而增加。在此情况下，即使功耗通过图像信号的重写频率的降低而降低，由于截止状态电流等的增大，也难以将图像信号保持在像素中。由此，担心显示质量将下降。注意，在本说明书中，截止状态电流是当晶体管截止(非导通)时在源极和漏极之间流动的电流。在η沟道薄膜晶体管(例如，具有约O至2V的阈值电压)的情况下，截止状态电流是当在栅极和源极之间施加负电压时在源极和漏极之间流动的电流。鉴于上述问题，本发明的一个实施例的目的在于，减小薄膜晶体管的截止状态电流、以及能够显示活动图像和静止图像的液晶显示设备的功耗。
本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路和选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给检测到该差异的像素。该像素包括薄膜晶体管。薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。 本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线和选择线的信号线驱动电路和用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给其中通过控制解码器电路而检测到该差异的像素。该像素包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管。第一薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，第一薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而第一薄膜晶体管的第二端子电连接到第二薄膜晶体管的第一端子。第二薄膜晶体管的栅极电连接到选择线，而第二薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管各自包括包含氧化物半导体的半导体层。本发明的一个实施例是液晶显示设备，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括用移位寄存器电路选择性地控制信号线的信号线驱动电路和用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路将图像信号供应给其中通过控制解码器电路而检测到该差异的像素。该像素包括薄膜晶体管。薄膜晶体管的栅极电连接到栅极线，薄膜晶体管的第一端子电连接到信号线，而薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极。薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。在本发明的一个实施例中，通过二次离子质谱法测量的氧化物半导体中的氢浓度低于或等于lX1016/cm3。在本发明的一个实施例中，液晶显示设备中的氧化物半导体的载流子浓度可低于lX1014/cm3。在本发明的一个实施例中，液晶显示设备可具有以下结构像素部分包括每一像素中的像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上；对电极设置在第二基板上；液晶保持在像素电极和对电极之间；对电极通过开关晶体管电连接到端子部分；以及开关晶体管中所包括的半导体层使用氧化物半导体来形成。本发明的一个实施例是一种用于驱动液晶显示设备的方法，该液晶显示设备包括包括供应有图像信号且设置有包括使用氧化物半导体形成的半导体层的薄膜晶体管的多个像素的像素部分；包括信号线驱动电路和栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并计算差异的比较电路；以及控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。该方法包括在一系列帧周期中读取和比较存储在每一像素中的存储器电路内的图像信号、并在比较电路中计算差异的步骤；以及控制驱动电路以使显示控制电路只将图像信号供应给其中在比较电路中检测到该差异的像素的步骤。根据本发明的一个实施例，在不降低显示质量的情况下，可减小包含氧化物半导体的薄膜晶体管的截止状态电流，并且可降低在显示活动图像、静止图像等时消耗的功率。附图简述在附图中图I示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；
图2A和2B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图3A和3B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图4A和4B示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图5示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图6A至6C示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图7A至7E示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图8A至8E示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图9示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图IOA至IOC示出根据本发明的一个实施例的电子设备；图IlA至IlC示出根据本发明的一个实施例的电子设备；
图12是包含氧化物半导体的倒交错薄膜晶体管的纵向截面图；图13A和13B是图12中的A_A’截面的能带图(示意图)；图14A是示出向栅极(GI)施加正电压(+Ve)的状态的能带图(示意图)，而图14B是示出向栅极(Gl)施加负电压(-Ve)的状态的能带图(示意图)；图15示出真空能级、金属的功函数(ΦΜ)、以及氧化物半导体的电子亲和性(X )之间的关系；图16示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图17Α至17C示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；图18Α和18Β示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备；以及图19示出根据本发明的一个实施例中的TFT的I11-Ve特性。 用于实现本发明的最佳模式在下文中将参考附图描述本发明的各个实施例。注意，本发明可以各种不同的方式实现，并且本领域技术人员将容易理解本发明的实施方式与细节可以各种方式改变而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明不应被解释为限于各个实施例的以下描述。注意，在以下所述的本发明的结构中，表示相同部分的附图标记在附图中通用。注意，在一些情况下为了清楚起见，尺寸、层厚、或附图所示的每一组件的区域等被放大。因此，本发明的各个实施例不限于这些缩放比例。注意，在本说明书中，为了避免组件之间的混淆使用诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第N” (N是自然数)之类的术语，而这些术语并不限制数量。(实施例I)在本实施例中，描述液晶显示设备的框图、以及用于确定活动图像、静止图像和部分活动图像的过程。首先，图I示出液晶显示设备的框图。图I所示的液晶显示设备1000包括显示面板1001、存储器电路1002、比较电路1003、以及显示控制电路1004。从外部输入供应给每一像素的图像信号Data (数据)。显示面板1001包括例如驱动电路部分1005和像素部分1006。驱动电路部分1005包括栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B。栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B是用于选择性地驱动像素部分1006中所包括的 多个像素的驱动电路。具体地，驱动电路部分1005包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路、以及选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路。例如，解码器电路可被用作栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B。替换地，解码器电路可被用作栅极线驱动电路1007A，而移位寄存器电路可被用作信号线驱动电路1007B。注意，栅极线驱动电路1007A、信号线驱动电路1007B、以及像素部分1006可使用在一个基板上形成的薄膜晶体管来形成。替换地，栅极线驱动电路1007A和信号线驱动电路1007B、以及像素部分1006可在不同的基板上形成。注意，作为设置在像素部分1006的每一像素中的薄膜晶体管，使用其半导体层使用氧化物半导体形成的η沟道薄膜晶体管。描述用于像素部分1006中所包括的薄膜晶体管的半导体层的氧化物半导体、以及其半导体层使用氧化物半导体形成的薄膜晶体管。注意，可采用逐行扫描法、隔行扫描法等作为像素电路的显示方法。此外，在色彩显示时在像素中所控制的色素不限于三种色彩R、G和B (R、G和B分别对应于红色、绿色和蓝色)。例如，可使用R、G、B和W (W对应于白色)，或者R、G、B、以及黄色、青色、品红色等中的一种或多种。注意，色素点之间的显示区大小可不同。然而，本发明的一个实施例不限于彩色液晶显示设备，并且可应用于单色液晶显示设备。作为氧化物半导体，可使用诸如In-Sn-Ga-Zn-0、In-Ga-Zn-0、In-Sn-Zn-O、In_Al_Zn_0、Sn-Ga-Zn-OΛ Al_Ga_Zn_0、Sn_Al_Zn_0、In_Zn_0、Sn_Zn_0、Al_Zn_0、Zn-Mg-OΛSn-Mg-O> In-Mg-0、ln_0、Sn_0、或者Zn-O之类的氧化物半导体。此外，Si可包含在氧化物半导体中。可使用表达为InM03(Zn0)m(m>0)的薄膜作为氧化物半导体。在此，M表示选自Ga、Al、Mn、或Co的一种或多种金属元素。例如，M可以是Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。在其组合式被表达为InMO3(ZnO)m (m>0)的氧化物半导体膜中，包含Ga作为M的氧化物半导体被称为In-Ga-Zn-O基氧化物半导体，并且In-Ga-Zn-O基氧化物半导体的薄膜也被称为In-Ga-Zn-O基月旲。图12是包含氧化物半导体的倒交错薄膜晶体管的纵向截面图。氧化物半导体层
(OS)隔着栅绝缘膜(GI)设置在栅电极(GEl)上。源电极(S)和漏电极(D)设置在该栅电极(GEl)上。图13A和13B是图12中的A_A’截面的能带图(示意图)。图13A示出源极电压和漏极电压相等(Vd=OV)的情况，而图13B示出向漏极施加正电位(VD>0V)的情况。图14A和14B是图12中的B-B’截面的能带图(示意图)。图14A示出向栅极(Gl)施加正电位(+Ve)且载流子(电子)在源极和漏极之间流动的状态。此外，图14B示出向栅极(Gl)施加负电位(-Ve)且薄膜晶体管截止(少数载流子不流动)的状态。注意，在图14A和14B中，向栅极(G2)施加GND电位。
图15示出真空能级、金属的功函数(ΦΜ)、以及氧化物半导体的电子亲和性(X )之间的关系。常规氧化物半导体一般具有η型导电性，并且费米能级(Ef)在此情况下离开位于能带中间的本征费米能级(Ei),且位于靠近导带处。注意，已知氧化物半导体中氢的部分用作施主且是使氧化物半导体具有η型导电性的因素。相反，本发明的氧化物半导体是通过从氧化物半导体去除作为η型杂质的氢并且通过增大纯度以尽可能地不包含除氧化物半导体的主要组分以外的杂质而获取的本征(i型)或基本本征的氧化物半导体。换句话说，该氧化物半导体是不通过添加杂质而通过尽可能地去除诸如氢或水之类的杂质的高度提纯的本征(i型)半导体或接近高度提纯的本征半导体。以此方式，费米能级(Ef)可等于本征费米能级(EiX即，在氧化物半导体的带隙(Eg)为3. 15eV的情况下，电子亲和性(x )为4. 3eV。用于源电极和漏电极的钛(Ti)的功函数基本上等于氧化物半导体的电子亲和性(X )。在 此情况下，在金属和氧化物半导体之间的界面处不形成肖特基电子势垒。换句话说，在金属的功函数(ΦΜ)等于氧化物半导体的电子亲和性(X )且金属和氧化物半导体彼此接触的情况下，获取如图13A所示的能带图(示意图)。在图13B中，黑圆圈(·)指示电子。在向漏极施加正电压时，电子被注入势垒(h)上的氧化物半导体，并且向漏极流动。在此情况下，势垒的高度(h)根据栅电压和漏电压而改变；在施加正漏电压的情况下，势垒的高度(h)小于图13A中未施加电压的势垒的高度，即，带隙(Eg)的一半。在此情况下，如图14A所示，电子沿最低部分移动，该最低部分在栅绝缘膜和高度提纯的氧化物半导体之间的界面处的氧化物半导体侧上是能量稳定的。此外，在图14B中，当向栅极(Gl)施加负电位时，电流量极接近于零，因为作为少数载流子的空穴的数量基本为零。例如，即使当薄膜晶体管具有I X IO4 μ m的沟道宽度W和3 μ m的沟道长度L时，也可获取小于或等于KT13A的截止状态电流、以及O. lV/dec的亚阈值摆幅(S值)(栅绝缘膜的厚度为IOOnm)。通过以此方式增大纯度以尽可能地不包括除氧化物半导体的主要组分以外的杂质，薄膜晶体管可顺利地操作。为了防止本发明的氧化物半导体的电特性变化，从氧化物半导体层有意地去除引起该变化的杂质，诸如氢、水分、羟基、或氢化物(也称为氢化合物)。另外，通过供应在去除杂质的步骤中同时还原的作为氧化物半导体的组分的氧，氧化物半导体层变成高度提纯的电i型(本征)氧化物半导体层。因此，优选氧化物半导体中的氢含量尽可能地少。优选氧化物半导体中的氢含量小于或等于I X IOlfVcm3，并且尽可能地去除氧化物半导体中所包含的氢以尽可能地接近于零。注意，氧化物半导体中的氢浓度可通过二次离子质谱法(SMS)来测量。此外，高度提纯的氧化物半导体中的载流子的数量相当地小(接近于零)，而氧化物半导体层中的载流子浓度低于I X IO1Vcm3、优选低于或等于I X IO1Vcm30即，氧化物半导体层的载流子浓度尽可能地接近于零。由于氧化物半导体中的载流子的数量相当地小，因此可减小薄膜晶体管的截止状态电流。优选截止状态电流尽可能地低。薄膜晶体管中的沟道宽度(W)的每微米电流量小于或等于IOOaA/μ m、优选地小于或等于IOaA/μ m、更优选小于或等于IaA/ μ m。在此，参考数学公式和测量数据来详细地描述在高度提纯的氧化物半导体层中载流子的数量相当地小(基本为零)且截止状态电流相当地低的情况。如果费米-狄拉克分布保持真，则高度提纯的氧化物半导体的Eg为3. 05至
3.15eV;由此，本征载流子的数量远小于Si (也称为硅)的数量。此外，Si的本征载流子密度Iii约为10lclcm_3，而高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii约为10_7cm_3。换句话说，Si的本征载流子密度Iii和高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii之间的差值约为17-数位的差值，并且发现高度提纯的氧化物半导体的本征载流子密度Iii远小于硅的 本征载流子密度Iii。可容易地估计高度提纯的氧化物半导体的本征载流子浓度。已知固体中的电子的能量分布f基于由数学公式I表达的费米-狄拉克统计。[数学公式I]
( τ-ΛI
「00761=(F-F Λ
IUU / O」,i-t [j it I
I + exp --
*I ηη I
Vs ki J没有很高载流子密度的普通半导体(S卩，未简并的普通半导体)的费米-狄拉克分布可通过以下数学公式来近似。[数学公式2]I E-Ef I >kT因此，如数学公式I表达的费米-狄拉克分布可通过如数学公式3表达的玻尔兹曼分布的公式来近似。[数学公式3]
「I:' — ￡ . 'f\E) = exp ———
'L !<τ .当使用数学公式3来计算半导体的本征载流子密度Ui)时，获取数学公式4。[数学公式4]
_ 「 ￡、Jii = ^NcNr exp —通过将状态的有效密度值(Ne和Nv)、以及参考文献中所公开的Si和In-Ga-Zn-O(在下文中简称为IGZ0)的导带和价带中的带隙(Eg)代入数学公式4来计算本征载流子密度。表格I示出这些计算。注意，示出3. 05eV (IGZOl)的基准值和3. 15eV (IGZ02)的测量值作为IGZO的带隙。[表格I]
权利要求
1.一种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成选择性地控制信号线的信号线驱动电路和被配置成选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号，并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成只将所述第二图像信号供应给检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括薄膜晶体管， 其中所述薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及其中所述薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
2.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
3.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
4.如权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
5.如权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
6.如权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于I X IO14/Cm3。
7.一种包括如权利要求I所述的液晶显示设备的电子设备。
8.—种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成选择性地控制信号线和选择线的信号线驱动电路和被配置成用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号，并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成只将所述第二图像信号供应给其中通过控制所述解码器电路而检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管， 其中所述第一薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述第一薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述第一薄膜晶体管的第二端子电连接到所述第二薄膜晶体管的第一端子， 其中所述第二薄膜晶体管的栅极电连接到所述选择线，而所述第二薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及 其中所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管各自包括包含氧化物半导体的半导体层。
9.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
10.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
11.如权利要求8所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
12.如权利要求11所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
13.如权利要求11所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于lX1014/cm3。
14.一种包括如权利要求8所述的液晶显示设备的电子设备。
15.—种液晶显示设备,包括 包括被排列成供应有至少第一图像信号和第二图像信号的多个像素的像素部分；包括被配置成用移位寄存器电路选择性地控制信号线的信号线驱动电路和被配置成用解码器电路选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路； 被配置成存储所述第一图像信号和所述第二图像信号的存储器电路； 被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述第一图像信号和所述第二图像信号并检测所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的差异的比较电路；以及 被配置成根据所述差异控制所述驱动电路并读取所述第二图像信号的显示控制电路，其中所述显示控制电路被配置成将所述第二图像信号供应给其中通过控制所述解码器电路而检测到所述差异的像素， 其中所述像素包括薄膜晶体管， 其中所述薄膜晶体管的栅极电连接到所述栅极线，所述薄膜晶体管的第一端子电连接到所述信号线，而所述薄膜晶体管的第二端子电连接到像素电极，以及其中所述薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
16.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述氧化物半导体中的氢浓度低于或等于IX 1016/cm3。
17.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于，所述氧化物半导体的载流子浓度低于 I X IO1Vcm3。
18.如权利要求15所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述像素部分包括每一像素中的所述像素电极，并且与端子部分和开关晶体管一起设置在第一基板上， 对电极设置在第二基板上， 液晶保持在所述像素电极和所述对电极之间， 所述对电极通过所述开关晶体管电连接到所述端子部分，以及 所述开关晶体管中所包括的半导体层包含氧化物半导体。
19.如权利要求18所述的液晶显示设备，其特征在于，通过二次离子质谱法测量的所述开关晶体管的半导体层中的氢浓度低于或等于I X 1016/cm3。
20.如权利要求18所述的液晶显示设备，其特征在于，所述开关晶体管的半导体层的载流子浓度低于lX1014/cm3。
21.一种包括如权利要求15所述的液晶显示设备的电子设备。
22.一种用于驱动液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括包括多个像素的像素部分，所述多个像素供应有图像信号且设置有包括使用氧化物半导体形成的半导体层的薄膜晶体管；包括信号线驱动电路和栅极线驱动电路的驱动电路；被配置成存储所述图像信号的存储器电路；被配置成比较存储在所述像素中的存储器电路内的所述图像信号并检测差异的比较电路；以及被配置成控制所述驱动电路并读取所述图像信号的显示控制电路，所述方法包括以下步骤 在一系列帧周期中读取和比较存储在每一像素中的所述存储器电路内的第一图像信号和第二图像信号、并在所述比较电路中检测差异；以及 控制所述驱动电路以使所述显示控制电路只将所述第二图像信号供应给其中在所述比较电路中检测到所述差异的像素。
全文摘要
液晶显示设备包括包括供应有图像信号的多个像素的像素部分；包括选择性地控制信号线的信号线驱动电路和选择性地控制栅极线的栅极线驱动电路的驱动电路；存储图像信号的存储器电路；比较存储在像素中的存储器电路内的图像信号并检测差异的比较电路；以及根据该差异控制驱动电路并读取图像信号的显示控制电路。显示控制电路只将图像信号供应给检测到该差异的像素。像素包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括包含氧化物半导体的半导体层。
文档编号G09G3/20GK102648490SQ20108005397
公开日2012年8月22日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月30日
发明者小山润, 山崎舜平 申请人:株式会社半导体能源研究所
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