CN112119448A - 显示装置以及显示装置的驱动方法 - Google Patents

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wiring
transistor
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electrically connected
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渡边一德
高桥圭
楠纮慈
福留贵浩
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

提供一种发光元件由三角波点亮的新颖的显示装置。本发明的一个方式是包括第一像素、第二像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法。第一布线与第一像素及第二像素电连接。第二布线与第一像素电连接，第三布线与第二像素电连接。对第一像素通过第二布线供应第一显示数据，对第二像素通过第三布线供应第二显示数据。第一像素或第二像素在不同时刻开始发射光。在第一时刻，第一像素达到对应于第一显示数据的最大亮度并且第二像素达到对应于第二显示数据的最大亮度。通过对第一布线供应复位信号，第一像素及第二像素在第二时刻被初始化而关灯。

Description

显示装置以及显示装置的驱动方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置以及显示装置的驱动方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。尤其是，本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、它们的驱动方法或它们的制造方法。
另外，在本说明书等中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的元件、电路或装置等。作为一个例子，晶体管和二极管等半导体元件是半导体装置。此外，作为另外的例子，包含半导体元件的电路是半导体装置。此外，作为另外的例子，具备包含半导体元件的电路的装置是半导体装置。
背景技术
具备显示装置的电子设备被广泛使用。作为用于电子设备的显示装置，需要能够显示更多信息。例如，提出了在液晶显示装置中采用通过依次点亮多个具有不同色调的光源进行显示的场序制方式等驱动方法，以便显示更多信息。场序制方式是通过在一个像素中依次点亮不同色调进行显示，所以可以增加信息量。
作为控制在背光源中具有多个色调的光源的点亮或关灯的方法，专利文献1公开了使用三角波的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)驱动。
专利文献2公开了在TV或标牌设备等大型显示装置或头戴显示器等的可穿戴电子设备中，作为发光元件使用小型LED的显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2006-209053号公报
[专利文献2]美国专利公开第2017/0179092号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在包括使用单一光源及三种颜色的滤色片显示的液晶元件的显示装置中，除非关闭背光源，否则难以显示黑色，并且很难以提高对比度。在场序制方式中，因为是一个像素依次使不同色调的光点亮而进行显示，所以不需要设置子像素而可以缩小像素尺寸，因此适合于高精細化，但是由于是使多个色调的光点亮或关灯所以功耗会增大。
另外，头戴显示器等由于是戴在身上所以需要实现轻量化以及功耗的降低。例如，在功耗增大时，需要增大头戴显示器等中的电池，由此在将作为电子设备的负载变大的头戴显示器戴在身上时对使用者的身体带来的负担会增大。
鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖结构的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置的驱动方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种降低功耗的显示装置的驱动方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种提高显示对比度的显示装置的驱动方法。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可明显看出上述目的以外的目的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出上述目的以外的目的。
注意，本发明的一个方式的目的不局限于上述目的。上述列举的目的并不妨碍其他目的的存在。另外，其他目的是本部分没有提到而将在下面的记载中进行说明的目的。所属技术领域的普通技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出本部分没有提到的目的。另外，本发明的一个方式实现上述目的及/或其他目的中的至少一个目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是包括第一像素、第二像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法。第一布线与第一像素及所述第二像素电连接。第二布线与第一像素电连接，第三布线与第二像素电连接。对第一像素通过第二布线供应第一显示数据，对第二像素通过第三布线供应第二显示数据。第一像素或第二像素在不同时刻开始发射光。在第一时刻之前的第二时刻，第一像素达到对应于第一显示数据的最大亮度并且第二像素达到对应于第二显示数据的最大亮度。通过对第一布线供应复位信号，第一像素及第二像素在第二时刻初始化而关灯。
本发明的一个方式是包括多个像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法。像素包括发光元件及第一至第三晶体管。第一晶体管包括第一栅极及第二栅极。第一晶体管的第一栅极与第一布线电连接，第二栅极与第二布线电连接，源极和漏极中的一方与第二晶体管的栅极及第三晶体管的源极和漏极中的一方电连接。第二晶体管的源极和漏极中的一方与发光元件的一方电极电连接。第三晶体管的栅极与第三布线电连接。通过对第一布线供应显示数据，根据显示数据的第一电位决定第一晶体管的阈值电压。在通过对第二布线供应三角波而根据三角波的电位第一晶体管成为开启状态时，通过第一晶体管对第二晶体管的栅极供应第二电位，根据第二电位控制发光元件的发光亮度。通过对第三布线供应复位信号，第三晶体管成为开启状态，第二晶体管成为关闭状态，而发光元件关灯，三角波的电位与复位信号同步地成为最小。
本发明的一个方式是包括多个像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法。像素包括发光元件、第一晶体管及第二晶体管。第一布线与发光元件的一方电极电连接。第一晶体管的源极和漏极中的一方与发光元件的另一方电极电连接，栅极与第二布线以及第二晶体管的源极和漏极中一方电连接。第二晶体管的栅极与第三布线电连接。通过对第二布线供应显示数据，根据显示数据的电位决定能够流过第一晶体管的电流的大小。对第一布线供应三角波，根据三角波的电位决定第一晶体管对发光元件供应的电流的大小，根据三角波的电位发光元件的发光亮度被控制。通过对第三布线供应复位信号，第三晶体管成为开启状态，第一晶体管成为关闭状态，三角波的电位与复位信号同步地成为最小而发光元件关灯。
本发明的一个方式是包括多个像素及第一至第六布线的显示装置。像素包括发光元件、第一至第四晶体管、第一电容器及第二电容器。对第一布线供应显示数据。对第二布线供应扫描信号。对第三布线供应复位信号。对第四布线供应三角波。对第五布线供应高于所述显示数据的电位。对第六布线供应小于所述显示数据的电位。第四晶体管的栅极与第二布线电连接。第四晶体管的源极和漏极中的一方与第一布线电连接。第一晶体管的栅极与第四布线电连接。第四晶体管的源极和漏极中的另一方与第一晶体管的背栅极及第一电容器的一方电极电连接。第三晶体管的栅极与第三布线电连接。第五布线与第一电容器的另一方电极及第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接。第一晶体管的源极和漏极中的另一方与第三晶体管的源极和漏极中的一方、第二晶体管的栅极及第二电容器的一方电极电连接。第三晶体管的源极和漏极中的另一方与第六布线电连接。第二晶体管的源极和漏极中的一方与发光元件的一方电极电连接。
本发明的一个方式是包括多个像素及第一至第五布线的显示装置。像素包括发光元件、第一至第三晶体管及第一电容器。对第一布线供应三角波。对第二布线供应扫描信号。对第三布线供应复位信号。对第四布线供应显示数据。对第五布线供应小于显示数据的低电位。第三晶体管的栅极与第二布线电连接。第三晶体管的源极和漏极中的一方与第四布线电连接。第三晶体管的源极和漏极中的另一方与第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的源极和漏极中的一方及第一电容器的一方电极电连接。第二晶体管的栅极与第三布线电连接。第二晶体管的源极和漏极中的另一方与第五布线电连接。第一晶体管的源极和漏极中的一方与发光元件的一方电极电连接。发光元件的另一方电极与第一布线电连接。
在上述各结构中，其发光元件是LED的显示装置是优选的。
在上述各结构中，其发光元件是OLED的显示装置是优选的。
在上述各结构中，优选显示装置所包括的晶体管中的任一个在其半导体层中包括金属氧化物。
发明效果
本发明的一个方式能够提供一种新颖结构的显示装置等。另外，本发明的一个方式可以提供一种新颖的显示装置的驱动方法。另外，本发明的一个方式可以提供一种降低功耗的显示装置的驱动方法。本发明的一个方式可以提供一种提高显示对比度的显示装置的驱动方法。
注意，本发明的一个方式的效果不局限于上述效果。上述列举的效果并不妨碍其他效果的存在。另外，其他效果是本部分没有提到而将在下面的记载中进行说明的效果。所属技术领域的普通技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出本部分没有提到的效果。另外，本发明的一个方式实现上述效果及/或其他效果中的至少一个效果。因此，本发明的一个方式有时不具有上述列举的效果。
附图说明
[图1](A)是说明像素的电路图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图2](A)是说明显示装置的方框图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图3](A)是说明显示装置的方框图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图4](A)是说明像素的电路图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图5](A)是说明显示装置的方框图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图6](A)是说明显示装置的方框图。(B)是说明显示装置的工作的时序图。
[图7]是显示装置的俯视图。
[图8]是显示装置的截面图。
[图9]是说明显示装置的制造方法的图。
[图10]是说明显示装置的制造方法的图。
[图11]是说明显示装置的制造方法的图。
[图12]是说明晶体管的图。
[图13]是说明晶体管的图。
[图14]是说明晶体管的图。
[图15]是说明晶体管的图。
[图16]是说明数据处理装置的图。
[图17]是说明数据处理装置的图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。注意，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，就是实施方式可以以多个不同形式来实施，其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。
在附图中，为便于清楚地说明，有时夸大表示大小、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。此外，在附图中，示意性地示出理想的例子，因此本发明不局限于附图所示的形状或数值等。
另外，在本说明书中使用的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了方便识别构成要素而附的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
在本说明书中，为了方便起见，使用“上”、“下”等表示配置的词句以参照附图说明构成要素的位置关系。此外，构成要素的位置关系根据描述各构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于说明书中所说明的词句，根据情况可以适当地换词句。
在本说明书等中，晶体管是指至少包括栅极、漏极以及源极这三个端子的元件。晶体管在漏极(漏极端子、漏区域或漏电极)与源极(源极端子、源区域或源电极)之间具有沟道形成区域，并且电流能够通过沟道区域流过源极与漏极之间。注意，在本说明书等中，沟道形成区域是指电流主要流过的区域。
另外，在使用极性不同的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，源极及漏极的功能有时互相调换。因此，在本说明书等中，源极和漏极可以互相调换。
在本说明书等中，“电连接”包括通过“具有某种电作用的元件”连接的情况。在此，“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接对象间的电信号的授收，就对其没有特别的限制。例如，“具有某种电作用的元件”不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等的开关元件、电阻元件、电感器、电容器、其他具有各种功能的元件等。
在本说明书等中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态。因此，也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线的角度为80°以上且100°以下的状态。因此，也包括该角度为85°以上且95°以下的状态。
在本说明书等中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，在没有特别说明的情况下，关态电流是指晶体管处于关闭状态(也称为非导通状态、遮断状态)时的漏极电流。在没有特别说明的情况下，在n沟道型晶体管中，关闭状态是指栅极与源极间的电压Vgs低于阈值电压Vth的状态，在p沟道型晶体管中，关闭状态是指栅极与源极间的电压Vgs高于阈值电压Vth的状态。例如，n沟道型晶体管的关态电流有时是指栅极与源极间的电压Vgs低于阈值电压Vth时的漏极电流。
晶体管的关态电流有时取决于Vgs。因此，“晶体管的关态电流为I以下”有时是指存在使晶体管的关态电流成为I以下的Vgs的值。晶体管的关态电流有时是指：当Vgs为预定的值时的关闭状态下的关态电流；当Vgs为预定的范围内的值时的关闭状态下的关态电流；或者当Vgs为能够获得充分低的关态电流的值时的关闭状态下的关态电流等。
作为一个例子，设想一种n沟道型晶体管，该n沟道型晶体管的阈值电压Vth为0.5V，Vgs为0.5V时的漏极电流为1×10-9A，Vgs为0.1V时的漏极电流为1×10-13A，Vgs为-0.5V时的漏极电流为1×10-19A，Vgs为-0.8V时的漏极电流为1×10-22A。在Vgs为-0.5V时或在Vgs为-0.5V至-0.8V的范围内，该晶体管的漏极电流为1×10-19A以下，所以有时称该晶体管的关态电流为1×10-19A以下。由于存在该晶体管的漏极电流为1×10-22A以下的Vgs，因此有时称该晶体管的关态电流为1×10-22A以下。
在本说明书等中，有时以每沟道宽度W的电流值表示具有沟道宽度W的晶体管的关态电流。另外，有时以每预定的沟道宽度(例如1μm)的电流值表示具有沟道宽度的晶体管的关态电流。在为后者时，关态电流的单位有时以具有电流/长度的因次的单位(例如，A/μm)表示。
晶体管的关态电流有时取决于温度。在本说明书中，在没有特别说明的情况下，关态电流有时表示在室温、60℃、85℃、95℃或125℃下的关态电流。或者，有时表示在保证包括该晶体管的半导体装置等的可靠性的温度下或者在包括该晶体管的半导体装置等被使用的温度(例如，5℃至35℃中的任一温度)下的关态电流。“晶体管的关态电流为I以下”有时是指在室温、60℃、85℃、95℃、125℃、保证包括该晶体管的半导体装置等的可靠性的温度下或者在包括该晶体管的半导体装置等被使用的温度(例如，5℃至35℃中的任一温度)下存在使晶体管的关态电流成为I以下的Vgs的值。
晶体管的关态电流有时取决于漏极与源极间的电压Vds。在本说明书中，在没有特别说明的情况下，关态电流有时表示Vds为0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V或20V时的关态电流。或者，有时表示保证包括该晶体管的半导体装置等的可靠性的Vds时或者包括该晶体管的半导体装置等所使用的Vds时的关态电流。“晶体管的关态电流为I以下”有时是指：在Vds为0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、保证包括该晶体管的半导体装置的可靠性的Vds或包括该晶体管的半导体装置等被使用的Vds下存在使晶体管的关态电流成为I以下的Vgs的值。
在上述关态电流的说明中，可以将漏极换称为源极。也就是说，关态电流有时指晶体管处于关闭状态时的流过源极的电流。
在本说明书等中，有时将关态电流记作泄漏电流。在本说明书等中，关态电流例如有时指当晶体管处于关闭状态时流在源极与漏极间的电流。
注意，电压是指两个点电位之间的差，而电位是指静电场中的单位电荷在某一个点具有的静电能(电位能量)。注意，一般来说，将某一点的电位与基准的电位(例如接地电位)之间的电位差简单地称为电位或电压，通常，电位和电压是同义词。因此，在本说明书中，除了特别指定的情况以外，既可将“电位”称为“电压”，又可将“电压”称为“电位”。
(实施方式1)
在本实施方式中，使用图1至图3说明由三角波点亮发光元件的新颖的显示装置的新颖驱动方法。
首先，说明显示装置。显示装置包括显示面板、源极驱动器及栅极驱动器，显示面板包括多个像素。在显示面板中，源极驱动器或栅极驱动器与像素形成在相同衬底上。注意，源极驱动器和栅极驱动器中的一方或双方作为与显示面板不同的构件构成而对显示面板供应信号。以下，有时将显示装置换称为显示面板进行说明。
作为一个例子，显示装置包括第一像素、第二像素、第一至第五布线。第一至第三布线与第一像素及所述第二像素电连接。第四布线与第一像素电连接，第五布线与第二像素电连接。另外，对具有作为扫描线的功能的第一至第三布线供应扫描信号。该扫描信号具有对像素写入数据的功能、控制点亮的功能、复位功能等。
对第一像素通过第四布线供应第一显示数据，对第二像素通过第五布线供应第二显示数据。第一像素及第二像素在第一时刻初始化且关灯。第一像素或第二像素在不同时刻开始发射光。一种显示装置的驱动方法，其中在第一时刻之前的第二时刻，第一像素达到对应于第一显示数据的最大亮度并且第二像素达到对应于第二显示数据的最大亮度。
换言之，供应到像素的显示数据保持在像素中，然后像素所包括的发光元件由供应到像素的信号点亮。上述第一像素、第二像素优选连接于被供应相同扫描信号的布线。供应到像素的信号优选为三角波。三角波可以使用积分电路生成，也可以使用数字模拟转换电路生成。在使用积分电路生成三角波时，与数字模拟转换电路相比，可以减小电路规模。另外，三角波也可以为具有线形倾斜度的信号或以指数函数的方式增加的信号。一种显示装置的驱动方法，其中在三角波是以指数函数的方式增加的信号时，与具有线形倾斜度的三角波相比点亮期间变短，并且对应于显示数据的最大亮度达到更大亮度。
更详细地说明显示装置所包括的像素。显示装置包括多个像素、第一布线、第二布线、第三布线及第四布线。像素包括发光元件及第一至第四晶体管。第一晶体管包括第一栅极及第二栅极。第一栅极和第二栅极中的任一个相当于第一晶体管的栅极，第一栅极和第二栅极中的任何另一个相当于第一晶体管的背栅极。
第一晶体管的第一栅极与第一布线电连接，第二栅极通过第四晶体管与第四布线电连接，源极和漏极中的一方与第二晶体管的栅极及第三晶体管的源极和漏极中的一方电连接。第二晶体管的源极和漏极中的一方与发光元件的一方电极电连接。第三晶体管的栅极与第三布线电连接。第四晶体管的栅极与第二布线电连接。
作为第一步骤，通过对第四布线供应显示数据，根据显示数据的第一电位决定第一晶体管的阈值电压。换言之，供应到第二布线的信号可以对像素写入显示数据。像素也可以包括第一电容器及第二电容器。显示数据优选保持在第一电容器。以下，将第一电位和第一显示数据视为相同而进行说明。
作为第二步骤，在通过对第一布线供应三角波而使第一晶体管根据三角波的电位成为开启状态时，通过第一晶体管对第二晶体管的栅极供应第二电位，根据第二电位控制发光亮度。第二电位优选保持在第二存储电容器。换言之，供应到第一布线的信号可以控制像素的点亮。
作为第三步骤，通过对第三布线供应复位信号而使第三晶体管成为开启状态，并且通过释放保持在第二存储电容器中的第二电位而使第二晶体管成为关闭状态，发光元件关灯。一种显示装置的驱动方法，其中三角波的电位与该复位信号同步地成为最小。
另外，人眼所识别的发光元件的亮度可以以每时间的平均亮度表示。平均亮度根据在发光元件从由复位信号关灯到发光元件由下一个复位信号关灯的期间发光元件点亮的发光量而决定。将发光元件从由第二电位开始点亮到发光元件由复位信号关灯的期间设为点亮期间，并且将从发光元件关灯到被供应下一个第二电位而发光元件开始点亮的期间设为关灯期间。换言之，供应到第三布线的信号可以使像素的显示复位。
优选的是，在作为显示数据的第一电位小时第一晶体管的阈值电压变小，在第一电位大时第一晶体管的阈值电压变大。就是说，在第一电位小时第一晶体管被供应三角波，随着三角波的电位增大第二电位也提早增大，于是发光元件提早开始点亮。另外，由于发光元件提早开始点亮，发光元件的平均亮度变大，发光元件点亮期间的最大亮度也变大。
对应于供应到像素的显示数据的第一电位的发光元件的亮度被平均化而成为平均亮度。然而，在由第三晶体管关灯之前的时刻发光元件成为对应于显示数据的最大亮度，所以视觉上会存留最大亮度的余像。这是因为在显示低灰度的显示数据时虽然平均亮度所识别的灰度低，但由于视觉上会存留瞬间最大亮度的余像，所以容易识别颜色。例如，在表现月光照着的大海的蓝色时等，即使是低灰度也会有在视觉上强烈地感到蓝色的余像的效果等。
另外，在像素中第二电位由第三晶体管被初始化，并且在发光元件关灯时显示装置可以得到插黑效果。插黑是显示装置的驱动方法之一，通过设置使显示数据点亮的期间及关灯的期间而扩大对比度的驱动方法。换言之，通过插黑效果提高对比度，并且由于瞬间的最大亮度作为余像残存，所以可以提高显示内容的可见度。另外，通过设有关灯期间，可以缩短点亮期间而可以降低功耗。并且，在点亮期间，通过三角波控制第二电位的充电电压，可以缩短发热大亮度大的期间。由此，上述显示装置的驱动方法可以降低功耗并抑制发热。
通过第一布线供应到第一晶体管的栅极的三角波同时被供应到连接到第一布线的像素。三角波也可以在同一时刻被供应到显示装置所包括的所有像素。通过该三角波被供应到显示装置所包括的所有像素，在第一时刻各像素达到对应于分别被供应的显示数据的大小的最大亮度，由此可以同时更新显示区域的显示。另外，在第二时刻进行初始化并使发光元件关灯。可以实现所谓面顺序驱动。例如，可以抑制由于在显示区域中同时显示第p个帧和第p-1个帧而发生的可见度的降低(p是正的自然数)。
上述发光元件优选使用LED。LED既可以形成在显示面板上，又可以以LED为构件键合(bonding)。发光元件也可以使用OLED。无论使用LED还是OLED作为发光元件，本实施方式的显示装置的驱动方法都可以获得相同效果。
另外，像素所包括的发光元件既可以形成在显示面板上，又可以作为构件安装。例如，LED也可以作为构件键合于像素。
接着，使用图1A详细地说明显示装置所包括的像素。
显示装置包括像素10、布线G1、布线G2、布线G3、布线S1、布线V0、布线com、布线Ano及布线Cath。上述第一布线相当于电连接到第一像素的布线G3，第二布线相当于电连接到第一像素的布线G1，第三布线相当于电连接到第一像素的布线G2。像素10包括晶体管14、像素电路10P。像素电路10P包括发光元件17、晶体管11、晶体管12、晶体管13、电容器15及电容器16。晶体管11包括背栅极。
晶体管14的栅极与布线G1电连接。晶体管14的源极和漏极中的一方与布线S1电连接。晶体管14的源极和漏极中的另一方与晶体管11的背栅极及电容器15的一方电极电连接。晶体管11的栅极与布线G3电连接。布线V0与电容器15的另一方电极及晶体管11的源极和漏极中的一方电连接。晶体管11的源极和漏极中的另一方与晶体管13的源极和漏极中的另一方、晶体管12的栅极及电容器16的一方电极电连接。晶体管13的栅极与布线G2电连接。晶体管13的源极和漏极中的另一方与布线Com电连接。晶体管12的源极和漏极中的一方与发光元件17的一方电极电连接。晶体管12的源极和漏极中的另一方与布线Cath及电容器16的另一方电极电连接。发光元件17的另一方电极与布线Ano电连接。
图1A示出晶体管12、晶体管13及晶体管14分别包括背栅极的例子，但是晶体管12、晶体管13和晶体管14中的一个或多个也可以不包括背栅极。晶体管优选包括被高度纯化且氧缺陷的形成被抑制的氧化物半导体膜。该晶体管可以具有低关态电流。因此，可以延长图像信号等电信号的保持時間。因此，可以降低刷新工作的频度，由此有降低功耗的效果。将在实施方式6中对包含氧化物半导体膜的晶体管进行详细说明。
对布线V0供应大于供应到电容器16的第二电位的最大电位的电位。对布线Com供应用来使保持在电容器16中的第二电位初始化的低电位。该低电位优选设定为发光元件不发射光的电流值。即，供应使晶体管12成为关闭状态的电位。布线Ano连接于发光元件的另一方电极(以下称为阳极端子)。因此，供应到布线Ano的电位优选大于第二电位中的最大电位。布线Cath通过晶体管12与发光元件的一方电极(以下称为阴极端子)连接。由此，供应到布线Cath的电位优选小于第二电位被初始化时的电位。
图1B是说明像素10的工作的时序图。对连接到布线G1的像素10通过布线G1供应扫描信号。对连接到布线G2的像素10通过布线G2供应复位信号。对连接到布线G3的像素10通过布线G3供应三角波TW。对连接到布线S1的像素10通过布线S1供应第一电位。第一电位可以换称为显示数据D1。
在时刻T0，对布线G2供应复位信号。对晶体管13的栅极通过布线G2供应复位信号。晶体管13成为开启状态，保持在电容器16中的第二电位被初始化，发光元件关灯。另外，在时刻T0，对供应到布线G3的三角波TW进行初始化以停止第二电位的充电。换言之，晶体管11成为关闭状态，停止对电容器16进行第二电位的充电工作。
在时刻T1，由于供应到布线G1的扫描信号，布线G1成为被选择状态。晶体管14成为开启状态，供应到布线S1的显示数据D1供应到电容器15。供应到电容器15的显示数据D1供应到晶体管11的背栅极，来控制晶体管11的阈值电压。
在时刻T2，供应到布线G1的扫描信号成为非选择状态。由此，晶体管14成为关闭状态，供应到电容器15的显示数据D1被保持。
在时刻T3，解除供应到布线G2的复位信号，晶体管13成为关闭状态。上述复位信号的解除也可以在时刻T2进行。
另外，在时刻T3，优选通过解除上述复位信号对布线G3供应三角波TW。注意，由显示数据D1控制晶体管11的阈值，所以根据显示数据D1开始第二电位的充电。在对电容器16开始进行第二电位的充电时，晶体管12对发光元件供应电流，发光元件开始点亮。图1B示出在阴影区期间发光元件点亮的例子。另外，优选根据三角波TW的变化发光元件的发光强度变大。另外，像素10被供应三角波TW的期间优选短于一帧(1frame)。
图2A是说明显示装置20的方框图。显示装置20包括显示区域21、源极驱动器22及栅极驱动器23。显示区域21包括像素10(1，1)至像素10(m，n)。作为一个例子，图2A示出像素10(i，j)至像素10(i+1，j+1)。m、n是正整数，i是1以上且m以下的整数，j是1以上且n以下的整数。
作为一个例子说明像素10(i，j)与布线的连接关系。像素10(i，j)通过布线G1(j)、布线G2(j)或布线G3(j)与栅极驱动器23电连接。像素10(i，j)通过布线S1(i)与源极驱动器22电连接。
图2B是说明显示装置20的工作的时序图。像素10的详细工作可以参照图1B的说明，所以在此省略其说明。
在时刻T10，对布线G2(j)供应复位信号，像素10(i，j)及像素10(i+1，j)的保持电位被初始化而发光元件关灯。并且，供应到布线G3(j)的三角波TW被初始化。
在时刻T11，由于供应到布线G1(j)的扫描信号，布线G1(j)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D1，对布线S1(i+1)供应显示数据D2。
在时刻T11，对布线G2(j+1)供应复位信号，像素10(i，j+1)及像素10(i+1，j+1)的保持电位被初始化而发光元件关灯。并且，供应到布线G3(j+1)的三角波TW被初始化。
在时刻T12，供应到布线G1(j)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10(i，j)中保持有显示数据D1并在像素10(i+1，j)
中保持有显示数据D2。
在时刻T12，由于供应到布线G1(j+1)的扫描信号，布线G1(j+1)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D3，对布线S1(i+1)供应显示数据D4。
在时刻T13，供应到布线G2(j)的复位信号被解除。在时刻T13，通过解除该复位信号，对布线G3(j)供应三角波TW。注意，由于是由显示数据D1或显示数据D2控制晶体管11的阈值，所以像素10(i，j)或像素10(i+1，j)的点亮开始时刻不同。另外，根据显示数据D1或显示数据D2，像素10(i，j)或像素10(i+1，j)的点亮期间、发光强度不同。
在时刻T13，供应到布线G1(j+1)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10(i，j+1)中保持有显示数据D3并在像素10(i+1，j+1)中保持有显示数据D4。
图2B所示的时序图示出点亮期间不同的阴影区区域。并且示出根据供应到像素10(i，j)的显示数据D1的电位的大小或供应到像素10(i+1，j)的显示数据D2的电位的大小，各点亮期间不同的例子。
在时刻T14，供应到布线G2(j+1)的复位信号被解除。在时刻T14，通过解除该复位信号，对布线G3(j+1)供应三角波TW。之后反复进行同样的处理，所以省略其说明。
在图2B所示的时序图中，对应于供应到布线G1(j)或布线G1(j+1)的每个扫描信号对布线G3(j)或布线G3(j+1)供应三角波TW。点亮期间根据被选择的行而不同，所以发光元件的点亮时间是分散的。因此，可以分散起因于发光元件的点亮的功耗的集中。
图3A是说明显示装置20A的方框图。与显示装置20不同之处是显示装置20A包括栅极驱动器23a及三角波生成电路24。
作为一个例子说明像素10(i，j)与布线的连接关系。像素10(i、j)通过布线G1(j)与栅极驱动器23a电连接，像素10(i、j+1)通过布线G1(j+1)与栅极驱动器23a电连接。另外，像素10(i、j)及像素10(i、j+1)通过布线S1(i)与源极驱动器22电连接。
布线G2与显示区域21所包括的像素群电连接，可以在同时刻对该像素群供应复位信号，来使发光元件关灯。布线G3与该像素群电连接，可以在同时刻对所有像素供应三角波TW。
另外，对栅极驱动器23a供应起始脉冲SP，对三角波生成电路24供应起始脉冲SP及栅极驱动器23a的输出信号OUT。三角波生成电路24可以使用起始脉冲SP及输出信号OUT生成供应到该像素群的复位信号及三角波TW。
图3B是说明显示装置20A的工作的一个例子的时序图。在图3B中使用布线G1(1)至布线G1(n)进行说明，关于被供应显示数据的像素，着眼于该像素群中的像素10(i，j)至像素10(i+1，j+1)进行说明。像素10的详细工作可以参照图1B的说明，所以在此省略其说明。
在时刻T20，三角波生成电路24可以对布线G2供应复位信号。因此，该像素群在同时刻被初始化，发光元件关灯。再者，三角波生成电路24也可以使供应到布线G3的三角波TW初始化。由于供应到布线G1(1)的扫描信号，布线G1(1)成为被选择状态。作为一个例子，在图3A的像素10(i，1)至像素10(i+1，1)(未图示)中，对布线S1(i)供应显示数据D1，对布线S1(i+1)供应显示数据D2。
在时刻T21，供应到布线G1(1)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10(i，1)中保持有显示数据D1并在像素10(i+1，1)中保持有显示数据D2。
在时刻T22，由于供应到布线G1(j)的扫描信号，布线G1(j)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D3，对布线S1(i+1)供应显示数据D4。
在时刻T23，供应到布线G1(j)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10(i，j)中保持有显示数据D3并在像素10(i+1，j)中保持有显示数据D4。
在时刻T23，由于供应到布线G1(j+1)的扫描信号，布线G1(j+1)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D5，对布线S1(i+1)供应显示数据D6。
在时刻T24，供应到布线G1(j+1)的扫描信号成为非选择状态。
因此，在像素10(i，j+1)中保持有显示数据D5并在像素10(i+1，j+1)中保持有显示数据D6。
在时刻T25，由于供应到布线G1(n)的扫描信号，布线G1(n)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D7，对布线S1(i+1)供应显示数据D8。
在时刻T26，供应到布线G1(n)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10(i，n)中保持有显示数据D7并在像素10(i+1，n)中保持有显示数据D8。
在时刻T26，供应到布线G2的复位信号被解除。在时刻T26，通过解除该复位信号，对布线G3供应三角波TW。由显示数据D1至显示数据D8控制每个像素包括的晶体管11的阈值。作为一个例子，在图3B中，以点亮期间不同的阴影区表示像素10(i，j)、像素10(i+1，j)或像素10(i，j+1)的每个像素的点亮开始时刻不同。
换言之，根据显示数据D3、显示数据D4或显示数据D5，像素10(i，j)、像素10(i+1，j)或像素10(i，j+1)的点亮期间、发光强度不同。其他像素也是同样地根据供应到每个像素的显示数据，点亮开始时刻、点亮期间及发光强度不同。
在图3B所示的时序图中，该像素群被供应显示数据之后由三角波生成电路24对该像素群同时供应三角波TW。换言之，虽然该像素群的点亮开始时刻根据所供应的显示数据而不同，但是每个像素所包括的发光元件在同时刻成为最大亮度。在下一个时刻，通过由三角波生成电路24对该像素群供应复位信号，显示数据被初始化。换言之，像素群具有在同时刻关灯的时刻和在同时刻发光元件成为最大亮度的时刻。显示装置可以将显示区域21在平面更新显示，所以可以抑制在用扫描线更新显示时发生的更新帧的显示数据与上一个帧的显示数据同时显示而产生的可见度的降低。
换言之，该像素群通过像素由复位信号被初始化，在供应复位信号期间发光元件关灯。由此，复位信号具有插黑的效果。换言之，在使用三角波TW的驱动方法中，插黑效果可以提高对比度，并且由于在视觉上残存瞬间最大亮度余像，因此可以提高显示内容的可见度。另外，由于具有关灯期间，可以缩短点亮期间，并且在点亮期间，通过三角波TW降低功耗并缩短发热大的亮度期间，所以可以抑制功耗及发热。
以上，本实施方式所示的结构、方法可以与其他实施方式所示的结构、方法适当地组合而使用。
(实施方式2)
在本实施方式中，使用图4至图6说明与实施方式1的像素及显示装置不同的结构。
在图4A中，详细地说明与图1不同的像素10A。
显示装置包括像素10A、布线G1、布线G2、布线G3A、布线S1、布线Com及布线Cath。像素10A包括发光元件35、晶体管31、晶体管32、晶体管33及电容器34。
晶体管33的栅极与布线G1电连接。晶体管33的源极和漏极中的一方与布线S1电连接。晶体管33的源极和漏极中的另一方与晶体管31的栅极、晶体管32的源极和漏极中的一方及电容器34的一方电极电连接。晶体管32的栅极与布线G2电连接。晶体管32的源极和漏极中的另一方与布线Com电连接。晶体管31的源极和漏极中的一方与发光元件35的一方电极电连接。晶体管12的源极和漏极中的另一方与布线Cath及电容器34的另一方电极电连接。发光元件35的另一方电极与布线G3A电连接。
在图4A中，晶体管31、晶体管32和晶体管33都可以包括背栅极。另外，晶体管31、晶体管32和晶体管33中的一个或多个可以包括背栅极。
对布线Com供应用来使保持在电容器34中的显示数据D1初始化的低电位。该低电位优选设定为发光元件不发射光的电流值。即，供应使晶体管31成为关闭状态的电位。布线G3A连接于发光元件的阳极端子，被供应三角波TW。布线Cath通过晶体管31与发光元件的阴极端子连接。由此，供应到布线Cath的电位优选小于显示数据D1被初始化时的电位。
对连接到布线G1的像素10A通过布线G1供应扫描信号。对连接到布线G2的像素10A通过布线G2供应复位信号。对连接到布线G3A的像素10A的发光元件的阳极端子通过布线G3A供应三角波TW。对连接到布线S1的像素10通过布线S1供应显示数据D1。
图4A所示的像素10A与图1A所示的像素10不同之处是发光元件35的阳极端子被供应三角波TW。
图4B是说明像素10A的工作的一个例子的时序图。
在时刻T30，对布线G2供应复位信号。对晶体管32的栅极通过布线G2供应复位信号，发光元件关灯。晶体管32成为开启状态，保持在电容器34中的保持电位被初始化。另外，在时刻T30，供应到布线G3A的三角波TW被初始化。
在时刻T31，供应到布线G2的复位信号被解除，晶体管32成为关闭状态。并且，在时刻T31，由于供应到布线G1的扫描信号，布线G1成为被选择状态。晶体管33成为开启状态，供应到布线S1的显示数据D1供应到电容器34。供应到电容器34的显示数据D1供应到晶体管31的栅极。
在时刻T32，供应到布线G1的扫描信号成为非选择状态。由此，晶体管33成为关闭状态，供应到电容器34的显示数据D1被保持。接着，优选对布线G3A供应三角波TW。晶体管31向对应于第一电位的发光元件供应电流，发光元件开始点亮。注意，在供应到发光元件的阳极端子的三角波TW的电位大于对显示数据D1追加发光元件的阈值电压LVth的电位DL1时发光元件开始点亮。
图4B示出在阴影区期间发光元件点亮的例子。另外，发光元件的发光强度优选根据三角波TW的变化而变大。另外，像素10A被供应三角波TW的期间优选短于一帧(1frame)。
图5A是说明显示装置20B的方框图。显示装置20B包括显示区域21、源极驱动器22及栅极驱动器23b。显示区域21包括像素10A(1，1)至像素10A(m，n)。作为一个例子，图5A示出像素10A(i，j)至像素10A(i+1，j+1)。m、n是正整数，i是1以上且m以下的整数，j是1以上且n以下的整数。
作为一个例子说明像素10A(i，j)与布线的连接关系。像素10A(i，j)通过布线G1(j)、布线G2(j)或布线G3A(j)与栅极驱动器23b电连接。像素10A(i，j)通过布线S1(i)与源极驱动器22电连接。
图5B是说明显示装置的工作的一个例子的时序图。像素10A的详细工作可以参照图4B的说明，所以在此省略其说明。
在时刻T40，对布线G2(j)供应复位信号，像素10A(i，j)及像素10A(i+1，j)的保持电位被初始化而发光元件关灯。并且，供应到布线G3A(j)的三角波TW被初始化。
在时刻T41，供应到布线G2(j)的复位信号被解除。在时刻T41，由于供应到布线G1(j)的扫描信号，布线G1(j)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D1，对布线S1(i+1)供应显示数据D2。
在时刻T41，对布线G2(j+1)供应复位信号，像素10A(i，j)及像素10A(i+1，j)的保持电位被初始化而发光元件关灯。并且，供应到布线G3A(j+1)的三角波TW被初始化。
在时刻T42，供应到布线G1(j)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10A(i，j)中保持有显示数据D1并在像素10A(i+1，j)
中保持有显示数据D2。
接着，优选对布线G3A(j)供应三角波TW。像素10A(i，j)对发光元件供应对应于显示数据D1的电流，发光元件开始点亮。注意，在供应到发光元件的阳极端子的三角波TW的电位大于对显示数据D1追加发光元件的阈值电压LVth的电位DL1时发光元件开始点亮。同样地，像素10A(i+1，j)对发光元件供应对应于显示数据D2的电流，发光元件开始点亮。
在时刻T43，供应到布线G1(j+1)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10A(i，j+1)中保持有显示数据D3并在像素10A(i+1，j+1)中保持有显示数据D4。
接着，优选对布线G3A(j+1)供应三角波TW。像素10A(i，j+1)对发光元件供应对应于显示数据D3的电流，发光元件开始点亮。注意，在供应到发光元件的阳极端子的三角波TW的电位大于对显示数据D3追加发光元件的阈值电压LVth的电位DL3时发光元件开始点亮。同样地，像素10A(i+1，j+1)对发光元件供应对应于显示数据D4的电流，发光元件开始点亮。以后反复进行同样的处理，所以省略其说明。
在图5B所示的时序图中，对应于供应到布线G1(j)或布线G1(j+1)的每个扫描信号分别对布线G3A(j)或布线G3A(j+1)供应三角波TW。由于点亮期间根据被选择的行而不同，所以发光元件的点亮时间是分散的。因此，可以分散起因于发光元件的点亮的功耗的集中。
图6A是说明显示装置20C的方框图。显示装置20C包括显示区域21、源极驱动器22、栅极驱动器23c及栅极驱动器23d。显示区域21包括像素10A(1，1)至像素10A(m，n)。作为一个例子，图6A示出像素10A(i，j)至像素10A(i+1，j+1)。m、n是正整数，i是1以上且m以下的整数，j是1以上且n以下的整数。
作为一个例子说明像素10A(i，j)与布线的连接关系。像素10A(i，j)通过布线G1(j)与栅极驱动器23c电连接。另外，像素10A(i，j)通过布线G2A(k)或布线G3A(k)与栅极驱动器23d电连接。像素10A(i、j)可以与相邻的行的像素例如像素10A(i、j+1)共同使用布线G2A(k)及布线G3A(k)。图6A示出与布线G1(j)连接的像素及与布线G1(j+1)连接的像素共同使用布线G2A(k)及布线G3A(k)的例子。注意，可以共同使用布线G2A(k)及布线G3A(k)的像素不局限于与相邻的布线G1连接的像素。连接于多个布线G1的像素可以共同使用布线G2A(k)及布线G3A(k)。
对布线G2A(k)供应复位信号并对布线G3A(k)供应三角波。像素10A(i，j)及像素10A(i，j+1)通过布线S1(i)与源极驱动器22电连接。注意，k是1以上且j以下的正整数。
图6B是说明显示装置20C的工作一个例子的时序图。像素10A的详细工作可以参照图4B的说明，所以在此省略其说明。
在时刻T50，对布线G2A(k)供应复位信号，像素10A(i，j)及像素10A(i+1，j)的保持电位被初始化而发光元件关灯。并且，供应到布线G3A(j)的三角波TW被初始化。
在时刻T51，供应到布线G2A(k)的复位信号被解除。在时刻T51，由于供应到布线G1(j)的扫描信号，布线G1(j)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D1，对布线S1(i+1)供应显示数据D2。
在时刻T52，供应到布线G1(j)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10A(i，j)中保持有显示数据D1并在像素10A(i+1，j)中保持有显示数据D2。
在时刻T52，由于供应到布线G1(j+1)的扫描信号，布线G1(j+1)成为被选择状态。对布线S1(i)供应显示数据D3，对布线S1(i+1)供应显示数据D4。
在时刻T53，供应到布线G1(j+1)的扫描信号成为非选择状态。因此，在像素10A(i，j+1)中保持有显示数据D3并在像素10A(i+1，j+1)中保持有显示数据D4。
在时刻T54，优选对布线G3A(k)供应三角波TW。像素10A(i，j)对发光元件供应对应于显示数据D1的电流，发光元件开始点亮。注意，在供应到发光元件的阳极端子的三角波TW的电位大于对显示数据D1追加发光元件的阈值电压LVth的电位DL1时发光元件开始点亮。同样地，像素10A(i+1，j)、像素10A(i，j+1)、像素10A(i+1，j+1)分别对发光元件供应对应于显示数据D2、显示数据D3、显示数据D4的电流，发光元件开始点亮。
在图5B所示的时序图中，对应于供应到布线G1(j)或布线G1(j+1)的每个扫描信号分别对布线G3A(k)供应三角波TW。通过减少布线的数量，可以抑制栅极驱动器23d的成本。由于点亮期间根据被选择的行而不同，所以发光元件的点亮时间是分散的。因此，可以分散起因于发光元件的点亮的功耗的集中。
以上，本实施方式所示的结构、方法可以与其他实施方式所示的结构、方法适当地组合而使用。
(实施方式3)
在本实施方式中，详细地说明上述实施方式所例示出的显示装置的一个例子。
<结构例子>
图7A示出显示装置700的俯视图。显示装置700包括利用密封剂712贴合在一起的第一衬底701和第二衬底705。在被第一衬底701、第二衬底705及密封剂712密封的区域中，在第一衬底701上设置有像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706。像素部702设置有多个显示元件。
另外，第一衬底701的不与第二衬底705重叠的部分中设置有与FPC716(FPC：Flexible printed circuit，柔性印刷电路)连接的FPC端子部708。利用FPC716通过FPC端子部708及信号线710分别对像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706提供各种信号等。
可以设置多个栅极驱动电路部706。另外，栅极驱动电路部706及源极驱动电路部704分别另行形成在半导体衬底等上，也可以采用被封装的IC芯片的方式。该IC芯片可以安装在第一衬底701上或安装到FPC716。
像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706所包括的晶体管的结构没有特别的限制。作为晶体管的半导体层，可以使用单晶半导体、多晶半导体、微晶半导体、或非晶半导体等中的一个或多个。作为半导体材料，例如可以使用硅或锗等。另外，也可以使用硅锗、碳化硅、砷化镓、氧化物半导体、氮化物半导体等化合物半导体或有机半导体等。
另外，当作为半导体层使用有机半导体时，可以使用具有芳环的低分子有机材料或π电子共轭导电高分子等。例如，可以使用红荧烯、并四苯、并五苯、苝二酰亚胺、四氰基对醌二甲烷、聚噻吩、聚乙炔、聚对亚苯基亚乙烯基等。
在本实施方式中使用的晶体管优选包括被高度纯化且氧缺陷的形成被抑制的氧化物半导体膜。该晶体管可以具有低关态电流。因此，可以延长图像信号等电信号的保持時間。因此，可以降低刷新工作的频度，由此可以发挥降低功耗的效果。
另外，在本实施方式中使用的晶体管能够得到较高的场效应迁移率，因此能够进行高速驱动。例如，通过将这种能够进行高速驱动的晶体管用于显示装置，可以在同一衬底上形成像素部的开关晶体管及用于驱动电路部的驱动晶体管。即，可以采用不采用由硅片等形成的驱动电路的结构，由此可以减少半导体装置的构件数。另外，通过在像素部中也使用能够进行高速驱动的晶体管，可以提供高质量的图像。
图7B所示的显示装置700A是使用具有柔性的树脂层743代替第一衬底701而可以用作柔性显示器的显示装置的例子。
在显示装置700A中，像素部702不具有矩形形状，而具有其角部为圆弧状的形状。另外，如图7B中的区域P1所示，像素部702及树脂层743的一部分具有缺口部。一对栅极驱动电路部706夹着像素部702设置在两侧。另外，栅极驱动电路部706在像素部702的角部沿着圆弧状的轮廓设置。
树脂层743具有设置有FPC端子部708的部分突出的形状。另外，树脂层743的包括FPC端子部708的一部分可以在图7B中的区域P2向背面折叠。通过将树脂层743的一部分叠回，可以以FPC716在像素部702的背面重叠配置的状态将显示装置700A安装在电子设备，由此可以节省电子设备的空间。
另外，连接于显示装置700A的FPC716安装有IC717。IC717例如可以具有作为源极驱动电路的功能。此时，显示装置700A中的源极驱动电路部704可以包括保护电路、缓冲器电路和解复用器电路等中的至少一个。
图7C所示的显示装置700B是能够适当地用于具有大型屏幕的电子设备的显示装置。例如，可以适当地用于电视装置、显示器装置、个人计算机(包括笔记本型或台式个人计算机)、平板终端、数字标牌等。
显示装置700B包括多个源极驱动器IC721、一对栅极驱动电路部722。
多个源极驱动器IC721分别安装在FPC723上。此外，多个FPC723的一个端子与衬底701连接，另一个端子与印刷电路板724连接。通过使FPC723弯曲，可以将印刷电路板724配置在像素部702的背面，而安装在电器设备中，由此可以减小用来设置电子设备的空间。
另一方面，栅极驱动电路部722形成在衬底701上。由此，可以实现窄边框的电子设备。
通过采用上述结构，可以实现大型且高分辨率显示装置。例如，也可以应用于屏幕尺寸为对角线30英寸以上、40英寸以上、50英寸以上或60英寸以上的显示装置。此外，可以实现分辨率为4K2K、8K4K等超高分辨率的显示装置。
<截面结构例子1>
另外，图8是沿着图7A所示的点划线Q-R的截面图。
图8所示的显示装置包括引绕布线部711、像素部702、源极驱动电路部704及FPC端子部708。引绕布线部711包括信号线710。像素部702包括晶体管750及电容器790。源极驱动电路部704包括晶体管752。
图8所示的电容器790包括对与晶体管750所包括的第一栅电极相同膜进行加工来形成的下部电极以及对与半导体层相同的金属氧化物进行加工来形成的上部电极。与晶体管750的源极区域及漏极区域同样，上部电极被低电阻化。另外，在下部电极与上部电极之间设置有被用作晶体管750的第一栅极绝缘层的绝缘膜的一部分。就是说，电容器790具有将用作电介质膜的绝缘膜夹在一对电极之间的叠层型结构。另外，上部电极连接有对与晶体管的源电极及漏电极相同膜进行加工而得到的布线。
另外，在晶体管750、晶体管752及电容器790上设置有具有平坦化的功能的绝缘层770。通过具有该绝缘层770，可以使设置在该绝缘层770上的导电层772及导电层774的顶面为平坦。由于导电层772及导电层774位于同一面上，并且导电层772及导电层774的顶面为平坦，所以导电层772及导电层774与发光元件782容易电连接。
在此，将说明发光元件782的结构。作为一个例子，发光元件782优选发射多个不同色调的光。或者，可以组合发射不同单色的光的多个发光元件782。或者，在第二衬底705一侧设置遮光层。通过设置遮光层，可以限定视角。或者，在第二衬底705一侧设置遮光层及着色层。通过在第二衬底705一侧设置遮光层及着色层，可以使用发射白色光的发光元件782。
另外，像素部702所包括的晶体管750与源极驱动电路部704所包括的晶体管752也可以使用不同结构的晶体管。例如，可以采用其中一方使用顶栅极型晶体管而另一方使用底栅极型晶体管的结构。另外，上述栅极驱动电路部706也与源极驱动电路部704同样。
信号线710由与晶体管750、752的源电极及漏电极等相同的导电膜形成。此时，信号线710优选使用含有铜元素的材料等低电阻材料，由此可以减少起因于布线电阻的信号延迟等，从而可以实现大屏幕显示。
FPC端子部708包括其一部分用作连接电极的布线760、各向异性导电膜780及FPC716。布线760通过各向异性导电膜780与FPC716所包括的端子电连接。在此，布线760由与晶体管750、752的源电极及漏电极等相同的导电膜形成。
另外，作为第一衬底701及第二衬底705，例如可以使用玻璃衬底或塑料衬底等具有柔性的衬底。当作为第一衬底701使用具有柔性的衬底时，优选在第一衬底701与晶体管750等之间设置对水或氢具有阻挡性的绝缘层。
接着，对图8所示的显示装置700的制造方法的一个例子进行说明。图9至图11的各图是示出显示装置700的制造方法的工序中的各阶段的截面示意图。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed LaserDeposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法，也可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)法、热CVD法。作为热CVD法的例子，可以利用有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
另外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨印刷法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法等方法、刮刀(doctorknife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等工具(设备)形成。
另外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。另外，可以利用使用遮蔽掩模的成膜方法形成岛状的薄膜。另外，可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。光刻法例如有如下两种方法。一个是通过在要加工的薄膜上涂布感光性的抗蚀剂材料，隔着掩模曝光后进行显影，形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等加工该薄膜，去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是形成具有感光性的薄膜之后进行曝光而显影，将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
当在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将上述混合了的光。此外，还可以使用紫外线、KrF激光或ArF激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光，也可以使用极紫外光(EUV：Extreme Ultra-Violet)或X射线。另外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时，可以进行极其精细的加工，所以是优选的。另外，在通过电子束等的扫描进行曝光时，不需要光掩模。
作为薄膜的蚀刻方法，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
〈晶体管等的形成〉
首先，在衬底701上形成导电层301、导电层303及导电层305。导电层301、导电层303及导电层305可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。
接着，以覆盖衬底701、导电层301、导电层303及导电层305的方式形成绝缘层311。
接着，形成半导体层321、半导体层323及半导体层325(参照图9A)。半导体层321、半导体层323及半导体层325可以在形成半导体膜之后形成抗蚀剂掩模，对该半导体膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。
接着，形成绝缘层331、导电层341、导电层351、绝缘层333、导电层343及导电层353。形成成为绝缘层331及绝缘层333的绝缘膜、成为导电层341及导电层343的导电膜、成为导电层351及导电层353的导电膜，然后形成抗蚀剂掩模，对该绝缘膜及导电膜进行蚀刻后，去除抗蚀剂掩模而形成。
接着，形成绝缘层361及绝缘层363(参照图9B)。
接着，在绝缘层361及绝缘层363形成开口，形成导电层371、导电层373a、导电层373b、导电层375、导电层377及布线760。导电层371、导电层373a、导电层373b、导电层375、导电层377及布线760通过与导电层301等同样的方法形成。
通过上述工序，可以形成信号线710、晶体管750、电容器790及晶体管752(参照图9C)。接着，形成绝缘层379。绝缘层379被用作晶体管750等的保护膜。
〈绝缘层770的形成〉
接着，形成绝缘层770。通过将感光性材料用于绝缘层770，可以利用光刻法等形成开口。另外，作为绝缘层770可以在形成绝缘膜之后使用抗蚀剂掩模对绝缘膜的一部分进行蚀刻来形成开口。绝缘层770在使用有机绝缘材料时可以提高其顶面的平坦性，所以是优选的。
另外，作为绝缘层770也可以使用无机绝缘膜。作为绝缘层770，可以使用氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝或氮氧化铝等无机绝缘材料的单层或叠层。由此，绝缘层770被用作晶体管750等的保护层。
另外，绝缘层770可以具有无机绝缘膜与有机绝缘膜的叠层结构。
接着，去除FPC端子部708的布线760上的绝缘层379的一部分，使布线760露出。
〈导电层772、导电层774的形成〉
接着，在绝缘层770上形成导电层772及导电层774(参照图10A)。导电层772通过绝缘层770所包括的开口与晶体管750电连接。导电层772及导电层774可以通过与导电层301等同样的方法形成。导电层772及导电层774优选使用对可见光具有反射性的材料。例如，作为导电层772及导电层774可以使用包含银、钯及铜合金(也称为APC)、铝、钛、铜等的材料。
接着，在导电层772上及导电层774上分别形成具有导电性的凸块791及凸块793(参照图10B)。作为凸块791及凸块793可以使用金、银、锡等的金属、包含上述金属的合金、导电性树脂等的各向异性导电膜、导电膏。作为凸块791及凸块793，例如可以适当地使用金。凸块791及凸块793可以使用印刷法、转印法、喷射法等形成。
〈发光元件782的配置〉
接着，将发光元件782配置在凸块791及凸块793上。在配置时以发光元件782的阴极一侧的电极与阳极一侧的电极分别与凸块791及凸块793接触的方式配置发光元件782。将凸块791、凸块793、发光元件782、导电层772及导电层774辊压，在导电层772及导电层774上固定发光元件782。同时，导电层772及导电层774与发光元件782电连接(参照图11)。
发光元件782可以使用取放装置配置。或者，发光元件782可以使用FSA(FluidicSelfAssembly，流体自装配)方式配置。在FSA方式中，在与导电层772上及导电层774重叠的区域形成适合于发光元件782的凹状的绝缘层，在液体中将发光元件782自对准地配置于凹部。
〈衬底701与衬底705的贴合〉
接着，在衬底701和衬底705中的一方或双方上形成用来将它们贴合在一起的粘合层。粘合层以围绕设置有像素的区域的方式形成。粘合层例如可以利用丝网印刷法或分配器法等形成。作为粘合层，可以使用热固化树脂或紫外线固化树脂等。另外，可以使用在用紫外光一旦进行固化之后通过加热而再进行固化的树脂等。或者，作为粘合层，也可以使用兼有紫外线固化性和热固化性的树脂等。
接着，将衬底701与衬底705贴合，使粘合层固化而形成密封膜732。当在减压气氛下进行贴合时，可以防止气泡等混入衬底701与衬底705之间，所以是优选的。
接着，在布线760上设置各向异性导电膜780。通过在各向异性导电膜780上配置FPC716而进行热压合，可以使布线760与FPC716电连接。
通过上述的工序，可以形成显示装置700(参照图8)。
以上，本实施方式所示的结构、方法可以与其他实施方式所示的结构、方法适当地组合而使用。
(实施方式4)
在本实施方式中，说明可以用于上述实施方式所示的显示装置的晶体管的一个例子。
本发明的一个方式的显示装置可以使用底栅型晶体管或顶栅型晶体管等各种形态的晶体管来制造。因此，可以很容易地根据现有的生产线更换所使用的半导体层材料或晶体管结构。
〈底栅型晶体管〉
图12A1示出底栅型晶体管之一的沟道保护型晶体管1810的沟道长度方向的截面图。在图12A1中，晶体管1810形成在衬底1771上。另外，晶体管1810在衬底1771上隔着绝缘层1772包括电极1746。另外，在电极1746上隔着绝缘层1726包括半导体层1742。电极1746可以被用作栅电极。绝缘层1726可以被用作栅极绝缘层。
另外，在半导体层1742的沟道形成区域上包括绝缘层1741。此外，在绝缘层1726上以与半导体层1742的一部分接触的方式包括电极1744a及电极1744b。电极1744a可以被用作源电极和漏电极中的一方。电极1744b可以被用作源电极和漏电极中的另一方。电极1744a的一部分及电极1744b的一部分形成在绝缘层1741上。
绝缘层1741可以被用作沟道保护层。通过在沟道形成区域上设置绝缘层1741，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742露出。由此，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742的沟道形成区域被蚀刻。根据本发明的一个方式，可以实现电特性良好的晶体管。
另外，晶体管1810在电极1744a、电极1744b及绝缘层1741上包括绝缘层1728，在绝缘层1728上包括绝缘层1729。
当将氧化物半导体用于半导体层1742时，优选将能够从半导体层1742的一部分中夺取氧而产生氧缺陷的材料用于电极1744a及电极1744b的至少与半导体层1742接触的部分。半导体层1742中的产生氧缺陷的区域的载流子浓度增加，该区域n型化而成为n型区域(n+层)。因此，该区域能够被用作源区域或漏区域。当将氧化物半导体用于半导体层1742时，作为能够从半导体层1742中夺取氧而产生氧缺陷的材料的一个例子，可以举出钨、钛等。
通过在半导体层1742中形成源区域及漏区域，可以降低电极1744a及电极1744b与半导体层1742的接触电阻。因此，可以使场效应迁移率及阈值电压等晶体管的电特性良好。
当将硅等半导体用于半导体层1742时，优选在半导体层1742与电极1744a之间及半导体层1742与电极1744b之间设置被用作n型半导体或p型半导体的层。用作n型半导体或p型半导体的层可以被用作晶体管的源区域或漏区域。
绝缘层1729优选使用具有防止杂质从外部扩散到晶体管中或者降低杂质的扩散的功能的材料形成。此外，根据需要也可以省略绝缘层1729。
图12A2所示的晶体管1811的与晶体管1810不同之处在于：在绝缘层1729上包括可用作背栅电极的电极1723。电极1723可以使用与电极1746同样的材料及方法形成。
一般而言，背栅电极使用导电层来形成，并以半导体层的沟道形成区域被栅电极与背栅电极夹持的方式设置。因此，背栅电极可以具有与栅电极同样的功能。背栅电极的电位可以与栅电极相等，也可以为接地电位(GND电位)或任意电位。另外，通过不跟栅电极联动而独立地改变背栅电极的电位，可以改变晶体管的阈值电压。
电极1746及电极1723都可以被用作栅电极。因此，绝缘层1726、绝缘层1728及绝缘层1729都可以被用作栅极绝缘层。另外，也可以将电极1723设置在绝缘层1728与绝缘层1729之间。
注意，当将电极1746和电极1723中的一个称为“栅电极”时，将另一个称为“背栅电极”。例如，在晶体管1811中，当将电极1723称为“栅电极”时，将电极1746称为“背栅电极”。另外，当将电极1723用作“栅电极”时，晶体管1811可以认为是顶栅型晶体管之一种。此外，有时将电极1746和电极1723中的一个称为“第一栅电极”，有时将另一个称为“第二栅电极”。
通过隔着半导体层1742设置电极1746及电极1723并将电极1746及电极1723的电位设定为相同，半导体层1742中的载流子流过的区域在膜厚度方向上更加扩大，所以载流子的移动量增加。其结果是，晶体管1811的通态电流增大，并且场效应迁移率也增高。
因此，晶体管1811是相对于占有面积具有较大的通态电流的晶体管。也就是说，可以相对于所要求的通态电流缩小晶体管1811的占有面积。根据本发明的一个方式，可以缩小晶体管的占有面积。因此，根据本发明的一个方式，可以实现集成度高的半导体装置。
另外，由于栅电极及背栅电极使用导电层形成，因此具有防止在晶体管的外部产生的电场影响到形成沟道的半导体层的功能(尤其是对静电等的电场遮蔽功能)。另外，当将背栅电极形成得比半导体层大以使用背栅电极覆盖半导体层时，能够提高电场遮蔽功能。
另外，通过使用具有遮光性的导电膜形成背栅电极，能够防止光从背栅电极一侧入射到半导体层。由此，能够防止半导体层的光劣化，并防止晶体管的阈值电压漂移等电特性劣化。
根据本发明的一个方式，可以实现可靠性良好的晶体管。另外，可以实现可靠性良好的半导体装置。
图12B1示出与图12A1不同的结构的沟道保护型晶体管1820的沟道长度方向的截面图。晶体管1820具有与晶体管1810大致相同的结构，而不同之处在于：绝缘层1741覆盖半导体层1742的端部。在选择性地去除绝缘层1729的重叠于半导体层1742的部分而形成的开口部中，半导体层1742与电极1744a电连接。另外，在选择性地去除绝缘层1729的重叠于半导体层1742的部分而形成的其他开口部中，半导体层1742与电极1744b电连接。绝缘层1729的与沟道形成区域重叠的区域可以被用作沟道保护层。
图12B2所示的晶体管1821的与晶体管1820不同之处在于：在绝缘层1729上包括可以被用作背栅电极的电极1723。
通过设置绝缘层1741，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时产生的半导体层1742的露出。因此，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742被薄膜化。
另外，与晶体管1810及晶体管1811相比，晶体管1820及晶体管1821的电极1744a与电极1746之间的距离及电极1744b与电极1746之间的距离更长。因此，可以减少产生在电极1744a与电极1746之间的寄生电容。此外，可以减少产生在电极1744b与电极1746之间的寄生电容。根据本发明的一个方式，可以提供一种电特性良好的晶体管。
图12C1所示的晶体管1825是作为底栅型晶体管之一的沟道蚀刻型晶体管1825的沟道长度方向的截面图。在晶体管1825中，不使用绝缘层1741形成电极1744a及电极1744b。因此，在形成电极1744a及电极1744b时露出的半导体层1742的一部分有时被蚀刻。另一方面，由于不设置绝缘层1741，可以提高晶体管的生产率。
图12C2所示的晶体管1826的与晶体管1825的不同之处在于：在绝缘层1729上具有可以用作背栅电极的电极1723。
图13A1至图13C2示出晶体管1810、1811、1820、1821、1825、1826的沟道宽度方向的截面图。
在图13B2和图13C2所示的结构中，栅电极和背栅电极彼此连接，由此栅电极和背栅电极的电位相同。此外，半导体层1742被夹在栅电极和背栅电极之间。
在沟道宽度方向上，栅电极和背栅电极的长度比半导体层1742大，并且半导体层1742的沟道宽度方向整体夹着绝缘层1726、1741、1728、1729被栅电极或背栅电极覆盖。
通过采用该结构，可以由栅电极及背栅电极的电场电围绕包括在晶体管中的半导体层1742。
可以将如晶体管1821或晶体管1826那样的利用栅电极及背栅电极的电场电围绕形成沟道形成区域的半导体层1742的晶体管的装置结构称为Surrounded channel(S-channel：围绕沟道)结构。
通过采用S-channel结构，可以利用栅电极和背栅电极中的一个或两个对半导体层1742有效地施加用来引起沟道形成的电场。由此，晶体管的电流驱动能力得到提高，从而可以得到较高的通态电流特性。此外，由于可以增加通态电流，所以可以使晶体管微型化。此外，通过采用S-channel结构，可以提高晶体管的机械强度。
[顶栅型晶体管]
图14A1所例示的晶体管1842是顶栅型晶体管之一。晶体管1842与晶体管1810、晶体管1820不同之处是：晶体管1842在形成绝缘层1729后形成电极1744a及电极1744b。电极1744a及电极1744b在形成在绝缘层1728及绝缘层1729的开口部中与半导体层1742电连接。
另外，去除不与电极1746重叠的绝缘层1726的一部分，以电极1746及剩余的绝缘层1726为掩模将杂质755引入到半导体层1742，由此可以在半导体层1742中以自对准(self-alignment)的方式形成杂质区域。晶体管1842包括绝缘层1726超过电极1746的端部延伸的区域。半导体层1742的通过绝缘层1726被引入杂质755的区域的杂质浓度低于不通过绝缘层1726被引入杂质755的区域。因此，在半导体层1742的不与电极1746重叠的区域中形成LDD(Lightly Doped Drain：轻掺杂漏极)区域。
图14A2所示的晶体管1843的与晶体管1842不同之处在于：包括电极1723。晶体管1843包括形成在衬底1771上的电极1723。电极1723包括隔着绝缘层1772与半导体层1742重叠的区域。电极1723可以被用作背栅电极。
另外，如图14B1所示的晶体管1844及图14B2所示的晶体管1845那样，也可以完全去除不与电极1746重叠的区域的绝缘层1726。另外，如图14C1所示的晶体管1846及图14C2所示的晶体管1847那样，也可以不去除绝缘层1726。
在晶体管1842至晶体管1847中，也可以在形成电极1746之后以电极1746为掩模而将杂质755引入到半导体层1742，由此在半导体层1742中自对准地形成杂质区域。根据本发明的一个方式，可以实现电特性良好的晶体管。另外，根据本发明的一个方式，可以实现集成度高的半导体装置。
图15A1至图15C2示出晶体管1842、1843、1844、1845、1846、1847的沟道宽度方向的截面图。
晶体管1843、晶体管1845及晶体管1847具有上述S-channel结构。但是，不局限于此，晶体管1843、晶体管1845及晶体管1847也可以不具有S-channel结构。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式5)
在本实施方式中，参照图16及图17说明本发明的一个方式的数据处理装置的结构。
图16及图17是说明本发明的一个方式的数据处理装置的结构的图。图16A是数据处理装置的方框图，图16B至图16E是说明数据处理装置的结构的立体图。另外，图17A至图17E是说明数据处理装置的结构的立体图。
<数据处理装置>
在本实施方式中说明的数据处理装置5200B包括运算装置5210及输入输出装置5220(参照图16A)。
运算装置5210具有被供应操作数据的功能，并具有根据操作数据供应图像数据的功能。
输入输出装置5220包括显示部5230、输入部5240、检测部5250及通信部5290，并具有供应操作数据的功能及被供应图像数据的功能。此外，输入输出装置5220具有供应检测数据的功能、供应通信数据的功能及被供应通信数据的功能。
输入部5240具有供应操作数据的功能。例如，输入部5240根据数据处理装置5200B的使用者的操作供应操作数据。
具体而言，可以将键盘、硬件按钮、指向装置、触摸传感器、照度传感器、摄像装置、声音输入装置、视线输入装置、姿态检测装置等用于输入部5240。
显示部5230包括显示面板并具有显示图像数据的功能。例如，可以将在上述实施方式中说明的显示装置用于显示部5230。
检测部5250具有供应检测数据的功能。例如，具有检测数据处理装置的周围的使用环境而供应检测数据的功能。
具体地，可以将照度传感器、摄像装置、姿态检测装置、压力传感器、人体感应传感器等用于检测部5250。
通信部5290具有被供应通信数据的功能及供应通信数据的功能。例如，具有以无线通信或有线通信与其他电子设备或通信网连接的功能。具体而言，具有无线局域网通信、电话通信、近距离无线通信等的功能。
<数据处理装置的结构例子1>
例如，可以将沿着圆筒状的柱子等的外形用于显示部5230(参照图16B)。另外，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能。此外，具有检测人的存在而改变显示内容的功能。因此，例如可以设置在建筑物的柱子上。或者，能够显示广告或指南等。或者，可以用于数字标牌等。
<数据处理装置的结构例子2>
例如，具有根据使用者所使用的指示器的轨迹生成图像数据的功能(参照图16C)。具体而言，可以使用对角线的长度为20英寸以上、优选为40英寸以上，更优选为55英寸以上的显示面板。或者，可以将多个显示面板排列而用作一个显示区域。或者，可以将多个显示面板排列而用作多屏幕显示面板。因此，例如可以用于电子黑板、电子留言板、数字标牌等。
<数据处理装置的结构例子3>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图16D)。由此，例如可以减少智能手表的功耗。或者，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用智能手表的方式将图像显示在智能手表上。
<数据处理装置的结构例子4>
显示部5230例如具有沿着框体的侧面缓慢地弯曲的曲面(参照图16E)。或者，显示部5230包括显示面板，显示面板例如具有在其前面、侧面及顶面进行显示的功能。由此，例如可以将图像数据不仅显示于移动电话的前面，而且显示于移动电话的侧面及顶面。
<数据处理装置的结构例子5>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图17A)。由此，可以减少智能手机的功耗。或者，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用智能手机的方式将图像显示在智能手机上。
<数据处理装置的结构例子6>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图17B)。由此，以在晴天射入户内的外光强的环境下也能够适宜地使用电视系统的方式将影像显示在电视系统上。
<数据处理装置的结构例子7>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图17C)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用平板电脑的方式将图像显示在平板电脑上。
<数据处理装置的结构例子8>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图17D)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地看到图像的方式将拍摄对象显示在数码相机上。
<数据处理装置的结构例子9>
例如，具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图17E)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用个人计算机的方式将图像显示在个人计算机上。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式6)
在本实施方式中，说明可适用于晶体管的沟道形成区域的金属氧化物。
作为用于晶体管的半导体材料，可以使用能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的金属氧化物。典型地，可以使用包含铟的金属氧化物等，例如可以使用后面说明的CAC-OS等。
另外，使用其带隙比硅宽且载流子密度低的金属氧化物的晶体管由于其关态电流低，因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。
作为半导体层例如可以采用包含铟、锌及M(铝、钛、镓、锗、钇、锆、镧、铈、锡、钕或铪等金属)的以“In-M-Zn类氧化物”表示的膜。
当构成半导体层的金属氧化物为In-M-Zn类氧化物时，优选用来形成In-M-Zn氧化物膜的溅射靶材的金属元素的原子数比满足In≥M及Zn≥M。这种溅射靶材的金属元素的原子数比优选为In:M:Zn＝1:1:1、In:M:Zn＝1:1:1.2、In:M:Zn＝3:1:2、In:M:Zn＝4:2:3、In:M:Zn＝4:2:4.1、In:M:Zn＝5:1:6、In:M:Zn＝5:1:7、In:M:Zn＝5:1:8等。注意，所形成的半导体层的原子数比分别可以在上述溅射靶材中的金属元素的原子数比的±40％的范围内变动。
作为半导体层，可以使用载流子密度低的金属氧化物膜。例如，作为半导体层可以使用载流子密度为1×1017/cm3以下，优选为1×1015/cm3以下，更优选为1×1013/cm3以下，进一步优选为1×1011/cm3以下，更进一步优选为小于1×1010/cm3，1×10-9/cm3以上的金属氧化物。将这样的金属氧化物称为高纯度本征或实质上高纯度本征的金属氧化物。该氧化物半导体的缺陷能级密度低，可以说是具有稳定的特性的金属氧化物。
注意，本发明不局限于上述记载，可以根据所需的晶体管的半导体特性及电特性(场效应迁移率、阈值电压等)来使用具有适当的组成的氧化物半导体。另外，优选适当地设定半导体层的载流子密度、杂质浓度、缺陷密度、金属元素与氧的原子数比、原子间距离、密度等，以得到所需的晶体管的半导体特性。
当构成半导体层的金属氧化物包含第14族元素之一的硅或碳时，半导体层中的氧缺陷增加，会使该半导体层变为n型。因此，将半导体层中的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱分析法测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
另外，有时当碱金属及碱土金属与金属氧化物键合时生成载流子，而使晶体管的关态电流增大。因此，将通过二次离子质谱分析法测得的半导体层的碱金属或碱土金属的浓度设定为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
另外，当构成半导体层的金属氧化物含有氮时生成作为载流子的电子，载流子密度增加而容易n型化。其结果是，使用含有氮的金属氧化物的晶体管容易变为常开启特性。因此，利用二次离子质谱分析法测得的半导体层的氮浓度优选为5×1018atoms/cm3以下。
氧化物半导体分为单晶氧化物半导体及非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体有CAAC-OS(c-axis-aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor：纳米晶氧化物半导体)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
作为本发明的一个方式所公开的晶体管的半导体层也可以使用CAC-OS(Cloud-Aligned Composite oxide semiconductor)。
本发明的一个方式所公开的晶体管的半导体层可以使用上述非单晶氧化物半导体或CAC-OS。此外，作为非单晶氧化物半导体优选使用nc-OS或CAAC-OS。
在本发明的一个方式中，作为晶体管的半导体层优选使用CAC-OS。通过使用CAC-OS，可以对晶体管赋予高电特性或高可靠性。
半导体层也可以是包括CAAC-OS的区域、多晶氧化物半导体的区域、nc-OS的区域、a-like OS的区域及非晶氧化物半导体的区域中的两种以上的混合膜。混合膜有时例如具有包括上述区域中的两种以上的区域的单层结构或叠层结构。
以下，对可用于本发明的一个方式所公开的晶体管中的CAC(Cloud-AlignedComposite)-OS的构成进行说明。
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，以下也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克(mosaic)状或补丁(patch)状，其中该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。
金属氧化物优选至少包含铟。尤其是，优选包含铟及锌。除此之外，也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以将In-Ga-Zn氧化物称为CAC-IGZO)是指材料分成铟氧化物(以下，称为InOX1(X1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下，称为InX2ZnY2OZ2(X2、Y2及Z2为大于0的实数))以及镓氧化物(以下，称为GaOX3(X3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下，称为GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4及Z4为大于0的实数))等而成为马赛克状，且马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中的构成(以下，也称为云状)。
换言之，CAC-OS是具有以GaOX3为主要成分的区域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域混在一起的构成的复合金属氧化物。在本说明书中，例如，当第一区域的In与元素M的原子数比大于第二区域的In与元素M的原子数比时，第一区域的In浓度高于第二区域。
注意，IGZO是通称，有时是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作为典型例子，可以举出以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)或In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1，m0为任意数)表示的结晶性化合物。
上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或CAAC结构。CAAC结构是多个IGZO的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。
另一方面，CAC-OS与金属氧化物的材料构成有关。CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，一部分中观察到以Ga为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域分别以马赛克状无规律地分散。因此，在CAC-OS中，结晶结构是次要因素。
CAC-OS不包含组成不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含由以In为主要成分的膜与以Ga为主要成分的膜的两层构成的结构。
注意，有时观察不到以GaOX3为主要成分的区域与以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域之间的明确的边界。
在CAC-OS中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下，CAC-OS是指如下构成：一部分中观察到以该金属元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为成膜气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外，成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选将氧气体的流量比设定为0％以上且低于30％，优选为0％以上且10％以下。
CAC-OS具有如下特征：通过根据X射线衍射(XRD：X-ray diffraction)测量法之一的out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测量时，观察不到明确的峰值。也就是说，根据X射线衍射测量，可知在测量区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。
另外，在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的CAC-OS的电子衍射图案中，观察到环状的亮度高的区域以及在该环状区域内的多个亮点。由此，根据电子衍射图案，可知CAC-OS的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。
另外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(mapping)图像，可确认到：具有以GaOX3为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。
CAC-OS的结构与金属元素均匀地分布的IGZO化合物不同，具有与IGZO化合物不同的性质。换言之，CAC-OS具有以GaOX3等为主要成分的区域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的构成。
在此，以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域的导电性高于以GaOX3等为主要成分的区域。换言之，当载流子流过以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域时，呈现金属氧化物的导电性。因此，当以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域在金属氧化物中以云状分布时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，以GaOX3等为主要成分的区域的绝缘性高于以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域。换言之，当以GaOX3等为主要成分的区域在金属氧化物中分布时，可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。
因此，当将CAC-OS用于半导体元件时，通过起因于GaOX3等的绝缘性与起因于InX2ZnY2OZ2或InOX1的导电性的互补作用可以实现高通态电流(Ion)及高场效应迁移率(μ)。
另外，使用CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此，CAC-OS适用于显示器等各种半导体装置。
由于在半导体层中具有CAC-OS的晶体管的场效应迁移率高并驱动能力高，所以通过将该晶体管用于驱动电路，典型地是用于生成栅极信号的扫描线驱动电路，可以提供边框宽度窄(也称为窄边框)的显示装置。另外，通过将该晶体管用于显示装置所包括的信号线驱动电路(尤其是，与信号线驱动电路所包括的移位寄存器的输出端子连接的解复用器)，可以提供连接于显示装置的布线数少的显示装置。
另外，在半导体层具有CAC-OS的晶体管与使用低温多晶硅的晶体管同样不需要进行激光晶化工序。由此，即使为使用大面积衬底的显示装置，也可以减少制造成本。并且，在如被称为“4K分辨率”、“4K2K”或“4K”的超高清(Ultra High-Definition)、被称为“8K分辨率”、“8K4K”或“8K”的超高清(Super High-Definition)等具有高分辨率的大型显示装置中，通过将在半导体层具有CAC-OS的晶体管用于驱动电路及显示部，可以在短时间内进行写入并降低显示不良，所以是优选的。
或者，也可以将硅用于形成有晶体管的沟道的半导体。作为硅可以使用非晶硅，尤其优选使用具有结晶性的硅。例如，优选使用微晶硅、多晶硅、单晶硅等。尤其是，多晶硅与单晶硅相比能够在低温下形成，并且多晶硅与单晶硅相比具有高场效应迁移率和高可靠性。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[符号说明]
G1：布线、G2：布线、G3：布线、G3A：布线、S1：布线、V0：布线、10：像素、10A：像素、11：晶体管、12：晶体管、13：晶体管、14：晶体管、15：电容器、16：电容器、17：发光元件、20：显示装置、20A：显示装置、20B：显示装置、20C：显示装置、21：显示区域、22：源极驱动器、23：栅极驱动器、23a：栅极驱动器、23b：栅极驱动器、23c：栅极驱动器、23d：栅极驱动器、24：三角波生成电路、31：晶体管、32：晶体管、33：晶体管、34：电容器、35：发光元件、301：导电层、303：导电层、305：导电层、311：绝缘层、321：半导体层、323：半导体层、325：半导体层、331：绝缘层、333：绝缘层、341：导电层、343：导电层、351：导电层、353：导电层、361：绝缘层、363：绝缘层、371：导电层、373a：导电层、373b：导电层、375：导电层、377：导电层、379：绝缘层、700：显示装置、700A：显示装置、700B：显示装置、701：衬底、702：像素部、704：源极驱动电路部、705：衬底、706：栅极驱动电路部、708：FPC端子部、710：信号线、711：布线部、712：密封剂、716：FPC、717：IC、721：源极驱动器IC、722：栅极驱动电路部、723：FPC、724：印刷电路板、730：绝缘膜、732：密封膜、743：树脂层、750：晶体管、752：晶体管、760：布线、770：绝缘层、772：导电层、774：导电层、780：各向异性导电膜、782：发光元件、790：电容器、791：凸块、793：凸块、795：遮光层、1723：电极、1724a：电极、1724b：电极、1726：绝缘层、1727：绝缘层、1728：绝缘层、1729：绝缘层、1741：绝缘层、1742：半导体层、1744a：电极、1744b：电极、1746：电极、1771：衬底、1772：绝缘层。

Claims (8)

1.一种包括第一像素、第二像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法，
其中，所述第一布线与所述第一像素及所述第二像素电连接，
所述第二布线与所述第一像素电连接，
所述第三布线与所述第二像素电连接，
对所述第一像素通过所述第二布线供应第一显示数据，
对所述第二像素通过所述第三布线供应第二显示数据，
所述第一像素或所述第二像素在不同时刻开始发射光，
在所述第一时刻，所述第一像素达到对应于所述第一显示数据的最大亮度并所述第二像素达到对应于所述第二显示数据的最大亮度，
并且，通过对所述第一布线供应复位信号，所述第一像素及所述第二像素在第二时刻被初始化而关灯。
2.一种包括多个像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法，
其中，所述像素包括发光元件及第一至第三晶体管，
所述第一晶体管包括第一栅极及第二栅极，
所述第一晶体管的所述第一栅极与所述第一布线电连接，所述第二栅极与所述第二布线电连接，源极和漏极中的一方与所述第二晶体管的栅极及所述第三晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一方与所述发光元件的一方电极电连接，
所述第三晶体管的栅极与所述第三布线电连接，
通过对所述第一布线供应显示数据，根据所述显示数据的第一电位决定所述第一晶体管的阈值电压，
对所述第二布线供应三角波，
在根据所述三角波的电位所述第一晶体管成为开启状态时，通过所述第一晶体管对所述第二晶体管的栅极供应所述第二电位，根据所述第二电位控制所述发光元件的发光亮度，
通过对所述第三布线供应复位信号，所述第三晶体管成为开启状态，所述第二晶体管成为关闭状态，而所述发光元件关灯，
并且，所述三角波的电位与所述复位信号同步地成为最小。
3.一种包括多个像素、第一布线、第二布线及第三布线的显示装置的驱动方法，
其中，所述像素包括发光元件、第一晶体管及第二晶体管，
所述第一布线与所述发光元件的一方电极电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的一方与所述发光元件的另一方电极电连接，栅极与第二布线以及第二晶体管的源极和漏极中一方电连接，
所述第二晶体管的栅极与第三布线电连接，
通过对所述第二布线供应显示数据，根据所述显示数据的电位决定能够流过所述第一晶体管的电流的大小，
对所述第一布线供应三角波，
根据所述三角波的电位决定所述第一晶体管对所述发光元件供应的电流的大小，根据所述三角波的电位所述发光元件的发光亮度被控制，
通过对所述第三布线供应复位信号，所述第三晶体管成为开启状态，所述第一晶体管成为关闭状态，
所述三角波的电位与所述复位信号同步地成为最小，
并且，所述发光元件关灯。
4.一种包括多个像素以及第一至第六布线的显示装置，
其中，所述像素包括发光元件、第一至第四晶体管、第一电容器及第二电容器，
对所述第一布线供应显示数据，
对所述第二布线供应扫描信号，
对所述第三布线供应复位信号，
对所述第四布线供应三角波，
对所述第五布线供应高于所述显示数据的电位，
对所述第六布线供应小于所述显示数据的电位，
所述第四晶体管的栅极与所述第二布线电连接，
所述第四晶体管的源极和漏极中的一方与所述第一布线电连接，
所述第一晶体管的栅极与所述第四布线电连接，
所述第四晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第一晶体管的背栅极及所述第一电容器的一方电极电连接，
所述第三晶体管的栅极与所述第三布线电连接，
所述第五布线与所述第一电容器的另一方电极及所述第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第三晶体管的源极和漏极中的另一方、所述第二晶体管的栅极及所述第二电容器的一方电极电连接，
所述第三晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第六布线电连接，
并且，所述第二晶体管的源极和漏极中的一方与所述发光元件的一方电极电连接。
5.一种包括多个像素以及第一至第五布线的显示装置，
其中，所述像素包括发光元件、第一至第三晶体管及第一电容器，
对所述第一布线供应三角波，
对所述第二布线供应扫描信号，
对所述第三布线供应复位信号，
对所述第四布线供应显示数据，
对所述第五布线供应小于所述显示数据的低电位，
所述第三晶体管的栅极与所述第二布线电连接，
所述第三晶体管的源极和漏极中的一方与所述第四布线电连接，
所述第三晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的源极和漏极中的一方及所述第一电容器的一方电极电连接，
所述第二晶体管的栅极与所述第三布线电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第五布线电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的一方与所述发光元件的一方电极电连接，
并且，所述发光元件的另一方电极与所述第一布线电连接。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置，
其中所述发光元件是LED。
7.根据权利要求4或5所述的显示装置，
其中所述发光元件是OLED。
8.根据权利要求4或5所述的显示装置，
其中所述显示装置所包括的晶体管中的任一个在半导体层中包括金属氧化物。
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