JP2023024459A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動トランジスタの特性のばらつきを抑え、且つ画像データの補正を行う半導体装置を提供する。【解決手段】画像データ保持部と、補正データ保持部と、駆動回路部と、表示素子と、しきい値電圧補正回路部と、を有する半導体装置である。画像データ保持部は、第１画像データを保持する機能を有し、補正データ保持部は、補正データを保持する機能と、画像データ保持部が第１画像データを保持することによって、第１画像データ及び補正データに応じた第２画像データを生成する機能と、を有する。駆動回路部は、第２画像データに応じた電流を生成する機能と、当該電流を表示素子に流す機能と、を有し、しきい値電圧補正回路部は、駆動回路部の駆動トランジスタのしきい値電圧を補正する機能を有する。上記構成によって、半導体装置は、画像データの補正、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正、及び第２画像データに基づく表示を行うことができる。【選択図】図６

Description

本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、電子機器、及び動作方法に関する。
なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置、プロセッサ、電子機器、システム、それらの駆動方法、それらの製造方法、又はそれらの検査方法を一例として挙げることができる。
近年、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、携帯ゲーム機等が有する表示装置において、様々な面で改良が進められている。例えば、解像度を大きくする、色再現性を高くする、駆動回路を小さくする、消費電力を低減する、等の表示装置の開発が行われている。また、例えば、表示装置の表示品位を高くするため、画素に含まれる駆動トランジスタの特性のばらつきを低減する回路などの開発も進められている。特に、駆動トランジスタのしきい値電圧を補正する回路を有する画素回路の発明が、特許文献１に開示されている。
また、表示装置が有する画素回路に含まれるスイッチング素子として、酸化物半導体を半導体薄膜としたトランジスタを適用する技術などが挙げられる。
トランジスタに適用可能な半導体薄膜として、シリコン系半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。酸化物半導体としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛などの一元系金属の酸化物のみでなく、多元系金属の酸化物も知られている。多元系金属の酸化物の中でも、特に、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物（以下、ＩＧＺＯとも呼ぶ。）に関する研究が盛んに行われている。
ＩＧＺＯに関する研究により、酸化物半導体において、単結晶でも非晶質でもない、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造およびｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造が見出された（非特許文献１乃至非特許文献３参照。）。非特許文献１および非特許文献２では、ＣＡＡＣ構造を有する酸化物半導体を用いてトランジスタを作製する技術も開示されている。さらに、ＣＡＡＣ構造およびｎｃ構造よりも結晶性の低い酸化物半導体でさえも、微小な結晶を有することが、非特許文献４および非特許文献５に開示されている。
さらに、ＩＧＺＯを活性層として用いたトランジスタは極めて低いオフ電流を持ち（非特許文献６参照。）、その特性を利用したＬＳＩおよび表示装置が報告されている（非特許文献７および非特許文献８参照。）。また、特許文献２には、ＩＧＺＯを活性層に含むトランジスタを、表示装置の画素回路に用いる発明が開示されている。
特開２０１７‐１００００号公報 特開２０１０‐１５６９６３号公報
Ｓ． Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ．， "ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ"， ２０１２， ｖｏｌｕｍｅ ４３， ｉｓｓｕｅ １， ｐ．１８３－１８６ Ｓ． Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ．， "Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ"， ２０１４， ｖｏｌｕｍｅ ５３， Ｎｕｍｂｅｒ ４Ｓ， ｐ．０４ＥＤ１８－１－０４ＥＤ１８－１０ Ｓ． Ｉｔｏ ｅｔ ａｌ．， "Ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＡＭ－ＦＰＤ’１３ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ"， ２０１３， ｐ．１５１－１５４ Ｓ． Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ．， "ＥＣＳ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"， ２０１４， ｖｏｌｕｍｅ ３， ｉｓｓｕｅ ９， ｐ．Ｑ３０１２－Ｑ３０２２ Ｓ． Ｙａｍａｚａｋｉ， "ＥＣＳ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ"，２０１４， ｖｏｌｕｍｅ ６４， ｉｓｓｕｅ １０， ｐ．１５５－１６４ Ｋ． Ｋａｔｏ ｅｔ ａｌ．， "Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ"， ２０１２， ｖｏｌｕｍｅ ５１， ｐ．０２１２０１－１－０２１２０１－７ Ｓ． Ｍａｔｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．， "２０１５ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ"， ２０１５， ｐ．Ｔ２１６－Ｔ２１７ Ｓ． Ａｍａｎｏ ｅｔ ａｌ．， "ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ"， ２０１０， ｖｏｌｕｍｅ ４１， ｉｓｓｕｅ １， ｐ．６２６－６２９
表示装置が高品位な画像を表示する条件として、表示装置は、例えば、高解像度、多階調、広色域などであることが求められる。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの発光素子を含む表示装置において、表示品位の高い画像を表示するには、駆動トランジスタの特性のばらつきを抑え、且つ画素に送信される画像データを適切に補正する必要がある。
本発明の一態様は、駆動トランジスタの特性のばらつきを抑え、且つ画像データの補正を行うことができる画素回路（本明細書等では半導体装置と記載する。）を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、当該半導体装置を有する表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、当該表示装置を有する電子機器を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、当該半導体装置、当該表示装置、当該電子機器の動作方法を提供することを課題の一とする。
なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した課題、及び他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。なお、本発明の一態様は、上記列挙した課題、及び他の課題の全てを解決する必要はない。
（１）
本発明の一態様は、画像データ保持部と、補正データ保持部と、駆動回路部と、表示素子と、しきい値電圧補正回路部と、を有し、駆動回路部は、バックゲートを有する第１トランジスタを有し、第１トランジスタの第１端子は、表示素子の入力端子に電気的に接続され、画像データ保持部は、第１画像データを保持する機能を有し、補正データ保持部は、補正データを保持する機能と、画像データ保持部が第１画像データを保持することによって、第１画像データ及び補正データに応じた第２画像データを生成する機能と、を有し、駆動回路部は、第１トランジスタのゲートに、第２画像データに応じた第１電位が印加されることによって、第１トランジスタの第１端子‐第２端子間において、第１電流を生成する機能と、第１電流を表示素子に流す機能と、を有し、しきい値電圧補正回路部は、駆動回路部に含まれる第１トランジスタのしきい値電圧を補正する機能を有する、半導体装置である。
（２）
又は、本発明の一態様は、上記（１）の構成において、第１乃至第３容量素子を有し、画像データ保持部は、第２トランジスタを有し、補正データ保持部は、第３トランジスタを有し、しきい値電圧補正回路は、第４トランジスタを有し、第２トランジスタの第１端子は、第１容量素子の第１端子と電気的に接続され、第３トランジスタの第１端子は、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に電気的に接続され、第１トランジスタの第１端子は、第２容量素子の第２端子と、第３容量素子の第１端子と、に電気的に接続され、第１トランジスタのバックゲートは、第４トランジスタの第１端子と、第３容量素子の第２端子と、に電気的に接続される、半導体装置である。
（３）
又は、本発明の一態様は、上記（２）の構成において、第１乃至第４トランジスタのそれぞれは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、半導体装置である。
（４）
又は、本発明の一態様は、上記（２）又は（３）の構成において、駆動回路部は、第５トランジスタを有し、第３トランジスタの第１端子と、表示素子の入力端子と、は、第５トランジスタの第１端子‐第２端子間を介して電気的に接続される、半導体装置である。
（５）
又は、本発明の一態様は、上記（４）の構成において、第５トランジスタは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、半導体装置である。
（６）
又は、本発明の一態様は、上記（２）乃至（５）のいずれか一の構成において、第６トランジスタを有し、第６トランジスタの第１端子は、第１トランジスタのゲートに電気的に接続され、第６トランジスタの第２端子は、第１トランジスタの第１端子に電気的に接続される、半導体装置である。
（７）
又は、本発明の一態様は、上記（６）の構成において、第６トランジスタは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、半導体装置である。
（８）
又は、本発明の一態様は、上記（２）乃至（７）のいずれか一の構成において、第１機能乃至第３機能を有し、第１機能は、第３トランジスタをオン状態にして、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に第１初期化電位を印加する機能と、第４トランジスタをオン状態にして、第１トランジスタのバックゲートに第２初期化電位を印加する機能と、第１トランジスタの第１端子と、第２容量素子の第２端子と、第３容量素子の第１端子と、に第３初期化電位を印加する機能と、第３トランジスタをオフ状態にして、第２容量素子によって、第１初期化電位と第３初期化電位との電位差を保持する機能と、第１トランジスタの第１端子から表示素子の入力端子への電流を遮断し、第１トランジスタの第１端子‐第２端子間に電圧を印加して第１トランジスタをオン状態にし、その後、第１トランジスタの第１端子の電位が第２電位になって、第１トランジスタがオフ状態となったとき、第３容量素子によって第２初期化電位と第２電位との電位差を保持する機能と、を有し、第２機能は、第３トランジスタをオン状態にして、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に補正データに応じた第３電位を書き込む機能と、第３トランジスタをオフ状態にして、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、によって第３電位を保持する機能と、を有し、第３機能は、第２トランジスタをオン状態にして、第１容量素子の第１端子に第１画像データに応じた第４電位を書き込む機能と、第１容量素子の第１端子に第４電位が書き込まれたことによって、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に保持されている第３電位が、第２画像データに応じた第１電位に変動する機能と、を有する、半導体装置である。
（９）
又は、本発明の一態様は、上記（１）乃至（８）のいずれか一の構成の半導体装置と、周辺回路と、を有する、表示装置である。
（１０）
又は、本発明の一態様は、上記（９）の構成の表示装置と、筐体と、を有する、電子機器である。
（１１）
又は、本発明の一態様は、画像データ保持部と、補正データ保持部と、駆動回路部と、表示素子と、しきい値電圧補正回路部と、を有する半導体装置の動作方法であって、駆動回路部は、バックゲートを有する第１トランジスタを有し、半導体装置の動作方法は、しきい値電圧補正期間と、補正データ書き込み期間と、画像データ書き込み期間と、画像表示期間と、を有し、しきい値電圧補正期間は、しきい値電圧補正回路部が第１トランジスタのバックゲートに電位を与えることで第１トランジスタのしきい値電圧を補正する期間を有し、補正データ書き込み期間は、補正データ保持部に補正データを書き込む期間を有し、画像データ書き込み期間は、画像データ保持部に第１画像データを書き込んで、補正データ保持部が第１画像データ及び補正データに応じた第２画像データを生成する期間を有し、画像表示期間は、第１トランジスタのゲートに、第２画像データに応じた第１電位が印加されることによって、駆動回路部が、第１トランジスタの第１端子‐第２端子間において、第１電流を生成して、第１電流を表示素子に流す期間を有する、半導体装置の動作方法である。
（１２）
又は、本発明の一態様は、上記（１１）の動作方法において、初期化期間を有し、半導体装置は、第１容量素子乃至第３容量素子を有し、画像データ保持部は、第２トランジスタを有し、補正データ保持部は、第３トランジスタを有し、しきい値電圧補正回路は、第４トランジスタを有し、第２トランジスタの第１端子は、第１容量素子の第１端子と電気的に接続され、第３トランジスタの第１端子は、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に電気的に接続され、第１トランジスタの第１端子は、第２容量素子の第２端子と、第３容量素子の第１端子と、表示素子の入力端子と、に電気的に接続され、第１トランジスタのバックゲートは、第４トランジスタの第１端子と、第３容量素子の第２端子と、に電気的に接続され、初期化期間は、第３トランジスタがオン状態になって、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に第１初期化電位が印加される期間と、第４トランジスタがオン状態になって、第１トランジスタのバックゲートと、第３容量素子の第２端子と、に第２初期化電位が印加される期間と、第１トランジスタの第１端子と、第２容量素子の第２端子と、第３容量素子の第１端子と、に第３初期化電位が印加される期間と、を有し、しきい値電圧補正期間は、第１トランジスタの第１端子から表示素子への電流を遮断する期間と、第３トランジスタがオフ状態になって、第２容量素子が第１初期化電位と第３初期化電位との電位差を保持する期間と、第１トランジスタの第２端子に高電位が印加されることで、第１トランジスタの第１端子の電位が、第１トランジスタがオフ状態になる第２電位に達するまで、第１トランジスタの第１端子‐第２端子間に第２電流が流れる期間と、第４トランジスタがオフ状態になって、第３容量素子が第２電位と第２初期化電位との電位差を保持する期間と、を有し、補正データ書き込み期間は、第３トランジスタがオン状態になって、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に補正データに応じた第３電位が印加される期間と、第３トランジスタがオフ状態になって、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、によって第３電位が保持される期間と、を有し、画像データ書き込み期間は、第２トランジスタがオン状態になって、第１容量素子の第１端子に第１画像データに応じた第４電位が印加される期間と、第１容量素子の第１端子に第４電位が書き込まれたことによって、第１トランジスタのゲートと、第１容量素子の第２端子と、第２容量素子の第１端子と、に保持されている第３電位が、第２画像データに応じた第１電位に変動する期間と、を有する、半導体装置の動作方法である。
（１３）
又は、本発明の一態様は、上記（１２）の動作方法において、第１乃至第４トランジスタのそれぞれは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、表示装置の動作方法である。
（１４）
又は、本発明の一態様は、上記（１２）又は（１３）の動作方法において、駆動回路部は、第５トランジスタを有し、第３トランジスタの第１端子と、表示素子の入力端子と、は、第５トランジスタの第１端子‐第２端子間を介して電気的に接続され、初期化期間と、補正データ書き込み期間と、画像データ書き込み期間と、は、第５トランジスタがオフ状態になる期間を有し、画像表示期間は、第５トランジスタがオン状態になる期間を有する、半導体装置の動作方法である。
（１５）
又は、本発明の一態様は、上記（１４）の動作方法において、第５トランジスタは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、半導体装置の動作方法である。
（１６）
又は、本発明の一態様は、上記（１２）乃至（１５）のいずれか一の動作方法において、半導体装置は、第６トランジスタを有し、第６トランジスタの第１端子は、第１トランジスタのゲートに電気的に接続され、第６トランジスタの第２端子は、第１トランジスタの第１端子に電気的に接続され、しきい値電圧補正期間は、第６トランジスタがオン状態になる期間を有する、半導体装置の動作方法である。
（１７）
又は、本発明の一態様は、上記（１６）の動作方法において、第６トランジスタは、チャネル形成領域に、金属酸化物又はシリコンの一方を有する、半導体装置の動作方法である。
（１８）
又は、本発明の一態様は、上記（１１）乃至（１７）のいずれか一に記載の半導体装置の動作方法を含む表示装置の動作方法であって、表示装置は、複数の半導体装置がマトリクス状に配置された表示部を有し、複数の半導体装置の一部は、第１画素及び第２画素として機能し、第１画素と、第２画素と、は、表示部において互いに異なる行に位置し、第１画素がしきい値電圧補正期間の動作を行っているとき、第２画素は補正データ書き込み期間、及び画像データ書き込み期間のそれぞれの動作を行う、表示装置の動作方法である。
本発明の一態様によって、駆動トランジスタの特性のばらつきを抑え、且つ画像データの補正を行うことができる半導体装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、当該半導体装置を有する表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、当該表示装置を有する電子機器を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、当該半導体装置、当該表示装置、当該電子機器の動作方法を提供することができる。
又は、本発明の一態様によって、回路面積の小さいソースドライバ回路を有する表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、消費電力の小さいソースドライバ回路を有する表示装置を提供することができる。
なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
表示装置の一例を示すブロック図。 画素の構成例を説明するブロック図。 画素の構成例を説明するブロック図。 画素の構成例を示す回路図。 画素の構成例を説明するブロック図。 画素の構成例を示す回路図。 画素の構成例を示す回路図。 画素の動作例を示すタイミングチャート。 画素の動作と配線への電圧印加とのタイミングの一例を説明する図。 表示部とその周辺回路の構成例を示すブロック図。 表示装置の一例を示す上面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す断面図。 トランジスタの構成例を示す断面図。 トランジスタの構成例を示す断面図。 電子機器の一例を示す斜視図。 電子機器の一例を示す斜視図。 しきい値電圧の補正による電流の変化率を示したグラフ。 画像データ（電圧）とトランジスタに流れる電流量の関係を示したグラフ。 トランジスタのドレイン電流とゲート－ソース間電圧の特性を示したグラフ。 試作した表示装置の外観写真。
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い意味での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有するトランジスタのチャネル形成領域を構成し得る場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ ＦＥＴ、又はＯＳトランジスタと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置、又は当該半導体装置を有する表示装置について説明する。
＜表示装置の構成＞
初めに、表示装置の構成の例について説明する。図１は、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子などの発光素子を有する表示装置の一例を示したブロック図である。表示装置ＤＤは、表示部ＰＡと、表示部ＰＡの周辺回路として、ソースドライバ回路ＳＤと、ゲートドライバ回路ＧＤと、を有する。
表示部ＰＡは、複数の画素ＰＩＸを有する。なお、図１では、表示部ＰＡ内が有する複数の画素ＰＩＸのうち一つのみを図示しており、他の画素ＰＩＸについては省略している。また、表示部ＰＡが有する複数の画素ＰＩＸは、マトリクス状に配置されていることが好ましい。
図１では、画素ＰＩＸは、配線ＤＬを介して、ソースドライバ回路ＳＤと電気的に接続されている。加えて、画素ＰＩＸは、配線ＧＬを介して、ゲートドライバ回路ＧＤと電気的に接続されている。なお、表示部ＰＡは、画素ＰＩＸを複数有しているため、配線ＤＬに電気的に接続される画素ＰＩＸは複数としてもよい。同様に、配線ＧＬに電気的に接続される画素ＰＩＸも複数としてもよい。また、配線ＤＬ及び配線ＧＬのそれぞれは、表示部ＰＡに含まれる画素ＰＩＸの個数に応じて、複数設けてもよい。更に、画素ＰＩＸの回路構成によっては、一つの画素ＰＩＸに対して、複数の配線ＤＬ、又は複数の配線ＧＬを電気的に接続する構成としてもよい。
画素ＰＩＸは、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素ＰＩＸには、副画素を１つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）などのいずれか一つの色）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色など）、あるいは、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。なお、副画素に適用される色要素は、上記に限定されず、必要に応じて、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）などを組み合わせてもよい。
ソースドライバ回路ＳＤは、表示部ＰＡに含まれる画素ＰＩＸに入力するための画像データを生成する機能と、当該画像データを画素ＰＩＸに送信する機能と、を有する。
ソースドライバ回路ＳＤは、例えば、シフトレジスタＳＲと、ラッチ回路ＬＡＴと、レベルシフト回路ＬＶＳと、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと、アンプ回路ＡＭＰと、データバス配線ＤＢと、を有することができる。図１では、シフトレジスタＳＲの出力端子がラッチ回路ＬＡＴのクロック入力端子に電気的に接続され、ラッチ回路ＬＡＴの入力端子がデータバス配線ＤＢに電気的に接続され、ラッチ回路ＬＡＴの出力端子がレベルシフト回路ＬＶＳの入力端子に電気的に接続され、レベルシフト回路ＬＶＳの出力端子がデジタルアナログ変換回路ＤＡＣの入力端子に電気的に接続され、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣの出力端子がアンプ回路ＡＭＰの入力端子に電気的に接続され、アンプ回路ＡＭＰの出力端子が表示部ＰＡに電気的に接続されている。
なお、図１に図示しているラッチ回路ＬＡＴと、レベルシフト回路ＬＶＳと、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと、アンプ回路ＡＭＰと、は１本の配線ＤＬに対して設けられている。つまり、配線ＤＬの本数に応じて、ラッチ回路ＬＡＴと、レベルシフト回路ＬＶＳと、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと、アンプ回路ＡＭＰと、のそれぞれを複数設ける必要がある。なお、この場合、シフトレジスタＳＲは、複数のラッチ回路ＬＡＴのクロック入力端子のそれぞれに対して、順次パルス信号を送信する構成とすればよい。
データバス配線ＤＢは、表示部ＰＡに入力するための画像データを含むデジタル信号を送信するための配線である。当該画像データは、階調度を有しており、階調度が大きいほど、色又は明るさの変化をなめらかなグラデーションで表現でき、自然に近い画像を表示部ＰＡに表示することができる。但し、階調度が大きいほど、当該画像データのデータ量は大きくなり、且つ分解能の高いデジタルアナログ変換回路を用いる必要がある。
ラッチ回路ＬＡＴの入力端子には、データバス配線ＤＢから画像データを含むデジタル信号が入力される。そして、ラッチ回路ＬＡＴは、シフトレジスタＳＲから送信される信号によって、当該画像データの保持、又は保持した当該画像データを出力端子から出力、のどちらか一方の動作を行う。
レベルシフト回路ＬＶＳは、入力信号をより大きい振幅電圧またはより小さい振幅電圧の出力信号に変換する機能を有する。図１では、ラッチ回路ＬＡＴから送られる画像データを含むデジタル信号の振幅電圧を、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣが適切に動作する振幅電圧に変換する役割を有する。
デジタルアナログ変換回路ＤＡＣは、入力された画像データを含むデジタル信号をアナログ信号に変換する機能と、当該アナログ信号を出力端子から出力する機能と、を有する。特に、表示部ＰＡに多階調の画像データを表示する場合、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣは高分解能のデジタルアナログ変換回路とする必要がある。
アンプ回路ＡＭＰは、入力端子に入力されたアナログ信号を増幅して、アナログ信号を出力端子から出力する機能を有する。デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと表示部ＰＡとの間にアンプ回路ＡＭＰを設けることにより、画像データを安定的に表示部ＰＡに送ることができる。アンプ回路ＡＭＰとしては、オペアンプなどを有するボルテージフォロワ回路などを適用することができる。なお、アンプ回路として差動入力回路を有する回路を用いる場合、当該差動入力回路のオフセット電圧は、限りなく０Ｖとすることが好ましい。
ソースドライバ回路ＳＤは、上述の動作を行うことによって、データバス配線ＤＢから送られる、画像データを含むデジタル信号をアナログ信号に変換して、表示部ＰＡに送信することができる。
ゲートドライバ回路ＧＤは、表示部ＰＡに含まれる複数の画素ＰＩＸのうち、画像データの入力先となる画素ＰＩＸを選択する機能を有する。
表示部ＰＡに画像データを入力する方法としては、例えば、ゲートドライバ回路ＧＤは、ある一本の配線ＧＬに電気的に接続されている複数の画素ＰＩＸに選択信号を送信して、複数の画素ＰＩＸに含まれる画像データの書き込みスイッチング素子をオン状態とし、その後、ソースドライバ回路ＳＤから、配線ＤＬを介して、複数の画素ＰＩＸに画像データを送信して、書き込みを行えばよい。
なお、本発明の一態様は、図１に示した表示装置ＤＤの構成に限定されない。本発明の一態様は、例えば、設計仕様、目的などの状況に応じて、表示装置ＤＤの構成要素を適宜変更したものとすることができる。
＜画素の構成例１＞
次に、画素ＰＩＸの構成例について説明する。画素ＰＩＸとしては、例えば、図２（Ａ）のブロック図に示す画素ＰＩＸを適用することができる。なお、図２（Ａ）は、画素ＰＩＸとの電気的な接続の関係も示すため、ゲートドライバ回路ＧＤと、ソースドライバ回路ＳＤと、表示部ＰＡと、配線ＤＬと、配線ＧＬと、も図示している。
図２（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、画像データ保持部１０１と、駆動回路部１０２と、表示素子１０３と、を有する。
画像データ保持部１０１は、駆動回路部１０２と電気的に接続され、駆動回路部１０２は、表示素子１０３と電気的に接続されている。
画像データ保持部１０１は、ソースドライバ回路ＳＤから、配線ＤＬを介して、送られる画像データを保持する機能を有する。また、画像データ保持部１０１は、画像データを保持するための、書き込みスイッチング素子、容量素子などを有することができる。
表示素子１０３は、画素ＰＩＸから射出される光を制御する機能を有する。当該光の強さ（輝度、階調の高さなどと言い換えることができる。）は、画像データ保持部１０１に保持された画像データに応じて決まる。
表示素子１０３としては、例えば、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子などの発光素子、透過型液晶素子、反射型液晶素子などを適用することができる。
駆動回路部１０２は、画像データ保持部１０１に保持された画像データに応じて、表示素子１０３を駆動する機能を有する。例えば、表示素子１０３として、有機ＥＬ素子など電流によって発光輝度が決まる素子を適用している場合、駆動回路部１０２は、当該電流を制御する駆動トランジスタを有することができる。なお、駆動トランジスタは表示素子１０３に対して、駆動電流を流す機能を有する。
配線ＶＡは、画素ＰＩＸに電気的に接続されている。配線ＶＡは、例えば、画像データ保持部１０１に画像データを保持するための容量線、駆動回路部１０２を駆動するための電圧供給線などとすることができる。そのため、配線ＶＡは、一又は複数の配線とすることができる。なお、配線ＶＡの構成は、上述に限定せず、画素ＰＩＸの構成によって適宜変更することができる。例えば、表示素子１０３が有機ＥＬ素子などの発光素子である場合、配線ＶＡとしては、当該発光素子を駆動するための電流供給線とすることができる。また、例えば、表示素子１０３を液晶素子とする場合、発光素子と異なり、配線ＶＡを電流供給線とする必要はない。
図１の表示装置ＤＤの説明では、配線ＧＬは、画素ＰＩＸに画像データを書き込む際に、事前に選択信号を送信する機能を有する、と説明したが、図２（Ａ）に示す画素ＰＩＸを有する表示装置ＤＤにおいて、配線ＧＬは、図２（Ａ）の画素ＰＩＸと配線ＶＡとの間の導通状態、非導通状態を切り替えるための信号を送信する機能を有してもよい。そのため、配線ＧＬは、複数の信号を送信するため、複数の配線とすることができる。これにより、配線ＶＡから供給される電圧及び／又は電流を一時的に停止することができる。
＜画素の構成例２＞
また、画素ＰＩＸは、画像データに対して補正を行う機能を有してもよい。この場合の画素ＰＩＸの構成を図２（Ｂ）のブロック図に示す。図２（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、図２（Ａ）の画素ＰＩＸに補正データ保持部１０４を設けた構成となっている。
補正データ保持部１０４は、画像データ保持部１０１と、駆動回路部１０２と、に電気的に接続されている。
補正データ保持部１０４は、回路ＷＳＤから、配線ＷＤＬを介して、送られる補正データを保持する機能と、当該補正データに基づいて画像データ保持部１０１に保持された画像データに補正を行う機能と、を有する。
この場合、駆動回路部１０２は、補正データ保持部１０４において補正された画像データに応じて、表示素子１０３を駆動する機能を有する。
また、補正データ保持部１０４は、補正データを保持するための、書き込みスイッチング素子、容量素子などを有することができる。
画像データの補正方法としては、例えば、容量素子を用いた方法が挙げられる。具体的には、補正データ保持部１０４において、容量素子の一対の一方の端子に補正データに相当する第１電位を保持して、その後に当該容量素子の一対の一方の端子を電気的に浮遊状態にし、画像データ保持部１０１において、当該容量素子の一対の他方の端子に画像データに相当する第２電位を保持する。これにより、当該容量素子の一対の一方の端子の第１電位は、容量結合によって、第２電位に応じて昇降されて、第３電位になったとする。この第３電位が、補正された画像データに相当する。その後に、第３電位を駆動回路部１０２に与えることによって、駆動回路部１０２は第３電位に応じて表示素子１０３の駆動を行うことができる。
回路ＷＳＤは、表示部ＰＡに含まれる画素ＰＩＸで表示する画像を補正するための補正データを生成する機能と、当該補正データを画素ＰＩＸに送信する機能と、を有する。なお、図２（Ｂ）では、回路ＷＳＤと、ソースドライバ回路ＳＤと、の両方を図示しているが、例えば、ソースドライバ回路ＳＤが、上述した回路ＷＳＤの機能を含んだ構成としてもよい。具体的には、ソースドライバ回路ＳＤの内部、又は出力先にデマルチプレクサなどを設けて、１つの回路から配線ＤＬ、配線ＷＤＬのそれぞれに画像データと、補正データと、を送信する構成としてもよい。
図２（Ｂ）に示す画素ＰＩＸを表示装置ＤＤに適用することによって、画像データ保持部１０１に保持された画像データに対して、補正データ保持部１０４に保持された補正データに応じて、画像補正を施すことができる。ここでの画像補正とは、例えば、輝度の増幅、多階調の画像への変換などが挙げられる。
なお、図２（Ｂ）において、回路ＷＳＤから画素ＰＩＸに送信する補正データが、ソースドライバ回路ＳＤによって生成ができる場合、回路ＷＳＤを省略して、配線ＷＤＬをソースドライバ回路ＳＤに電気的に接続された構成とすることができる。そのような構成を図３に示す。図３に示す画素ＰＩＸ及びその周辺の回路は、ソースドライバ回路ＳＤが画像データを生成して、当該画像データを、配線ＤＬを介して画像データ保持部１０１に送信し、且つソースドライバ回路ＳＤが補正データを生成して、当該補正データを、配線ＷＤＬを介して補正データ保持部１０４に送信する構成となっている。図３に示す回路構成を表示装置ＤＤに適用することによって、表示装置ＤＤの回路面積を低減することができる。
＜＜画素の回路構成例１＞＞
次に、図２（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの具体的な回路構成について説明する。図４は、図２（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの回路構成例を図示している。
図４に図示している画素ＰＩＸは、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５と、容量素子Ｃ１と、容量素子Ｃ２と、発光素子ＬＤと、を有する。また、配線ＤＬ、配線ＷＤＬ、配線ＧＬ１乃至配線ＧＬ３、配線ＶＬ、配線ＡＬ、配線ＣＡＴは、画素ＰＩＸと電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、及びトランジスタＴｒ５のそれぞれは、スイッチング素子として機能する。トランジスタＴｒ３は、発光素子ＬＤに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。また、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５は、後述する実施の形態３に記載のトランジスタの構成を適用することができる。
配線ＤＬは、画素ＰＩＸに画像データを送信するための配線であり、図２（Ｂ）に示す配線ＤＬに相当する配線とすることができる。また、配線ＷＤＬは、当該画像データに対する補正データを送信するための配線であり、図２（Ｂ）に示す配線ＷＤＬに相当する配線とすることができる。加えて、配線ＧＬ１乃至配線ＧＬ３のそれぞれは、画素ＰＩＸに対する選択信号線であり、図２（Ｂ）に示す配線ＧＬに相当する配線とすることができる。
配線ＶＬは、画素ＰＩＸ内の特定のノードに所定の電位を与えるための配線である。加えて、配線ＡＬは、発光素子ＬＤに流すための電流を供給するための配線である。配線ＶＬ及び配線ＡＬは、図２（Ｂ）に示す配線ＶＡに相当する配線とすることができる。
配線ＣＡＴは、発光素子ＬＤの出力端子に所定の電位を与えるための配線である。所定の電位としては、例えば、基準電位、低レベル電位、それらよりも低い電位などとすることができる。また、配線ＣＡＴは、図２（Ｂ）に示す配線ＶＡに相当する配線とすることができる。配線ＣＡＴは、表示部ＰＡに含まれる複数の画素ＰＩＸにおいて、共通電位を与える配線として機能することが好ましい。
トランジスタＴｒ１の第１端子は、容量素子Ｃ１の第１端子に電気的に接続され、トランジスタＴｒ１の第２端子は、配線ＤＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１のゲートは、配線ＧＬ１に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ２の第１端子は、トランジスタＴｒ３のゲートと、容量素子Ｃ１の第２端子と、容量素子Ｃ２の第１端子と、に電気的に接続され、トランジスタＴｒ２の第２端子は、配線ＷＤＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ２のゲートは、配線ＧＬ２に電気的に接続されている。
なお、本実施の形態では、トランジスタＴｒ１の第１端子と、容量素子Ｃ１の第１端子と、の電気的接続点をノードＮＤ１と呼称し、トランジスタＴｒ２の第１端子と、トランジスタＴｒ３のゲートと、容量素子Ｃ１の第２端子と、容量素子Ｃ２の第１端子と、の電気的接続点をノードＮＤ２と呼称する。
トランジスタＴｒ３の第１端子は、配線ＡＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ３の第２端子は、トランジスタＴｒ４の第１端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、容量素子Ｃ２の第２端子と、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ４の第２端子は、配線ＶＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ４のゲートは、配線ＧＬ１に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ５の第２端子は、発光素子ＬＤの入力端子に電気的に接続され、トランジスタＴｒ５のゲートは、配線ＧＬ３に電気的に接続されている。発光素子ＬＤの出力端子は、配線ＣＡＴに電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ３の第２端子と、発光素子ＬＤと、は、トランジスタＴｒ５の第１端子‐第２端子間を介して電気的に接続されているので、トランジスタＴｒ５は、トランジスタＴｒ３の第２端子と発光素子ＬＤの入力端子との間を導通状態又は非導通状態のいずれかに切り替えることができるスイッチング素子として機能する。
容量素子Ｃ１は、ノードＮＤ１とノードＮＤ２との間の電位差を保持する機能を有し、容量素子Ｃ２は、トランジスタＴｒ３の第２端子とゲートとの間の電位差を保持する機能を有する。
図４の画素ＰＩＸにおいて、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の少なくとも一は、ＯＳトランジスタであることが好ましい。特に、ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域にインジウム、元素Ｍ（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、又はスズ）、亜鉛の少なくとも一を有する酸化物を含むことが好ましい。また、当該酸化物は、実施の形態４で詳述する。このようなＯＳトランジスタをトランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の少なくとも一に適用することで、適用したトランジスタのオフ電流を非常に低くすることができる。容量素子Ｃ１の第１端子（ノードＮＤ１）にデータを保持する場合、トランジスタＴｒ１をＯＳトランジスタとすることで、オフ電流による、ノードＮＤ１に保持されたデータの破壊を防ぐことができる。同様に、トランジスタＴｒ３のゲートと、容量素子Ｃ１の第２端子と、容量素子Ｃ２の第１端子（ノードＮＤ２）と、にデータを保持する場合、トランジスタＴｒ２をＯＳトランジスタとすることで、オフ電流による、ノードＮＤ２に保持されたデータの破壊を防ぐことができる。また、発光素子ＬＤの発光を一時的に止める場合、トランジスタＴｒ５をＯＳトランジスタとすることで、オフ電流による発光素子ＬＤの発光を防ぐことができる。また、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の全てに、ＯＳトランジスタを適用することによって、それぞれのトランジスタを同時に形成することができるため、表示部ＰＡの作製工程を短縮することができる場合がある。つまり、表示部ＰＡの生産時間を短くすることができるため、一定時間当たりの生産数を増加することができる。
また、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の少なくとも一に、例えば、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタを適用することができる（以後、Ｓｉトランジスタと記載する。）。シリコンとしては、例えば、水素化アモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等を用いることができる。また、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５のうち、一部のトランジスタをＳｉトランジスタとし、残りのトランジスタをＯＳトランジスタとしてもよい。
図２（Ｂ）に示す画像データ保持部１０１は、例えば、図４に示すトランジスタＴｒ１を有することができる。また、駆動回路部１０２は、例えば、図４に示すトランジスタＴｒ３乃至トランジスタＴｒ５を有することができる。また、表示素子１０３は、例えば、図４に示す発光素子ＬＤを有することができる。補正データ保持部１０４は、例えば、図４に示すトランジスタＴｒ２を有することができる。なお、画像データ保持部１０１、駆動回路部１０２、補正データ保持部１０４のそれぞれは、図４に示す容量素子Ｃ１、容量素子Ｃ２のそれぞれの電位を保持する機能を共有しているため、容量素子Ｃ１、容量素子Ｃ２のそれぞれがどの回路に含まれているか、は一意的に定めることはできない。換言すれば、容量素子Ｃ１、容量素子Ｃ２のそれぞれは、画像データ保持部１０１、駆動回路部１０２、補正データ保持部１０４のうちいずれか一に有する、ということができる。
ところで、図２において、表示装置ＤＤの表示品位は、駆動回路部１０２に含まれる駆動トランジスタの特性のばらつきの影響を受ける場合がある。特に、表示素子１０３として発光素子ＬＤを適用している場合、その影響は大きくなるため、表示装置ＤＤの表示品位を高めるためには、駆動トランジスタとして機能するトランジスタＴｒ３のしきい値電圧の補正が必要となる。しきい値電圧の補正を表示部ＰＡの外部回路によって行う場合、当該外部回路は、駆動トランジスタの第１端子と第２端子との間に流れる電流を取得して、当該電流を用いて逐次的に画像データの演算を行う必要があるため、しきい値電圧の補正に時間がかかり、消費電力が大きくなってしまう場合がある。
＜画素の構成例３＞
本発明の一態様は、上記を鑑みなされたもので、画像データ保持部１０１、補正データ保持部１０４を含む画素ＰＩＸに、駆動回路部１０２に含まれる駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行うしきい値電圧補正回路部を設けた構成となっている。これにより、表示部ＰＡの外部回路によって、駆動トランジスタのしきい値電圧に応じた画像データの演算を行う必要が無いため、表示装置ＤＤにおいて当該外部回路を省略することができる。また、しきい値電圧補正回路部を、駆動トランジスタのバックゲートに所定の電位を与えて、しきい値電圧を補正する方式とすることで、駆動トランジスタのしきい値電圧補正を行うための、画像データへの演算処理を省略することができる。
本発明の一態様の半導体装置である、画素ＰＩＸの回路構成の例を図５（Ａ）のブロック図に示す。
図５（Ａ）に図示している画素ＰＩＸは、画像データ保持部１０１と、駆動回路部１０２と、表示素子１０３と、補正データ保持部１０４と、しきい値電圧補正回路部１０５と、を有する。図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、図２（Ｂ）の画素ＰＩＸにしきい値電圧補正回路部１０５を設けた構成となっている。
しきい値電圧補正回路部１０５は、駆動回路部１０２と電気的に接続されている。
しきい値電圧補正回路部１０５は、駆動回路部１０２に含まれる駆動トランジスタのしきい値電圧を補正する機能を有する。また、しきい値電圧補正回路部１０５は、しきい値電圧を補正する内容を保持するための、スイッチング素子、容量素子などを有することができる。
しきい値電圧補正回路部１０５は、配線ＧＬ、配線ＶＡなどに電気的に接続されることで、配線ＧＬから送信される選択信号、配線ＶＡから送信される電圧及び／又は電流によって、動作することができる。
図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸを表示装置ＤＤに適用することによって、画像データ保持部１０１と補正データ保持部１０４とによる画像データの補正に加え、しきい値電圧補正回路部１０５による駆動回路部１０２に含まれる駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行うことができる。
また、図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用した表示装置ＤＤは、例えば、有機ＥＬ素子などの発光素子を表示素子とする表示装置に好適である。有機ＥＬ素子などの発光素子は、発光素子に流れる電流の大きさによって輝度が決まるため、当該電流を流す駆動トランジスタの特性のばらつきが生じている場合、表示装置の表示品位の低下に繋がる。表示装置に図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用することによって、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行うことができるため、当該駆動トランジスタに流れる電流がトランジスタ特性のばらつきによって増減しなくなり、表示装置の表示品位の低下を防ぐことができる。また、図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸに含まれる補正データ保持部１０４によって、画像データに補正を施すことにより、表示装置の表示品位を高くすることができる。特に、大型の表示装置の場合、駆動トランジスタの特性のばらつきが大きくなる傾向があるため、当該表示装置に図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用することによって、当該特性のばらつきの影響を低減することができる。また、しきい値電圧の補正を画素ＰＩＸの内部で行うため、しきい値電圧の補正を行う外部回路が不要になり、コストを低くすることができる。
また、図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸ及びその周辺の回路の構成は、図３と同様に、回路ＷＳＤを省略して、補正データをソースドライバ回路ＳＤで生成して、当該補正データを、配線ＷＤＬを介して補正データ保持部１０４に送信する構成としてもよい。そのような構成を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）に示す回路構成を表示装置ＤＤに適用することによって、回路ＷＳＤを省略することができるため、表示装置ＤＤの回路面積を低減することができる。
＜＜画素の回路構成例２＞＞
次に、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの具体的な回路構成について説明する。図６（Ａ）では、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの回路構成例を図示している。
図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、図４に示した画素ＰＩＸに対して、トランジスタＴｒ７と、容量素子Ｃ３と、が設けられた構成となっている。また、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、トランジスタＴｒ３がバックゲートを有している点で、図４に示した画素ＰＩＸと相違する。
トランジスタＴｒ３のバックゲートは、トランジスタＴｒ７の第１端子と、容量素子Ｃ３の第１端子と、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ７の第２端子は、配線ＢＧＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ７のゲートは、配線ＧＬ４に電気的に接続されている。容量素子Ｃ３の第２端子は、トランジスタＴｒ３の第２端子と、トランジスタＴｒ４の第１端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、容量素子Ｃ２の第２端子と、に電気的に接続されている。
なお、本実施例では、トランジスタＴｒ３の第２端子と、トランジスタＴｒ４の第１端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、容量素子Ｃ２の第２端子と、容量素子Ｃ３の第２端子と、の電気的接続点をノードＮＤ３と呼称し、トランジスタＴｒ３のバックゲートと、トランジスタＴｒ７の第１端子と、容量素子Ｃ３の第１端子と、の電気的接続点をノードＮＤ４と呼称する。
配線ＧＬ４は、配線ＧＬ１乃至配線ＧＬ３のそれぞれと同様に、画素ＰＩＸに対する選択信号線であり、図５（Ａ）（Ｂ）に示す配線ＧＬに相当する配線である。
配線ＢＧＬは、画素ＰＩＸ内の特定のノードに所定の電位を与えるための配線である。また、配線ＢＧＬは、図５（Ａ）（Ｂ）に示す配線ＶＡに相当する配線とすることができる。
トランジスタＴｒ７は、スイッチング素子として機能する。また、トランジスタＴｒ７は、実施の形態３に記載のトランジスタの構成を適用することができる。更に、トランジスタＴｒ７は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ５と同様に、ＯＳトランジスタであることが好ましい。なお、トランジスタＴｒ７のその他に関しては、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の記載を参酌する。
図５（Ａ）（Ｂ）に示すしきい値電圧補正回路部１０５は、例えば、トランジスタＴｒ７を有することができる。なお、駆動回路部１０２、しきい値電圧補正回路部１０５は、図６（Ａ）に示す容量素子Ｃ３の電位を保持する機能を共有しているため、容量素子Ｃ３がどの回路に含まれているか、は一意的に定めることはできない。換言すれば、容量素子Ｃ３は、駆動回路部１０２、しきい値電圧補正回路部１０５のうちいずれか一に有する、ということができる。
なお、図６（Ａ）に示すトランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ７は、バックゲートを有するトランジスタであってもよい。図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸが有するトランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ７のそれぞれにバックゲートを設けた構成となっている。図６（Ｂ）では、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ７のそれぞれは、ゲートとバックゲートとが電気的に接続されている。ゲートとバックゲートとが電気的に接続されたトランジスタは、当該トランジスタのオン電流を高くすることができるため、図６（Ｂ）に示す構成にすることによって、画素ＰＩＸを速く動作することができる。なお、図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ７の全てにゲートとバックゲートと接続した構成としているが、バックゲートには別の配線によって電位を与える構成としてもよい。また、図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ７の全てにバックゲートを設けているが、一部のトランジスタに対してのみバックゲートを設けた構成としてもよい。
＜＜画素の回路構成例３＞＞
図７（Ａ）では、図６（Ａ）に示したＰＩＸとは異なる、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの回路構成例を図示している。
図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、図６（Ａ）に示した画素ＰＩＸに対して、トランジスタＴｒ６が設けられた構成となっている。
トランジスタＴｒ６の第１端子は、トランジスタＴｒ２の第２端子と、トランジスタＴｒ３のゲートと、容量素子Ｃ１の第２端子と、容量素子Ｃ２の第１端子と、に電気的に接続され、トランジスタＴｒ６の第２端子は、トランジスタＴｒ３の第２端子と、トランジスタＴｒ４の第１端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、容量素子Ｃ２の第２端子と、容量素子Ｃ３の第２端子と、に電気的に接続され、トランジスタＴｒ６のゲートは、配線ＧＬ４に電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ６は、スイッチング素子として機能する。また、トランジスタＴｒ６は、実施の形態３に記載の構成を適用することができる。更に、トランジスタＴｒ６は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ５と同様に、ＯＳトランジスタであることが好ましい。なお、トランジスタＴｒ６のその他に関しては、トランジスタＴｒ１乃至トランジスタＴｒ５の記載を参酌する。
駆動トランジスタであるトランジスタＴｒ３のしきい値電圧の補正を、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸよりも精度良く行いたい場合、図７（Ａ）に示すとおり、画素ＰＩＸにトランジスタＴｒ６を設けるのが好ましい。しきい値電圧の補正を行うとき、その動作原理上、トランジスタＴｒ３の第２端子（ノードＮＤ３）とノードＮＤ２とのそれぞれの電位を極力等しくしたほうがよいため、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用することで、しきい値電圧の補正時におけるノードＮＤ３とノードＮＤ２との電位差を、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸよりも０Ｖに近づけることができる。
ところで、トランジスタＴｒ６のスイッチング機能は、駆動回路部１０２と、補正データ保持部１０４と、において共有されているため、トランジスタＴｒ６がどの回路に含まれているか、は一意的に定めることはできない。換言すれば、トランジスタＴｒ６は、駆動回路部１０２、補正データ保持部１０４のうちいずれか一に有する、ということができる。
＜＜画素の回路構成例４＞＞
図７（Ｂ）では、図６（Ａ）（Ｂ）及び図７（Ａ）のそれぞれに示したＰＩＸとは異なる、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの回路構成例を図示している。
図７（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、図６（Ａ）に示した画素ＰＩＸに対して、トランジスタＴｒ５を除いた構成となっている。図７（Ｂ）に示す画素ＰＩＸは、図６（Ａ）（Ｂ）、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸよりもトランジスタ数が少ないため、画素回路の面積を小さくして、開口率を高くすることができる。なお、図７（Ｂ）に示す画素ＰＩＸにおいて、発光素子ＬＤを発光させない場合、発光素子ＬＤの入力端子に電流を流さなければよいので、そのタイミングに合わせて配線ＡＬに印加されている電位を下げる、又は、トランジスタＴｒ３をオフ状態にする電位をトランジスタＴｒ３のゲートに印加すればよい。特に、配線ＡＬに印加されている電位を下げる場合、配線ＡＬの電位を配線ＣＡＴの電位よりも低くすることが好ましい。
＜画素の動作例＞
次に、上述した画素回路、特に図６（Ａ）に示した画素ＰＩＸの動作例について説明する。
図８は、図６（Ａ）に図示した画素ＰＩＸの動作例を示したタイミングチャートである。図８に示すタイミングチャートは、時刻Ｔ１以前、時刻Ｔ１乃至時刻Ｔ７、及び時刻Ｔ７以降における、配線ＤＬ、配線ＷＤＬ、配線ＶＬ、配線ＢＧＬ、配線ＧＬ１乃至配線ＧＬ４、ノードＮＤ１乃至ノードＮＤ４の電位の変化を示している。なお、図８に記載しているｈｉｇｈは高レベル電位を指し、ｌｏｗは低レベル電位を指す。また、図８に記載しているＶＧＮＤは、基準電位を指す。
なお、時刻Ｔ１以前、時刻Ｔ１乃至時刻Ｔ７、及び時刻Ｔ７以降において、配線ＶＬには常にＶ１が印加されており、配線ＢＧＬには常にＶ０が印加されているものとする。電位Ｖ１は、配線ＡＬが与える電圧よりも低い電位とし、電位Ｖ０は、Ｖ１よりも高い電位とする。
なお、本動作例において、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、トランジスタＴｒ５と、トランジスタＴｒ７と、は、特に断りのない場合は、オン状態では、線形領域で動作するものとする。すなわち、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、トランジスタＴｒ５と、トランジスタＴｒ７と、のゲート電圧、ソース電圧、及びドレイン電圧は、線形領域で動作する範囲での電圧に適切にバイアスされているものとする。
また、本動作例において、トランジスタＴｒ３は、特に断りのない場合は、飽和領域で動作するものとする。すなわち、トランジスタＴｒ３のゲート電圧、ソース電圧、及びドレイン電圧は、飽和領域で動作する範囲での電圧に適切にバイアスされているものとする。なお、トランジスタＴｒ３の動作が、理想的な飽和領域での動作からずれていても、出力される電流の精度が所望の範囲内で得られる場合であれば、トランジスタＴｒ３のゲート電圧、ソース電圧、及びドレイン電圧は、適切にバイアスされているものとみなす。
［時刻Ｔ１の直前］
時刻Ｔ１の直前において、配線ＧＬ１及び配線ＧＬ３には高レベル電位、配線ＧＬ２及び配線ＧＬ４には低レベル電位が印加されている。配線ＧＬ１の電位が高レベル電位であるとき、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４のそれぞれのゲートに高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４がオン状態となる。つまり、配線ＤＬとノードＮＤ１との間は、導通状態となり、配線ＶＬとノードＮＤ３との間は、導通状態となる。また、配線ＧＬ２の電位が低レベル電位であるとき、トランジスタＴｒ２のゲートに、低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ２がオフ状態となる。つまり、配線ＷＤＬと、ノードＮＤ２と、の間は、非導通状態となる。加えて、配線ＧＬ３の電位が高レベル電位であるとき、トランジスタＴｒ５のゲートに、高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ５がオン状態となる。つまり、発光素子ＬＤの入力端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、の間は、導通状態となる。更に、配線ＧＬ４の電位が低レベル電位であるとき、トランジスタＴｒ７のゲートに、低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ７がオフ状態となる。つまり、配線ＢＧＬとノードＮＤ４との間は、非導通状態となる。
時刻Ｔ１の直前において、配線ＤＬには、電位ＶＧＮＤが印加され、配線ＷＤＬには、電位Ｖ１が印加されている。トランジスタＴｒ１がオン状態になっているため、ノードＮＤ１の電位はＶＧＮＤとなる。また、トランジスタＴｒ４がオン状態になっているため、ノードＮＤ３と電位Ｖ１を与える配線ＶＬとが導通状態となるが、このときトランジスタＴｒ５もオン状態になっているため、ノードＮＤ３の電位はＶ１よりも低い電位となる。そして、配線ＷＤＬには、電位Ｖ１が印加されている。
ところで、ノードＮＤ２の電位と、トランジスタＴｒ３のソースの電位と、の差（ゲート‐ソース電圧）が、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧よりも高い場合、トランジスタＴｒ３はオン状態となり、トランジスタＴｒ３のゲート‐ソース電圧に応じて、トランジスタＴｒ３のソース‐ドレイン間に流れる電流が決まる。このとき、トランジスタＴｒ３の第２端子がソースとなる場合、配線ＡＬから、トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ５を介して、発光素子ＬＤの入力端子へ電流が流れる。これによって、発光素子ＬＤが発光する。なお、本動作例では、ノードＮＤ２の電位は、トランジスタＴｒ３がオフ状態となるような電位としており、図８に示すタイミングチャートでは、ノードＮＤ２の電位をＶＧＮＤと記載している。
［時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで（第１初期化期間）］
時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間において、配線ＧＬ２及び配線ＧＬ４には高レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ７のそれぞれのゲートに高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ７のそれぞれはオン状態となる。これにより、ノードＮＤ２の電位はＶ１となり、ノードＮＤ４の電位はＶ０となる。ところで、ノードＮＤ３は、トランジスタＴｒ５がオン状態となっているため、時刻Ｔ１以前から引き続き、電位Ｖ１よりも低い電位となっている。
［時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで（第２初期化期間）］
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間において、配線ＧＬ３には低レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ５のゲートに低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ５がオフ状態となる。このため、ノードＮＤ３から、トランジスタＴｒ５を介して、発光素子ＬＤの入力端子に電流は流れない。
トランジスタＴｒ５がオフ状態になっており、かつトランジスタＴｒ４がオン状態となっているため、ノードＮＤ３の電位はＶ１まで上昇する。厳密には、配線ＶＬとノードＮＤ３との間には、トランジスタＴｒ４を介しているため、ノードＮＤ３の電位はＶ１よりも低いがＶ１に近い値となる。このとき、ノードＮＤ２（トランジスタＴｒ３のゲート）の電位と、ノードＮＤ３（トランジスタＴｒ３の第２端子）の電位と、は両者ともほぼＶ１であるため、容量素子Ｃ２の第１端子‐第２端子間の電位は、ほぼ０Ｖとなる。
ところで、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用している場合、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間において、配線ＧＬ４には、高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ６がオン状態になる。これにより、トランジスタＴｒ３のゲートと第２端子との間が導通状態になるので、容量素子Ｃ２の第１端子‐第２端子間の電位は、ほぼ０Ｖとなる。
［時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで（しきい値電圧補正期間）］
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間において、配線ＧＬ１及び配線ＧＬ２には低レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、のそれぞれのゲートに低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、がオフ状態となる。トランジスタＴｒ１がオフ状態となることによって、容量素子Ｃ１の第１端子（ノードＮＤ１）に電位ＶＧＮＤが保持され、トランジスタＴｒ２がオフ状態となることによって、容量素子Ｃ１の第２端子、容量素子Ｃ２の第１端子、トランジスタＴｒ３のゲート（ノードＮＤ２）に電位Ｖ１が保持される。
ここで、ノードＮＤ３の電位Ｖ１と配線ＡＬの電位とによって、トランジスタＴｒ３の第１端子‐第２端子間に高バイアスがかかっているものとする。このとき、トランジスタＴｒ３はオン状態となり、トランジスタＴｒ３の第１端子から第２端子の方向に電流が流れる。
ところで、トランジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５がオフ状態となっているため、ノードＮＤ３の電位は、当該電流によって昇圧される。なお、容量素子Ｃ２の第１端子‐第２端子間の電圧はほぼ０Ｖであり、かつトランジスタＴｒ２がオフ状態なので（ノードＮＤ２が電気的に浮遊状態なので）、トランジスタＴｒ３のゲート‐ソース電圧は、ノードＮＤ３の電位の昇圧によって、ほぼ０Ｖのまま変化しない。
ノードＮＤ３の電位は、トランジスタＴｒ３がオフ状態になるまで昇圧する。トランジスタＴｒ３のゲート‐ソース電圧はほぼ０Ｖであるため、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧が０以上になったとき、若しくは０を超えたとき、トランジスタＴｒ３はオフ状態となる。つまり、トランジスタＴｒ３のバックゲート‐ソース間電圧が、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧を０とする電圧になったとき、トランジスタＴｒ３がオフ状態となる。トランジスタＴｒ３のしきい値電圧を０とするトランジスタＴｒ３のバックゲート‐ソース間電圧をＶＣとしたとき、ノードＮＤ３の電位はＶ０－ＶＣとなる。
なお、ノードＮＤ２が電気的に浮遊状態なので、ノードＮＤ３の電位がＶ１からＶ０－ＶＣに昇圧されたことで、同時にノードＮＤ２の電位も昇圧される。ノードＮＤ２において昇圧された電圧は、ノードＮＤ２とノードＮＤ３との間の容量結合係数によって決まる。
また、トランジスタＴｒ１がオフ状態になっているので、ノードＮＤ１も電気的に浮遊状態となっている。このため、ノードＮＤ２の電位が昇圧されることで、ノードＮＤ１の電位も昇圧される。ノードＮＤ１において昇圧された電圧は、ノードＮＤ１とノードＮＤ２との間の容量結合係数によって決まる。
なお、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸを適用している場合、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間において、トランジスタＴｒ３のゲートと第２端子との間が導通状態となっているので、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸは、上述の図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸと同様に、動作する。また、図７（Ａ）に示す画素ＰＩＸの時刻Ｔ４以降の動作は、以下に記載する図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸの動作の説明を参酌する。
［時刻Ｔ４から時刻Ｔ５まで（補正データ書き込み期間）］
時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間において、配線ＧＬ１及び配線ＧＬ２に高レベル電位が印加され、配線ＧＬ４に低レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、のそれぞれのゲートに高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ４と、がオン状態となり、トランジスタＴｒ７のゲートに低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ７がオフ状態となる。このため、ノードＮＤ４は電気的に浮遊状態となり、ノードＮＤ４の電位は、容量素子Ｃ３の第１端子によって保持される。
なお、本動作例では、時刻Ｔ４において、配線ＧＬ１、配線ＧＬ２、及び配線ＧＬ４に同時に信号を入力しているが、実際の回路では各配線から送られるそれぞれの信号には遅延が生じることがあるため、それぞれの信号が画素ＰＩＸに同時に入力されない場合がある。信号の遅延を考慮する場合、時刻Ｔ４における配線ＧＬ１及び配線ＧＬ２への高レベル電位の印加は、ノードＮＤ４を確実に電気的に浮遊状態にしてから、行うのが好ましい。つまり、配線ＧＬ４への低レベル電位の印加は、時刻Ｔ４よりも前に行うのが好ましい。
また、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間において、補正データに相当する電位ＶＷが配線ＷＤＬに印加される。
トランジスタＴｒ１がオン状態となっているため、配線ＤＬとノードＮＤ１との間は導通状態になる。このため、配線ＤＬからノードＮＤ１に電位ＶＧＮＤが印加される。また、トランジスタＴｒ２がオン状態となっているため、配線ＷＤＬとノードＮＤ２との間は導通状態になる。このため、配線ＷＤＬからノードＮＤ２に電位ＶＷが印加される。
トランジスタＴｒ４がオン状態となっているため、配線ＶＬとノードＮＤ３との間は導通状態になる。このため、配線ＶＬからノードＮＤ３に電位Ｖ１が印加される。ところで、トランジスタＴｒ７はオフ状態なので（ノードＮＤ４は電気的に浮遊状態なので）、ノードＮＤ３の電位の変化によって、ノードＮＤ４の電位も変化する。ここで、ノードＮＤ３とノードＮＤ４との容量結合係数を１とすると、ノードＮＤ４の電位は、Ｖ０からＶ１＋ＶＣに変化する。このとき、トランジスタＴｒ３のバックゲート‐ソース間電圧は、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間の当該電圧から、ＶＣのまま変化していないため、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５におけるトランジスタＴｒ３のしきい値電圧は０となる。
［時刻Ｔ５から時刻Ｔ６まで（画像データ書き込み期間）］
時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間において、配線ＧＬ２に低レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ２のゲートに低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ２がオフ状態となる。トランジスタＴｒ２がオフ状態となることによって、容量素子Ｃ１の第２端子、容量素子Ｃ２の第１端子、トランジスタＴｒ３のゲート（ノードＮＤ２）に電位ＶＷが保持される。
また、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間において、画像データに相当する電位ＶＤＡＴＡが配線ＤＬに印加される。
トランジスタＴｒ１がオン状態となっているため、配線ＤＬとノードＮＤ１との間は導通状態になる。このため、配線ＤＬからノードＮＤ１に電位ＶＤＡＴＡが印加される。ところで、トランジスタＴｒ２はオフ状態なので（ノードＮＤ２は電気的に浮遊状態なので）、ノードＮＤ１の電位の変化によって、ノードＮＤ２の電位も変化する。特に、容量素子Ｃ１の静電容量の値が、容量素子Ｃ２の静電容量の値よりも十分に大きいとき、ノードＮＤ１とノードＮＤ２との間の容量結合係数は限りなく１に近づくため、ノードＮＤ１の電位の変化量は、ノードＮＤ２の電位の変化量とほぼ等しくなる。この場合、ノードＮＤ２は、ＶＤＡＴＡ＋ＶＷとなる。
［時刻Ｔ６から時刻Ｔ７まで（画像表示期間）］
時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの間において、配線ＧＬ１に低レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ１のゲートに低レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ１がオフ状態となる。トランジスタＴｒ１がオフ状態となることによって、容量素子Ｃ１の第１端子（ノードＮＤ１）に電位ＶＤＡＴＡが保持される。
配線ＧＬ１に低レベル電位が印加された後に、配線ＧＬ３に高レベル電位が印加される。これにより、トランジスタＴｒ５のゲートに高レベル電位が印加されるため、トランジスタＴｒ５がオン状態となる。トランジスタＴｒ５がオン状態となることにより、配線ＡＬから流れる電流は、トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ５を介して、発光素子ＬＤの入力端子に入力されるため、発光素子ＬＤが発光する。
このとき、発光素子ＬＤの輝度は、発光素子ＬＤに流れる電流によって決まる。キルヒホッフの法則により、発光素子ＬＤに流れる電流は、トランジスタＴｒ３のソース‐ドレイン間に流れる電流と概ね等しいため、発光素子ＬＤの輝度は、トランジスタＴｒ３のゲート‐ソース電圧で決まる。トランジスタＴｒ３のゲート及びソースのそれぞれは、容量素子Ｃ２の第１端子及び第２端子と電気的に接続されているため、発光素子ＬＤの輝度は、トランジスタＴｒ３のゲートの電位ＶＤＡＴＡ＋ＶＷによって決まる。したがって、発光素子ＬＤは、補正データと画像データとに応じた輝度で、発光する。
また、このとき、発光素子ＬＤの入力端子と出力端子との間において、電圧がかかっており、かつ配線ＣＡＴに所定の電位が与えられているため、トランジスタＴｒ３の第２端子と、トランジスタＴｒ４の第１端子と、トランジスタＴｒ５の第１端子と、容量素子Ｃ２の第２端子と、容量素子Ｃ３の第２端子と、の電気的接続点の電位は高くなる。そして、ノードＮＤ１、ノードＮＤ２、ノードＮＤ４のそれぞれは電気的に浮遊状態であるため、当該電気的接続点の電位が高くなることによって、ノードＮＤ１、ノードＮＤ２、ノードＮＤ４のそれぞれの電位も容量結合によって高くなる場合がある。図８のタイミングチャートでは、時刻Ｔ７以降のノードＮＤ１、ノードＮＤ２のそれぞれの電位は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの間におけるノードＮＤ１、ノードＮＤ２のそれぞれの電位よりも高く示している。
上記の通り、図６（Ａ）に図示した画素ＰＩＸについて、図８のタイミングチャートの時刻Ｔ１乃至時刻Ｔ７及びその近傍の時刻の動作を行うことにより、画像データへの補正と、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正と、を行うことができる。
＜表示装置の動作例＞
ところで、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸを含む表示装置ＤＤが大型である場合、画素ＰＩＸに電気的に接続されている配線の抵抗が大きくなり、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正などの処理に時間を要する場合がある。そのため、当該表示装置に正常に画像を表示する場合、当該表示装置の動作周波数が低くなってしまうことがある。
そこで、上記を鑑みなされた動作例について説明する。本動作例では、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸが、マトリクス状に複数配置された表示部ＰＡが当該表示装置に適用されたものとして説明する。
図９は、表示部ＰＡに含まれるｉ行目、ｉ＋１行目、ｉ＋２行目（ｉは、３以上の整数とする。）のそれぞれに含まれる画素ＰＩＸの動作の順序と、配線ＤＬからのデータの送信のタイミングと、配線ＷＤＬからのデータの送信のタイミングと、を示したものである。
図９に記載の時刻Ｔ１乃至時刻Ｔ６は、図８のタイミングチャートに記載の時刻Ｔ１乃至時刻Ｔ６に相当する。つまり、ｉ行目に記載の期間ＰＤ１乃至期間ＰＤ５は、それぞれ上述の画素回路の動作例の「第１初期化期間」「第２初期化期間」「しきい値電圧補正期間」「補正データ書き込み期間」「画像データ書き込み期間」に相当する。図９では、一例として、期間ＰＤ１乃至期間ＰＤ５のそれぞれの時間を、０．５μｓ、１．５μｓ、１９μｓ、２．０μｓ、２．０μｓとしている。
特に、上述したとおり、画素ＰＩＸを含む表示装置が大型である場合、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正などの処理に時間を要する場合がある。そのため、期間ＰＤ３の時間を他の期間（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ４、ＰＤ５）と比べて長く設定している。
また、図９に図示している画素ＰＩＸの動作、特に期間ＰＤ４及び期間ＰＤ５のそれぞれの動作において、ｉ行、ｉ＋１行、及びｉ＋２行のそれぞれが有する各画素ＰＩＸには、それぞれに適切な補正データ及び画像データが書き込まれるものとする。そのため、下記の説明では、ｉ行、ｉ＋１行、及びｉ＋２行が有する複数の画素ＰＩＸのうち、互いに同じ列の画素ＰＩＸについて説明する。
図９に図示している通り、ｉ行目の画素ＰＩＸの他に、ｉ＋１行目、ｉ＋２行目のそれぞれの画素ＰＩＸについても、期間ＰＤ１乃至期間ＰＤ５の動作が行われる。但し、ｉ行目、ｉ＋１行目、ｉ＋２行目のそれぞれにおいて、互いに期間ＰＤ１、期間ＰＤ２、期間ＰＤ４、期間ＰＤ５が重ならないようにしている。換言すれば、ある行の画素ＰＩＸが期間ＰＤ１、期間ＰＤ２、期間ＰＤ４、期間ＰＤ５のいずれか一であるとき、その行以外の画素ＰＩＸは、期間ＰＤ３となるようにしている。
図９に図示している表示装置の動作例において、配線ＤＬからのデータ送信の動作は、期間ＰＤＧＮＤと、期間ＰＤＤＡＴＡ［ｉ－２］乃至期間ＰＤＤＡＴＡ［ｉ＋２］と、を有する。期間ＰＤＧＮＤは、配線ＤＬに電位ＶＧＮＤが印加されている期間である。期間ＰＤＤＡＴＡ［ｋ］（ｋは、ｉ－２以上ｉ＋２以下の整数である。）は、配線ＤＬに、ｋ行目に有する画素ＰＩＸのノードＮＤ１に書き込む画像データに応じた電位が印加されている期間である。
また、図９に図示している表示装置の動作例において、配線ＷＤＬからのデータ送信の動作は、期間ＰＤＶ１と、期間ＰＤＷ［ｉ－２］乃至期間ＰＤＷ［ｉ＋２］と、を有する。期間ＰＤＶ１は、配線ＷＤＬに電位Ｖ１が印加されている期間である。期間ＰＤＷ［ｋ］は、配線ＷＤＬに、ｋ行目に有する画素ＰＩＸのノードＮＤ２に書き込む補正データに応じた電位（上述の画素回路の動作例で説明したＶＷに相当する。）が印加されている期間である。
複数ある行のうち一の行が有する画素ＰＩＸの動作において、期間ＰＤ１（第１初期化期間）では、ノードＮＤ１の電位ＶＧＮＤにするため、配線ＤＬには電位ＶＧＮＤが印加されている。つまり、当該行の画素ＰＩＸにおいて期間ＰＤ１の動作が行われているとき、配線ＤＬにおいて、期間ＰＤＧＮＤの動作が行われている。また、期間ＰＤ１では、ノードＮＤ２の電位をＶ１にするため、配線ＷＤＬには電位Ｖ１が印加されている。つまり、当該行の画素ＰＩＸにおいて期間ＰＤ１の動作が行われているとき、配線ＷＤＬにおいて、期間ＰＤＶ１の動作が行われている。
複数ある行のうち一の行が有する画素ＰＩＸの動作において、期間ＰＤ４（補正データ書き込み期間）では、ノードＮＤ２に補正データを書き込むため、配線ＷＤＬには当該補正データに応じた電位が印加される。つまり、Ｉ行目（Ｉは、１以上の整数である。）の画素ＰＩＸにおいて、期間ＰＤ４の動作が行われているとき、配線ＷＤＬにおいて、期間ＰＤＷ［Ｉ］の動作が行われている。
複数ある行のうち一の行が有する画素ＰＩＸの動作において、期間ＰＤ５（画像データ書き込み期間）では、ノードＮＤ１に画像データを書き込むため、配線ＤＬには当該画像データに応じた電位が印加される。つまり、Ｉ行目の画素ＰＩＸにおいて、期間ＰＤ５の動作が行われているとき、配線ＤＬにおいて、期間ＰＤＤＡＴＡ［Ｉ］の動作が行われている。
図９に示すとおり、ｉ＋１行目の画素ＰＩＸにおいて駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行うとき、当該行の画素ＰＩＸは期間ＰＤ３の動作を行う。このとき、ｉ＋１行目の画素ＰＩＸにおいて、配線ＤＬを介してのノードＮＤ１への電位の書き込み、配線ＷＤＬを介してのノードＮＤ２への電位の書き込みを行う必要が無いため、配線ＤＬ及び配線ＷＤＬの電位を変動することができる。そのため、ｉ＋１行目の画素ＰＩＸが期間ＰＤ３の動作を行っているときに、ｉ行目の画素ＰＩＸにおいて、期間ＰＤ４及び期間ＰＤ５のそれぞれの動作で配線ＤＬの電位、及び配線ＷＤＬの電位を変動することができる。つまり、ｉ＋１行目の画素ＰＩＸの駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行っている間に、ｉ行目の画素ＰＩＸに対して、画像データ及び補正データを書き込むことができる。また、図９に示すとおり、ｉ＋２行目の画素ＰＩＸの駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行っているときも同様に、配線ＤＬの電位、及び配線ＷＤＬの電位を変動することができるため、ｉ＋１行目の画素ＰＩＸに対して、画像データ及び補正データを書き込むことができる。
なお、図９では、ｉ行目乃至ｉ＋２行目の順に、それぞれの行の画素ＰＩＸに補正データ及び画像データを書き込んでいるが、画素ＰＩＸへの補正データ及び画像データの書き込む順序は、図９に限定しない。画素ＰＩＸへの補正データ及び画像データの書き込む順序は、例えば、初めに奇数行の画素ＰＩＸに順次書き込み、その後、偶数行の画素ＰＩＸに順次書き込む、という順序としてもよい。
なお、本発明の一態様の動作方法は、上述の期間ＰＤ１乃至期間ＰＤ５に限定されない。本明細書等において、図９に示すそれぞれの動作期間は、機能毎に分類し、互いに独立した動作期間として示している。しかしながら実際の動作等においては、画素ＰＩＸの動作を機能毎に切り分けることが難しく、一つの動作に複数の別の動作が係わる場合や、複数の動作にわたって一つの動作が関わる場合があり得る。そのため、図９に示す動作期間は、明細書で説明した動作期間毎に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。具体的には、状況に応じて、それぞれの動作期間の順序の入れ替え、動作の追加、及び削除などを行うことができる。例えば、本明細書等では、図９に示す画素ＰＩＸの動作において、期間ＰＤ１及び期間ＰＤ２のそれぞれを、第１初期化期間、第２初期化期間として分けて説明しているが、第１初期化期間及び第２初期化期間のそれぞれは同時に行うことができる。そのため、第１初期化期間及び第２初期化期間は、まとめて初期化期間として記載することができる。
上述のとおり、ある行の画素ＰＩＸの駆動トランジスタのしきい値電圧の補正を行っている間に、別の行の画素ＰＩＸに画像データ及び補正データを書き込む動作を行うことによって、表示装置の、駆動トランジスタのしきい値電圧の補正による動作周波数の低下を抑制することができ、従来の動作方法よりも動作周波数を高くすることができる。
＜ソースドライバ回路ＳＤ、及び回路ＷＳＤの回路構成例＞
ここで、画素ＰＩＸ及びその周辺の回路が図５（Ａ）に示す構成であり、且つ画素ＰＩＸが図８に示すタイミングチャートの動作を行う場合の、ソースドライバ回路ＳＤと回路ＷＳＤとの回路構成例について説明する。
図１０（Ａ）には、図５（Ａ）におけるソースドライバ回路ＳＤと回路ＷＳＤとのそれぞれの回路構成例を示している。なお、図１０（Ａ）には、画素ＰＩＸとの接続構成を示すため、表示部ＰＡも図示している。
ソースドライバ回路ＳＤは、トランジスタＴｒ１１と、トランジスタＴｒ１２と、回路ＳＤａと、を有する。また、回路ＷＳＤは、トランジスタＴｒ１３と、トランジスタＴｒ１４と、回路ＷＳＤａと、を有する。
図１０において、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４は、それぞれｎチャネル型トランジスタとしているが、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４の全て、又は一部はｐチャネル型トランジスタとしてもよい。また、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４は、オフ電流が低いＯＳトランジスタであることが好ましい。
また、図１０は、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４を、バックゲートを有するトランジスタとして図示しているが、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４の全て、又は一部はバックゲートを有さないトランジスタとしてもよい。また、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４のそれぞれは、オン電流を増やすために、ゲートとバックゲートとが電気的に接続された構成としているが、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４のそれぞれのバックゲートの全て、又は一部は、任意の電位が与えられる配線に電気的に接続された構成としてもよい。
ソースドライバ回路ＳＤにおいて、トランジスタＴｒ１１の第１端子は、回路ＳＤａに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１１の第２端子は、トランジスタＴｒ１２の第１端子と、配線ＤＬと、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１１のゲートは、配線ＳＥＬＤに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１２の第２端子は、配線ＧＮＤＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１２のゲートは、配線ＳＥＬＧに電気的に接続されている。
回路ＳＤａは、表示部ＰＡに画像を表示するために、当該画像に応じた電位ＶＤＡＴＡを生成して、電位ＶＤＡＴＡをトランジスタＴｒ１１の第１端子に出力する機能を有する。回路ＳＤａは、例えば、図１に示すソースドライバ回路ＳＤの構成にすることができる。つまり、回路ＳＤａは、画像データを生成するために、シフトレジスタＳＲと、ラッチ回路ＬＡＴと、レベルシフト回路ＬＶＳと、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと、アンプ回路ＡＭＰと、データバス配線ＤＢと、を有することができる。この場合、アンプ回路ＡＭＰの出力端子は、トランジスタＴｒ１１の第１端子に電気的に接続される構成とすればよい。
回路ＷＳＤにおいて、トランジスタＴｒ１３の第１端子は、回路ＷＳＤａに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１３の第２端子は、トランジスタＴｒ１４の第１端子と、配線ＷＤＬと、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１３のゲートは、配線ＳＥＬＷに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１４の第２端子は、配線Ｖ１Ｌに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１４のゲートは、配線ＳＥＬＶに電気的に接続されている。
回路ＷＳＤａは、補正データを用いて表示部ＰＡに表示する画像を補正するために、当該補正データに応じた電位ＶＷを生成して、電位ＶＷをトランジスタＴｒ１３の第１端子に出力する機能を有する。回路ＷＳＤａは、例えば、回路ＳＤａと同様に、シフトレジスタＳＲと、ラッチ回路ＬＡＴと、レベルシフト回路ＬＶＳと、デジタルアナログ変換回路ＤＡＣと、アンプ回路ＡＭＰと、データバス配線ＤＢと、を有する構成とすることができる。また、この場合、アンプ回路ＡＭＰの出力端子は、トランジスタＴｒ１３の第１端子に電気的に接続される構成とすればよい。
配線ＳＥＬＤ、配線ＳＥＬＧ、配線ＳＥＬＷ、配線ＳＥＬＶのそれぞれは、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４のゲートに電位を与えるための配線であり、当該電位によってトランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４のそれぞれのオン状態とオフ状態との切り替えを行うことができる。
配線ＧＮＤＬは、配線ＤＬに対して基準電位ＶＧＮＤを与える配線であり、配線Ｖ１Ｌは、配線ＷＤＬに対して電位Ｖ１を与える配線である。
ここで、画素ＰＩＸの動作が図８のタイミングチャートに示す動作例である場合の、図１０（Ａ）のソースドライバ回路ＳＤと回路ＷＳＤの動作を具体的に説明する。
時刻Ｔ４より前、及び時刻Ｔ５より後において、配線ＷＤＬの電位はＶ１となっている。時刻Ｔ４より前、及び時刻Ｔ５より後での回路ＷＳＤでは、配線ＳＥＬＷには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１３をオフ状態にして、配線ＳＥＬＶには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１４をオン状態にする動作が行われる。これによって、配線Ｖ１Ｌと配線ＷＤＬとの間が導通状態になるため、配線ＷＤＬの電位はＶ１となる。
また、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間において、配線ＷＤＬの電位はＶＷとなっている。時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間での回路ＷＳＤでは、配線ＳＥＬＷには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１３をオン状態にして、配線ＳＥＬＶには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１４をオフ状態にする動作が行われる。そして、回路ＷＳＤａから、補正データに応じた電位ＶＷが出力されるので、配線ＷＤＬの電位はＶＷとなる。
時刻Ｔ５より前、及び時刻Ｔ６より後において、配線ＤＬの電位はＶＧＮＤとなっている。時刻Ｔ５より前、及び時刻Ｔ６より後でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＤには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１１をオフ状態にして、配線ＳＥＬＧには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１２をオン状態にする動作が行われる。これによって、配線ＧＮＤＬと配線ＤＬとの間が導通状態になるため、配線ＤＬの電位はＶＧＮＤとなる。
また、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間において、配線ＤＬの電位はＶＤＡＴＡとなっている。時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＤには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１１をオン状態にして、配線ＳＥＬＧには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１２をオフ状態にする動作が行われる。更に回路ＳＤａから、画像データに応じた電位ＶＤＡＴＡが出力されるので、配線ＤＬの電位はＶＤＡＴＡとなる。
図５（Ａ）に示す画素ＰＩＸが、図８に示すタイミングチャートの動作を行う場合、ソースドライバ回路ＳＤ及び回路ＷＳＤを図１０（Ａ）に示す構成とすることによって、配線ＤＬ及び配線ＷＤＬのそれぞれに適切な電位を適時に印加することができる。
なお、画素ＰＩＸ及びその周辺の回路が図５（Ｂ）に示す構成で、画素ＰＩＸが図８に示すタイミングチャートの動作を行う場合、ソースドライバ回路ＳＤは、例えば、図１０（Ｂ）の回路構成とすればよい。
図１０（Ｂ）に示すソースドライバ回路ＳＤは、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４と、回路ＳＤａと、を有する。なお、トランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４及び回路ＳＤａについては、図１０（Ａ）のトランジスタＴｒ１１乃至トランジスタＴｒ１４及び回路ＳＤａの説明の記載を参酌する。
回路ＳＤａは、トランジスタＴｒ１１の第１端子と、トランジスタＴｒ１３の第１端子と、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１１の第２端子は、トランジスタＴｒ１２の第１端子と、配線ＤＬと、に電気的に接続され、トランジスタＴｒ１３の第２端子は、トランジスタＴｒ１４の第１端子と、配線ＷＤＬと、に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１２の第２端子は、配線ＧＮＤＬに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１４の第２端子は、配線Ｖ１Ｌに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１１のゲートは、配線ＳＥＬＤに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１２のゲートは、配線ＳＥＬＧに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１３のゲートは、配線ＳＥＬＷに電気的に接続され、トランジスタＴｒ１４のゲートは、配線ＳＥＬＶに電気的に接続されている。
配線ＳＥＬＤ、配線ＳＥＬＧ、配線ＳＥＬＷ、配線ＳＥＬＶ、配線Ｖ１Ｌ、及び配線ＧＮＤＬのそれぞれについては、図１０（Ａ）の配線ＳＥＬＤ、配線ＳＥＬＧ、配線ＳＥＬＷ、配線ＳＥＬＶ、配線Ｖ１Ｌ、及び配線ＧＮＤＬの説明の記載を参酌する。
トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１３、回路ＳＤａの接続構成によって、図５（Ｂ）に示すソースドライバ回路ＳＤは、配線ＤＬ又は配線ＷＤＬの一方を選択して、選択した配線に対して電位を与える構成となっている。また、回路ＳＤａは、配線ＤＬに印加するための、画像データに応じた電位ＶＤＡＴＡと、配線ＷＤＬに印加するための、補正データに応じた電位ＶＷと、を生成する機能を有する。そのため、回路ＳＤａで電位ＶＤＡＴＡを生成して出力する場合、トランジスタＴｒ１１をオン状態、トランジスタＴｒ１３をオフ状態とすることで、配線ＤＬに電位ＶＤＡＴＡを印加することができ、回路ＳＤａで電位ＶＷを生成して出力する場合、トランジスタＴｒ１１をオフ状態、トランジスタＴｒ１３をオン状態とすることで、配線ＷＤＬに電位ＶＷを印加することができる。
また、配線ＤＬに基準電位ＶＧＮＤを印加する場合、トランジスタＴｒ１１をオフ状態とし、トランジスタＴｒ１２をオン状態とすればよい。また、配線ＷＤＬに基準電位Ｖ１を印加する場合、トランジスタＴｒ１３をオフ状態とし、トランジスタＴｒ１４をオン状態とすればよい。
ここでは、画素ＰＩＸの動作が図８のタイミングチャートに示す動作例である場合の、図１０（Ｂ）のソースドライバ回路ＳＤの動作を具体的に説明する。
時刻Ｔ４より前、及び時刻Ｔ５より後において、配線ＷＤＬの電位はＶ１となっている。時刻Ｔ４より前、及び時刻Ｔ５より後でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＷには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１３をオフ状態にして、配線ＳＥＬＶには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１４をオン状態にする動作が行われる。これによって、配線Ｖ１Ｌと配線ＷＤＬとの間が導通状態になるため、配線ＷＤＬの電位はＶ１となる。
また、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間において、配線ＷＤＬの電位はＶＷとなっている。時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＷには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１３をオン状態にして、配線ＳＥＬＶには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１４をオフ状態にする動作が行われる。そして、回路ＳＤａから、補正データに応じた電位ＶＷが出力されることで、配線ＷＤＬの電位はＶＷとなる。
時刻Ｔ５より前、及び時刻Ｔ６より後において、配線ＤＬの電位はＶＧＮＤとなっている。時刻Ｔ５より前、及び時刻Ｔ６より後でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＤには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１１をオフ状態に、配線ＳＥＬＧには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１２をオン状態にする動作が行われる。これによって、配線ＧＮＤＬと配線ＤＬとの間が導通状態になるため、配線ＤＬの電位はＶＧＮＤとなる。
また、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間において、配線ＤＬの電位はＶＤＡＴＡとなっている。時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間でのソースドライバ回路ＳＤでは、配線ＳＥＬＤには高レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１１をオン状態に、配線ＳＥＬＧには低レベル電位が印加されてトランジスタＴｒ１２をオフ状態にする動作が行われる。更に回路ＳＤａから、画像データに応じた電位ＶＤＡＴＡが出力されることで、配線ＷＤＬの電位はＶＤＡＴＡとなる。
図５（Ｂ）に示す画素ＰＩＸが、図８に示すタイミングチャートの動作を行う場合、ソースドライバ回路ＳＤを図１０（Ｂ）に示す構成とすることによって、配線ＤＬ及び配線ＷＤＬのそれぞれに適切な電位を適時に印加することができる。
なお、本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックを示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図に示すブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
なお、本発明の一態様は、上述した、図２（Ａ）（Ｂ）、図３、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸに限定されない。本発明の一態様は、図２（Ａ）（Ｂ）、図３、図５（Ａ）（Ｂ）に示した画素ＰＩＸの構成を、適宜変更したものとしてもよい。例えば、図５（Ａ）（Ｂ）に示す画素ＰＩＸでは、画像データ保持部１０１と、駆動回路部１０２と、補正データ保持部１０４と、が互いに電気的に接続されているが、画像データ保持部１０１と駆動回路部１０２との間の電気的接続を省略してもよい。つまり、画像データ保持部１０１から駆動回路部１０２への画像データの送信は、補正データ保持部１０４を介して行う構成としてもよい。また、例えば、駆動回路部１０２と補正データ保持部１０４との間の電気的接続を省略してもよい。つまり、補正データ保持部１０４から画像データ保持部１０１に補正データを送信して、画像データ保持部１０１で補正された画像データを生成して、駆動回路部１０２に送信する構成としてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び／又は実施例と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、表示素子としてＥＬ素子を用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した、駆動回路部としきい値電圧補正回路部の説明は省略する。
図１１（Ａ）において、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５を囲むようにして、シール材４００５が設けられ、表示部２１５がシール材４００５および第２の基板４００６によって封止されている。
表示部２１５には、実施の形態１に示した画素ＰＩＸを有する画素アレイが設けられる。
図１１（Ａ）では、走査線駆動回路２２１ａ、信号線駆動回路２３１ａ、信号線駆動回路２３２ａ、および共通線駆動回路２４１ａは、それぞれがプリント基板４０４１上に設けられた集積回路４０４２を複数有する。集積回路４０４２は、単結晶半導体または多結晶半導体で形成されている。信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａは、実施の形態１に示したソースドライバ回路ＳＤの機能を有する。走査線駆動回路２２１ａは、実施の形態１に示したゲートドライバ回路ＧＤの機能を有する。共通線駆動回路２４１ａは、実施の形態１に示した画素ＰＩＸが有する所定の回路素子に規定の電位を印加する、又は電流を供給する機能を有する。特に、共通線駆動回路２４１ａと画素ＰＩＸは、実施の形態１に示した配線ＶＡを介して、電気的に接続することができる。
走査線駆動回路２２１ａ、共通線駆動回路２４１ａ、信号線駆動回路２３１ａ、および信号線駆動回路２３２ａに与えられる各種信号および電位は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）４０１８を介して供給される。
走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａが有する集積回路４０４２は、表示部２１５に選択信号を供給する機能を有する。信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａが有する集積回路４０４２は、表示部２１５に画像信号を供給する機能を有する。集積回路４０４２は、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実装されている。
なお、集積回路４０４２の接続方法は、特に限定されるものではなく、ワイヤボンディング法、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）法、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）法などを用いることができる。
図１１（Ｂ）は、信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａに含まれる集積回路４０４２をＣＯＧ法により実装する例を示している。また、駆動回路の一部または全体を表示部２１５と同じ基板上に一体形成して、システムオンパネルを形成することができる。
図１１（Ｂ）では、走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａを、表示部２１５と同じ基板上に形成する例を示している。駆動回路を表示部２１５内の画素回路と同時に形成することで、部品点数を削減することができる。よって、生産性を高めることができる。
また、図１１（Ｂ）では、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５と、走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａと、を囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また表示部２１５、走査線駆動回路２２１ａ、および共通線駆動回路２４１ａの上に第２の基板４００６が設けられている。よって、表示部２１５、走査線駆動回路２２１ａ、および共通線駆動回路２４１ａ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、表示素子と共に封止されている。
また、図１１（Ｂ）では、信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａ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を別途形成して実装しても良い。
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む場合がある。
また第１の基板上に設けられた表示部および走査線駆動回路は、トランジスタを複数有している。当該トランジスタとして、ＯＳトランジスタ、又は、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタを適用することができる。
周辺駆動回路が有するトランジスタと、表示部の画素回路が有するトランジスタの構造は同じであってもよく、異なっていてもよい。周辺駆動回路が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、画素回路が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
また、第２の基板４００６上には、後述する入力装置４２００を設けることができる。図１１（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置に入力装置４２００を設けた構成はタッチパネルとして機能させることができる。
本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
センサの方式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有するタッチパネルを例に挙げて説明する。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検知が可能となるため好ましい。
本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板および対向基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
図１２（Ａ）、（Ｂ）に、タッチパネルの一例を示す。図１２（Ａ）は、タッチパネル４２１０の斜視図である。図１２（Ｂ）は、入力装置４２００の斜視概略図である。なお、明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している。
タッチパネル４２１０は、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせた構成である。
タッチパネル４２１０は、入力装置４２００と、表示装置とを有し、これらが重ねて設けられている。
入力装置４２００は、基板４２６３、電極４２２７、電極４２２８、複数の配線４２３７、複数の配線４２３８および複数の配線４２３９を有する。例えば、電極４２２７は配線４２３７または配線４２３９と電気的に接続することができる。また、電極４２２８は配線４２３９と電気的に接続することができる。ＦＰＣ４２７２ｂは、複数の配線４２３７および複数の配線４２３８の各々と電気的に接続する。ＦＰＣ４２７２ｂにはＩＣ４２７３ｂを設けることができる。
または、表示装置の第１の基板４００１と第２の基板４００６との間にタッチセンサを設けてもよい。第１の基板４００１と第２の基板４００６との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
図１３は、図１１（Ｂ）中でＮ１－Ｎ２の鎖線で示した部位の断面図である。図１３に示す表示装置は電極４０１５を有しており、電極４０１５はＦＰＣ４０１８が有する端子と異方性導電層４０１９を介して、電気的に接続されている。また、図１３では、電極４０１５は、絶縁層４１１２、絶縁層４１１１、および絶縁層４１１０に形成された開口において配線４０１４と電気的に接続されている。
電極４０１５は、第１の電極層４０３０と同じ導電層から形成され、配線４０１４は、トランジスタ４０１０、およびトランジスタ４０１１のソース電極およびドレイン電極と同じ導電層で形成されている。
また、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５と走査線駆動回路２２１ａは、トランジスタを複数有しており、図１３では、表示部２１５に含まれるトランジスタ４０１０、および走査線駆動回路２２１ａに含まれるトランジスタ４０１１を例示している。なお、図１３では、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１としてボトムゲート型のトランジスタを例示しているが、トップゲート型のトランジスタであってもよい。また、トランジスタ４０１０は、実施の形態１で説明したトランジスタＴｒ５とすることができる。また、トランジスタ４０１１は、実施の形態１で説明したゲートドライバ回路ＧＤに含まれるトランジスタとすることができる。
図１３では、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１上に絶縁層４１１２が設けられている。また、絶縁層４１１２上に隔壁４５１０が形成されている。
また、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１は、絶縁層４１０２上に設けられている。また、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１は、絶縁層４１１１上に形成された電極４０１７を有する。電極４０１７はバックゲート電極として機能することができる。
また、図１３に示す表示装置は、容量素子４０２０を有する。容量素子４０２０は、トランジスタ４０１０のゲート電極と同じ工程で形成された電極４０２１と、ソース電極およびドレイン電極と同じ工程で形成された電極と、を有する。それぞれの電極は、絶縁層４１０３を介して重なっている。また、容量素子４０２０は、実施の形態１で説明した容量素子Ｃ２又は容量素子Ｃ３の一方とすることができる。
一般に、表示装置の画素部に設けられる容量素子の容量は、画素部に配置されるトランジスタのリーク電流等を考慮して、所定の期間の間に、電荷を保持できるように設定される。容量素子の容量は、トランジスタのオフ電流等を考慮して設定すればよい。
表示部２１５に設けられたトランジスタ４０１０は表示素子と電気的に接続する。
また、図１３に示す表示装置は、絶縁層４１１１と絶縁層４１０２を有する。絶縁層４１１１と絶縁層４１０２として、不純物元素を透過しにくい絶縁層を用いる。絶縁層４１１１と絶縁層４１０２でトランジスタを挟むことで、外部から半導体層への不純物の浸入を防ぐことができる。
表示装置に含まれる表示素子として、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子（ＥＬ素子）を適用することができる。ＥＬ素子は、一対の電極の間に発光性の化合物を含む層（「ＥＬ層」ともいう。）を有する。一対の電極間に、ＥＬ素子の閾値電圧よりも大きい電位差を生じさせると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
また、ＥＬ素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
有機ＥＬ素子は、電圧を印加することにより、一方の電極から電子、他方の電極から正孔がそれぞれＥＬ層に注入される。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
なお、ＥＬ層は、発光性の化合物以外に、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）などを有していてもよい。
ＥＬ層は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法などの方法で形成することができる。
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー－アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明する。
発光素子は発光を取り出すために少なくとも一対の電極の一方が透明であればよい。そして、基板上にトランジスタおよび発光素子を形成し、当該基板とは逆側の面から発光を取り出す上面射出（トップエミッション）構造や、基板側の面から発光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）構造や、両面から発光を取り出す両面射出（デュアルエミッション）構造の発光素子があり、どの射出構造の発光素子も適用することができる。
図１３は、表示素子として発光素子を用いた発光表示装置（「ＥＬ表示装置」ともいう。）の一例である。表示素子である発光素子４５１３は、表示部２１５に設けられたトランジスタ４０１０と電気的に接続している。なお、発光素子４５１３の構成は、第１の電極層４０３０、発光層４５１１、第２の電極層４０３１の積層構造であるが、この構成に限定されない。発光素子４５１３から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子４５１３の構成は適宜変えることができる。また、発光素子４５１３は、実施の形態１で説明した発光素子ＬＤとすることができる。
隔壁４５１０は、有機絶縁材料、または無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極層４０３０上に開口部を形成し、その開口部の側面が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
発光層４５１１は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。
発光素子４５１３の発光色は、発光層４５１１を構成する材料によって、白、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、または黄などとさせることができる。
カラー表示を実現する方法としては、発光色が白色の発光素子４５１３と着色層を組み合わせて行う方法と、画素毎に発光色の異なる発光素子４５１３を設ける方法がある。前者の方法は後者の方法よりも生産性が高い。一方、後者の方法では画素毎に発光層４５１１を作り分ける必要があるため、前者の方法よりも生産性が劣る。ただし、後者の方法では、前者の方法よりも色純度の高い発光色を得ることができる。後者の方法に加えて、発光素子４５１３にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
なお、発光層４５１１は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
発光素子４５１３に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２の電極層４０３１および隔壁４５１０上に保護層を形成してもよい。保護層としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などを形成することができる。また、第１の基板４００１、第２の基板４００６、およびシール材４００５によって封止された空間には充填材４５１４が設けられ密封されている。このように、外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
充填材４５１４としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などを用いることができる。また、充填材４５１４に乾燥剤が含まれていてもよい。
シール材４００５には、ガラスフリットなどのガラス材料や、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する硬化樹脂、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂などの樹脂材料を用いることができる。また、シール材４００５に乾燥剤が含まれていてもよい。
また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、または円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板または円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
また、発光素子をマイクロキャビティ構造とすることで、色純度の高い光を取り出すことができる。また、マイクロキャビティ構造とカラーフィルタを組み合わせることで、映り込みが低減し、表示画像の視認性を高めることができる。
表示素子に電圧を印加する第１の電極層および第２の電極層（画素電極層、共通電極層、対向電極層などともいう）においては、取り出す光の方向、電極層が設けられる場所、および電極層のパターン構造によって透光性、反射性を選択すればよい。
第１の電極層４０３０、第２の電極層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、インジウム錫酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、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を有する導電性材料を用いることができる。
また、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）などの金属、またはその合金、もしくはその金属窒化物から一種以上を用いて形成することができる。
また、第１の電極層４０３０、第２の電極層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。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、または、アニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、駆動回路保護用の保護回路を設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び／又は実施例と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置に用いることができるトランジスタの構成について説明する。
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、ボトムゲート型のトランジスタや、トップゲート型トランジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することができる。よって、既存の製造ラインに合わせて、使用する半導体層の材料やトランジスタ構造を容易に置き換えることができる。
〔ボトムゲート型トランジスタ〕
図１４（Ａ１）は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトランジスタ８１０の断面図である。図１４（Ａ１）において、トランジスタ８１０は基板７７１上に形成されている。また、トランジスタ８１０は、基板７７１上に絶縁層７７２を介して電極７４６を有する。また、電極７４６上に絶縁層７２６を介して半導体層７４２を有する。電極７４６はゲート電極として機能できる。絶縁層７２６はゲート絶縁層として機能できる。
また、半導体層７４２のチャネル形成領域上に絶縁層７４１を有する。また、半導体層７４２の一部と接して、絶縁層７２６上に電極７４４ａおよび電極７４４ｂを有する。電極７４４ａは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる。電極７４４ｂは、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる。電極７４４ａの一部、および電極７４４ｂの一部は、絶縁層７４１上に形成される。
絶縁層７４１は、チャネル保護層として機能できる。チャネル形成領域上に絶縁層７４１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導体層７４２の露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に、半導体層７４２のチャネル形成領域がエッチングされることを防ぐことができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
また、トランジスタ８１０は、電極７４４ａ、電極７４４ｂおよび絶縁層７４１上に絶縁層７２８を有し、絶縁層７２８の上に絶縁層７２９を有する。
半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの、少なくとも半導体層７４２と接する部分に、半導体層７４２の一部から酸素を奪い、酸素欠損を生じさせることが可能な材料を用いることが好ましい。半導体層７４２中の酸素欠損が生じた領域はキャリア濃度が増加し、当該領域はｎ型化し、ｎ型領域（ｎ＋層）となる。したがって、当該領域はソース領域またはドレイン領域として機能することができる。半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、半導体層７４２から酸素を奪い、酸素欠損を生じさせることが可能な材料の一例として、タングステン、チタン等を挙げることができる。
半導体層７４２にソース領域およびドレイン領域が形成されることにより、電極７４４ａおよび電極７４４ｂと半導体層７４２の接触抵抗を低減することができる。よって、電界効果移動度や、しきい値電圧などの、トランジスタの電気特性を良好なものとすることができる。
半導体層７４２にシリコンなどの半導体を用いる場合は、半導体層７４２と電極７４４ａの間、および半導体層７４２と電極７４４ｂの間に、ｎ型半導体またはｐ型半導体として機能する層を設けることが好ましい。ｎ型半導体またはｐ型半導体として機能する層は、トランジスタのソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
絶縁層７２９は、外部からのトランジスタへの不純物の拡散を防ぐ、または低減する機能を有する材料を用いて形成することが好ましい。なお、必要に応じて絶縁層７２９を省略することもできる。
図１４（Ａ２）に示すトランジスタ８１１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８１０と異なる。電極７２３は、電極７４６と同様の材料および方法で形成することができる。
一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位としてもよいし、接地電位（ＧＮＤ電位）や、任意の電位としてもよい。また、バックゲート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
電極７４６および電極７２３は、どちらもゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層７２６、絶縁層７２８、および絶縁層７２９は、それぞれがゲート絶縁層として機能することができる。なお、電極７２３は、絶縁層７２８と絶縁層７２９の間に設けてもよい。
なお、電極７４６または電極７２３の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バックゲート電極」という。例えば、トランジスタ８１１において、電極７２３を「ゲート電極」と言う場合、電極７４６を「バックゲート電極」と言う。また、電極７２３を「ゲート電極」として用いる場合は、トランジスタ８１１をトップゲート型のトランジスタの一種と考えることができる。また、電極７４６および電極７２３のどちらか一方を、「第１のゲート電極」といい、他方を「第２のゲート電極」という場合がある。
半導体層７４２を挟んで電極７４６および電極７２３を設けることで、更には、電極７４６および電極７２３を同電位とすることで、半導体層７４２においてキャリアの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、トランジスタ８１１のオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。
したがって、トランジスタ８１１は、占有面積に対して大きいオン電流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ８１１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気などに対する電界遮蔽機能）を有する。なお、バックゲート電極を半導体層よりも大きく形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができる。
また、バックゲート電極を、遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
本発明の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。また、信頼性の良好な半導体装置を実現することができる。
図１４（Ｂ１）に、ボトムゲート型のトランジスタの１つであるチャネル保護型のトランジスタ８２０の断面図を示す。トランジスタ８２０は、トランジスタ８１０とほぼ同様の構造を有しているが、絶縁層７４１が半導体層７４２の端部を覆っている点が異なる。また、半導体層７４２と重なる絶縁層７４１の一部を選択的に除去して形成した開口部において、半導体層７４２と電極７４４ａが電気的に接続している。また、半導体層７４２と重なる絶縁層７４１の一部を選択的に除去して形成した他の開口部において、半導体層７４２と電極７４４ｂが電気的に接続している。絶縁層７４１の、チャネル形成領域と重なる領域は、チャネル保護層として機能できる。
図１４（Ｂ２）に示すトランジスタ８２１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２０と異なる。
絶縁層７４１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導体層７４２の露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に半導体層７４２の薄膜化を防ぐことができる。
また、トランジスタ８２０およびトランジスタ８２１は、トランジスタ８１０およびトランジスタ８１１よりも、電極７４４ａと電極７４６の間の距離と、電極７４４ｂと電極７４６の間の距離が長くなる。よって、電極７４４ａと電極７４６の間に生じる寄生容量を小さくすることができる。また、電極７４４ｂと電極７４６の間に生じる寄生容量を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現できる。
図１４（Ｃ１）に示すトランジスタ８２５は、ボトムゲート型のトランジスタの１つであるチャネルエッチング型のトランジスタである。トランジスタ８２５は、絶縁層７４１を用いずに電極７４４ａおよび電極７４４ｂを形成する。このため、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に露出する半導体層７４２の一部がエッチングされる場合がある。一方、絶縁層７４１を設けないため、トランジスタの生産性を高めることができる。
図１４（Ｃ２）に示すトランジスタ８２６は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２５と異なる。
〔トップゲート型トランジスタ〕
図１５（Ａ１）に例示するトランジスタ８４２は、トップゲート型のトランジスタの１つである。トランジスタ８４２は、絶縁層７２９を形成した後に電極７４４ａおよび電極７４４ｂを形成する点がトランジスタ８１０、８１１、８２０、８２１、８２５、８２６と異なる。電極７４４ａおよび電極７４４ｂは、絶縁層７２８および絶縁層７２９に形成した開口部において半導体層７４２と電気的に接続する。
また、電極７４６と重ならない絶縁層７２６の一部を除去し、電極７４６と残りの絶縁層７２６をマスクとして用いて不純物７５５を半導体層７４２に導入することで、半導体層７４２中に自己整合（セルフアライメント）的に不純物領域を形成することができる（図１５（Ａ３）参照）。トランジスタ８４２は、絶縁層７２６が電極７４６の端部を越えて延伸する領域を有する。半導体層７４２の絶縁層７２６を介して不純物７５５が導入された領域の不純物濃度は、絶縁層７２６を介さずに不純物７５５が導入された領域よりも小さくなる。よって、半導体層７４２は、電極７４６と重ならない領域にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域が形成される。
図１５（Ａ２）に示すトランジスタ８４３は、電極７２３を有する点がトランジスタ８４２と異なる。トランジスタ８４３は、基板７７１の上に形成された電極７２３を有する。電極７２３は、絶縁層７７２を介して半導体層７４２と重なる領域を有する。電極７２３は、バックゲート電極として機能することができる。
また、図１５（Ｂ１）に示すトランジスタ８４４および図１５（Ｂ２）に示すトランジスタ８４５のように、電極７４６と重ならない領域の絶縁層７２６を全て除去してもよい。また、図１５（Ｃ１）に示すトランジスタ８４６および図１５（Ｃ２）に示すトランジスタ８４７のように、絶縁層７２６を残してもよい。
トランジスタ８４２乃至トランジスタ８４７も、電極７４６を形成した後に、電極７４６をマスクとして用いて不純物７５５を半導体層７４２に導入することで、半導体層７４２中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び／又は実施例と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物であるＣＡＣ‐ＯＳ（Ｃｌｏｕｄ‐Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及びＣＡＡＣ‐ＯＳ（ｃ‐ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の構成について説明する。なお、明細書等において、ＣＡＣは機能、又は材料の構成の一例を表し、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表す。
＜金属酸化物の構成＞
ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
＜金属酸化物の構造＞
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ－ＯＳ、多結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）および非晶質酸化物半導体などがある。
ＣＡＡＣ－ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ－ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形、および七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ－ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ－ＯＳが、ａ－ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
また、ＣＡＡＣ－ＯＳは、インジウム、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、および酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
ＣＡＡＣ－ＯＳは結晶性の高い酸化物半導体である。一方、ＣＡＡＣ－ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することはできないため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ－ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ－ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。したがって、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ－ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
ｎｃ－ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ－ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ－ＯＳは、分析方法によっては、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳおよびＣＡＡＣ－ＯＳと比べて、結晶性が低い。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ、ｎｃ－ＯＳ、ＣＡＡＣ－ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
なお、上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
また、トランジスタには、キャリア密度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体膜のキャリア密度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。例えば、酸化物半導体は、キャリア密度が８×１０１１／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０－９／ｃｍ３以上とすればよい。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。具体的には、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、該酸化物半導体において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、酸化物半導体中の窒素濃度は、ＳＩＭＳにおいて、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び／又は実施例と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した半導体装置、又は表示装置を電子機器に適用した製品例について説明する。
＜ノート型パーソナルコンピュータ＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、情報端末装置に備えられるディスプレイに適用することができる。図１６（Ａ）は、情報端末装置の一種であるノート型パーソナルコンピュータであり、筐体５４０１、表示部５４０２、キーボード５４０３、ポインティングデバイス５４０４等を有する。
＜スマートウォッチ＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、ウェアラブル端末に適用することができる。図１６（Ｂ）はウェアラブル端末の一種であるスマートウォッチであり、筐体５９０１、表示部５９０２、操作ボタン５９０３、操作子５９０４、バンド５９０５などを有する。また、表示部５９０２に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン５９０３にスマートウォッチを起動する電源スイッチ、スマートウォッチのアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部５９０２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図１６（Ｂ）に示したスマートウォッチでは、操作ボタン５９０３の数を２個示しているが、スマートウォッチの有する操作ボタンの数は、これに限定されない。また、操作子５９０４は、スマートウォッチの時刻合わせを行うリューズとして機能する。また、操作子５９０４は、時刻合わせ以外に、スマートウォッチのアプリケーションを操作する入力インターフェースとして、用いるようにしてもよい。なお、図１６（Ｂ）に示したスマートウォッチでは、操作子５９０４を有する構成となっているが、これに限定せず、操作子５９０４を有さない構成であってもよい。
＜ビデオカメラ＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、ビデオカメラに適用することができる。図１６（Ｃ）に示すビデオカメラは、第１筐体５８０１、第２筐体５８０２、表示部５８０３、操作キー５８０４、レンズ５８０５、接続部５８０６等を有する。操作キー５８０４及びレンズ５８０５は第１筐体５８０１に設けられており、表示部５８０３は第２筐体５８０２に設けられている。そして、第１筐体５８０１と第２筐体５８０２とは、接続部５８０６により接続されており、第１筐体５８０１と第２筐体５８０２の間の角度は、接続部５８０６により変更が可能である。表示部５８０３における映像を、接続部５８０６における第１筐体５８０１と第２筐体５８０２との間の角度に従って切り替える構成としてもよい。
＜携帯電話＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、携帯電話に適用することができる。図１６（Ｄ）は、情報端末の機能を有する携帯電話であり、筐体５５０１、表示部５５０２、マイク５５０３、スピーカ５５０４、操作ボタン５５０５を有する。また、表示部５５０２に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン５５０５に携帯電話を起動する電源スイッチ、携帯電話のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部５５０２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。
また、図１６（Ｄ）に示した携帯電話では、操作ボタン５５０５の数を２個示しているが、携帯電話の有する操作ボタンの数は、これに限定されない。また、図示していないが、図１６（Ｄ）に示した携帯電話は、フラッシュライト、または照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。
＜テレビジョン装置＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、テレビジョン装置に適用することができる。図１６（Ｅ）に示すテレビジョン装置は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６などを有する。テレビジョン装置は、大画面、例えば、５０インチ以上、または１００インチ以上の表示部９００１を組み込むことが可能である。
＜移動体＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、移動体である自動車の運転席周辺に適用することができる。
例えば、図１６（Ｆ）は、自動車の室内におけるフロントガラス周辺を表す図である。図１６（Ｆ）では、ダッシュボードに取り付けられた表示パネル５７０１、表示パネル５７０２、表示パネル５７０３の他、ピラーに取り付けられた表示パネル５７０４を図示している。
表示パネル５７０１乃至表示パネル５７０３は、ナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、燃料計、ギア状態、エアコンの設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。また、表示パネルに表示される表示項目やレイアウトなどは、ユーザの好みに合わせて適宜変更することができ、デザイン性を高めることが可能である。表示パネル５７０１乃至表示パネル５７０３は、照明装置として用いることも可能である。
表示パネル５７０４には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界（死角）を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの画像を表示することによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。表示パネル５７０４は、照明装置として用いることもできる。
＜電子広告用の電子機器＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、電子広告を用途とするディスプレイに適用することができる。図１７（Ａ）は、壁に取り付けが可能な電子看板（デジタルサイネージ）の例を示している。図１７（Ａ）は、電子看板６２００が壁６２０１に取り付けられている様子を示している。
＜折り畳み式のタブレット型情報端末＞
本発明の一態様の半導体装置、又は表示装置は、タブレット型の情報端末に適用することができる。図１７（Ｂ）には、折り畳むことができる構造を有するタブレット型の情報端末を示している。図１７（Ｂ）に示す情報端末は、筐体５３２１ａと、筐体５３２１ｂと、表示部５３２２と、操作ボタン５３２３と、を有している。特に、表示部５３２２は可撓性を有する基材を有しており、当該基材によって折り畳むことができる構造を実現できる。
また、筐体５３２１ａと筐体５３２１ｂと、は、ヒンジ部５３２１ｃにより結合されており、ヒンジ部５３２１ｃによって、２つ折りが可能となっている。また、表示部５３２２は、筐体５３２１ａ、筐体５３２１ｂ、及びヒンジ部５３２１ｃに設けられている。
また、図示していないが、図１６（Ａ）乃至（Ｃ）、（Ｅ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示した電子機器は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、上述した電子機器に音声入力機能を付することができる。
また、図示していないが、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示した電子機器は、カメラを有する構成であってもよい。
また、図示していないが、図１６（Ａ）乃至（Ｆ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示した電子機器は、筐体の内部にセンサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよい。特に、図１６（Ｄ）に示す携帯電話に、ジャイロ、加速度センサなどの傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、該携帯電話の向き（鉛直方向に対して該携帯電話がどの向きに向いているか）を判断して、表示部５５０２の画面表示を、該携帯電話の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。
また、図示していないが、図１６（Ａ）乃至（Ｆ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示した電子機器は、指紋、静脈、虹彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する電子機器を実現することができる。
また、図１６（Ａ）乃至（Ｅ）、図１７（Ａ）に示した電子機器の表示部として、可撓性を有する基材を用いてもよい。具体的には、該表示部は、可撓性を有する基材上にトランジスタ、容量素子、及び表示素子などを設けた構成としてもよい。この構成を適用することによって、図１６（Ａ）乃至（Ｅ）、図１７（Ａ）に示した電子機器のように平らな面を有する筐体だけでなく、図１６（Ｆ）に示したダッシュボード、ピラーのように、曲面を有するような筐体の電子機器を実現することができる。
図１６（Ａ）乃至（Ｆ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）の表示部に適用できる、可撓性を有する基材としては、可視光に対する透光性を有する材料を例に挙げると、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリハロゲン化ビニル樹脂、アラミド樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。また、これらの材料を混合または積層して用いてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び／又は実施例と適宜組み合わせることができる。
＜計算とその結果１＞
図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸの回路構成において、駆動トランジスタのしきい値電圧を補正する動作が適切に行われているかどうかを確認するため、回路シミュレータを用いて計算を行った。ここでは、画素ＰＩＸの駆動トランジスタに相当するトランジスタＴｒ３のしきい値電圧を０Ｖとし、当該しきい値電圧を意図的に０Ｖから変化させて、発光素子ＬＤに流れる電流の変化量を計算した結果について説明する。
当該計算で使用したソフトウェアは、ＳＩＬＶＡＣＯ社のＧａｔｅｗａｙ（ｖｅｒｓｉｏｎ ３．４．１．Ｒ）という回路シミュレータである。当該シミュレータを用いて、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧Ｖｔｈの変化に対する、発光素子ＬＤの電流変化率を計算した。なお、変化後のしきい値電圧Ｖｔｈを、－１Ｖ、－０．５Ｖ、０Ｖ、０．５Ｖ、１Ｖの５条件として、それぞれに対する電流変化率の計算を行った。
当該計算の条件において、画像データに相当するＶｄａｔａを５Ｖとし、補正データに相当するＶＷを５Ｖとした。また、画素ＰＩＸに電気的に接続されている配線において、配線ＧＬ１乃至ＧＬ４に印加される高レベル電位を１５Ｖ、低レベル電位を－５Ｖとし、配線ＶＬの電位を０．５Ｖとし、配線ＢＧＬの電位を－１０Ｖとし、配線ＡＬの電位を１３Ｖとし、配線ＣＡＴに印加されている基準電位ＶＧＮＤを－４Ｖとした。
また、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧Ｖｔｈを０Ｖから変化させたときの発光素子ＬＤに流れる電流をＩＥＬとし、当該しきい値電圧の変化が０、すなわち駆動トランジスタのしきい値電圧が０における発光素子ＬＤに流れる電流をＩＥＬ０とし、ＩＥＬ－ＩＥＬ０＝ΔＩＥＬとする。そして、当該計算で求める発光素子ＬＤの電流変化率を、ΔＩＥＬ／ＩＥＬ×１００％として、算出した。
当該計算の結果を図１８に示す。図１８は、しきい値電圧Ｖｔｈの変化量が‐１Ｖから１Ｖまでの間のときにおける、発光素子ＬＤの電流変化率を示している。当該計算結果から、しきい値電圧Ｖｔｈが‐１Ｖから１Ｖまでの間であれば、電流変化率は概ね－１０％から１０％までの範囲に抑えられていることが分かる。
一般的にトランジスタが飽和領域で動作する場合、当該トランジスタに流れる電流量は、ゲート‐ソース電圧としきい値電圧の差の２乗に比例するため、しきい値電圧が少し変化するだけで、トランジスタに流れる電流の変化は非常に大きくなる。一方、図６（Ａ）に示す画素ＰＩＸの回路構成での計算結果では、電流変化率が概ね－１０％から１０％までの範囲に抑えられていることから、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧が適度に補正されていることが分かる。
上述の通り、ある行の画素ＰＩＸの駆動トランジスタのしきい値電圧を補正しているとき（図８における時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間、又は図９における期間ＰＤ３）に、別の行が有する画素ＰＩＸに補正データ及び画像データを書き込むことによって、表示装置の動作周波数を高くすることができる。
なお、本実施例は、本明細書に記載の各実施の形態、又は他の実施例と適宜組み合わせることができる。
＜計算とその結果２＞
次に、図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸの回路構成において、駆動トランジスタのしきい値電圧を補正する動作が適切に行われているかどうかを確認するため、回路シミュレータを用いて計算を行った。ここでは、画素ＰＩＸの駆動トランジスタに相当するトランジスタＴｒ３のしきい値電圧を補正したときにおける、発光素子ＬＤに流れる電流量を計算した結果について説明する。
当該計算で使用したソフトウェアは、上述の計算と同様のＳＩＬＶＡＣＯ社のＳｍａｒｔｓｐｉｃｅ（４．２６．７．Ｒ）という回路シミュレータである。当該シミュレータを用いて、図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸの回路構成において、トランジスタＴｒ３のしきい値電圧を様々に設定し、当該しきい値電圧を補正したときにおける発光素子ＬＤに流れる電流量について計算を行った。
図１９は、当該回路シミュレータを用いて計算した結果であって、横軸を配線ＤＬ、配線ＷＤＬのそれぞれから補正データ保持部（ノードＮＤ１）、画像データ保持部（ノードＮＤ２）に入力した同一の電圧（Ｖ）（以後、データ電圧と呼称する。）とし、縦軸を発光素子ＬＤに流れる駆動電流（Ａ）としたグラフを示している。
また、図１９には、駆動トランジスタに相当するトランジスタＴｒ３のしきい値電圧が－０．９Ｖ、－０．４Ｖ、０．１Ｖ、０．６Ｖ、１．１Ｖ、１．６Ｖ、２．１Ｖ、２．６Ｖ、３．１Ｖの９条件の場合をそれぞれ示している。
図１９より、データ電圧が高い場合、例えば、データ電圧が７．０Ｖの場合において、駆動トランジスタに流れる電流量は、上記９条件では、概ね１．８５×１０－６Ａから２．８０×１０－６Ａまでの範囲となる。駆動トランジスタのしきい値電圧が１．１Ｖである条件を基準として考えると、補正による電流量の変化は概ね－２０％以上２０％以下の範囲に収まっていることが分かる。
なお、本実施例は、本明細書に記載の各実施の形態、又は他の実施例と適宜組み合わせることができる。
＜試作品＞
上記実施の形態で説明した表示装置を実際に試作した。本実施例では、当該表示装置に備えられているトランジスタの特性と、当該表示装置の詳細と、当該表示装置に対する輝度測定の結果と、について説明する。
図２０（Ａ）（Ｂ）は、ＣＡＡＣ－ＯＳであるＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物がチャネル形成領域に含まれているＯＳトランジスタのドレイン電流ＩＤとゲート－ソース間電圧ＶＧの特性を示したグラフである。特に、図２０（Ａ）では、ＬＳＩのスケールである、チャネル長を６０ｎｍ、チャネル幅を６０ｎｍとするＯＳトランジスタの特性を示し、図２０（Ｂ）は、当該表示装置に備えられている、チャネル長を６μｍ、チャネル幅を４μｍとするＯＳトランジスタのドレイン電流ＩＤとゲート－ソース間電圧ＶＧ及び電界効果移動度μＦＥ［ｃｍ２／Ｖｓ］の特性を示したグラフである。
図２０（Ａ）に示す特性ＣＨＲ１、ＣＨＲ２のそれぞれは、ソース－ドレイン間電圧が０．１Ｖ、１．２Ｖの場合の特性を示している。図２０（Ａ）に示すとおり、ＯＳトランジスタは、ＬＳＩのスケールとして良好な特性を示しており、オフ電流が測定下限よりも小さくなっている。
図２０（Ｂ）に示す特性ＣＨＲ３、ＣＨＲ４のそれぞれは、ソース－ドレイン間電圧が０．１Ｖ、１０Ｖの場合の特性を示している。なお、特性ＣＨＲ３、ＣＨＲ４は矢印Ａの方向の縦軸に対応する。また、図２０（Ｂ）には、特性ＣＨＲ５は、ＯＳトランジスタのゲート－ソース間電圧と電界効果移動度の特性を示している。なお、特性ＣＨＲ５は矢印Ｂの方向の縦軸に対応する。図２０（Ｂ）に示すとおり、ＯＳトランジスタは、ＬＳＩのスケールと同様に、表示装置に向けたスケールとしても良好な特性を示しており、オフ電流が測定下限よりも小さくなっている。
また、図２０（Ｂ）の特性を有するＯＳトランジスタは、オフ電流が小さいため、図４に示すトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、図６（Ａ）（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ７に適用することができる。また、図４に示すトランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ４、図６（Ａ）（Ｂ）のトランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ６の全てに適用してもよい。
図２１は、画素を図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸとして、実際に試作した表示装置の様子を示している。なお、画素ＰＩＸには、上述のＯＳトランジスタを用いている。当該表示装置は、可撓性を有する基板を用いて作製されているため、当該表示装置の表示部を２つに折り畳むことができる。
当該表示装置の具体的な仕様を下表に記す。
Figure 2023024459000002
また、全白である画像データを画像データ保持部（ノードＮＤ２）に保持した場合（画像データのみ）と、その場合に加えて、全白を示す補正データを補正データ保持部（ノードＮＤ１）に保持した場合（画像データ＋補正データ）と、のそれぞれにおける、当該表示装置の輝度は、下表の通りとなった。
Figure 2023024459000003
上表より、画像データを画像データ保持部（ノードＮＤ２）に保持し、かつ補正データを補正データ保持部（ノードＮＤ３）に保持することによって、画像データを画像データ保持部（ノードＮＤ２）に保持する場合よりも、表示装置の輝度が向上したことがわかる。
また、当該表示装置で全画面の４％を発光させたとき、その４％の領域のピーク輝度は、概ね２０００ｃｄ／ｍ２であった。
上述の通り、画素を図６（Ｂ）に示す画素ＰＩＸとした表示装置を作製することで、画像データをより高輝度に表示することができる。これは、画素ＰＩＸの補正データ保持部（ノードＮＤ３）に補正データを保持する構成のため、表示装置の有するソースドライバの出力以上の電圧を、駆動トランジスタ（トランジスタＴｒ３）のゲートに印加することができるからである。そのため、当該表示装置のソースドライバは出力電圧を高くする必要が無いため、ソースドライバの消費電力を低減することができる。
なお、本実施例は、本明細書に記載の各実施の形態、又は他の実施例と適宜組み合わせることができる。
（本明細書等の記載に関する付記）
本明細書に記載の実施の形態、及び実施例における各構成の説明について、以下に付記する。
＜実施の形態、実施例で述べた本発明の一態様に関する付記＞
各実施の形態、及び実施例に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互いに構成例を適宜組み合わせることが可能である。
なお、ある一つの実施の形態、又は実施例の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の形態、又は実施例で述べる別の内容（一部の内容でもよい）と、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）との少なくとも一つの内容に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことができる。
なお、実施の形態、又は実施例の中で述べる内容とは、各々の実施の形態、又は実施例において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
なお、ある一つの実施の形態、又は実施例において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分、その実施の形態、又は実施例において述べる別の図（一部でもよい）と、一つ若しくは複数の別の実施の形態、又は実施例において述べる図（一部でもよい）との少なくとも一つの図に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
＜序数詞に関する付記＞
本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態（又は実施例）の一において「第１」に言及された構成要素が、他の実施の形態（又は実施例）、あるいは特許請求の範囲において「第２」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態（又は実施例）の一において「第１」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
＜図面を説明する記載に関する付記＞
実施の形態（又は実施例）について図面を参照しながら説明している。但し、実施の形態（又は実施例）は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本発明は、実施の形態（又は実施例）の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態の発明の構成（又は実施例の構成）において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書等で説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。例えば、「導電体の上面に位置する絶縁体」の表現では、示している図面の向きを１８０度回転することによって、「導電体の下面に位置する絶縁体」と言い換えることができる。
また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上又は直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
また、図面において、斜視図などにおいて、図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。
また、図面において、同一の要素又は同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
＜言い換え可能な記載に関する付記＞
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、「ソース又はドレインの一方」（又は第１電極、又は第１端子）、「ソース又はドレインの他方」（又は第２電極、又は第２端子）という表記を用いる。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース（ドレイン）端子や、ソース（ドレイン）電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。また、本明細書等では、ゲート以外の２つの端子を第１端子、第２端子と呼ぶ場合や、第３端子、第４端子と呼ぶ場合がある。なお、本明細書等において、チャネル形成領域はチャネルが形成される領域を指し、ゲートに電位を印加することでこの領域が形成されて、ソース‐ドレイン間に電流を流すことができる。
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位（接地電位）とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。
なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、場合によっては、又は、状況に応じて、「膜」、「層」などの語句を使わずに、別の用語に入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」又は「導電膜」という用語を、「導電体」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁層」「絶縁膜」という用語を、「絶縁体」という用語に変更することが可能な場合がある。
なお本明細書等において、「配線」、「信号線」、「電源線」などの用語は、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「配線」という用語を、「信号線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、「配線」という用語を、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号線」「電源線」などの用語を、「配線」という用語に変更することが可能な場合がある。「電源線」などの用語は、「信号線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で「信号線」などの用語は、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、配線に印加されている「電位」という用語を、場合によっては、又は、状況に応じて、「信号」などという用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号」などの用語は、「電位」という用語に変更することが可能な場合がある。
＜語句の定義に関する付記＞
以下では、上記実施の形態、及び実施例で言及した語句の定義について説明する。
＜＜半導体の不純物について＞＞
半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導体にＤＯＳ（Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｔａｔｅｓ）が形成されることや、キャリア移動度が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第１族元素、第２族元素、第１３族元素、第１４族元素、第１５族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、特に、例えば、水素（水にも含まれる）、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素などがある。酸化物半導体の場合、例えば水素などの不純物の混入によって酸素欠損を形成する場合がある。また、半導体がシリコン層である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第１族元素、第２族元素、第１３族元素、第１５族元素などがある。
＜＜スイッチについて＞＞
本明細書等において、スイッチとは、導通状態（オン状態）、又は、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。又は、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、又はこれらを組み合わせた論理回路などがある。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。
機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のように、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。
＜＜接続について＞＞
本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
ここで使用するＸ、Ｙなどは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、又は、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅又は電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
なお、例えば、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１を介して（又は介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２を介して（又は介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。又は、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。又は、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２は、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
ＤＤ 表示装置、ＰＡ 表示部、ＧＤ ゲートドライバ回路、ＳＤ ソースドライバ回路、ＷＳＤ 回路、ＰＩＸ 画素、ＳＲ シフトレジスタ、ＬＡＴ ラッチ回路、ＬＶＳ レベルシフト回路、ＤＡＣ デジタルアナログ変換回路、ＡＭＰ アンプ回路、ＧＬ 配線、ＶＡ 配線、ＤＢ データバス配線、Ｔｒ１ トランジスタ、Ｔｒ２ トランジスタ、Ｔｒ３ トランジスタ、Ｔｒ４ トランジスタ、Ｔｒ５ トランジスタ、Ｔｒ６ トランジスタ、Ｔｒ７ トランジスタ、Ｃ１ 容量素子、Ｃ２ 容量素子、Ｃ３ 容量素子、ＬＤ 発光素子、ＧＬ１ 配線、ＧＬ２ 配線、ＧＬ３ 配線、ＧＬ４ 配線、ＤＬ 配線、ＷＤＬ 配線、ＶＬ 配線、ＡＬ 配線、ＢＧＬ 配線、ＣＡＴ 配線、ＮＤ１ ノード、ＮＤ２ ノード、ＮＤ３ ノード、ＮＤ４ ノード、ＳＤａ 回路、ＷＳＤａ 回路、Ｔｒ１１ トランジスタ、Ｔｒ１２ トランジスタ、Ｔｒ１３ トランジスタ、Ｔｒ１４ トランジスタ、ＳＥＬＤ 配線、ＳＥＬＧ 配線、ＳＥＬＶ 配線、ＳＥＬＷ 配線、ＧＮＤＬ 配線、Ｖ１Ｌ 配線、１０１ 画像データ保持部、１０２ 駆動回路部、１０３ 表示素子、１０４ 補正データ保持部、１０５ しきい値電圧補正回路部、２１５ 表示部、２２１ａ 走査線駆動回路、２３１ａ 信号線駆動回路、２３２ａ 信号線駆動回路、２４１ａ 共通線駆動回路、７２３ 電極、７２６ 絶縁層、７２８ 絶縁層、７２９ 絶縁層、７４１ 絶縁層、７４２ 半導体層、７４４ａ 電極、７４４ｂ 電極、７４６ 電極、７５５ 不純物、７７１ 基板、７７２ 絶縁層、８１０ トランジスタ、８１１ トランジスタ、８２０ トランジスタ、８２１ トランジスタ、８２５ トランジスタ、８２６ トランジスタ、８４２ トランジスタ、８４３ トランジスタ、８４４ トランジスタ、８４５ トランジスタ、８４６ トランジスタ、８４７ トランジスタ、４００１ 第１の基板、４００５ シール材、４００６ 第２の基板、４０１０ トランジスタ、４０１１ トランジスタ、４０１４ 配線、４０１５ 電極、４０１７ 電極、４０１８ ＦＰＣ、４０１９ 異方性導電層、４０２０ 容量素子、４０２１ 電極、４０３０ 第１の電極層、４０３１ 第２の電極層、４０４１ プリント基板、４０４２ 集積回路、４１０２ 絶縁層、４１０３ 絶縁層、４１１０ 絶縁層、４１１１ 絶縁層、４１１２ 絶縁層、４２００ 入力装置、４２１０ タッチパネル、４２２７ 電極、４２２８ 電極、４２３７ 配線、４２３８ 配線、４２３９ 配線、４２６３ 基板、４２７２ｂ ＦＰＣ、４２７３ｂ ＩＣ、４５１０ 隔壁、４５１１ 発光層、４５１３ 発光素子、４５１４ 充填材、５３２１ａ 筐体、５３２１ｂ 筐体、５３２１ｃ ヒンジ部、５３２２ 表示部、５３２３ 操作ボタン、５４０１ 筐体、５４０２ 表示部、５４０３ キーボード、５４０４ ポインティングデバイス、５５０１ 筐体、５５０２ 表示部、５５０３ マイク、５５０４ スピーカ、５５０５ 操作ボタン、５７０１ 表示パネル、５７０２ 表示パネル、５７０３ 表示パネル、５７０４ 表示パネル、５８０１ 第１筐体、５８０２ 第２筐体、５８０３ 表示部、５８０４ 操作キー、５８０５ レンズ、５８０６ 接続部、５９０１ 筐体、５９０２ 表示部、５９０３ 操作ボタン、５９０４ 操作子、５９０５ バンド、６２００ 電子看板、６２０１ 壁、９０００ 筐体、９００１ 表示部、９００３ スピーカ、９００５ 操作キー、９００６ 接続端子

Claims (1)

  1. 表示部を有する表示装置であって、
    前記表示部は、複数の画素を有し、
    前記複数の画素のそれぞれは、第１乃至第６のトランジスタと、第１乃至第３の容量素子と、表示素子と、を有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、画像データが入力される第１の配線と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第１の容量素子の第１の端子と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのゲートは、第１の選択信号線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記画像データに対する補正データが入力される第２の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第１の容量素子の第２の端子と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の容量素子の第１の端子と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３のトランジスタの第１のゲートと電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのゲートは、第２の選択信号線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、電源供給線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の容量素子の第２の端子と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の容量素子の第１の端子と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第４のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第５のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタの第２のゲートは、前記第３の容量素子の第２の端子と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタの第２のゲートは、前記第６のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第４のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１の電位が入力される第３の配線と電気的に接続され、
    前記第４のトランジスタのゲートは、前記第１の選択信号線と電気的に接続され、
    前記第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記表示素子と電気的に接続され、
    前記第５のトランジスタのゲートは、第３の選択信号線と電気的に接続され、
    前記第６のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の電位が入力される第４の配線と電気的に接続され、
    前記第６のトランジスタのゲートは、第４の選択信号線と電気的に接続される表示装置。
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