TW202211195A - 顯示裝置、其工作方法以及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種具有大範圍的臨界電壓校正功能的顯示裝置。在該顯示裝置中發光器件的驅動電晶體使用p通道型電晶體，在恆電壓供應給閘極的同時在源極-汲極的路徑進行放電，在閘極-源極間提取Vth。此外，藉由汲極的電位為發光器件的正方向電壓與陰極電位之和或充分低的電位，即使Vth為正電壓也可以繼續進行放電。就是說，即使Vth在正電壓至負電壓的範圍產生偏差也可以進行校正。

Description

顯示裝置、其工作方法以及電子裝置
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。
注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。另外，本發明的一個實施方式係關於一種製程（process）、機器（machine）、產品（manufacture）或者組合物（composition of matter）。由此，更明確而言，作為本說明書所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的一個例子可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、蓄電裝置、記憶體裝置、攝像裝置、這些裝置的工作方法或者這些裝置的製造方法。
注意，在本說明書等中，半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置。電晶體和半導體電路為半導體裝置的一個實施方式。另外，記憶體裝置、顯示裝置、攝像裝置、電子裝置有時包括半導體裝置。
利用形成在基板上的金屬氧化物構成電晶體的技術受到關注。例如，專利文獻1及專利文獻2公開了一種將使用氧化鋅、In-Ga-Zn類氧化物的電晶體用於顯示裝置的像素的切換元件等的技術。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報 [專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報
在使用發光器件（也稱為發光元件）的顯示裝置中，與發光器件的一個電極連接驅動電晶體且由驅動電晶體流動的電流控制發光器件的亮度。
在顯示裝置中，驅動電晶體的臨界電壓（Vth）的偏差成為顯示影像的不均勻的原因之一。因此，較佳為使像素具有驅動電晶體的Vth校正功能。
像素的Vth校正使用如下工作：在使驅動電晶體處於開啟狀態之後使閘極-汲極導通，從源極一側供應影像資料直到閘極-源極間電壓（Vgs）成為Vth為止使閘極充電或放電。該工作可以進行向閘極的影像資料的寫入及Vth的提取。
注意，上述充電或放電由於即使驅動電晶體處於開啟狀態也在汲極-源極間電壓（Vds）為0V時結束，所以Vgs的變化至0V就結束。因此，在驅動電晶體為p通道型電晶體時，Vth可以在負值至0V的範圍內提取，但在正值的範圍內不能提取。此外，在驅動電晶體為n通道型電晶體時，Vth可以在正值至0V的範圍內提取，但在負值範圍內不能提取。
顯示面積越大，驅動電晶體的Vth的偏差範圍越大。因此，Vth校正功能較佳為對應於大範圍的Vth偏差。
因此，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有對應於大範圍的臨界電壓偏差的臨界電壓校正功能的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有優良的顯示特性的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種廉價的顯示裝置。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種低功耗的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置等。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種上述顯示裝置的工作方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的半導體裝置等。
注意，這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。注意，本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。注意，可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載得知並衍生上述以外的目的。
本發明的一個實施方式係關於一種具有大範圍的臨界電壓校正功能的顯示裝置。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，包括像素，該像素包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、電容器以及發光器件，其中，第四電晶體為p通道型電晶體，第一電晶體的源極和汲極中的一個與第二電晶體的源極和汲極中的一個及電容器的一個電極電連接，第二電晶體的源極和汲極中的另一個與第三電晶體的源極和汲極中的一個及第四電晶體的閘極電連接，第四電晶體的源極與電容器的另一個電極及第五電晶體的源極和汲極中的一個電連接，並且，第四電晶體的汲極與發光器件的陽極電連接。
第一電晶體及第三電晶體為n通道型電晶體，第二電晶體為p通道型電晶體，並且第一電晶體的閘極可以與第二電晶體的閘極及第三電晶體的閘極電連接。
較佳的是，第一電晶體及第三電晶體在通道形成區域包含金屬氧化物，金屬氧化物包含In、Zn以及M（M為選自Al、Ti、Ga、Ge、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd和Hf中的一種或多種）。
上述顯示裝置還包括第六電晶體，其中第六電晶體的源極和汲極中的一個可以與第四電晶體的汲極電連接。
作為發光器件可以使用有機EL元件或微型LED。
本發明的另一個實施方式是一種顯示裝置的工作方法，該顯示裝置包括：第一電晶體；第二電晶體；電容器；以及發光器件，其中，第一電晶體為p通道型電晶體，電容器的一個電極與第一電晶體的源極電連接，電容器的另一個電極與第二電晶體的源極和汲極中的一個電連接，第二電晶體的源極和汲極中的另一個與第一電晶體的閘極電連接，第一電晶體的汲極與發光器件的陽極電連接，並且，該顯示裝置的工作方法包括如下步驟：第二電晶體處於關閉狀態並將第一電晶體處於開啟狀態的第一電位供應給第一電晶體的閘極；在將第二電位供應給第一電晶體的源極之後，藉由第一電晶體的放電工作將第一電晶體的源極為第三電位；將第四電位供應給電容器的另一個電極；電容器保持第四電位與第三電位之差的第五電位；使電容器的另一個電極浮動並使第二電晶體處於開啟狀態，第一電晶體的閘極-源極間保持第五電位；以及將第二電位供應給第一電晶體的源極，使對應於第五電位的電流流過使得發光器件發光。
第二電位可以為比發光器件的陰極的電位與發光器件的正方向電壓之和高的電位。
第三電位可以為相當於第一電位與第一電晶體的臨界電壓之差的電位。第四電位可以為影像資料。
藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種具有對應於大範圍的臨界電壓偏差的臨界電壓校正功能的顯示裝置。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種具有優良的顯示特性的顯示裝置。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種廉價的顯示裝置。
藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種低功耗的顯示裝置。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種可靠性高的顯示裝置。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種新穎的顯示裝置等。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種上述顯示裝置的工作方法。藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種新穎的半導體裝置等。
使用圖式對實施方式進行詳細說明。注意，本發明不侷限於下面說明，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在下面所說明的發明的結構中，在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。注意，有時在不同的圖式中適當地省略或改變相同組件的陰影。
另外，即使在電路圖上為一個要素，如果在功能上沒有問題，該要素也可以使用多個要素構成。例如，有時被用作開關的多個電晶體可以串聯或並聯連接。此外，有時對電容器進行分割並將其配置在多個位置上。
此外，有時一個導電體具有佈線、電極及端子等多個功能，在本說明書中，有時對同一要素使用多個名稱。另外，即使在電路圖上示出要素之間直接連接的情況，有時實際上該要素之間藉由多個導電體連接，本說明書中這種結構也包括在直接連接的範疇內。
實施方式1 在本實施方式中，參照圖式說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。
本發明的一個實施方式是在像素中包括發光器件的顯示裝置，該顯示裝置具有驅動電晶體的Vth校正功能。由於能夠校正的Vth的範圍在一定條件下涉及正電壓至負電壓的大範圍，所以即使Vth偏差較大也可以對應於大範圍的Vth偏差。因此，可以進行品質高的顯示。此外，由於可以提高製程中的良率，所以可以降低製造成本。
一般而言，驅動電晶體的Vth校正在先使閘極充電或放電然後充電或放電結束時利用閘極-源極間的Vth提取進行。注意，由於在源極-汲極-閘極的路徑進行充電或放電，所以在源極-汲極間電壓（Vds）為0V時充電或放電結束。因此，有時不能提取Vth。此時，Vth在正電壓至負電壓的範圍產生偏差時，能夠校正的電晶體會有限制。
在本發明的一個實施方式中，作為驅動電晶體使用p通道型電晶體，在對閘極供應恆電壓的同時在源極-汲極的路徑進行放電，在閘極-源極間提取Vth。此外，藉由汲極的電位為發光器件的正向電壓和陰極電位之和或充分低的電位，即使Vth為正電壓也可以繼續進行放電。就是說，即使Vth在正電壓至負電壓的範圍產生偏差也可以進行校正。
圖1是包括本發明的一個實施方式的顯示裝置的像素的電路圖。像素10包括電晶體101、電晶體102、電晶體103、電晶體104、電晶體105、電容器106、發光器件108。這裡，電晶體101及電晶體103可以為n通道型電晶體，電晶體102、電晶體104及電晶體105可以為p通道型電晶體。
電晶體101的源極和汲極中的一個與電容器106的一個電極及電晶體102的源極和汲極中的一個電連接。電晶體102的源極和汲極中的另一個與電晶體103的源極和汲極中的一個及電晶體104的閘極電連接。電晶體104的源極和汲極中的一個與電容器106的另一個電極及電晶體105的源極和汲極中的一個電連接。電晶體104的源極和汲極中的另一個與發光器件108的陽極電連接。電晶體101的閘極與電晶體102的閘極及電晶體103的閘極電連接。
電晶體101的源極和汲極中的另一個與佈線121電連接。電晶體103的源極和汲極中的另一個與佈線128電連接。電晶體105的源極和汲極中的另一個與佈線122電連接。發光器件108的陰極與佈線129電連接。電晶體101的閘極、電晶體102的閘極及電晶體103的閘極與佈線123電連接。電晶體105的閘極與佈線124電連接。
佈線121為使像素10與供應影像資料的源極驅動器連接的源極線。佈線122及佈線129為電源線，佈線122可以為高電位電源線（也稱為陽極佈線），且佈線129可以為低電位電源線（也稱為陰極佈線、陰極電極、共用電極）。佈線128為供應恆電位的佈線。佈線123及佈線124為控制與各佈線連接的電晶體工作的閘極線。
這裡，電晶體101、電晶體102、電晶體103及電晶體105被用作開關。電晶體104被用作發光器件108的驅動電晶體。電容器106被用作儲存電容器。
注意，圖1示出電晶體105為p通道型電晶體，如圖2A所示，電晶體105也可以為n通道型電晶體。
此外，圖1示出電晶體102為p通道型電晶體，如圖2B所示，電晶體102也可以為n通道型電晶體。此時，電晶體102的閘極與被用作閘極線的佈線125電連接。
此外，在圖2B的結構中，電晶體105也可以為n通道型電晶體。此外，在圖2B的結構中，電晶體101、電晶體102及電晶體103也可以為p通道型電晶體。
注意，由於電晶體101及電晶體103和電晶體102以滿足開啟狀態和關閉狀態彼此相反的關係的方式工作，所以如圖1所示，藉由電晶體101及電晶體103為n通道型電晶體，且電晶體102為p通道型電晶體，可以共同使用閘極佈線。此外，電晶體101及電晶體103也可以為p通道型電晶體，且電晶體102也可以為n通道型電晶體。
這裡，由於電晶體101、電晶體102、電晶體103及電晶體105被用作開關，所以可以使用n通道型和p通道型的任何導電型，但被用作驅動電晶體的電晶體104更佳為p通道型電晶體。
顯示裝置包括多個發光器件108，其陰極與佈線129連接。這裡，在佈線129使用其電阻比金屬高的透光導電膜（例如，銦錫氧化物等）的情況下，在以高灰階（高亮度）顯示時很多電流流過，有時佈線129中產生電壓下降。由於發光器件108在發光時也被用作恆電壓元件，所以在佈線129的電位（陰極的電位）變化時陽極的電位也變化。
在電晶體104使用n通道型電晶體時，源極與發光器件108的陽極電連接。在佈線129受到因電壓下降導致的電位變動時源極的電位就變動。因此，產生閘極-源極間電壓（Vgs）變化而不能得到所希望的亮度的問題。此外，為了寫入理想的Vgs，需要設置用來對源極供應重設電位的電晶體。
另一方面，在電晶體104為p通道型電晶體時，源極藉由電晶體105與佈線122（陽極佈線）電連接。佈線122（陽極線）由於可以使用低電阻的金屬佈線等，所以不容易產生電壓下降。因此，可以使源極的電位穩定，由此可以抑制Vgs變動。另外，也不需要設置用來對源極供應重設電位的電晶體。
接著，說明習知的Vth校正。圖3A、圖3B、圖4A、圖4B是說明驅動電晶體使用p通道型電晶體的例子的圖。驅動電晶體TrP以外的電晶體表示為開關SW1至開關SW5。
開關SW1具有驅動電晶體TrP的閘極被供應電壓ini的功能。開關SW2具有使驅動電晶體TrP的閘極和汲極導通的功能。開關SW3具有驅動電晶體TrP的源極被供應影像資料（Vdata）的功能。開關SW4具有驅動電晶體TrP的源極被供應電位Vano的功能。開關SW5具有使驅動電晶體TrP的汲極和發光器件LED的陽極導通的功能。
首先，使開關SW1導通，驅動電晶體TrP的閘極電壓（Vg）為電壓Vini（參照圖3A）。這裡，電壓Vini為使驅動電晶體TrP處於開啟狀態的電壓。注意，圖3A中的S為源極，D為汲極，G為閘極。
接著，使開關SW1非導通，且使開關SW2及開關SW3導通（參照圖3B）。此時，由於驅動電晶體TrP處於開啟狀態，所以藉由汲極使閘極充電。在驅動電晶體的Vth為0V以下時，Vgs到達Vth時充電結束。此時，Vg=Vdata+Vth。
接著，使開關SW2及開關SW3非導通，使開關SW4及開關SW5導通（參照圖4A）。此時，驅動電晶體TrP的源極被供應電位Vano，Vg=Vdata+Vth，由此Vgs=Vdata+Vth-Vano。
電晶體的飽和區域的汲極電流Id的通式為Id=1/2β（Vgs-Vth）2 （β為係數）。將圖4A的工作時的Vgs代入該式時，Id=1/2β（Vdata+Vth-Vano-Vth）2 =1/2β（Vdata-Vano）2 。也就是說，由於刪掉Vth項，所以汲極電流Id為不依賴於Vth的電流，由此可以進行Vth校正。
上述說明驅動電晶體TrP的Vth為0V以下的情況，下面說明驅動電晶體TrP的Vth大於0V的情況。
圖3A中說明的步驟之後，使開關SW1非導通，使開關SW2及開關SW3導通（參照圖4B）。此時，由於驅動電晶體TrP處於開啟狀態，所以藉由汲極使閘極充電。即使驅動電晶體的Vth大於0V，也直到Vgs到達Vth為止閘極處於開啟狀態。
然而，在到達Vg=Vd=Vdata時，源極-汲極間電壓（Vds）為0V，由此充電結束。此時，由於Vgs=0V，所以在該方法中能夠校正的Vth最高達0V。就是說，在驅動電晶體TrP的Vth為正電壓時不能校正。
接著，參照圖5A、圖5B、圖6A、圖6B說明驅動電晶體使用n通道型電晶體時的像素的Vth校正的現有方法。開關SW1至開關SW5的功能與上述相同。
首先，使開關SW1導通，將驅動電晶體TrN的閘極電壓（Vg）設定為電壓Vini（參照圖5A）。這裡，電壓Vini為使驅動電晶體TrN處於開啟狀態的電壓。注意，使開關SW2及開關SW4導通將電位Vano供應給閘極代替電壓Vini。此外，圖5A中的S為源極，D為汲極，G為閘極。
接著，使開關SW1非導通，使開關SW2及開關SW3導通（參照圖5B）。此時，由於驅動電晶體TrN處於開啟狀態，所以藉由汲極使閘極放電。在驅動電晶體的Vth為0V以上時，Vgs到達Vth時放電結束。此時，Vg=Vdata+Vth。
接著，使開關SW2及開關SW3非導通，使開關SW4及開關SW5導通（參照圖6A）。此時，驅動電晶體TrN的汲極被供應電位Vano，源極電壓（Vs）為比發光器件LED的陰極電位（Vcat）高發光器件LED的正方向電壓的電位。這裡，由於Vg=Vdata+Vth，所以Vgs=Vdata+Vth-Vs。
在將圖6A的工作時的Vgs代入電晶體的飽和區域中的汲極電流Id的通式Id=1/2β（Vgs-Vth）2 （β為係數）時，Id=1/2β（Vdata+Vth-Vs-Vth）2 =1/2β（Vdata-Vs）2 。也就是說，由於刪掉Vth項，所以汲極電流Id為不依賴於Vth的電流，由此可以進行Vth校正。
上述說明驅動電晶體TrN的Vth為0V以上的情況，下面說明驅動電晶體TrN的Vth小於0V的情況。
圖5A中說明的步驟之後，使開關SW1非導通，使開關SW2及開關SW3導通（參照圖6B）。此時，由於驅動電晶體TrN處於開啟狀態，所以藉由汲極使閘極放電。即使驅動電晶體的Vth小於0V，也直到Vgs到達Vth為止閘極處於開啟狀態。
然而，在到達Vg=Vd=Vdata時，源極-汲極間電壓（Vds）為0V，由此放電結束。此時，由於Vgs=0V，所以在該方法中能夠校正的Vth最低達0V。就是說，在驅動電晶體TrN的Vth為負電壓時，不能校正。
接著，參照圖7所示的時序圖說明在圖1所示的像素10的Vth校正。圖式中的1H意味著1水平期間。注意，在以下說明中，將使n通道型電晶體處於開啟狀態且使p通道型電晶體處於關閉狀態的高電位記為“H”，將使n通道型電晶體處於關閉狀態且使p通道型電晶體處於開啟狀態的低電位記為“L”。
此外，佈線122被供應電位Vano，佈線128被供應電位V0，佈線129被供應電位Vcat。這裡，電位Vano為高電位，電位Vcat為低電位，電位Vano為比電位Vcat和發光器件108的正方向電壓之和高的電位。此外，電位V0為能夠使電晶體104處於開啟狀態的電位。
此外，援用說明圖8A、圖8B、圖9A、圖9B所示的電路工作的圖。注意，每個圖式中〇意味著電晶體的導通，×意味著電晶體的非導通。
期間T0為根據在上一個水平期間寫入的影像資料發射光（影像顯示）的期間。此時，佈線123的電位為“L”，佈線124的電位為“L”。
在期間T1，佈線121被供應影像資料（Vdata）。此外，佈線123的電位為“H”，佈線124的電位為“L”，電晶體101、電晶體103及電晶體105導通（參照圖8A）。
在電晶體101處於導通狀態時，電容器106的一個電極的電位成為Vdata。此外，藉由電晶體103處於導通狀態，驅動電晶體的電晶體104的閘極電壓（Vg）成為V0。
此外，藉由電晶體105處於導通狀態，源極電壓（Vs）成為Vano，由此Vgs=V0-Vano。該期間也可以說是電晶體104的Vg及Vs的初始化期間。此時，發光器件108發光，藉由期間T1為極短的期間，可以抑制對可見度帶來的影響。
接著，在期間T2，佈線124的電位成為“H”，電晶體105處於非導通（參照圖8B）。
此時，電晶體104的源極藉由發光器件108進行放電。放電在Vgs=Vth的狀態下結束。因此，Vs=V0-Vth。此外，由於電容器106的另一個電極的電位成為V0-Vth，所以電容器106保持Vdata-V0+Vth。
接著，在期間T3，佈線123的電位成為“L”，電晶體101及電晶體103非導通，由此電容器106的一個電極浮動。此外，電晶體102導通（參照圖9A）。
此時，電容器106保持的電荷分配於電晶體104的閘極，由此Vg=Vdata。此外，Vgs=Vdata-V0+Vth。注意，實際上，Vg的值與Vdata的值不同，電容器106的電容與電晶體104的閘極電容相比充分大，Vg則可以極為近於Vdata。
接著，在期間T4，佈線124的電位成為“L”，電晶體105導通（參照圖9B）。
此時，Vs=Vano，藉由電容器106的電容耦合，Vg=Vdata+X（X相當於Vs的變化量），保持Vgs=Vdata-V0+Vth。因此，將上述Vgs代入電晶體的飽和區域中的汲極電流Id的通式（Id=1/2β（Vgs-Vth）2 （β為係數））時，Id=1/2β（Vdata-V0+Vth-Vth）2 =1/2β（Vdata-V0）2 。就是說，由於刪掉Vth項，所以汲極電流Id為不依賴於Vth的電流，由此可以進行Vth校正。
這裡，說明Vth校正範圍。由於Vth作為Vgs被提取，所以Vgs的提取範圍為Vth的校正範圍。電晶體104的源極的放電從圖8B所示的電晶體105處於非導通時開始，因此即將開始之前的狀態的圖8A所示的Vgs=V0-Vano為能夠校正的範圍的下限。
此外，放電結束在Vds=0V，亦即，在汲極電壓（Vd）=Vs的狀態。這裡，由於Vd為比佈線129的電位（陰極電位）高發光器件108的正方向電壓（Vf）的電壓，所以Vcat+Vf。也就是說，在到達Vs=Vcat+Vf時，放電結束。此時的Vgs=V0-Vcat-Vf為能夠校正的範圍的上限。
因此，本發明的一個實施方式的像素的Vth校正範圍為V0-Vano以上且V0-Vcat-Vf以下。例如，在V0=+8V、Vano=+10V、Vcat=-2V、Vf=+5V時，若Vth的偏差範圍為-2V＜Vth＜+5V，則能夠進行Vth校正。如圖4B或圖6B所示，在習知的Vth校正中，下限或上限為0V，因此本發明的一個實施方式的Vth校正功能對應於大範圍的Vth偏差，因此是較佳的。
注意，雖然在圖8A及圖8B的發光器件108中與影像資料無關地進行發光，但是如上所述，若期間T1為極短的時間則可以抑制給可見度帶來的影響。尤其是，由於清晰高且像素行數多的顯示裝置中1水平期間較短，所以上述發光期間也變短。
例如，在採用包括4K2K的像素的顯示裝置時，由於像素行數為2160，所以即使在1水平期間中繼續進行上述發光，也在單位時間中所佔的發光時間為1/2160，剩餘的2159/2160的時間為正常影像的顯示期間。由於實際的上述發光期間更短，所以在整體上正常影像顯示狀態佔優勢，由此可以抑制上述發光對可見度帶來的影響。
注意，如圖10A所示，藉由追加電晶體107，可以在沒有上述發光的狀態下可以進行同樣的Vth校正工作。電晶體107的源極和汲極中的一個與電晶體104的汲極電連接。電晶體107的源極和汲極中的另一個與佈線127電連接。電晶體107的閘極與佈線123電連接。
這裡，佈線127例如可以為供應低電位V1（V1＜Vcat+Vf）的佈線。此外，由於電晶體107的工作與電晶體101及電晶體103相同，所以可以共同使用閘極線。電晶體107的導電型可以與電晶體101及電晶體103相同。
圖10A示出圖7所示的時序圖的期間T1的工作，這相當於與圖8A相同的工作。在圖10A所示的結構中，電流從電晶體104藉由電晶體107流過佈線127，可以抑制發光器件108的發光。此外，期間T2的電晶體104的源極的放電也可以藉由電晶體107進行。
注意，在圖10A所示的結構中，上述Vth校正的範圍稍微不同。在圖10A所示的結構中，放電時Vd=V1，因此在到達Vs=V1時，放電結束。此時的Vgs=V0-V1為能夠校正的範圍的上限。因此，Vth校正範圍為V0-Vano以上且V0-V1以下。
作為n通道型電晶體的電晶體101、電晶體102較佳為使用在通道形成區域包含金屬氧化物的電晶體（以下，OS電晶體）。由於OS電晶體的半導體層具有大能隙，所以可以呈現極低的關態電流特性，僅為幾yA/μm（每通道寬度1μm的電流值）。
藉由OS電晶體的關態電流低的特性，可以長時間保持電晶體104的閘極的電位。因此，即使降低圖框頻率也可以保持影像。例如，在顯示動態影像時採用第一圖框頻率（例如，60Hz以上），在顯示靜態影像時，切換為比第一圖框頻率低的第二圖框頻率（例如，1至10Hz左右），可以實現顯示裝置的低功耗。
作為用於OS電晶體的半導體材料，可以使用能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上，更佳為3eV以上的金屬氧化物。典型的有含有銦的氧化物半導體等，例如，可以使用後面提到的CAAC-OS或CAC-OS等。CAAC-OS中構成晶體的原子穩定，適用於重視可靠性的電晶體等。CAC-OS呈現高移動率特性，適用於進行高速驅動的電晶體等。
與在通道區域中包括矽的電晶體（以下，稱為Si電晶體）不同，OS電晶體不會發生碰撞電離、突崩潰、短通道效應等，因此能夠形成可靠性高的電路。此外，Si電晶體所引起的起因於結晶性的不均勻的電特性不均勻不容易產生在OS電晶體中。
作為OS電晶體中的半導體層，例如可以採用包含銦、鋅及M（鋁、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、鈰、錫、釹或鉿等金屬）的以“In-M-Zn類氧化物”表示的膜。典型的是，In-M-Zn類氧化物可以藉由濺射法形成。或者，也可以藉由ALD（Atomic layer deposition：原子層沉積）法形成。
用來採用濺射法形成In-M-Zn類氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為滿足In≥M及Zn≥M。這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為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，所形成的半導體層的原子個數比分別有可能在上述濺射靶材中的金屬元素的原子個數比的±40%的範圍內變動。
作為半導體層，可以使用載子濃度低的氧化物半導體。例如，作為半導體層可以使用載子濃度為1×1017 /cm3 以下，較佳為1×1015 /cm3 以下，更佳為1×1013 /cm3 以下，進一步較佳為1×1011 /cm3 以下，更進一步較佳為小於1×1010 /cm3 ，1×10-9 /cm3 以上的載子濃度的氧化物半導體。將這樣的氧化物半導體稱為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體。該氧化物半導體的缺陷能階密度低，因此可以說是具有穩定的特性的氧化物半導體。
注意，本發明不侷限於上述記載，可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性（場效移動率、臨界電壓等）來使用具有適當的組成的材料。另外，較佳為適當地設定半導體層的載子濃度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子個數比、原子間距離、密度等，以得到所需的電晶體的半導體特性。
當構成半導體層的氧化物半導體包含第14族元素之一的矽或碳時，氧缺陷增加，會使該半導體層變為n型。因此，將半導體層中的矽或碳的濃度（藉由二次離子質譜分析法測得的濃度）設定為2×1018 atoms/cm3 以下，較佳為2×1017 atoms/cm3 以下。
另外，有時當鹼金屬及鹼土金屬與氧化物半導體鍵合時生成載子，而使電晶體的關態電流增大。因此，將半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度（藉由二次離子質譜分析法測得的濃度）設定為1×1018 atoms/cm3 以下，較佳為2×1016 atoms/cm3 以下。
另外，當構成半導體層的氧化物半導體含有氮時生成作為載子的電子，載子濃度增加而容易n型化。其結果是，具有含有氮的氧化物半導體的電晶體容易變為常開特性。因此，半導體層的氮濃度（利用二次離子質譜分析法測得的濃度）較佳為5×1018 atoms/cm3 以下。
另外，當構成半導體層的氧化物半導體包含氫時，氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水，因此有時在氧化物半導體中形成氧空位。在氧化物半導體中的通道形成區域包含氧空位的情況下，電晶體趨於具有常開啟特性。再者，有時氫進入氧空位中的缺陷被用作施體而生成作為載子的電子。此外，有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合，生成作為載子的電子。因此，使用包含較多的氫的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。
氫進入氧空位中的缺陷會被用作氧化物半導體的施體。然而，難以對該缺陷定量地進行評價。因此，在氧化物半導體中，有時不是根據施體濃度而是根據載子濃度進行評價。由此，在本說明書等中，有時作為氧化物半導體的參數，不採用施體濃度而採用假定為不被施加電場的狀態的載子濃度。就是說，有時也可以將本說明書等所記載的“載子濃度”稱為“施體濃度”。
由此，較佳為儘可能減少氧化物半導體中的氫。明確而言，在氧化物半導體中，利用二次離子質譜（SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry）測得的氫濃度低於1×1020 atoms/cm3 ，較佳為低於1×1019 atoms/cm3 ，更佳為低於5×1018 atoms/cm3 ，進一步較佳為低於1×1018 atoms/cm3 。藉由將氫等雜質被充分減少的氧化物半導體用於電晶體的通道形成區域，可以賦予穩定的電特性。
另外，半導體層例如也可以具有非單晶結構。非單晶結構例如包括具有c軸配向的結晶的CAAC-OS（C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor）、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中，非晶結構的缺陷態密度最高，而CAAC-OS的缺陷態密度最低。
非晶結構的氧化物半導體膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結晶成分。或者，非晶結構的氧化物膜例如是完全的非晶結構且不具有結晶部。
此外，半導體層也可以為具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的混合膜。混合膜有時例如具有包括上述區域中的兩種以上的區域的單層結構或疊層結構。
以下對非單晶半導體層的一個實施方式的CAC（Cloud-Aligned Composite）-OS的構成進行說明。
CAC-OS例如是指包含在氧化物半導體中的元素不均勻地分佈的構成，其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也將在氧化物半導體中一個或多個金屬元素不均勻地分佈且包含該金屬元素的區域以0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且2nm以下或近似的尺寸混合的狀態稱為馬賽克（mosaic）狀或補丁（patch）狀。
氧化物半導體較佳為至少包含銦。尤其是，較佳為包含銦及鋅。除此之外，也可以還包含選自鋁、鎵、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS（在CAC-OS中，尤其可以將In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-IGZO）是指材料分成銦氧化物（以下，稱為InOX1 （X1為大於0的實數））或銦鋅氧化物（以下，稱為InX2 ZnY2 OZ2 （X2、Y2及Z2為大於0的實數））以及鎵氧化物（以下，稱為GaOX3 （X3為大於0的實數））或鎵鋅氧化物（以下，稱為GaX4 ZnY4 OZ4 （X4、Y4及Z4為大於0的實數））等而成為馬賽克狀，且馬賽克狀的InOX1 或InX2 ZnY2 OZ2 均勻地分佈在膜中的構成（以下，也稱為雲狀）。
換言之，CAC-OS是具有以GaOX3 為主要成分的區域和以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域混在一起的構成的複合氧化物半導體。在本說明書中，例如，當第一區域的In與元素M的原子個數比大於第二區域的In與元素M的原子個數比時，第一區域的In濃度高於第二區域。
注意，IGZO是通稱，有時是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作為典型例子，可以舉出以InGaO3 （ZnO）m1 （m1為自然數）或In（ 1+x0 ） Ga（ 1-x0 ） O3 （ZnO）m0 （-1≤x0≤1，m0為任意數）表示的結晶性化合物。
上述結晶性化合物具有單晶結構、多晶結構或CAAC結構。CAAC結構是多個IGZO的奈米晶具有c軸配向性且在a-b面上以不配向的方式連接的結晶結構。
另一方面，CAC-OS與氧化物半導體的材料構成有關。CAC-OS是指如下構成：在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中，一部分中觀察到以Ga為主要成分的奈米粒子狀區域以及一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域分別以馬賽克狀無規律地分散。因此，在CAC-OS中，結晶結構是次要因素。
CAC-OS不包含組成不同的兩種以上的膜的疊層結構。例如，不包含由以In為主要成分的膜與以Ga為主要成分的膜的兩層構成的結構。
注意，有時觀察不到以GaOX3 為主要成分的區域與以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域之間的明確的邊界。
在CAC-OS中包含選自鋁、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種以代替鎵的情況下，CAC-OS是指如下構成：一部分中觀察到以該金屬元素為主要成分的奈米粒子狀區域以及一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域以馬賽克狀無規律地分散。
CAC-OS例如可以藉由在對基板不進行意圖性的加熱的條件下利用濺射法來形成。在利用濺射法形成CAC-OS的情況下，作為沉積氣體，可以使用選自惰性氣體（典型的是氬）、氧氣體和氮氣體中的一種或多種。另外，成膜時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比越低越好，例如，將氧氣體的流量比設定為0%以上且低於30%，較佳為0%以上且10%以下。
CAC-OS具有如下特徵：藉由根據X射線繞射（XRD：X-ray diffraction）測定法之一的Out-of-plane法利用θ/2θ掃描進行測定時，觀察不到明確的峰值。也就是說，根據X射線繞射，可知在測定區域中沒有a-b面方向及c軸方向上的配向。
另外，在藉由照射束徑為1nm的電子束（也稱為奈米束）而取得的CAC-OS的電子繞射圖案中，觀察到環狀的亮度高的區域（環狀區域）以及在該環狀區域內的多個亮點。由此，根據電子繞射圖案，可知CAC-OS的結晶結構具有在平面方向及剖面方向上沒有配向的nc（nano-crystal）結構。
另外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根據藉由能量色散型X射線分析法（EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy）取得的EDX面分析影像（EDX-mapping），可確認到：具有以GaOX3 為主要成分的區域及以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域不均勻地分佈而混合的構成。
CAC-OS的結構與金屬元素均勻地分佈的IGZO化合物不同，具有與IGZO化合物不同的性質。換言之，CAC-OS具有以GaOX3 等為主要成分的區域及以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域互相分離且以各元素為主要成分的區域為馬賽克狀的構成。
在此，以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域的導電性高於以GaOX3 等為主要成分的區域。換言之，當載子流過以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域時，呈現氧化物半導體的導電性。因此，當以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域在氧化物半導體中以雲狀分佈時，可以實現高場效移動率（μ）。
另一方面，以GaOX3 等為主要成分的區域的絕緣性高於以InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 為主要成分的區域。換言之，當以GaOX3 等為主要成分的區域在氧化物半導體中分佈時，可以抑制洩漏電流而實現良好的切換工作。
因此，當將CAC-OS用於半導體器件時，藉由起因於GaOX3 等的絕緣性及起因於InX2 ZnY2 OZ2 或InOX1 的導電性的互補作用可以實現高通態電流（Ion ）及高場效移動率（μ）。
另外，使用CAC-OS的半導體器件具有高可靠性。因此，CAC-OS適用於各種半導體裝置的構成材料。
注意，在作為n通道型電晶體使用OS電晶體時，如圖10B所示，也可以包括背閘極。藉由對背閘極供應與前閘極相同的電位，可以提高通態電流。或者，也可以對背閘極供應恆電位。藉由對背閘極供應恆電位，可以控制臨界電壓。
作為p通道型電晶體的電晶體102、電晶體104、電晶體105較佳為使用在通道形成區域包含矽的電晶體。
Si電晶體的通道形成區域可以使用非晶矽、微晶矽、多晶矽、單晶矽等。注意，在玻璃基板上等的絕緣表面上設置電晶體時，較佳為使用多晶矽。
高品質多晶矽可以藉由使用雷射晶化容易得到，即使採用p通道型電晶體也可以形成高移動率的電晶體。此外，高品質多晶矽也可以藉由對非晶矽添加鎳或鈀等金屬催化劑並進行加熱的固相生長法得到。另外，藉由對使用金屬催化劑的固相生長法形成的多晶矽進行雷射照射，可以進一步提高結晶性。注意，由於金屬催化劑殘留在多晶矽中，使電晶體的電特性劣化，所以較佳為在通道形成區域以外設置添加磷或稀有氣體等的區域並在該區域俘獲金屬催化劑。
注意，為了得到本發明的一個實施方式的效果，不侷限於上述結構，像素所包括的所有電晶體也可以用Si電晶體形成。或者，像素所包括的所有電晶體也可以用OS電晶體形成。
圖11是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的圖。顯示裝置包括像素陣列11、源極驅動器20、閘極驅動器30。像素陣列11包括在列方向及行方向上配置的像素10。像素10具有本實施方式所說明的驅動電晶體的Vth校正功能。注意，簡單地示出佈線，設置與上述本發明的一個實施方式的像素10所包括的組件連接的佈線。
源極驅動器20及閘極驅動器30可以使用移位暫存器等時序電路。
注意，源極驅動器20及閘極驅動器30可以採用藉由COF（chip on film：覆晶薄膜封裝）法、COG（chip on glass：晶粒玻璃接合）法、TCP（tape carrier package：捲帶式封裝）法等將IC晶片設置在外部的方法。或者，源極驅動器20及閘極驅動器30也可以使用與像素陣列11在共同製程中製造的電晶體形成在與像素陣列11同一基板上。
這裡示出閘極驅動器30配置在像素陣列11的一側的例子，但也可以隔著像素陣列11對置地設置兩個閘極驅動器30並將驅動行分割。
接著，說明關於像素工作的模擬結果。圖12示出用於模擬的像素PIX的結構。像素PIX與圖1所示的像素電路相同，電晶體Tr1及電晶體Tr3為n通道型的OS電晶體，電晶體Tr2、電晶體Tr4及電晶體Tr5為p通道型的Si電晶體。
模擬的各參數如下。電晶體尺寸為W/L=3μm/3μm（電晶體Tr1、電晶體Tr2、電晶體Tr3、電晶體Tr5）、W/L=3μm/30μm（電晶體Tr4：驅動電晶體），電容器CAP的電容值為60fF，發光器件LED的正方向電壓Vf=+5V，施加到電晶體的閘極的電壓作為“H”設定+15V，作為“L”設定-5V，陽極電位（Vano）為+10V，陰極電位（Vcat）為-2V或-6V，電壓V0為+8V或+4V，影像資料Vdata為0V至+8V，水平期間為8.3μ秒。注意，作為電路模擬軟體使用SPICE。此外，未校正Vth的工作以電壓V0不輸入到閘極的方式改變電路結構進行模擬。
圖13A示出Vano=+10V、Vcat=-2V的未校正Vth的模擬結果。這裡，橫軸示出考慮離基準Vth（-0.2V）的偏差的漂移量（ΔVth），縱軸示出與汲極電流Id成比例的Vgs-Vth（發光期間的值）。此外，影像資料Vdata以從0V至+8V的9階段（1V階段）進行計算。如上所述，Vgs包括Vth校正工作中提取的Vth。因此，Vgs-Vth理想上依賴於ΔVth，傾向於平坦。從未校正Vth的結果可知ΔVth的絕對值越大Vgs-Vth變化越大。
圖13B示出在V0=+8V進行Vth校正時的模擬結果。在理論上的校正範圍（-2V＜Vth＜+5V）內與未校正Vth相比傾斜度更小，這可確認到Vth校正效果。注意，在ΔVth的負一側傾斜度稍微大，這可認為由於從工作初始Vgs（V0與Vano之差）較小，所以在一定期間不進行充分的放電。
圖14A示出為了使Vgs變大在V0=+4V進行Vth校正時的模擬結果。該條件在理論上的校正範圍（-6V＜Vth＜+1V）內即使ΔVth位於負一側也可以使傾斜度變小。注意，ΔVth位於正一側而傾斜度稍微大的原因可認為放電越進展Vds越小，由此放電量減少。
圖14B示出為了不使Vds變小在V0=+4V、Vcat=-6V進行Vth校正時的模擬結果。從圖14B可知在該條件中在理論上的校正範圍（-6V＜Vth＜+5V）內可以得到良好的校正結果。
根據以上的模擬結果，可確認本發明的一個實施方式的效果。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式2 本實施方式對使用發光器件的顯示裝置的結構例子進行說明。注意，在本實施方式中省略實施方式1已說明的顯示裝置的組件、工作及功能。
在本實施方式所說明的顯示裝置中可以使用實施方式1所說明的像素10。注意，在下面說明的掃描線驅動電路相當於閘極驅動器，而信號線驅動電路相當於源極驅動器。
圖15A至圖15C示出能夠使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構。
在圖15A中，以圍繞設置在第一基板4001上的顯示部215的方式設置密封劑4005，顯示部215被密封劑4005及第二基板4006密封。
在圖15A中，掃描線驅動電路221a、信號線驅動電路231a、信號線驅動電路232a及共通線驅動電路241a都包括設置在印刷電路板4041上的多個積體電路4042。積體電路4042由單晶半導體或多晶半導體形成。共通線驅動電路241a具有對實施方式1所示的佈線122、127、128、129等供應規定電位的功能。
藉由FPC（Flexible printed circuit：軟性印刷電路）4018向掃描線驅動電路221a、共通線驅動電路241a、信號線驅動電路231a及信號線驅動電路232a供應各種信號及電位。
包括於掃描線驅動電路221a及共通線驅動電路241a中的積體電路4042具有對顯示部215供應選擇信號的功能。包括於信號線驅動電路231a及信號線驅動電路232a中的積體電路4042具有對顯示部215供應影像資料的功能。積體電路4042被安裝在與由第一基板4001上的密封劑4005圍繞的區域不同的區域中。
注意，對積體電路4042的連接方法沒有特別的限制，可以使用打線接合法、COF（Chip On Film）法、COG（Chip On Glass）法以及TCP（Tape Carrier Package）法等。
圖15B示出利用COG法安裝包含於信號線驅動電路231a及信號線驅動電路232a中的積體電路4042的例子。另外，藉由將驅動電路的一部分或整體形成在形成有顯示部215的基板上，可以形成系統整合型面板（system-on-panel）。
圖15B示出將掃描線驅動電路221a及共通線驅動電路241a形成在形成有顯示部215的基板上的例子。藉由同時形成驅動電路與顯示部215內的像素電路，可以減少構件數。由此，可以提高生產率。
另外，在圖15B中，以圍繞設置在第一基板4001上的顯示部215、掃描線驅動電路221a以及共通線驅動電路241a的方式設置密封劑4005。顯示部215、掃描線驅動電路221a及共通線驅動電路241a上設置有第二基板4006。由此，顯示部215、掃描線驅動電路221a及共通線驅動電路241a藉由第一基板4001、密封劑4005及第二基板4006與顯示器件密封在一起。
雖然圖15B中示出另行形成信號線驅動電路231a及信號線驅動電路232a並將其安裝至第一基板4001的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於該結構，也可以另行形成掃描線驅動電路並進行安裝，或者另行形成信號線驅動電路的一部分或掃描線驅動電路的一部分並進行安裝。另外，如圖15C所示也可以將信號線驅動電路231a及信號線驅動電路232a形成在形成有顯示部215的基板上。
此外，顯示裝置有時包括顯示器件為密封狀態的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模組。
設置於第一基板上的顯示部及掃描線驅動電路包括多個電晶體。作為該電晶體，可以適用實施方式1所示的Si電晶體或OS電晶體。
週邊驅動電路所包括的電晶體及顯示部的像素電路所包括的電晶體的結構既可以具有相同的結構又可以具有不同的結構。週邊驅動電路所包括的電晶體既可以都具有相同的結構，又可以組合兩種以上的結構。同樣地，像素電路所包括的電晶體既可以都具有相同的結構，又可以組合兩種以上的結構。
另外，可以在第二基板4006上作為一個例子設置後面說明的輸入裝置4200（參照圖16B）。圖15A至圖15C所示的對顯示裝置設置輸入裝置4200的結構能夠用作觸控面板。
對本發明的一個實施方式的觸控面板所包括的感測器件（也稱為感測元件）沒有特別的限制。還可以將能夠檢測出手指或觸控筆等檢測對象的接近或接觸的各種感測器用作感測器件。
例如，作為感測器的方式，可以利用靜電電容式、電阻膜式、表面聲波式、紅外線式、光學式、壓敏式等各種方式。
在本實施方式中，以包括靜電電容式的感測器件的觸控面板為例進行說明。
作為靜電電容式，有表面型靜電電容式、投影型靜電電容式等。另外，作為投影型靜電電容式，有自電容式、互電容式等。較佳為使用互電容式，因為可以同時進行多點感測。
本發明的一個實施方式的觸控面板可以採用貼合了分別製造的顯示裝置和感測器件的結構、在支撐顯示器件的基板和相對基板中的一者或兩者設置有構成感測器件的電極等的結構等各種各樣的結構。
圖16A和圖16B示出觸控面板的一個例子。圖16A是觸控面板4210的立體圖。圖16B是輸入裝置4200的立體示意圖。注意，為了明確起見，只示出典型的組件。
觸控面板4210具有貼合了分別製造的顯示裝置與感測器件的結構。
觸控面板4210包括重疊設置的輸入裝置4200和顯示裝置。
輸入裝置4200包括基板4263、電極4227、電極4228、多個佈線4237、多個佈線4238及多個佈線4239。例如，電極4227可以與佈線4237或佈線4239電連接。另外，電極4228可以與佈線4239電連接。FPC4272b可以與多個佈線4237及多個佈線4238分別電連接。FPC4272b可以設置有IC4273b。
顯示裝置的第一基板4001與第二基板4006之間可以設置觸控感測器。當在第一基板4001與第二基板4006之間設置觸控感測器時，除了靜電電容式觸控感測器之外還可以使用利用光電轉換元件的光學式觸控感測器。
圖17是沿著圖16B中的點劃線N1-N2的剖面圖。圖17是作為顯示器件使用發光器件的顯示裝置的一個例子。顯示裝置包括電極4015，該電極4015與FPC4018的端子藉由各向異性導電層4019電連接。另外，在圖17中，電極4015在形成於絕緣層4112、絕緣層4111及絕緣層4110的開口中與佈線4014電連接。
電極4015與第一電極層4030使用同一導電層形成，佈線4014與電晶體4010及電晶體4011的閘極電極使用同一導電層形成。
另外，設置在第一基板4001上的顯示部215和掃描線驅動電路221a包括多個電晶體，示出顯示部215中的電晶體4010及掃描線驅動電路221a中的電晶體4011。雖然圖17中作為電晶體4010及電晶體4011示出頂閘極型電晶體，但是也可以使用底閘極型電晶體。
在電晶體4010及電晶體4011上設置有絕緣層4112。另外，在絕緣層4112上形成有分隔壁4510。
分隔壁4510使用有機絕緣材料或無機絕緣材料形成。尤其較佳為使用感光樹脂材料，在第一電極層4030上形成開口部，並且將該開口部的側面形成為具有連續曲率的傾斜面。
顯示裝置包括電容器4020。電容器4020示出包括藉由與電晶體4010的閘極電極相同的製程形成的電極4021、絕緣層4110、絕緣層4111、在與源極電極及汲極電極相同的製程中形成的電極的例子。電容器4020的結構不侷限於此，也可以由其他導電層及絕緣層形成。
另外，顯示裝置包括絕緣層4111及絕緣層4104。作為絕緣層4111及絕緣層4104，使用不易使雜質元素透過的絕緣層。藉由由絕緣層4111和絕緣層4104夾持電晶體的半導體層，可以防止來自外部的雜質的混入。
設置在顯示部215中的電晶體4010與顯示器件電連接。作為顯示器件可以使用發光器件。作為發光器件，例如，可以使用利用電致發光的EL器件。EL器件在一對電極之間具有包含發光化合物的層（也稱為EL層）。當使一對電極之間產生高於EL器件的臨界電壓的電位差時，電洞從陽極一側注入到EL層中，而電子從陰極一側注入到EL層中。被注入的電子和電洞在EL層中再結合，由此，包含在EL層中的發光化合物發光。
作為EL器件，例如可以使用有機EL器件（也稱為有機EL元件）或無機EL器件（也稱為無機EL元件）。注意，作為發光材料使用化合物半導體的LED（包括Micro-LED）也是EL元件之一，也可以使用LED。
EL層除了發光化合物以外也可以還包括電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性的物質（電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質）等。
EL層可以藉由蒸鍍法（包括真空蒸鍍法）、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
無機EL器件根據其器件結構而分類為分散型無機EL器件和薄膜型無機EL器件。分散型無機EL器件包括發光層，其中發光材料的粒子分散在黏合劑中，並且其發光機制是利用施體能階和受體能階的施體-受體再結合型發光。薄膜型無機EL器件是其中發光層夾在電介質層之間，並且該夾著發光層的電介質層夾在電極之間的結構，其發光機制是利用金屬離子的內殼層電子躍遷的局部型發光。注意，這裡作為發光器件使用有機EL器件進行說明。
為了取出發光，使發光器件的一對電極中的至少一個為透明。在基板上形成有電晶體及發光器件。作為發光器件可以採用從與該基板相反一側的表面取出發光的頂部發射結構；從基板一側的表面取出發光的底部發射結構；或者從兩個表面取出發光的雙面發射結構。
此外，根據需要，可以適當地設置黑矩陣（遮光層）、彩色層（濾色片）、偏振構件、相位差構件、抗反射構件等的光學構件（光學基板）等。
作為能夠用於遮光層的材料，可以舉出碳黑、鈦黑、金屬、金屬氧化物或包含多個金屬氧化物的固溶體的複合氧化物等。遮光層也可以為包含樹脂材料的膜或包含金屬等無機材料的薄膜。另外，也可以對遮光層使用包含彩色層的材料的膜的疊層膜。例如，可以採用包含用於使某個顏色的光透過的彩色層的材料的膜與包含用於使其他顏色的光透過的彩色層的材料的膜的疊層結構。藉由使彩色層與遮光層的材料相同，除了可以使用相同的設備以外，還可以實現製程簡化，因此是較佳的。
作為能夠用於彩色層的材料，可以舉出金屬材料、樹脂材料、包含顏料或染料的樹脂材料等。遮光層及彩色層例如可以利用噴墨法等形成。
被用作顯示器件的發光器件4513與設置在顯示部215中的電晶體4010電連接。雖然發光器件4513具有第一電極層4030、發光層4511及第二電極層4031的疊層結構，但是不侷限於該結構。根據從發光器件4513取出光的方向等，可以適當地改變發光器件4513的結構。
發光層4511可以使用一個層構成，也可以使用多個層的疊層構成。
發光器件4513的發光顏色可以根據構成發光層4511的材料為白色、紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色或黃色等。
作為實現彩色顯示的方法，有如下方法：組合發光顏色為白色的發光器件4513和彩色層的方法；以及在每個像素設置發光顏色不同的發光器件4513的方法。前者的方法的生產率比後者的方法高。另一方面，在後者的方法中，需要根據每個像素形成發光層4511，所以其生產率比前者的方法低。但是，在後者的方法中，可以得到其色純度比前者的方法高的發光顏色。藉由在後者的方法中使發光器件4513具有微腔結構，可以進一步提高色純度。
發光層4511也可以包含量子點等無機化合物。例如，藉由將量子點用於發光層，也可以將其用作發光材料。
為了防止氧、氫、水分、二氧化碳等侵入發光器件4513，也可以在第二電極層4031及分隔壁4510上形成保護層。作為保護層，可以形成氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁（氧量＞氮量）、氮氧化鋁（氮量＞氧量）、DLC（Diamond Like Carbon）等。此外，在由第一基板4001、第二基板4006以及密封劑4005密封的空間中設置有填充劑4514並被密封。如此，為了不暴露於外部氣體，較佳為使用氣密性高且脫氣少的保護薄膜（黏合薄膜、紫外線硬化性樹脂薄膜等）或覆蓋材料進行封裝（封入）。
作為填充劑4514，除了氮或氬等惰性氣體以外，也可以使用紫外線硬化性樹脂或熱固性樹脂，例如可以使用PVC（聚氯乙烯）、丙烯酸類樹脂、聚醯亞胺、環氧類樹脂、矽酮類樹脂、PVB（聚乙烯醇縮丁醛）或EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）等。填充劑4514也可以包含乾燥劑。
作為密封劑4005，可以使用玻璃粉等玻璃材料或者兩液混合型樹脂等在常溫下固化的固化樹脂、光硬化性樹脂、熱固性樹脂等。密封劑4005也可以包含乾燥劑。
另外，根據需要，也可以在發光器件的光射出面上適當地設置諸如偏光板或者圓偏光板（包括橢圓偏光板）、相位差板（λ/4板、λ/2板）、濾色片等的光學薄膜。此外，也可以在偏光板或者圓偏光板上設置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是藉由利用表面的凹凸擴散反射光來降低反射眩光的處理。
藉由使發光器件具有微腔結構，能夠提取色純度高的光。另外，藉由組合微腔結構和濾色片，可以防止反射眩光，而可以提高影像的可見度。
關於對顯示器件施加電壓的第一電極層及第二電極層（也稱為像素電極層、共用電極層、相對電極層等），根據取出光的方向、設置電極層的地方以及電極層的圖案結構而選擇其透光性、反射性，即可。
作為第一電極層4030及第二電極層4031，可以使用包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的氧化銦、銦錫氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加有氧化矽的銦錫氧化物等具有透光性的導電材料。
此外，第一電極層4030及第二電極層4031可以使用鎢（W）、鉬（Mo）、鋯（Zr）、鉿（Hf）、釩（V）、鈮（Nb）、鉭（Ta）、鉻（Cr）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鈦（Ti）、鉑（Pt）、鋁（Al）、銅（Cu）、銀（Ag）等金屬、其合金和其金屬氮化物中的一種以上形成。
此外，第一電極層4030及第二電極層4031可以使用包含導電高分子（也稱為導電聚合體）的導電組成物形成。作為導電高分子，可以使用所謂的π電子共軛導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯胺、吡咯及噻吩中的兩種以上構成的共聚物或其衍生物等。
圖18是作為顯示器件使用微型LED的顯示裝置的一個例子。注意，與圖17的結構相同的組件使用相同符號。注意，在此，將邊長為大於1mm的LED晶片稱為大型LED、大於100μm且1mm以下的稱為小型LED、100μm以下的稱為微型LED。微型LED4600包括半導體層4610、發光層4620、半導體層4630。
發光層4620夾在半導體層4610與半導體層4630之間。在發光層4620中，電子和電洞鍵合而發射光。半導體層4610可以使用p型半導體層，半導體層4630可以使用n型半導體層。此外，發光層4620可以使用n型、i型或p型半導體層。
包括半導體層4610、發光層4620及半導體層4630的疊層結構以呈現紅色、綠色、藍色、藍紫色、紫色或紫外等的光的方式形成。作為該疊層結構例如可以使用含有第13族元素及第15族元素的化合物（也稱為3-5族化合物）。作為第13族元素，可以舉出鋁、鎵、銦等。作為第15族元素，例如可以舉出氮、磷、砷、銻等。
例如，可以使用鎵-磷化合物、鎵-砷化合物、鎵-鋁-砷化合物、鋁-鎵-銦-磷化合物、氮化鎵、銦-氮化鎵化合物、硒-鋅化合物等形成pn接面或pin接面而製造發射目的的光的發光二極體。另外，也可以使用除上述化合物外的化合物。
另外，pn接面或pin接面既可以是同質結，也可以是異質接面或雙異質接面。除此之外，也可以採用具有量子井結的LED、使用奈米柱的LED等。
例如，作為發射從紫外至藍色波長區域的光的發光二極體，可以使用氮化鎵等的材料。作為發射從紫外至綠色波長區域的光的發光二極體，可以使用銦-氮化鎵化合物等的材料。作為發射從綠色至紅色波長區域的光的發光二極體，可以使用鋁-鎵-銦-磷化合物或者鎵-砷化合物等的材料。作為發射紅外的波長區域的光的發光二極體，可以使用鎵-砷化合物等的材料。
當設置在同一面上的多個微型LED4600例如具有能夠發射R（紅色）、G（綠色）、B（藍色）等不同顏色的光的結構時，即使不使用顏色轉換層也可以顯示彩色影像。因此不需要形成顏色轉換層的製程，從而可以抑制顯示裝置的製造成本。
另外，設置在同一面上的所有微型LED4600也可以都具有發射相同顏色的光的結構。此時，從發光層4620發射的光經過顏色轉換層和彩色層中的一者或兩者被提取到顯示裝置外部。顏色轉換層例如可以使用量子點。
半導體層4630藉由佈線層4710及佈線層4720與佈線層4730電連接。佈線層4730可以供應陰極電位。
此外，由於電晶體容易因靜電等而損壞，所以較佳為設置用來保護驅動電路的保護電路。保護電路較佳為使用非線性器件構成。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式3 在本實施方式中，參照圖式說明可以代替上述實施方式所示的各電晶體而使用的電晶體的一個例子。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可以使用底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等各種形態的電晶體來製造。因此，可以很容易地對應於習知的生產線更換所使用的半導體層材料及電晶體結構。
[底閘極型電晶體] 圖19A示出底閘極型電晶體之一的通道保護型電晶體810的通道長度方向的剖面圖。在圖19A中，電晶體810形成在基板771上。另外，電晶體810在基板771上隔著絕緣層772包括電極746。另外，在電極746上隔著絕緣層726包括半導體層742。電極746可以被用作閘極電極。絕緣層726可以被用作閘極絕緣層。
另外，在半導體層742的通道形成區域上包括絕緣層741。此外，在絕緣層726上以與半導體層742的一部分接觸的方式包括電極744a及電極744b。電極744a可以被用作源極電極和汲極電極中的一個。電極744b可以被用作源極電極和汲極電極中的另一個。電極744a的一部分及電極744b的一部分形成在絕緣層741上。
絕緣層741可以被用作通道保護層。藉由在通道形成區域上設置絕緣層741，可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742露出。由此，可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742的通道形成區域被蝕刻。
另外，電晶體810在電極744a、電極744b及絕緣層741上包括絕緣層728，在絕緣層728上包括絕緣層729。
當將氧化物半導體用於半導體層742時，較佳為將能夠從半導體層742的一部分中奪取氧而產生氧缺陷的材料用於電極744a及電極744b的至少與半導體層742接觸的部分。半導體層742中的產生氧缺陷的區域的載子濃度增加，該區域n型化而成為n型區域（n+ 層）。因此，該區域能夠被用作源極區域或汲極區域。當將氧化物半導體用於半導體層742時，作為能夠從半導體層742中奪取氧而產生氧缺陷的材料的一個例子，可以舉出鎢、鈦等。
藉由在半導體層742中形成源極區域及汲極區域，可以降低電極744a及電極744b與半導體層742的接觸電阻。因此，可以使場效移動率及臨界電壓等電晶體的電特性良好。
當將矽等半導體用於半導體層742時，較佳為在半導體層742與電極744a之間及半導體層742與電極744b之間設置被用作n型半導體或p型半導體的層。用作n型半導體或p型半導體的層可以被用作電晶體的源極區域或汲極區域。
絕緣層729較佳為使用具有防止雜質從外部擴散到電晶體中或者降低雜質的擴散的功能的材料形成。此外，根據需要也可以省略絕緣層729。
在絕緣層729上設置能夠被用作背閘極的電極723。電極723可以使用與電極746相同的材料及方法形成。注意，也可以不設置電極723。
一般而言，背閘極電極使用導電層來形成，並以半導體層的通道形成區域被閘極電極與背閘極電極夾持的方式設置。因此，背閘極電極可以具有與閘極電極同樣的功能。背閘極電極的電位可以與閘極電極相等，也可以為接地電位（GND電位）或任意電位。另外，藉由不跟閘極電極聯動而獨立地改變背閘極電極的電位，可以改變電晶體的臨界電壓。
電極746及電極723都可以被用作閘極電極。因此，絕緣層726、絕緣層728及絕緣層729都可以被用作閘極絕緣層。另外，也可以將電極723設置在絕緣層728與絕緣層729之間。
注意，當將電極746和電極723中的一個稱為“閘極電極”時，將另一個稱為“背閘極電極”。例如，在電晶體810中，當將電極723稱為“閘極電極”時，將電極746稱為“背閘極電極”。另外，當將電極723用作“閘極電極”時，電晶體810是頂閘極型電晶體之一種。此外，有時將電極746和電極723中的一個稱為“第一閘極電極”，有時將另一個稱為“第二閘極電極”。
藉由隔著半導體層742設置電極746及電極723並將電極746及電極723的電位設定為相同，半導體層742中的載子流過的區域在膜厚度方向上更加擴大，所以載子的移動量增加。其結果是，電晶體810的通態電流增大，並且場效移動率也增高。
因此，電晶體810是相對於佔有面積具有較大的通態電流的電晶體。也就是說，可以相對於所要求的通態電流縮小電晶體810的佔有面積。
另外，由於閘極電極及背閘極電極使用導電層形成，因此具有防止在電晶體的外部產生的電場影響到形成通道的半導體層的功能（尤其是對靜電等的電場遮蔽功能）。另外，當將背閘極電極形成得比半導體層大以使用背閘極電極覆蓋半導體層時，能夠提高電場遮蔽功能。
另外，藉由使用具有遮光性的導電膜形成背閘極電極，能夠防止光從背閘極電極一側入射到半導體層。由此，能夠防止半導體層的光劣化，並防止電晶體的臨界電壓漂移等電特性劣化。
圖19B示出與圖19A不同的結構的通道保護型電晶體820的通道長度方向的剖面圖。電晶體820具有與電晶體810大致相同的結構，而不同之處在於：絕緣層741覆蓋半導體層742的端部。在選擇性地去除絕緣層741的重疊於半導體層742的部分而形成的開口部中，半導體層742與電極744a電連接。另外，在選擇性地去除絕緣層741的重疊於半導體層742的部分而形成的其他開口部中，半導體層742與電極744b電連接。絕緣層741的與通道形成區域重疊的區域可以被用作通道保護層。
藉由設置絕緣層741，可以防止在形成電極744a及電極744b時產生的半導體層742的露出。因此，可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742被薄膜化。
另外，與電晶體810相比，電晶體820的電極744a與電極746之間的距離及電極744b與電極746之間的距離更長。因此，可以減少產生在電極744a與電極746之間的寄生電容。此外，可以減少產生在電極744b與電極746之間的寄生電容。
圖19C示出作為底閘極型電晶體之一的通道蝕刻型電晶體825的通道長度方向的剖面圖。在電晶體825中，不使用絕緣層741形成電極744a及電極744b。因此，在形成電極744a及電極744b時露出的半導體層742的一部分有時被蝕刻。另一方面，由於不設置絕緣層741，可以提高電晶體的生產率。
[頂閘極型電晶體] 圖20A所例示的電晶體842是頂閘極型電晶體之一。電極744a及電極744b在形成於絕緣層728及絕緣層729中的開口與半導體層742電連接。
另外，去除不與電極746重疊的絕緣層726的一部分，以電極746及剩餘的絕緣層726為遮罩將雜質引入到半導體層742，由此可以在半導體層742中以自對準（self-alignment）的方式形成雜質區域。電晶體842包括絕緣層726超過電極746的端部延伸的區域。半導體層742的藉由絕緣層726被引入雜質的區域的雜質濃度低於不藉由絕緣層726被引入雜質的區域。因此，在半導體層742的與絕緣層726重疊且不與電極746重疊的區域中形成LDD（Lightly Doped Drain：輕摻雜汲極）區域。
注意，電晶體842包括形成在基板771上的電極723。電極723具有隔著絕緣層772與半導體層742重疊的區域。電極723可以被用作背閘極電極。注意，也可以不設置電極723。
另外，如圖20B所示的電晶體844那樣，也可以完全去除不與電極746重疊的區域的絕緣層726。另外，如圖20C所示的電晶體846那樣，也可以不去除絕緣層726。
圖21A示出電晶體810的通道寬度方向的剖面圖，圖21B示出電晶體842的通道寬度方向的剖面圖。
在圖21A及圖21B所示的結構中，閘極電極與背閘極電極連接，由此閘極電極和背閘極電極的電位相同。此外，半導體層742被夾在閘極電極和背閘極電極之間。
在通道寬度方向上，閘極電極和背閘極電極的長度比半導體層742大，並且半導體層742整體隔著各絕緣層被閘極電極或背閘極電極覆蓋。
藉由採用該結構，可以由閘極電極及背閘極電極的電場電圍繞包括在電晶體中的半導體層742。
如此，可以將利用閘極電極及背閘極電極的電場電圍繞形成通道形成區域的半導體層742的電晶體的裝置結構稱為Surrounded channel（S-channel：圍繞通道）結構。
藉由採用S-channel結構，可以利用閘極電極和背閘極電極中的一個或兩個對半導體層742有效地施加用來引起通道形成的電場。由此，電晶體的電流驅動能力得到提高，從而可以得到較高的通態電流特性。此外，由於可以增加通態電流，所以可以使電晶體微型化。此外，藉由採用S-channel結構，可以提高電晶體的機械強度。
注意，也可以使閘極電極不與背閘極電極連接且分別被供應不同電位。例如，藉由背閘極電極被供應恆電位，可以控制電晶體的臨界電壓。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式4 作為能夠使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置，可以舉出顯示器件、個人電腦、具備儲存媒體的影像記憶體裝置及影像再現裝置、行動電話、包括可攜式遊戲機的遊戲機、可攜式資料終端、電子書閱讀器、拍攝裝置諸如視頻攝影機或數位相機等、護目鏡型顯示器（頭戴式顯示器）、導航系統、音頻再生裝置（汽車音響系統、數位聲訊播放機等）、影印機、傳真機、印表機、多功能印表機、自動櫃員機（ATM）以及自動販賣機等。圖22A至圖22F示出這些電子裝置的具體例子。
圖22A是數位相機，包括外殼961、快門按鈕962、麥克風963、揚聲器967、顯示部965、操作鍵966、變焦鈕968、透鏡969等。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部965。
圖22B是可攜式資料終端，包括外殼911、顯示部912、揚聲器913、操作按鈕914、照相機919等。藉由利用顯示部912所具有的觸控面板功能可以輸入或輸出資料。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部912。
圖22C是行動電話機，包括外殼951、顯示部952、操作按鈕953、外部連接埠954、揚聲器955、麥克風956、照相機957等。該行動電話機在顯示部952中包括觸控感測器。藉由用手指或觸控筆等觸摸顯示部952可以進行打電話或輸入文字等所有操作。另外，外殼951及顯示部952具有撓性而可以如圖示那樣彎折地使用。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部952。
圖22D是行駛記錄儀，包括外殼931、顯示部932、操作按鈕933、麥克風934、透鏡935、安裝零件936等。藉由使用安裝零件936固定於汽車的前窗等，可以在行駛時錄影前方景色。在顯示部932可以顯示錄影影像。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部932。
圖22E是電視機，包括外殼971、顯示部973、操作按鈕974、揚聲器975、通訊用連接端子976及光感測器977等。顯示部973設置有觸控感測器，可以進行輸入操作。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部973。
圖22F是數位看板，包括大型顯示部922。例如，數位看板在柱子921的側面安裝有大型顯示部922。可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部922。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
SW1:開關SW2:開關SW3:開關SW4:開關SW5:開關Tr1:電晶體Tr2:電晶體Tr3:電晶體Tr4:電晶體Tr5:電晶體10:像素11:像素陣列20:源極驅動器30:閘極驅動器101:電晶體102:電晶體103:電晶體104:電晶體105:電晶體106:電容器107:電晶體108:發光器件121:佈線122:佈線123:佈線124:佈線125:佈線127:佈線128:佈線129:佈線215:顯示部221a:掃描線驅動電路231a:信號線驅動電路232a:信號線驅動電路241a:共通線驅動電路723:電極726:絕緣層728:絕緣層729:絕緣層741:絕緣層742:半導體層744a:電極744b:電極746:電極771:基板772:絕緣層810:電晶體820:電晶體825:電晶體842:電晶體844:電晶體846:電晶體911:外殼912:顯示部913:揚聲器914:操作按鈕919:照相機921:柱子922:顯示部931:外殼932:顯示部933:操作按鈕934:麥克風935:透鏡936:零件951:外殼952:顯示部953:操作按鈕954:外部連接埠955:揚聲器956:麥克風957:照相機961:外殼962:快門按鈕963:麥克風965:顯示部966:操作鍵967:揚聲器968:變焦鈕969:透鏡971:外殼973:顯示部974:操作按鈕975:揚聲器976:通訊用連接端子977:光感測器4001:基板4005:密封劑4006:基板4010:電晶體4011:電晶體4014:佈線4015:電極4018:FPC4019:各向異性導電層4020:電容器4021:電極4030:電極層4031:電極層4041:印刷電路板4042:積體電路4104:絕緣層4110:絕緣層4111:絕緣層4112:絕緣層4200:輸入裝置4210:觸控面板4227:電極4228:電極4237:佈線4238:佈線4239:佈線4263:基板4272b:FPC4273b:IC4510:分隔壁4511:發光層4513:發光器件4514:填充材料4600:微型LED4610:半導體層4620:發光層4630:半導體層4710:佈線層4720:佈線層4730:佈線層
[圖1]是說明像素電路的圖。 [圖2A]、[圖2B]是說明像素電路的圖。 [圖3A]、[圖3B]是說明習知的臨界電壓校正工作的圖。 [圖4A]、[圖4B]是說明習知的臨界電壓校正工作的圖。 [圖5A]、[圖5B]是說明習知的臨界電壓校正工作的圖。 [圖6A]、[圖6B]是說明習知的臨界電壓校正工作的圖。 [圖7]是說明像素工作的時序圖。 [圖8A]、[圖8B]是說明臨界電壓校正工作的圖。 [圖9A]、[圖9B]是說明臨界電壓校正工作的圖。 [圖10A]、[圖10B]是說明像素電路的圖。 [圖11]是說明顯示裝置的圖。 [圖12]是說明用於類比的像素的圖。 [圖13A]、[圖13B]是說明類比結果的圖。 [圖14A]、[圖14B]是說明類比結果的圖。 [圖15A]至[圖15C]是說明顯示裝置的圖。 [圖16A]、[圖16B]是說明觸控面板的圖。 [圖17]是說明顯示裝置的圖。 [圖18]是說明顯示裝置的圖。 [圖19A]至[圖19C]是說明電晶體的圖。 [圖20A]至[圖20C]是說明電晶體的圖。 [圖21A]、[圖21B]是說明電晶體的圖。 [圖22A]至[圖22F]是說明電子裝置的圖。
10:像素
101:電晶體
102:電晶體
103:電晶體
104:電晶體
105:電晶體
106:電容器
108:發光器件
121:佈線
122:佈線
123:佈線
124:佈線
128:佈線
129:佈線

Claims (10)

  1. 一種包括像素的顯示裝置， 該像素包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、電容器以及發光器件， 其中，該第四電晶體為p通道型電晶體， 該第一電晶體的源極和汲極中的一個與該第二電晶體的源極和汲極中的一個及該電容器的一個電極電連接， 該第二電晶體的源極和汲極中的另一個與該第三電晶體的源極和汲極中的一個及該第四電晶體的閘極電連接， 該第四電晶體的源極與該電容器的另一個電極及該第五電晶體的源極和汲極中的一個電連接， 並且，該第四電晶體的汲極與該發光器件的陽極電連接。
  2. 如請求項1之顯示裝置， 其中該第一電晶體及該第三電晶體為n通道型電晶體， 該第二電晶體為p通道型電晶體， 並且該第一電晶體的閘極與該第二電晶體的閘極及該第三電晶體的閘極電連接。
  3. 如請求項1或2之顯示裝置， 其中該第一電晶體及該第三電晶體在通道形成區域包含金屬氧化物，該金屬氧化物包含In、Zn以及M（M為選自Al、Ti、Ga、Ge、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd和Hf中的一種或多種）。
  4. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，還包括第六電晶體， 其中該第六電晶體的源極和汲極中的一個與該第四電晶體的源極和汲極中的另一個電連接。
  5. 如請求項1至4中任一項之顯示裝置， 其中該發光器件為有機EL元件或微型LED。
  6. 一種顯示裝置的工作方法，該顯示裝置包括： 第一電晶體； 第二電晶體； 電容器；以及 發光器件， 其中，該第一電晶體為p通道型電晶體， 該電容器的一個電極與該第一電晶體的源極電連接， 該電容器的另一個電極與該第二電晶體的源極和汲極中的一個電連接， 該第二電晶體的源極和汲極中的另一個與該第一電晶體的閘極電連接， 該第一電晶體的汲極與該發光器件的陽極電連接， 並且，該顯示裝置的工作方法包括如下步驟： 該第二電晶體處於關閉狀態並將該第一電晶體處於開啟狀態的第一電位供應給該第一電晶體的閘極； 在將第二電位供應給該第一電晶體的源極之後，藉由該第一電晶體的放電工作將該第一電晶體的源極設定為第三電位； 將第四電位供應給該電容器的另一個電極，該電容器保持該第四電位與該第三電位之差的第五電位； 使該電容器的另一個電極浮動並使該第二電晶體處於開啟狀態，該第一電晶體的閘極-源極間保持該第五電位；以及 將該第二電位供應給該第一電晶體的源極，使對應於該第五電位的電流流過使得該發光器件發光。
  7. 如請求項6之顯示裝置的工作方法， 其中該第二電位為比該發光器件的陰極的電位與該發光器件的正方向電壓之和高的電位。
  8. 如請求項6或7之顯示裝置的工作方法， 其中該第三電位為相當於該第一電位與該第一電晶體的臨界電壓之差的電位。
  9. 如請求項6至8中任一項之顯示裝置的工作方法，其中該第四電位為影像資料。
  10. 一種包括請求項1至5中任一項之顯示裝置以及照相機的電子裝置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112020007100T5 (de) * 2020-10-27 2023-02-23 Boe Technology Group Co., Ltd. Array-substrat und anzeigevorrichtung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003208127A (ja) * 2001-11-09 2003-07-25 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
KR100906964B1 (ko) * 2002-09-25 2009-07-08 삼성전자주식회사 유기 전계발광 구동 소자와 이를 갖는 유기 전계발광 표시패널
KR100497246B1 (ko) * 2003-04-01 2005-06-23 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 표시 패널과 구동 방법
JP5064747B2 (ja) 2005-09-29 2012-10-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電気泳動表示装置、表示モジュール、電子機器、及び半導体装置の作製方法
JP5078246B2 (ja) 2005-09-29 2012-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
CN102057418B (zh) * 2008-04-18 2014-11-12 伊格尼斯创新公司 用于发光器件显示器的系统和驱动方法
EP2374122A4 (en) * 2008-12-09 2012-05-02 Ignis Innovation Inc LOW POWER OPERATION AND CONTROL METHOD FOR EMISSIONS INDICATORS
JP6653997B2 (ja) * 2014-05-09 2020-02-26 株式会社半導体エネルギー研究所 表示補正回路及び表示装置
KR20160055546A (ko) * 2014-11-10 2016-05-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
CN105609050B (zh) * 2016-01-04 2018-03-06 京东方科技集团股份有限公司 像素补偿电路及amoled显示装置
CN110379371B (zh) * 2019-01-28 2022-05-27 苹果公司 包括具有氧化物晶体管阈值电压补偿的显示器的电子设备

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