TW202329259A - 顯示裝置及電子裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種色度變化小、灰階控制性高的顯示裝置。提供一種能夠藉由PAM及PWM控制(伴隨振幅變化的脈衝寬度控制)使發光器件發光或停止發光的顯示裝置。該顯示裝置將同一輸入信號(資料電位)寫入第一節點及第二節點，依據第一節點的電位使發光器件發光並依據第二節點的電位生成脈衝信號。第一節點的電位可以對應生成的脈衝信號進行重設。因此，可以以所希望的發光強度在所希望的期間使發光器件發光。

Description

顯示裝置及電子裝置

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。

已提出包括微型發光二極體(以下稱為Micro LED(LED：Light Emitting Diode))的顯示裝置及照明設備(例如專利文獻1)。包括Micro LED的顯示裝置可以進行高亮度的顯示，其可靠性也較高，有希望成為下一代顯示器。

另外，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2及專利文獻3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] 美國專利申請公開第2014/0367705號說明書 [專利文獻2] 日本專利申請公開第2007-123861號公報 [專利文獻3] 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，可以藉由控制流過發光器件的電流而改變亮度。但是，作為發光器件之一的LED具有色度容易根據電流密度改變的特性。

由此，在對LED的亮度進行脈衝振幅調變(PAM：Pulse Amplitude Modulation)控制時，有時顏色再現性下降。因此，較佳的是，將以工作比控制亮度的脈衝寬度調變(PWM：Pulse Width Modulation)控制用於LED的驅動。由於PWM控制可以使電流密度恆定，所以可以調整亮度而不產生色度偏移。

另一方面，根據驅動LED的電晶體及LED的回應特性等，能夠穩定控制的工作比具有下限。由此，LED的PWM控制具有難以控制工作比較小的低灰階一側的問題。

鑒於上述問題，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種色度變化小且灰階控制性高的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種包括生成脈衝信號的像素電路的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種包括能夠進行PAM控制及PWM控制的像素電路的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有良好的顯示特性的顯示裝置。此外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種邊框窄的顯示裝置。

另外，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。另外，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。另外，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。另外，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。此外，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包括能夠進行PAM控制及PWM控制的像素電路的顯示裝置。

本發明的第一方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括包括脈衝信號生成部、發光器件、第一節點及第二節點的像素。第一節點與脈衝信號生成部的輸入部電連接，第二節點與脈衝信號生成部的輸出部電連接，第一節點及第二節點藉由電晶體電連接，像素對應輸入到第二節點的資料電位使發光器件發光，脈衝信號生成部對應輸入第一節點的資料電位生成脈衝信號，並且，像素對應脈衝信號對第二節點的電位進行重設而使發光器件停止發光。

本發明的第二方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括包括脈衝信號生成部、第一節點、第二節點、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第一電容器及發光器件的像素。第一節點與第一電晶體的源極和汲極中的一個、第二電晶體的源極和汲極中的一個及脈衝信號生成部的輸入部電連接，第二節點與第二電晶體的源極和汲極中的另一個、第三電晶體的閘極、第一電容器的一個電極及脈衝信號生成部的輸出部電連接，第三電晶體的源極和汲極中的一個與發光器件的一個電極電連接，第三電晶體的源極和汲極中的另一個與第一電容器的另一個電極電連接。

脈衝信號生成部包括第四至第九電晶體和第二電容器，第四電晶體具有第一閘極及第二閘極，第四電晶體的第一閘極及第五電晶體的源極和汲極中的一個與第一節點電連接，第四電晶體的源極和汲極中的一個與第六電晶體的閘極及第七電晶體的源極和汲極中的一個電連接，第四電晶體的第二閘極與第八電晶體的源極和汲極中的一個及第二電容器的一個電極電連接，第二電容器的另一個電極與第九電晶體的源極和汲極中的一個電連接，第九電晶體的源極和汲極中的另一個與第四電晶體的源極和汲極中的另一個電連接，第六電晶體的源極和汲極中的一個與第二節點電連接。

第四電晶體的源極和汲極中的另一個被輸入斜坡波形的信號電位。

第一電晶體、第二電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第八電晶體及第九電晶體分別為n通道型電晶體，第三電晶體、第六電晶體及第七電晶體分別為p通道型電晶體。

n通道型電晶體較佳為在通道形成區域包含金屬氧化物，p通道型電晶體較佳為在通道形成區域包含矽。

在本發明的第二方式中，像素對應輸入第一節點的資料電位使發光器件發光，脈衝信號生成部對應輸入第二節點的資料電位生成脈衝信號，並且像素對應脈衝信號對第一節點的電位進行重設而使發光器件停止發光。

發光器件較佳為Micro LED。

藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種色度變化小且灰階控制性高的顯示裝置。另外，藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種包括生成脈衝信號的像素電路的顯示裝置。另外，藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種包括能夠進行PAM控制及PWM控制的像素電路的顯示裝置。另外，藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種具有良好的顯示特性的顯示裝置。此外，藉由使用本發明的一個實施方式，可以提供一種邊框窄的顯示裝置。

另外，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。另外，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。另外，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。另外，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。此外，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一種能夠利用PAM+PWM控制(伴隨振幅變化的脈衝寬度控制)使發光器件發光或停止發光的顯示裝置。該顯示裝置將同一輸入信號(資料電位)寫入第一節點及第二節點，依據第一節點的電位使發光器件發光並依據第二節點的電位生成脈衝信號。並且，根據生成的脈衝信號使第一節點的電位重設。由此，可以使發光器件以所希望的發光強度在所希望的期間進行發光。

注意，在本實施方式中，PAM控制是指固定發光時間(相當於像素所生成的脈衝信號的寬度)而改變發光強度(相當於流過發光器件的電流)來控制亮度。另外，PWM控制是指固定發光強度而改變發光時間來控制亮度。另外，PAM+PWM控制藉由改變發光強度和發光時間的兩者來控制亮度。

作為發光器件之一的LED具有色度根據電流密度改變的特性，有時不適合使用PAM控制。另一方面，PWM控制具有因驅動電晶體及LED的回應特性等影響而不易控制低灰階的問題。本發明的一個實施方式的顯示裝置為了減輕這些問題可以進行將PWM控制與PAM控制組合的顯示工作。

例如，可以在低灰階一側及高灰階一側藉由PAM控制進行顯示工作而在中間灰階藉由PAM+PWM控制進行顯示工作。藉由上述工作，可以在減少中間灰階至高灰階時的色度的變化量的同時提高低灰階一側的控制性。注意，本發明的一個實施方式的顯示裝置不侷限於此，可以在廣泛的灰階範圍內僅藉由PAM控制或僅藉由PWM控制進行LED的發光工作。

圖1是本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的像素10a的電路圖。像素10a包括脈衝信號生成部11及用於保持資料電位VDATA的節點N及節點A。

資料電位VDATA是基於影像資料的電位，同一資料電位VDATA被供應至節點N及節點A的兩者。發光器件110能夠依據供應到節點A的資料電位VDATA發光(PAM控制)。另外，脈衝信號生成部11的輸入部電連接到節點N，脈衝信號生成部11的輸出部電連接到節點A。因此，可以對應脈衝信號生成部11生成的脈衝信號對節點A的電位進行重設而使發光器件110停止發光(PWM控制)。

像素10a可以包括電晶體101、電晶體102、電晶體103、發光器件110、電容器111、脈衝信號生成部11。發光器件110較佳為使用LED(例如，Micro LED或MiniLED)。另外，發光器件110也可以使用有機EL元件。

在此，電晶體101、102用作開關。電晶體103是p通道型電晶體，用作發光器件110的驅動電晶體。電容器111用作節點A的儲存電容器。注意，雖然示出電晶體101、102使用n通道型電晶體的例子，但是用作開關的電晶體也可以使用p通道型電晶體。

電晶體101的源極和汲極中的一個與電晶體102的源極和汲極中的一個及脈衝信號生成部11的輸入部電連接。電晶體102的源極和汲極中的另一個與脈衝信號生成部11的輸出部、電容器111的一個電極及電晶體103的閘極電連接。電晶體103的源極和汲極中的一個與發光器件110的一個電極(陽極)電連接。電晶體103的源極和汲極中的另一個與電容器111的另一個電極電連接。

在此，將連接電晶體101的源極和汲極中的一個、電晶體102的源極和汲極中的一個及脈衝信號生成部11的輸入部的點(佈線或電極等)記作節點N。另外，將連接電晶體102的源極和汲極中的另一個、脈衝信號生成部11的輸出部、電容器111的一個電極及電晶體103的閘極的點(佈線或電極等)記作節點A。

各電晶體與佈線的連接關係如下：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125電連接；發光器件110的另一個電極(陰極)與佈線129電連接；電晶體101的閘極與佈線131電連接；電晶體102的閘極與佈線132電連接。

佈線121是用來供應資料電位VDATA的源極佈線。佈線121可以與源極驅動器電連接。佈線125、129是電源線，佈線125可以是高電位電源線，佈線129可以是低電位電源線。佈線131、132是用來控制各電晶體的導通的閘極佈線，其可以與閘極驅動器電連接。

圖2A示出脈衝信號生成部11的具體的電路結構例子。脈衝信號生成部11可以包括電晶體104、電晶體105、電晶體106、電晶體107、電晶體108、電晶體109、電容器112及電容器113。

在此，電晶體104是n通道型電晶體，包括第一閘極及第二閘極。第一閘極用作前閘極，第二閘極用作背閘極。電晶體106、107可以為p通道型電晶體。注意，雖然在圖2A中示出作為其他的電晶體使用n通道型電晶體的例子，但是也可以為p通道型電晶體。

電晶體104的第一閘極與節點N、電晶體105的源極和汲極中的一個及電容器112的一個電極電連接。也就是說，將電晶體104的第一閘極、電晶體105的源極和汲極中的一個與電容器112的一個電極連接的佈線或電極等也可以稱作脈衝信號生成部11的輸入部。或者，可以將節點N稱作脈衝信號生成部11的輸入部。

電晶體104的源極和汲極中的一個與電晶體106的閘極及電晶體107的源極和汲極中的一個電連接。

電晶體106的源極和汲極中的一個與節點A電連接。也就是說，將電晶體106的源極和汲極中的一個與節點A連接的佈線或電極等也可以稱作脈衝信號生成部11的輸出部。或者，可以將節點A稱作脈衝信號生成部11的輸出部。

電晶體104的第二閘極與電晶體108的源極和汲極中的一個及電容器113的一個電極電連接。

電容器113的另一個電極與電晶體105的源極和汲極中的另一個及電晶體109的源極和汲極中的一個電連接。

在此，將連接電晶體104的源極和汲極中的一個、電晶體106的閘極及電晶體107的源極和汲極中的一個的點(佈線或電極等)記作節點W。另外，將連接電晶體104的第二閘極、電晶體108的源極和汲極中的一個及電容器113的一個電極的點(佈線或電極等)記作節點BG。另外，將連接電容器113的另一個電極、電晶體105的源極和汲極中的另一個及電晶體109的源極和汲極中的一個的點(佈線或電極等)記作節點BS。

各電晶體與佈線的連接關係如下：電晶體104的源極和汲極中的另一個及電晶體109的源極和汲極中的另一個與佈線122電連接；電晶體106的源極和汲極中的另一個與佈線124電連接；電晶體107的源極和汲極中的另一個與佈線123電連接；電晶體108的源極和汲極中的另一個與佈線128電連接；電晶體105的閘極與佈線133電連接；電晶體107的閘極與佈線134電連接；電晶體108的閘極與佈線135電連接；電晶體109的閘極與佈線136電連接；電容器112的另一個電極與佈線127電連接。

佈線122是用來供應斜坡電位SLO的佈線。在本說明書中的斜坡電位是斜坡波形的信號電位的一種，其是指具有電位從高至低或從低至高發生變化的期間的信號電位。或者，是指具有電位相對於時間軸梯度地變化的期間的信號電位。

佈線123是用來對節點W供應重設電位VRESW的佈線。佈線124是用來對節點A供應重設電位VRESA的佈線。佈線127是固定電位線，例如可以為GND佈線或低電位電源線等。佈線128是用來對節點BG供應電位VSBG的佈線。電位VSBG是作為初始背閘極電位而供應的固定電位。

在此，可以將供應至佈線123的重設電位VRESW設定為高電位。另外，可以將供應至佈線124的重設電位VRESA設定為高電位。供應至佈線128的電位VSBG可以設定為低電位(例如，負電位)。關於供應至佈線122的斜坡電位SLO的詳細情況將在後面進行說明。

電晶體106、107用作開關。電晶體104、105、108、109具有決定生成的脈衝信號的寬度的功能。電容器112用作節點N的儲存電容器。電容器113用作節點BG的儲存電容器。

在脈衝信號生成部11中，在一定條件下電晶體104導通，節點W的電位下降，可以使電晶體106導通。藉由使電晶體106導通，可以使節點A的電位變為重設電位VRESA。也就是說，脈衝信號生成部11生成脈衝信號並能夠對應該脈衝信號控制節點A保持資料電位VDATA的期間。

作為像素10a中的電晶體101至109，可以使用在通道形成區域中包含矽的電晶體(以下稱為Si電晶體)或在通道形成區域中包含金屬氧化物的電晶體(以下稱為OS電晶體)等。或者，也可以使用Si電晶體及OS電晶體的兩者。

例如，在圖2A所示的電路結構中，較佳的是，作為電晶體103、106、107使用Si電晶體而作為其他電晶體使用OS電晶體。可以在設在Si電晶體上的佈線層的製程中設置OS電晶體，所以可以提高積體度。

電晶體103、106、107較佳為使用能夠容易地形成p通道型電晶體的Si電晶體。另外，由於電晶體106、107較佳為具有快速充電特性，所以較佳為互導(gm)大的電晶體。Si電晶體的移動率較高，因此可以被用作gm大的電晶體。

另外，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，僅為數yA/μm(每通道寬度1μm的電流值)。由於關態電流低而可以提高節點的電位的保持能力，所以即使降低圖框頻率也可以進行適當的影像顯示。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。

與在通道形成區域中包含矽的電晶體(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。

作為能夠用於OS電晶體所包括的半導體層的金屬氧化物，例如，可以舉出銦氧化物、鎵氧化物及鋅氧化物。另外，金屬氧化物較佳為包含選自銦、元素M和鋅中的兩種或三種。另外，元素M是選自鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種或多種。尤其是較佳為元素M是選自鋁、鎵、釔和錫中的一種或多種。

尤其是，作為用於半導體層的金屬氧化物，較佳為使用含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物(也記作IGZO)。或者，較佳為使用含有銦、錫及鋅的氧化物(也記作ITZO)。或者，較佳為使用含有銦、鎵、錫、及鋅的氧化物。或者，較佳為使用含有銦(In)、鋁(Al)及鋅(Zn)的氧化物(也記作IAZO)。或者，較佳為使用含有銦(In)、鋁(Al)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物(也記作IAGZO)。

當用於半導體層的金屬氧化物為In-M-Zn氧化物時，該In-M-Zn氧化物中的In的原子數比較佳為M的原子數比以上。作為這種In-M-Zn氧化物的金屬元素的原子個數比，例如可以舉出In:M:Zn=1:1:1或其附近的組成、In:M:Zn=1:1:1.2或其附近的組成、In:M:Zn=1:3:2或其附近的組成、In:M:Zn=1:3:4或其附近的組成、In:M:Zn=2:1:3或其附近的組成、In:M:Zn=3:1:2或其附近的組成、In:M:Zn=4:2:3或其附近的組成、In:M:Zn=4:2:4.1或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:3或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:6或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:7或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:8或其附近的組成、In:M:Zn=6:1:6或其附近的組成及In:M:Zn=5:2:5或其附近的組成等。注意，附近的組成包括所希望的原子個數比的±30%的範圍。

例如，當記載為原子個數比為In:Ga:Zn =4:2:3或其附近的組成時包括如下情況：In為4時，Ga為1以上且3以下，Zn為2以上且4以下。此外，當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=5:1:6或其附近的組成時包括如下情況：In為5時，Ga大於0.1且為2以下，Zn為5以上且7以下。此外，當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=1:1:1或其附近的組成時包括如下情況：In為1時，Ga大於0.1且為2以下，Zn大於0.1且為2以下。

另外，半導體層也可以包括組成不同的兩層以上的金屬氧化物層。例如，較佳為採用In:M:Zn= 1:3:4[原子個數比]或其附近的組成的第一金屬氧化物層與設置在該第一金屬氧化物層上的In:M:Zn=1:1:1[原子個數比]或其附近的組成的第二金屬氧化物層的疊層結構。另外，元素M尤其較佳為使用鎵或鋁。

另外，例如，也可以採用選自銦氧化物、銦鎵氧化物及IGZO中的任一個與選自IAZO、IAGZO及ITZO(註冊商標)中的任一個的疊層結構等。

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氧化物半導體。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2×10 ¹⁸atoms/cm ³以下，較佳為2×10 ¹⁷atoms/cm ³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1×10 ¹⁸atoms/cm ³以下，較佳為2×10 ¹⁶atoms/cm ³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5×10 ¹⁸atoms/cm ³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1×10 ²⁰atoms/cm ³，較佳為低於1×10 ¹⁹atoms/cm ³，更佳為低於5×10 ¹⁸atoms/cm ³，進一步較佳為低於1×10 ¹⁸atoms/cm ³。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InO _X1(X1為大於0的實數))或銦鋅氧化物(以下，稱為In _X2Zn _Y2O _Z2(X2、Y2及Z2為大於0的實數))以及鎵氧化物(以下，稱為GaO _X3(X3為大於0的實數))或鎵鋅氧化物(以下，稱為Ga _X4Zn _Y4O _Z4(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InO _X1或In _X2Zn _Y2O _Z2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GaO _X3為主要成分的區域和以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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 InGaO ₃(ZnO) _m1(m1為自然數)或 In _(1+x0)Ga _(1-x0)O ₃(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GaO _X3為主要成分的區域與以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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，觀察到亮度高的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(mapping)影像，可確認到：具有以GaO _X3為主要成分的區域及以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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GaO _X3等為主要成分的區域及以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1為主要成分的區域的導電性高於以GaO _X3等為主要成分的區域。換言之，當載子流過以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1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GaO _X3等為主要成分的區域的絕緣性高於以In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1為主要成分的區域。換言之，當以GaO _X3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GaO _X3等的絕緣性及起因於In _X2Zn _Y2O _Z2或InO _X1的導電性的互補作用可以實現高通態電流(I _on)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。

另外，電晶體102至電晶體105中的任一個以上可以由OS電晶體形成。或者，電晶體102至電晶體105中的任一個以上也可以由通道形成區域含有矽的電晶體(以下，Si電晶體)形成。

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製程等容易得到。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，像素所包括的一個以上的電晶體也可以用p通道型電晶體形成。

圖3A是示出具有疊層結構的顯示裝置的一個例子的圖，圖3B是其展開圖及一部分的放大圖。具有疊層結構的顯示裝置可以以包括矽基板等的層310、包括佈線等的層320及包括發光器件的層330的順序層疊。在該疊層結構中，可以重疊電路而形成，因此可以使顯示裝置的邊框窄。

層310可以包括作為像素電路的組件的Si電晶體311及功能電路312。注意，Si電晶體311可以配置在不影響功能電路312的區域中。Si電晶體311例如相當於圖2A中的電晶體103、106、107。層320可以包括作為像素電路的組件的OS電晶體321。層330可以包括LED陣列331。

LED陣列331採用LED配置為矩陣狀的結構。作為LED，例如可以使用直徑或一邊為50μm以下的Micro LED或者直徑或一邊大於50μm且為200μm以下的Mini LED。

作為功能電路312，例如可以設置源極驅動器、閘極驅動器、記憶體電路、運算電路及電源電路中的任一個以上。另外，作為功能電路312，也可以設置像素10a所包括的脈衝信號生成部。注意，閘極驅動器及記憶體電路的一部分或全部也可以用OS電晶體形成。將在實施方式2說明疊層結構的詳細內容。

接著，參照圖2B至圖2D說明電晶體104的工作。電晶體104包括第一閘極及第二閘極，可以藉由對第二閘極供應適當的電位使臨界電壓(V _th)漂移。電晶體104可以對應作為影像資料而供應的資料電位VDATA使V _th漂移並可以藉由供應給源極的斜坡電位SLO控制導通的時序。

換言之，電晶體104可以對應資料電位VDATA的大小改變導通的時序。藉由該工作例如可以在低灰階及高灰階時利用PAM控制而在中間灰階時切換為PAM+PWM控制。有關根據灰階切換控制法的具體效果將在後面進行說明。

圖2B是用來說明施加到電晶體104的第二閘極(節點BG)的電位(Vbg)的時序圖。在此，作為供應至佈線122的斜坡電位SLO使用如圖2C所示的隨時間推移從上端(SLO_H)向下端(SLO_L)變化的斜坡波形的信號電位。供應至佈線121的資料電位VDATA與斜坡電位SLO的大小關係為SLO_H＞VDATA＞SLO_L。

首先，對佈線131、133、135供應使電晶體變為導通狀態的高電位，使電晶體101、電晶體105及電晶體108導通。

此時，節點BS的電位變為VDATA，節點BG的電位變為VSBG。另外，佈線122處於準備供應斜坡電位SLO的上端的電位SOL_H的待機狀態，電晶體104的第二閘極-源極間電壓(Vbgs)變為VSBG-SLO_H。

接著，使電晶體101、電晶體105及電晶體108變為非導通，對佈線136供應使電晶體變為導通狀態的高電位，使電晶體109導通。

在該時序同時開始供應斜坡電位SLO時，節點BS的電位變為SLO。此時，節點BG的電位因電容器113的電容耦合為VSBG-VDATA+SLO，斜坡電位SLO的供給初期的節點BG的電位可以為VSBG-VDATA+SLO_H。

之後，節點BG的電位隨著斜坡電位SLO下降。如圖2D所示，電晶體104的源極也被供應斜坡電位SLO。因此，電晶體104的Vbgs為VSBG-VDATA+SLO-SLO=VSBG-VDATA，其不受隨時間變化的斜坡電位SLO的大小的影響而恆定。

由此，可以按照資料電位VDATA的大小使電晶體104的V _th漂移一定量。在脈衝信號生成部11中，可以利用對應上述資料電位VDATA的大小的V _th漂移來控制生成的脈衝信號的寬度。

接著，按照灰階說明像素10a的工作。另外，作為下面說明的資料電位VDATA，低灰階使用VDATA1，中間灰階使用VDATA2，高灰階使用VDATA3 。另外，由於為發光器件110的驅動電晶體的電晶體103使用p通道型電晶體，所以電位的大小為VDATA1＞VDATA2＞ VDATA3。

例如，VDATA1是用於在8位灰階中的從灰階0至比中間灰階的下端小的灰階範圍內使發光器件110發光的資料電位。VDATA2是用於在中間灰階的下端至上端的範圍內使發光器件110發光的資料電位。VDATA3是用於在大於中間灰階的上端的灰階至灰階255的範圍內使發光器件110發光的資料電位。在此，可以隨意設定中間灰階的範圍，例如，可以將其設定為灰階32至灰階127的範圍等。

圖4A示出當作為資料電位使用VDATA1以低灰階使發光器件110發光時，電晶體104及其汲極電流-閘極電壓(I _d-V _g)特性的圖。

首先，電晶體104的節點BG被供應電位VSBG而變為Vbgs=VSBG-SLO_H時，電晶體104的I _d-V _g曲線從初始位置(未圖示)向由虛線表示的位置正向漂移。之後，由於電容器113的電容耦合變為Vbgs=VSBG-VDATA1時，電晶體104的I _d-V _g曲線向由實線表示的位置負向漂移並固定。有關Vbgs的變化將在後述的像素10a的工作說明中進行詳細說明。

圖4A中示出此時施加在電晶體104的第一閘極的資料電位VDATA1與臨界電壓(V _th1)，並示出當V _gs變為+V _gs1以上那麼大時電晶體104導通。

在電晶體104中，施加到第一閘極的電位固定為VDATA1，藉由向源極供應將電位從高到低進行掃描的斜坡電位SLO使V _gs變化。

圖4B是說明斜坡電位SLO、資料電位VDATA1與發光器件110的發光期間的關係的圖。

資料電位VDATA1是接近斜坡電位SLO的上端(SLO_H)附近的值，當SLO=VDATA1時，V _gs=0。在該基礎上，當斜坡電位SLO以V _gs再上升+V _gs1的方式下降時電晶體104的V _g達到V _th1，電晶體104變為導通。

發光器件110在進行節點N及節點W的重設工作以及對節點A寫入資料電位DATA1後開始發光。之後，直到電晶體104變為導通前發光器件110一直發光。當電晶體104變為導通時節點W的電位下降而電晶體107變為導通，由此可以使節點A的電位從DATA1變為重設電位VRESA。由此，發光器件110停止發光。

如圖4B所示，斜坡電位SLO在馬上要到達下端的SLO_L之前使電晶體104變為導通。以能這樣進行工作的方式調整斜坡電位SLO、資料電位VDATA1及V _th1的漂移量等的關係，可以使發光器件110幾乎在所有圖框期間發光。也就是說，也可以說在作為資料電位使用VDATA1時進行PAM控制。

圖5A示出當作為資料電位使用VDATA2以中間灰階使發光器件110發光時，電晶體104及其汲極電流-閘極電壓(I _d-V _g)特性的圖。

首先，電晶體104的節點BG被供應電位VSBG而變為Vbgs=VSBG-SLO_H時，電晶體104的I _d-V _g曲線從初始位置(未圖示)向由虛線表示的位置正向漂移。之後，由於電容器113的電容耦合變為Vbgs=VSBG-VDATA2時，電晶體104的I _d-V _g曲線向由實線表示的位置負向漂移並固定。

圖5A中示出此時施加在電晶體104的第一閘極的資料電位VDATA2與臨界電壓(V _th2)，並示出當V _gs進一步變為+V _gs2以上那麼大時電晶體104導通。

在電晶體104中，施加到第一閘極的電位固定為VDATA2，藉由向源極供應將電位從高到低進行掃描的斜坡電位SLO使V _gs變化。

圖5B是說明斜坡電位SLO、資料電位VDATA2與發光器件110的發光期間的關係的圖。

資料電位VDATA2是比VDATA1小的值，當SLO=VDATA2時，V _gs=0。在該基礎上，當SLO以V _gs上升+V _gs2的方式下降時電晶體104的V _g達到V _th2，電晶體104變為導通。

發光器件110在進行節點N及節點W的重設工作以及對節點A寫入資料電位DATA2後開始發光。之後，直到電晶體104變為導通前發光器件110一直發光。當電晶體104變為導通時節點W的電位下降而電晶體107變為導通，由此可以使節點A的電位從DATA2變為重設電位VRESA。由此，發光器件110停止發光。

如圖5B所示，在斜坡電位SLO下降過程中使電晶體104變為導通。以能這樣進行工作的方式調整斜坡電位SLO、資料電位VDATA2及V _th2的漂移量等的關係，可以使發光器件110在圖框期間的中途停止發光。也就是說，除了能以資料電位DATA2進行發光之外還能夠將發光期間控制為較短，由此也可以說在作為資料電位使用VDATA2時進行PAM+PWM控制。

圖6A示出當作為資料電位使用VDATA3以低灰階使發光器件110發光時，電晶體104及其汲極電流-閘極電壓(I _d-V _g)特性的圖。

首先，電晶體104的節點BG被供應電位VSBG而變為Vbgs=VSBG-SLO_H時，電晶體104的I _d-V _g曲線從初始位置(未圖示)向由虛線表示的位置正向漂移。之後，由於電容器113的電容耦合變為Vbgs=VSBG-VDATA1時，電晶體104的I _d-V _g曲線向由實線表示的位置負向漂移並固定。

圖6A中示出此時施加在電晶體104的第一閘極的資料電位VDATA3與臨界電壓(V _th3)，並示出當V _gs變為+V _gs3以上那麼大時電晶體104導通。

在電晶體104中，施加到第一閘極的電位固定為VDATA3，藉由向源極供應將電位從高到低進行掃描的斜坡電位SLO使V _gs變化。

圖6B是說明斜坡電位SLO、資料電位VDATA3與發光器件110的發光期間的關係的圖。

資料電位VDATA3是接近斜坡電位SLO的上端(SLO_H)附近的值，當SLO=VDATA1時，V _gs=0。在該基礎上，當斜坡電位SLO以V _gs上升+V _gs3的方式下降時電晶體104的V _g達到V _th3，電晶體104變為導通。

發光器件110在進行節點N及節點W的重設工作以及對節點A寫入資料電位DATA3後開始發光。之後，直到電晶體104變為導通前發光器件110一直發光。當電晶體104變為導通時節點W的電位下降而電晶體107變為導通，由此可以使節點A的電位從DATA3變為重設電位VRESA。由此，發光器件110停止發光。

如圖6B所示，斜坡電位SLO在馬上要到達下端的SLO_L之前使電晶體104變為導通。以能這樣進行工作的方式調整斜坡電位SLO、資料電位VDATA3及V _th3的漂移量等的關係，可以使發光器件幾乎在所有圖框期間發光。也就是說，也可以說在作為資料電位使用VDATA3時進行PAM控制。

接著，參照圖7所示的時序圖及圖8A至圖9B的說明電路工作的圖，對使用中間灰階的資料電位VDATA2時的像素10a的工作進行說明。注意，圖8A至圖9B所示的虛線箭頭表示供應到電路內的電位，點線箭頭表示流過發光器件110的電流(I _LED)。

首先，在時間T1，對佈線131、132、133、134、135、136供應低電位(“L”)。此時，電晶體107導通，被供應至佈線123的重設電位VRESW(低電位)被供應到節點W(參照圖8A)。該工作是節點W的重設工作，此時電晶體106成為非導通。

在時間T2，對佈線131、132、133、134、135供應高電位(“H”)，對佈線136供應低電位(“L”)。此時，電晶體107變為非導通。另外，電晶體101、102、105導通，資料電位VDATA2被供應至節點N、節點BS及節點A。並且，電晶體103導通，發光器件110根據資料電位VDATA2發光(參照圖8B)。

另外，電晶體108導通，供應至佈線128的電位VSBG(低電位)被供應至節點BG。此時，佈線122被供應與斜坡電位SLO的上端(SLO_H)相同的電位，電晶體104的Vbgs變為VSBG-SLO_H。在此，由於VSBG＜SLO_H，所以電晶體104的Id-Vg特性如圖5A的由虛線表示的Id-Vg曲線那樣大幅正向漂移。

在時間T3，對佈線131、132、133、135供應低電位(“L”)，對佈線134、136供應高電位(“H”)。此時，電晶體101、102、105、108變為非導通，電晶體109導通(參照圖9A)。

另外，從時間T3至時間T10，對佈線122供應斜坡電位SLO。在此，節點BS的電位從VDATA2被改寫為SLO，所以節點BG的電位由於電容器113的電容耦合變為VSBG-VDATA2+SLO。

另外，電晶體104的源極也被供應斜坡電位SLO。為此，電晶體104的Vbgs變為VSBG-VDATA2+SLO-SLO=VSBG-VDATA2，不受斜坡電位SLO的影響為固定的值。因此，電晶體104的Id-Vg特性如圖5A的由實線表示的Id-Vg曲線那樣負向漂移並固定。

電晶體104在V _gs因斜坡電位SLO下降而增加的量沒達到+V _gs2(參照圖5A和圖5B)之前不會變為導通。圖9A示出V _gs的增加量到達+V _gs2之前的狀態(VDATA2-SLO＜+V _gs2)，在該期間發光器件110持續發光。

圖9B示出在時間T8V _gs的增加量大於+V _gs2狀態(VDATA2-SLO＞+V _gs2)的例子，電晶體104導通，節點W的電位降至SLO，電晶體106導通。並且，供應至佈線124的重設電位VRESA(高電位)被供應至節點A，電晶體103變為非導通，發光器件110停止發光。

如上所述，藉由採用在斜坡電位SLO下降中途使發光器件110停止發光的資料電位DATA2，可以進行PAM+PWM控制。

圖10是說明使用低灰階的資料電位VDATA1或高灰階的資料電位VDATA3時的像素10a的工作的時序圖。

圖10在作為資料電位使用VDATA1或VDATA3這一點上與圖7不同，斜坡電位SLO到達下端的SLO_L或其附近為止電晶體104不變為導通而發光器件110持續發光。因此，發光器件110在大半個圖框期間都發光，由此可以說進行PAM控制。

注意，像素10a與上述工作不同，其可以在整個灰階進行PAM控制或PWM控制。

例如，藉由進行對節點A供應重設電位VRESA不使電晶體102變為導通的工作，僅藉由PWM控制就可以使發光器件110發光。

另外，藉由代替斜坡電位SLO進行一直供應高電位(例如，與SLO_H同程度的電位)不使電晶體104變為導通的工作，電晶體106一直處於非導通狀態，由此僅藉由PAM控制就可以使發光器件110發光。

另外，本發明的一個實施方式的像素也可以採用圖11A所示的像素10b的結構。圖11A所示的結構在電晶體108的源極和汲極中的另一個與佈線122電連接這一點上與圖2A所示的像素10a不同。

雖然像素10a中示出作為初始背閘極電位從佈線128向節點BG供應VSBG的例子，但是像素10b中供應斜坡電位SLO。在該情況下，較佳為初始的斜坡電位為不使電晶體104變為導通程度的低電位。藉由採用該結構可以減少佈線128。

另外，如圖11B所示，佈線131、132、133、135也可以與公共閘極線GL連接。如圖7及圖10的時序圖所示，這些佈線可以在同一時序供應同一電位，由此可以共用佈線。另外，雖然圖11B示出像素10a的結構例子，但是本實施方式所示的其他結構的像素也可以使用公共閘極線GL。

另外，也可以如圖12A的像素10c所示地使發光器件的一個電極(陽極)與佈線125電連接並使另一個電極(陰極)與電晶體103的源極和汲極中的另一個電連接。像素10a及像素10c的結構可以根據所使用的發光器件110的端子的規格進行區分。

另外，在像素10a、10b、10c的結構中，在作為n通道型電晶體使用OS電晶體時，如圖12B所示，也可以採用電晶體101、102、105、108、109具有背閘極的結構。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，也可以採用對背閘極供應恆電位的結構。藉由對背閘極供應恆電位，可以控制臨界電壓。

此外，為了提高顯示裝置的顯示品質，也可以對為發光器件110的驅動電晶體的電晶體103的V _th進行校正。

例如，如圖13A所示，可以藉由採用對圖1所示的結構追加電晶體115、電晶體116及電容器114的結構來進行電晶體103的V _th的內部校正。

電晶體115的源極和汲極中的一個與電晶體103的源極和汲極中的另一個及電容器114的一個電極電連接。電晶體115的源極和汲極中的另一個與電容器114的另一個電極及佈線125電連接。電晶體115的閘極與佈線137電連接。

電晶體116的源極和汲極中的一個與電晶體103的源極和汲極中的一個電連接。電晶體116的源極和汲極中的另一個與佈線139電連接。電晶體116的閘極與佈線138電連接。

佈線137、138具有用於控制各電晶體的導通的閘極線的功能。佈線139是放電路徑，可以設定為低電位線。另外，將供應至佈線125的高電源電位記作LVDD。另外，佈線121在一定期間內被交替地供應資料電位VDATA和電位V0。電位V0只要是電晶體103的源極電位為LVDD、閘極電位為V0時導通的電位即可，例如可以設定為0V等低電位。

電晶體115用作用於使電晶體103的源極電位暫時固定的開關。電晶體116具有在V _th取得時連接電晶體103與為放電路徑的佈線139的開關的功能。另外，雖然圖13A中示出電晶體115、116使用n通道型電晶體的例子，但是也可以使用p通道型電晶體。電容器114是電晶體103的源極電位的儲存電容器，並具有比電容器111充分大的容量。

參照圖13B所示的時序圖及圖14A至圖15B的說明電路工作的圖對電晶體103的V _th校正工作進行說明。注意，與發光器件110的發光有關的工作的說明與之前的說明相同而省略其說明。

首先，在時間T1對佈線137供應高電位(“H”)使電晶體115導通。此時，電晶體103的源極電位變為LVDD(參照圖14A)。

在時間T2開始時對佈線121供應電位V0。在該時序對佈線131、138供應高電位(“H”)。另外，對佈線137供應低電位(“L”)。此時，電晶體101、102導通，電晶體103的閘極被供應電位V0。另外，電晶體115為非導通狀態而電晶體116導通，電晶體103導通，源極電位開始下降。並且，源極電位從LVDD放電至V0-V _th時電晶體103變為非導通(參照圖14B)。

在時間T2與時間T3之間，供應至佈線121的電位從V0切換為VDATA。在該時序對佈線132供應高電位(“H”)。另外，對佈線138供應低電位(“L”)，使電晶體116變為非導通。此時，電晶體103的閘極被供應資料電位VDATA。

在此，由於電容器114具有比電容器111充分大的容量，電晶體103的源極電位實質上保持V0-V _th(參照圖15A)。因此，此時的電晶體103的V _gs為VDATA-V0+V _th。

在時間T3對佈線137供應高電位(“H”)，對佈線131、132供應低電位(“L”)。此時，電晶體101、102變為非導通，電晶體103的源極電位變為LVDD。並且，根據由電容器111保持的V _gs=VDATA-V0+V _th，電晶體103導通，發光器件110流過電流I _LED(參照圖15B)。

I _LED遵循電晶體103中流過的汲極電流的數學式I _d=β/2(V _gs-V _th) ²。在此，β為係數。當將V _gs=VDATA-V0+V _th代入上述數學式時，包含V _th的項被取消，由此也可以說汲極電流不受V _th影響。也就是說，I _LED不受電晶體103的V _th的偏差影響，由此可以提高顯示裝置的顯示品質。

接著，說明在本發明的一個實施方式中可實施的切換PAM控制與PAM+PWM控制的效果。

圖16A是示出根據γ曲線(γ值=2)的灰階(輸入值8bit)與亮度(輸出值)的關係的圖。本發明的一個實施方式的像素10a至像素10c可以進行圖16A所示的輸入輸出，並且可以在所希望的灰階範圍內切換工作方法。

例如，低亮度32灰階(相當於0至31灰階的亮度)及高亮度128灰階(相當於128至255灰階的亮度)以PAM控制進行工作，中間96灰階(相當於32至127灰階的亮度)以PWM+PWM控制進行工作。藉由該工作可以顯示色度偏移少的影像。注意，不侷限於此，可以任意地設定工作方法及切換的時序。或者，也可以整個區域以PAM控制和PWM控制中的一個進行工作。

圖16B以發光器件的發光強度與發光時間說明上述工作的圖。標記內側或箭頭所表示的數值為灰階的輸入值。

低亮度32灰階及高亮度128灰階相對來說在較長的發光時間進行PAM控制工作來使發光器件發光。PAM控制可以藉由控制振幅來控制發光器件的發光強度，因此即使是在PWM控制中難以控制的低亮度也可以精准地進行控制。

在中間96灰階，藉由使中等程度範圍的發光強度及脈衝信號的寬度的兩者可變來進行PAM+PWM控制工作，由此使發光器件發光。在中間96灰階不需要使用極短時間的發光期間(極短寬度的脈衝信號)，因此藉由PWM控制也可以正常進行控制。由於在中間96灰階的控制是藉由改變發光強度和發光時間的兩者而進行的，所以可以將之稱為PAM+PWM控制。

圖17A是說明在PAM控制中改變發光器件的亮度時的峰波長變化的一個例子的圖。上述特性中的極小值與最大值之差為色度偏移的範圍(R1)。在從低亮度至高亮度藉由PAM控制進行發光工作時色度偏移較大，因此有時顯示品質下降。

圖17B是說明在進行參照圖16A及圖16B所說明的工作時的改變發光器件的亮度時的峰波長變化的一個例子的圖。在圖17A中的極小值附近的範圍內進行PAM+PWM控制，因此可以使該範圍的峰波長的變動較小。由此，可以使色度偏移的範圍(R2)小於R1。也就是說，藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置並進行上述例子的工作，可以減輕顯示品質的下降。

圖18是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的方塊圖。顯示裝置包括像素陣列13、源極驅動器20及閘極驅動器30。像素陣列13包括配置在列方向及行方向上的像素10。作為像素10，可以使用在本實施方式中說明的像素10a至像素10c。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。

另外，顯示裝置中設有斜坡電位供應電路40，該斜坡電位供應電路40與像素10電連接。斜坡電位供應電路40與斜坡電位生成電路50電連接。

可以將移位暫存器等時序電路用作源極驅動器20、閘極驅動器30及斜坡電位供應電路40。注意，源極驅動器20可以對像素10供應資料電位VDATA。

注意，可以在圖3A及圖3B所示的層310中形成源極驅動器20、閘極驅動器30及斜坡電位供應電路40。另外，可以設置在藉由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)法等連接的IC晶片中。

這裡示出閘極驅動器30配置在像素陣列13的一側的例子，但也可以隔著像素陣列13對置地設置兩個閘極驅動器30並分割驅動行。

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 在本實施方式中，說明圖3A及圖3B所示的本發明的一個實施方式的顯示裝置的疊層結構。

圖19A示出本發明的一個實施方式的顯示裝置100A的剖面圖。顯示裝置100A具有依次層疊有設置有像素電路的驅動電路等所包括的電晶體的層310、設置有像素電路所包括的電晶體及佈線等的層320以及設置有像素電路所包括的LED等發光器件的層330的結構。

注意，在本實施方式中，為了便於理解將顯示裝置分為多個層而進行說明，但層的境界沒有嚴密定義。例如，即使是作為層310的組件說明的組件，在該組件位於層310與層320的境界附近的情況下，該組件也可以說是層320的組件。另外，只要該組件的功能不被妨礙，該組件就可以位於層310之外的層中。另外，在本發明的一個實施方式中，根據需要也可以還設置各層所包括的絕緣層及導電層之外的其他絕緣層及導電層。另外，根據需要也可以省略各層所包括的絕緣層及導電層的一部分。

層310例如包括像素電路的驅動電路(閘極驅動器和源極驅動器中的一者或兩者)、記憶體電路、運算電路等的組件的電晶體140。因為電晶體140需要高速工作，所以較佳為使用在通道形成區域中包含矽(單晶矽、多晶矽或非晶矽等)的電晶體(以下，Si電晶體)。圖19A是作為基板150使用單晶矽的例子，電晶體140在基板150中包括通道形成區域。

像素電路的驅動電路的一部分也可以設置在連接於該像素電路的外置型IC晶片內。

電晶體140包括導電層145、絕緣層144、絕緣層146及一對低電阻區域143。導電層145被用作閘極。絕緣層144位於導電層145與基板150之間，並被用作閘極絕緣層。絕緣層146覆蓋導電層145的側面地設置，並被用作側壁。一對低電阻區域143是基板150中的摻雜有雜質的區域，其中一個被用作電晶體的源極，另一個被用作電晶體的汲極。另外，電晶體的周圍設置有元件分離層142。

覆蓋電晶體140地設置有絕緣層149，絕緣層149上設置有導電層148。另外，設置在絕緣層149中的開口部嵌入有導電層147。導電層148藉由導電層147與一對低電阻區域143中的一個電連接。另外，覆蓋導電層148地設置有絕緣層151。導電層148被用作佈線。該佈線可以使作為組件包括電晶體140的電路中的其他電晶體、像素電路或者其他電路等彼此電連接。

層320包括作為像素電路的組件的電晶體160、絕緣層152、絕緣層162、絕緣層163、絕緣層181、絕緣層182、絕緣層183、導電層184a、導電層184b、絕緣層185、絕緣層186、絕緣層187、導電層192、導電層195、導電層196及導電層197。這些組件中的一個或多個有時被認為電晶體的組件，但是在本實施方式中，不將其包括在電晶體的組件中而進行說明。層320所包括的各導電層及各絕緣層不侷限於單層結構也可以採用疊層結構。

絕緣層152設置在層310上。絕緣層152被用作防止水及氫等雜質從層310向電晶體160擴散以及氧從電晶體160所包括的金屬氧化物層165向層310一側脫離的氧障壁層。作為絕緣層152，例如可以使用與氧化矽膜相比氫及氧不容易擴散的膜諸如氧化鋁膜、氧化鉿膜、氮化矽膜等。

電晶體160包括導電層161、絕緣層163、絕緣層164、金屬氧化物層165、一對導電層166、絕緣層167及導電層168等。

電晶體160較佳為在通道形成區域中包含金屬氧化物層165的電晶體(OS電晶體)。金屬氧化物層165具有與一對導電層166中的一個重疊的第一區域、與一對導電層166中的另一個重疊的第二區域以及該第一區域與該第二區域之間的第三區域。

OS電晶體不需貼合製程等，可以形成在隔著絕緣層等與Si電晶體重疊的區域中。因此，可以以簡單製程製造疊層型器件，從而可以降低製造成本。

另外，與使用非晶矽的電晶體相比，OS電晶體具有移動率高而能夠進行高速工作，可靠性高等特徵。另外，用於OS電晶體的金屬氧化物可以在成膜製程中形成，從而可以不使用在多晶矽的晶化製程中需要的雷射裝置等。因此，藉由使用OS電晶體，可以製造廉價且可靠性高的顯示裝置。

絕緣層152上設置有導電層161及絕緣層162，並且覆蓋導電層161及絕緣層162地設置有絕緣層163。絕緣層163上設置有絕緣層164，絕緣層164上設置有金屬氧化物層165。

導電層161被用作閘極電極，絕緣層163及絕緣層164被用作閘極絕緣層。導電層161具有隔著絕緣層163及絕緣層164與金屬氧化物層165重疊的區域。絕緣層163較佳為與絕緣層152同樣使用被用作障壁層的材料形成。與金屬氧化物層165接觸的絕緣層164較佳為使用氧化矽膜等氧化物絕緣膜。

一對導電層166分開地設置在金屬氧化物層165上。一對導電層166中的一個被用作電晶體的源極，另一個被用作汲極。覆蓋金屬氧化物層165及一對導電層166地設置有絕緣層181，絕緣層181上設置有絕緣層182。

絕緣層181及絕緣層182中設置有到達金屬氧化物層165的開口部，絕緣層167及導電層168埋入在該開口部的內部。該開口部設置在與金屬氧化物層165的第三區域重疊的位置。絕緣層167具有與絕緣層181的側面及絕緣層182的側面重疊的區域。導電層168具有隔著絕緣層167與絕緣層181的側面及絕緣層182的側面重疊的區域。

導電層168被用作閘極電極，絕緣層167被用作閘極絕緣層。導電層168具有隔著絕緣層167與金屬氧化物層165重疊的區域。

而且，覆蓋絕緣層182、絕緣層167及導電層168的頂面地設置有絕緣層183及絕緣層185。

絕緣層181及絕緣層183較佳為與絕緣層152同樣使用被用作障壁層的材料形成。藉由由絕緣層181覆蓋一對導電層166，可以抑制因包含在絕緣層182中的氧而一對導電層166的氧化。

與一對導電層166中的一個及導電層195電連接的插頭埋入在設置於絕緣層181、絕緣層182、絕緣層183及絕緣層185中的開口部內。該插頭可以包括與該開口部的側面及一對導電層166中的一個頂面接觸的導電層184b及埋入在該導電層184b的內側的導電層184a。導電層184b較佳為使用不容易擴散氫及氧的導電材料形成。

絕緣層185上設有導電層192、導電層195及絕緣層186。另外，絕緣層186上設有導電層196、導電層197及絕緣層187。導電層195藉由插頭與導電層196電連接。導電層192藉由插頭與導電層197電連接。

在此，絕緣層186可以具有平坦化功能。絕緣層187、導電層196及導電層197被用作貼合層。導電層196及導電層197具有埋入絕緣層187的區域。導電層196、導電層197及絕緣層187的表面以高度分別一致的方式被平坦化。

層330包括設在支撐層118上的發光器件110。發光器件110的側面由絕緣層189密封，發光器件110的頂面設有絕緣層188、導電層198及導電層199。導電層198與發光器件110的一個電極電連接，導電層199與發光器件110的另一個電極電連接。作為絕緣層189，較佳為使用絕緣樹脂層等。

在此，絕緣層188、導電層198及導電層199被用作貼合層。導電層198及導電層199具有埋入絕緣層188的區域。導電層198、導電層199及絕緣層188的表面以高度分別一致的方式被平坦化。

層330的表面(絕緣層188、導電層198及導電層199)與層320的表面(絕緣層187、導電層196及導電層197)貼合。在此，絕緣層188與絕緣層187貼合而接合在一起。導電層198與導電層196貼合而接合在一起，兩者電連接。導電層199與導電層197貼合而接合在一起，兩者電連接。

絕緣層188及絕緣層187較佳為由相同的成分構成。另外，導電層198及導電層196較佳為由主成分相同的金屬形成。此外，導電層199及導電層197較佳為由主成分相同的金屬形成。

例如，絕緣層187、188較佳為使用具有氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、氧化鋁、氧化鉿、氮化鈦等無機絕緣材料中的一個以上的單層或疊層形成。

另外，可以將銅、鋁、錫、鋅、鎢、銀、鉑或金等用於導電層196至199。為了容易進行接合，較佳為使用銅、鋁、鎢或金。

電晶體160可以被用作構成像素電路的電晶體。電晶體140可以被用作構成用來驅動該像素電路的驅動電路(閘極驅動器和源極驅動器中的一者或兩者)的電晶體。注意，電晶體140也可以為構成像素電路的電晶體。另外，電晶體140及160也可以被用作構成運算電路及記憶體電路等各種電路的電晶體。

藉由採用這種結構，在發光器件的正下除形成像素電路所包括的電晶體等組件外還可以形成驅動電路所包括的電晶體等組件，因此與在顯示部的外側設置驅動電路的情況相比，可以使顯示裝置小型化。另外，可以實現窄邊框(非顯示區域窄)的顯示裝置。

發光器件110包括半導體層173、發光層174、半導體層175，以上述順序在支撐層118上依次設置。另外，半導體層173上設有導電層176。發光層174與半導體層175的疊層以及導電層176被絕緣層117覆蓋。半導體層175藉由設在絕緣層117的第一開口部與導電層198電連接。導電層176藉由設在絕緣層117的第二開口部與導電層199電連接。

例如，將藉由磊晶生長法在藍寶石基板上形成的氮化鎵等作為支撐層118，加工在支撐層118上形成的半導體層173、發光層174、半導體層175、絕緣層117及導電層176來形成多個發光器件110。可以將藉由該製程形成的多個發光器件稱為以單片結構形成的發光器件。

接著，在發光器件110上形成絕緣層189及貼合層，在同一製程將多個發光器件110與層320貼合。然後，進行剝離藍寶石基板的製程，得到顯示裝置100A所示的結構。

發光層174被夾在半導體層173和半導體層175之間。在發光層174中，電子和電洞鍵合而發射光。半導體層173和半導體層175中的一個可以使用n型半導體層，另一個可以使用p型半導體層。另外，發光層174可以使用n型、i型或p型半導體層。

包括半導體層173、發光層174及半導體層175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器件。另外，也可以使用除上述化合物外的化合物。

另外，發光器件110所包括的pn接面或pin接面既可以是同質接面，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接面的發光器件、使用奈米柱的發光器件等。

例如，作為發射從紫外至藍色波長區域的光的發光器件，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器件，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器件，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器件，可以使用鎵-砷化合物等的材料。

當設置在同一面上的多個發光器件110例如具有R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)等不同發光顏色的結構時，可以顯示彩色影像。

另外，設置在同一面上的所有發光器件110也可以都具有發射相同顏色的光的結構。此時，從發光層174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。在顯示裝置的實施方式3中詳細說明該結構。

另外，本實施方式的顯示裝置也可以包括發射紅外光的發光器件。發射紅外光的發光器件例如可以被用作紅外光感測器的光源。

注意，雖然在圖19A中示出層330貼合於層320的方式，但也可以如圖19B所示的顯示裝置100B那樣，使用倒裝銲接機等安裝單個發光器件110並由絕緣層189密封。

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，說明在實施方式2所說明的顯示裝置的發光器件的光發射側設置顏色轉換層的結構。注意，與實施方式2相同的組件省略其詳細說明。

圖20示出顯示裝置100E的剖面圖。顯示裝置100E包括發射紅色光的像素20R、發射綠色光的像素20G以及發射藍色光的像素20B。另外，被設置發光器件的層330上設置有層340。層340設置有顏色轉換層、彩色層及遮光層等。

像素20R包括發光器件110R。像素20G包括發光器件110G。像素20B包括發光器件110B。發光器件110R、發光器件110G及發光器件110B都發射相同顏色的光。換言之，發光器件110R、發光器件110G、發光器件110B都可以採用相同結構。

明確而言，發光器件110R、發光器件110G及發光器件110B較佳為都發射藍色光。當構成彩色影像時，可以使用發射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的光的三原色的像素。在本實施方式所說明的顯示裝置中，像素使用顏色轉換層，使得將發光器件所發射的光轉換為所需的顏色的光而發射到外部。在此，因為在使用發射藍色光的發光器件時發射藍色光的像素不需要使用顏色轉換層，所以可以降低製造成本。

紅色的像素20R中的重疊於發光器件110R的區域設置有顏色轉換層360R及彩色層361R。發光器件110R所發射的光在顏色轉換層360R中從藍色轉換為紅色，在彩色層361R中紅色光的純度提高，而該光被發射到顯示裝置100E的外部。另外，也可以省略彩色層361R。

綠色的像素20G中的重疊於發光器件110G的區域設置有顏色轉換層360G及彩色層361G。發光器件110G所發射的光在顏色轉換層360G中從藍色轉換為綠色，在彩色層361G中綠色光的純度提高，而該光被發射到顯示裝置100E的外部。另外，也可以省略彩色層361G。

藍色的像素20B中的重疊於發光器件110B的區域設置有彩色層361B。發光器件110B所發射的藍色光在彩色層361B中提高純度，而該光被發射到顯示裝置100E的外部。另外，也可以省略彩色層361B。如上所述那樣，在藍色的像素20B中可以省略顏色轉換層。

因為在顯示裝置100E中在基板上製造僅一種發光器件即可，所以與製造多種發光器件時相比可以使製造裝置及製程簡化。

各顏色的像素之間設置有遮光層350。遮光層350設置在至少遮蔽發光器件110沿著橫向方向發射的光的位置。根據需要也可以還設置在遮蔽發光器件110沿著傾斜方向發射的光的位置。另外，支撐層118上設置有覆蓋像素周圍的遮光層351。

藉由設置遮光層350及遮光層351，可以抑制發光器件所發射的光進入相鄰的其他顏色的像素區域中，從而可以防止混色。因此，可以提高顯示裝置的顯示品質。另外，也可以設置有遮光層350和遮光層351中的一個。

構成遮光層350及遮光層351的材料沒有特別的限制，例如可以使用金屬材料等無機材料或者包含顏料(碳黑等)或染料的樹脂材料等的有機材料。另外，遮光層351也可以層疊各顏色的彩色層而形成。例如，可以層疊紅色、綠色、藍色這三個顏色的彩色層而形成。

另外，發光器件110R、發光器件110G及發光器件110B各自也可以發射其光子能量比藍色光高的波長的光。例如，可以使用能夠發射藍紫色、紫色或紫外等的光(UV光)的發光器件。藉由使用光子能量高的光，可以在顏色轉換層中高效地進行顏色轉換。

在此情況下，如圖21所示的顯示裝置100F那樣，藍色的像素20B中的重疊於發光器件110B的區域設置有顏色轉換層360B及彩色層361B。發光器件110B所發射的光在顏色轉換層360B中從藍紫色、紫色或紫外轉換為藍色，在彩色層361B中藍色光的純度提高，而該光被發射到顯示裝置100E的外部。另外，也可以省略彩色層361B。

作為顏色轉換層較佳為使用螢光體或量子點(QD：Quantum dot)。特別是，量子點的發射光譜的峰寬窄，因此可以得到色純度高的發光。因此，能夠提高顯示裝置的顯示品質。

顏色轉換層藉由液滴噴射法(例如，噴墨法)、塗佈法、壓印(imprinting)法及各種印刷法(網版印刷法、膠印法)等形成。另外,也可以使用量子點薄膜等的顏色轉換膜。

在對成為顏色轉換層的膜進行加工時，可以使用光微影法。例如，可以使用在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩，藉由蝕刻等對該薄膜進行加工，並去除光阻遮罩的方法。另外，也可以使用在形成具有感光性的薄膜之後，進行曝光及顯影來將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。例如，使用混合量子點而成的感光性材料形成薄膜，藉由光微影法對該薄膜進行加工，由此可以形成島狀顏色轉換層。

作為構成量子點的材料，沒有特別的限制，例如可以舉出第14族元素、第15族元素、第16族元素、包含多個第14族元素的化合物、第4族至第14族的元素和第16族元素的化合物、第2族元素和第16族元素的化合物、第13族元素和第15族元素的化合物、第13族元素和第17族元素的化合物、第14族元素和第15族元素的化合物、第11族元素和第17族元素的化合物、氧化鐵類、氧化鈦類、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)類、各種半導體簇等。

明確而言，可以舉出硒化鎘、硫化鎘、碲化鎘、硒化鋅、氧化鋅、硫化鋅、碲化鋅、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化銦、磷化銦、砷化鎵、磷化鎵、氮化銦、氮化鎵、銻化銦、銻化鎵、磷化鋁、砷化鋁、銻化鋁、硒化鉛、碲化鉛、硫化鉛、硒化銦、碲化銦、硫化銦、硒化鎵、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化銻、硒化銻、碲化銻、硫化鉍、硒化鉍、碲化鉍、矽、碳化矽、鍺、錫、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化鋁、硫化鋁、硫化鋇、硒化鋇、碲化鋇、硫化鈣、硒化鈣、碲化鈣、硫化鈹、硒化鈹、碲化鈹、硫化鎂、硒化鎂、硫化鍺、硒化鍺、碲化鍺、硫化錫、硒化錫、碲化錫、氧化鉛、氟化銅、氯化銅、溴化銅、碘化銅、氧化銅、硒化銅、氧化鎳、氧化鈷、硫化鈷、氧化鐵、硫化鐵、氧化錳、硫化鉬、氧化釩、氧化鎢、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋯、氮化矽、氮化鍺、氧化鋁、鈦酸鋇、硒鋅鎘的化合物、銦砷磷的化合物、鎘硒硫的化合物、鎘硒碲的化合物、銦鎵砷的化合物、銦鎵硒的化合物、銦硒硫的化合物、銅銦硫的化合物以及它們的組合等。此外，也可以使用以任意比率表示組成的所謂的合金型量子點。

作為量子點的結構，有核型、核殼(Core-Shell)型、核多殼(Core-Multishell)型等。此外，在量子點中，由於表面原子的比例高，因此反應性高而容易發生聚集。因此，為了防止量子點的聚集並提高分散介質中的分散性，較佳的是，量子點的表面附著有保護劑或設置有保護基。此外，由此還可以降低反應性來提高電穩定性。

量子點其尺寸越小能帶間隙越大，因此適當地調節其尺寸以獲得所希望的波長的光。隨著結晶尺寸變小，量子點的發光向藍色一側(亦即，向高能量一側)遷移，因此，藉由改變量子點的尺寸，可以在涵蓋紫外區域、可見光區域和紅外區域的光譜的波長區域中調節其發光波長。通常使用的量子點的尺寸(直徑)為例如0.5nm以上且20nm以下，較佳為1nm以上且10nm以下。量子點其尺寸分佈越小發射光譜越窄，因此可以獲得色純度高的發光。另外，對量子點的形狀沒有特別的限制，可以為球狀、棒狀、圓盤狀、其他的形狀。為棒狀量子點的量子杆具有呈現有指向性的光的功能。

彩色層是使特定波長區域的光透過的有色層。例如，可以使用使紅色、綠色、藍色或黃色的波長區域的光透過的濾色片等。作為可用於彩色層的材料，可以舉出金屬材料、樹脂材料、含有顏料或染料的樹脂材料等。

注意，雖然使用顯示裝置100A的結構示出顯示裝置100E及顯示裝置100F的基本結構，但也可以用於實施方式2所示的顯示裝置100B。

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 在本實施方式中，參照圖22A及圖22B說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。

本實施方式的顯示裝置可以為高清晰的顯示裝置。因此，例如可以將本實施方式的顯示裝置用作手錶型及手鐲型等資訊終端設備(可穿戴裝置)的顯示部以及頭戴顯示器(HMD)等VR(Virtual Reality：虛擬實境)用設備及眼鏡型AR(Augmented Reality：擴增實境)用設備等可戴在頭上的可穿戴裝置的顯示部。

[顯示模組] 圖22A是顯示模組280的立體圖。顯示模組280包括在之前的實施方式中說明的顯示裝置100A及FPC290。注意，顯示模組280所包括的顯示裝置不侷限於顯示裝置100A，也可以是顯示裝置100B、顯示裝置100E、顯示裝置100F中的任意個。

顯示模組280包括基板291及基板292。顯示模組280包括顯示部281。顯示部281是顯示模組280中的影像顯示區域，並可以看到來自設置在下述像素部284中的各像素的光。

圖22B是基板291一側的結構的立體示意圖。基板291上層疊有電路部282、電路部282上的像素電路部283及該像素電路部283上的像素部284。此外，基板291的不與像素部284重疊的部分上設置有用來連接到FPC290的端子部285。端子部285與電路部282藉由由多個佈線構成的佈線部286電連接。

像素部284包括週期性地排列的多個像素284a。在圖22B的右側示出一個像素284a的放大圖。像素284a包括發光顏色互不相同的多個子像素(子像素10R、10G、10B)。該子像素可以採用在之前的實施方式中說明的各種結構。

像素電路部283包括週期性地排列的多個像素電路283a。

一個像素電路283a控制一個像素284a所包括的多個元件的驅動。一個像素電路283a可以由三個控制一個發光器件的發光的電路構成。例如，像素電路283a可以採用對於一個發光器件至少具有一個選擇電晶體、一個電流控制用電晶體(驅動電晶體)和電容器的結構。此時，選擇電晶體的閘極被輸入閘極信號，源極被輸入源極信號。由此，實現主動矩陣型顯示裝置。

電路部282包括用於驅動像素電路部283的各像素電路283a的電路。例如，較佳為包括閘極線驅動電路和源極線驅動電路中的一者或兩者。此外，還可以具有運算電路、記憶體電路和電源電路等中的至少一個。

FPC290用作從外部向電路部282供給視頻信號或電源電位等的佈線。此外，也可以在FPC290上安裝IC。

顯示模組280可以採用像素部284的下側重疊設置有像素電路部283和電路部282中的一者或兩者的結構，所以可以使顯示部281具有極高的開口率(有效顯示面積比)。例如，顯示部281的開口率可以為40%以上且低於100%，較佳為50%以上且95%以下，更佳為60%以上且95%以下。此外，能夠極高密度地配置像素284a，由此可以使顯示部281具有極高的清晰度。例如，顯示部281較佳為2000ppi以上、更佳為3000ppi以上、進一步較佳為5000ppi以上、更進一步較佳為6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素284a。

這種高清晰的顯示模組280適合用於HMD等VR用設備或眼鏡型AR用設備。例如，因為顯示模組280具有極高清晰度的顯示部281，所以在透過透鏡觀看顯示模組280的顯示部的結構中，即使用透鏡放大顯示部也使用者看不到像素，由此可以實現具有高度沉浸感的顯示。此外，不侷限於此，顯示模組280還可以應用於具有相對較小型的顯示部的電子裝置。例如，適合用於手錶型裝置等可穿戴式電子裝置的顯示部。

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5 在本實施方式中，使用圖23A至圖23D對本發明的一個實施方式的電子裝置進行說明。

本實施方式的電子裝置在顯示部中包括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的顯示裝置容易實現高清晰化及高解析度化。因此，可以用於各種電子裝置的顯示部。

因為本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高清晰度，所以可以適合用於包括較小的顯示部的電子裝置。作為這種電子裝置可以舉出手錶型及手鐲型資訊終端設備(可穿戴裝置)、可戴在頭上的可穿戴裝置等諸如頭戴顯示器等VR用設備、眼鏡型AR用設備及MR(Mixed Reality：混合實境)用設備等。

本發明的一個實施方式的顯示裝置較佳為具有極高的解析度諸如HD(像素數為1280×720)、FHD(像素數為1920×1080)、WQHD(像素數為2560×1440)、WQXGA(像素數為2560×1600)、4K(像素數為3840×2160)、8K(像素數為7680×4320)等。尤其是，較佳為設定為4K、8K或其以上的解析度。另外，本發明的一個實施方式的顯示裝置中的像素密度(清晰度)較佳為100ppi以上，較佳為300ppi以上，更佳為500ppi以上，進一步較佳為1000ppi以上，更進一步較佳為2000ppi以上，更進一步較佳為3000ppi以上，還進一步較佳為5000ppi以上，進一步較佳為7000ppi以上。藉由使用上述的具有高解析度和高清晰度中的一者或兩者的顯示裝置，在可攜式或家用等的電子裝置中可以進一步提高真實感及縱深感等。此外，對本發明的一個實施方式的顯示裝置的螢幕比例(縱橫比)沒有特別的限制。例如，顯示裝置可以適應1:1(正方形)、4:3、16:9、16:10等各種螢幕比例。

本實施方式的電子裝置也可以包括感測器(該感測器具有感測、檢測、測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)。

本實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；執行各種軟體(程式)的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能；等。

使用圖23A至圖23D說明可戴在頭上的可穿戴裝置的一個例子。這些可穿戴裝置具有顯示AR內容的功能、顯示VR內容的功能、顯示SR(Substitutional Reality：替代實境)內容的功能和顯示MR內容的功能中的至少一個。當電子裝置具有顯示AR、VR、SR、MR等中的至少一個的內容的功能時，可以提高使用者的沉浸感。

圖23A所示的電子裝置700A以及圖23B所示的電子裝置700B都包括一對顯示面板751、一對外殼721、通訊部(未圖示)、一對安裝部723、控制部(未圖示)、成像部(未圖示)、一對光學構件753、眼鏡架757以及一對鼻墊758。

顯示面板751可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置。

另外，在顯示裝置包括受光器件的情況下，可以利用該受光器件拍攝瞳孔來進行虹膜識別。另外，也可以利用該受光器件進行視線追蹤。藉由進行視線追蹤，可以確定使用者所看的物體及位置，因此可以進行電子裝置所具備的功能的選擇、軟體的執行工作等。

電子裝置700A及電子裝置700B都可以將由顯示面板751顯示的影像投影於光學構件753中的顯示區域756。因為光學構件753具有透光性，所以使用者可以與藉由光學構件753看到的透過影像重疊地看到顯示於顯示區域的影像。因此，電子裝置700A及電子裝置700B都是能夠進行AR顯示的電子裝置。

電子裝置700A及電子裝置700B上作為成像部也可以設置有能夠拍攝前方的照相機。另外，藉由在電子裝置700A及電子裝置700B設置陀螺儀感測器等的加速度感測器，可以檢測使用者的頭部朝向並將對應該方向的影像顯示在顯示區域756上。

通訊部具有無線通訊裝置，藉由該無線通訊裝置可以供應影像信號等。另外，代替無線通訊裝置或者除了無線通訊裝置以外還可以包括能夠連接供應影像信號及電源電位的電纜的連接器。

另外，電子裝置700A以及電子裝置700B設置有電池，可以以無線方式和有線方式中的一者或兩者進行充電。

圖23C所示的電子裝置800A以及圖23D所示的電子裝置800B都包括一對顯示部820、外殼821、通訊部822、一對安裝部823、控制部824、一對成像部825以及一對透鏡832。

顯示部820可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置。由此，使用者可以感受高沉浸感。

顯示部820設置在外殼821內部的藉由透鏡832能看到的位置上。另外，藉由在一對顯示部820間上顯示不同影像，可以進行利用視差的三維顯示。

可以將電子裝置800A以及電子裝置800B都稱為面向VR的電子裝置。裝上電子裝置800A或電子裝置800B的使用者藉由透鏡832能看到顯示在顯示部820上的影像。

電子裝置800A及電子裝置800B較佳為具有一種機構，其中能夠調整透鏡832及顯示部820的左右位置，以根據使用者的眼睛的位置使透鏡832及顯示部820位於最合適的位置上。此外，較佳為具有一種機構，其中藉由改變透鏡832及顯示部820之間的距離來調整焦點。

使用者可以使用安裝部823將電子裝置800A或電子裝置800B裝在頭上。在圖23C等中，例示出安裝部823具有如眼鏡的鏡腳(也稱為腳絲等)那樣的形狀，但是不侷限於此。只要使用者能夠裝上，安裝部823就例如可以具有頭盔型或帶型的形狀。

成像部825具有取得外部的資訊的功能。可以將成像部825所取得的資料輸出到顯示部820。在成像部825中可以使用影像感測器。另外，也可以設置多個相機以能夠對應望遠、廣角等多種視角。

注意，在此示出包括成像部825的例子，設置能夠測量出與物件的距離的測距感測器(以下，也稱為檢測部)即可。換言之，成像部825是檢測部的一個實施方式。作為檢測部例如可以使用影像感測器或雷射雷達(LiDAR：Light Detection and Ranging)等距離影像感測器。藉由使用由相機取得的影像以及由距離影像感測器取得的影像，可以取得更多的資訊，可以實現精度更高的姿態操作。

電子裝置800A也可以包括被用作骨傳導耳機的振動機構。例如，作為顯示部820、外殼821和安裝部823中的任一個或多個可以採用包括該振動機構的結構。由此，不需要另行設置頭戴式耳機、耳機或揚聲器等音響設備，而只裝上電子裝置800A就可以享受影像和聲音。

電子裝置800A以及電子裝置800B也可以都包括輸入端子。可以將供應來自影像輸出設備等的影像信號以及用於對設置在電子裝置內的電池進行充電的電力等的電纜連線到輸入端子。

本發明的一個實施方式的電子裝置也可以具有與耳機750進行無線通訊的功能。耳機750包括通訊部(未圖示)，並具有無線通訊功能。耳機750藉由無線通訊功能可以從電子裝置接收資訊(例如聲音資料)。例如，圖23A所示的電子裝置700A具有藉由無線通訊功能將資訊發送到耳機750的功能。另外，例如圖23C所示的電子裝置800A具有藉由無線通訊功能將資訊發送到耳機750的功能。

另外，電子裝置也可以包括耳機部。圖23B所示的電子裝置700B包括耳機部727。例如，可以採用以有線方式連接耳機部727和控制部的結構。連接耳機部727和控制部的佈線的一部分也可以配置在外殼721或安裝部723的內部。

同樣，圖23D所示的電子裝置800B包括耳機部827。例如，可以採用以有線方式連接耳機部827和控制部824的結構。連接耳機部827和控制部824的佈線的一部分也可以配置在外殼821或安裝部823的內部。另外，耳機部827和安裝部823也可以包括磁鐵。由此，可以用磁力將耳機部827固定到安裝部823，收納變得容易，所以是較佳的。

電子裝置也可以包括能夠與耳機或頭戴式耳機等連接的聲音輸出端子。另外，電子裝置也可以包括聲音輸入端子和聲音輸入機構中的一者或兩者。作為聲音輸入機構，例如可以使用麥克風等收音裝置。藉由將聲音輸入機構設置到電子裝置，可以使電子裝置具有所謂的耳麥的功能。

如此，作為本發明的一個實施方式的電子裝置，眼鏡型(電子裝置700A以及電子裝置700B等)和護目鏡型(電子裝置800A以及電子裝置800B等)的兩者都是較佳的。

另外，本發明的一個實施方式的電子裝置可以以有線或無線方式將資訊發送到耳機。

此外，在可以使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置中，也可以藉由網路與外部的伺服器連接。另外，也可以不在電子裝置進行需要高運算能力的處理而在藉由網路連接的伺服器進行需要高運算能力的處理。上述處理也被稱為所謂的瘦客戶機(thin client)，在用戶一側(客戶一側)的終端(在此為電子裝置)僅執行有限的處理，應用程式的執行及管理等高級處理在伺服器一側執行，因此可以減小客戶一側的終端的處理規模。由此，電子裝置中不需要具有高運算性能的運算裝置，因此容易實現低成本化、輕量化及小型化。此外，在本發明的一個實施方式的電子裝置中，也可以將上述瘦客戶機與電子裝置一側的需要高運算能力的處理組合而進行處理。

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。

BG:節點 BS:節點 GL:閘極線 SLO:斜坡電位 VDATA:資料電位 VRESA:重設電位 VRESW:重設電位 VSBG:電位 10a:像素 10B:子像素 10b:像素 10c:像素 10G:子像素 10R:子像素 10:像素 11:脈衝信號生成部 13:像素陣列 20B:像素 20G:像素 20R:像素 20:源極驅動器 30:閘極驅動器 32:灰階 40:斜坡電位供應電路 50:斜坡電位生成電路 100A:顯示裝置 100B:顯示裝置 100E:顯示裝置 100F:顯示裝置 101:電晶體 102:電晶體 103:電晶體 104:電晶體 105:電晶體 106:電晶體 107:電晶體 108:電晶體 109:電晶體 110B:發光器件 110G:發光器件 110R:發光器件 110:發光器件 111:電容器 112:電容器 113:電容器 114:電容器 115:電晶體 116:電晶體 117:絕緣層 118:支撐層 121:佈線 122:佈線 123:佈線 124:佈線 125:佈線 127:佈線 128:佈線 129:佈線 131:佈線 132:佈線 133:佈線 134:佈線 135:佈線 136:佈線 137:佈線 138:佈線 139:佈線 140:電晶體 142:元件分離層 143:低電阻區域 144:絕緣層 145:導電層 146:絕緣層 147:導電層 148:導電層 149:絕緣層 150:基板 151:絕緣層 152:絕緣層 160:電晶體 161:導電層 162:絕緣層 163:絕緣層 164:絕緣層 165:金屬氧化物層 166:導電層 167:絕緣層 168:導電層 173:半導體層 174:發光層 175:半導體層 176:導電層 181:絕緣層 182:絕緣層 183:絕緣層 184a:導電層 184b:導電層 185:絕緣層 186:絕緣層 187:絕緣層 188:絕緣層 189:絕緣層 192:導電層 195:導電層 196:導電層 197:導電層 198:導電層 199:導電層 255:灰階 280:顯示模組 281:顯示部 282:電路部 283a:像素電路 283:像素電路部 284a:像素 284:像素部 285:端子部 286:佈線部 290:FPC 291:基板 292:基板 310:層 311:Si電晶體 312:功能電路 320:層 321:OS電晶體 330:層 331:LED陣列 340:層 350:遮光層 351:遮光層 360B:顏色轉換層 360G:顏色轉換層 360R:顏色轉換層 361B:彩色層 361G:彩色層 361R:彩色層 700A:電子裝置 700B:電子裝置 721:筐體 723:安裝部 727:耳機部 750:耳機 751:顯示面板 753:光學構件 756:顯示區域 757:框架 758:鼻墊 800A:電子裝置 800B:電子裝置 820:顯示部 821:外殼 822:通訊部 823:安裝部 824:控制部 825:成像部 827:耳機部 832:透鏡

[圖1]是說明像素電路的圖。 [圖2A]是說明像素電路的圖。[圖2B]是說明像素電路的工作的時序圖。[圖2C]是說明斜坡電位的圖。[圖2D]是說明電晶體的圖。 [圖3A]及[圖3B]是說明顯示裝置的疊層結構的圖。 [圖4A]及[圖4B]是說明像素的工作的圖。 [圖5A]及[圖5B]是說明像素的工作的圖。 [圖6A]及[圖6B]是說明像素的工作的圖。 [圖7]是說明像素的工作的時序圖。 [圖8A]及[圖8B]是說明像素的工作的圖。 [圖9A]及[圖9B]是說明像素的工作的圖。 [圖10]是說明像素的工作的時序圖。 [圖11A]及[圖11B]是說明像素的變形實例的圖。 [圖12A]及[圖12B]是說明像素的變形實例的圖。 [圖13A]是說明像素電路的圖。[圖13B]是說明像素的工作的時序圖。 [圖14A]及[圖14B]是說明像素的工作的圖。 [圖15A]及[圖15B]是說明像素的工作的圖。 [圖16A]是示出灰階與亮度的關係的圖。[圖16B]是以發光器件的發光強度與發光時間說明對應亮度的工作的圖。 [圖17A]及[圖17B]是說明色度偏移的範圍的圖。 [圖18]是說明顯示裝置的方塊圖。 [圖19A]及[圖19B]是說明顯示裝置的圖。 [圖20]是說明顯示裝置的圖。 [圖21]是說明顯示裝置的圖。 [圖22A]及[圖22B]是說明顯示裝置的圖。 [圖23A]至[圖23D]是說明電子裝置的圖。

11:脈衝信號生成部

10a:像素

101:電晶體

102:電晶體

103:電晶體

110:發光器件

111:電容器

121:佈線

125:佈線

129:佈線

131:佈線

132:佈線

A:節點

N:節點

Claims (9)

1. 一種顯示裝置，包括： 包括脈衝信號生成部、發光器件、第一節點及第二節點的像素， 其中，該第一節點與該脈衝信號生成部的輸入部電連接， 該第二節點與該脈衝信號生成部的輸出部電連接， 該第一節點及該第二節點藉由電晶體電連接， 該像素對應輸入到該第二節點的資料電位使該發光器件發光， 該脈衝信號生成部對應輸入該第一節點的該資料電位生成脈衝信號， 並且，該像素對應該脈衝信號對該第二節點的電位進行重設而使該發光器件停止發光。
2. 一種顯示裝置，包括： 包括脈衝信號生成部、第一節點、第二節點、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第一電容器及發光器件的像素， 其中，該第一節點與該第一電晶體的源極和汲極中的一個、該第二電晶體的源極和汲極中的一個及該脈衝信號生成部的輸入部電連接， 該第二節點與該第二電晶體的源極和汲極中的另一個、該第三電晶體的閘極、該第一電容器的一個電極及該脈衝信號生成部的輸出部電連接， 該第三電晶體的源極和汲極中的一個與該發光器件的一個電極電連接， 該第三電晶體的源極和汲極中的另一個與該第一電容器的另一個電極電連接。
3. 如請求項2之顯示裝置， 其中該脈衝信號生成部包括第四至第九電晶體和第二電容器， 該第四電晶體具有第一閘極及第二閘極， 該第四電晶體的第一閘極及該第五電晶體的源極和汲極中的一個與該第一節點電連接， 該第四電晶體的源極和汲極中的一個與該第六電晶體的閘極及該第七電晶體的源極和汲極中的一個電連接， 該第四電晶體的第二閘極與該第八電晶體的源極和汲極中的一個及該第二電容器的一個電極電連接， 該第二電容器的另一個電極與該第九電晶體的源極和汲極中的一個電連接， 該第九電晶體的源極和汲極中的另一個與該第四電晶體的源極和汲極中的另一個電連接， 該第六電晶體的源極和汲極中的一個與該第二節點電連接。
4. 如請求項3之顯示裝置， 其中該第四電晶體的源極和汲極中的另一個被輸入斜坡波形的信號電位。
5. 如請求項3或4之顯示裝置， 其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第四電晶體、該第五電晶體、該第八電晶體及該第九電晶體分別為n通道型電晶體，該第三電晶體、該第六電晶體及該第七電晶體分別為p通道型電晶體。
6. 如請求項5之顯示裝置， 其中該n通道型電晶體在通道形成區域包含金屬氧化物，該p通道型電晶體在通道形成區域包含矽。
7. 如請求項2至6中任一項之顯示裝置， 其中該像素對應輸入該第一節點的資料電位使該發光器件發光， 該脈衝信號生成部對應輸入該第二節點的該資料電位生成脈衝信號， 並且該像素對應該脈衝信號對該第一節點的電位進行重設而使該發光器件停止發光。
8. 如請求項1至7中任一項之顯示裝置，其中該發光器件是Micro LED。
9. 一種電子裝置，包括： 如請求項1至8中任一項之顯示裝置；以及 照相機。

Images