WO2019220275A1 - 表示装置、及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置、及び表示装置の駆動方法 Download PDF

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WO2019220275A1
WO2019220275A1 PCT/IB2019/053801 IB2019053801W WO2019220275A1 WO 2019220275 A1 WO2019220275 A1 WO 2019220275A1 IB 2019053801 W IB2019053801 W IB 2019053801W WO 2019220275 A1 WO2019220275 A1 WO 2019220275A1
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transistor
pixel
electrically connected
emitting element
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渡邉一徳
高橋圭
楠紘慈
福留貴浩
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device and a driving method of the display device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • the technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method.
  • this invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter).
  • one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof.
  • a semiconductor device refers to an element, circuit, device, or the like that can function by utilizing semiconductor characteristics.
  • a semiconductor device such as a transistor or a diode is a semiconductor device.
  • the circuit including a semiconductor element is a semiconductor device.
  • a device including a circuit including a semiconductor element is a semiconductor device.
  • a display device used for an electronic device is required to be a display device capable of displaying more information.
  • a driving method such as a field sequential method is proposed in which display is performed by sequentially lighting a plurality of light sources having different hues.
  • the field sequential method light of different hues is sequentially lit on one pixel for display, so that the amount of information to be displayed can be increased.
  • Patent Document 1 discloses PWM (Pulse Width Modulation) driving using a triangular wave as a method for controlling lighting or extinguishing of a light source having a plurality of hues in a backlight.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • Patent Document 2 In a large display device such as a TV or a signage device or a wearable electronic device such as a head-mounted display, a display device using a small LED as a light emitting element is disclosed in Patent Document 2.
  • the field sequential method is suitable for high definition because one pixel can display light by sequentially turning on light of different hues, and the size of the pixel can be reduced without the need for a sub-pixel. There is a problem that the power consumption becomes large because the light of the light is turned on or off.
  • head mounted displays and the like are required to be light and reduce power consumption in order to be worn on the body.
  • the head-mounted display or the like needs to have a larger battery, and when a head-mounted display that is heavily loaded as an electronic device is worn on the body, the burden on the user's body increases. There's a problem.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with a novel structure. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel method for driving a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for driving a display device that reduces power consumption. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for driving a display device in which display contrast is improved.
  • One embodiment of the present invention is a method for driving a display device including a first pixel, a second pixel, a first wiring, a second wiring, and a third wiring.
  • the first wiring is electrically connected to the first pixel and the second pixel.
  • the second wiring is electrically connected to the first pixel, and the third wiring is electrically connected to the second pixel.
  • the first pixel is supplied with the first display data through the second wiring, and the second pixel is supplied with the second display data through the third wiring.
  • the first pixel or the second pixel starts to emit light at different times.
  • the first pixel reaches the maximum luminance corresponding to the first display data
  • the second pixel reaches the maximum luminance corresponding to the second display data. Reach.
  • This is a driving method of a display device in which the first pixel and the second pixel are turned off by being initialized at a second time when a reset signal is supplied to the first wiring.
  • One embodiment of the present invention is a method for driving a display device including a plurality of pixels, a first wiring, a second wiring, and a third wiring.
  • the pixel includes a light emitting element and first to third transistors.
  • the first transistor has a first gate and a second gate. In the first transistor, the first gate is electrically connected to the first wiring, the second gate is electrically connected to the second wiring, and one of the source and the drain is connected to the second transistor. It is electrically connected to the gate and one of the source and the drain of the third transistor. In the second transistor, one of a source and a drain is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element. The gate of the third transistor is electrically connected to the third wiring.
  • the threshold voltage of the first transistor is determined in accordance with the first potential of the display data.
  • a triangular wave is applied to the second wiring and the first transistor is turned on in accordance with the potential of the triangular wave
  • the second potential is applied to the gate of the second transistor through the first transistor
  • the light emission luminance of the light emitting element is controlled according to the second potential.
  • a reset signal is applied to the third wiring, the third transistor is turned on, the second transistor is turned off, the light emitting element is turned off, and the potential of the triangular wave is the smallest in synchronization with the reset signal.
  • One embodiment of the present invention is a method for driving a display device including a plurality of pixels, a first wiring, a second wiring, and a third wiring.
  • the pixel includes a light emitting element, a first transistor, and a second transistor.
  • the first wiring is electrically connected to one of the electrodes of the light emitting element.
  • one of a source and a drain is electrically connected to the other of the electrodes of the light-emitting element
  • a gate is electrically connected to the second wiring and one of the source and the drain of the second transistor.
  • the second transistor has a gate electrically connected to the third wiring.
  • a triangular wave is applied to the first wiring, the magnitude of the current supplied to the light emitting element by the first transistor is determined according to the potential of the triangular wave, and the light emission luminance of the light emitting element is controlled according to the potential of the triangular wave.
  • the third transistor is turned on, the first transistor is turned off, the potential of the triangular wave is minimized in synchronization with the reset signal, and the light emitting element is turned off.
  • One embodiment of the present invention is a display device including a plurality of pixels and first to sixth wirings.
  • the pixel includes a light emitting element, first to fourth transistors, a first capacitor element, and a second capacitor element.
  • Display data is given to the first wiring.
  • a scanning signal is supplied to the second wiring.
  • a reset signal is given to the third wiring.
  • a triangular wave is given to the fourth wiring.
  • a potential higher than the display data is applied to the fifth wiring.
  • a potential smaller than the display data is applied to the sixth wiring.
  • the gate of the fourth transistor is electrically connected to the second wiring.
  • One of a source and a drain of the fourth transistor is electrically connected to the first wiring.
  • the gate of the first transistor is electrically connected to the fourth wiring.
  • the other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the back gate of the first transistor and one of the electrodes of the first capacitor.
  • the gate of the third transistor is electrically connected to the third wiring.
  • the fifth wiring is electrically connected to the other electrode of the first capacitor and one of the source and the drain of the first transistor.
  • the other of the source and the drain of the first transistor is electrically connected to one of the source and the drain of the third transistor, the gate of the second transistor, and one of the electrodes of the second capacitor.
  • the other of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the sixth wiring.
  • One of the source and the drain of the second transistor is a display device that is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element.
  • One embodiment of the present invention is a display device including a plurality of pixels and first to fifth wirings.
  • the pixel includes a light emitting element, first to third transistors, and a first capacitor element.
  • a triangular wave is given to the first wiring.
  • a scanning signal is supplied to the second wiring.
  • a reset signal is given to the third wiring.
  • Display data is given to the fourth wiring.
  • a lower potential smaller than the display data is applied to the fifth wiring.
  • the gate of the third transistor is electrically connected to the second wiring.
  • One of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the fourth wiring.
  • the other of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the gate of the first transistor, one of the source and the drain of the second transistor, and one of the electrodes of the first capacitor.
  • the gate of the second transistor is electrically connected to the third wiring.
  • the other of the source and the drain of the second transistor is electrically connected to the fifth wiring.
  • One of the source and the drain of the first transistor is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element.
  • the other of the electrodes of the light-emitting element is a display device that is electrically connected to the first wiring.
  • a display device in which the light emitting element is an LED is preferable.
  • a display device in which the light emitting element is an OLED is preferable.
  • a display device in which any one of the transistors included in the display device includes a metal oxide in a semiconductor layer is preferable.
  • One embodiment of the present invention can provide a display device having a novel structure. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a novel method for driving a display device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a method for driving a display device that reduces power consumption can be provided. One embodiment of the present invention can provide a method for driving a display device in which display contrast is improved.
  • the effects of one embodiment of the present invention are not limited to the effects listed above.
  • the effects listed above do not preclude the existence of other effects.
  • the other effects are effects not mentioned in this item described in the following description. Effects not mentioned in this item can be derived from the description of the specification or drawings by those skilled in the art, and can be appropriately extracted from these descriptions.
  • one embodiment of the present invention has at least one of the above effects and / or other effects. Therefore, one embodiment of the present invention may not have the above-described effects depending on circumstances.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating operation of a display device.
  • A A circuit diagram illustrating a pixel.
  • B A timing chart illustrating operation of a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating a display device.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating operation of a display device.
  • Sectional drawing of a display apparatus illustrate a method for manufacturing a display device.
  • 4A and 4B illustrate a method for manufacturing a display device.
  • 4A and 4B illustrate a method for manufacturing a display device.
  • 6A and 6B illustrate a transistor.
  • 6A and 6B illustrate a transistor.
  • 6A and 6B illustrate a transistor.
  • 2A and 2B illustrate an information processing device.
  • 2A and 2B illustrate an information processing device.
  • a transistor is an element having at least three terminals including a gate, a drain, and a source.
  • a channel formation region is provided between the drain (drain terminal, drain region, or drain electrode) and the source (source terminal, source region, or source electrode), and between the source and the drain through the channel formation region. It is possible to pass a current through.
  • a channel formation region refers to a region through which a current mainly flows.
  • the functions of the source and drain may be switched when transistors with different polarities are used or when the direction of current changes during circuit operation. Therefore, in this specification and the like, the terms source and drain can be used interchangeably.
  • “electrically connected” includes a case of being connected via “something having an electric action”.
  • the “thing having some electric action” is not particularly limited as long as it can exchange electric signals between connection targets.
  • “thing having some electric action” includes electrodes, wiring, switching elements such as transistors, resistance elements, inductors, capacitors, and other elements having various functions.
  • parallel means a state in which two straight lines are arranged at an angle of ⁇ 10 ° to 10 °. Therefore, the case of ⁇ 5 ° to 5 ° is also included.
  • Very refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of 80 ° to 100 °. Therefore, the case of 85 ° to 95 ° is also included.
  • film and “layer” can be interchanged.
  • conductive layer may be changed to the term “conductive film”.
  • insulating film may be changed to the term “insulating layer”.
  • off-state current refers to drain current when a transistor is off (also referred to as a non-conduction state or a cutoff state).
  • the off state is a state where the voltage Vgs between the gate and the source is lower than the threshold voltage Vth in the n-channel transistor, and the voltage Vgs between the gate and the source in the p-channel transistor unless otherwise specified. Is higher than the threshold voltage Vth.
  • the off-state current of an n-channel transistor sometimes refers to a drain current when the voltage Vgs between the gate and the source is lower than the threshold voltage Vth.
  • the transistor off current may depend on Vgs. Therefore, the off-state current of the transistor being I or less sometimes means that there is a value of Vgs at which the off-state current of the transistor is I or less.
  • the off-state current of a transistor may refer to an off-state current in an off state at a predetermined Vgs, an off state in a Vgs within a predetermined range, or an off state in Vgs at which a sufficiently reduced off current is obtained.
  • the drain current when Vgs is 0.5 V is 1 ⁇ 10 ⁇ 9 A
  • the drain current when Vgs is 0.1 V is 1 ⁇ 10 ⁇ 13 A.
  • the n-channel transistor has a drain current of 1 ⁇ 10 ⁇ 19 A when Vgs is ⁇ 0.5 V and a drain current of 1 ⁇ 10 ⁇ 22 A when Vgs is ⁇ 0.8 V. Since the drain current of the transistor is 1 ⁇ 10 ⁇ 19 A or less when Vgs is ⁇ 0.5 V or Vgs is in the range of ⁇ 0.5 V to ⁇ 0.8 V, the off-state current of the transistor is 1 It may be said that it is below x10 ⁇ -19> A. Since there is Vgs at which the drain current of the transistor is 1 ⁇ 10 ⁇ 22 A or less, the off-state current of the transistor may be 1 ⁇ 10 ⁇ 22 A or less.
  • the off-state current of a transistor having a channel width W may be represented by a current value flowing around the channel width W.
  • the current value flows around a predetermined channel width (for example, 1 ⁇ m).
  • the unit of off-current may be represented by a unit having a dimension of current / length (for example, A / ⁇ m).
  • Transistor off-state current may depend on temperature.
  • off-state current may represent off-state current at room temperature, 60 ° C., 85 ° C., 95 ° C., or 125 ° C. unless otherwise specified.
  • the off-state current of a transistor is I or less means that room temperature, 60 ° C., 85 ° C., 95 ° C., 125 ° C., a temperature at which reliability of a semiconductor device including the transistor is guaranteed, or the transistor is included.
  • the off-state current of the transistor may depend on the voltage Vds between the drain and the source.
  • the off-state current is Vds of 0.1V, 0.8V, 1V, 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3V, 3.3V, 10V, 12V, 16V unless otherwise specified. Or an off-current at 20V.
  • Vds in which reliability of a semiconductor device or the like including the transistor is guaranteed, or an off-current in Vds used in the semiconductor device or the like including the transistor may be represented.
  • the off-state current of the transistor is equal to or less than I.
  • Vds is 0.1V, 0.8V, 1V, 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3V, 3.3V, 10V, 12V, 16V, 20V
  • Vgs at which the off-state current of the transistor in Vds for which the reliability of the semiconductor device including the transistor is guaranteed or Vds used in the semiconductor device including the transistor is I or less. It may point to that.
  • the drain may be read as the source. That is, the off-state current sometimes refers to a current that flows through the source when the transistor is off.
  • off-state current may refer to current that flows between a source and a drain when a transistor is off, for example.
  • the voltage means a potential difference between two points, and the potential means electrostatic energy (electric potential energy) of a unit charge in an electrostatic field at one point.
  • a potential difference between a potential at a certain point and a reference potential is simply referred to as a potential or a voltage, and the potential and the voltage are often used as synonyms. Therefore, in this specification, unless otherwise specified, the potential may be read as a voltage, or the voltage may be read as a potential.
  • the display device includes a display panel, a source driver, and a gate driver, and the display panel includes a plurality of pixels.
  • a source driver or a gate driver is formed over the same substrate as the pixel.
  • either one or both of the source driver and the gate driver may be configured as a part different from the display panel, and a signal may be given to the display panel.
  • the display device may be described in other words as a display panel.
  • the display device includes a first pixel, a second pixel, and first to fifth wirings.
  • the first to third wirings are electrically connected to the first pixel and the second pixel.
  • the fourth wiring is electrically connected to the first pixel, and the fifth wiring is electrically connected to the second pixel.
  • a scan signal is supplied to the first to third wirings which function as scan lines.
  • the scanning signal has a function of writing data to the pixel, a lighting control function, a reset function, and the like.
  • the first display data is supplied to the first pixel through the fourth wiring, and the second display data is supplied to the second pixel through the fifth wiring.
  • the first pixel and the second pixel are initialized at the first time and turned off.
  • the first pixel or the second pixel starts to emit light at different times.
  • the first pixel reaches the maximum luminance corresponding to the first display data
  • the second pixel reaches the maximum luminance corresponding to the second display data. It is a driving method of the display device that reaches.
  • the signal applied to the pixel is preferably a triangular wave.
  • the triangular wave may be generated using an integration circuit, or may be generated using a digital / analog conversion circuit. When generating a triangular wave using an integration circuit, the circuit scale can be reduced as compared with a digital-analog conversion circuit.
  • the triangular wave may be a signal having a linear slope or an exponentially increasing signal.
  • the lighting method has a shorter lighting period than a triangular wave having a linear slope, and the driving method of the display device reaches a maximum maximum brightness corresponding to display data. .
  • the display device includes a plurality of pixels, a first wiring, a second wiring, a third wiring, and a fourth wiring.
  • the pixel includes a light emitting element and first to fourth transistors.
  • the first transistor has a first gate and a second gate. Note that one of the first gate and the second gate corresponds to the gate of the first transistor, and the other corresponds to the back gate of the first transistor.
  • the first transistor has a first gate electrically connected to the first wiring, a second gate electrically connected to the fourth wiring through the fourth transistor, and one of the source and the drain However, the gate of the second transistor and one of the source and the drain of the third transistor are electrically connected.
  • the second transistor one of a source and a drain is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element.
  • the gate of the third transistor is electrically connected to the third wiring.
  • the gate of the fourth transistor is electrically connected to the second wiring.
  • display data is given to the fourth wiring, whereby the threshold voltage of the first transistor is determined in accordance with the first potential of the display data. That is, display data can be written to the pixel by a signal supplied to the second wiring.
  • the pixel may include a first capacitor element and a second capacitor element.
  • the display data is preferably held in the first capacitor element.
  • the first potential and the first display data are the same.
  • a triangular wave is applied to the first wiring, and when the first transistor is turned on according to the potential of the triangular wave, the second transistor is connected to the gate of the second transistor via the first transistor.
  • the light emission luminance is controlled in accordance with the second potential.
  • the second potential is preferably held in the second storage capacitor. That is, the signal supplied to the first wiring can control lighting of the pixel.
  • the luminance of the light emitting element recognized by the human eye can be expressed as an average luminance per hour.
  • the average luminance is determined by the amount of light emitted from the light emitting element during the period from when the light emitting element is turned off by the reset signal to when the light emitting element is turned off by the next reset signal.
  • the lighting period is a period from when the light emitting element is turned on by the second potential until the light emitting element is turned off by the reset signal, and the next second potential is applied after the light emitting element is turned off.
  • a period until the light emitting element starts to turn on is defined as an extinguishing period. That is, the signal applied to the third wiring can reset the display of the pixel.
  • the threshold voltage of the first transistor is preferably small, and when the first potential is large, the threshold voltage of the first transistor is preferably large. That is, when a triangular wave is applied to the first transistor when the first potential is small, the second potential is quickly increased as the triangular wave potential is increased, and the lighting of the light emitting element is started earlier. In addition, when the lighting of the light emitting element is started earlier, the average luminance of the light emitting element is increased, and the maximum luminance during the period during which the light emitting element is lit is also increased.
  • the luminance of the light emitting elements with respect to the first potential of the display data given to the pixels is averaged to be an average luminance.
  • the maximum luminance remains as an afterimage in human eyes. This is because when displaying low-gradation display data, the gradation recognized by the average brightness is low, but the instantaneous maximum brightness remains as an afterimage in the human eye, making it easy to recognize the color. .
  • the blue of the sea illuminated by the moonlight is expressed, there is an effect that the blue is strongly recognized as an afterimage even at a low gradation.
  • black insertion is one of the driving methods of the display device, and is a driving method in which a contrast ratio is increased by providing a period during which display data is turned on and a period during which the display data is turned off. That is, the contrast is improved by the effect of black insertion, and the instantaneous maximum luminance remains as an afterimage, so that the visibility of the display content is improved.
  • the lighting period can be reduced and the power consumption can be reduced by having the lighting period.
  • the charging voltage of the second potential is controlled by the triangular wave, and the period in which the luminance with large heat generation is large can be reduced. Therefore, the driving method of the display device described above can reduce power consumption and heat generation.
  • the triangular wave applied to the gate of the first transistor through the first wiring is simultaneously applied to the pixels connected to the first wiring.
  • a triangular wave may be given to all the pixels included in the display device at the same time.
  • each pixel reaches the maximum luminance corresponding to the size of the given display data at the first time, so that the display area can be displayed. Can be updated at the same time.
  • initialization is performed at the second time, and the light emitting element is turned off. So-called frame sequential driving can be realized. For example, it is possible to suppress a decrease in visibility that occurs when display data of the p-th frame and the p-1th frame are simultaneously displayed in the display area. p is a positive natural number.
  • the light emitting element described above preferably uses an LED.
  • the LED may be formed on the display panel, or may be bonded as a component.
  • the light emitting element may be an OLED.
  • the driving method of the display device of this embodiment can achieve the same effect even if the light emitting element is an LED or an OLED.
  • the light emitting element included in the pixel may be formed on the display panel or may be mounted as a component.
  • the LED may be bonded to the pixel as a component.
  • the display device includes a pixel 10, a wiring G1, a wiring G2, a wiring G3, a wiring S1, a wiring V0, a wiring com, a wiring Ano, and a wiring Cat.
  • the first wiring described above corresponds to the wiring G3 electrically connected to the first pixel
  • the second wiring corresponds to the wiring G1 electrically connected to the first pixel
  • the third wiring corresponds to the wiring G2 electrically connected to the first pixel.
  • the pixel 10 includes a transistor 14 and a pixel circuit 10P.
  • the pixel circuit 10P includes a light emitting element 17, a transistor 11, a transistor 12, a transistor 13, a capacitor 15, and a capacitor 16.
  • the transistor 11 has a back gate.
  • the gate of the transistor 14 is electrically connected to the wiring G1.
  • One of a source and a drain of the transistor 14 is electrically connected to the wiring S1.
  • the other of the source and the drain of the transistor 14 is electrically connected to the back gate of the transistor 11 and one of the electrodes of the capacitor 15.
  • a gate of the transistor 11 is electrically connected to the wiring G3.
  • the wiring V0 is electrically connected to the other electrode of the capacitor 15 and one of the source and the drain of the transistor 11.
  • the other of the source and the drain of the transistor 11 is electrically connected to one of the source and the drain of the transistor 13, the gate of the transistor 12, and one of the electrodes of the capacitor 16.
  • a gate of the transistor 13 is electrically connected to the wiring G2.
  • the other of the source and the drain of the transistor 13 is electrically connected to the wiring Com.
  • One of the source and the drain of the transistor 12 is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element 17.
  • the other of the source and the drain of the transistor 12 is electrically connected to the wiring Cath and the other of the electrodes of the capacitor 16.
  • the other electrode of the light emitting element 17 is electrically connected to the wiring Ano.
  • FIG. 1A illustrates an example in which the transistor 12, the transistor 13, and the transistor 14 each have a back gate.
  • the transistor preferably includes an oxide semiconductor film which is highly purified and suppresses formation of oxygen vacancies.
  • the transistor can have low off-state current. Therefore, the holding time of an electric signal such as an image signal can be extended. Therefore, since the frequency of the refresh operation can be reduced, there is an effect of reducing power consumption.
  • the transistor including an oxide semiconductor film will be described in detail in Embodiment 6.
  • a potential larger than the maximum potential of the second potential applied to the capacitor 16 is applied to the wiring V0.
  • a low potential for initializing the second potential held in the capacitor 16 is applied to the wiring Com.
  • the low potential is preferably set so as to have a current value at which the light emitting element does not emit light. That is, a potential for turning off the transistor 12 is applied.
  • the wiring Ano is connected to the other electrode (hereinafter referred to as an anode terminal) of the light emitting element. Therefore, the potential supplied to the wiring Ano is preferably larger than the largest potential of the second potential.
  • the wiring Cath is connected to one of the electrodes of the light emitting element (hereinafter referred to as a cathode terminal) through the transistor 12. Therefore, it is preferable that the potential applied to the wiring Cath be smaller than the potential when the second potential is initialized.
  • FIG. 1B is a timing chart for explaining the operation of the pixel 10.
  • a scanning signal is supplied to the pixel 10 connected to the wiring G1 through the wiring G1.
  • a reset signal is supplied to the pixel 10 connected to the wiring G2 through the wiring G2.
  • the triangular wave TW is given to the pixel 10 connected to the wiring G3 through the wiring G3.
  • a first potential is applied to the pixel 10 connected to the wiring S1 through the wiring S1. Note that the first potential can be restated as display data D1.
  • a reset signal is given to the wiring G2.
  • a reset signal is supplied to the gate of the transistor 13 through the wiring G2.
  • the transistor 13 is turned on, the second potential held in the capacitor 16 is initialized, and the light-emitting element is turned off.
  • the triangular wave TW given to the wiring G3 is initialized and the charging of the second potential is stopped. That is, the transistor 11 is turned off, and the operation of charging the capacitor 16 with the second potential is stopped.
  • the wiring G1 is selected by the scanning signal applied to the wiring G1.
  • the transistor 14 is turned on, and the display data D1 given to the wiring S1 is given to the capacitor 15.
  • Display data D ⁇ b> 1 given to the capacitor 15 is given to the back gate of the transistor 11 to control the threshold voltage of the transistor 11.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 is in a non-selected state. Accordingly, the transistor 14 is turned off, and the display data D1 given to the capacitor 15 is held.
  • the reset signal given to the wiring G2 is released and the transistor 13 is turned off.
  • the reset signal may be released at time T2.
  • FIG. 1B illustrates an example in which a light-emitting element is lit during a hatched period. Moreover, it is preferable that the light emission intensity of a light emitting element becomes large according to the change of the triangular wave TW.
  • the pixel 10 preferably has a period in which the triangular wave TW is applied is shorter than 1 frame.
  • FIG. 2A is a block diagram illustrating the display device 20.
  • the display device 20 includes a display area 21, a source driver 22, and a gate driver 23.
  • the display area 21 includes the pixels 10 (1, 1) to 10 (m, n).
  • FIG. 2A illustrates the pixels 10 (i, j) to 10 (i + 1, j + 1).
  • m and n are positive integers, i is an integer of 1 to m, and j is an integer of 1 to n.
  • the pixel 10 (i, j) is electrically connected to the gate driver 23 through the wiring G1 (j), the wiring G2 (j), or the wiring G3 (j).
  • the pixel 10 (i, j) is electrically connected to the source driver 22 through the wiring S1 (i).
  • FIG. 2B is a timing chart for explaining the operation of the display device 20.
  • the detailed operation of the pixel 10 can be referred to the description of FIG.
  • a reset signal is supplied to the wiring G2 (j), the holding potential of the pixel 10 (i, j) and the pixel 10 (i + 1, j) is initialized, and the light-emitting element is turned off. Further, the triangular wave TW given to the wiring G3 (j) is initialized.
  • the wiring G1 (j) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (j).
  • Display data D1 is applied to the wiring S1 (i)
  • display data D2 is applied to the wiring S1 (i + 1).
  • a reset signal is supplied to the wiring G2 (j + 1), the holding potentials of the pixel 10 (i, j + 1) and the pixel 10 (i + 1, j + 1) are initialized, and the light emitting element is turned off. Further, the triangular wave TW given to the wiring G3 (j + 1) is initialized.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D1 is held in the pixel 10 (i, j), and the display data D2 is held in the pixel 10 (i + 1, j).
  • the wiring G1 (j + 1) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1).
  • Display data D3 is supplied to the wiring S1 (i)
  • display data D4 is supplied to the wiring S1 (i + 1).
  • the reset signal given to the wiring G2 (j) is released.
  • the triangular wave TW is given to the wiring G3 (j) by the release of the reset signal.
  • the threshold value of the transistor 11 is controlled by the display data D1 or the display data D2
  • the lighting start time of the pixel 10 (i, j) or the pixel 10 (i + 1, j) is different. Further, the lighting period and light emission intensity of the pixel 10 (i, j) or the pixel 10 (i + 1, j) differ depending on the display data D1 or the display data D2.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D3 is held in the pixel 10 (i, j + 1), and the display data D4 is held in the pixel 10 (i + 1, j + 1).
  • each lighting period is different depending on the magnitude of the potential of the display data D1 given to the pixel 10 (i, j) or the display data D2 given to the pixel 10 (i + 1, j).
  • the reset signal given to the wiring G2 (j + 1) is canceled.
  • the triangular wave TW is given to the wiring G3 (j + 1) by the release of the reset signal. Thereafter, the same processing is repeatedly performed, and thus description thereof is omitted.
  • a triangular wave TW is applied to the wiring G3 (j) or the wiring G3 (j + 1) corresponding to each scanning signal applied to the wiring G1 (j) or the wiring G1 (j + 1). Given. Since the lighting period varies depending on the selected row, the lighting time of the light emitting elements is dispersed. Therefore, it is possible to disperse the concentration of power consumption due to lighting of the light emitting elements.
  • FIG. 3A is a block diagram illustrating the display device 20A.
  • the display device 20A is different from the display device 20 in that it includes a gate driver 23a and a triangular wave generation circuit 24.
  • the pixel 10 (i, j) is electrically connected to the gate driver 23a via the wiring G1 (j), and the pixel 10 (i, j + 1) is electrically connected to the gate driver 23a via the wiring G1 (j + 1). Connected. Note that the pixel 10 (i, j) and the pixel 10 (i, j + 1) are electrically connected to the source driver 22 through the wiring S1 (i).
  • the wiring G2 is electrically connected to the pixel group included in the display region 21, and can apply a reset signal to the pixel group at the same time to turn off the light emitting element.
  • the wiring G3 is electrically connected to the pixel group, and can provide a triangular wave TW to all the pixels at the same time.
  • the gate driver 23a is supplied with the start pulse SP, and the triangular wave generation circuit 24 is supplied with the start pulse SP and the output signal OUT of the gate driver 23a.
  • the triangular wave generation circuit 24 can generate a reset signal and a triangular wave TW to be supplied to the pixel group using the start pulse SP and the output signal OUT.
  • FIG. 3B is a timing chart for explaining an example of the operation of the display device 20A. 3B, description is made using wirings G1 (1) to G1 (n). However, for pixels to which display data is applied, the pixels 10 (i, j) to 10 ( Description will be made with attention paid to i + 1, j + 1). Note that the detailed operation of the pixel 10 can be referred to the description of FIG.
  • the triangular wave generation circuit 24 can supply a reset signal to the wiring G2. Therefore, the pixel group is initialized at the same time, and the light emitting element is turned off. Furthermore, the triangular wave generation circuit 24 can initialize the triangular wave TW given to the wiring G3.
  • the wiring G1 (1) is selected by the scanning signal supplied to the wiring G1 (1). As an example, in FIG. 3A, for the pixels 10 (i, 1) to 10 (i + 1, 1) (not displayed), the display data D1 is supplied to the wiring S1 (i) and the wiring S1 ( Display data D2 is given to i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (1) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D1 is held in the pixel 10 (i, 1), and the display data D2 is held in the pixel 10 (i + 1, 1).
  • the wiring G1 (j) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (j).
  • Display data D3 is applied to the wiring S1 (i)
  • display data D4 is applied to the wiring S1 (i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D3 is held in the pixel 10 (i, j), and the display data D4 is held in the pixel 10 (i + 1, j).
  • the wiring G1 (j + 1) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1).
  • Display data D5 is supplied to the wiring S1 (i), and display data D6 is supplied to the wiring S1 (i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D5 is held in the pixel 10 (i, j + 1), and the display data D6 is held in the pixel 10 (i + 1, j + 1).
  • the wiring G1 (n) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (n).
  • Display data D7 is supplied to the wiring S1 (i), and display data D8 is supplied to the wiring S1 (i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (n) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D7 is held in the pixel 10 (i, n), and the display data D8 is held in the pixel 10 (i + 1, n).
  • the reset signal given to the wiring G2 is released.
  • the triangular wave TW is given to the wiring G3 by releasing the reset signal.
  • the threshold value of the transistor 11 included in each pixel is controlled by the display data D1 to display data D8.
  • the lighting period is different because the lighting start time of each of the pixel 10 (i, j), the pixel 10 (i + 1, j), or the pixel 10 (i, j + 1) is different. This is indicated by the hatched area.
  • the lighting period and emission intensity of the pixel 10 (i, j), the pixel 10 (i + 1, j), or the pixel 10 (i, j + 1) differ depending on the display data D3, display data D4, or display data D5.
  • other pixels have different lighting start times, lighting periods, and light emission intensities depending on display data given to the respective pixels.
  • the triangle wave generation circuit 24 gives the triangle wave TW to the pixel group at the same time. That is, the pixel group has different lighting start times depending on given display data, but the maximum luminance of the light-emitting elements of the respective pixels is the same time.
  • a reset signal is given to the pixel group by the triangular wave generation circuit 24 to initialize display data. That is, the pixel group has a time when the light emitting element is turned off at the same time and a time when the light emitting element has the maximum luminance at the same time. Since the display device can update the display of the display area 21 on the surface, the visual recognition by displaying the display data of the updated frame and the display data of the old frame generated when the display is updated using the scanning lines at the same time. Deterioration can be suppressed.
  • the reset signal has the effect of black insertion. That is, in the driving method using the triangular wave TW, the contrast is improved by the effect of black insertion, and the instantaneous maximum luminance remains as an afterimage, thereby improving the visibility of the display content.
  • the lighting period is reduced by having the extinguishing period, and in the lighting period, the power consumption and the heat generation period are reduced by the triangular wave TW, thereby reducing power consumption and suppressing heat generation. it can.
  • Embodiment 2 In this embodiment, different structures from the pixel and the display device in Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
  • the display device includes a pixel 10A, a wiring G1, a wiring G2, a wiring G3A, a wiring S1, a wiring Com, and a wiring Cat.
  • the pixel 10 ⁇ / b> A includes a light emitting element 35, a transistor 31, a transistor 32, a transistor 33, and a capacitor element 34.
  • the gate of the transistor 33 is electrically connected to the wiring G1.
  • One of a source and a drain of the transistor 33 is electrically connected to the wiring S1.
  • the other of the source and the drain of the transistor 33 is electrically connected to the gate of the transistor 31, one of the source and the drain of the transistor 32, and one of the electrodes of the capacitor 34.
  • a gate of the transistor 32 is electrically connected to the wiring G2.
  • the other of the source and the drain of the transistor 32 is electrically connected to the wiring Com.
  • One of the source and the drain of the transistor 31 is electrically connected to one of the electrodes of the light-emitting element 35.
  • the other of the source and the drain of the transistor 12 is electrically connected to the wiring Cath and the other of the electrodes of the capacitor 34.
  • the other electrode of the light emitting element 35 is electrically connected to the wiring G3A.
  • each of the transistor 31, the transistor 32, and the transistor 33 may have a back gate. Note that one or more of the transistor 31, the transistor 32, and the transistor 33 may include a back gate.
  • a low potential for initializing the display data D1 held in the capacitive element 34 is applied to the wiring Com.
  • the low potential is preferably set so as to have a current value at which the light emitting element does not emit light. That is, a potential for turning off the transistor 31 is applied.
  • the wiring G3A is connected to the anode terminal of the light emitting element, and is given a triangular wave TW.
  • the wiring Cath is connected to the cathode terminal of the light emitting element through the transistor 31. Therefore, the potential applied to the wiring Cath is preferably smaller than the potential when the display data D1 is initialized.
  • a scanning signal is given to the pixel 10A connected to the wiring G1 through the wiring G1.
  • a reset signal is supplied to the pixel 10A connected to the wiring G2 through the wiring G2.
  • the triangular wave TW is given to the anode terminal of the light emitting element through the wiring G3A to the pixel 10A connected to the wiring G3A.
  • Display data D1 is given to the pixel 10 connected to the wiring S1 through the wiring S1.
  • the pixel 10A shown in FIG. 4A is different from the pixel 10 shown in FIG. 1A in that a triangular wave TW is given to the anode terminal of the light emitting element 35.
  • FIG. 4B is a timing chart illustrating an example of the operation of the pixel 10A.
  • a reset signal is given to the wiring G2.
  • a reset signal is supplied to the gate of the transistor 32 through the wiring G2, and the light emitting element is turned off.
  • the transistor 32 is turned on, and the holding potential held in the capacitor 34 is initialized.
  • the triangular wave TW given to the wiring G3A is initialized.
  • the reset signal given to the wiring G2 is released, and the transistor 32 is turned off. Further, at time T31, the wiring G1 is selected by the scanning signal applied to the wiring G1. The transistor 33 is turned on, and the display data D1 given to the wiring S1 is given to the capacitor 34. The display data D1 supplied to the capacitor 34 is supplied to the gate of the transistor 31.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 is in a non-selected state. Accordingly, the transistor 33 is turned off, and the display data D1 given to the capacitor 34 is held. Subsequently, it is preferable to apply a triangular wave TW to the wiring G3A.
  • the transistor 31 applies a current to the light emitting element corresponding to the first potential, and the light emitting element starts lighting. However, when the potential of the triangular wave TW applied to the anode terminal of the light emitting element becomes higher than the potential DL1 obtained by adding the threshold voltage LVth of the light emitting element to the display data D1, the light emitting element starts to light.
  • FIG. 4B shows an example in which the light emitting element is lit during the hatched period. Moreover, it is preferable that the light emission intensity of a light emitting element becomes large according to the change of the triangular wave TW. In the pixel 10A, it is preferable that the period in which the triangular wave TW is applied is shorter than 1 frame.
  • FIG. 5A is a block diagram illustrating the display device 20B.
  • the display device 20B includes a display area 21, a source driver 22, and a gate driver 23b.
  • the display area 21 includes pixels 10A (1,1) to 10A (m, n).
  • FIG. 5A illustrates pixels 10A (i, j) to 10A (i + 1, j + 1).
  • m and n are positive integers, i is an integer of 1 to m, and j is an integer of 1 to n.
  • the pixel 10A (i, j) is electrically connected to the gate driver 23b through the wiring G1 (j), the wiring G2 (j), or the wiring G3A (j).
  • the pixel 10A (i, j) is electrically connected to the source driver 22 through the wiring S1 (i).
  • FIG. 5B is a timing chart illustrating an example of the operation of the display device.
  • the detailed operation of the pixel 10A can be referred to the description of FIG.
  • a reset signal is applied to the wiring G2 (j), the holding potentials of the pixel 10A (i, j) and the pixel 10A (i + 1, j) are initialized, and the light-emitting element is turned off. Further, the triangular wave TW given to the wiring G3A (j) is initialized.
  • the reset signal given to the wiring G2 (j) is released. Further, at time T41, the wiring G1 (j) is selected by the scanning signal supplied to the wiring G1 (j). Display data D1 is applied to the wiring S1 (i), and display data D2 is applied to the wiring S1 (i + 1).
  • a reset signal is supplied to the wiring G2 (j + 1), the holding potentials of the pixel 10A (i, j) and the pixel 10A (i + 1, j) are initialized, and the light emitting element is turned off. Further, the triangular wave TW given to the wiring G3A (j + 1) is initialized.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D1 is held in the pixel 10A (i, j), and the display data D2 is held in the pixel 10A (i + 1, j).
  • a triangular wave TW is given to the wiring G3A (j).
  • the pixel 10A (i, j) supplies a current corresponding to the display data D1 to the light emitting element, and the light emitting element starts to light.
  • the potential of the triangular wave TW applied to the anode terminal of the light emitting element becomes higher than the potential DL1 obtained by adding the threshold voltage LVth of the light emitting element to the display data D1, the light emitting element starts to light.
  • the pixel 10A (i + 1, j) supplies a current corresponding to the display data D2 to the light emitting element, and the light emitting element starts to light.
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D3 is held in the pixel 10A (i, j + 1), and the display data D4 is held in the pixel 10A (i + 1, j + 1).
  • a triangular wave TW is given to the wiring G3A (j + 1).
  • the pixel 10A (i, j + 1) applies a current corresponding to the display data D3 to the light emitting element, and the light emitting element starts to light.
  • the potential of the triangular wave TW applied to the anode terminal of the light emitting element becomes higher than the potential DL3 obtained by adding the threshold voltage LVth of the light emitting element to the display data D3, the light emitting element starts to light.
  • the pixel 10A (i + 1, j + 1) applies a current corresponding to the display data D4 to the light emitting element, and the light emitting element starts to light. Thereafter, the same processing is repeatedly performed, and thus description thereof is omitted.
  • a triangular wave TW is applied to each wiring G3A (j) or wiring G3A (j + 1) for each scanning signal applied to the wiring G1 (j) or the wiring G1 (j + 1). Is given. Since the lighting period varies depending on the selected row, the lighting time of the light emitting elements is dispersed. Therefore, it is possible to disperse the concentration of power consumption due to lighting of the light emitting elements.
  • FIG. 6A is a block diagram illustrating the display device 20C.
  • the display device 20C includes a display area 21, a source driver 22, a gate driver 23c, and a gate driver 23d.
  • the display area 21 includes pixels 10A (1,1) to 10A (m, n).
  • FIG. 6A illustrates pixels 10A (i, j) to 10A (i + 1, j + 1).
  • m and n are positive integers, i is an integer of 1 to m, and j is an integer of 1 to n.
  • the pixel 10A (i, j) is electrically connected to the gate driver 23c through the wiring G1 (j).
  • the pixel 10A (i, j) is electrically connected to the gate driver 23d through the wiring G2A (k) or the wiring G3A (k).
  • the pixel 10A (i, j) can share a pixel in an adjacent row, for example, the pixel 10A (i, j + 1), the wiring G2A (k), and the wiring G3A (k).
  • FIG. 6A illustrates an example in which a pixel connected to the wiring G1 (j) and the wiring G1 (j + 1) shares the wiring G2A (k) and the wiring G3A (k). Note that the wiring G2A (k) and the wiring G3A (k) can be shared not only with pixels connected to the adjacent wiring G1. Pixels connected to the plurality of wirings G1 can share the wiring G2A (k) and the wiring G3A (k).
  • a reset signal is given to the wiring G2A (k), and a triangular wave is given to the wiring G3A (k).
  • the pixel 10A (i, j) and the pixel 10A (i, j + 1) are electrically connected to the source driver 22 through the wiring S1 (i).
  • k is a positive integer of 1 to j.
  • FIG. 6B is a timing chart for explaining an example of the operation of the display device 20C.
  • the detailed operation of the pixel 10A can be referred to the description of FIG.
  • a reset signal is applied to the wiring G2A (k), the holding potentials of the pixel 10A (i, j) and the pixel 10A (i + 1, j) are initialized, and the light-emitting element is turned off. Further, the triangular wave TW given to the wiring G3A (j) is initialized.
  • the reset signal given to the wiring G2A (k) is released. Further, at time T51, the wiring G1 (j) is selected by the scanning signal supplied to the wiring G1 (j). Display data D1 is supplied to the wiring S1 (i), and display data D2 is supplied to the wiring S1 (i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D1 is held in the pixel 10A (i, j), and the display data D2 is held in the pixel 10A (i + 1, j).
  • the wiring G1 (j + 1) is selected by the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1).
  • Display data D3 is supplied to the wiring S1 (i), and display data D4 is supplied to the wiring S1 (i + 1).
  • the scanning signal applied to the wiring G1 (j + 1) is in a non-selected state. Accordingly, the display data D3 is held in the pixel 10A (i, j + 1), and the display data D4 is held in the pixel 10A (i + 1, j + 1).
  • a triangular wave TW is given to the wiring G3A (k).
  • the pixel 10A (i, j) supplies a current corresponding to the display data D1 to the light emitting element, and the light emitting element starts to light. Note that when the potential of the triangular wave TW applied to the anode terminal of the light emitting element becomes higher than the potential DL1 obtained by adding the threshold voltage LVth of the light emitting element to the display data D1, the light emitting element starts to light.
  • each of the pixel 10A (i + 1, j), the pixel 10A (i, j + 1), and the pixel 10A (i + 1, j + 1) supplies a current corresponding to the display data D2, the display data D3, and the display data D4 to the light emitting element.
  • the light emitting element starts to light up.
  • a triangular wave TW is given to each wiring G3A (k) with respect to each scanning signal given to the wiring G1 (j) or the wiring G1 (j + 1).
  • the cost of the gate driver 23d can be suppressed.
  • the lighting period varies depending on a plurality of rows to be selected, the lighting times of the light emitting elements are dispersed. Therefore, it is possible to disperse the concentration of power consumption due to lighting of the light emitting elements.
  • FIG. 7A shows a top view of the display device 700.
  • the display device 700 includes a first substrate 701 and a second substrate 705 which are bonded to each other with a sealant 712.
  • the pixel portion 702, the source driver circuit portion 704, and the gate driver circuit portion 706 are provided over the first substrate 701. It is done.
  • the pixel portion 702 is provided with a plurality of display elements.
  • an FPC terminal portion 708 to which an FPC 716 (FPC: Flexible printed circuit) is connected is provided in a portion of the first substrate 701 that does not overlap with the second substrate 705.
  • FPC Flexible printed circuit
  • Various signals and the like are supplied to the pixel portion 702, the source driver circuit portion 704, and the gate driver circuit portion 706 by the FPC 716 through the FPC terminal portion 708 and the signal line 710.
  • a plurality of gate driver circuit units 706 may be provided. Further, the gate driver circuit portion 706 and the source driver circuit portion 704 may be in the form of an IC chip separately formed and packaged on a semiconductor substrate or the like. The IC chip can be mounted on the first substrate 701 or the FPC 716.
  • the structure of the transistors included in the pixel portion 702, the source driver circuit portion 704, and the gate driver circuit portion 706 is not particularly limited.
  • the semiconductor layer of the transistor a single crystal semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a microcrystalline semiconductor, an amorphous semiconductor, or the like can be used alone or in combination.
  • the semiconductor material for example, silicon or germanium can be used.
  • a compound semiconductor such as silicon germanium, silicon carbide, gallium arsenide, an oxide semiconductor, or a nitride semiconductor, an organic semiconductor, or the like can be used.
  • a low molecular organic material having an aromatic ring, a ⁇ electron conjugated conductive polymer, or the like can be used.
  • a low molecular organic material having an aromatic ring, a ⁇ electron conjugated conductive polymer, or the like can be used.
  • rubrene, tetracene, pentacene, perylene diimide, tetracyanoquinodimethane, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene vinylene, and the like can be used.
  • the transistor used in this embodiment preferably includes an oxide semiconductor film that is highly purified and suppresses formation of oxygen vacancies.
  • the transistor can have low off-state current. Therefore, the holding time of an electric signal such as an image signal can be extended. Therefore, since the frequency of the refresh operation can be reduced, there is an effect of reducing power consumption.
  • the transistor used in this embodiment can be driven at high speed because relatively high field-effect mobility can be obtained.
  • the switching transistor in the pixel portion and the driver transistor used in the driver circuit portion can be formed over the same substrate. That is, a configuration in which a drive circuit formed of a silicon wafer or the like is not applied is possible, and the number of parts of the semiconductor device can be reduced.
  • a high-quality image can be provided by using a transistor that can be driven at high speed.
  • a display device 700A illustrated in FIG. 7B is an example of a display device in which a flexible resin layer 743 is used instead of the first substrate 701 and can be used as a flexible display.
  • the pixel portion 702 does not have a rectangular shape, and the corner portion has an arc shape. Further, as illustrated in a region P1 in FIG. 7B, the pixel portion 702 and the resin layer 743 are notched and partly cut out.
  • the pair of gate driver circuit portions 706 are provided on both sides with the pixel portion 702 interposed therebetween.
  • the gate driver circuit portion 706 is provided along the arcuate contour at the corner of the pixel portion 702.
  • the resin layer 743 has a shape in which a portion where the FPC terminal portion 708 is provided protrudes. Further, a part of the resin layer 743 including the FPC terminal portion 708 can be folded back in the region P2 in FIG. 7B. By folding back a part of the resin layer 743, the display device 700A can be mounted on an electric device in a state where the FPC 716 is placed on the back side of the pixel portion 702, and space saving of the electronic device can be achieved. .
  • an IC 717 is mounted on the FPC 716 connected to the display device 700A.
  • the IC 717 has a function as a source driver circuit, for example.
  • the source driver circuit portion 704 in the display device 700A can include at least one of a protection circuit, a buffer circuit, a demultiplexer circuit, and the like.
  • a display device 700B illustrated in FIG. 7C is a display device that can be suitably used for an electronic device having a large screen.
  • it can be suitably used for a television device, a monitor device, a personal computer (including a notebook type or a desktop type), a tablet terminal, a digital signage, and the like.
  • the display device 700B includes a plurality of source driver ICs 721 and a pair of gate driver circuit units 722.
  • the plurality of source driver ICs 721 are attached to the FPC 723, respectively.
  • the plurality of FPCs 723 have one terminal connected to the substrate 701 and the other terminal connected to the printed circuit board 724.
  • the printed circuit board 724 can be disposed on the back side of the pixel portion 702 and mounted on an electric device, so that space saving of the electronic device can be achieved.
  • the gate driver circuit portion 722 is formed on the substrate 701. Thereby, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • a large-sized and high-resolution display device can be realized.
  • the present invention can be applied to a display device having a screen size of 30 inches or more, 40 inches, 50 inches, or 60 inches diagonally.
  • a display device with extremely high resolution such as 4K2K or 8K4K can be realized.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line QR shown in FIG.
  • the display device illustrated in FIG. 8 includes a lead wiring portion 711, a pixel portion 702, a source driver circuit portion 704, and an FPC terminal portion 708.
  • the lead wiring portion 711 includes a signal line 710.
  • the pixel portion 702 includes a transistor 750 and a capacitor 790.
  • the source driver circuit portion 704 includes a transistor 752.
  • the capacitor 790 has a stacked structure in which an insulating film functioning as a dielectric film is sandwiched between a pair of electrodes.
  • a wiring obtained by processing the same film as the source electrode and the drain electrode of the transistor is connected to the upper electrode.
  • an insulating layer 770 having a planarization function is provided over the transistor 750, the transistor 752, and the capacitor 790.
  • the top surfaces of the conductive layer 772 and the conductive layer 774 provided over the insulating layer 770 can be planarized. Since the conductive layer 772 and the conductive layer 774 are located on the same plane and the top surfaces of the conductive layer 772 and the conductive layer 774 are flat, the conductive layer 772 and the conductive layer 774 and the light-emitting element 782 can be easily electrically connected. Can be connected to.
  • the light-emitting element 782 will be described. As an example, it is preferable that the light-emitting element 782 can emit light of a plurality of hues. Alternatively, a plurality of light-emitting elements 782 that emit different colors of light can be combined. Alternatively, a light-blocking layer may be provided on the second substrate 705 side. A viewing angle can be limited by providing a light shielding layer. Alternatively, a light-blocking layer and a colored layer can be provided on the second substrate 705 side. Note that a light-emitting element 782 that emits white light can be used by providing a light-blocking layer and a colored layer on the second substrate 705 side.
  • the transistor 750 included in the pixel portion 702 and the transistor 752 included in the source driver circuit portion 704 may have different structures. For example, a structure in which a top-gate transistor is applied to one of them and a bottom-gate transistor is applied to the other may be employed. Note that the gate driver circuit portion 706 is similar to the source driver circuit portion 704.
  • the signal line 710 is formed of the same conductive film as the source and drain electrodes of the transistors 750 and 752. At this time, it is preferable to use a low-resistance material such as a material containing copper element because signal delay due to wiring resistance is small and display on a large screen is possible.
  • the FPC terminal portion 708 includes a wiring 760 that functions as a connection electrode, an anisotropic conductive film 780, and an FPC 716.
  • the wiring 760 is electrically connected to a terminal included in the FPC 716 through an anisotropic conductive film 780.
  • the wiring 760 is formed using the same conductive film as the source and drain electrodes of the transistors 750 and 752.
  • a flexible substrate such as a glass substrate or a plastic substrate can be used.
  • an insulating layer having a barrier property against water or hydrogen is preferably provided between the first substrate 701 and the transistor 750 and the like.
  • FIG. 8 is schematic cross-sectional views at each stage of the process according to the method for manufacturing the display device 700.
  • FIG. 9 to 11 are schematic cross-sectional views at each stage of the process according to the method for manufacturing the display device 700.
  • a thin film (an insulating film, a semiconductor film, a conductive film, or the like) included in the display device is formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum evaporation, or pulsed laser deposition (PLD: Pulsed Laser Deposition).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PLD Pulsed Laser Deposition
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • the CVD method may be a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method or a thermal CVD method.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • Thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that constitute display devices are spin coating, dip, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knives, slit coating, roll coating, etc. It can be formed by tools (equipment) such as curtain coat and knife coat.
  • the thin film constituting the display device when processing the thin film constituting the display device, it can be processed using a photolithography method or the like.
  • an island-shaped thin film may be formed by a film formation method using a shielding mask.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sand blast method, a lift-off method, or the like.
  • the photolithography method there are the following two methods, for example. First, a photosensitive resist material is applied onto a thin film to be processed, exposed through a photomask, developed to form a resist mask, the thin film is processed by etching or the like, and the resist mask is formed. It is a method of removing. The other is a method in which a thin film having photosensitivity is formed and then exposed and developed to process the thin film into a desired shape.
  • light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or light obtained by mixing these.
  • ultraviolet light, KrF laser light, ArF laser light, or the like can be used.
  • exposure may be performed by an immersion exposure technique.
  • extreme ultraviolet light (EUV: Extreme-violet) or X-rays may be used as light used for exposure.
  • an electron beam can be used instead of the light used for exposure. It is preferable to use extreme ultraviolet light, X-rays, or an electron beam because extremely fine processing is possible. Note that a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • etching the thin film For etching the thin film, a dry etching method, a wet etching method, a sand blasting method, or the like can be used.
  • the conductive layer 301, the conductive layer 303, and the conductive layer 305 are formed over the substrate 701.
  • the conductive layer 301, the conductive layer 303, and the conductive layer 305 can be formed by forming a conductive film, forming a resist mask, etching the conductive film, and then removing the resist mask.
  • an insulating layer 311 is formed to cover the substrate 701, the conductive layer 301, the conductive layer 303, and the conductive layer 305.
  • a semiconductor layer 321, a semiconductor layer 323, and a semiconductor layer 325 are formed (FIG. 9A).
  • the semiconductor layer 321, the semiconductor layer 323, and the semiconductor layer 325 can be formed by forming a semiconductor film, forming a resist mask, etching the semiconductor film, and then removing the resist mask.
  • an insulating layer 331, a conductive layer 341, a conductive layer 351, an insulating layer 333, a conductive layer 343, and a conductive layer 353 are formed.
  • a conductive film to be the conductive layers 341 and 343, a conductive film to be the conductive layers 351 and 353, a resist mask is formed, and the insulating film and It can be formed by removing the resist mask after etching the conductive film.
  • an insulating layer 361 and an insulating layer 363 are formed (FIG. 9B).
  • openings are formed in the insulating layer 361 and the insulating layer 363, and a conductive layer 371, a conductive layer 373a, a conductive layer 373b, a conductive layer 375, a conductive layer 377, and a wiring 760 are formed.
  • the conductive layer 371, the conductive layer 373a, the conductive layer 373b, the conductive layer 375, the conductive layer 377, and the wiring 760 can be formed by a method similar to that of the conductive layer 301 or the like.
  • the signal line 710, the transistor 750, the capacitor 790, and the transistor 752 can be formed (FIG. 9C).
  • an insulating layer 379 is formed.
  • the insulating layer 379 functions as a protective film for the transistor 750 and the like.
  • an insulating layer 770 is formed.
  • a photosensitive material for the insulating layer 770 an opening can be formed by a photolithography method or the like. Note that as the insulating layer 770, after an insulating film is formed, an opening may be formed by etching part of the insulating film using a resist mask.
  • the insulating layer 770 is preferably formed using an organic insulating material because the flatness of the top surface can be increased.
  • an inorganic insulating film may be used as the insulating layer 770.
  • a layer of an inorganic insulating material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or aluminum nitride oxide is formed as a single layer or a stacked layer. Can be used.
  • the insulating layer 770 functions as a protective layer for the transistor 750 and the like.
  • the insulating layer 770 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • a conductive layer 772 and a conductive layer 774 are formed over the insulating layer 770 (FIG. 10A).
  • the conductive layer 772 is electrically connected to the transistor 750 through an opening of the insulating layer 770.
  • the conductive layers 772 and 774 can be formed by a method similar to that of the conductive layer 301 or the like.
  • the conductive layer 772 and the conductive layer 774 are preferably formed using a material that is reflective to visible light.
  • the conductive layer 772 and the conductive layer 774 can be formed using a material containing an alloy of silver, palladium, and copper (also referred to as APC), aluminum, titanium, copper, or the like.
  • conductive bumps 791 and bumps 793 are formed on the conductive layer 772 and the conductive layer 774, respectively (FIG. 10B).
  • a metal such as gold, silver, or tin, an alloy including these metals, an anisotropic conductive film such as a conductive resin, or a conductive paste can be used.
  • gold can be suitably used.
  • a printing method, a transfer method, a discharge method, or the like can be used for the formation of the bump 791 and the bump 793.
  • the light emitting element 782 is disposed on the bump 791 and the bump 793.
  • the light emitting element 782 is arranged so that the cathode side electrode and the anode side electrode of the light emitting element 782 are in contact with the bump 791 and the bump 793, respectively.
  • the bump 791, the bump 793, the light emitting element 782, the conductive layer 772, and the conductive layer 774 are pressed together, and the light emitting element 782 is fixed over the conductive layer 772 and the conductive layer 774.
  • the conductive layers 772 and 774 are electrically connected to the light emitting element 782 (FIG. 11).
  • a pick and place device can be used for the arrangement of the light emitting elements 782.
  • an FSA (Fluidic Self Assembly) method may be used for the arrangement of the light-emitting elements 782.
  • a concave insulating layer that matches the light-emitting element 782 is formed over the conductive layer 772 and in a region overlapping with the conductive layer 774, and the light-emitting element 782 is arranged in a self-aligned manner in the recess in the liquid.
  • an adhesive layer is formed on one or both of the substrate 701 and the substrate 705 to adhere them.
  • the adhesive layer is formed so as to surround a region where the pixels are arranged.
  • the adhesive layer can be formed by, for example, a screen printing method or a dispensing method.
  • a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used.
  • a resin that is cured by applying heat after being temporarily cured by ultraviolet rays may be used.
  • a resin having both ultraviolet curable properties and thermosetting properties may be used.
  • the substrate 701 and the substrate 705 are bonded together, and the adhesive layer is cured to form the sealing film 732.
  • Bonding is preferably performed in a reduced-pressure atmosphere because bubbles and the like can be prevented from being mixed between the substrate 701 and the substrate 705.
  • an anisotropic conductive film 780 is provided on the wiring 760.
  • the FPC 716 is placed over the anisotropic conductive film 780 and thermocompression bonded, whereby the wiring 760 and the FPC 716 are electrically connected.
  • the display device 700 can be formed (FIG. 8).
  • the display device of one embodiment of the present invention can be manufactured using various types of transistors such as a bottom-gate transistor and a top-gate transistor. Therefore, the semiconductor layer material and the transistor structure to be used can be easily replaced in accordance with an existing production line.
  • FIG. 12A1 is a cross-sectional view in the channel length direction of a channel protection transistor 1810 which is a kind of bottom-gate transistor.
  • the transistor 1810 is formed over a substrate 1771.
  • the transistor 1810 includes an electrode 1746 over the substrate 1771 with an insulating layer 1772 interposed therebetween.
  • a semiconductor layer 1742 is provided over the electrode 1746 with an insulating layer 1726 interposed therebetween.
  • the electrode 1746 can function as a gate electrode.
  • the insulating layer 1726 can function as a gate insulating layer.
  • an insulating layer 1741 is provided over the channel formation region of the semiconductor layer 1742. Further, an electrode 1744 a and an electrode 1744 b are provided over the insulating layer 1726 in contact with part of the semiconductor layer 1742.
  • the electrode 1744a can function as one of a source electrode and a drain electrode.
  • the electrode 1744b can function as the other of the source electrode and the drain electrode. Part of the electrode 1744 a and part of the electrode 1744 b are formed over the insulating layer 1741.
  • the insulating layer 1741 can function as a channel protective layer. By providing the insulating layer 1741 over the channel formation region, exposure of the semiconductor layer 1742 which is generated when the electrodes 1744a and 1744b are formed can be prevented. Accordingly, the channel formation region of the semiconductor layer 1742 can be prevented from being etched when the electrodes 1744a and 1744b are formed. According to one embodiment of the present invention, a transistor with favorable electrical characteristics can be realized.
  • the transistor 1810 includes the insulating layer 1728 over the electrode 1744a, the electrode 1744b, and the insulating layer 1741, and the insulating layer 1729 over the insulating layer 1728.
  • an oxide semiconductor is used for the semiconductor layer 1742
  • a material that can take oxygen from part of the semiconductor layer 1742 and generate oxygen vacancies at least in a portion of the electrodes 1744a and 1744b in contact with the semiconductor layer 1742 is used. It is preferable.
  • the region where oxygen vacancies are generated in the semiconductor layer 1742 the carrier concentration increases, and the region becomes n-type and becomes an n-type region (n + layer). Accordingly, the region can function as a source region or a drain region.
  • tungsten, titanium, or the like can be given as an example of a material that can remove oxygen from the semiconductor layer 1742 and cause oxygen vacancies.
  • a layer functioning as an n-type semiconductor or a p-type semiconductor is preferably provided between the semiconductor layer 1742 and the electrode 1744a and between the semiconductor layer 1742 and the electrode 1744b.
  • a layer functioning as an n-type semiconductor or a p-type semiconductor can function as a source region or a drain region of a transistor.
  • the insulating layer 1729 is preferably formed using a material having a function of preventing or reducing the diffusion of impurities from the outside to the transistor. Note that the insulating layer 1729 can be omitted as necessary.
  • a transistor 1811 illustrated in FIG. 12A2 is different from the transistor 1810 in that the transistor 1811 includes an electrode 1723 which can function as a back gate electrode over the insulating layer 1729.
  • the electrode 1723 can be formed using a material and a method similar to those of the electrode 1746.
  • the back gate electrode is formed of a conductive layer, and is arranged so that the channel formation region of the semiconductor layer is sandwiched between the gate electrode and the back gate electrode. Therefore, the back gate electrode can function in the same manner as the gate electrode.
  • the potential of the back gate electrode may be the same as that of the gate electrode, or may be a ground potential (GND potential) or an arbitrary potential.
  • the threshold voltage of the transistor can be changed by changing the potential of the back gate electrode independently of the gate electrode.
  • Both the electrode 1746 and the electrode 1723 can function as gate electrodes.
  • each of the insulating layer 1726, the insulating layer 1728, and the insulating layer 1729 can function as a gate insulating layer.
  • the electrode 1723 may be provided between the insulating layer 1728 and the insulating layer 1729.
  • the other is referred to as a “back gate electrode”.
  • the electrode 1746 when the electrode 1723 is referred to as a “gate electrode”, the electrode 1746 is referred to as a “back gate electrode”.
  • the transistor 1811 can be regarded as a kind of top-gate transistor.
  • One of the electrode 1746 and the electrode 1723 may be referred to as a “first gate electrode” and the other may be referred to as a “second gate electrode”.
  • the electrode 1746 and the electrode 1723 With the electrode 1746 and the electrode 1723 with the semiconductor layer 1742 interposed therebetween, and further by setting the electrode 1746 and the electrode 1723 to have the same potential, a region where carriers flow in the semiconductor layer 1742 becomes larger in the film thickness direction. The amount of carrier movement increases. As a result, the on-state current of the transistor 1811 increases and the field-effect mobility increases.
  • the transistor 1811 is a transistor having a large on-current with respect to the occupied area.
  • the area occupied by the transistor 1811 can be reduced with respect to the required on-state current.
  • the area occupied by a transistor can be reduced.
  • the gate electrode and the back gate electrode are formed using conductive layers, they have a function of preventing an electric field generated outside the transistor from acting on a semiconductor layer in which a channel is formed (particularly, an electric field shielding function against static electricity). .
  • the electric field shielding function can be improved by forming the back gate electrode larger than the semiconductor layer and covering the semiconductor layer with the back gate electrode.
  • the back gate electrode by forming the back gate electrode with a light-shielding conductive film, light can be prevented from entering the semiconductor layer from the back gate electrode side. Therefore, light deterioration of the semiconductor layer can be prevented, and deterioration of electrical characteristics such as shift of the threshold voltage of the transistor can be prevented.
  • a highly reliable transistor can be realized.
  • a highly reliable semiconductor device can be realized.
  • FIG. 12B1 is a cross-sectional view in the channel length direction of a channel protection transistor 1820 having a structure different from that in FIG.
  • the transistor 1820 has a structure substantially similar to that of the transistor 1810 except that an insulating layer 1741 covers an end portion of the semiconductor layer 1742.
  • the semiconductor layer 1742 and the electrode 1744a are electrically connected to each other in an opening formed by selectively removing part of the insulating layer 1729 which overlaps with the semiconductor layer 1742.
  • the semiconductor layer 1742 and the electrode 1744b are electrically connected to each other in an opening formed by selectively removing part of the insulating layer 1729 which overlaps with the semiconductor layer 1742.
  • a region of the insulating layer 1729 overlapping with the channel formation region can function as a channel protective layer.
  • the transistor 1821 illustrated in FIG. 12B2 includes an electrode 1723 which can function as a back gate electrode over the insulating layer 1729.
  • the semiconductor layer 1742 By providing the insulating layer 1741, exposure of the semiconductor layer 1742 that occurs when the electrodes 1744a and 1744b are formed can be prevented. Accordingly, the semiconductor layer 1742 can be prevented from being thinned when the electrode 1744a and the electrode 1744b are formed.
  • the distance between the electrode 1744a and the electrode 1746 and the distance between the electrode 1744b and the electrode 1746 are longer in the transistor 1820 and the transistor 1821 than in the transistor 1810 and the transistor 1811. Accordingly, parasitic capacitance generated between the electrode 1744a and the electrode 1746 can be reduced. In addition, parasitic capacitance generated between the electrode 1744b and the electrode 1746 can be reduced. According to one embodiment of the present invention, a transistor with favorable electrical characteristics can be realized.
  • a transistor 1825 illustrated in FIG. 12C1 is a cross-sectional view in the channel length direction of a channel-etched transistor 1825 which is one of bottom-gate transistors.
  • the electrode 1744a and the electrode 1744b are formed without using the insulating layer 1741. Therefore, part of the semiconductor layer 1742 exposed when the electrodes 1744a and 1744b are formed may be etched. On the other hand, since the insulating layer 1741 is not provided, the productivity of the transistor can be increased.
  • a transistor 1826 illustrated in FIG. 12C2 is different from the transistor 1825 in that the transistor 1826 includes an electrode 1723 which can function as a back gate electrode over the insulating layer 1729.
  • 13A1 to 13C2 are cross-sectional views of the transistors 1810, 1811, 1820, 1821, 1825, and 1826 in the channel width direction.
  • the gate electrode and the back gate electrode are connected to each other, and the potentials of the gate electrode and the back gate electrode are the same.
  • the semiconductor layer 1742 is sandwiched between the gate electrode and the back gate electrode.
  • the length in the channel width direction of each of the gate electrode and the back gate electrode is longer than the length in the channel width direction of the semiconductor layer 1742, and the entire channel width direction of the semiconductor layer 1742 includes insulating layers 1726, 1741, 1728, and 1729.
  • the structure is covered with a gate electrode or a back gate electrode with a gap therebetween.
  • the semiconductor layer 1742 included in the transistor can be electrically surrounded by the electric fields of the gate electrode and the back gate electrode.
  • a device structure of a transistor that electrically surrounds a semiconductor layer 1742 in which a channel formation region is formed by an electric field of a gate electrode and a back gate electrode like the transistor 1821 or the transistor 1826 is called a surround channel (S-channel) structure. Can do.
  • the S-channel structure an electric field for inducing a channel by one or both of the gate electrode and the back gate electrode can be effectively applied to the semiconductor layer 1742, so that the current driving capability of the transistor is improved. High on-current characteristics can be obtained. In addition, since the on-state current can be increased, the transistor can be miniaturized. Further, with the S-channel structure, the mechanical strength of the transistor can be increased.
  • a transistor 1842 illustrated in FIG. 14A1 is one of top-gate transistors.
  • the transistor 1842 is different from the transistors 1810 and 1820 in that the electrode 1744a and the electrode 1744b are formed after the insulating layer 1729 is formed.
  • the electrodes 1744 a and 1744 b are electrically connected to the semiconductor layer 1742 in openings formed in the insulating layers 1728 and 1729.
  • the impurity 755 is introduced into the semiconductor layer 1742 using the electrode 1746 and the remaining insulating layer 1726 as a mask, so that self-alignment in the semiconductor layer 1742 ( Impurity regions can be formed in a self-aligning manner.
  • the transistor 1842 has a region where the insulating layer 1726 extends beyond the end portion of the electrode 1746.
  • the impurity concentration of the region into which the impurity 755 is introduced through the insulating layer 1726 in the semiconductor layer 1742 is lower than that in the region into which the impurity 755 is introduced without passing through the insulating layer 1726. Therefore, in the semiconductor layer 1742, an LDD (Lightly Doped Drain) region is formed in a region that does not overlap with the electrode 1746.
  • LDD Lightly Doped Drain
  • the transistor 1843 includes an electrode 1723 formed over the substrate 1771.
  • the electrode 1723 has a region overlapping with the semiconductor layer 1742 with the insulating layer 1772 interposed therebetween.
  • the electrode 1723 can function as a back gate electrode.
  • the insulating layer 1726 which does not overlap with the electrode 1746 may be removed. Further, the insulating layer 1726 may be left as in the transistor 1846 illustrated in FIG. 14C1 and the transistor 1847 illustrated in FIG.
  • the transistors 1842 to 1847 can also form impurity regions in the semiconductor layer 1742 in a self-aligned manner by introducing the impurity 755 into the semiconductor layer 1742 using the electrode 1746 as a mask after the electrode 1746 is formed. According to one embodiment of the present invention, a transistor with favorable electrical characteristics can be realized. According to one embodiment of the present invention, a highly integrated semiconductor device can be realized.
  • 15A1 to 15C2 are cross-sectional views of the transistors 1842, 1843, 1844, 1845, 1846, and 1847 in the channel width direction, respectively.
  • the transistor 1843, the transistor 1845, and the transistor 1847 each have the S-channel structure described above. However, this embodiment is not limited to this, and the transistor 1843, the transistor 1845, and the transistor 1847 do not have to have an S-channel structure.
  • FIGS. 16B to 16E are perspective views illustrating the configuration of the information processing apparatus.
  • 17A to 17E are perspective views illustrating the configuration of the information processing apparatus.
  • An information processing device 5200B described in this embodiment includes an arithmetic device 5210 and an input / output device 5220 (see FIG. 16A).
  • the computing device 5210 has a function of supplying operation information and a function of supplying image information based on the operation information.
  • the input / output device 5220 includes a display unit 5230, an input unit 5240, a detection unit 5250, a communication unit 5290, a function of supplying operation information, and a function of supplying image information. Further, the input / output device 5220 has a function of supplying detection information, a function of supplying communication information, and a function of supplying communication information.
  • the input unit 5240 has a function of supplying operation information.
  • the input unit 5240 supplies operation information based on the operation of the user of the information processing apparatus 5200B.
  • a keyboard Specifically, a keyboard, hardware buttons, a pointing device, a touch sensor, an illuminance sensor, an imaging device, a voice input device, a line-of-sight input device, a posture detection device, and the like can be used for the input unit 5240.
  • Display unit 5230 has a function of displaying a display panel and image information.
  • the display device described in the above embodiment can be used for the display portion 5230.
  • the detection unit 5250 has a function of supplying detection information. For example, it has a function of detecting the surrounding environment where the information processing apparatus is used and supplying it as detection information.
  • an illuminance sensor an imaging device, a posture detection device, a pressure sensor, a human sensor, or the like can be used for the detection unit 5250.
  • the communication unit 5290 has a function for supplying communication information and a function for supplying communication information. For example, a function of connecting to another electronic device or a communication network by wireless communication or wired communication is provided. Specifically, it has functions such as wireless local area communication, telephone communication, and short-range wireless communication.
  • ⁇ Configuration example 1 of information processing apparatus> For example, an outer shape along a cylindrical column or the like can be applied to the display portion 5230 (see FIG. 16B). In addition, it has a function of changing the display method according to the illuminance of the usage environment. It also has a function of detecting the presence of a person and changing the display content. Thereby, it can install in the pillar of a building, for example. Alternatively, an advertisement or a guide can be displayed. Or it can use for digital signage etc.
  • a function of generating image information based on a locus of a pointer used by the user is provided (see FIG. 16C).
  • a display panel having a diagonal line length of 20 inches or more, preferably 40 inches or more, more preferably 55 inches or more can be used.
  • a plurality of display panels can be arranged in one display area.
  • a plurality of display panels can be arranged and used for a multi-screen. Thereby, it can use for an electronic blackboard, an electronic bulletin board, an electronic signboard, etc., for example.
  • ⁇ Configuration Example 3 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method according to the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 16D). Thereby, for example, the power consumption of the smart watch can be reduced. Alternatively, for example, an image can be displayed on the smart watch so that the image can be suitably used even in an environment with strong outside light such as outdoors on a sunny day.
  • the display portion 5230 includes, for example, a curved surface that bends gently along the side surface of the housing (see FIG. 16E).
  • the display unit 5230 includes a display panel, and the display panel has a function of displaying on the front, side, and top surfaces, for example. Thereby, for example, image information can be displayed not only on the front surface of the mobile phone but also on the side surface and the upper surface.
  • ⁇ Configuration Example 5 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method according to the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 17A). Thereby, the power consumption of a smart phone can be reduced. Alternatively, for example, an image can be displayed on a smartphone so that it can be suitably used even in an environment with strong external light such as outdoors on a sunny day.
  • ⁇ Configuration Example 6 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method according to the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 17B). Thereby, an image can be displayed on the television system so that it can be suitably used even when it is exposed to strong external light that is inserted indoors on a sunny day.
  • ⁇ Configuration Example 7 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method according to the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 17C). Thereby, for example, an image can be displayed on a tablet computer so that it can be suitably used even in an environment with strong external light such as outdoors on a sunny day.
  • ⁇ Configuration Example 8 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method according to the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 17D). Thereby, for example, the subject can be displayed on the digital camera so that it can be viewed properly even in an environment with strong external light such as outdoors on a sunny day.
  • ⁇ Configuration Example 9 of Information Processing Device> For example, a function of changing a display method in accordance with the illuminance of the usage environment is provided (see FIG. 17E). Thereby, for example, an image can be displayed on a personal computer so that it can be suitably used even in an environment with strong external light such as outdoors on a sunny day.
  • a metal oxide having an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more can be used.
  • a metal oxide containing indium for example, a CAC-OS described later can be used.
  • a transistor using a metal oxide having a wider band gap and lower carrier density than silicon can hold charges accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time due to its low off-state current. Is possible.
  • the semiconductor layer is represented by an In-M-Zn-based oxide containing indium, zinc, and M (metal such as aluminum, titanium, gallium, germanium, yttrium, zirconium, lanthanum, cerium, tin, neodymium, or hafnium). It can be a membrane.
  • the atomic ratio of the metal elements of the sputtering target used for forming the In-M-Zn oxide is In ⁇ M, Zn It is preferable to satisfy ⁇ M.
  • the atomic ratio of the semiconductor layer to be formed includes a variation of plus or minus 40% of the atomic ratio of the metal element included in the sputtering target.
  • the semiconductor layer a metal oxide film with low carrier density is used.
  • the semiconductor layer has a carrier density of 1 ⁇ 10 17 / cm 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 / cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 / cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 11 / cm 3. 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 / cm 3, it is possible to use a 1 ⁇ 10 -9 / cm 3 metal oxide or more carrier density.
  • Such metal oxides are referred to as high purity intrinsic or substantially high purity intrinsic metal oxides.
  • the oxide semiconductor can be said to be a metal oxide having a low defect state density and stable characteristics.
  • the present invention is not limited thereto, and an oxide semiconductor with an appropriate composition may be used depending on required semiconductor characteristics and electrical characteristics (such as field-effect mobility and threshold voltage) of a transistor.
  • the semiconductor layer in order to obtain the required semiconductor characteristics of the transistor, it is preferable that the semiconductor layer have appropriate carrier density, impurity concentration, defect density, atomic ratio of metal element to oxygen, interatomic distance, density, and the like. .
  • the concentration of silicon or carbon in the semiconductor layer is 2 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • the concentration of alkali metal or alkaline earth metal obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is set to 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is 5 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less.
  • An oxide semiconductor is classified into a single crystal oxide semiconductor and a non-single crystal oxide semiconductor.
  • a CAAC-OS c-axis-aligned crystal oxide semiconductor
  • a polycrystalline oxide semiconductor a polycrystalline oxide semiconductor
  • an nc-OS nanocrystalline oxide semiconductor
  • a pseudo-amorphous oxide semiconductor a-like oxide OS
  • amorphous oxide semiconductor amorphous-like oxide semiconductor
  • CAC-OS Cloud-Aligned Composite Oxide Semiconductor
  • non-single-crystal oxide semiconductor or CAC-OS can be preferably used for the semiconductor layer of the transistor disclosed in one embodiment of the present invention.
  • non-single-crystal oxide semiconductor nc-OS or CAAC-OS can be preferably used.
  • a CAC-OS is preferably used as the semiconductor layer of the transistor.
  • a CAC-OS high electrical characteristics or high reliability can be imparted to the transistor.
  • the semiconductor layer includes two or more of a CAAC-OS region, a polycrystalline oxide semiconductor region, an nc-OS region, a pseudo-amorphous oxide semiconductor region, and an amorphous oxide semiconductor region.
  • a mixed film may be used.
  • the mixed film may have a single-layer structure or a stacked structure including any two or more of the above-described regions.
  • CAC Cloud-Aligned Composite
  • the CAC-OS is one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof.
  • elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof.
  • the state mixed with is also referred to as mosaic or patch.
  • the metal oxide preferably contains at least indium.
  • One kind selected from the above or a plurality of kinds may be included.
  • a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide is an indium oxide (hereinafter referred to as InO).
  • X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4 and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1, or in X2 Zn Y2 O Z2 is configured uniformly distributed in the film (hereinafter, cloud Also referred to.) A.
  • CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 there is a region which is a main component, a composite metal oxide having a structure that is mixed.
  • the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.
  • IGZO is a common name and sometimes refers to one compound of In, Ga, Zn, and O.
  • ZnO ZnO
  • the crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC structure.
  • the CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.
  • CAC-OS relates to a material structure of a metal oxide.
  • CAC-OS refers to a region that is observed in the form of nanoparticles mainly composed of Ga in a material structure including In, Ga, Zn, and O, and nanoparticles that are partially composed mainly of In.
  • the region observed in a shape is a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic shape. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.
  • the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions.
  • a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.
  • a region GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or the region InO X1 is the main component, it may clear boundary can not be observed.
  • the CAC-OS includes a region observed in a part of a nanoparticle mainly including the metal element and a nano part mainly including In.
  • the region observed in the form of particles refers to a configuration in which each region is randomly dispersed in a mosaic shape.
  • the CAC-OS can be formed by sputtering, for example, under the condition that the substrate is not heated.
  • a CAC-OS is formed by a sputtering method
  • any one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as a deposition gas.
  • the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the deposition gas during film formation is preferably as low as possible.
  • the flow rate ratio of the oxygen gas is 0% or more and less than 30%, preferably 0% or more and 10% or less. .
  • the CAC-OS has a feature that a clear peak is not observed when it is measured using a ⁇ / 2 ⁇ scan by an out-of-plane method which is one of X-ray diffraction (XRD) measurement methods. Have. That is, from the X-ray diffraction measurement, it can be seen that no orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region is observed.
  • XRD X-ray diffraction
  • an electron beam diffraction pattern obtained by irradiating an electron beam with a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam) has a ring-like region having high luminance and a plurality of bright regions in the ring region. A point is observed. Therefore, it can be seen from the electron beam diffraction pattern that the crystal structure of the CAC-OS has an nc (nano-crystal) structure having no orientation in the planar direction and the cross-sectional direction.
  • a region in which GaO X3 is a main component is obtained by EDX mapping obtained by using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy). It can be confirmed that a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is unevenly distributed and mixed.
  • the CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal element is uniformly distributed, and has a property different from that of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and each region includes each element as a main component. Has a mosaic structure.
  • the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is a region which is a main component, by carriers flow, conductive metal oxide is expressed. Therefore, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized by the region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component distributed in a cloud shape in the metal oxide.
  • areas such as GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is compared to region which is a main component, has a high area insulation. That is, since the region mainly composed of GaO X3 or the like is distributed in the metal oxide, a leakage current can be suppressed and a good switching operation can be realized.
  • CAC-OS when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act complementarily, thereby increasing the An on-current (I on ) and high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a display.
  • a transistor having a CAC-OS in a semiconductor layer has high field-effect mobility and high driving capability; therefore, the transistor can be used for a driver circuit, typically a scan line driver circuit that generates a gate signal.
  • a display device with a narrow frame width can be provided.
  • the transistor is used for a signal line driver circuit included in the display device (particularly, a demultiplexer connected to an output terminal of a shift register included in the signal line driver circuit), the number of wirings connected to the display device is small.
  • a display device can be provided.
  • a transistor having a CAC-OS in a semiconductor layer does not require a laser crystallization step like a transistor using low-temperature polysilicon. For this reason, even in a display device using a large-area substrate, manufacturing cost can be reduced. Furthermore, high resolution such as Ultra Hi-Vision (“4K resolution”, “4K2K”, “4K”) and Super Hi-Vision (“8K resolution”, “8K4K”, “8K”), and a large display device, a semiconductor A transistor having a CAC-OS in the layer is preferably used for a driver circuit and a display portion because writing in a short time is possible and display defects can be reduced.
  • silicon may be used for a semiconductor in which a transistor channel is formed.
  • amorphous silicon may be used as silicon, it is particularly preferable to use silicon having crystallinity.
  • microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like is preferably used.
  • polycrystalline silicon can be formed at a lower temperature than single crystal silicon, and has higher field effect mobility and higher reliability than amorphous silicon.

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Abstract

要約書 三角波によって発光素子が点灯する新規な表示装置を提供する。 第1の画素、 第2の画素、 第1の配線、 第2の配線、 及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法で ある。第1の配線は、第1の画素、及び第2の画素と電気的に接続される。第2の配線は、第1の画 素と電気的に接続され、 第3の配線は、 第2の画素と電気的に接続される。 第1の画素には、 第2の 配線を介して第1の表示データが与えられ、 第2の画素には、 第3の配線を介して第2の表示データ が与えられる。第1の画素、又は第2の画素が、異なる時刻に発光を開始する。第1の時刻に、第1 の画素が、 第1の表示データに対応する最大輝度に達し、 且つ第2の画素が、 第2の表示データに対 応する最大輝度に達する。 第1の配線にリセット信号が与えられることにより第1の画素、 及び第2 の画素が、第2の時刻に初期化されることで消灯する。

Description

表示装置、及び表示装置の駆動方法
 本発明の一態様は、表示装置、及び表示装置の駆動方法に関する。
 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一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関する。又は、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。
 なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。
 表示装置を備える電子機器が普及している。電子機器に用いられる表示装置は、より多くの情報が表示できる表示装置が求められている。例えば、液晶表示装置では、より多くの情報量を表示するために複数の異なる色相を有する光源を順に点灯することで表示を行うフィールドシーケンシャル方式などの駆動方法が提案されている。フィールドシーケンシャル方式では、1つの画素に異なる色相の光を順に点灯させて表示をするため表示する情報量を増やすことができる。
 特許文献1では、バックライトに複数の色相を有する光源の点灯又は消灯を制御する方法として三角波を用いたPWM(Pulse Width Modulation)駆動が開示されている。
 TV、又はサイネージ機器などの大型表示装置、又はヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブル電子機器では、発光素子に小型のLEDを用いた表示装置が特許文献2に開示されている。
特開2006−209053号公報 米国特許公開第2017/0179092号公報
 単一の光源及び3色のカラーフィルターを用いて表示する液晶素子を有する表示装置では、バックライトを消灯しなければ黒を表示するのが難しく、コントラストを上げることが難しいといった課題がある。フィールドシーケンシャル方式では、1つの画素が異なる色相の光を順に点灯させて表示をするため、副画素を設けなくてもよく画素のサイズを小さくできるため高精細化に適しているが、複数の色相の光を点灯又は消灯させるため消費電力が大きくなる課題がある。
 また、ヘッドマウントディスプレイなどでは、身体に装着するため、軽量化と、消費電力の低減が求められている。例えば、消費電力が大きくなると、ヘッドマウントディスプレイなどではバッテリを大きくする必要があり、電子機器としての荷重が大きくなったヘッドマウントディスプレイを身体に装着する場合、利用者の身体に与える負担が大きくなる問題がある。
 上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の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、新規な表示装置の駆動方法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、消費電力を低減させる表示装置の駆動方法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、表示のコントラストを向上させる表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。
 なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
 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/又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
 本発明の一態様は、第1の画素、第2の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法である。第1の配線は、第1の画素、及び前記第2の画素と電気的に接続される。第2の配線は、第1の画素と電気的に接続され、第3の配線は、第2の画素と電気的に接続される。第1の画素には、第2の配線を介して第1の表示データが与えられ、第2の画素には、第3の配線を介して第2の表示データが与えられる。第1の画素、又は第2の画素が、異なる時刻に発光を開始する。第1の時刻より前の第2の時刻に、第1の画素が、第1の表示データに対応する最大輝度に達し、且つ第2の画素が、第2の表示データに対応する最大輝度に達する。第1の配線にリセット信号が与えられることにより第1の画素、及び第2の画素が、第2の時刻に初期化されることで消灯する表示装置の駆動方法である。
 本発明の一態様は、複数の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法である。画素は、発光素子、及び第1乃至第3のトランジスタを有する。第1のトランジスタは、第1のゲートと、第2のゲートを有する。第1のトランジスタは、第1のゲートが第1の配線と電気的に接続され、第2のゲートが第2の配線と電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が、第2のトランジスタのゲート、及び第3のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続される。第2のトランジスタは、ソース又はドレインの一方が発光素子の電極の一方と電気的に接続される。第3のトランジスタは、ゲートが、第3の配線と電気的に接続される。第1の配線に表示データを与えることにより、表示データの第1の電位に応じて第1のトランジスタの閾値電圧が決定する。第2の配線に三角波を与え、三角波の電位に応じて第1のトランジスタがオン状態になったとき、第1のトランジスタを介して、第2のトランジスタのゲートに第2の電位が与えられ、第2の電位に応じて発光素子の発光輝度が制御される。第3の配線に、リセット信号を与えることで第3のトランジスタがオン状態となり、第2のトランジスタがオフ状態になり、発光素子が消灯し、リセット信号に同期して、三角波の電位が最も小さくなる、表示装置の駆動方法である。
 本発明の一態様は、複数の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法である。画素は、発光素子、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有する。第1の配線は、発光素子の電極の一方と電気的に接続される。第1のトランジスタは、ソース又はドレインの一方が発光素子の電極の他方と電気的に接続され、ゲートが第2の配線と、第2のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続される。第2のトランジスタは、ゲートが第3の配線と電気的に接続される。第2の配線に表示データを与えることにより、表示データの電位に応じて第1のトランジスタが流せる電流の大きさが決定する。第1の配線に三角波を与え、三角波の電位に応じて第1のトランジスタが発光素子に与える電流の大きさが決定し、三角波の電位に応じて発光素子の発光輝度が制御される。第3の配線に、リセット信号を与えることで第3のトランジスタがオン状態となり、第1のトランジスタがオフ状態になり、リセット信号に同期して、三角波の電位が最も小さくなり、発光素子が消灯する、表示装置の駆動方法である。
 本発明の一態様は、複数の画素、及び第1乃至第6の配線を有する表示装置である。画素は、発光素子、第1乃至第4のトランジスタ、第1の容量素子、第2の容量素子を有する。第1の配線には表示データが与えられる。第2の配線には走査信号が与えられる。第3の配線にはリセット信号が与えられる。第4の配線には三角波が与えられる。第5の配線には前記表示データよりも高い電位が与えられる。第6の配線には前記表示データよりも小さい電位が与えられる。第4のトランジスタのゲートは、第2の配線と電気的に接続される。第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第1の配線と電気的に接続される。第1のトランジスタのゲートは、第4の配線と電気的に接続される。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のトランジスタのバックゲート、及び第1の容量素子の電極の一方とに電気的に接続される。第3のトランジスタのゲートは、第3の配線と電気的に接続される。第5の配線は、第1の容量素子の電極の他方、及び第1のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続される。第1のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第3のトランジスタのソース又はドレインの一方、第2のトランジスタのゲート、及び第2の容量素子の電極の一方とに電気的に接続される。第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第6の配線と電気的に接続される。第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、発光素子の電極の一方と電気的に接続される表示装置である。
 本発明の一態様は、複数の画素、及び第1乃至第5の配線を有する表示装置である。画素は、発光素子、第1乃至第3のトランジスタ、及び第1の容量素子を有する。第1の配線には三角波が与えられる。第2の配線には走査信号が与えられる。第3の配線にはリセット信号が与えられる。第4の配線には表示データが与えられる。第5の配線には表示データよりも小さな低電位が与えらる。第3のトランジスタのゲートは、第2の配線と電気的に接続される。第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第4の配線と電気的に接続される。第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第1のトランジスタのゲート、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方、及び第1の容量素子の電極の一方とに電気的に接続される。第2のトランジスタのゲートは、第3の配線と電気的に接続される。第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第5の配線と電気的に接続される。第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、発光素子の電極の一方と電気的に接続される。発光素子の電極の他方は、第1の配線と電気的に接続される表示装置である。
 上記各構成において、発光素子がLEDである表示装置が好ましい。
 上記各構成において、発光素子がOLEDである表示装置が好ましい。
 上記各構成において、表示装置が有するトランジスタのいずれか一が、半導体層に金属酸化物を有する表示装置が好ましい。
 本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様は、新規な表示装置の駆動方法を提供することができる。又は、本発明の一態様は、消費電力を低減させる表示装置の駆動方法を提供することができる。本発明の一態様は、表示のコントラストを向上させる表示装置の駆動方法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/又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。したが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。
(A)画素を説明する回路図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 (A)表示装置を説明するブロック図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 (A)表示装置を説明するブロック図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 (A)画素を説明する回路図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 (A)表示装置を説明するブロック図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 (A)表示装置を説明するブロック図。(B)表示装置の動作を説明するタイミングチャート。 表示装置の上面図。 表示装置の断面図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 情報処理装置を説明する図。 情報処理装置を説明する図。
 以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態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。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
 また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。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、理想的な例を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。
 また、本明細書にて用いる「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り、数的に限定するものではないことを付記する。
 また、本明細書において、「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。また、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ものである。したがって、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
 また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域又はソース電極)の間にチャネル形成領域を有しており、チャネル形成領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル形成領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
 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、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
 また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。
 また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、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。
 また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態(非導通状態、遮断状態、ともいう)にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、nチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低い状態、pチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高い状態をいう。例えば、nチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
 トランジスタのオフ電流は、Vgsに依存する場合がある。したがって、トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、トランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のVgsにおけるオフ状態、所定の範囲内のVgsにおけるオフ状態、又は、十分に低減されたオフ電流が得られるVgsにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
 一例として、しきい値電圧Vthが0.5Vであり、Vgsが0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−9Aであり、Vgsが0.1Vにおけるドレイン電流が1×10−13Aであり、Vgsが−0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−19Aであり、Vgsが−0.8Vにおけるドレイン電流が1×10−22Aであるようなnチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Vgsが−0.5Vにおいて、又は、Vgsが−0.5V乃至−0.8Vの範囲において、1×10−19A以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は1×10−19A以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が1×10−22A以下となるVgsが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は1×10−22A以下である、と言う場合がある。
 また、本明細書等では、チャネル幅Wを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Wあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅(例えば1μm)あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流/長さの次元を持つ単位(例えば、A/μm)で表される場合がある。
 トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、60℃、85℃、95℃、又は125℃におけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、室温、60℃、85℃、95℃、125℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。
 トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Vdsに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、又は20Vにおけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるVds、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVdsにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるVds、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVds、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。
 上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
 また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
 なお、電圧とは2点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー(電気的な位置エネルギー)のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位(例えば接地電位)との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
(実施の形態1)
 本実施の形態では、三角波によって発光素子が点灯する新規な表示装置の新規な駆動方法について図1乃至図3を用いて説明する。
 最初に、表示装置について説明する。表示装置は、表示パネル、ソースドライバ、及びゲートドライバを有し、表示パネルは、複数の画素を有する。なお、表示パネルは、ソースドライバ又はゲートドライバが、画素と同一の基板上に形成されている。ただし、ソースドライバ、又はゲートドライバのいずれか一、又は両方が表示パネルとは異なる部品として構成され、表示パネルに信号を与えてもよい。以下では、表示装置を表示パネルと言い換えて説明することがある。
 一例として表示装置は、第1の画素、第2の画素、第1乃至第5の配線を有する。第1乃至第3の配線は、第1の画素、及び前記第2の画素と電気的に接続される。第4の配線は、第1の画素と電気的に接続され、第5の配線は、第2の画素と電気的に接続される。なお、走査線としての機能を有する第1乃至第3の配線には、走査信号が与えられる。当該走査信号には、画素に対してデータを書き込む機能、点灯制御機能、リセット機能等がある。
 第1の画素には、第4の配線を介して第1の表示データが与えられ、第2の画素には、第5の配線を介して第2の表示データが与えられる。第1の画素、及び第2の画素が、第1の時刻に初期化、且つ消灯する。第1の画素、又は第2の画素が、異なる時刻に発光を開始する。第1の時刻より前の第2の時刻に、第1の画素が、第1の表示データに対応する最大輝度に達し、且つ第2の画素が、第2の表示データに対応する最大輝度に達する表示装置の駆動方法である。
 つまり、画素に与えられる表示データが画素に保持され、その後、画素に与えられる信号によって、画素が有する発光素子が点灯する。なお、上述した第1の画素、第2の画素が、同じ走査信号が与えられる配線に接続されていることが好ましい。画素に与えられる信号は、三角波であることが好ましい。三角波は、積分回路を用いて生成されてもよい、又はデジタルアナログ変換回路を用いて生成されてもよい。三角波を積分回路を用いて生成する場合、デジタルアナログ変換回路に比べて回路規模を小さくすることができる。また三角波は、線形の傾きを有する信号でもよい、又は指数関数的に増加する信号でもよい。三角波が指数関数的に増加する信号の場合、線形の傾きを有する三角波と比較して点灯期間が短くなり、且つ表示データに対応する最大輝度がより大きな最大輝度に達する表示装置の駆動方法である。
 さらに表示装置が有する画素について詳しく説明する。表示装置は、複数の画素、第1の配線、第2の配線、第3の配線、及び第4の配線を有する。画素は、発光素子、及び第1乃至第4のトランジスタを有する。第1のトランジスタは、第1のゲートと、第2のゲートを有する。なお、第1のゲート又は第2のゲートのいずれか一が、第1のトランジスタのゲートに相当し、いずれか他方が、第1のトランジスタのバックゲートに相当する。
 第1のトランジスタは、第1のゲートが第1の配線と電気的に接続され、第2のゲートが第4の配線と第4のトランジスタを介して電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が、第2のトランジスタのゲート、及び第3のトランジスタのソース又はドレインの一方とが電気的に接続される。第2のトランジスタは、ソース又はドレインの一方が発光素子の電極の一方と電気的に接続される。第3のトランジスタは、ゲートが、第3の配線と電気的に接続される。第4のトランジスタのゲートは、第2の配線と電気的に接続される。
 第1のステップとして、第4の配線に表示データを与えることにより、表示データの第1の電位に応じて第1のトランジスタの閾値電圧が決定する。つまり、第2の配線に与えられる信号は、画素に対して表示データを書き込むことができる。なお、画素は第1の容量素子、及び第2の容量素子を有していてもよい。表示データが、第1の容量素子に保持されることが好ましい。以降では、第1の電位と第1の表示データとを同じものして説明する。
 第2のステップとして、第1の配線に三角波を与え、三角波の電位に応じて第1のトランジスタがオン状態になったとき、第1のトランジスタを介して、第2のトランジスタのゲートに第2の電位が与えられ、第2の電位に応じて発光輝度が制御される。第2の電位は、第2の保持容量に保持されることが好ましい。つまり、第1の配線に与えられる信号は、画素の点灯を制御することができる。
 第3のステップとして、第3の配線に、リセット信号を与えることで第3のトランジスタがオン状態となり、第2の保持容量に保持される第2の電位が放電することで第2のトランジスタがオフ状態になり発光素子が消灯する。当該リセット信号に同期して、三角波の電位が最も小さくなる、表示装置の駆動方法である。
 なお、人間の目が認識する発光素子の輝度は、時間当たりの平均輝度で表すことができる。平均輝度は、リセット信号により発光素子が消灯してから、次のリセット信号により発光素子が消灯するまでの期間に発光素子が点灯する発光量によって決定される。なお、第2の電位により発光素子の点灯が開始され、リセット信号により発光素子が消灯するまでの期間を点灯期間とし、発光素子が消灯してから、次の第2の電位が与えられることで発光素子が点灯を開始するまでの期間を消灯期間とする。つまり、第3の配線に与えられる信号は、画素の表示をリセットすることができる。
 表示データである第1の電位が小さい場合は、第1のトランジスタの閾値電圧が小さくなり、第1の電位が大きい場合は、第1のトランジスタの閾値電圧が大きくなることが好ましい。つまり第1の電位が小さい場合に第1のトランジスタに三角波が与えられると、三角波の電位が大きくなるに応じて第2の電位が早く大きくなり、発光素子の点灯が早く開始される。また、発光素子の点灯が早く開始されることで、発光素子の平均輝度が大きくなり、発光素子が点灯している期間の最大輝度も大きくなる。
 画素に与えられる表示データの第1の電位に対する発光素子の輝度は、平均化され平均輝度となる。しかし、第3のトランジスタによって消灯される直前の時刻に発光素子が表示データに対応する最大輝度になるため、人間の目には、最大輝度が残像として残る。これは、低階調の表示データを表示するときに、平均輝度によって認識される階調は低いが、瞬間的な最大輝度が人間の目には残像として残るため色を認識しやすいためである。例えば、月明かりに照らされた海の青を表現する場合など、低階調であっても青を残像として強く視認させる効果などがある。
 また、画素は、第3のトランジスタによって第2の電位が初期化され、発光素子が消灯すると、表示装置は黒挿入の効果を得ることができる。なお、黒挿入とは、表示装置の駆動方法の一つで、表示データを点灯する期間と、消灯する期間とを設けることで、コントラスト比を拡大させる駆動方法である。つまり、黒挿入の効果でコントラストが向上し、且つ瞬間的な最大輝度が残像として残るため表示内容の視認性が向上する。また消灯期間を有することで、点灯期間を削減することができ、消費電力を低減することができる。さらに、点灯期間では、三角波によって第2の電位の充電電圧が制御され発熱の大きい輝度が大きな期間を削減することができる。したがって上述した表示装置の駆動方法は、消費電力の低減と、発熱とを抑えることができる。
 第1の配線を介して第1のトランジスタのゲートに与えられる三角波は、第1の配線に接続される画素に対して同時に与えられる。なお、表示装置が有する全ての画素に同時刻に三角波が与えられてもよい。当該三角波が、表示装置が有する全ての画素に与えられることで、第1の時刻に、それぞれの画素が与えられた表示データの大きさに対応する最大輝度に達することで、表示領域の表示を同時に更新することができる。また第2の時刻に初期化、且つ発光素子を消灯する。いわゆる面順次駆動を実現することができる。例えば、表示領域にp番目のフレームとp−1番目のフレームの表示データが同時に表示されることで発生する視認性の低下を抑制することができる。pは、正の自然数。
 上述した発光素子は、LEDを用いることが好ましい。LEDは、表示パネル上に形成されてもよいし、LEDを部品としてボンディングしてもよい。もしくは、発光素子がOLEDでもよい。本実施の形態の表示装置の駆動方法は、発光素子がLED又はOLEDであっても同様の効果を得ることができる。
 また、画素が有する発光素子は、表示パネル上に形成されてもよいし、部品として実装されてもよい。例えば、LEDは部品として画素にボンディングされてもよい。
 続いて、図1(A)を用いて表示装置が有する画素の詳細な説明をする。
 表示装置は、画素10、配線G1、配線G2、配線G3、配線S1、配線V0、配線com、配線Ano、及び配線Cathを有する。なお、上述した第1の配線は、第1の画素に電気的に接続する配線G3に相当し、第2の配線は、第1の画素に電気的に接続する配線G1に相当し、第3の配線は、第1の画素に電気的に接続する配線G2に相当する。画素10は、トランジスタ14、画素回路10Pを有する。画素回路10Pは、発光素子17、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ13、容量素子15、容量素子16を有する。トランジスタ11は、バックゲートを有する。
 トランジスタ14のゲートは、配線G1と電気的に接続される。トランジスタ14のソース又はドレインの一方は、配線S1と電気的に接続される。トランジスタ14のソース又はドレインの他方は、トランジスタ11のバックゲート、及び容量素子15の電極の一方とが電気的に接続される。トランジスタ11のゲートは、配線G3と電気的に接続される。配線V0は、容量素子15の電極の他方、及びトランジスタ11のソース又はドレインの一方とが電気的に接続される。トランジスタ11のソース又はドレインの他方は、トランジスタ13のソース又はドレインの一方、トランジスタ12のゲート、及び容量素子16の電極の一方とが電気的に接続される。トランジスタ13のゲートは、配線G2と電気的に接続される。トランジスタ13のソース又はドレインの他方は、配線Comと電気的に接続される。トランジスタ12のソース又はドレインの一方は、発光素子17の電極の一方と電気的に接続される。トランジスタ12のソース又はドレインの他方は、配線Cath、及び容量素子16の電極の他方とが電気的に接続される。発光素子17の電極の他方は、配線Anoと電気的に接続される。
 図1(A)では、トランジスタ12、トランジスタ13、及びトランジスタ14がそれぞれバックゲートを有する例を示しているが、トランジスタ12、トランジスタ13、又はトランジスタ14のいずれか一もしくは複数が、バックゲートを有さない構成でもよい。なお、トランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有すると好ましい。当該トランジスタは、オフ電流を低くできる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くできる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくできるため、消費電力を低減する効果を有する。酸化物半導体膜を有する当該トランジスタについては、実施の形態6で詳細な説明をする。
 配線V0には、容量素子16に与える第2の電位の最大電位よりも大きな電位が与えられる。配線Comには、容量素子16に保持される第2の電位を初期化させるための低電位が与えられる。当該低電位は、発光素子が発光しない電流値になるように設定されることが好ましい。つまりトランジスタ12をオフ状態にする電位が与えられる。配線Anoは、発光素子の電極の他方(以下、陽極端子)と接続される。したがって配線Anoに与えられる電位は、第2の電位のもっとも大きな電位より大きいことが好ましい。配線Cathは、トランジスタ12を介して発光素子の電極の一方(以下、陰極端子)と接続される。したがって、配線Cathに与えられる電位は、第2の電位が初期化した場合の電位より小さいことが好ましい。
 図1(B)は、画素10の動作を説明するタイミングチャートである。配線G1に接続される画素10には、配線G1を介して走査信号が与えられる。配線G2に接続される画素10には、配線G2を介してリセット信号が与えられる。配線G3に接続される画素10には、配線G3を介して三角波TWが与えられる。配線S1に接続される画素10には、配線S1を介して第1の電位が与えられる。なお、第1の電位は、表示データD1と言い換えることができる。
 時刻T0では、配線G2にリセット信号が与えられる。トランジスタ13のゲートには、配線G2を介してリセット信号が与えられる。トランジスタ13はオン状態になり、容量素子16に保持している第2の電位を初期化し、発光素子が消灯する。また、時刻T0では、配線G3に与えられる三角波TWを初期化し第2の電位の充電を停止する。つまり、トランジスタ11がオフ状態になり、容量素子16に第2の電位を充電する動作が停止する。
 時刻T1では、配線G1に与えられる走査信号によって配線G1が選択された状態になる。トランジスタ14がオン状態になり、配線S1に与えられる表示データD1が、容量素子15に与えられる。容量素子15に与えられた表示データD1は、トランジスタ11のバックゲートに与えられ、トランジスタ11の閾値電圧を制御する。
 時刻T2では、配線G1に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがってトランジスタ14がオフ状態になり、容量素子15に与えられた表示データD1が保持される。
 時刻T3では、配線G2に与えられているリセット信号が解除され、トランジスタ13がオフ状態になる。なお、このリセット信号の解除は、時刻T2であってもよい。
 また、時刻T3では、当該リセット信号の解除により配線G3に三角波TWを与えることが好ましい。但し、表示データD1によってトランジスタ11の閾値が制御されるため、表示データD1に応じて第2の電位の充電がはじまる。容量素子16に対し第2の電位の充電がはじまると、トランジスタ12が、発光素子に電流を与え、発光素子は点灯を始める。図1(B)では、ハッチングされた期間、発光素子が点灯する例を示している。また、発光素子の発光強度は、三角波TWの変化に応じて発光強度が大きくなることが好ましい。なお、画素10は、三角波TWの与えられる期間が1frameより短いことが好ましい。
 図2(A)は、表示装置20を説明するブロック図である。表示装置20は、表示領域21、ソースドライバ22、及びゲートドライバ23を有している。表示領域21は、画素10(1,1)乃至画素10(m,n)を有している。一例として、図2(A)では、画素10(i、j)乃至画素10(i+1、j+1)を示している。m、nは正の整数であり、iは、1以上m以下の整数、jは1以上n以下の整数である。
 一例として画素10(i、j)と配線との接続について説明する。画素10(i、j)は、配線G1(j)、配線G2(j)、又は配線G3(j)を介してゲートドライバ23と電気的に接続される。画素10(i、j)は、配線S1(i)を介してソースドライバ22と電気的に接続される。
 図2(B)は、表示装置20の動作を説明するタイミングチャートである。画素10の詳細な動作については、図1(B)の説明を参酌することができるため説明を省略する。
 時刻T10では、配線G2(j)にリセット信号が与えられ、画素10(i,j)、及び画素10(i+1,j)の保持電位が初期化され、発光素子が消灯する。さらに、配線G3(j)に与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T11では、配線G1(j)に与えられる走査信号によって配線G1(j)が選択された状態になる。配線S1(i)には表示データD1が与えられ、配線S1(i+1)には表示データD2が与えられる。
 さらに、時刻T11では、配線G2(j+1)にリセット信号が与えられ、画素10(i,j+1)、及び画素10(i+1,j+1)の保持電位が初期化され、発光素子が消灯する。また、配線G3(j+1)に与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T12では、配線G1(j)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,j)には表示データD1が保持され、及び画素10(i+1,j)には表示データD2が保持される。
 さらに、時刻T12では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号によって配線G1(j+1)が選択された状態になる。配線S1(i)には表示データD3が与えられ、配線S1(i+1)には表示データD4が与えられる。
 時刻T13では、配線G2(j)に与えられているリセット信号が解除される。時刻T13では、当該リセット信号の解除により配線G3(j)に三角波TWが与えられる。但し、表示データD1、又は表示データD2によってトランジスタ11の閾値が制御されるため、画素10(i,j)又は画素10(i+1,j)の点灯開始時刻が異なる。また、表示データD1、又は表示データD2によって、画素10(i,j)又は画素10(i+1,j)の点灯期間、発光強度が異なる。
 また、時刻T13では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,j+1)には表示データD3が保持され、及び画素10(i+1,j+1)には表示データD4が保持される。
 図2(B)で示したタイミングチャートでは、点灯期間の異なるハッチングされた領域を示している。それぞれの点灯期間が、画素10(i,j)に与えられる表示データD1、又は画素10(i+1,j)に与えられる表示データD2の電位の大きさによって異なる例を示している。
 時刻T14では、配線G2(j+1)に与えられているリセット信号が解除される。時刻T14では、当該リセット信号の解除により配線G3(j+1)に三角波TWが与えられる。以降は、繰り返し同様な処理が行われるので説明を省略する。
 図2(B)で示すタイミングチャートでは、配線G1(j)、又は配線G1(j+1)に与えられるそれぞれの走査信号に対応して配線G3(j)、又は配線G3(j+1)に三角波TWが与えられる。点灯期間が選択される行により異なるため、発光素子の点灯時間が分散される。したがって発光素子の点灯による消費電力の集中を分散することができる。
 図3(A)は、表示装置20Aを説明するブロック図である。表示装置20Aは、ゲートドライバ23a、三角波生成回路24を有する点が表示装置20と異なっている。
 一例として画素10(i、j)と配線との接続について説明する。画素10(i、j)は、と配線G1(j)を介してゲートドライバ23aと電気的に接続され、画素10(i、j+1)は、配線G1(j+1)を介してゲートドライバ23aと電気的に接続される。なお、画素10(i、j)及び画素10(i、j+1)は、配線S1(i)を介してソースドライバ22と電気的に接続される。
 配線G2は、表示領域21が有する画素群と電気的に接続され、当該画素群に対し同時刻にリセット信号を与え、発光素子を消灯させることができる。配線G3は、当該画素群と電気的に接続され、全ての画素に同時刻に三角波TWを与えることができる。
 また、ゲートドライバ23aには、スタートパルスSPが与えられ、三角波生成回路24には、スタートパルスSP、及びゲートドライバ23aの出力信号OUTが与えられる。三角波生成回路24は、スタートパルスSP、及び出力信号OUTを用いて、当該画素群に与えるリセット信号と、三角波TWを生成することができる。
 図3(B)は、表示装置20Aの動作の一例を説明するタイミングチャートである。図3(B)では、配線G1(1)乃至G1(n)を用いて説明するが、表示データが与えられる画素については、当該画素群の中から画素10(i,j)乃至画素10(i+1,j+1)に着目して説明する。なお、画素10の詳細な動作については、図1(B)の説明を参酌することができるため説明を省略する。
 時刻T20では、三角波生成回路24が配線G2にリセット信号を与えることができる。したがって、当該画素群は、同時刻に初期化され、発光素子は消灯する。さらに、三角波生成回路24は、配線G3に与える三角波TWを初期化することができる。また、配線G1(1)に与えられる走査信号によって配線G1(1)が選択される状態になる。一例として、図3(A)では、画素10(i,1)乃至画素10(i+1,1)(非表示)に対して、配線S1(i)には表示データD1が与えられ、配線S1(i+1)には表示データD2が与えられる。
 時刻T21では、配線G1(1)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,1)には表示データD1が保持される、及び画素10(i+1,1)には表示データD2が保持される。
 時刻T22では、配線G1(j)に与えられる走査信号によって配線G1(j)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD3が与えられ、及び配線S1(i+1)には表示データD4が与えられる。
 時刻T23では、配線G1(j)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,j)には表示データD3が保持され、及び画素10(i+1,j)には表示データD4が保持される。
 また、時刻T23では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号によって配線G1(j+1)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD5が与えられ、及び配線S1(i+1)には表示データD6が与えられる。
 時刻T24では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,j+1)には表示データD5が保持され、及び画素10(i+1,j+1)、表示データD6が保持される。
 時刻T25では、配線G1(n)に与えられる走査信号によって配線G1(n)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD7が与えられ、及び配線S1(i+1)には表示データD8が与えられる。
 時刻T26では、配線G1(n)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10(i,n)には表示データD7が保持され、及び画素10(i+1,n)には表示データD8が保持される。
 時刻T26では、配線G2に与えられているリセット信号が解除される。時刻T26では、当該リセット信号の解除により配線G3に三角波TWが与えられる。表示データD1乃至表示データD8によってそれぞれの画素が有するトランジスタ11の閾値が制御される。一例として、図3(B)では、画素10(i,j)、画素10(i+1,j)、又は画素10(i,j+1)のそれぞれの画素の点灯開始時刻が異なることが点灯期間の異なるハッチングされた領域によって示されている。
 つまり、表示データD3、表示データD4、又は表示データD5によって、画素10(i,j)、又は画素10(i+1,j)、又は画素10(i,j+1)の点灯期間、発光強度が異なる。他の画素も同様に、それぞれの画素に与えられた表示データにより点灯開始時刻、点灯期間、及び発光強度が異なる。
 図3(B)で示すタイミングチャートでは、当該画素群に表示データが与えられた後、三角波生成回路24によって、当該画素群に同時に三角波TWが与えられる。つまり、当該画素群は、与えられた表示データにより異なる点灯開始時刻を有するが、それぞれの画素が有する発光素子の最大輝度が同時刻になる。次の時刻には、三角波生成回路24によって当該画素群にリセット信号が与えられ表示データが初期化される。つまり、画素群は、同時刻に消灯する時刻と、同時刻に発光素子が最大輝度になる時刻を有する。表示装置は、表示領域21を面で表示の更新ができるため、走査線を用いて表示を更新する場合に発生する更新フレームの表示データと旧フレームの表示データとが同時に表示されることによる視認性の低下を抑制することができる。
 つまり、当該画素群は、リセット信号によって画素が初期化されることで、リセット信号が与えられている間発光素子が消灯される。したがって、リセット信号は黒挿入の効果を有する。つまり、三角波TWを用いた駆動方法では、黒挿入の効果でコントラストが向上し、瞬間的な最大輝度を残像として残るため表示内容の視認性が向上する。また消灯期間を有することで、点灯期間を削減し、さらに点灯期間では、三角波TWによって電力の消費と発熱の大きい輝度の期間とを削減することで、消費電力の削減と、発熱を抑えることができる。
 以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態2)
 本実施の形態では、実施の形態1の画素、及び表示装置と異なる構成について、図4乃至図6を用いて説明する。
 図4(A)では、図1と異なる画素10Aの詳細な説明をする。
 表示装置は、画素10A、配線G1、配線G2、配線G3A、配線S1、配線Com、及び配線Cathを有する。画素10Aは、発光素子35、トランジスタ31、トランジスタ32、トランジスタ33、及び容量素子34を有する。
 トランジスタ33のゲートは、配線G1と電気的に接続される。トランジスタ33のソース又はドレインの一方は、配線S1と電気的に接続される。トランジスタ33のソース又はドレインの他方は、トランジスタ31のゲート、トランジスタ32のソース又はドレインの一方、及び容量素子34の電極の一方とが電気的に接続される。トランジスタ32のゲートは、配線G2と電気的に接続される。トランジスタ32のソース又はドレインの他方は、配線Comと電気的に接続される。トランジスタ31のソース又はドレインの一方は、発光素子35の電極の一方と電気的に接続される。トランジスタ12のソース又はドレインの他方は、配線Cath、及び容量素子34の電極の他方とが電気的に接続される。発光素子35の電極の他方は、配線G3Aと電気的に接続される。
 図4(A)では、トランジスタ31、トランジスタ32、及びトランジスタ33がそれぞれバックゲートを有してもよい。なお、、トランジスタ31、トランジスタ32、又はトランジスタ33のいずれか一もしくは複数が、バックゲートを有する構成でもよい。
 配線Comには、容量素子34に保持される表示データD1を初期化させるための低電位が与えられる。当該低電位は、発光素子が発光しない電流値になるように設定されることが好ましい。つまりトランジスタ31をオフ状態にする電位が与えられる。配線G3Aは、発光素子の陽極端子と接続され、三角波TWが与えられる。配線Cathは、トランジスタ31を介して発光素子の陰極端子と接続される。したがって、配線Cathに与えられる電位は、表示データD1が初期化した場合の電位より小さいことが好ましい。
 配線G1に接続される画素10Aには、配線G1を介して走査信号が与えられる。配線G2に接続される画素10Aには、配線G2を介してリセット信号が与えられる。配線G3Aに接続される画素10Aには、配線G3Aを介して発光素子の陽極端子に三角波TWが与えられる。配線S1に接続される画素10には、配線S1を介して表示データD1が与えられる。
 図4(A)で示す画素10Aは、発光素子35の陽極端子に三角波TWが与えられることが図1(A)で示す画素10と異なっている点である。
 図4(B)は、画素10Aの動作の一例を説明するタイミングチャートである。
 時刻T30では、配線G2にリセット信号が与えられる。トランジスタ32のゲートには、配線G2を介してリセット信号が与えられ、発光素子が消灯する。トランジスタ32はオン状態になり、容量素子34に保持している保持電位が初期化される。また、時刻T30では、配線G3Aに与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T31では、配線G2に与えられているリセット信号が解除され、トランジスタ32がオフ状態になる。さらに、時刻T31では、配線G1に与えられる走査信号によって配線G1が選択される状態になる。トランジスタ33がオン状態になり、配線S1に与えられる表示データD1が容量素子34に与えられる。容量素子34に与えられ表示データD1は、トランジスタ31のゲートに与えられる。
 時刻T32では、配線G1に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがってトランジスタ33がオフ状態になり、容量素子34に与えられた表示データD1が保持される。続いて、配線G3Aには、三角波TWが与えられることが好ましい。トランジスタ31は、第1の電位に応じた発光素子に電流を与え、発光素子は点灯を始める。ただし、発光素子の陽極端子に与えられる三角波TWの電位が、表示データD1に発光素子の閾値電圧LVthを加えた電位DL1より大きくなると発光素子が点灯を開始する。
 図4(B)では、ハッチングされた期間、発光素子が点灯する例を示している。また、発光素子の発光強度は、三角波TWの変化に応じて発光強度が大きくなることが好ましい。なお、画素10Aは、三角波TWの与えられる期間が1frameより短いことが好ましい。
 図5(A)は、表示装置20Bを説明するブロック図である。表示装置20Bは、表示領域21、ソースドライバ22、及びゲートドライバ23bを有している。表示領域21は、画素10A(1,1)乃至画素10A(m,n)を有している。一例として、図5(A)では、画素10A(i、j)乃至画素10A(i+1、j+1)を示している。m、nは正の整数であり、iは、1以上m以下の整数、jは1以上n以下の整数である。
 一例として画素10A(i、j)と配線との接続について説明する。画素10A(i、j)は、配線G1(j)、配線G2(j)、又は配線G3A(j)を介してゲートドライバ23bと電気的に接続される。画素10A(i、j)は、配線S1(i)を介してソースドライバ22と電気的に接続される。
 図5(B)は、表示装置の動作の一例を説明するタイミングチャートである。画素10Aの詳細な動作については、図4(B)の説明を参酌することができるため説明を省略する。
 時刻T40では、配線G2(j)にリセット信号が与えられ、画素10A(i,j)、及び画素10A(i+1,j)の保持電位が初期化され、発光素子が消灯する。さらに、配線G3A(j)に与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T41では、配線G2(j)に与えられているリセット信号が解除される。さらに、時刻T41では、配線G1(j)に与えられる走査信号によって配線G1(j)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD1が与えられ、配線S1(i+1)には表示データD2が与えられる。
 さらに、時刻T41では、配線G2(j+1)にリセット信号が与えられ、画素10A(i,j)、及び画素10A(i+1,j)の保持電位が初期化され、発光素子が消灯する。また、配線G3A(j+1)に与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T42では、配線G1(j)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10A(i,j)には表示データD1が保持され、及び画素10A(i+1,j)には表示データD2が保持される。
 続いて、配線G3A(j)には、三角波TWが与えられることが好ましい。画素10A(i,j)は、表示データD1に応じた電流を発光素子に与え、発光素子は点灯を始める。ただし、発光素子の陽極端子に与えられる三角波TWの電位が、表示データD1に発光素子の閾値電圧LVthを加えた電位DL1より大きくなると発光素子が点灯を開始する。同様に、画素10A(i+1,j)は、表示データD2に応じた電流を発光素子に与え、発光素子が点灯を開始する。
 時刻T43では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10A(i,j+1)には表示データD3が保持され、及び画素10A(i+1,j+1)には表示データD4が保持される。
 続いて、配線G3A(j+1)には、三角波TWが与えられることが好ましい。画素10A(i,j+1)は、表示データD3に応じた電流を発光素子に与え、発光素子が点灯を始める。ただし、発光素子の陽極端子に与えられる三角波TWの電位が、表示データD3に発光素子の閾値電圧LVthを加えた電位DL3より大きくなると発光素子が点灯を開始する。同様に、画素10A(i+1,j+1)は、表示データD4に応じた電流を発光素子に与え、発光素子が点灯を開始する。以降は、繰り返し同様な処理が行われるので説明を省略する。
 図5(B)で示すタイミングチャートでは、配線G1(j)、又は配線G1(j+1)に与えられるそれぞれの走査信号に対してそれぞれの配線G3A(j)、又は配線G3A(j+1)に三角波TWが与えられる。点灯期間が選択される行により異なるため、発光素子の点灯時間が分散される。したがって発光素子の点灯による消費電力の集中を分散することができる。
 図6(A)は、表示装置20Cを説明するブロック図である。表示装置20Cは、表示領域21、ソースドライバ22、ゲートドライバ23c、及びゲートドライバ23dを有している。表示領域21は、画素10A(1,1)乃至画素10A(m,n)を有している。一例として、図6(A)では、画素10A(i、j)乃至画素10A(i+1、j+1)を示している。m、nは正の整数であり、iは、1以上m以下の整数、jは1以上n以下の整数である。
 一例として画素10A(i、j)と配線との接続について説明する。画素10A(i、j)は、配線G1(j)を介してゲートドライバ23cと電気的に接続される。また、画素10A(i、j)は、配線G2A(k)、又は配線G3A(k)、を介してゲートドライバ23dと電気的に接続される。画素10A(i、j)は、隣接する行の画素、例えば画素10A(i、j+1)と配線G2A(k)、及び配線G3A(k)を共有することができる。図6(A)では、配線G1(j)と、配線G1(j+1)に接続される画素が、配線G2A(k)、及び配線G3A(k)を共有する例を示している。なお、配線G2A(k)、及び配線G3A(k)を共有することができるのは、隣り合う配線G1に接続される画素に限定されない。複数の配線G1に接続される画素が、配線G2A(k)、及び配線G3A(k)を共有することができる。
 配線G2A(k)にはリセット信号が与えられ、及び配線G3A(k)には三角波が与えられる。なお、画素10A(i、j)及び画素10A(i、j+1)は、配線S1(i)を介してソースドライバ22と電気的に接続される。なお、kは、1以上j以下の正の整数である。
 図6(B)は、表示装置20Cの動作の一例を説明するタイミングチャートである。画素10Aの詳細な動作については、図4(B)の説明を参酌することができるため説明を省略する。
 時刻T50では、配線G2A(k)にリセット信号が与えられ、画素10A(i,j)、及び画素10A(i+1,j)の保持電位が初期化され、発光素子が消灯する。さらに、配線G3A(j)に与えられる三角波TWが初期化される。
 時刻T51では、配線G2A(k)に与えられているリセット信号が解除される。さらに、時刻T51では、配線G1(j)に与えられる走査信号によって配線G1(j)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD1が与えられ、及び配線S1(i+1)には表示データD2が与えられる。
 時刻T52では、配線G1(j)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10A(i,j)には表示データD1が保持され、及び画素10A(i+1,j)には表示データD2が保持される。
 時刻T52では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号によって配線G1(j+1)が選択される状態になる。配線S1(i)には表示データD3が与えられ、配線S1(i+1)には表示データD4が与えられる。
 さらに、時刻T53では、配線G1(j+1)に与えられる走査信号が非選択の状態になる。したがって画素10A(i,j+1)には表示データD3が保持され、及び画素10A(i+1,j+1)には表示データD4が保持される。
 時刻T54では、配線G3A(k)には、三角波TWが与えられることが好ましい。画素10A(i,j)は、表示データD1に応じた電流を発光素子に与え、発光素子は点灯を始める。なお、発光素子の陽極端子に与えられる三角波TWの電位が、表示データD1に発光素子の閾値電圧LVthを加えた電位DL1より大きくなると発光素子が点灯を開始する。同様に、画素10A(i+1,j)、画素10A(i,j+1)、画素10A(i+1,j+1)のそれぞれは、表示データD2、表示データD3、表示データD4に応じた電流を発光素子に与え、発光素子が点灯を開始する。
 図5(B)で示すタイミングチャートでは、配線G1(j)、又は配線G1(j+1)に与えられるそれぞれの走査信号に対してそれぞれの配線G3A(k)に三角波TWが与えられる。配線の数を減らすことで、ゲートドライバ23dのコストを抑えることができる。また、点灯期間が選択される複数の行により異なるため、発光素子の点灯時間が分散される。したがって発光素子の点灯による消費電力の集中を分散することができる。
 以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態3)
 本実施の形態では、先の実施の形態で例示した表示装置の一例について、詳細を説明する。
<構成例>
 図7(A)に、表示装置700の上面図を示す。表示装置700は、シール材712により貼り合された第1の基板701と第2の基板705を有する。また第1の基板701、第2の基板705、及びシール材712で封止される領域において、第1の基板701上に画素部702、ソースドライバ回路部704、及びゲートドライバ回路部706が設けられる。また画素部702には、複数の表示素子が設けられる。
 また、第1の基板701の第2の基板705と重ならない部分に、FPC716(FPC:Flexible printed circuit)が接続されるFPC端子部708が設けられている。FPC716によって、FPC端子部708及び信号線710を介して、画素部702、ソースドライバ回路部704、及びゲートドライバ回路部706のそれぞれに各種信号等が供給される。
 ゲートドライバ回路部706は、複数設けられていてもよい。また、ゲートドライバ回路部706及びソースドライバ回路部704は、それぞれ半導体基板等に別途形成され、パッケージされたICチップの形態であってもよい。当該ICチップは、第1の基板701上、又はFPC716に実装できる。
 画素部702、ソースドライバ回路部704及びゲートドライバ回路部706が有するトランジスタの構成は特に限定されない。トランジスタの半導体層として、単結晶半導体、多結晶半導体、微結晶半導体、又は非晶質半導体などを、単体で又は組み合わせて用いることができる。半導体材料としては、例えば、シリコンや、ゲルマニウムなどを用いることができる。また、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導体や、有機半導体などを用いることができる。
 半導体層として有機物半導体を用いる場合は、芳香環をもつ低分子有機材料やπ電子共役系導電性高分子などを用いることができる。例えば、ルブレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレンジイミド、テトラシアノキノジメタン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレンビニレンなどを用いることができる。
 本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有すると好ましい。該トランジスタは、オフ電流を低くできる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くできる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくできるため、消費電力を低減する効果を奏する。
 また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを表示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成できる。すなわち、シリコンウェハ等により形成された駆動回路を適用しない構成も可能であり、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素部においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
 図7(B)に示す表示装置700Aは、第1の基板701に換えて、可撓性を有する樹脂層743が適用され、フレキシブルディスプレイとして用いることのできる表示装置の例である。
 表示装置700Aは、画素部702が矩形形状でなく、角部が円弧状の形状を有している。また、図7(B)中の領域P1に示すように、画素部702、及び樹脂層743の一部が切りかかれた切欠き部を有する。一対のゲートドライバ回路部706は、画素部702を挟んで両側に設けられる。またゲートドライバ回路部706は、画素部702の角部において、円弧状の輪郭に沿って設けられている。
 樹脂層743は、FPC端子部708が設けられる部分が突出した形状を有している。また樹脂層743のFPC端子部708を含む一部は、図7(B)中の領域P2で裏側に折り返すことができる。樹脂層743の一部を折り返すことで、FPC716を画素部702の裏側に重ねて配置した状態で、表示装置700Aを電気機器に実装することができ、電子機器の省スペース化を図ることができる。
 また表示装置700Aに接続されるFPC716には、IC717が実装されている。IC717は、例えばソースドライバ回路としての機能を有する。このとき、表示装置700Aにおけるソースドライバ回路部704は、保護回路、バッファ回路、デマルチプレクサ回路等の少なくとも一を含む構成とすることができる。
 図7(C)に示す表示装置700Bは、大型の画面を有する電子機器に好適に用いることのできる表示装置である。例えばテレビジョン装置、モニタ装置、パーソナルコンピュータ(ノート型又はデスクトップ型を含む)、タブレット端末、デジタルサイネージなどに好適に用いることができる。
 表示装置700Bは、複数のソースドライバIC721と、一対のゲートドライバ回路部722を有する。
 複数のソースドライバIC721は、それぞれFPC723に取り付けられている。また、複数のFPC723は、一方の端子が基板701に、他方の端子がプリント基板724にそれぞれ接続されている。FPC723を折り曲げることで、プリント基板724を画素部702の裏側に配置して、電気機器に実装することができ、電子機器の省スペース化を図ることができる。
 一方、ゲートドライバ回路部722は、基板701上に形成されている。これにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
 このような構成とすることで、大型で且つ高解像度の表示装置を実現できる。例えば画面サイズが対角30インチ以上、40インチ以上、50インチ以上、又は60インチ以上の表示装置にも適用できる。また、解像度が4K2K、又は8K4Kなどといった極めて高解像度の表示装置を実現できる。
<断面構成例1>
 図8は、図7(A)に示す一点鎖線Q−Rにおける断面図である。
 図8に示す表示装置は、引き回し配線部711と、画素部702と、ソースドライバ回路部704と、FPC端子部708と、を有する。引き回し配線部711は、信号線710を有する。画素部702は、トランジスタ750及び容量素子790を有する。ソースドライバ回路部704は、トランジスタ752を有する。
 図8に示す容量素子790は、トランジスタ750が有する第1のゲート電極と同一の膜を加工して形成される下部電極と、半導体層と同一の金属酸化物を加工して形成される上部電極と、を有する。上部電極は、トランジスタ750のソース領域及びドレイン領域と同様に低抵抗化されている。また、下部電極と上部電極との間には、トランジスタ750の第1のゲート絶縁層として機能する絶縁膜の一部が設けられる。すなわち、容量素子790は、一対の電極間に誘電体膜として機能する絶縁膜が挟持された積層型の構造である。また、上部電極には、トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の膜を加工して得られる配線が接続されている。
 また、トランジスタ750、トランジスタ752、及び容量素子790上には平坦化の機能を有する絶縁層770が設けられている。当該絶縁層770により、当該絶縁層770上に設けられる導電層772及び導電層774の上面を平坦にすることができる。導電層772及び導電層774が同一面上に位置し、また導電層772及び導電層774の上面が平坦であることにより、導電層772及び導電層774と、発光素子782とが容易に電気的に接続することができる。
 ここで、発光素子782について説明する。一例として、発光素子782が異なる複数の色相の光を射出できることが好ましい。又は、異なる単色の光を射出する発光素子782を複数組み合わせることができる。又は、第2の基板705側には、遮光層を設ける構成としてもよい。遮光層を設けることで視野角を限定することができる。又は、第2の基板705側には、遮光層と、着色層と、を設けることもできる。なお、第2の基板705側に遮光層と、着色層とを設けることで、白色の光を射出する発光素子782を用いることができる。
 画素部702が有するトランジスタ750と、ソースドライバ回路部704が有するトランジスタ752とは、異なる構造のトランジスタを用いてもよい。例えば、いずれか一方にトップゲート型のトランジスタを適用し、他方にボトムゲート型のトランジスタを適用した構成としてもよい。なお、上記ゲートドライバ回路部706についてもソースドライバ回路部704と同様である。
 信号線710は、トランジスタ750、752のソース電極及びドレイン電極等と同じ導電膜で形成されている。このとき、銅元素を含む材料等の低抵抗な材料を用いると、配線抵抗に起因する信号遅延等が少なく、大画面での表示が可能となるため好ましい。
 FPC端子部708は、一部が接続電極として機能する配線760、異方性導電膜780、及びFPC716を有する。配線760は、異方性導電膜780を介してFPC716が有する端子と電気的に接続される。ここでは、配線760は、トランジスタ750、752のソース電極及びドレイン電極等と同じ導電膜で形成されている。
 第1の基板701及び第2の基板705としては、例えばガラス基板、又はプラスチック基板等の可撓性を有する基板を用いることができる。第1の基板701に可撓性を有する基板を用いる場合には、第1の基板701とトランジスタ750等との間に、水や水素に対するバリア性を有する絶縁層を設けることが好ましい。
 続いて、図8に示した表示装置700の作製方法の一例について、説明する。図9乃至図11に示す各図は、表示装置700の作製方法に係る、工程の各段階における断面概略図である。
 なお、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜等)は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等を用いて形成できる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD)法や、熱CVD法でもよい。熱CVD法の例として、有機金属化学気相堆積(MOCVD:Metal Organic CVD)法を使ってもよい。
 また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜等)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷等の方法、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等のツール(設備)により形成できる。
 また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工できる。又は、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。又は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、例えば以下の2つの方法がある。1つは、加工したい薄膜上に感光性のレジスト材料を塗布し、フォトマスクを介して露光した後、現像することによりレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう1つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
 フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、又はこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やKrFレーザ光、又はArFレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光(EUV:Extreme Ultra−violet)やX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、X線又は電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
 薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
〈トランジスタ等の形成〉
 まず、基板701上に導電層301、導電層303及び導電層305を形成する。導電層301、導電層303及び導電層305は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
 続いて、基板701、導電層301、導電層303及び導電層305を覆って絶縁層311を形成する。
 続いて、半導体層321、半導体層323及び半導体層325を形成する(図9(A))。半導体層321、半導体層323及び半導体層325は、半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
 続いて、絶縁層331、導電層341、導電層351、絶縁層333、導電層343及び導電層353を形成する。絶縁層331及び絶縁層333となる絶縁膜、導電層341及び導電層343となる導電膜、導電層351及び導電層353となる導電膜を形成した後、レジストマスクを形成し、当該絶縁膜及び導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
 続いて、絶縁層361及び絶縁層363を形成する(図9(B))。
 続いて、絶縁層361及び絶縁層363に開口を形成し、導電層371、導電層373a、導電層373b、導電層375、導電層377及び配線760を形成する。導電層371、導電層373a、導電層373b、導電層375、導電層377及び配線760は、導電層301等と同様の方法により形成できる。
 以上の工程により、信号線710、トランジスタ750、容量素子790及びトランジスタ752を形成できる(図9(C))。続いて、絶縁層379を形成する。絶縁層379はトランジスタ750等の保護膜としての機能を有する。
〈絶縁層770の形成〉
 続いて、絶縁層770を形成する。絶縁層770に感光性の材料を用いることで、フォトリソグラフィ法等により開口を形成できる。なお絶縁層770として、絶縁膜を成膜した後に、レジストマスクを用いて絶縁膜の一部をエッチングして開口を形成してもよい。絶縁層770は、有機絶縁材料を用いると、その上面の平坦性を高めることができるため好ましい。
 また、絶縁層770として、無機絶縁膜を用いてもよい。絶縁層770として、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、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、又は窒化酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料の層を、単層で、又は積層して用いることができる。これにより、絶縁層770はトランジスタ750等の保護層として機能する。
 また、絶縁層770を、無機絶縁膜と有機絶縁膜の積層構造としてもよい。
 続いて、FPC端子部708の配線760上の絶縁層379の一部を除去し、配線760を露出させる。
〈導電層772、導電層774の形成〉
 続いて、絶縁層770上に導電層772及び導電層774を形成する(図10(A))。導電層772は、絶縁層770が有する開口を介してトランジスタ750と電気的に接続される。導電層772及び導電層774は、導電層301等と同様の方法により形成できる。導電層772及び導電層774は、可視光に対して反射性の材料を用いると好ましい。例えば、導電層772及び導電層774として、銀、パラジウム及び銅の合金(APCともいう)、アルミニウム、チタン、銅等を含む材料を用いることができる。
 続いて、導電層772上及び導電層774上にそれぞれ、導電性のバンプ791及びバンプ793を形成する(図10(B))。バンプ791及びバンプ793として、金、銀、錫などの金属、これらの金属を有する合金、導電性樹脂などの異方導電性フィルム、導電性ペーストを用いることができる。バンプ791及びバンプ793として、例えば、金を好適に用いることができる。バンプ791及びバンプ793の形成には、印刷法、転写法、吐出法等を用いることができる。
〈発光素子782の配置〉
 続いて、発光素子782を、バンプ791及びバンプ793上に配置する。配置の際、発光素子782の陰極側の電極と、陽極側の電極がそれぞれバンプ791及びバンプ793と接するように発光素子782を配置する。バンプ791、バンプ793、発光素子782、導電層772及び導電層774が圧接され、導電層772及び導電層774上に発光素子782が固定される。それとともに、導電層772及び導電層774と、発光素子782とが電気的に接続される(図11)。
 発光素子782の配置には、ピックアンドプレイス装置を用いることができる。又は、発光素子782の配置に、FSA(Fluidic Self Assembly)方式を用いてもよい。FSA方式では、導電層772上及び導電層774と重なる領域に、発光素子782と適合する凹状の絶縁層を形成し、液体中で凹部に発光素子782を自己整合的に配置させる。
〈基板701と基板705の貼り合せ〉
 続いて、基板701と基板705のいずれか一方、又は両方に、これらを接着する接着層を形成する。接着層は、画素が配置されている領域を囲むように形成する。接着層は、例えばスクリーン印刷法や、ディスペンス法等により形成できる。接着層としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。また、紫外線により仮硬化した後に、熱を加えることにより硬化する樹脂などを用いてもよい。又は、接着層として、紫外線硬化性と熱硬化性の両方を有する樹脂などを用いてもよい。
 続いて、基板701と基板705とを貼り合せ、接着層を硬化して封止膜732を形成する。貼り合せは、減圧雰囲気下で行うと基板701と基板705の間に気泡等が混入することを防ぐことができるため好ましい。
 続いて、配線760上に異方性導電膜780を設ける。異方性導電膜780上にFPC716を配置して熱圧着することにより、配線760とFPC716とを電気的に接続させる。
 以上の工程により、表示装置700を形成できる(図8)。
 以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態4)
 本実施の形態では、先の実施の形態に示した表示装置に用いることができるトランジスタの一例について、説明する。
 本発明の一態様の表示装置は、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12(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1810のチャネル長方向の断面図である。図12(A1)において、トランジスタ1810は基板1771上に形成されている。また、トランジスタ1810は、基板1771上に絶縁層1772を介して電極1746を有する。また、電極1746上に絶縁層1726を介して半導体層1742を有する。電極1746はゲート電極として機能できる。絶縁層1726はゲート絶縁層として機能できる。
 また、半導体層1742のチャネル形成領域上に絶縁層1741を有する。また、半導体層1742の一部と接して、絶縁層1726上に電極1744a及び電極1744bを有する。電極1744aは、ソース電極又はドレイン電極の一方として機能できる。電極1744bは、ソース電極又はドレイン電極の他方として機能できる。電極1744aの一部、及び電極1744bの一部は、絶縁層1741上に形成される。
 絶縁層1741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1741を設けることで、電極1744a及び電極1744bの形成時に生じる半導体層1742の露出を防ぐことができる。よって、電極1744a及び電極1744bの形成時に、半導体層1742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1810は、電極1744a、電極1744b及び絶縁層1741上に絶縁層1728を有し、絶縁層1728の上に絶縁層1729を有する。
 半導体層1742に酸化物半導体を用いる場合、電極1744a及び電極1744bの、少なくとも半導体層1742と接する部分に、半導体層1742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1742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又はドレイン領域として機能することができる。半導体層1742に酸化物半導体を用いる場合、半導体層1742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1742にソース領域及びドレイン領域が形成されることにより、電極1744a及び電極1744bと半導体層1742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1742にシリコンなどの半導体を用いる場合は、半導体層1742と電極1744aの間、及び半導体層1742と電極1744bの間に、n型半導体又は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型半導体又は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又はドレイン領域として機能することができる。
 絶縁層1729は、外部からのトランジスタへの不純物の拡散を防ぐ、又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1729を省略することもできる。
 図12(A2)に示すトランジスタ1811は、絶縁層1729上にバックゲート電極として機能できる電極1723を有する点が、トランジスタ1810と異なる。電極1723は、電極1746と同様の材料及び方法で形成できる。
 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。
 また、電極1746及び電極1723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1726、絶縁層1728、及び絶縁層1729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1723は、絶縁層1728と絶縁層1729の間に設けてもよい。
 なお、電極1746又は電極1723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1811において、電極1723を「ゲート電極」と言う場合、電極1746を「バックゲート電極」と言う。また、電極1723を「ゲート電極」として用いる場合は、トランジスタ1811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1746及び電極1723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1742を挟んで電極1746及び電極1723を設けることで、更には、電極1746及び電極1723を同電位とすることで、半導体層1742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1811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1811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1811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12(B1)は、図12(A1)とは異なる構成のチャネル保護型のトランジスタ1820のチャネル長方向の断面図である。トランジスタ1820は、トランジスタ1810とほぼ同様の構造を有しているが、絶縁層1741が半導体層1742の端部を覆っている点が異なる。また、半導体層1742と重なる絶縁層1729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1742と電極1744aが電気的に接続している。また、半導体層1742と重なる絶縁層1729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1742と電極1744bが電気的に接続している。絶縁層1729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12(B2)に示すトランジスタ1821は、絶縁層1729上にバックゲート電極として機能できる電極1723を有する点が、トランジスタ1820と異なる。
 絶縁層1741を設けることで、電極1744a及び電極1744bの形成時に生じる半導体層1742の露出を防ぐことができる。よって、電極1744a及び電極1744bの形成時に半導体層1742の薄膜化を防ぐことができる。
 また、トランジスタ1820及びトランジスタ1821は、トランジスタ1810及びトランジスタ1811よりも、電極1744aと電極1746の間の距離と、電極1744bと電極1746の間の距離が長くなる。よって、電極1744aと電極1746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1744bと電極1746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12(C1)に示すトランジスタ1825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1825のチャネル長方向の断面図である。トランジスタ1825は、絶縁層1741を用いずに電極1744a及び電極1744bを形成する。このため、電極1744a及び電極1744bの形成時に露出する半導体層1742の一部がエッチングされる場合がある。一方、絶縁層1741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12(C2)に示すトランジスタ1826は、絶縁層1729上にバックゲート電極として機能できる電極1723を有する点が、トランジスタ1825と異なる。
 図13(A1)乃至図13(C2)にトランジスタ1810、1811、1820、1821、1825、1826のチャネル幅方向の断面図をそれぞれ示す。
 図13(B2)、図13(C2)に示す構造では、ゲート電極とバックゲート電極とが接続され、ゲート電極とバックゲート電極との電位が同電位となる。また、半導体層1742は、ゲート電極とバックゲート電極と挟まれている。
 ゲート電極及びバックゲート電極のそれぞれのチャネル幅方向の長さは、半導体層1742のチャネル幅方向の長さよりも長く、半導体層1742のチャネル幅方向全体は、絶縁層1726、1741、1728、1729を間に挟んでゲート電極又はバックゲート電極に覆われた構成である。
 当該構成とすることで、トランジスタに含まれる半導体層1742を、ゲート電極及びバックゲート電極の電界によって電気的に取り囲むことができる。
 トランジスタ1821又はトランジスタ1826のように、ゲート電極及びバックゲート電極の電界によって、チャネル形成領域が形成される半導体層1742を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造をSurrounded channel(S−channel)構造と呼ぶことができる。
 S−channel構造とすることで、ゲート電極及びバックゲート電極の一方又は双方によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に半導体層1742に印加することができるため、トランジスタの電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタを微細化することが可能となる。また、S−channel構造とすることで、トランジスタの機械的強度を高めることができる。
<トップゲート型トランジスタ>
 図14(A1)に例示するトランジスタ1842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1842は、絶縁層1729を形成した後に電極1744a及び電極1744bを形成する点がトランジスタ1810やトランジスタ1820と異なる。電極1744a及び電極1744bは、絶縁層1728及び絶縁層1729に形成した開口部において半導体層1742と電気的に接続する。
 また、電極1746と重ならない絶縁層1726の一部を除去し、電極1746と残りの絶縁層1726をマスクとして用いて不純物755を半導体層1742に導入することで、半導体層1742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できる。トランジスタ1842は、絶縁層1726が電極1746の端部を越えて延伸する領域を有する。半導体層1742の絶縁層1726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1726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1742は、電極1746と重ならない領域にLDD(Lightly Doped Drain)領域が形成される。
 図14(A2)に示すトランジスタ1843は、電極1723を有する点がトランジスタ1842と異なる。トランジスタ1843は、基板1771の上に形成された電極1723を有する。電極1723は、絶縁層1772を介して半導体層1742と重なる領域を有する。電極1723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14(B1)に示すトランジスタ1844及び図14(B2)に示すトランジスタ1845のように、電極1746と重ならない領域の絶縁層1726を全て除去してもよい。また、図14(C1)に示すトランジスタ1846及び図14(C2)に示すトランジスタ1847のように、絶縁層1726を残してもよい。
 トランジスタ1842乃至トランジスタ1847も、電極1746を形成した後に、電極1746をマスクとして用いて不純物755を半導体層1742に導入することで、半導体層1742中に自己整合的に不純物領域を形成できる。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。
 図15(A1)乃至図15(C2)にトランジスタ1842、1843、1844、1845、1846、1847のチャネル幅方向の断面図をそれぞれ示す。
 トランジスタ1843、トランジスタ1845、及びトランジスタ1847は、それぞれ先に説明したS−channel構造である。ただし、これに限定されず、トランジスタ1843、トランジスタ1845、及びトランジスタ1847をS−channel構造としなくてもよい。
 本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態5)
 本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図16及び図17を参照しながら説明する。
 図16及び図17は、本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明する図である。図16(A)は情報処理装置のブロック図であり、図16(B)乃至図16(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。また、図17(A)乃至図17(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。
<情報処理装置>
 本実施の形態で説明する情報処理装置5200Bは、演算装置5210と、入出力装置5220と、を有する(図16(A)参照)。
 演算装置5210は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を備える。
 入出力装置5220は、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能及び画像情報を供給される機能を備える。また、入出力装置5220は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能及び通信情報を供給される機能を備える。
 入力部5240は操作情報を供給する機能を備える。例えば、入力部5240は、情報処理装置5200Bの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
 具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部5240に用いることができる。
 表示部5230は表示パネル及び画像情報を表示する機能を備える。例えば、先の実施の形態に示す表示装置を表示部5230に用いることができる。
 検知部5250は検知情報を供給する機能を備える。例えば、情報処理装置が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を備える。
 具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部5250に用いることができる。
 通信部5290は通信情報を供給される機能及び供給する機能を備える。例えば、無線通信又は有線通信により、他の電子機器又は通信網と接続する機能を備える。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を備える。
<情報処理装置の構成例1>
 例えば、円筒状の柱などに沿った外形を表示部5230に適用することができる(図16(B)参照)。また、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を備える。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。又は、広告又は案内等を表示することができる。又は、デジタルサイネージ等に用いることができる。
<情報処理装置の構成例2>
 例えば、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を備える(図16(C)参照)。具体的には、対角線の長さが20インチ以上、好ましくは40インチ以上、より好ましくは55インチ以上の表示パネルを用いることができる。又は、複数の表示パネルを並べて1つの表示領域に用いることができる。又は、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。これにより、例えば、電子黒板、電子掲示板、電子看板等に用いることができる。
<情報処理装置の構成例3>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(D)参照)。これにより、例えば、スマートウオッチの消費電力を低減することができる。又は、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートウオッチに表示することができる。
<情報処理装置の構成例4>
 表示部5230は、例えば、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える(図16(E)参照)。又は、表示部5230は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面及び上面に表示する機能を備える。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面及び上面に画像情報を表示することができる。
<情報処理装置の構成例5>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図17(A)参照)。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。又は、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
<情報処理装置の構成例6>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図17(B)参照)。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
<情報処理装置の構成例7>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図17(C)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
<情報処理装置の構成例8>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図17(D)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
<情報処理装置の構成例9>
 例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図17(E)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をパーソナルコンピュータに表示することができる。
 本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施できる。
(実施の形態6)
 本実施の形態では、トランジスタのチャネル形成領域に好適に用いることができる金属酸化物について説明する。
 トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するCAC−OSなどを用いることができる。
 シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。
 半導体層は、例えばインジウム、亜鉛及びM(アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジム又はハフニウム等の金属)を含むIn−M−Zn系酸化物で表記される膜とすることができる。
 半導体層を構成する金属酸化物がIn−M−Zn系酸化物の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、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等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
 半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が1×1017/cm以下、好ましくは1×1015/cm以下、さらに好ましくは1×1013/cm以下、より好ましくは1×1011/cm以下、さらに好ましくは1×1010/cm未満であり、1×10−9/cm以上のキャリア密度の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性又は実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。当該酸化物半導体は、欠陥準位密度が低く、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。
 なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性(電界効果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成の酸化物半導体を用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
 半導体層を構成する金属酸化物において、第14族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。
 また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/cm以下にする。
 また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、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金属酸化物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。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm以下にすることが好ましい。
 酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、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、CAAC−OS(c−axis−aligned crystalline oxide semiconductor)、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)、及び非晶質酸化物半導体などがある。
 また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、CAC−OS(Cloud−Aligned Composite oxide semiconductor)を用いてもよい。
 なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物半導体又はCAC−OSを好適に用いることができる。また、非単結晶酸化物半導体としては、nc−OS又はCAAC−OSを好適に用いることができる。
 なお、本発明の一態様では、トランジスタの半導体層として、CAC−OSを用いると好ましい。CAC−OSを用いることで、トランジスタに高い電気特性又は高い信頼性を付与することができる。
 なお、半導体層がCAAC−OSの領域、多結晶酸化物半導体の領域、nc−OSの領域、擬似非晶質酸化物半導体の領域、及び非晶質酸化物半導体の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、又は積層構造を有する場合がある。
 以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるCAC(Cloud−Aligned Composite)−OSの構成について説明する。
 CAC−OSとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、又はその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又はパッチ状ともいう。
 なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれていてもよい。
 例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、又はインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、又はガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、又はInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。
 つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
 なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、又はIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
 上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、又はCAAC構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
 一方、CAC−OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
 なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
 なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
 なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
 CAC−OSは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つ又は複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
 CAC−OSは、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定法のひとつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折測定から、測定領域のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
 またCAC−OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC−OSの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano−crystal)構造を有することがわかる。
 また例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
 CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
 ここで、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
 一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
 従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
 また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
 また、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いので、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成する走査線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い(狭額縁ともいう)表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線駆動回路(とくに、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ)に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。
 また、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタは低温ポリシリコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン(「4K解像度」、「4K2K」、「4K」)、スーパーハイビジョン(「8K解像度」、「8K4K」、「8K」)のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。
 又は、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。
 本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
 G1:配線、G2:配線、G3:配線、G3A:配線、S1:配線、V0:配線、10:画素、10A:画素、11:トランジスタ、12:トランジスタ、13:トランジスタ、14:トランジスタ、15:容量素子、16:容量素子、17:発光素子、20:表示装置、20A:表示装置、20B:表示装置、20C:表示装置、21:表示領域、22:ソースドライバ、23:ゲートドライバ、23a:ゲートドライバ、23b:ゲートドライバ、23c:ゲートドライバ、23d:ゲートドライバ、24:三角波生成回路、31:トランジスタ、32:トランジスタ、33:トランジスタ、34:容量素子、35:発光素子、301:導電層、303:導電層、305:導電層、311:絶縁層、321:半導体層、323:半導体層、325:半導体層、331:絶縁層、333:絶縁層、341:導電層、343:導電層、351:導電層、353:導電層、361:絶縁層、363:絶縁層、371:導電層、373a:導電層、373b:導電層、375:導電層、377:導電層、379:絶縁層、700:表示装置、700A:表示装置、700B:表示装置、701:基板、702:画素部、704:ソースドライバ回路部、705:基板、706:ゲートドライバ回路部、708:FPC端子部、710:信号線、711:配線部、712:シール材、716:FPC、717:IC、721:ソースドライバIC、722:ゲートドライバ回路部、723:FPC、724:プリント基板、730:絶縁膜、732:封止膜、743:樹脂層、750:トランジスタ、752:トランジスタ、760:配線、770:絶縁層、772:導電層、774:導電層、780:異方性導電膜、782:発光素子、790:容量素子、791:バンプ、793:バンプ、795:遮光層、1723:電極、1724a:電極、1724b:電極、1726:絶縁層、1727:絶縁層、1728:絶縁層、1729:絶縁層、1741:絶縁層、1742:半導体層、1744a:電極、1744b:電極、1746:電極、1771:基板、1772:絶縁層

Claims (8)

  1.  第1の画素、第2の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法であって、
     前記第1の配線は、前記第1の画素、及び前記第2の画素と電気的に接続され、
     前記第2の配線は、前記第1の画素と電気的に接続され、
     前記第3の配線は、前記第2の画素と電気的に接続され、
     前記第1の画素には、前記第2の配線を介して第1の表示データが与えられ、
     前記第2の画素には、前記第3の配線を介して第2の表示データが与えられ、
     前記第1の画素、又は前記第2の画素が、異なる時刻に発光を開始し、
     前記第1の時刻に、前記第1の画素が、前記第1の表示データに対応する最大輝度に達し、且つ前記第2の画素が、前記第2の表示データに対応する最大輝度に達し、
     前記第1の配線にリセット信号が与えられることにより前記第1の画素、及び前記第2の画素が、第2の時刻に初期化されることで消灯する表示装置の駆動方法。
  2.  複数の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法であって、
     前記画素は、発光素子、及び第1乃至第3のトランジスタを有し、
     前記第1のトランジスタは、第1のゲートと、第2のゲートを有し、
     前記第1のトランジスタは、前記第1のゲートが前記第1の配線と電気的に接続され、前記第2のゲートが前記第2の配線と電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が、前記第2のトランジスタのゲート、及び前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続され、
     前記第2のトランジスタは、ソース又はドレインの一方が前記発光素子の電極の一方と電気的に接続され、
     前記第3のトランジスタは、ゲートが、前記第3の配線と電気的に接続され、
     前記第1の配線に表示データを与えることにより、前記表示データの第1の電位に応じて前記第1のトランジスタの閾値電圧が決定し、
     前記第2の配線に三角波を与え、
     前記三角波の電位に応じて前記第1のトランジスタがオン状態になったとき、前記第1のトランジスタを介して、前記第2のトランジスタのゲートに第2の電位が与えられ、前記第2の電位に応じて前記発光素子の発光輝度が制御され、
     前記第3の配線に、リセット信号を与えることで前記第3のトランジスタがオン状態となり、前記第2のトランジスタがオフ状態になり、前記発光素子が消灯し、
     前記リセット信号に同期して、前記三角波の電位が最も小さくなる、表示装置の駆動方法。
  3.  複数の画素、第1の配線、第2の配線、及び第3の配線を有する表示装置の駆動方法であって、
     前記画素は、発光素子、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、
     前記第1の配線は、前記発光素子の電極の一方と電気的に接続し、
     前記第1のトランジスタは、ソース又はドレインの一方が前記発光素子の電極の他方と電気的に接続され、ゲートが第2の配線と、第2のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続され、
     前記第2のトランジスタは、ゲートが第3の配線と電気的に接続され、
     前記第2の配線に表示データを与えることにより、前記表示データの電位に応じて前記第1のトランジスタが流せる電流の大きさが決定し、
     前記第1の配線に三角波を与え、
     前記三角波の電位に応じて前記第1のトランジスタが前記発光素子に与える電流の大きさが決定し、前記三角波の電位に応じて前記発光素子の発光輝度が制御され、
     前記第3の配線に、リセット信号を与えることで前記第3のトランジスタがオン状態となり、前記第1のトランジスタがオフ状態になり、
     前記リセット信号に同期して、前記三角波の電位が最も小さくなり、
     前記発光素子が消灯する表示装置の駆動方法。
  4.  複数の画素、及び第1乃至第6の配線を有する表示装置であって、
     前記画素は、発光素子、第1乃至第4のトランジスタ、第1の容量素子、第2の容量素子を有し、
     前記第1の配線には表示データが与えられ、
     前記第2の配線には走査信号が与えられ、
     前記第3の配線にはリセット信号が与えられ、
     前記第4の配線には三角波が与えられ、
     前記第5の配線には前記表示データよりも高い電位が与えられ、
     前記第6の配線には前記表示データよりも小さい電位が与えられ、
     前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2の配線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一方は、前記第1の配線と電気的に接続され、
     前記第1のトランジスタのゲートは、前記第4の配線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、前記第1のトランジスタのバックゲート、及び前記第1の容量素子の電極の一方とに電気的に接続され、
     前記第3のトランジスタのゲートは、前記第3の配線と電気的に接続され、
     前記第5の配線は、前記第1の容量素子の電極の他方、及び前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方とに電気的に接続され、
     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3のトランジスタのソース又はドレインの一方、前記第2のトランジスタのゲ−ト、及び前記第2の容量素子の電極の一方とに電気的に接続され、
     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6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一方は、前記発光素子の電極の一方と電気的に接続される表示装置。
  5.  複数の画素、及び第1乃至第5の配線を有する表示装置であって、
     前記画素は、発光素子、第1乃至第3のトランジスタ、及び第1の容量素子を有し、
     前記第1の配線には三角波が与えられ、
     前記第2の配線には走査信号が与えられ、
     前記第3の配線にはリセット信号が与えられ、
     前記第4の配線には表示データが与えられ、
     前記第5の配線には前記表示データよりも小さな低電位が与えられ、
     前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2の配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、前記第4の配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1のトランジスタのゲート、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方、及び前記第1の容量素子の電極の一方とに電気的に接続され、
     前記第2のトランジスタのゲートは、前記第3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5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一方は、前記発光素子の電極の一方と電気的に接続され、
     前記発光素子の電極の他方は、前記第1の配線と電気的に接続される表示装置。
  6.  請求項4又は請求項5のいずれかにおいて、
     前記発光素子がLEDである表示装置。
  7.  請求項4又は請求項5のいずれかにおいて、
     前記発光素子がOLEDである表示装置。
  8.  請求項4又は請求項5のいずれかにおいて、
     前記表示装置が有するトランジスタのいずれか一が、半導体層に金属酸化物を有する表示装置。
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