WO2023144644A1 - 表示装置、および表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置、および表示装置の駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023144644A1
WO2023144644A1 PCT/IB2023/050299 IB2023050299W WO2023144644A1 WO 2023144644 A1 WO2023144644 A1 WO 2023144644A1 IB 2023050299 W IB2023050299 W IB 2023050299W WO 2023144644 A1 WO2023144644 A1 WO 2023144644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
display
display device
transistor
light
Prior art date
Application number
PCT/IB2023/050299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
楠紘慈
熱海知昭
川島進
齋藤元晴
小林英智
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社半導体エネルギー研究所 filed Critical 株式会社半導体エネルギー研究所
Publication of WO2023144644A1 publication Critical patent/WO2023144644A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Abstract

新規な表示装置の駆動方法を提供する。 第１層と、第１層上の第２層と、を備え、第１層は、複数の駆動回路領域を備え、第２層は、複数の表示領域を備え、複数の駆動回路領域のそれぞれは、駆動回路を備え、複数の表示領域のそれぞれは、複数の画素を備え、複数の画素のそれぞれは、発光素子を備え、複数の駆動回路領域の一に含まれる駆動回路は、複数の表示領域の一に含まれる複数の画素のそれぞれを駆動する機能を有する、表示装置の駆動方法であって、複数の表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての複数の表示領域で同時に行う、第１動作を行い、第１動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に発光状態にする、第２動作を行い、第２動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に非発光状態にする、第３動作を行う、表示装置の駆動方法。

Description

表示装置、および表示装置の駆動方法
本発明の一態様は、表示装置、およ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。本明細書などで開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、駆動方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書などで開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、光学装置、撮像装置、照明装置、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置、出力装置、入出力装置、信号処理装置、電子計算機、電子機器、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
近年、ディスプレイパネルの高解像度化、高精細化が求められている。高精細なディスプレイパネルが要求される機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノート型コンピュータなどがある。また、テレビジョン装置、モニタ装置などの据え置き型のディスプレイ装置においても、高解像度化に伴い高精細化が求められている。さらに、最も高い精細度が要求される機器としては、例えば、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、または拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの機器がある。
当該機器に適用可能な表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置などが挙げられる。
例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。また、有機ＥＬ素子の応答速度は速いため、動きの速い映像の表示に好適な表示装置を実現できる。例えば、特許文献１には、有機ＥＬが含まれる発光デバイスを備えた、高画素数、高精細の表示装置が開示されている。
国際公開第２０１９／２２０２７８号
表示装置の表示品位を高める駆動方法として、黒挿入駆動とよばれる駆動方法が知られている。黒挿入駆動とは、１フレームおきに黒表示を行うこと、もしくは、１フレーム中の一定期間黒表示を行うことである。黒挿入駆動を行うことで、動画表示における残像感および画像のぼやけなどを改善し、動画のキレを良くすることができる。また、例えば、１フレーム中の一定期間黒表示を行う場合、１行ずつ順次黒表示を行うよりも、表示部全体で一斉に黒表示を行う（グローバルでの黒挿入という場合がある）ほうが、動画表示における表示品位をより高めることができるため、好ましい。また、グローバルでの黒挿入は、例えば、アイトラッキング機能を有するＶＲ向けの機器などにおいて、当該機器が備える表示装置の駆動方法として好適に用いることができる。グローバルでの黒挿入を行うことで、アイトラッキングを行うために必要な視線の検知を、黒挿入の期間で行うことができるため、別途視線検知のための期間を設ける必要がない。
本発明の一態様は、グローバルでの黒挿入が可能な解像度を高めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、グローバルでの黒挿入が可能な動作速度を速めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品位を高めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置または表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。
（１）
本発明の一態様は、第１層と、第１層上の第２層と、を備え、第１層は、複数の駆動回路領域を備え、第２層は、複数の表示領域を備え、複数の駆動回路領域のそれぞれは、駆動回路を備え、複数の表示領域のそれぞれは、複数の画素を備え、複数の画素のそれぞれは、発光素子を備え、複数の駆動回路領域の一に含まれる駆動回路は、複数の表示領域の一に含まれる複数の画素のそれぞれを駆動する機能を有する、表示装置の駆動方法であって、複数の表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての複数の表示領域で同時に行う、第１動作を行い、第１動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に発光状態にする、第２動作を行い、第２動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に非発光状態にする、第３動作を行う、表示装置の駆動方法である。
（２）
また、上記（１）に記載の表示装置の駆動方法において、第２層は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを備えてもよい。
（３）
また、上記（１）または上記（２）に記載の表示装置の駆動方法において、第１層は、チャネルが形成される半導体層にシリコンを含むトランジスタを備えてもよい。
（４）
また、上記（１）乃至上記（３）のいずれか一に記載の表示装置の駆動方法において、発光素子は、有機ＥＬ素子であってもよい。
（５）
また、上記（１）乃至上記（３）のいずれか一に記載の表示装置の駆動方法において、発光素子は、発光ダイオードであってもよい。
（６）
本発明の一態様は、第１層と、第１層上の第２層と、を備え、第１層は、複数の駆動回路領域を備え、第２層は、複数の表示領域を備え、複数の駆動回路領域のそれぞれは、駆動回路を備え、複数の表示領域のそれぞれは、複数の画素を備え、複数の画素のそれぞれは、発光素子を備え、複数の駆動回路領域の一に含まれる駆動回路は、複数の表示領域の一に含まれる複数の画素のそれぞれを駆動する機能を有する、表示装置であって、複数の表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての複数の表示領域で同時に行う、第１動作を行う機能を有し、第１動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に発光状態にする、第２動作を行う機能を有し、第２動作の後に、複数の画素のそれぞれが備える発光素子を一斉に非発光状態にする、第３動作を行う機能を有する、表示装置である。
（７）
また、上記（６）に記載の表示装置において、第２層は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを備えてもよい。
（８）
また、上記（６）または上記（７）に記載の表示装置において、第１層は、チャネルが形成される半導体層にシリコンを含むトランジスタを備えてもよい。
（９）
また、上記（６）乃至上記（８）のいずれか一に記載の表示装置において、発光素子は、有機ＥＬ素子であってもよい。
（１０）
また、上記（６）乃至上記（８）のいずれか一に記載の表示装置において、発光素子は、発光ダイオードであってもよい。
本発明の一態様は、グローバルでの黒挿入が可能な解像度を高めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供できる。または、本発明の一態様は、グローバルでの黒挿入が可能な動作速度を速めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供できる。または、本発明の一態様は、表示品位を高めた表示装置または表示装置の駆動方法を提供できる。または、本発明の一態様は、新規な表示装置または表示装置の駆動方法を提供できる。
図１Ａ及び図１Ｂは、表示装置の構成例を示した断面模式図である。
図２Ａは、表示装置の表示部の一例を示した平面模式図であり、図２Ｂは、表示装置の駆動回路領域の一例を示した平面模式図である。
図３は、表示装置の構成例を示した斜視図である。
図４は、表示装置の構成例を示した平面模式図である。
図５Ａは表示装置の構成例を説明する図であり、図５Ｂは表示装置の駆動方法例を説明する図である。
図６は、画素回路の一例を説明する図である。
図７は、画素回路の動作例を説明するタイミングチャートである。
図８Ａ乃至図８Ｃは、表示装置の構成例を示した断面模式図である。
図９は、表示装置の構成例を示したブロック図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｄは、発光素子の構成例を示す図である。
図１１は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１２は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１４は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｆは、電子機器の一例を説明する図である。
図１６Ａ乃至図１６Ｆは、電子機器の一例を説明する図である。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、電子機器の一例を説明する図である。
図１８は、電子機器の一例を説明する図である。
本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、例えば、半導体素子（例えば、トランジスタ、ダイオード、またはフォトダイオード等）を含む回路、または同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップ、またはパッケージにチップを収納した電子部品は、半導体装置の一例である。また、例えば、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置、または電子機器等は、それ自体が半導体装置であり、かつ、半導体装置を有している場合がある。
また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係、に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に開示されているものとする。ＸおよびＹは、それぞれ、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、または層など）であるとする。
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示デバイス、発光デバイス、または負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（例えば、インバータ、ＮＡＮＤ回路、またはＮＯＲ回路など）、信号変換回路（例えば、デジタルアナログ変換回路、アナログデジタル変換回路、またはガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（例えば、電源回路（例えば、昇圧回路、または降圧回路など）、または信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（例えば、信号振幅もしくは電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、またはバッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、または制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子または別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子または別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。
また、例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（または第１の端子など）とドレイン（または第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（または第１の端子など）はＸと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（または第１の端子など）とドレイン（または第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（または第１の端子など）と、ドレイン（または第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、ＸおよびＹは、それぞれ、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、または層など）であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば、配線の一部が電極としても機能する場合、一の導電膜が、配線および電極の、両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書等における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
また、本明細書等において、「抵抗素子」とは、例えば、０Ωよりも高い抵抗値を有する回路素子、または配線などを用いることができる。そのため、本明細書等において、「抵抗素子」は、例えば、抵抗値を有する配線、ソース−ドレイン間に電流が流れるトランジスタ、ダイオード、またはコイルなどを含むものとする。そのため、「抵抗素子」という用語は、例えば、「抵抗」、「負荷」、または「抵抗値を有する領域」などの用語に言い換えることができるものとする。逆に、「抵抗」、「負荷」、または「抵抗値を有する領域」という用語は、例えば、「抵抗素子」などの用語に言い換えることができるものとする。抵抗値としては、例えば、好ましくは１ｍΩ以上１０Ω以下、より好ましくは５ｍΩ以上５Ω以下、さらに好ましくは１０ｍΩ以上１Ω以下とすることができる。また、例えば、１Ω以上１×１０９Ω以下としてもよい。
また、配線を抵抗素子として用いる場合、当該抵抗素子は、当該配線の長さによって抵抗値を決める場合がある。または、抵抗素子は、配線として用いる導電体とは異なる抵抗率を有する導電体を用いる場合がある。または、半導体を抵抗素子として用いる場合、当該抵抗素子は、当該半導体に不純物をドーピングすることで抵抗値を決める場合がある。
また、本明細書等において、「容量素子」とは、例えば、０Ｆよりも高い静電容量の値を有する回路素子、０Ｆよりも高い静電容量の値を有する配線の領域、寄生容量、またはトランジスタのゲート容量などとすることができる。そのため、本明細書等において、「容量素子」は、一対の電極と、当該電極の間に含まれている誘電体と、を含む回路素子だけに限らない。「容量素子」は、例えば、配線と配線との間に生じる寄生容量、または、トランジスタのソースまたはドレインの一方とゲートとの間に生じるゲート容量、などを含むものとする。また、例えば、「容量素子」、「寄生容量」、または「ゲート容量」などという用語は、例えば、「容量」などの用語に言い換えることができるものとする。逆に、「容量」という用語は、例えば、「容量素子」、「寄生容量」、または「ゲート容量」などの用語に言い換えることができるものとする。また、「容量」の「一対の電極」という用語は、例えば、「一対の導電体」、「一対の導電領域」、または「一対の領域」などに言い換えることができる。なお、静電容量の値としては、例えば、０．０５ｆＦ以上１０ｐＦ以下とすることができる。また、例えば、１ｐＦ以上１０μＦ以下としてもよい。
また、本明細書等において、トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲートは、ソースとドレインの間に流れる電流量を制御する制御端子である。ソースまたはドレインとして機能する二つの端子は、トランジスタの入出力端子である。二つの入出力端子は、トランジスタの導電型（ｎチャネル型またはｐチャネル型）およびトランジスタの３つの端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、「ソース」と「ドレイン」の用語は、言い換えることができるものとする。また、本明細書等では、トランジスタの接続関係を説明する際、「ソースまたはドレインの一方」（または第１電極、または第１端子）、または「ソースまたはドレインの他方」（または第２電極、または第２端子）という表記を用いる。なお、トランジスタは、構造によって、上述した３つの端子に加えて、バックゲートを有する場合がある。この場合、本明細書等において、トランジスタのゲートまたはバックゲートの一方を第１ゲートと呼称し、トランジスタのゲートまたはバックゲートの他方を第２ゲートと呼称することがある。更に、同じトランジスタにおいて、「ゲート」と「バックゲート」の用語は互いに入れ換えることができる場合がある。また、トランジスタが、３以上のゲートを有する場合、本明細書等においては、それぞれのゲートを、例えば、第１ゲート、第２ゲート、または第３ゲートなどと呼称することがある。
また、本明細書等において、「ノード」は、例えば、回路構成、またはデバイス構造等に応じて、「端子」、「配線」、「電極」、「導電層」、「導電体」、または「不純物領域」等と言い換えることが可能である。また、例えば、「端子」、または「配線」等は、「ノード」と言い換えることが可能である。
また、本明細書等において、「電圧」と「電位」は、適宜言い換えることができる。「電圧」は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば、基準となる電位をグラウンド電位（接地電位）とすると、「電圧」は、「電位」に言い換えることができる。なお、グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。また、電位は相対的なものである。すなわち、基準となる電位が変わることによって、例えば、配線に与えられる電位、回路などに印加される電位、または、回路などから出力される電位、なども変化する。
また、本明細書等において、「高レベル電位（「ハイレベル電位」、「Ｈ電位」、または「Ｈ」ともいう）」または「低レベル電位（「ローレベル電位」、「Ｌ電位」、または「Ｌ」ともいう）」という用語は、特定の電位を意味するものではない。例えば、２本の配線において、両方とも「高レベル電位を供給する配線として機能する」と記載されていた場合、両方の配線が与えるそれぞれの高レベル電位は、互いに等しくなくてもよい。また、同様に、２本の配線において、両方とも「低レベル電位を供給する配線として機能する」と記載されていた場合、両方の配線が与えるそれぞれの低レベル電位は、互いに等しくなくてもよい。
また、本明細書等において、「電流」とは、電荷の移動現象（電気伝導）のことである。例えば、「正の荷電体の電気伝導が起きている」という記載は、「その逆向きに負の荷電体の電気伝導が起きている」と換言することができる。そのため、本明細書等において、「電流」とは、特に断らない限り、キャリアの移動に伴う電荷の移動現象（電気伝導）をいうものとする。ここでいうキャリアとは、例えば、電子、正孔、アニオン、カチオン、または錯イオンなどが挙げられる。なお、キャリアは、電流の流れる系（例えば、半導体、金属、電解液、または真空中など）によって異なる。また、例えば配線などにおける「電流の向き」は、正のキャリアが移動する方向とし、正の電流量で記載する。換言すると、負のキャリアが移動する方向は、電流の向きと逆の方向となり、負の電流量で表現される。そのため、本明細書等において、電流の正負（または電流の向き）について断りがない場合、例えば「素子Ａから素子Ｂに電流が流れる」などの記載は、例えば「素子Ｂから素子Ａに電流が流れる」などに言い換えることができるものとする。また、例えば「素子Ａに電流が入力される」などの記載は、「素子Ａから電流が出力される」などに言い換えることができるものとする。
また、本明細書等において、「第１」、「第２」、または「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。例えば、本明細書などの実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素が、他の実施の形態あるいは特許請求の範囲などにおいて、「第２」に言及された構成要素とされることもありうる。また、例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素が、他の実施の形態あるいは特許請求の範囲などにおいて、省略されることもありうる。
また、本明細書等において、例えば、「上に」、「下に」、「上方に」、または「下方に」などの配置を示す語句は、構成要素同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成要素同士の位置関係は、各構成要素を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、本明細書等で説明した配置を示す語句は、それに限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。例えば、「導電体の上面に位置する絶縁体」の表現は、示している図面の向きを１８０度回転することによって、「導電体の下面に位置する絶縁体」と言い換えることができる。また、「導電体の上面に位置する絶縁体」の表現は、示している図面の向きを９０度回転することによって、「導電体の左面（もしくは右面）に位置する絶縁体」と言い換えることができる。
また、「上」または「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極Ｂ」の表現は、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、本明細書等において、例えば、「重なる」などの用語は、例えば構成要素の積層順などの状態を限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａに重なる電極Ｂ」の表現は、絶縁層Ａの上に電極Ｂが形成されている状態に限らない。「絶縁層Ａに重なる電極Ｂ」の表現は、例えば、絶縁層Ａの下に電極Ｂが形成されている状態、または、絶縁層Ａの右側（もしくは左側）に電極Ｂが形成されている状態、などを除外しない。
また、本明細書等において、「隣接」または「近接」の用語は、構成要素が直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａに隣接する電極Ｂ」の表現は、絶縁層Ａと電極Ｂとが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、本明細書等において、例えば、「膜」、または「層」などの語句は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能な場合がある。例えば、「導電層」という用語は、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という用語は、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「膜」または「層」などの語句は、それらの語句を使わずに、状況に応じて、別の用語に入れ替えることが可能な場合がある。例えば、「導電層」または「導電膜」という用語は、「導電体」という用語に変更することが可能な場合がある。また、「導電体」という用語は、「導電層」または「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁層」または「絶縁膜」という用語は、「絶縁体」という用語に変更することが可能な場合がある。また、「絶縁体」という用語は、「絶縁層」または「絶縁膜」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、例えば、「電極」、「配線」、または「端子」などの用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は、「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」または「配線」の用語は、例えば、複数の「電極」または「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。また、例えば、「端子」は、「配線」または「電極」などの一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。更に、「端子」の用語は、例えば、複数の「電極」、「配線」、または「端子」などが一体となって形成されている場合なども含む。そのため、例えば、「電極」は、「配線」または「端子」の一部とすることができる。また、例えば、「端子」は、「配線」または「電極」の一部とすることができる。また、例えば、「電極」、「配線」、または「端子」などの用語は、「領域」などの用語に置き換える場合がある。
また、本明細書等において、例えば、「配線」、「信号線」、または「電源線」などの用語は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能な場合がある。例えば、「配線」という用語は、「信号線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、「配線」という用語は、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、例えば、「信号線」または「電源線」などの用語は、「配線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、「電源線」などの用語は、「信号線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、例えば、「信号線」などの用語は、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、配線に印加されている「電位」という用語は、状況に応じて、例えば、「信号」などという用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、例えば、「信号」などの用語は、「電位」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、「スイッチ」とは、複数の端子を備え、かつ、当該端子間の導通または非導通を切り換える（選択する）機能を備える。例えば、スイッチが二つの端子を備え、かつ、両端子間が導通している場合、当該スイッチは、「導通状態である」または「オン状態である」という。また、両端子間が非導通である場合、当該スイッチは、「非導通状態である」または「オフ状態である」という。なお、当該スイッチは、導通状態もしくは非導通状態の一方の状態に切り換えること、または、導通状態もしくは非導通状態の一方の状態を維持することを、「導通状態を制御する」という場合がある。
つまり、スイッチとは、電流を流すか流さないかを制御する機能を備えるものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り換える機能を備えるものをいう。スイッチとして、例えば、電気的なスイッチまたは機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
なお、スイッチの種類として、通常は非導通状態で、導通状態を制御することで導通状態となるスイッチがあり、このようなスイッチのことを「Ａ接点」という場合がある。また、スイッチの種類として、通常は導通状態で、導通状態を制御することで非導通状態となるスイッチがあり、このようなスイッチのことを「Ｂ接点」という場合がある。
スイッチの一例としては、例えば、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、またはＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、またはダイオード接続のトランジスタなど）、またはこれらを組み合わせた論理回路などがある。なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」または「オン状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」または「オフ状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。
機械的なスイッチの一例としては、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を備え、かつ、その電極が動くことによって、導通状態または非導通状態を選択する。
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、「略平行」または「概略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。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、「略垂直」または「概略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
なお、本明細書等において、計数値および計量値に関して、または、計数値もしくは計量値に換算可能な物、方法、および事象などに関して、例えば、「同一」、「同じ」、「等しい」、または「均一」（これらの同意語を含む）などと言う場合、これらは、明示されている場合を除き、プラスマイナス２０％の誤差を含むものとする。
本明細書等において、半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物である。半導体は、不純物が含まれることにより、例えば、半導体の欠陥準位密度が高くなること、キャリア移動度が低下すること、または、結晶性が低下すること、などが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体である場合、当該半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第１族元素、第２族元素、第１３族元素、第１４族元素、第１５族元素、または酸化物半導体の主成分以外の遷移金属などがある。特に、例えば、水素（水にも含まれる）、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、または窒素などがある。また、半導体がシリコン層である場合、当該半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第１族元素、第２族元素、第１３族元素、または第１５族元素などがある。
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）とは、広い意味での金属の酸化物である。金属酸化物は、例えば、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、または酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物は、酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、増幅作用、整流作用、およびスイッチング作用の少なくとも１つを有するトランジスタのチャネル形成領域を構成し得るものとして、金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物は、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼称することができる。また、「ＯＳトランジスタ」の記載は、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も、金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物は、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
また、本明細書等において、各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合、それらの構成例は、適宜組み合わせることが可能である。
本明細書に記載の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、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る。よって、その趣旨および範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明する図面は、発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分に、同一の符号を異なる図面間で共通して用いることで、その繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面は、同様の機能を指す場合、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。また、図面は、理解しやすくするため、例えば、斜視図または上面図などにおいて、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。また、図面は、例えば、ハッチングパターンなどの表記を省略する場合がある。
また、本明細書に係る図面等において、大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、図面は、例えば、その大きさまたは縦横比などに必ずしも限定されない。なお、図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、例えば、図面に示す形状または値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、または、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、などを含むことが可能である。
また、本明細書に係る図面等において、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を示す矢印を付す場合がある。本明細書等において、「Ｘ方向」は、Ｘ軸に沿う方向であり、明示する場合を除き順方向と逆方向を区別しない場合がある。「Ｙ方向」および「Ｚ方向」についても、同様である。また、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、それぞれが互いに交差する方向である。より具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、それぞれが互いに直交する方向である。本明細書などでは、Ｘ方向、Ｙ方向、またはＺ方向の１つを「第１方向」または「第１の方向」と呼ぶ場合がある。また、他の１つを「第２方向」または「第２の方向」と呼ぶ場合がある。また、残りの１つを「第３方向」または「第３の方向」と呼ぶ場合がある。
本明細書等において、複数の要素に同じ符号を用いる場合、特に、それらを区別する必要があるときには、符号に、例えば、“Ａ”、“ｂ”、“＿１”、“［ｎ］”、または“［ｍ，ｎ］”などの識別用の符号を付記して記載する場合がある。例えば、複数ある発光素子６１を、発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、または発光素子６１Ｂと示す場合がある。言い換えると、発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、および発光素子６１Ｂに共通の事柄を説明する場合、もしくは、それぞれを区別する必要が無い場合は、単に「発光素子６１」と示す場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置の構成の一例、および当該表示装置の駆動方法の一例について説明する。
＜表示装置の構成例＞
図１Ａは、本発明の一態様の表示装置の断面模式図である。図１Ａに示す表示装置ＤＳＰは、一例として、画素層ＰＸＡＬと、回路層ＳＩＣＬと、を有する。
画素層ＰＸＡＬは、回路層ＳＩＣＬ上に設けられている。なお、画素層ＰＸＡＬは、後述する駆動回路領域ＤＲＶを含む領域に重畳している。
回路層ＳＩＣＬは、基板ＢＳと、駆動回路領域ＤＲＶと、を有する。
基板ＢＳには、様々な材料を含む、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。例えば、基板ＢＳには、シリコンを含む基板を用いることができる。
駆動回路領域ＤＲＶは、基板ＢＳ上に設けられている。
駆動回路領域ＤＲＶは、一例として、後述する画素層ＰＸＡＬに含まれる画素を駆動させるための駆動回路を有する。なお、駆動回路領域ＤＲＶの具体的な構成例については、後述する。
画素層ＰＸＡＬは、一例として、複数の画素を有する。また、複数の画素は、画素層ＰＸＡＬにおいて、マトリクス状に配置されていてもよい。
また、複数の画素のそれぞれは、一又は複数の色を表現することができる。特に、複数の色としては、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の三色とすることができる。又は、複数の色としては、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）に、更に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）、及び白（Ｗ）から選ばれた少なくとも一の色としてもよい。なお、異なる色を表現する画素のそれぞれを副画素と呼び、複数の異なる色の光を呈する副画素によって白色を表現する場合、その複数の副画素をまとめて画素と呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、便宜上、副画素を画素と呼称して、説明する場合がある。
図２Ａは、表示装置ＤＳＰの平面図の一例であって、表示部ＤＩＳのみを示している。なお、表示部ＤＩＳは、画素層ＰＸＡＬの平面図とすることができる。
また、図２Ａの表示装置ＤＳＰにおいて、表示部ＤＩＳは、一例として、ｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数であって、ｎは１以上の整数である）の領域に分割されている。このため、表示部ＤＩＳは、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］を有する構成となる。なお、図２Ａでは、一例として、表示領域ＡＲＡ［１，１］、表示領域ＡＲＡ［２，１］、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，１］、表示領域ＡＲＡ［ｍ，１］、表示領域ＡＲＡ［１，２］、表示領域ＡＲＡ［２，２］、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，２］、表示領域ＡＲＡ［ｍ，２］、表示領域ＡＲＡ［１，ｎ−１］、表示領域ＡＲＡ［２，ｎ−１］、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，ｎ−１］、表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ−１］、表示領域ＡＲＡ［１，ｎ］、表示領域ＡＲＡ［２，ｎ］、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，ｎ］、及び表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれを抜粋して示している。
例えば、表示部ＤＩＳを３２個の領域に分割したい場合、ｍ＝４、ｎ＝８として、図２Ａに適用すればよい。ところで、表示装置ＤＳＰの解像度が８Ｋ４Ｋである場合、画素数は７６８０×４３２０ピクセルとなる。また、表示部ＤＩＳの副画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色である場合、全ての副画素の数は、７６８０×４３２０×３個となる。ここで、解像度が８Ｋ４Ｋである表示部ＤＩＳの画素アレイを３２個の領域に分割した場合、１個の領域あたりの画素数は、９６０×１０８０ピクセルとなり、また、その表示装置ＤＳＰの副画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色である場合、１個の領域あたりの副画素の数は、９６０×１０８０×３個となる。
ここで、図２Ａの表示装置ＤＳＰにおいて、表示部ＤＩＳがｍ行ｎ列の領域に分割されている場合における、回路層ＳＩＣＬに含まれている駆動回路領域ＤＲＶについて考える。
図２Ｂは、表示装置ＤＳＰの平面図の一例であって、回路層ＳＩＣＬに含まれている駆動回路領域ＤＲＶを示している。
図２Ａの表示装置ＤＳＰでは、表示部ＤＩＳがｍ行ｎ列の領域に分割されているため、分割された表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれには、対応した駆動回路が必要となる。具体的には、駆動回路領域ＤＲＶもｍ行ｎ列の領域に分割して、分割された各領域に駆動回路を設ければよい。
図２Ｂの表示装置ＤＳＰでは、駆動回路領域ＤＲＶをｍ行ｎ列の領域に分割した構成を示している。そのため、駆動回路領域ＤＲＶは、回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］を有する。なお、図２Ｂでは、一例として、回路領域ＡＲＤ［１，１］、回路領域ＡＲＤ［２，１］、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，１］、回路領域ＡＲＤ［ｍ，１］、回路領域ＡＲＤ［１，２］、回路領域ＡＲＤ［２，２］、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，２］、回路領域ＡＲＤ［ｍ，２］、回路領域ＡＲＤ［１，ｎ−１］、回路領域ＡＲＤ［２，ｎ−１］、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，ｎ−１］、回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ−１］、回路領域ＡＲＤ［１，ｎ］、回路領域ＡＲＤ［２，ｎ］、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，ｎ］、及び回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］のそれぞれを抜粋して示している。
回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］のそれぞれは、駆動回路ＳＤと、駆動回路ＧＤと、を有する。例えば、ｉ行目ｊ列目（ｉは１以上ｍ以下の整数とし、ｊは１以上ｎ以下の整数とする）に位置する回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］（図２Ｂに図示しない）に含まれている、駆動回路ＳＤと、駆動回路ＧＤと、は、表示部ＤＩＳのｉ行目ｊ列目に位置する表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］に含まれている複数の画素を駆動させることができる。
駆動回路ＳＤは、例えば、対応する回路領域ＡＲＤに含まれている、複数の画素に画像信号を送信するソースドライバ回路、として機能する。駆動回路ＳＤは、例えば、シフトレジスタ、インバータ、ラッチ、レベルシフタ、バッファ、アナログスイッチ、オペアンプ、またはＤ／Ａコンバータなどの様々な回路の少なくとも一を用いて構成することができる。
駆動回路ＧＤは、例えば、対応する回路領域ＡＲＤにおいて、画像信号の送信先となる複数の画素を選択するためのゲートドライバ回路、として機能する。駆動回路ＧＤは、例えば、シフトレジスタ、インバータ、ラッチ、レベルシフタ、またはバッファなどの様々な回路の少なくとも一を用いて構成することができる。
また、図２Ａ、及び図２Ｂより、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］（図２Ａ、及び図２Ｂに図示しない）と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、は、平面視において、互いに重なる領域に位置している。表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、が互いに重なることで、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、を電気的に接続する配線を短くすることができるため、当該配線の寄生抵抗を小さくすることができる。また、配線を短くすることで、当該配線に備わる寄生容量を小さくすることができるため、当該配線における時定数を小さくすることができる。当該配線における時定数を小さくすることにより、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］への画像を書き込む時間を短くすることができ、結果としてフレーム周波数を高くすることができる。
図３は、図２Ａ、及び図２Ｂに示した表示装置ＤＳＰの斜視図である。また、図３には、表示領域ＡＲＡとして、表示領域ＡＲＡ［１，１］、表示領域ＡＲＡ［ｍ，１］、表示領域ＡＲＡ［１，ｎ］、及び表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］を抜粋して示し、回路領域ＡＲＤとして、回路領域ＡＲＤ［１，１］、回路領域ＡＲＤ［ｍ，１］、回路領域ＡＲＤ［１，ｎ］、及び回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］を抜粋して示している。
図３の表示装置ＤＳＰにおいて、複数の表示領域ＡＲＡのそれぞれは、一例として、複数の画素ＰＸを有している。また、表示領域ＡＲＡにおいて、複数の画素ＰＸは、マトリクス状に配置されている。
複数の表示領域ＡＲＡのそれぞれには、複数の配線ＧＬが行方向に延設され、また、複数の配線ＳＬが列方向に延設されている。
表示領域ＡＲＡにマトリクス状に配置されている複数の画素ＰＸのそれぞれは、対応する行の配線ＧＬに電気的に接続されている。同様に、複数の画素ＰＸのそれぞれは、対応する列の配線ＳＬに電気的に接続されている。
なお、図３では、１個の画素ＰＸが、１本の配線ＧＬと、１本の配線ＳＬと、に接続されている一例を示しているが、これに限らない。画素ＰＸの構成に応じて、１個の画素ＰＸが、２本以上の配線ＧＬに接続されていてもよいし、２本以上の配線ＳＬに接続されていてもよい。
また、図３の表示装置ＤＳＰにおいて、複数の回路領域ＡＲＤのそれぞれは、図２Ｂに示した表示装置ＤＳＰのとおり、駆動回路ＳＤと、駆動回路ＧＤと、を有する。
図２Ａ、及び図２Ｂで説明したとおり、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］に含まれる駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤは、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］に含まれる複数の画素を駆動させる機能を有する。このため、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］に含まれる駆動回路ＳＤは、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］に延設されている複数の配線ＳＬに電気的に接続されている。また、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］に含まれる駆動回路ＧＤは、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］に延設されている複数の配線ＧＬに電気的に接続されている。
また、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、を電気的に接続するため、表示部ＤＩＳと、駆動回路領域ＤＲＶと、の間には、複数の配線ＳＬ、及び複数の配線ＧＬが設けられている。
また、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、を重なるように配置することによって、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、を電気的に接続する配線は、例えば、基板ＢＳに対して、垂直な方向、又は概略垂直な方向に延設することができる。当該配線を、垂直な方向、又は概略垂直な方向に延設することにより、当該配線の長さを短くすることができるため、上述したとおり、当該配線に係る寄生抵抗を小さくすることができる。また、当該配線に係る寄生容量を小さくすることができる。これにより、当該配線に電流を流すための電圧を低く抑えることができ、消費電力を低減することができる。
なお、図１Ａ、図２Ａ、図２Ｂ、及び図３に示す表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＩＳの表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］とが互いに重畳する構成となっているが、本発明の一態様の表示装置は、これに限定されない。本発明の一態様の表示装置の構成は、必ずしも表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］とが互いに重畳していなくてもよい。
例えば、図１Ｂに示すとおり、表示装置ＤＳＰは、基板ＢＳ上に、駆動回路領域ＤＲＶだけでなく、領域ＬＩＡが設けられている構成としてもよい。
領域ＬＩＡには、一例として、配線が設けられている。また、このとき、表示装置ＤＳＰは、領域ＬＩＡに含まれる配線によって、駆動回路領域ＤＲＶに含まれる回路と、画素層ＰＸＡＬに含まれる回路と、が電気的に接続されている構成としてもよい。
図４は、図１Ｂに示す表示装置ＤＳＰの平面図の一例であって、回路層ＳＩＣＬを示している。また、図４の表示装置ＤＳＰでは、一例として、駆動回路領域ＤＲＶが領域ＬＩＡによって囲まれている構成を示している。このため、図４に示すとおり、駆動回路領域ＤＲＶは、平面視において、表示部ＤＩＳの内側に重畳するように配置されている。
また、図４に示す表示装置ＤＳＰは、図２Ａと同様に、表示部ＤＩＳが表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］に分割されているものとし、駆動回路領域ＤＲＶも回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］に分割されているものとする。
図４に示すとおり、一例として、表示領域ＡＲＡと、当該表示領域ＡＲＡに含まれる画素を駆動させる駆動回路を含む回路領域ＡＲＤと、の対応関係を太い矢印で図示している。具体的には、回路領域ＡＲＤ［１，１］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［１，１］に含まれる画素を駆動させ、回路領域ＡＲＤ［２，１］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［２，１］に含まれる画素を駆動させる。また、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，１］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，１］に含まれる画素を駆動させ、回路領域ＡＲＤ［ｍ，１］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［ｍ，１］に含まれる画素を駆動させる。また、回路領域ＡＲＤ［１，ｎ］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［１，ｎ］に含まれる画素を駆動させ、回路領域ＡＲＤ［２，ｎ］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［２，ｎ］に含まれる画素を駆動させる。また、回路領域ＡＲＤ［ｍ−１，ｎ］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［ｍ−１，ｎ］に含まれる画素を駆動させ、回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］に含まれる画素を駆動させる。つまり、図４には図示しないが、ｉ行ｊ列に位置する回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］に含まれている駆動回路は、表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］に含まれる画素を駆動させる。
図１Ｂ、及び図４において、回路層ＳＩＣＬ内の回路領域ＡＲＤに含まれる駆動回路と、画素層ＰＸＡＬ内の表示領域ＡＲＡに含まれる画素と、を配線によって電気的に接続することによって、表示装置ＤＳＰの構成は、必ずしも表示領域ＡＲＡ［ｉ，ｊ］と、回路領域ＡＲＤ［ｉ，ｊ］と、が互いに重畳しない構成とすることができる。そのため、駆動回路領域ＤＲＶと、表示部ＤＩＳと、の位置関係は、図４に示す表示装置ＤＳＰの平面図に限定されず、駆動回路領域ＤＲＶの配置を自由に決めることができる。
なお、図２Ｂ、及び図４では、回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］のそれぞれにおいて、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤが十字となるように配置されているが、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤの配置については、本発明の一態様の表示装置の構成に限定されない。例えば、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤの配置は、図３に示した通り、駆動回路領域ＤＲＶの１つの回路領域ＡＲＤ内において、Ｌ字になっていてもよい。又は、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤの一方を平面視において上下に配置し、かつ駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤの他方を平面視において左右に配置した構成としてもよい。
図２Ａ乃至図４に示すとおり、表示装置ＤＳＰの表示部ＤＩＳを、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］に分割して、それぞれの表示領域ＡＲＡに対応する回路領域ＡＲＤに、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤを設けることによって、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれを、独立に駆動することができる。
例えば、画像データの書き換え頻度が高い表示領域ＡＲＡには、対応する回路領域ＡＲＤに備わる駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤのフレーム周波数を高くして駆動し、また、画像データの書き換え頻度が低い表示領域ＡＲＡには、対応する回路領域ＡＲＤに備わる駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤのフレーム周波数を低くして駆動することができる。例えば、画像データの書き換え頻度が高い動画などの場合、表示領域ＡＲＡに対応する駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤは、６０Ｈｚ以上、１２０Ｈｚ以上、１４４Ｈｚ以上、１６５Ｈｚ以上、１８０Ｈｚ以上、又は２４０Ｈｚ以上の高いフレーム周波数で動作すればよい。また、例えば、画像データの書き換え頻度が低い静止画などの場合、表示領域ＡＲＡに対応する駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤは、５Ｈｚ以下、１Ｈｚ以下、０．５Ｈｚ以下、又は０．１Ｈｚ以下の低いフレーム周波数で動作すればよい。このように、表示装置ＤＳＰの表示部ＤＩＳを表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］に分割することによって、表示領域ＡＲＡに表示する画像に応じて書き換え頻度（フレーム周波数）を変化させることができる。つまり、表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＩＳにおいて、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］の少なくとも二に、互いに異なるフレーム周波数で画像を表示させることができる。
また、例えば、回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［ｍ，ｎ］のそれぞれに備わる駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤを同時に駆動することで、対応するそれぞれの表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］を同時に駆動してもよい。本発明の一態様に係る表示装置の駆動方法は、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれを同時に駆動することで、表示装置ＤＳＰの動作速度を高めたものである。
＜表示装置の駆動方法例＞
本発明の一態様に係る表示装置の駆動方法について説明する。本発明の一態様に係る表示装置の駆動方法は、上述した表示装置ＤＳＰに好適に用いることができる。ここでは、一例として、表示部が４行１列の表示領域に分割されている表示装置について、当該表示装置の駆動方法を説明する。
図５Ａは、表示部が４行１列の領域に分割された表示装置ＤＳＰａの構成を示すブロック図である。すなわち、表示装置ＤＳＰａの構成は、上述した表示装置ＤＳＰにおいて、ｍ＝４かつｎ＝１の場合に相当する。よって、上述した表示装置ＤＳＰの説明を適宜参酌することができるため、ここでは説明を省略する場合がある。
表示部ＤＩＳａは、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［４，１］を有する。また、表示部ＤＩＳａは、ｐ行ｑ列（ｐはｍの正の倍数であり、ｑはｎの正の倍数である）のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えるとする。すなわち、ここではｍ＝４かつｎ＝１であるため、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［４，１］のそれぞれは、ｐ／４行ｑ列のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えることになる。
つまり、表示領域ＡＲＡ［１，１］は、画素ＰＸ［１，１］乃至画素ＰＸ［ｐ×１／４，ｑ］を備え、表示領域ＡＲＡ［２，１］は、画素ＰＸ［ｐ×１／４＋１，１］乃至画素ＰＸ［ｐ×１／２，ｑ］を備え、表示領域ＡＲＡ［３，１］は、画素ＰＸ［ｐ×１／２＋１，１］乃至画素ＰＸ［ｐ×３／４，ｑ］を備え、表示領域ＡＲＡ［４，１］は、画素ＰＸ［ｐ×３／４＋１，１］乃至画素ＰＸ［ｐ，ｑ］を備える。なお、本明細書および図面等では、乗算記号の“×”を“＊”と示す場合がある。すなわち、例えば、図５Ａにおいて、“ｐ×１／４”を“ｐ＊１／４”と示し、“ｐ×１／４”を“ｐ＊１／４”と示し、“ｐ×１／４”を“ｐ＊１／４”と示している。後述する、図５Ｂおよび図７においても同様である。
例えば、表示装置ＤＳＰａの解像度が８Ｋ４Ｋであるとすると、表示部ＤＩＳａは、７６８０行４３２０列（ｐ＝７６８０かつｑ＝４３２０の場合に相当）のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えることになる。この場合、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［４，１］のそれぞれは、１９２０行４３２０列のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えることになる。
なお、図５Ａには図示していないが、表示装置ＤＳＰａは、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［４，１］のそれぞれに対応する、回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［４，１］を備える。回路領域ＡＲＤ［１，１］乃至回路領域ＡＲＤ［４，１］のそれぞれは、駆動回路ＳＤと、駆動回路ＧＤと、を有する。複数の画素ＰＸのそれぞれは、それぞれに対応する駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤによって、画像データに応じた画像信号が書き込まれる。
また、図５Ａには図示していないが、複数の画素ＰＸのそれぞれは、発光素子を備える。複数の画素ＰＸのそれぞれが備える発光素子は、当該画素ＰＸに書き込まれた画像信号に基づいた発光強度で発光することができる。つまり、当該発光素子の発光強度は、当該画素ＰＸに書き込む画像信号によって制御することができる。
また、複数の画素ＰＸのそれぞれは、それぞれに対応する駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤによって、複数の画素ＰＸのそれぞれが備える発光素子を、発光状態または非発光状態にすることができる。
図５Ｂは、表示装置ＤＳＰａの駆動方法の一例を説明する図であり、１フレーム期間における各画素ＰＸの動作を示している。行Ｒ［１］は、表示部ＤＩＳａの１行目に配置されたｑ列分の画素（画素ＰＸ［１，１］乃至画素ＰＸ［１，ｑ］）の動作について示している。同様に、行Ｒ［２］、行Ｒ［ｐ×１／４］、行Ｒ［ｐ×１／４＋１］、行Ｒ［ｐ×１／２］、行Ｒ［ｐ×１／２＋１］、行Ｒ［ｐ×３／４］、行Ｒ［ｐ×３／４＋１］、行Ｒ［ｐ−１］、および行Ｒ［ｐ］のそれぞれは、表示部ＤＩＳａの２行目、ｐ×１／４行目、ｐ×１／４＋１行目、ｐ×１／２行目、ｐ×１／２＋１行目、ｐ×３／４行目、ｐ×３／４＋１行目、ｐ−１行目、およびｐ行目のそれぞれに配置されたｑ列分の画素の動作について示している。なお、行Ｒ［３］乃至行Ｒ［ｐ×１／４−１］、行Ｒ［ｐ×１／４＋２］乃至行Ｒ［ｐ×１／２−１］、行Ｒ［ｐ×１／４＋２］乃至行Ｒ［ｐ×１／２−１］、行Ｒ［ｐ×１／２＋２］乃至行Ｒ［ｐ×３／４−１］、および行Ｒ［ｐ×３／４＋２］乃至行Ｒ［ｐ−２］については、図示を省略している。
〔期間Ｔ１１の動作〕
期間Ｔ１１における表示装置ＤＳＰａの動作について説明する。期間Ｔ１１は、表示部ＤＩＳａの各画素ＰＸに対して、画像データに基づいた画像信号を書き込む（図５Ｂにおいて動作Ｓ１１と図示している）期間である。なお、期間Ｔ１１において、各画素ＰＸが備える発光素子は、非発光状態とすることができる。期間Ｔ１１では、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［４，１］のそれぞれの表示領域毎に、１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行う。すなわち、表示領域ＡＲＡ［１，１］（行Ｒ［１］乃至行Ｒ［ｐ×１／４］）に対して１行ずつ順次画像信号を書き込む動作と、表示領域ＡＲＡ［２，１］（行Ｒ［ｐ×１／４＋１］乃至行Ｒ［ｐ×１／２］）に対して１行ずつ順次画像信号を書き込む動作と、表示領域ＡＲＡ［３，１］（行Ｒ［ｐ×１／２＋１］乃至行Ｒ［ｐ×３／４］）に対して１行ずつ順次画像信号を書き込む動作と、表示領域ＡＲＡ［４，１］（行Ｒ［ｐ×３／４＋１］乃至行Ｒ［ｐ］）に対して１行ずつ順次画像信号を書き込む動作と、を同時に行うことができる。このような動作を行うことによって、表示部ＤＩＳａの全ての画素ＰＸに画像信号を書き込むのに要する時間は、例えば、表示部ＤＩＳａを複数行の表示領域に分割せずに、表示部ＤＩＳａ全体（行Ｒ［１］乃至行Ｒ［ｐ］）に対して１行ずつ順次画像信号を書き込む場合に要する時間の１／４となる。
なお、ここでは、一例として、表示部を表示領域に分割する行数が４行（ｍ＝４の場合に相当）である場合について説明したが、これに限らない。表示部を表示領域に分割する行数は、２行（ｍ＝２の場合に相当）でもよいし、３行（ｍ＝３の場合に相当）でもよいし、５行以上（ｍが５以上の整数の場合に相当）でもよい。表示部を表示領域に分割する行数をｍ行とすると、１つの表示領域あたりに配置される画素の行数はｐ／ｍ行となる。よって、それぞれの表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての表示領域で同時に行うことで、表示部の全ての画素に画像信号を書き込むのに要する時間は、表示部を複数行の表示領域に分割しない場合と比べて、１／ｍとなる。
〔期間Ｔ１２の動作〕
期間Ｔ１２における表示装置ＤＳＰａの動作について説明する。期間Ｔ１２は、表示部ＤＩＳａの各画素ＰＸが備える発光素子を発光状態にする（図５Ｂにおいて動作Ｓ１２と図示している）期間である。発光素子を発光状態にすることで、当該発光素子は、当該発光素子を備える画素ＰＸに書き込まれた画像信号に基づいた発光強度で、発光することができる。すなわち、表示部ＤＩＳａに画像データに基づいた画像が表示される。期間Ｔ１２では、表示部ＤＩＳａの全ての画素ＰＸが備える発光素子を、一斉に発光状態にする動作を行う。
〔期間Ｔ１３の動作〕
期間Ｔ１３における表示装置ＤＳＰａの動作について説明する。期間Ｔ１３は、表示部ＤＩＳａの各画素ＰＸが備える発光素子を非発光状態にする（図５Ｂにおいて動作Ｓ１３と図示している）期間である。発光素子を非発光状態にすることで、当該発光素子は、消光（発光が停止）する。すなわち、表示部ＤＩＳａに黒が表示される。期間Ｔ１３では、表示部ＤＩＳａの全ての画素ＰＸが備える発光素子を、一斉に非発光状態にする動作を行う。
このように、１フレーム期間中の一定期間だけ表示部に黒を表示することを、「黒挿入」という場合がある。また、このような駆動方法を、「黒挿入駆動」という場合がある。「黒挿入駆動」は、「疑似インパルス型」または「疑似インパルス型駆動」とも呼ばれる。
黒挿入駆動を採用することで、黒挿入駆動を行わない場合と比べて、動画表示における残像感および画像のぼやけなどを低減し、動画のキレ（例えば、入力される画像データのコントラストに対して、実際の表示で、どこまで細かいパターンまでコントラストを維持（表現）することができているかを示す指標である変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を測定することで評価できる）を良くすることができる。これにより、動画を表示したときに人が感じる解像度（「動画解像度」ともいう）の低下を抑え、表示品位の高い動画表示が実現できる。
なお、図５Ｂに示す期間Ｔ１３のように、表示部全体で一斉に黒挿入を行うことを、グローバルでの黒挿入という場合がある。
グローバルでの黒挿入は、例えば、アイトラッキング機能を有するＶＲ向けの機器などにおいて、当該機器が備える表示装置の駆動方法として好適に用いることができる。グローバルでの黒挿入を行うことで、アイトラッキングを行うために必要な視線の検知を、黒挿入の期間（期間Ｔ１３）で行うことができる。そのため、別途視線検知のための期間を設ける必要がない。
一方で、表示部の全ての画素に画像信号を書き込む期間（期間Ｔ１１）として割り当てることができる期間は、１フレーム期間のうち発光素子を発光状態にする期間（期間Ｔ１２）、および、発光素子を非発光状態にする期間（期間Ｔ１３）、の分だけ短くなる。
そこで、図５Ｂに示す期間Ｔ１１のように、表示部を複数行の表示領域に分割し、それぞれの表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての表示領域で同時に行うことで、表示部の全ての画素に画像信号を書き込むのに要する時間を短くすることができる。よって、表示装置の動作速度を速めることができる。
また、例えば、表示部に配置される画素の行数が多くなっても、表示領域に分割する行数を増やすことで、１つの表示領域あたりに配置される画素の行数を減らすことができる。そのため、１行分の画素に画像信号を書き込む期間（動作Ｓ１１の期間）として割り当てることができる期間を十分に確保することが可能となる。よって、表示装置の解像度を高めることができる。
なお、ここでは、一例として、表示部を表示領域に分割する列数が１列（ｎ＝１の場合に相当）であり、列の分割を行わない場合について説明したが、これに限らない。表示部を表示領域に分割する列数は、２列（ｎ＝２の場合に相当）であってもよいし、３列以上（ｎが３以上の整数の場合に相当）であってもよい。表示部を表示領域に分割する列数をｎ列とすると、１つの表示領域あたりに配置される画素の列数はｑ／ｎ列となる。つまり、それぞれの表示領域に対応する駆動回路によって駆動される画素の個数が、表示部を複数列の表示領域に分割しない場合と比べて、１／ｎ個となる。そのため、当該駆動回路によって駆動される負荷が小さくなり、１行分の画素に画像信号を書き込むのに要する時間を短くすることができる。よって、表示装置の動作速度を速めることができる。
なお、ここでは、一例として、それぞれの表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を、全ての表示領域で同時に行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、それぞれの表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作は、それぞれの表示領域毎に異なるタイミングで開始してもよい。また、例えば、それぞれの表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作は、それぞれの表示領域毎に異なる動作速度で行ってもよい。
なお、ここでは、一例として、それぞれの表示領域毎に配置される画素の数が同じである場合について説明したが、これに限らない。それぞれの表示領域毎に配置される画素の数は、異なってもよい。
なお、本明細書等において、「全て」とは、概略全てまたは実質的に全てを意味するものであり、必ずしも完全に全てを意味するものではない。例えば、「全ての表示領域」とは、必ずしも完全に全ての表示領域を意味するものではなく、表示領域の数に対して、８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９９％以上の表示領域を、「全ての表示領域」と表すものとする。例えば、「全ての画素」とは、必ずしも完全に全ての画素を意味するものではなく、画素の数に対して、８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９９％以上の画素を、「全ての画素」と表すものとする。
なお、本明細書等において、「同時」とは、概略同時または実質的に同時を意味するものであり、必ずしも完全に同時を意味するものではない。例えば、配線での信号遅延などによる多少の時間差は誤差の範囲とし、「同時」と表すものとする。例えば、１フレーム時間に対して、２０％以内の時間差、好ましくは１０％以内の時間差、より好ましくは５％以内の時間差、さらに好ましくは１％以内の時間差は、「同時」とみなすものとする。
なお、本明細書等において、「一斉」とは、概略一斉または実質的に一斉を意味するものであり、必ずしも完全に一斉を意味するものではない。例えば、「複数の発光素子を一斉に発光状態または非発光状態にする」とは、必ずしも複数の発光素子の全てを同時に発光状態または非発光状態にすることを意味するものではない。例えば、表示装置の不良または欠陥などによって複数の発光素子の一部を発光状態または非発光状態にすることが難しい場合においても、「複数の発光素子を一斉に発光状態または非発光状態にする」と表すものとする。例えば、配線での信号遅延などによって複数の発光素子を発光状態または非発光状態にするタイミングに多少の時間差が生じる場合においても、「複数の発光素子を一斉に発光状態または非発光状態にする」と表すものとする。例えば、複数の発光素子の８０％以上を１フレーム時間の２０％以内の時間差で発光状態または非発光状態にすること、好ましくは複数の発光素子の９０％以上を１フレーム時間の１０％以内の時間差で発光状態または非発光状態にすること、より好ましくは複数の発光素子の９５％以上を１フレーム時間の５％以内の時間差で発光状態または非発光状態にすること、さらに好ましくは複数の発光素子の９９％以上を１フレーム時間の１％以内の時間差で発光状態または非発光状態にすることを、「複数の発光素子を一斉に発光状態または非発光状態にする」と表すものとする。
＜画素の構成例＞
図６は、画素ＰＸの回路構成の一例を示す図である。図６に示す画素ＰＸａは、画素回路ＰＸＣと、発光素子Ｄ１と、を備える。画素回路ＰＸＣは、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ４と、容量Ｃ１と、を備える。なお、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ４は、ｎチャネル型のトランジスタである。
トランジスタＭ１のゲートは、配線ＧＬａと電気的に接続される。トランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方は、トランジスタＭ２のゲートと電気的に接続される。トランジスタＭ１のソースまたはドレインの他方は、配線ＳＬと電気的に接続される。トランジスタＭ１は、トランジスタＭ２のゲートと、配線ＳＬと、の間を、導通状態または非導通状態にする機能を有する。
トランジスタＭ２のゲートは、容量Ｃ１の一方の端子と電気的に接続される。トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方は、容量Ｃ１の他方の端子と電気的に接続される。トランジスタＭ２のソースまたはドレインの他方は、配線ＡＮと電気的に接続される。
トランジスタＭ３のゲートは、配線ＧＬｂと電気的に接続される。トランジスタＭ３のソースまたはドレインの一方は、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ３のソースまたはドレインの他方は、配線ＭＬと電気的に接続される。トランジスタＭ３は、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と、配線ＭＬと、の間を、導通状態または非導通状態にする機能を有する。
トランジスタＭ４のゲートは、配線ＧＬｃと電気的に接続される。トランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方は、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ４のソースまたはドレインの他方は、発光素子Ｄ１の一方の端子（例えば、アノード端子）と電気的に接続される。トランジスタＭ４は、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と、発光素子Ｄ１の一方の端子と、の間を、導通状態または非導通状態にする機能を有する。
発光素子Ｄ１の他方の端子（例えば、カソード端子）は、配線ＣＡと電気的に接続される。
発光素子Ｄ１は、発光素子Ｄ１に流れる電流量に応じた発光強度で発光する。発光素子Ｄ１としては、例えば、ＥＬ素子（有機物および無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、または無機ＥＬ素子）、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、マイクロＬＥＤ（例えば、光を射出する領域の面積が１００００μｍ２以下のＬＥＤ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、または電子放出素子などの様々な素子を用いることができる。
トランジスタＭ２は、発光素子Ｄ１に流れる電流量を制御する機能を有する。すなわち、トランジスタＭ２は、発光素子Ｄ１の発光強度を制御する機能を有する。
容量Ｃ１は、例えば、トランジスタＭ１が非導通状態の時に、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と、トランジスタＭ２のゲートと、の間の電位差（電圧）を保持する機能を有する。
なお、図６に示す画素ＰＸａの回路構成例は、本発明の一態様に係る表示装置に適用可能な画素の回路構成の一例であり、これに限らない。本発明の一態様に係る表示装置に適用可能な画素には、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な回路構成を用いることができる。
例えば、トランジスタＭ４を設けずに、配線ＡＮと、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの他方と、の間を導通状態または非導通状態にするトランジスタが設けられた構成としてもよい。また、例えば、トランジスタＭ４を設けずに、発光素子Ｄ１の他方の端子と、配線ＣＡと、の間を導通状態または非導通状態にするトランジスタが設けられた構成としてもよい。また、例えば、トランジスタＭ２のゲートと、配線ＣＡと、の間を導通状態または非導通状態にするトランジスタが設けられた構成としてもよい。
また、例えば、トランジスタまたは容量などを適宜設けることで、トランジスタＭ２のしきい値電圧または電界効果移動度の補正を行う機能を有する構成としてもよい。また、例えば、トランジスタまたは容量などを適宜設けることで、トランジスタＭ２のゲートの電荷を複数フレームに渡って保持できる機能を有する構成としてもよい。また、例えば、画素の回路構成に合わせて、適宜配線を設けてもよい。また、例えば、画素を構成するトランジスタの一部または全部にｐチャネル型のトランジスタを用いてもよい。
＜画素の動作例＞
次に、図５Ａに示す表示装置ＤＳＰａに、図６に示す画素ＰＸａを適用した場合について、画像信号を書き込む動作（図５Ｂの動作Ｓ１１に相当）、発光素子を発光状態にする動作（図５Ｂの動作Ｓ１２に相当）、および、発光素子を非発光状態にする動作（図５Ｂの動作Ｓ１３に相当）、のそれぞれの動作を説明する。
図７は、図５Ａに示す表示装置ＤＳＰａに、図６に示す画素ＰＸａを適用した場合について、画素ＰＸａの動作例を説明するためのタイミングチャートである。図７には、１行目乃至ｐ×１／４行目に配置された画素ＰＸａのタイミングチャートについて、１行目、２行目、及びｐ×１／４行目を抜粋して示している。図７において、１行目に配置された画素ＰＸａについては、配線ＧＬａ［１］、配線ＧＬｂ［１］、および配線ＧＬｃ［１］に示している。また、２行目に配置された画素ＰＸａについては、配線ＧＬａ［２］、配線ＧＬｂ［２］、および配線ＧＬｃ［２］に示している。また、ｐ×１／４行目に配置された画素ＰＸａについては、配線ＧＬａ［ｐ×１／４］、配線ＧＬｂ［ｐ×１／４］、および配線ＧＬｃ［ｐ×１／４］に示している。なお、ｐ×１／４＋１行目乃至ｐ×１／２行目に配置された画素ＰＸａのタイミングチャート、ｐ／２＋１行目乃至ｐ×３／４行目に配置された画素ＰＸａのタイミングチャート、およびｐ×３／４＋１行目乃至ｐ行目に配置された画素ＰＸａのタイミングチャートについては、１行目乃至ｐ×１／４行目に配置された画素ＰＸａのタイミングチャートと同様であるため、図示および説明を省略している。
ここで、図示していないが、例えば、配線ＳＬには、画素ＰＸａに対応する駆動回路ＳＤから、画像信号Ｖｄａｔａが供給されるものとする。また、例えば、配線ＧＬａ、配線ＧＬｂ、および配線ＧＬｃのそれぞれには、画素ＰＸａに対応する駆動回路ＧＤから、電位Ｈまたは電位Ｌのどちらかが供給されるものとする。電位Ｈは電位Ｌよりも高い電位であることが好ましい。なお、本実施の形態などにおいて、「電位Ｈ」は、ｎチャネル型のトランジスタのゲートに入力することで、当該トランジスタをオン状態にする電位とする。また、「電位Ｌ」は、ｎチャネル型のトランジスタのゲートに入力することで、当該トランジスタをオフ状態にする電位とする。
また、例えば、配線ＡＮには画像信号Ｖｄａｔａの電位よりも高い定電位が供給されるとする。また、例えば、配線ＭＬには画像信号Ｖｄａｔａよりも低い電位Ｖ０が供給されるとする。また、例えば、配線ＣＡには電位Ｖ０よりも低い定電位が供給されるとする。
〔画像信号の書き込み〕
期間Ｔ１１では、１行目乃至ｐ／４行目の画素ＰＸａについて、以下に説明する画像信号を書き込む動作（図５Ｂの動作Ｓ１１に相当）を１行ずつ順次行う。
まず、配線ＧＬａおよび配線ＧＬｂに電位Ｈを供給する。配線ＧＬｃの電位は電位Ｌのままである。すると、トランジスタＭ１がオン状態になることで、トランジスタＭ２のゲートに、配線ＳＬから画像信号Ｖｄａｔａが供給される。また、トランジスタＭ３がオン状態になることで、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方に、配線ＭＬから電位Ｖ０が供給される。また、トランジスタＭ４がオフ状態であるため、発光素子Ｄ１は非発光状態である。よって、トランジスタＭ２のゲートとソースとの間の電圧が、画像信号Ｖｄａｔａ−電位Ｖ０となる。その後、配線ＧＬａおよび配線ＧＬｂに電位Ｌを供給することで、画像信号Ｖｄａｔａの書き込みが完了する。
〔発光素子の発光〕
期間Ｔ１２では、１行目乃至ｐ／４行目の画素ＰＸａについて、以下に説明する発光素子を発光状態にする動作（図５Ｂの動作Ｓ１２に相当）を一斉に行う。
配線ＧＬｃに電位Ｈを供給する。すると、トランジスタＭ４がオン状態になり、トランジスタＭ２のゲートとソースとの間の電圧（画像信号Ｖｄａｔａ−電位Ｖ０）に応じた電流Ｉｄが、配線ＡＮから、トランジスタＭ２、トランジスタＭ４、および発光素子Ｄ１を介して、配線ＣＡへ流れる。すると、発光素子Ｄ１は、当該発光素子Ｄ１に流れる電流Ｉｄに応じた発光強度で発光する。すなわち、期間Ｔ１１で書き込まれた画像信号Ｖｄａｔａに応じた発光強度で発光する。
〔発光素子の消光〕
期間Ｔ１３では、１行目乃至ｐ／４行目の画素ＰＸａについて、以下に説明する発光素子を非発光状態にする動作（図５Ｂの動作Ｓ１３に相当）を一斉に行う。
配線ＧＬｃに電位Ｌを供給する。すると、トランジスタＭ４がオフ状態となり、発光素子Ｄ１に電流が流れなくなる。すると、発光素子Ｄ１は、消光（発光が停止）する。よって、表示が黒となる。
なお、図７に示す画素ＰＸａの動作例は、本発明の一態様に係る表示装置に適用可能な画素の動作の一例であり、これに限らない。本発明の一態様に係る表示装置に適用可能な画素の動作には、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な動作を行うことができる。
例えば、期間Ｔ１１において発光素子Ｄ１は非発光状態であるため、期間Ｔ１１は期間Ｔ１３と兼ねてもよい。つまり、発光素子を非発光状態にする動作を開始すると同時に、画像信号を書き込む動作を開始してもよい。このような動作を行うことで、表示装置の動作速度を速めることができる。
また、例えば、配線ＧＬｂに電位Ｈを供給し、配線ＧＬａおよび配線ＧＬｃに電位Ｌを供給する期間を設けてもよい。このような期間を設けることで、トランジスタＭ２のゲートとソースとの間の電圧（画像信号Ｖｄａｔａ−電位Ｖ０）に応じた電流Ｉｄを、配線ＭＬを介して、画素ＰＸａの外部で測定してもよい。これにより、当該測定した値に基づいて、画像信号を補正する機能を有する構成とすることができる。
＜表示装置の層構造例＞
図８Ａは、図１Ａに示す表示装置ＤＳＰにおいて、画素層ＰＸＡＬが、層ＯＳＰＬと、層ＯＳＰＬ上の層ＥＭＬと、を備える一例を示している。例えば、図６に示す画素ＰＸａにおいて、画素回路ＰＸＣが備えるトランジスタＭ１乃至トランジスタＭ４を層ＯＳＰＬに設け、発光素子Ｄ１を層ＥＭＬに設けることができる。
回路層ＳＩＣＬに設けられるトランジスタおよび層ＯＳＰＬに設けられるトランジスタのそれぞれは、様々な半導体を含むトランジスタを用いることができる。例えば、チャネル形成領域に、単結晶半導体、多結晶半導体、微結晶半導体、または非晶質半導体を含むトランジスタを用いることができる。また、主成分が単一の元素で構成される単体の半導体（例えば、シリコン（Ｓｉ）、またはゲルマニウム（Ｇｅ））に限らず、例えば、化合物半導体（例えば、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、またはヒ化ガリウム（ＧａＡｓ））、または、酸化物半導体、などを用いることができる。
また、回路層ＳＩＣＬに設けられるトランジスタおよび層ＯＳＰＬに設けられるトランジスタのそれぞれは、様々な構造のトランジスタを用いることができる。例えば、プレーナ型、ＦＩＮ型（フィン型）、ＴＲＩ−ＧＡＴＥ型（トライゲート型）、トップゲート型、ボトムゲート型、またはデュアルゲート型（チャネルの上下にゲートが配置されている構造）など、様々な構成のトランジスタを用いることができる。また、本発明の一態様に係るトランジスタとして、例えば、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、またはバイポーラトランジスタなどを用いることができる。
また、回路層ＳＩＣＬに設けられるトランジスタおよび層ＯＳＰＬに設けられるトランジスタのそれぞれは、異なる半導体材料を用いた複数種類のトランジスタとしてもよい。例えば、回路層ＳＩＣＬに設けられるトランジスタをＳｉトランジスタ（チャネルが形成される半導体層にシリコンを含むトランジスタ）とし、層ＯＳＰＬに設けられるトランジスタをＯＳトランジスタ（チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を含むトランジスタ）としてもよい。すなわち、表示装置ＤＳＰは、例えば、回路層ＳＩＣＬに含まれる駆動回路領域ＤＲＶが有する駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤをＳｉトランジスタで構成し、層ＯＳＰＬに含まれる画素回路ＰＸＣをＯＳトランジスタで構成することができる。
Ｓｉトランジスタは、ＯＳトランジスタよりも動作速度が速い。また、ｎチャネル型のＳｉトランジスタのゲートとｐチャネル型のＳｉトランジスタのゲートとを電気的に接続することで、ＣＭＯＳ回路（例えば、相補的に動作する回路、ＣＭＯＳ論理ゲート、またはＣＭＯＳ論理回路など）を構成することができる。そのため、表示装置ＤＳＰは、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤの動作速度を速くすることができ、また、定常状態における消費電力を低減することができる。
ＯＳトランジスタのチャネルが形成される酸化物半導体はバンドギャップが２ｅＶ以上であるため、オフ電流（トランジスタがオフ状態にあるときのソースとドレインの間に流れる電流）が著しく少ない。そのため、スイッチとして機能するトランジスタにＯＳトランジスタを用いることが好ましい。例えば、画素回路ＰＸＣにおいて、トランジスタＭ１、トランジスタＭ３、およびトランジスタＭ４にＯＳトランジスタを用いるとよい。例えば、トランジスタＭ１にＯＳトランジスタを用いることで、トランジスタＭ１がオフ状態であるときに、トランジスタＭ２のゲートの電荷を保持し続けることができる。すなわち、期間Ｔ１１の動作Ｓ１１で画像信号Ｖｄａｔａの書き込みが完了してから、期間Ｔ１２および期間Ｔ１３にかけて、書き込まれた画像信号Ｖｄａｔａ記憶し続けることができる。
室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＯＳトランジスタのオフ電流値は、１ａＡ（１×１０−１８Ａ）以下、１ｚＡ（１×１０−２１Ａ）以下、または１ｙＡ（１×１０−２４Ａ）以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＳｉトランジスタのオフ電流値は、１ｆＡ（１×１０−１５Ａ）以上１ｐＡ（１×１０−１２Ａ）以下である。したがって、ＯＳトランジスタのオフ電流は、Ｓｉトランジスタのオフ電流よりも１０桁程度低いともいえる。
画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタにＯＳトランジスタを用いると、各ノードに書き込まれた電荷を長期間保持することができる。例えば、フレームごとの書き換えが不要な静止画像を表示する場合に、周辺駆動回路の動作を停止しても画像表示を継続することが可能になる。このような、静止画像の表示中に周辺駆動回路の動作を停止する駆動方法を「アイドリングストップ駆動」ともいう。アイドリングストップ駆動を行うことにより、表示装置の消費電力を低減できる。
また、ＯＳトランジスタは高温環境下でもオフ電流がほとんど増加しない。具体的には室温以上２００℃以下の環境温度下でもオフ電流がほとんど増加しない。また、高温環境下でもオン電流が低下しにくい。ＯＳトランジスタを含む表示装置は、高温環境下においても動作が安定し、高い信頼性が得られる。
また、ＯＳトランジスタは、同じチャネルサイズのＳｉトランジスタと比べて、ソースとドレイン間の絶縁耐圧が高い。画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタにＯＳトランジスタを用いることで、配線ＡＮに供給される電位（アノード電位ともいう）と配線ＣＡに供給される電位（カソード電位ともいう）との間の電位差（電圧）が大きい場合でも動作が安定し、信頼性の良好な表示装置が実現できる。特に、トランジスタＭ２およびトランジスタＭ４の一方または双方にＯＳトランジスタを用いるとよい。
ＯＳトランジスタの半導体層は、インジウムおよび亜鉛の少なくとも一を含むと好ましい。また、ＯＳトランジスタの半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、銅、バナジウム、ベリリウム、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、マグネシウム、およびコバルトから選ばれた、一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、およびスズから選ばれた、一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＧＺＯ」とも記す）を用いることが好ましい。または、半導体層としては、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＡＺＯ」とも記す）を用いてもよい。または、半導体層としては、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＡＧＺＯ」とも記す）を用いてもよい。
半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、例えば、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、または、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。また、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比より小さくてもよい場合がある。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、例えば、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２またはその近傍の組成、または、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比のプラスマイナス３０％の範囲を含む。
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを４としたとき、Ｇａが１以上３以下であり、Ｚｎが２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを５としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを１としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが０．１より大きく２以下である場合を含む。
なお、画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタの、全部または一部は、バックゲートを有するトランジスタであってもよい。例えば、バックゲートにソースと同じ電位を与えることで、トランジスタの外部で生じる電界がチャネル形成領域に作用しにくくなるため、当該トランジスタの電気特性が安定し、信頼性を高めることができる。また、例えば、バックゲートにゲートと同じ電位を与えることで、トランジスタのオン抵抗を低減することができる。また、例えば、バックゲートに任意の電位を与えることで、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。なお、バックゲートに与える電位は固定電位に限らない。また、例えば、画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタのバックゲートに与える電位は、トランジスタ毎に異なってもよいし、同じでもよい。
なお、本実施の形態などにおいて、本発明の一態様に係る表示装置ＤＳＰは、例えば、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤを構成するトランジスタの一部を、ＯＳトランジスタとしてもよい。例えば、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤがレベルシフタＬＳを備える場合、当該レベルシフタＬＳを構成するトランジスタをＯＳトランジスタとしてもよい。ＯＳトランジスタは、同じチャネルサイズのＳｉトランジスタと比べて、ソースとドレイン間の絶縁耐圧が高い。そのため、レベルシフタを構成するトランジスタにＯＳトランジスタを用いることで、Ｓｉトランジスタの絶縁耐圧よりも高い電圧に昇圧させることができる。また、高い電圧を印加した場合でも動作が安定し、信頼性の良好な表示装置が実現できる。
図８Ｂは、図８Ａに示す表示装置ＤＳＰにおいて、回路層ＳＩＣＬ上に回路層ＯＳＣＬを備える一例を示している。例えば、駆動回路ＳＤ、及び駆動回路ＧＤを構成するトランジスタのうち、ＯＳトランジスタ（例えば、レベルシフタＬＳを構成するトランジスタ）を回路層ＯＳＣＬに設け、Ｓｉトランジスタ（例えば、レベルシフタＬＳ以外を構成するトランジスタ）を回路層ＳＩＣＬに設けることができる。
なお、本実施の形態などにおいて、本発明の一態様に係る表示装置ＤＳＰは、画素回路ＰＸＣを、異なる半導体材料を用いた複数種類のトランジスタで構成してもよい。例えば、画素回路ＰＸＣを、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｐｏｌｙ　Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう。）と、ＯＳトランジスタと、で構成してもよい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。ＬＴＰＳトランジスタと、ＯＳトランジスタと、を組み合わせる構成を、ＬＴＰＯと呼称する場合がある。
例えば、画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタのうち、トランジスタＭ１、トランジスタＭ３、およびトランジスタＭ４にＯＳトランジスタを用い、トランジスタＭ２にＬＴＰＳトランジスタを用いる構成が好ましい。換言すると、配線間の導通または非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタにＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタにＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。ＬＴＰＯ、すなわちＬＴＰＳトランジスタとＯＳトランジスタとの双方を、画素回路ＰＸＣに用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。
図８Ｃは、図８Ａに示す表示装置ＤＳＰにおいて、画素層ＰＸＡＬが層ＳＩＰＬを備え、層ＳＩＰＬ上に層ＯＳＰＬが設けられる一例を示している。例えば、画素回路ＰＸＣにおいて、ＬＴＰＳトランジスタを層ＳＩＰＬに設け、ＯＳトランジスタを層ＯＳＰＬに設けることができる。
なお、本発明の一態様に係る表示装置は、上述した図８Ａ乃至図８Ｃに示す構成に限らない。例えば、図８Ｂにおいて、回路層ＯＳＣＬに設けるトランジスタは、Ｓｉトランジスタであってもよい。また、例えば、回路層ＳＩＣＬと、回路層ＳＩＣＬ上の回路層ＯＳＣＬと、回路層ＯＳＣＬ上の層ＳＩＰＬと、層ＳＩＰＬ上の層ＯＳＰＬと、を備える構成であってもよい。このように本発明の一態様の表示装置は、様々な構成のトランジスタが設けられた複数の層を用いて構成することができる。
＜制御回路の構成例＞
次に、表示装置ＤＳＰと、表示装置ＤＳＰの外に設けられる制御回路と、の例について説明する。図９は、表示装置ＤＳＰと制御回路ＰＲＰＨとの一例を示したブロック図である。
図９に示す表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＩＳと、駆動回路領域ＤＲＶと、を有する。また、駆動回路領域ＤＲＶは、複数の駆動回路ＧＤを含む回路ＧＤＳと、複数の駆動回路ＳＤを含む回路ＳＤＳと、を有する。制御回路ＰＲＰＨは、分配回路ＤＭＧと、分配回路ＤＭＳと、制御部ＣＴＲと、記憶装置ＭＤと、電圧生成回路ＰＧと、タイミングコントローラＴＭＣと、クロック信号生成回路ＣＫＳと、画像処理部ＧＰＳと、インターフェースＩＮＴと、を有する。
なお、表示装置ＤＳＰにおいて、複数の駆動回路ＧＤのそれぞれを含む駆動回路領域ＤＲＶは、図２Ａ乃至図４に示すとおり、複数の表示領域ＡＲＡを含む画素層ＰＸＡＬに重畳しているが、図９では、便宜上、複数の駆動回路ＧＤが一列に並ぶように図示している。同様に、複数の駆動回路ＳＤのそれぞれを含む駆動回路領域ＤＲＶは、図２Ａ乃至図４に示すとおり、複数の表示領域ＡＲＡを含む画素層ＰＸＡＬに重畳しているが、図９では、便宜上、複数の駆動回路ＳＤが一行に並ぶように図示している。
制御回路ＰＲＰＨは、例えば、図１Ａ乃至図４に示した表示装置ＤＳＰの外部に電気的に接続される。
分配回路ＤＭＧと、分配回路ＤＭＳと、制御部ＣＴＲと、記憶装置ＭＤと、電圧生成回路ＰＧと、タイミングコントローラＴＭＣと、クロック信号生成回路ＣＫＳと、画像処理部ＧＰＳと、インターフェースＩＮＴと、のそれぞれは、バス配線ＢＷを介して、相互に各種信号を送受信する。
インターフェースＩＮＴは、例えば、外部装置から出力される、表示装置ＤＳＰに画像を表示するための画像情報を、制御回路ＰＲＰＨ内の回路に取り込むための回路としての機能を有する。また、ここでの外部装置としては、例えば、記録メディアの再生機、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、及びＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）といった不揮発性記憶装置が挙げられる。また、インターフェースＩＮＴは、制御回路ＰＲＰＨ内の回路から表示装置ＤＳＰの外側の装置に信号を出力する回路としてもよい。
また、無線通信によって、外部装置からインターフェースＩＮＴに画像情報が入力される場合、インターフェースＩＮＴは、一例として、画像情報を受信するアンテナ、混合器、増幅回路、及びアナログデジタル変換回路を有する構成とすることができる。
制御部ＣＴＲは、インターフェースＩＮＴを介して外部装置から送られる各種制御信号を処理し、制御回路ＰＲＰＨに含まれる各種回路を制御する機能を有する。
記憶装置ＭＤは、一時的に情報及び画像信号を保持する機能を有する。この場合、記憶装置ＭＤは、例えば、フレームメモリ（フレームバッファと呼ばれる場合がある）として機能する。また、記憶装置ＭＤは、インターフェースＩＮＴを介して外部装置から送られた情報、及び、制御部ＣＴＲで処理した情報、の少なくとも一を、一時的に保持する機能を有してもよい。なお、記憶装置ＭＤとしては、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、の少なくとも一を、適用することができる。
電圧生成回路ＰＧは、表示部ＤＩＳに含まれる画素回路、及び制御回路ＰＲＰＨに含まれる回路のそれぞれに供給するための電源電圧を生成する機能を有する。なお、電圧生成回路ＰＧは、電圧を供給する回路を選択する機能を有してもよい。例えば、電圧生成回路ＰＧは、表示部ＤＩＳに静止画を表示させている期間では、回路ＧＤＳ、回路ＳＤＳ、画像処理部ＧＰＳ、タイミングコントローラＴＭＣ、及びクロック信号生成回路ＣＫＳに対しての電圧供給を停止することによって、表示装置ＤＳＰ全体の消費電力を低減することができる。
タイミングコントローラＴＭＣは、回路ＧＤＳに含まれている複数の駆動回路ＧＤ、回路ＳＤＳに含まれている複数の駆動回路ＳＤで使用されるタイミング信号を生成する機能を有する。なお、タイミング信号の生成に、クロック信号生成回路ＣＫＳで生成されたクロック信号を用いることができる。
画像処理部ＧＰＳは、表示部ＤＩＳに画像を描画するための処理を行う機能を有する。例えば、画像処理部ＧＰＳは、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を有してもよい。特に、画像処理部ＧＰＳは、並列にパイプライン処理を行う構成とすることにより、表示部ＤＩＳに表示させるための画像データを高速に処理することができる。また、画像処理部ＧＰＳは、エンコードされた画像を復元するためのデコーダとしての機能も有することができる。
また、図９では、画像処理部ＧＰＳは、例えば、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれに表示するための画像データを受け取って、当該画像データから画像信号を生成する機能を有する。
また、画像処理部ＧＰＳは、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］に表示する画像の色調を補正する機能を有してもよい。この場合、画像処理部ＧＰＳに、調光回路、及び、調色回路、の少なくとも一が設けられていることが好ましい。また、表示部ＤＩＳに含まれている表示画素回路に有機ＥＬ素子が含まれている場合、画像処理部ＧＰＳは、ＥＬ補正回路が設けられていてもよい。
また、上記で説明した画像補正には、人工知能を用いてもよい。例えば、画素に備えられている表示デバイスに流れる電流（又は表示デバイスに印加される電圧）をモニタリングして取得し、表示部ＤＩＳに表示された画像をイメージセンサなどで取得し、電流（又は電圧）と画像を人工知能の演算（例えば、人工ニューラルネットワークなど）の入力データとして扱い、その出力結果で当該画像の補正の有無を判断させてもよい。
また、人工知能の演算は、画像補正だけでなく、画像データのアップコンバート処理（又はダウンコンバート処理）にも応用することができる。これにより、解像度の小さい画像データを表示部ＤＩＳの解像度に合わせて、アップコンバート（又はダウンコンバート）を行うことで、表示品位の高い画像を表示部ＤＩＳに表示させることができる。
なお、上述した人工知能の演算には、例えば、画像処理部ＧＰＳに含まれるＧＰＵを用いて行うことができる。つまり、ＧＰＵを用いて、各種補正の演算（例えば、色ムラ補正、及びアップコンバート）を行うことができる。
なお、本明細書等において、人工知能の演算を行うＧＰＵをＡＩアクセラレータと呼称する。つまり、本明細書等では、ＧＰＵをＡＩアクセラレータと置き換えて説明する場合がある。
クロック信号生成回路ＣＫＳは、例えば、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれに所望の画像を表示するためのクロック信号を生成する機能を有する。
なお、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれにおける、画像の書き換え頻度（フレーム周波数）が異なる場合、クロック信号生成回路ＣＫＳは、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のそれぞれに対応するフレーム周波数のクロック信号を生成する機能を有することが好ましい。つまり、クロック信号生成回路ＣＫＳは、周波数の異なるクロック信号を同時に生成する機能を有することが好ましい。
分配回路ＤＭＧは、バス配線ＢＷから受け取った信号を、当該信号の内容に応じて、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のいずれか一に含まれる画素を駆動させる駆動回路ＧＤに送信する機能を有する。
分配回路ＤＭＳは、バス配線ＢＷから受け取った信号を、当該信号の内容に応じて、表示領域ＡＲＡ［１，１］乃至表示領域ＡＲＡ［ｍ，ｎ］のいずれか一に含まれる画素を駆動させる駆動回路ＳＤに送信する機能を有する。
なお、図９では、分配回路ＤＭＧが回路ＧＤＳに直接信号を送信する様子を図示しているが、分配回路ＤＭＧから送信される信号は、インターフェースＩＮＴを介して、回路ＧＤＳに入力されてもよい。また、同様に、図９では、分配回路ＤＭＳが回路ＳＤＳに直接信号を送信する様子を図示しているが、分配回路ＤＭＳから送信される信号は、インターフェースＩＮＴを介して、回路ＳＤＳに入力されてもよい。
また、図９には図示していないが、制御回路ＰＲＰＨには、レベルシフタが含まれていてもよい。レベルシフタは、一例として、各回路に入力される信号を適切なレベルに変換する機能を有する。
なお、図９に示した制御回路ＰＲＰＨの構成は一例であって、状況に応じて、制御回路ＰＲＰＨに含まれる回路構成を変更してもよい。例えば、制御回路ＰＲＰＨが、各回路の駆動電圧を外部から供給を受ける構成である場合、制御回路ＰＲＰＨ内で当該駆動電圧を生成する必要はなくなるため、この場合、制御回路ＰＲＰＨは、電圧生成回路ＰＧが含まれない構成としてもよい。
また、例えば、制御回路ＰＲＰＨに含まれている各回路の、全部又は一部は、表示装置ＤＳＰの回路層ＳＩＣＬに含まれていてもよい。具体的には、図１Ａの表示装置ＤＳＰの場合、制御回路ＰＲＰＨに含まれている各回路の、全部又は一部は、駆動回路領域ＤＲＶに含まれていてもよい。また、図１Ｂの表示装置ＤＳＰの場合、制御回路ＰＲＰＨに含まれている各回路の、全部又は一部は、駆動回路領域ＤＲＶ又は領域ＬＩＡに含まれていてもよい。
なお、本発明の一態様に係る表示装置は、上述した表示装置ＤＳＰおよび表示装置ＤＳＰａに限定されない。本実施の形態で例示した構成例、動作例、およびそれらに対応する図面などは、少なくともその一部を、他の構成例、動作例、他の図面、および本明細書等に記載する他の実施の形態などと適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置の構成について説明する。
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様に係る表示装置に用いることができる発光素子（発光デバイスともいう）について説明する。例えば、発光素子としては、ＥＬ素子（有機物および無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、マイクロＬＥＤ（例えば、光を射出する領域の面積が１００００μｍ２以下のＬＥＤ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、または電子放出素子などの様々な素子を用いることができる。例えば、発光素子として、ＥＬ層を備える素子（例えば、有機ＥＬ素子など）を用いてもよい。
図１０Ａに示すように、発光素子６１は、一対の電極（導電層１７１および導電層１７３）の間に、ＥＬ層１７２を備える。ＥＬ層１７２は、例えば、層４４２０、発光層４４１１、および層４４３０などの複数の層で構成することができる。層４４２０は、例えば電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層）および電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層）などを備えることができる。発光層４４１１は、例えば発光性の化合物を備える。層４４３０は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層）および正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層）を備えることができる。
一対の電極間に設けられた層４４２０、発光層４４１１、および層４４３０を備える構成は単一の発光ユニットとして機能することができる。本明細書などでは図１０Ａの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図１０Ｂは、図１０Ａに示す発光素子６１が備えるＥＬ層１７２の変形例である。具体的には、図１０Ｂに示す発光素子６１は、導電層１７１上の層４４３０−１と、層４４３０−１上の層４４３０−２と、層４４３０−２上の発光層４４１１と、発光層４４１１上の層４４２０−１と、層４４２０−１上の層４４２０−２と、層４４２０−２上の導電層１７３と、を備える。例えば、導電層１７１を陽極とし、導電層１７３を陰極とした場合、層４４３０−１が正孔注入層として機能し、層４４３０−２が正孔輸送層として機能し、層４４２０−１が電子輸送層として機能し、層４４２０−２が電子注入層として機能する。または、導電層１７１を陰極とし、導電層１７３を陽極とした場合、層４４３０−１が電子注入層として機能し、層４４３０−２が電子輸送層として機能し、層４４２０−１が正孔輸送層として機能し、層４４２０−２が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光素子６１は、発光層４４１１に効率よくキャリアを注入し、発光層４４１１内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
なお、図１０Ｃに示すように層４４２０と層４４３０との間に複数の発光層（発光層４４１１、発光層４４１２、および発光層４４１３）が設けられる構成も、シングル構造の一例である。
また、図１０Ｄに示すように、複数の発光ユニット（ＥＬ層１７２ａおよびＥＬ層１７２ｂ）が中間層（電荷発生層）４４４０を介して直列に接続された構成を、本明細書などではタンデム構造またはスタック構造と呼ぶ。なお、発光素子６１をタンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光素子が実現できる。
また、発光素子６１を図１０Ｄに示すタンデム構造にする場合、ＥＬ層１７２ａとＥＬ層１７２ｂとのそれぞれの発光色を同じにしてもよい。例えば、ＥＬ層１７２ａおよびＥＬ層１７２ｂの発光色を、どちらも緑色にしてもよい。なお、表示領域がＲ、Ｇ、およびＢの３つの副画素を含み、かつ、それぞれの副画素が発光素子を備える場合、それぞれの副画素の発光素子をタンデム構造としてもよい。具体的には、Ｒの副画素のＥＬ層１７２ａおよびＥＬ層１７２ｂは、それぞれ、赤色発光が可能な材料を有する。また、Ｇの副画素のＥＬ層１７２ａおよびＥＬ層１７２ｂは、それぞれ、緑色発光が可能な材料を有する。また、Ｂの副画素のＥＬ層１７２ａおよびＥＬ層１７２ｂは、それぞれ、青色発光が可能な材料を有する。言い換えると、発光層４４１１と発光層４４１２との材料が同じであってもよい。タンデム構造の発光素子６１は、ＥＬ層１７２ａとＥＬ層１７２ｂとの発光色を同じにすることで、単位発光輝度あたりの電流密度を低減できる。よって、当該発光素子６１の信頼性を高めることができる。
発光素子の発光色は、ＥＬ層１７２を構成する材料によって、例えば、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、または白などとすることができる。また、発光素子は、マイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
発光層は、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、またはＯ（橙）などの発光を示す発光物質を２以上含んでもよい。白色の光を発する発光素子は、発光層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。本発明の一態様に係る発光素子において、２種類の発光物質を用いて白色発光を得る場合、２種類の発光物質の各々が発する光の色が、補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。例えば、本発明の一態様に係る発光素子は、第１の発光物質の発光色と第２の発光物質の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることができる。また、本発明の一態様の発光素子は、３種類以上の発光物質を用いて白色発光を得る場合、３種類以上の発光物質のそれぞれが発する光の色が合わさることで、発光素子全体として白色発光することができる発光素子とすればよい。
また、発光層が発光物質を２以上有し、かつ、それぞれの発光物質の発光が、Ｒ、Ｇ、およびＢのうち、２以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。
発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（例えば量子ドット材料など）、または、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）、などが挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料としては、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなＴＡＤＦ材料は、発光寿命（励起寿命）が短くなるため、発光素子における高輝度領域での効率低下を抑制することができる。
＜表示装置の構成例＞
次に、発光素子として上述したＥＬ層を備える素子を用いた表示装置の構成例を説明する。
図１１に、本発明の一態様に係る表示装置の一部の断面構成例を示す。図１１に示す表示装置１０は、層４０が備える基板３０１Ａにチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、層５０が備える基板３０１Ｂにチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ｂと、が積層された構成を備える。
図１１に示す表示装置１０は、基板３０１Ｂ、トランジスタ３１０Ｂ、および容量２４６が設けられた層５０と、基板３０１Ａ、およびトランジスタ３１０Ａが設けられた層４０と、が貼り合され、かつ、層５０が備える絶縁層３６３上に、発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、および発光素子６１Ｂを含む層６０が設けられた構成を備える。
トランジスタ３１０Ｂは、基板３０１Ｂにチャネル形成領域を備えるトランジスタである。基板３０１Ｂとしては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０Ｂは、基板３０１Ｂの一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、および絶縁層３１４を備える。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１Ｂと導電層３１１との間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１Ｂに不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられ、絶縁層として機能する。
また、基板３０１Ｂに埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０Ｂの間に素子分離層３１５が設けられている。
また、トランジスタ３１０Ｂを覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４６が設けられている。
容量２４６は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３と、を備える。導電層２４１は容量２４６の一方の電極として機能し、導電層２４５は容量２４６の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は容量２４６の誘電体として機能する。
導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２６６によってトランジスタ３１０Ｂのソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。
容量２４６を覆って、絶縁層２５５が設けられ、絶縁層２５５上に絶縁層３６３が設けられ、絶縁層３６３上に発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、および発光素子６１Ｂが設けられている。発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、および発光素子６１Ｂ上には保護層４１５が設けられており、保護層４１５の上面には、樹脂層４１９を介して基板４２０が設けられている。
発光素子６１Ｒは、画素電極として機能する導電層１７１と、共通電極として機能する導電層１７３と、の間に、ＥＬ層１７２Ｒを有する。ＥＬ層１７２Ｒは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する、発光性の有機化合物を有する。発光素子６１Ｇが有するＥＬ層１７２Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する、発光性の有機化合物を有する。発光素子６１Ｂが有するＥＬ層１７２Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する、発光性の有機化合物を有する。
ＥＬ層１７２Ｒ、ＥＬ層１７２Ｇ、およびＥＬ層１７２Ｂは、それぞれ、発光性の有機化合物を含む層（発光層）のほかに、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、および正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。
画素電極として機能する導電層１７１は、発光素子毎に設けられている。また、共通電極として機能する導電層１７３は、各発光素子に共通な一続きの層として設けられている。画素電極として機能する導電層１７１、または、共通電極として機能する導電層１７３、のいずれか一方に、可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、かつ、他方に、反射性を有する導電膜を用いる。画素電極として機能する導電層１７１を透光性とし、かつ、共通電極として機能する導電層１７３を反射性とすることで、下面射出型（ボトムエミッション型）の表示装置とすることができる。または、画素電極として機能する導電層１７１を反射性とし、かつ、共通電極として機能する導電層１７３を透光性とすることで、上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とすることができる。なお、画素電極として機能する導電層１７１と共通電極として機能する導電層１７３との双方を透光性とすることで、両面射出型（デュアルエミッション型）の表示装置とすることもできる。
例えば、発光素子６１Ｒがトップエミッション型である場合、発光素子６１Ｒから射出される光１７５Ｒは、導電層１７３側に射出される。発光素子６１Ｇがトップエミッション型である場合、発光素子６１Ｇから射出される光１７５Ｇは、導電層１７３側に射出される。発光素子６１Ｂがトップエミッション型である場合、発光素子６１Ｂから射出される光１７５Ｂは、導電層１７３側に射出される。
また、異なる２つの色を呈する発光素子のＥＬ層の間に隙間が設けられている。このように、ＥＬ層１７２Ｒ、ＥＬ層１７２Ｇ、およびＥＬ層１７２Ｂが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つのＥＬ層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じること（クロストークともいう）を好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
２つのＥＬ層の間の隙間には、ＥＬ層１７２の側面、導電層１７１の側面、絶縁層３６３の側面、および絶縁層３６３の上面に隣接して、保護層２７１が設けられている。また、保護層２７１と導電層１７３との間に領域２７５が設けられている。なお、ＥＬ層１７２の上面、保護層２７１の上面、領域２７５の上面は、それぞれ高さが概略一致するように設けられている。
また、導電層１７３上に保護層２７３が設けられ、保護層２７３上に保護層４１５が設けられている。
保護層２７１および保護層２７３は、各発光素子に例えば水などの不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。また、領域２７５は、充填材（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂など）で埋められていることが好ましい。
発光素子６１Ｒ、発光素子６１Ｇ、および発光素子６１Ｂのそれぞれに設けられている画素電極として機能する導電層１７１は、絶縁層２４３、絶縁層２５５、および絶縁層３６３に埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、および絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２６６によってトランジスタ３１０Ｂのソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。
トランジスタ３１０Ａは、基板３０１Ａにチャネル形成領域を備えるトランジスタである。よって、上述したトランジスタ３１０Ｂの説明を適宜参酌することができるため、ここでは説明を省略する場合がある。なお、基板３０１Ａには、基板３０１Ｂと同様の材料を用いることができる。
基板３０１Ｂには、基板３０１Ｂを貫通するプラグ３４３が設けられる。プラグ３４３は、Ｓｉ貫通電極（ＴＳＶ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｉａ）として機能する。また、プラグ３４３は、基板３０１Ｂの裏面（基板４２０側とは反対側の表面）に設けられる導電層３４２と電気的に接続されている。一方、基板３０１Ａには、絶縁層２６１上に導電層３４１が設けられている。
導電層３４１と、導電層３４２と、が接合されることで、層４０と層５０とが電気的に接続される。
導電層３４１および導電層３４２としては、同じ導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｍｏ、およびＷから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、または窒化タングステン膜）等を用いることができる。特に、導電層３４１および導電層３４２に、銅を用いることが好ましい。これにより、導電層３４１と導電層３４２との接合として、Ｃｕ−Ｃｕ（カッパー・カッパー）直接接合技術（Ｃｕ（銅）のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術）を適用することができる。なお、導電層３４１と導電層３４２とは、バンプを介して接合されてもよい。
なお、層４０と層５０を電気的に接続する構成は、これに限らない。例えば、Ｓｉを含む材料を用いた層同士が接合されることで、層４０と層５０が電気的に接続されるような構成としてもよい。
図１２に、図１１に示した断面構成例の変形例を示す。図１２に示す表示装置１０の断面構成例は、基板３０１Ａにチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ３２０と、が積層された構成を備える。図１２に示す表示装置１０の断面構成例では、トランジスタ３１０Ｂにかえてトランジスタ３２０を備える点が、図１１に示す断面構成例と主に相違する。なお、図１１と同様の部分については説明を省略することがある。
図１２に示す層４０では、トランジスタ３１０Ａを覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１および導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３および絶縁層３３２が設けられ、絶縁層３３２上にトランジスタ３２０が設けられている。また、トランジスタ３２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量２４６が設けられている。容量２４６とトランジスタ３２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。層５０は、層４０が備える絶縁層２６３に重ねて設けられている。
トランジスタ３２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタである。
トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、および導電層３２７を備える。
絶縁層３３２は、層４０から例えば水または水素などの不純物がトランジスタ３２０に拡散すること、および半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３３２としては、例えば、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、または窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
絶縁層３３２上に導電層３２７が設けられ、導電層３２７を覆って絶縁層３２６が設けられている。導電層３２７は、トランジスタ３２０の第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２６の一部は、第２のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６の少なくとも半導体層３２１と接する部分には、例えば酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層３２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。
半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体層３２１は、半導体特性を備える金属酸化物（酸化物半導体ともいう）膜を備えることが好ましい。半導体層３２１に好適に用いることのできる材料の詳細については後述する。
一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極またはドレイン電極として機能する。
また、例えば、一対の導電層３２５の上面および側面、並びに、半導体層３２１の側面、等を覆って絶縁層３２８が設けられ、絶縁層３２８上に絶縁層２６４が設けられている。絶縁層３２８は、半導体層３２１に、例えば絶縁層２６４等から例えば水または水素などの不純物が拡散すること、および半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２８としては、上記絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
絶縁層３２８および絶縁層２６４に、半導体層３２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、および導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する絶縁層３２３と、導電層３２４と、が埋め込まれている。導電層３２４は、第１のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は第１のゲート絶縁層として機能する。
導電層３２４の上面、絶縁層３２３の上面、および絶縁層２６４の上面は、それぞれ高さが概略一致するように平坦化処理されている。かつ、これらを覆って絶縁層３２９および絶縁層２６５が設けられている。
絶縁層２６４および絶縁層２６５は、層間絶縁層として機能する。絶縁層３２９は、トランジスタ３２０に、例えば絶縁層２６５等から例えば水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２９としては、上記絶縁層３２８および絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
一対の導電層３２５の一方と電気的に接続するプラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、および絶縁層３２８に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、および絶縁層３２８の、それぞれの開口の側面、並びに導電層３２５の上面の一部、を覆う導電層２７４ａと、導電層２７４ａの上面に接する導電層２７４ｂと、を備えることが好ましい。このとき、導電層２７４ａとして、水素および酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
トランジスタ３２０は、画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０Ａは、画素回路ＰＸＣを構成するトランジスタ、または周辺駆動回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０Ａおよびトランジスタ３２０は、例えば演算回路または記憶回路などの機能回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光素子６１を含む層６０の直下に画素回路ＰＸＣだけでなく、例えば周辺駆動回路などを形成することができる。よって、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
図１３に示す表示装置１０の断面構成例は、層４０が備える基板３０１Ａにチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、層２０が備える金属酸化物を含む半導体層にチャネルが形成されるトランジスタ３２０Ｂと、層５０が備える金属酸化物を含む半導体層にチャネルが形成されるトランジスタ３２０Ａと、が積層された構成を備える。なお、図１１及び図１２と同様の部分については説明を省略することがある。
当該構成とすることで、半導体層の金属酸化物における構成元素の組成を異ならせたトランジスタを用いることができる。そのため、トランジスタ特性の異なるＯＳトランジスタを用いた表示装置とすることができる。例えば、層５０のトランジスタ３２０Ａは、発光素子を駆動する画素回路のトランジスタとして用いることができる。また、例えば、層２０のトランジスタ３２０Ｂは、画素回路を駆動するための駆動回路が備える駆動信号出力回路のトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光素子の直下に設けられる回路をより高密度に配置することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示パネルを小型化することが可能となる。
＜発光素子の構成例２＞
なお、本発明の一態様に係る表示装置に用いることができる発光素子としては、図１０Ａに示すような、ＥＬ層を備える素子に限定されない。例えば、発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いてもよい。
図１４に、図１２に示した断面構成例の変形例を示す。図１４に示す表示装置１０の断面構成例は、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた構成を備える。なお、図１２と同様の部分については説明を省略することがある。
なお、ＬＥＤに特に限定はなく、例えば、量子井戸接合を有するマイクロＬＥＤ、ナノコラムを用いたＬＥＤを用いてもよい。ＬＥＤの光を射出する領域の面積は、１ｍｍ２以下が好ましく、１００００μｍ２以下がより好ましく、３０００μｍ２以下がより好ましく、７００μｍ２以下がさらに好ましい。また、当該領域の面積は、１μｍ２以上が好ましく、１０μｍ２以上が好ましく、１００μｍ２以上がさらに好ましい。なお、本明細書等において、光を射出する領域の面積が１００００μｍ２以下のＬＥＤをマイクロＬＥＤと記す場合がある。また、光を射出する領域の面積が１００００μｍ２より大きいＬＥＤをミニＬＥＤと記す場合がある。
図１４に示す表示装置１０は、図１２に示した層６０を層７０に置き換えた構成を備える。層７０は、基板６０１、発光ダイオード６２Ｒ、発光ダイオード６２Ｇ、発光ダイオード６２Ｂ、絶縁層６０２、絶縁層６０３、及び絶縁層６０４を有する。絶縁層６０２、絶縁層６０３、及び絶縁層６０４は、それぞれ、単層構造であっても、積層構造であってもよい。
発光ダイオード６２Ｒは、半導体層６１３Ｒ、発光層６１４Ｒ、半導体層６１５Ｒ、導電層６１６Ｒａ、導電層６１６Ｒｂ、電極６１７Ｒａ、及び電極６１７Ｒｂを有する。発光ダイオード６２Ｇは、半導体層６１３Ｇ、発光層６１４Ｇ、半導体層６１５Ｇ、導電層６１６Ｇａ、導電層６１６Ｇｂ、電極６１７Ｇａ、及び電極６１７Ｇｂを有する。発光ダイオード６２Ｂは、半導体層６１３Ｂ、発光層６１４Ｂ、半導体層６１５Ｂ、導電層６１６Ｂａ、導電層６１６Ｂｂ、電極６１７Ｂａ、及び電極６１７Ｂｂを有する。発光ダイオード６２Ｒ、発光ダイオード６２Ｇ、及び発光ダイオード６２Ｂのそれぞれが有する各層は、単層構造であっても、積層構造であってもよい。
基板６０１に半導体層６１３Ｒが設けられ、半導体層６１３Ｒと重ねて発光層６１４Ｒが設けられ、発光層６１４Ｒと重ねて半導体層６１５Ｒが設けられている。電極６１７Ｒａは、導電層６１６Ｒａを介して、半導体層６１５Ｒと電気的に接続されている。電極６１７Ｒｂは、導電層６１６Ｒｂを介して、半導体層６１３Ｒと電気的に接続されている。
基板６０１に半導体層６１３Ｇが設けられ、半導体層６１３Ｇと重ねて発光層６１４Ｇが設けられ、発光層６１４Ｇと重ねて半導体層６１５Ｇが設けられている。電極６１７Ｇａは、導電層６１６Ｇａを介して、半導体層６１５Ｇと電気的に接続されている。電極６１７Ｇｂは、導電層６１６Ｇｂを介して、半導体層６１３Ｇと電気的に接続されている。
基板６０１に半導体層６１３Ｂが設けられ、半導体層６１３Ｂと重ねて発光層６１４Ｂが設けられ、発光層６１４Ｂと重ねて半導体層６１５Ｂが設けられている。電極６１７Ｂａは、導電層６１６Ｂａを介して、半導体層６１５Ｂと電気的に接続されている。電極６１７Ｂｂは、導電層６１６Ｂｂを介して、半導体層６１３Ｂと電気的に接続されている。
絶縁層６０２は、基板６０１、半導体層６１３Ｒ、半導体層６１３Ｇ、半導体層６１３Ｂ、発光層６１４Ｒ、発光層６１４Ｇ、発光層６１４Ｂ、半導体層６１５Ｒ、半導体層６１５Ｇ、及び半導体層６１５Ｂを覆うように設けられる。絶縁層６０２は平坦化機能を有することが好ましい。絶縁層６０２と重ねて絶縁層６０３が設けられている。絶縁層６０２と絶縁層６０３に設けられた開口を埋めるように、導電層６１６Ｒａ、導電層６１６Ｒｂ、導電層６１６Ｇａ、導電層６１６Ｇｂ、導電層６１６Ｂａ、及び導電層６１６Ｂｂが設けられている。導電層６１６Ｒａ、導電層６１６Ｒｂ、導電層６１６Ｇａ、導電層６１６Ｇｂ、導電層６１６Ｂａ、及び導電層６１６Ｂｂのそれぞれの絶縁層６０４側の面の高さは、絶縁層６０３の絶縁層６０４側の面の高さと概略一致していることが好ましい。絶縁層６０３と重ねて絶縁層６０４が設けられている。絶縁層６０４に設けられた開口を埋めるように、電極６１７Ｒａ、電極６１７Ｒｂ、電極６１７Ｇａ、電極６１７Ｇｂ、電極６１７Ｂａ、及び電極６１７Ｂｂが設けられている。電極６１７Ｒａ、電極６１７Ｒｂ、電極６１７Ｇａ、電極６１７Ｇｂ、電極６１７Ｂａ、及び電極６１７Ｂｂのそれぞれの絶縁層６８８側の面の高さは、絶縁層６０４の絶縁層６８８側の面の高さと概略一致していることが好ましい。
絶縁層６０２は、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、または窒化チタンなどの無機絶縁材料を用いて形成することが好ましい。
絶縁層６０３には、例えば、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、または窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素及び酸素の一方または双方が拡散しにくい膜を用いることができる。絶縁層６０３は、層７０から層５０に不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能することが好ましい。
絶縁層６０４には、酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層６０４は、層５０が有する絶縁層と直接接合する層である。酸化物絶縁膜同士を直接接合させることで、接合強度（貼り合わせ強度）を高めることができる。
導電層６１６Ｒａ、導電層６１６Ｒｂ、導電層６１６Ｇａ、導電層６１６Ｇｂ、導電層６１６Ｂａ、及び導電層６１６Ｂｂのそれぞれに用いることができる材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン、クロム、ニッケル、銅（Ｃｕ）、イットリウム、ジルコニウム、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、モリブデン、タンタル、もしくはタングステン（Ｗ）などの金属、またはこれを主成分とする合金（例えば銀とパラジウム（Ｐｄ）と銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（ＡＰＣ））など）が挙げられる。また、例えば、酸化スズ、または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。
電極６１７Ｒａ、電極６１７Ｒｂ、電極６１７Ｇａ、電極６１７Ｇｂ、電極６１７Ｂａ、及び電極６１７Ｂｂのそれぞれには、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｔ、またはＡｕなどを用いることができる。電極６１７Ｒａ、電極６１７Ｒｂ、電極６１７Ｇａ、電極６１７Ｇｂ、電極６１７Ｂａ、及び電極６１７Ｂｂのそれぞれは、層５０が有する導電層と直接接合する層である。接合のしやすさから、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、またはＡｕを用いることが好ましい。
発光層６１４Ｒは、半導体層６１３Ｒと半導体層６１５Ｒとに挟持されている。発光層６１４Ｇは、半導体層６１３Ｇと半導体層６１５Ｇとに挟持されている。発光層６１４Ｂは、半導体層６１３Ｂと半導体層６１５Ｂとに挟持されている。発光層６１４Ｒ、発光層６１４Ｇ、発光層６１４Ｂのそれぞれでは、電子と正孔が結合して光を発する。半導体層６１３Ｒ、半導体層６１３Ｇ、半導体層６１３Ｂのそれぞれと、半導体層６１５Ｒ、半導体層６１５Ｇ、半導体層６１５Ｂのそれぞれとのうち、一方はｎ型の半導体層であり、他方はｐ型の半導体層である。
半導体層６１３Ｒ、発光層６１４Ｒ、及び半導体層６１５Ｒを含む積層構造、半導体層６１３Ｇ、発光層６１４Ｇ、及び半導体層６１５Ｇを含む積層構造、及び、半導体層６１３Ｂ、発光層６１４Ｂ、及び半導体層６１５Ｂを含む積層構造は、それぞれ、例えば、赤色、黄色、緑色、青色、または白色などの光を呈するように形成される。また、当該積層構造は、紫外光を呈するように形成されてもよい。３つの積層構造のそれぞれは、異なる色の光を呈することが好ましい。これらの積層構造のそれぞれには、例えば、第１３族元素及び第１５族元素を含む化合物（３−５族化合物ともいう）を用いることができる。第１３族元素としては、例えば、アルミニウム、ガリウム、またはインジウムなどが挙げられる。第１５族元素としては、例えば、窒素、リン、ヒ素、またはアンチモンなどが挙げられる。例えば、ガリウムとリンとの化合物、ガリウムとヒ素との化合物、ガリウムとアルミニウムとヒ素との化合物、アルミニウムとガリウムとインジウムとリンとの化合物、窒化ガリウム（ＧａＮ）、インジウムと窒化ガリウムとの化合物、または、セレンと亜鉛との化合物、等を用いて、発光ダイオードを作製することができる。
例えば、発光ダイオード６２Ｒが赤色の光を呈するように形成し、発光ダイオード６２Ｇが緑色の光を呈するように形成し、発光ダイオード６２Ｂが青色の光を呈するように形成してもよい。発光ダイオード６２Ｒと発光ダイオード６２Ｇと発光ダイオード６２Ｂとを、互いに異なる色の光を呈するように形成することにより、色変換層を形成する工程が不要となる。したがって、表示装置の製造コストを抑制することができる。
また、２つ以上の積層構造が同じ色の光を呈してもよい。このとき、発光層６１４Ｒ、発光層６１４Ｇ、及び発光層６１４Ｂのそれぞれから発せられた光は、色変換層及び着色層の一方又は双方を介して、表示装置の外部に取り出されてもよい。
また、本実施の形態の表示装置は、赤外光を呈する発光ダイオードを有していてもよい。赤外光を呈する発光ダイオードは、例えば、赤外光センサの光源として用いることができる。
基板６０１としては、化合物半導体基板を用いてもよく、例えば、第１３族元素及び第１５族元素を含む化合物半導体基板を用いてもよい。また、基板６０１としては、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板、シリコン（Ｓｉ）基板、または窒化ガリウム（ＧａＮ）基板などの単結晶基板を用いることができる。
図１４に示すように、発光ダイオード６２Ｒの光１７５Ｒ、発光ダイオード６２Ｇの光１７５Ｇ、及び発光ダイオード６２Ｂの光１７５Ｂのそれぞれは、基板６０１側に射出される。したがって、基板６０１は、可視光に対する透過性を有することが好ましい。例えば、研磨などにより厚さを薄くすることで、基板６０１の可視光に対する透過性を高めてもよい。
図１４に示す層５０では、プラグ２５６の上面の高さが、絶縁層２５５の上面の高さと概略一致している。プラグ２５６は、導電層２４１と導電層６９０ａとを電気的に接続するプラグとして機能する。絶縁層２５５、及びプラグ２５６の上に絶縁層６８８が設けられている。絶縁層６８８に設けられた開口を埋めるように、導電層６９０ａ、及び導電層６９０ｂが設けられている。導電層６９０ａ、及び導電層６９０ｂのそれぞれの上面の高さは、絶縁層６８８の上面の高さと概略一致していることが好ましい。
絶縁層６８８は、層７０が有する絶縁層６０４と直接接合する層である。絶縁層６８８は、絶縁層６０４と同一の材料で形成されることが好ましい。絶縁層６８８には、酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。酸化物絶縁膜同士を直接接合させることで、接合強度（貼り合わせ強度）を高めることができる。なお、絶縁層６０４及び絶縁層６８８のうち一方または双方が積層構造の場合、互いに接する層（表層および接合面を含む層）が同一の材料で形成されていることが好ましい。
層５０が有する導電層６９０ａは、層７０が有する電極６１７Ｒａと直接接合する層である。導電層６９０ａと、電極６１７Ｒａとは、主成分が同一の金属元素であることが好ましく、同一の材料で形成されることがより好ましい。導電層６９０ａには、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｔ、またはＡｕなどを用いることができる。接合のしやすさから、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、またはＡｕを用いることが好ましい。なお、導電層６９０ａ及び電極６１７Ｒａのうち、一方または双方が積層構造の場合、互いに接する層（表層および接合面を含む層）が同一の材料で形成されていることが好ましい。
なお、層５０は、発光ダイオードの光を反射する反射層及び当該光を遮る遮光層の、一方または双方を有していてもよい。
図１４に示すように、層７０に設けられた電極６１７Ｒａは、層５０に設けられた導電層６９０ａと接合され、電気的に接続される。
電極６１７Ｒａは、発光ダイオード６２Ｒの画素電極として機能する。また、電極６１７Ｒｂと導電層６９０ｂとが接続される。電極６１７Ｒｂは、発光ダイオード６２Ｒの共通電極として機能する。
電極６１７Ｒａと、導電層６９０ａと、は、主成分が同一の金属元素であることが好ましい。
なお、ここでは、電極６１７Ｒａと導電層６９０ａとの接合について説明したが、図１４に示すように、電極６１７Ｇａ及び電極６１７Ｂａについても、同様に、それぞれが導電層６９０ａと接合する。なお、電極６１７Ｒａと接合する導電層６９０ａ、電極６１７Ｇａと接合する導電層６９０ａ、及び電極６１７Ｂａと接合する導電層６９０ａのそれぞれは、互いに電気的に接続されていないことが好ましい。
また、層７０に設けられた絶縁層６０４と、層５０に設けられた絶縁層６８８とが、直接接合される。絶縁層６０４と絶縁層６８８とは、同一の成分または材料で構成されることが好ましい。
層７０と層５０との接合面において、同一の材料の層同士が接することで、機械的な強度を有する接続を得ることができる。
金属層同士の接合には、例えば表面の酸化膜及び不純物の吸着層などを、例えばスパッタリング処理などで除去し、清浄化及び活性化した表面同士を接触させて接合する、表面活性化接合法を用いることができる。または、例えば、温度と圧力を併用して表面同士を接合する、拡散接合法などを用いることができる。どちらも原子レベルでの結合が起こるため、電気的だけでなく機械的にも優れた接合を得ることができる。
絶縁層同士の接合には、例えば、研磨などによって高い平坦性を得たのち、例えば酸素プラズマ等で親水性処理をした表面同士を接触させて仮接合し、熱処理による脱水で本接合を行う、親水性接合法などを用いることができる。親水性接合法も原子レベルでの結合が起こるため、機械的に優れた接合を得ることができる。酸化物絶縁膜を用いた場合、親水性処理を行うことで、接合強度をより高めることができ、好ましい。なお、酸化物絶縁膜を用いる場合、親水性処理を別途施さなくてもよい。
層７０と層５０の接合面には絶縁層と金属層との双方が存在するため、２種以上の接合法を組み合わせて接合してもよい。例えば、表面活性化接合法及び親水性接合法を組み合わせて行うことができる。
例えば、研磨後に表面を清浄化し、金属層の表面に酸化防止処理を行ったのちに親水性処理を行って接合する方法などを用いることができる。また、金属層の表面を例えばＡｕなどの難酸化性金属とし、親水性処理を行ってもよい。また、親水性処理を行わない場合、金属層の酸化防止処理が削減できるため、材料の種類の制限がなくなることで、作製コストの低減、および作製工程の削減を図ることができる。なお、上述した方法以外の接合方法を用いてもよい。
なお、層７０と層５０との貼り合わせは、基板全面を直接接合する構成に限られず、少なくとも一部で、例えば、銀、カーボン、もしくは銅などの導電性ペースト、または、例えば、金、もしくははんだなどのバンプを介して基板同士を接続させる構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成等は、他の実施の形態等に示した構成等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、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう。）について説明する。
ＯＳトランジスタに用いる金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、銅、バナジウム、ベリリウム、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、マグネシウム、及びコバルトから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、及びスズから選ばれた、一種または複数種であることが好ましく、ガリウムがより好ましい。
金属酸化物は、例えば、スパッタリング法、もしくは有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、または、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、などにより形成することができる。
以降では、金属酸化物の一例として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物について説明する。なお、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物を、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物と呼ぶ場合がある。
＜結晶構造の分類＞
酸化物半導体の結晶構造としては、例えば、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。また、以下では、ＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単に、ＸＲＤスペクトルと記す場合がある。
例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）を用いて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温で成膜したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温で成膜したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、単結晶または多結晶でもなく、非晶質状態でもない、中間状態である。そのため、非晶質状態であると結論することは難しい。
〔酸化物半導体の構造〕
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体として、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、およびｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、例えば、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、および、非晶質酸化物半導体、等が含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、およびａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域は、ｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が複数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素を有する層（以下、（Ｇａ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムとガリウムとは、互いに置換可能である。よって、（Ｇａ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層にはガリウムが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層には亜鉛が含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、または組成等により変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう。）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、例えば、五角形、または七角形等の格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することは難しい。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、例えば、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、および、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化すること、などによって、歪みを許容することができるためである可能性がある。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されることで、例えば、トランジスタのオン電流の低下、および、電界効果移動度の低下、等を引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、およびＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は、例えば不純物の混入または欠陥の生成等によって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物および欠陥（例えば酸素欠損等）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。したがって、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳおよび非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば、５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ］
ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
［酸化物半導体の構成］
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
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３ｎｍ以下、また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、一つまたは複数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３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態を、モザイク状またはパッチ状ともいう。
さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、およびＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、および［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、例えば、インジウム酸化物、またはインジウム亜鉛酸化物等が主成分である領域である。また、上記第２の領域は、例えば、ガリウム酸化物、またはガリウム亜鉛酸化物等が主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界を観察することが難しい場合がある。
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物における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を主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば、基板を意図的に加熱しない条件で、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また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い。例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する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。
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、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）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。
ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、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、第１の領域が、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、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
したがって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（オン状態またはオフ状態にさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、および良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、およびＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
特に、チャネルが形成される半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＧＺＯ」とも記す）を用いることが好ましい。または、半導体層としては、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＡＺＯ」とも記す）を用いてもよい。または、半導体層としては、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（「ＩＡＧＺＯ」とも記す）を用いてもよい。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は、１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、かつ、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体中のキャリア濃度を低くする場合、当該酸化物半導体中の不純物濃度を低くすることで、当該酸化物半導体中の欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを、高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物は、例えば、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、またはシリコン等がある。なお、酸化物半導体中の不純物とは、例えば、酸化物半導体を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物と言える。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンまたは炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体中のシリコンまたは炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
本実施の形態に示す構成等は、他の実施の形態等に示した構成等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、本発明の一態様に係る表示装置を適用可能な電子機器について説明する。
本発明の一態様に係る表示装置は、電子機器の表示部に適用することができる。したがって、本発明の一態様は、表示品位の高い電子機器を実現できる。または、本発明の一態様は、極めて高精細な電子機器を実現できる。または、本発明の一態様は、信頼性の高い電子機器を実現できる。
本発明の一態様に係る表示装置などを用いた電子機器としては、例えば、テレビ、モニタ等の表示装置、照明装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画もしくは動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子機、トランシーバ、自動車電話、携帯電話、携帯情報端末、タブレット型端末、携帯型ゲーム機、パチンコ機などの固定式ゲーム機、電卓、電子手帳、電子書籍端末、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、または透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、例えば、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム、または電力の平準化とスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器などが挙げられる。また、例えば、燃料を用いたエンジン、または蓄電体からの電力を用いた電動機により推進する移動体なども、電子機器の範疇に含まれる場合がある。上記移動体としては、例えば、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型もしくは大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機、惑星探査機、または宇宙船などが挙げられる。
本発明の一態様に係る電子機器は、二次電池（バッテリ）を有していてもよい。さらに、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、または銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様に係る電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像および情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナおよび二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本発明の一態様に係る電子機器は、センサ（例えば、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、または赤外線など、を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本発明の一態様に係る電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（例えば、静止画、動画、またはテキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付もしくは時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、または記録媒体に記録されているプログラムもしくはデータを読み出す機能等を有することができる。
さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、表示部の一部を主として画像情報を表示し、別の一部を主として文字情報を表示する機能、または複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画もしくは動画を撮影する機能、撮影した画像を自動もしくは手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部または電子機器に内蔵）に保存する機能、または撮影した画像を表示部に表示する機能等を有することができる。なお、本発明の一態様に係る電子機器が有する機能はこれらに限定されない。本発明の一態様に係る電子機器は、様々な機能を有することができる。
本発明の一態様に係る表示装置は、高精細な画像を表示することができる。そのため、特に携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、または電子書籍端末などに好適に用いることができる。例えば、ＶＲ機器またはＡＲ機器などのｘＲ機器に好適に用いることができる。
図１５Ａは、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。
カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、およびシャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。なお、カメラ８０００は、レンズ８００６と筐体とが一体となっていてもよい。
カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、またはタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。
筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００のほか、例えば、ストロボ装置等を接続することができる。
ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、およびボタン８１０３等を有する。
筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００は、例えば、カメラ８０００から受信した映像等を表示部８１０２に表示させることができる。
ボタン８１０３は、例えば、電源ボタン等としての機能を有する。
本発明の一態様に係る表示装置は、カメラ８０００の表示部８００２、およびファインダー８１００の表示部８１０２に適用できる。なお、ファインダー８１００は、カメラ８０００に内蔵されていてもよい。
図１５Ｂは、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、およびケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。
ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する機能を有する。本体８２０３は、例えば、無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３は、例えば、カメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
また、装着部８２０１は、例えば、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１は、例えば、温度センサ、圧力センサ、または加速度センサ等の各種センサを有していてもよい。ヘッドマウントディスプレイ８２００は、例えば、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、または使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。
本発明の一態様に係る表示装置は、表示部８２０４に適用できる。
図１５Ｃ乃至図１５Ｅは、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。
使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、例えば、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、例えば、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、例えば、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、例えば、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。
本発明の一態様に係る表示装置は、表示部８３０２に適用できる。本発明の一態様に係る表示装置は、極めて高い精細度を実現することも可能である。例えば、図１５Ｅのようにレンズ８３０５を用いて表示を拡大して視認される場合でも、使用者に画素が視認されにくい。つまり、表示部８３０２を用いて、使用者に現実感の高い映像を視認させることができる。
図１５Ｆは、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ８４００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８４００は、一対の筐体８４０１と、装着部８４０２と、緩衝部材８４０３と、を有する。一対の筐体８４０１内には、それぞれ、表示部８４０４およびレンズ８４０５が設けられる。一対の表示部８４０４は、互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うことができる。
使用者は、レンズ８４０５を通して、表示部８４０４の表示を視認することができる。レンズ８４０５はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部８４０４は、正方形または横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。
装着部８４０２は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性および弾性を有することが好ましい。また、装着部８４０２の一部は、例えば、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤフォン、またはスピーカなどの音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体８４０１内に、例えば、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。
装着部８４０２および緩衝部材８４０３は、使用者の顔（額、または頬など）に接触する部分である。緩衝部材８４０３が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材８４０３は、使用者がヘッドマウントディスプレイ８４００を装着した際に使用者の顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えば、ゴム、シリコーンゴム、ウレタン、またはスポンジなどの素材を用いることができる。また、例えば、スポンジ等の表面を布、または革（天然皮革または合成皮革）などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材８４０３との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、例えば、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材８４０３または装着部８４０２などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングまたは交換が容易となるため好ましい。
本発明の一態様に係る表示装置は、表示部８４０４に適用できる。
図１６Ａは、テレビジョン装置の一例を示す図である。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
図１６Ａにおいて、本発明の一態様に係る表示装置は、表示部７０００に適用することができる。
図１６Ａに示すテレビジョン装置７１００は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、または、別体のリモコン操作機７１１１により、操作を行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えることで、例えば、指等で表示部７０００に触れることで、テレビジョン装置７１００の操作を行ってもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。テレビジョン装置７１００は、リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネルまたは音量の操作を行うことができる。また、表示部７０００に表示される映像の操作を行うことができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、例えば、受信機およびモデムなどを備えた構成とすることができる。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（例えば、送信者と受信者間、あるいは受信者同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図１６Ｂは、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す図である。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、および外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
図１６Ｂにおいて、本発明の一態様に係る表示装置は、表示部７０００に適用することができる。
図１６Ｃおよび図１６Ｄは、デジタルサイネージの一例を示す図である。
図１６Ｃに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、およびスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、またはマイク等を有することができる。
図１６Ｄは、円柱状の柱に取り付けられたデジタルサイネージを示す図である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
図１６Ｃおよび図１６Ｄにおいて、本発明の一態様に係る表示装置は、表示部７０００に適用することができる。
デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、表示部７０００にタッチパネルを適用することが好ましい。これにより、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができる。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図１６Ｃおよび図１６Ｄに示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、例えば、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図１６Ｅは、情報端末の一例を示す図である。情報端末７５５０は、筐体７５５１、表示部７５５２、マイク７５５７、スピーカ部７５５４、カメラ７５５３、および操作スイッチ７５５５などを有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部７５５２に適用することができる。また、表示部７５５２は、タッチパネルとしての機能を有することができる。また、情報端末７５５０は、筐体７５５１の内側に、アンテナ、およびバッテリなどを備えることができる。情報端末７５５０は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット型情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、または電子書籍端末等として用いることができる。
図１６Ｆは、腕時計型の情報端末の一例を示す図である。情報端末７６６０は、筐体７６６１、表示部７６６２、バンド７６６３、バックル７６６４、操作スイッチ７６６５、および入出力端子７６６６などを備える。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部７６６２に適用することができる。また、情報端末７６６０は、筐体７６６１の内側に、例えば、アンテナ、およびバッテリなどを備えることができる。情報端末７６６０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧および作成、音楽再生、インターネット通信、またはコンピュータゲームなど、種々なアプリケーションを実行することができる。
また、情報端末７６６０は、表示部７６６２にタッチセンサを備え、例えば、指またはスタイラスなどで画面に触れることで、操作することができる。例えば、表示部７６６２に表示されたアイコン７６６７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。操作スイッチ７６６５は、例えば、時刻設定のほか、電源のオンもしくはオフ動作、無線通信のオンもしくはオフ動作、マナーモードの実行もしくは解除、または省電力モードの実行もしくは解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、情報端末７６６０に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作スイッチ７６６５の機能を設定することもできる。
また、情報端末７６６０は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば、無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、情報端末７６６０は、入出力端子７６６６を介して他の情報端末とデータの送受信を行うことができる。また、入出力端子７６６６を介して充電を行うこともできる。なお、充電の動作は、入出力端子７６６６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図１７Ａは、自動車９７００の外観を示す図である。図１７Ｂは、自動車９７００の運転席を示す図である。自動車９７００は、車体９７０１、車輪９７０２、ダッシュボード９７０３、およびライト９７０４等を備える。本発明の一態様にかかる表示装置は、例えば、自動車９７００の表示部などに用いることができる。例えば、本発明の一態様にかかる表示装置は、図１７Ｂに示す表示部９７１０乃至表示部９７１５のそれぞれに適用することができる。
表示部９７１０および表示部９７１１は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置である。本発明の一態様に係る表示装置は、表示装置が備える電極を、透光性を備える導電性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示装置であれば、自動車９７００の運転時においても視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様にかかる表示装置は、自動車９７００のフロントガラスに設置することができる。なお、当該表示装置は、例えば、当該表示装置を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合、当該トランジスタとして、例えば、有機半導体材料を用いた有機トランジスタ、または酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を備えるトランジスタを用いるとよい。
表示部９７１２は、ピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体９７０１に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１２に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部９７１３は、ダッシュボード９７０３に設けられた表示装置である。例えば、車体９７０１に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１３に映し出すことによって、ダッシュボード９７０３で遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車９７００は、車体９７０１に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１２および表示部９７１３に映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
また、図１８は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車９７００の室内を示す図である。表示部９７２１は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体９７０１に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７２１に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部９７２２は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部９７２３は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部９７２１乃至表示部９７２３のそれぞれに適用することができる。
表示部９７１４、表示部９７１５、または表示部９７２２は、例えば、ナビゲーション情報、走行速度、エンジンの回転数、走行距離、燃料の残量、ギアの状態、またはエアコンの設定などを表示することで、使用者に様々な情報を提供できる。また、表示部に表示される表示項目およびレイアウトは、使用者の好みに合わせて適宜変更できる。なお、上記情報は、表示部９７１０乃至表示部９７１３、表示部９７２１、および表示部９７２３、の一以上にも表示できる。また、表示部９７１０乃至表示部９７１５、および、表示部９７２１乃至表示部９７２３、の一以上は、照明装置として用いることも可能である。
本実施の形態に示す構成等は、他の実施の形態等に示した構成等と適宜組み合わせて用いることができる。
ＤＳＰ：表示装置、ＰＸＡＬ：画素層、ＳＩＣＬ：回路層、ＢＳ：基板、ＤＲＶ：駆動回路領域、ＤＩＳ：表示部、ＡＲＡ：表示領域、ＡＲＤ：回路領域、ＳＤ：駆動回路、ＧＤ：駆動回路、ＰＸ：画素、ＧＬ：配線、ＳＬ：配線、ＬＩＡ：領域、ＤＳＰａ：表示装置、ＤＩＳａ：表示部、Ｒ：行、Ｔ１１：期間、Ｔ１２：期間、Ｔ１３：期間、Ｓ１１：動作、Ｓ１２：動作、Ｓ１３：動作、ＰＸａ：画素、ＰＸＣ：画素回路、Ｄ１：発光素子、Ｍ１：トランジスタ、Ｍ２：トランジスタ、Ｍ３：トランジスタ、Ｍ４：トランジスタ、Ｃ１：容量、ＧＬａ：配線、ＧＬｂ：配線、ＧＬｃ：配線、ＡＮ：配線、ＣＡ：配線、ＭＬ：配線、Ｖｄａｔａ：画像信号、Ｈ：電位、Ｌ：電位、Ｖ０：電位、ＯＳＰＬ：層、ＥＭＬ：層、ＯＳＣＬ：回路層、ＳＩＰＬ：層、ＬＳ：レベルシフタ、ＰＲＰＨ：制御回路、ＧＤＳ：回路、ＳＤＳ：回路、ＤＭＧ：分配回路、ＤＭＳ：分配回路、ＣＴＲ：制御部、ＭＤ：記憶装置、ＰＧ：電圧生成回路、ＴＭＣ：タイミングコントローラ、ＣＫＳ：クロック信号生成回路、ＧＰＳ：画像処理部、ＩＮＴ：インターフェース、ＢＷ：バス配線、１０：表示装置、２０：層、４０：層、５０：層、６０：層、６１：発光素子、７０：層、２４６：容量、２７５：領域、３０１Ａ：基板、３０１Ｂ：基板、３１０Ａ：トランジスタ、３１０Ｂ：トランジスタ、３２０：トランジスタ、３２０Ａ：トランジスタ、３２０Ｂ：トランジスタ、４２０：基板、６０１：基板、４４２０：層、４４３０：層

Claims (10)

  1. 　第１層と、前記第１層上の第２層と、を備え、
    　前記第１層は、複数の駆動回路領域を備え、
    　前記第２層は、複数の表示領域を備え、
    　前記複数の駆動回路領域のそれぞれは、駆動回路を備え、
    　前記複数の表示領域のそれぞれは、複数の画素を備え、
    　前記複数の画素のそれぞれは、発光素子を備え、
    　前記複数の駆動回路領域の一に含まれる前記駆動回路は、前記複数の表示領域の一に含まれる前記複数の画素のそれぞれを駆動する機能を有する、
    　表示装置の駆動方法であって、
    　前記複数の表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての前記複数の表示領域で同時に行う、第１動作を行い、
    　前記第１動作の後に、前記複数の画素のそれぞれが備える前記発光素子を一斉に発光状態にする、第２動作を行い、
    　前記第２動作の後に、前記複数の画素のそれぞれが備える前記発光素子を一斉に非発光状態にする、第３動作を行う、
    　表示装置の駆動方法。
  2. 　請求項１に記載の表示装置の駆動方法において、
    　前記第２層は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを備える、
    　表示装置の駆動方法。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の表示装置の駆動方法において、
    　前記第１層は、チャネルが形成される半導体層にシリコンを含むトランジスタを備える、
    　表示装置の駆動方法。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の表示装置の駆動方法において、
    　前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
    　表示装置の駆動方法。
  5. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の表示装置の駆動方法において、
    　前記発光素子は、発光ダイオードである、
    　表示装置の駆動方法。
  6. 　第１層と、前記第１層上の第２層と、を備え、
    　前記第１層は、複数の駆動回路領域を備え、
    　前記第２層は、複数の表示領域を備え、
    　前記複数の駆動回路領域のそれぞれは、駆動回路を備え、
    　前記複数の表示領域のそれぞれは、複数の画素を備え、
    　前記複数の画素のそれぞれは、発光素子を備え、
    　前記複数の駆動回路領域の一に含まれる前記駆動回路は、前記複数の表示領域の一に含まれる前記複数の画素のそれぞれを駆動する機能を有する、
    　表示装置であって、
    　前記複数の表示領域毎に１行ずつ順次画像信号を書き込む動作を行い、かつ、当該動作を全ての前記複数の表示領域で同時に行う、第１動作を行う機能を有し、
    　前記第１動作の後に、前記複数の画素のそれぞれが備える前記発光素子を一斉に発光状態にする、第２動作を行う機能を有し、
    　前記第２動作の後に、前記複数の画素のそれぞれが備える前記発光素子を一斉に非発光状態にする、第３動作を行う機能を有する、
    　表示装置。
  7. 　請求項６に記載の表示装置において、
    　前記第２層は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを備える、
    　表示装置。
  8. 　請求項６または請求項７に記載の表示装置において、
    　前記第１層は、チャネルが形成される半導体層にシリコンを含むトランジスタを備える、
    　表示装置。
  9. 　請求項６乃至請求項８のいずれか一に記載の表示装置において、
    　前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
    　表示装置。
  10. 　請求項６乃至請求項８のいずれか一に記載の表示装置において、
    　前記発光素子は、発光ダイオードである、
    　表示装置。
PCT/IB2023/050299 2022-01-28 2023-01-13 表示装置、および表示装置の駆動方法 WO2023144644A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022011804 2022-01-28
JP2022-011804 2022-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023144644A1 true WO2023144644A1 (ja) 2023-08-03

Family

ID=87470855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2023/050299 WO2023144644A1 (ja) 2022-01-28 2023-01-13 表示装置、および表示装置の駆動方法

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202338466A (ja)
WO (1) WO2023144644A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214645A (ja) * 2001-01-22 2002-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリックス表示装置
JP2006284716A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Casio Comput Co Ltd 表示駆動装置及びその駆動制御方法、並びに、表示装置及びその駆動制御方法
US20070030219A1 (en) * 2005-04-05 2007-02-08 Kyong-Tae Park Display device and driving method thereof
WO2012053462A1 (ja) * 2010-10-21 2012-04-26 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
KR20170077921A (ko) * 2015-12-28 2017-07-07 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시장치와 이를 이용한 개인 몰입형 장치
US20180226037A1 (en) * 2016-07-13 2018-08-09 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Goa circuits used for switching display on a screen or on two screens and driving method thereof
WO2019220278A1 (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、及び電子機器
JP2021128194A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 ソニーグループ株式会社 駆動装置、表示装置、および駆動装置の駆動方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214645A (ja) * 2001-01-22 2002-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリックス表示装置
JP2006284716A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Casio Comput Co Ltd 表示駆動装置及びその駆動制御方法、並びに、表示装置及びその駆動制御方法
US20070030219A1 (en) * 2005-04-05 2007-02-08 Kyong-Tae Park Display device and driving method thereof
WO2012053462A1 (ja) * 2010-10-21 2012-04-26 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
KR20170077921A (ko) * 2015-12-28 2017-07-07 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시장치와 이를 이용한 개인 몰입형 장치
US20180226037A1 (en) * 2016-07-13 2018-08-09 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Goa circuits used for switching display on a screen or on two screens and driving method thereof
WO2019220278A1 (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、及び電子機器
JP2021128194A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 ソニーグループ株式会社 駆動装置、表示装置、および駆動装置の駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202338466A (zh) 2023-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023175891A (ja) 半導体装置
US20230335605A1 (en) Semiconductor device
US20230197004A1 (en) Display apparatus and electronic device
KR20220104165A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 장치의 제작 방법
WO2023144644A1 (ja) 表示装置、および表示装置の駆動方法
WO2022123383A1 (ja) 表示装置の作製方法
WO2023037203A1 (ja) 半導体装置
WO2022249001A1 (ja) 半導体装置、表示装置、及び電子機器
WO2023089444A1 (ja) 半導体装置
WO2023275676A1 (ja) 半導体装置、および半導体装置の駆動方法
WO2023002291A1 (ja) 半導体装置
WO2022219447A1 (ja) 表示装置
WO2023119039A1 (ja) 半導体装置
WO2022248963A1 (ja) 半導体装置
WO2024033742A1 (ja) シフトレジスタ
WO2023067456A1 (ja) 表示装置、及び電子機器
WO2023100015A1 (ja) 表示装置、及び電子機器
WO2022172124A1 (ja) 表示装置、電子機器
WO2023017352A1 (ja) 半導体装置
WO2022167893A1 (ja) 半導体装置
WO2022153146A1 (ja) 表示装置および電子機器
WO2022123387A1 (ja) 表示装置および電子機器
US20240144879A1 (en) Semiconductor device, display apparatus, and electronic device
WO2022153144A1 (ja) 発光素子、表示装置、および電子機器
WO2023166379A1 (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23746543

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1