(57)【要約】【課題】消費電力が少ない表示装置を提供する。【解決手段】静止画表示期間と、動画表示期間と、を有する表示装置であって、画像信号を受信する機能を有する受信回路と、表示部を駆動する機能を有する駆動回路と、画像を表示する機能を有する表示部と、を有し、表示部は静止画表示期間中にフレーム周波数が１Ｈｚ以下で画像を表示し、受信回路は静止画表示期間中に画像信号の受信を停止する。外部信号を用いることにより、静止画表示期間から動画表示期間への変更を的確に行う。【選択図】図１
2020115230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信回路と、駆動回路と、表示部と、を有する表示装置であって、
前記受信回路は、画像信号を受信する機能を有し、
前記駆動回路は、前記表示部に前記画像信号を供給する機能を有し、
前記表示部は、静止画表示期間において、フレーム周波数を１Ｈｚ以下として画像を表示する機能を有し、
前記受信回路は、前記静止画表示期間において、少なくとも一部の動作を停止する機能を有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置に関する。または、本発明の一態様は、表示装置の駆動方法
に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。例えば、本発明の一態様は、
物、方法、もしくは製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュフ
ァクチャ、もしくは組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。
【０００３】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうるもの
全般を指す。よって、トランジスタやダイオードなどの半導体素子や半導体回路は半導体
装置である。また、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、撮像装置、および電
子機器などは、半導体素子や半導体回路を含む場合がある。よって、表示装置、発光装置
、照明装置、電気光学装置、撮像装置、および電子機器なども半導体装置を有する場合が
ある。
【背景技術】
【０００４】
近年、表示装置の高精細化が進んでいる。表示装置の高精細化は、表示装置へ画像信号を
伝達するための配線数の増加や、消費電力の増加などを生じやすい。また、ＥＭＩ（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）などのノイズの影響を受け
やすく、表示品位の低下を生じやすい。
【０００５】
このため、表示装置への信号伝達手段として、ＴＩＡ／ＥＩＡ６４４規格（ＴＩＡ：米国
電気通信工業会、ＥＩＡ：米国電子工業会）として標準化されているＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  
ｖｏｌｔａｇｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）が用いられることが
多い。ＬＶＤＳは、比較的高速動作が可能で、小振幅信号による低消費電力化、配線数の
低減、およびノイズの影響を軽減可能な通信技術の一つである。
【０００６】
また、表示装置の消費電力低減のため、同一画像（静止画像）を連続して表示する場合、
同一画像の信号を書き込む回数（リフレッシュするともいう）を低減する技術が知られて
いる（特許文献１）。なお、リフレッシュを行う頻度をリフレッシュレートという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２３７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＶＤＳは、オペアンプを用いた差動増幅によってノイズを除去し、表示品位の低下を抑
えることができる。その一方で、オペアンプには常にバイアス電流を供給する必要があり
、消費電力の低減が難しい。このため、特許文献１に開示された表示装置にＬＶＤＳを用
いると、当該表示装置のさらなる消費電力の低減が実現しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明の一態様は、消費電力の少ない表示装置もしくは電子機器などを提供することを課
題の一つとする。または、本発明の一態様は、消費電力の少ない表示装置もしくは電子機
器などの駆動方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、設計
の自由度が高い表示装置およびその作製方法を提供することを課題の一つとする。
【００１０】
または、本発明の一態様は、視認性に優れた表示装置、もしくは電子機器などを提供する
ことを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、表示品位が良好な表示装置、もし
くは電子機器などを提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、信頼
性が高い表示装置、もしくは電子機器などを提供することを課題の一つとする。または、
本発明の一態様は、生産性が高い表示装置、もしくは電子機器などを提供することを課題
の一つとする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置、もしくは電子機器などを提
供することを課題の一つとする。
【００１１】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、受信回路と、駆動回路と、表示部と、を有する表示装置であって、受
信回路は、画像信号を受信することができる機能を有し、駆動回路は、表示部に画像信号
を供給することができる機能を有し、表示部は、静止画表示期間において、フレーム周波
数を１Ｈｚ以下として画像を表示することができる機能を有し、受信回路は、静止画表示
期間において、少なくとも一部の動作を停止することができる機能を有することを特徴と
する表示装置である。
【００１３】
受信回路はオペアンプを有し、静止画表示期間において、オペアンプへのバイアス電流の
供給を停止することができる機能を有する。また、駆動回路は、静止画表示期間において
、動作を停止することができる機能を有する。また、表示装置は、静止画表示期間中に駆
動回路へのクロック信号の供給を停止することができる機能を有する。
【００１４】
本発明の一態様は、第１の回路と、表示部と、を有する表示装置であって、第１の回路は
、画像信号を受信することができる機能と、表示部に画像信号を供給することができる機
能と、を有し、表示部は、第１の期間において、画像信号に応じた静止画を表示すること
ができる機能と、第２の期間において、画像信号に応じた動画を表示することができる機
能と、を有し、表示部は、第１の期間において、フレーム周波数を１Ｈｚ以下として画像
を表示することができる機能を有し、第１の回路は、第１期間において、少なくとも一部
の動作を停止することができる機能を有することを特徴とする表示装置である。
【００１５】
第１の期間と第２の期間は、制御信号によって切り替えることができる。
【００１６】
第１の回路はオペアンプを有し、第１の回路は、第１の期間において、オペアンプへのバ
イアス電流の供給を停止することができる機能を有する。
【００１７】
なお、本発明の一態様の表示装置は、第１の期間においてフレーム周波数を０．２Ｈｚ以
下として画像を表示することも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様によれば、消費電力の少ない表示装置もしくは電子機器などを提供するこ
とができる。または、本発明の一態様によれば、消費電力の少ない表示装置もしくは電子
機器などの駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、設計の
自由度が高い表示装置およびその作製方法を提供することができる。
【００１９】
または、本発明の一態様は、視認性に優れた表示装置、もしくは電子機器などを提供する
ことができる。または、本発明の一態様は、表示品位が良好な表示装置、もしくは電子機
器などを提供することができる。または、本発明の一態様は、信頼性が高い表示装置、も
しくは電子機器などを提供することができる。または、本発明の一態様は、生産性が高い
表示装置、もしくは電子機器などを提供することができる。または、本発明の一態様は、
新規な表示装置、もしくは電子機器などを提供することができる。
【００２０】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、
図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項な
どの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図２】表示装置の一形態を説明するブロック図および回路図。
【図３】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図４】画素構成の一例を説明する図。
【図５】画素構成の一例を説明する図。
【図６】ＬＶＤＳレシーバの動作を説明する図。
【図７】表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図８】表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図９】表示装置の一形態に係るフローチャート。
【図１０】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図１１】表示装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図１２】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図１３】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図１４】表示装置の一形態を説明するブロック図。
【図１５】トランジスタの一形態を説明する断面図。
【図１６】トランジスタの一形態を説明する断面図。
【図１７】トランジスタの一形態を説明する平面図および断面図。
【図１８】トランジスタの一形態を説明する平面図および断面図。
【図１９】タッチセンサの構成例および駆動方法の一例を説明する図。
【図２０】タッチセンサの構成例および駆動方法の一例を説明する図。
【図２１】発光素子の構成例を説明する図。
【図２２】電子機器の一例を説明する図。
【図２３】ＣＡＡＣ−ＯＳの断面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像、およびＣＡＡＣ−ＯＳの断面模式図。
【図２４】ＣＡＡＣ−ＯＳの平面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像。
【図２５】ＣＡＡＣ−ＯＳおよび単結晶酸化物半導体のＸＲＤによる構造解析を説明する図。
【図２６】ＣＡＡＣ−ＯＳの電子回折パターンを示す図。
【図２７】Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の電子照射による結晶部の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨およびその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、本発明は以下に示す実施の形
態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成にお
いて、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して
用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、発明の理解を容易とす
るため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する
発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例えば
、実際の製造工程において、エッチングなどの処理によりレジストマスクなどが意図せず
に目減りすることがあるが、理解を容易とするために省略して示すことがある。
【００２４】
また、上面図（「平面図」ともいう）や斜視図などにおいて、図面をわかりやすくするた
めに、一部の構成要素の記載を省略する場合がある。
【００２５】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００２６】
なお、本明細書等において「上」や「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」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶
縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【００２７】
また、ソースおよびドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回
路動作において電流の方向が変化する場合など、動作条件などによって互いに入れ替わる
ため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。このため、
本明細書においては、ソースおよびドレインの用語は、入れ替えて用いることができるも
のとする。
【００２８】
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの
」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの
」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
よって、「電気的に接続する」と表現される場合であっても、現実の回路においては、物
理的な接続部分がなく、配線が延在しているだけの場合もある。
【００２９】
また、本明細書において、「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。従って、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂
直」および「直交」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。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００３０】
なお、本明細書などにおいて、計数値および計量値に関して「同一」、「同じ」、「等し
い」または「均一」などと言う場合は、明示されている場合を除き、誤差としてプラスマ
イナス２０％の変動を含むものとする。
【００３１】
また、本明細書において、リソグラフィ工程を行った後にエッチング工程を行う場合は、
特段の説明がない限り、リソグラフィ工程で形成したレジストマスクは、エッチング工程
終了後に除去するものとする。
【００３２】
また、電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位（ＧＮＤ電位）またはソース電
位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能で
ある。
【００３３】
なお、半導体の不純物とは、例えば、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。不純物が含まれることにより、例えば、半
導体のＤＯＳ（Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｔａｔｅ）が高くなることや、キャリア移動度
が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導
体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第１族元素、第２族
元素、第１３族元素、第１４族元素、第１５族元素、および酸化物半導体の主成分以外の
遷移金属などがあり、特に、例えば、水素（水にも含まれる）、リチウム、ナトリウム、
シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素などがある。酸化物半導体の場合、例えば水素など
の不純物の混入によって酸素欠損を形成する場合がある。また、半導体がシリコンである
場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第１族元素
、第２族元素、第１３族元素、第１５族元素などがある。
【００３４】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるた
めに付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではな
い。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同
を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明細書等
において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲において異なる序数詞が
付される場合がある。また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっても、
特許請求の範囲などにおいて序数詞を省略する場合がある。
【００３５】
なお、「チャネル長」とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体とゲート電
極とが重なる領域、またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部
分、またはチャネルが形成される領域における、ソース（ソース領域またはソース電極）
とドレイン（ドレイン領域またはドレイン電極）との間の距離をいう。なお、一つのトラ
ンジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。すなわち、一
つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細
書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、
最小値または平均値とする。
【００３６】
なお、本明細書等において、トランジスタの「オン状態」とは、トランジスタのソースと
ドレインが電気的に短絡しているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「オフ状
態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断しているとみなせる状態をい
う。
【００３７】
また、本明細書等において、「オン電流」とは、トランジスタがオン状態の時にソースと
ドレイン間に流れる電流をいう場合がある。また、「オフ電流」とは、トランジスタがオ
フ状態である時にソースとドレイン間に流れる電流をいう場合がある。
【００３８】
また、トランジスタのオフ電流は、ゲートとソース間の電圧（以下、「Ｖｇｓ」ともいう
。）に依存する場合がある。従って、トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、ト
ランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを言う場合がある。また
、トランジスタのオフ電流とは、所定のＶｇｓ、所定の電圧範囲内のＶｇｓ等における電
流値を指す場合がある。
【００３９】
一例として、しきい値電圧Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇｓが０．５Ｖにおけるソースと
ドレイン間に流れる電流（以下、「Ｉｄｓ」ともいう。）が１×１０−９Ａであり、Ｖｇ
ｓが０．１ＶにおけるＩｄｓが１×１０−１３Ａであり、Ｖｇｓが−０．５ＶにおけるＩ
ｄｓが１×１０−１９Ａであり、Ｖｇｓが−０．８ＶにおけるＩｄｓが１×１０−２２Ａ
であるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのＩｄｓは、Ｖｇ
ｓが−０．５Ｖにおいて、または、Ｖｇｓが−０．５Ｖ乃至−０．８Ｖの範囲において、
１×１０−１９Ａ以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−１９Ａ以下
である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０−２２Ａ以下と
なるＶｇｓが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−２２Ａ以下である
、と言う場合がある。
【００４０】
また、トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ
電流は、特に記載がない場合、室温、６０℃、８５℃、９５℃、または１２５℃における
オフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性
が保証される温度、もしくは、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温
度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）におけるオフ電流、を表す場合がある
。室温、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置等
の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用さ
れる温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）、におけるトランジスタのオフ
電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在するときに、トランジスタのオフ電流がＩ以下であ
る、と言う場合がある。
【００４１】
トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧（以下、「Ｖｄｓ」ともいう。
）に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Ｖｄｓ
の絶対値が０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ
、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、または２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。または、
当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓにおけるオフ電流
を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等で使用されるＶｄ
ｓにおけるオフ電流を表す場合がある。
【００４２】
また、「チャネル幅」とは、例えば、半導体とゲート電極とが重なる領域、またはトラン
ジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分、またはチャネルが形成される
領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。なお、一つの
トランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。すなわ
ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、
本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最
大値、最小値または平均値とする。
【００４３】
なお、トランジスタの構造によっては、実際にチャネルの形成される領域におけるチャネ
ル幅（以下、実効的なチャネル幅と呼ぶ）と、トランジスタの上面図において示されるチ
ャネル幅（以下、見かけ上のチャネル幅と呼ぶ）と、が異なる場合がある。例えば、ゲー
ト電極が半導体の側面を覆う場合、実効的なチャネル幅が、見かけ上のチャネル幅よりも
大きくなり、その影響が無視できなくなる場合がある。例えば、微細かつゲート電極が半
導体の側面を覆うトランジスタでは、半導体の上面に形成されるチャネル領域の割合に対
して、半導体の側面に形成されるチャネル領域の割合が大きくなる場合がある。その場合
は、見かけ上のチャネル幅よりも、実効的なチャネル幅の方が大きくなる。
【００４４】
このような場合、実効的なチャネル幅の、実測による見積もりが困難となる場合がある。
例えば、設計値から実効的なチャネル幅を見積もるためには、半導体の形状が既知という
仮定が必要である。したがって、半導体の形状が正確にわからない場合には、実効的なチ
ャネル幅を正確に測定することは困難である。
【００４５】
そこで、本明細書では、見かけ上のチャネル幅を、「囲い込みチャネル幅（ＳＣＷ：Ｓｕ
ｒｒｏｕｎｄｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｗｉｄｔｈ）」と呼ぶ場合がある。また、本明細書
では、単にチャネル幅と記載した場合には、囲い込みチャネル幅または見かけ上のチャネ
ル幅を指す場合がある。または、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、実
効的なチャネル幅を指す場合がある。なお、チャネル長、チャネル幅、実効的なチャネル
幅、見かけ上のチャネル幅、囲い込みチャネル幅などは、断面ＴＥＭ像などを解析するこ
となどによって、値を決定することができる。
【００４６】
なお、トランジスタの電界効果移動度や、チャネル幅当たりの電流値などを計算して求め
る場合、囲い込みチャネル幅を用いて計算する場合がある。その場合には、実効的なチャ
ネル幅を用いて計算する場合とは異なる値をとる場合がある。
【００４７】
（実施の形態１）
本発明の一態様の表示装置について、図面を用いて説明する。
【００４８】
＜表示装置の構成例＞
図１は、本実施の形態に例示する表示装置１００の構成を説明するブロック図である。表
示装置１００は、画像処理回路１１０、表示パネル１２０、および受信回路１３０を有す
る。
【００４９】
画像処理回路１１０は、記憶回路１１１、比較回路１１２、および制御回路１１３を有す
る。表示パネル１２０は、駆動回路１２１、および表示部１２２を有する。表示部１２２
は、画素１２３を有する。受信回路１３０はＬＶＤＳレシーバ１３２、およびシリアルパ
ラレルコンバータ（以下、「ＳＰコンバータ」ともいう。）１３３を有する。
【００５０】
図２（Ａ）は、表示パネル１２０の構成を説明するブロック図である。駆動回路１２１は
、駆動回路１２１ａ、および駆動回路１２１ｂを有する。駆動回路１２１ａは、例えば信
号線駆動回路として機能する。駆動回路１２１ｂは、例えば走査線駆動回路として機能す
る。
【００５１】
また、表示パネル１２０は、各々が略平行に配設され、且つ、駆動回路１２１ｂによって
電位が制御されるｍ本の走査線１３５と、各々が略平行に配設され、且つ、駆動回路１２
１ａによって電位が制御されるｎ本の信号線１３６と、を有する。さらに、表示部１２２
はマトリクス状に配設された複数の画素１２３を有する。
【００５２】
各走査線１３５は、表示部１２２においてｍ行ｎ列に配設された画素１２３のうち、いず
れかの行に配設されたｎ個の画素１２３と電気的に接続される。また、各信号線１３６は
、ｍ行ｎ列に配設された画素１２３のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素１２３
に電気的に接続される。ｍ、ｎは、ともに１以上の整数である。
【００５３】
また、図３（Ａ）に示すように、表示部１２２を挟んで駆動回路１２１ｂと向き合う位置
に、駆動回路１２１ｃを設けてもよい。また、図３（Ｂ）に示すように、表示部１２２を
挟んで駆動回路１２１ａと向き合う位置に、駆動回路１２１ｄを設けてもよい。図３（Ａ
）および図３（Ｂ）では、各走査線１３５が駆動回路１２１ｃと駆動回路１２１ｂに接続
する例を示している。ただし、これに限らず、例えば、走査線１３５が駆動回路１２１ｂ
と駆動回路１２１ｃのどちらか一方に接続されていてもよい。図３（Ｂ）では、信号線１
３６が駆動回路１２１ｄと駆動回路１２１ａに接続する例を示している。ただし、これに
限らず、例えば、各信号線１３６が駆動回路１２１ａと駆動回路１２１ｄのどちらか一方
に接続されていてもよい。また、駆動回路１２１ａ、駆動回路１２１ｂ、駆動回路１２１
ｃおよび駆動回路１２１ｄは、画素１２３を駆動する以外の機能を有していてもよい。
【００５４】
図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す表示パネルの画素１２３に用いること
ができる回路構成例を示している。
【００５５】
図２（Ｂ）に示す画素回路１３７は、トランジスタ４３１と、容量素子２３３と、を有す
る。また、画素回路１３７は、表示素子として機能できる液晶素子４３２と電気的に接続
されている。
【００５６】
液晶素子４３２の一対の電極の一方の電位は、画素回路１３７の仕様に応じて適宜設定さ
れる。液晶素子４３２は、ノード４３６に書き込まれるデータにより配向状態が設定され
る。なお、複数の画素１２３それぞれが有する液晶素子４３２の一対の電極の一方に、共
通の電位（コモン電位）を与えてもよい。また、各行の画素１２３毎の液晶素子４３２の
一対の電極の一方に異なる電位を与えてもよい。
【００５７】
液晶素子４３２を備える表示装置の駆動方法としては、例えば、ＴＮモード、ＳＴＮモー
ド、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉ
ｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂ
ｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉ
ｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑ
ｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡモード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒ
ｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＴＢＡ
（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。
また、表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐ
ｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ
（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホ
ストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子およびその駆動方式として
様々なものを用いることができる。
【００５８】
また、ブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物に
より液晶素子４３２を構成してもよい。ブルー相を示す液晶を含有する液晶素子は、応答
速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、かつ視
野角依存性が小さい。
【００５９】
ｍ行ｎ列目の画素回路１３７において、トランジスタ４３１のソース電極およびドレイン
電極の一方は、信号線ＤＬ＿ｎに電気的に接続され、他方はノード４３６に電気的に接続
される。トランジスタ４３１のゲート電極は、走査線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。ト
ランジスタ４３１は、ノード４３６へのデータ信号の書き込みを制御する機能を有する。
【００６０】
容量素子２３３の一対の電極の一方は、特定の電位が供給される配線（以下、容量線ＣＬ
）に電気的に接続され、他方は、ノード４３６に電気的に接続される。また、液晶素子４
３２の一対の電極の他方はノード４３６に電気的に接続される。なお、容量線ＣＬの電位
の値は、画素回路１３７の仕様に応じて適宜設定される。容量素子２３３は、ノード４３
６に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
【００６１】
例えば、図２（Ｂ）の画素回路１３７を有する表示装置では、駆動回路１２１ｂにより各
行の画素回路１３７を順次選択し、トランジスタ４３１をオン状態にしてノード４３６に
データ信号を書き込む。
【００６２】
ノード４３６にデータ信号が書き込まれた画素回路１３７は、トランジスタ４３１がオフ
状態になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、表示部１２２に画
像を表示できる。
【００６３】
図２（Ｃ）に示す画素回路１３７は、トランジスタ４３１と、容量素子２３３と、トラン
ジスタ２３２と、トランジスタ４３４と、を有する。また、画素回路１３７は、表示素子
として機能できる発光素子１２５と電気的に接続されている。
【００６４】
トランジスタ４３１のソース電極およびドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる
配線（以下、信号線ＤＬ＿ｎという）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ４３
１のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿ｍという）に電気
的に接続される。信号線ＤＬ＿ｎと走査線ＧＬ＿ｍはそれぞれ走査線１３５と信号線１３
６に相当する。
【００６５】
トランジスタ４３１は、データ信号のノード４３５への書き込みを制御する機能を有する
。
【００６６】
容量素子２３３の一対の電極の一方は、ノード４３５に電気的に接続され、他方は、ノー
ド４３７に電気的に接続される。また、トランジスタ４３１のソース電極およびドレイン
電極の他方は、ノード４３５に電気的に接続される。
【００６７】
容量素子２３３は、ノード４３５に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能
を有する。
【００６８】
トランジスタ２３２のソース電極およびドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電
気的に接続され、他方はノード４３７に電気的に接続される。さらに、トランジスタ２３
２のゲート電極は、ノード４３５に電気的に接続される。
【００６９】
トランジスタ４３４のソース電極およびドレイン電極の一方は、電位供給線Ｖ０に電気的
に接続され、他方はノード４３７に電気的に接続される。さらに、トランジスタ４３４の
ゲート電極は、走査線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。
【００７０】
発光素子１２５のアノードおよびカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続
され、他方は、ノード４３７に電気的に接続される。
【００７１】
発光素子１２５としては、例えば有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともい
う）などを用いることができる。ただし、発光素子１２５としては、これに限定されず、
例えば無機材料からなる無機ＥＬ素子を用いても良い。
【００７２】
なお、電源電位としては、例えば相対的に高電位側の電位または低電位側の電位を用いる
ことができる。高電位側の電源電位を高電源電位ＶＤＤ（以下、単に「ＶＤＤ」または「
Ｈ電位」ともいう。）といい、低電位側の電源電位を低電源電位ＶＳＳ（以下、単に「Ｖ
ＳＳ」または「Ｌ電位」ともいう。）という。また、接地電位を高電源電位または低電源
電位として用いることもできる。例えば高電源電位が接地電位の場合には、低電源電位は
接地電位より低い電位であり、低電源電位が接地電位の場合には、高電源電位は接地電位
より高い電位である。
【００７３】
例えば、電位供給線ＶＬ＿ａまたは電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが
与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
【００７４】
図２（Ｃ）の画素回路１３７を有する表示装置では、駆動回路１２１ｂにより各行の画素
回路１３７を順次選択し、トランジスタ４３１、およびトランジスタ４３４をオン状態に
してデータ信号をノード４３５に書き込む。
【００７５】
ノード４３５にデータが書き込まれた画素回路１３７は、トランジスタ４３１、およびト
ランジスタ４３４がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、ノード４３５に書き
込まれたデータの電位に応じてトランジスタ２３２のソース電極とドレイン電極の間に流
れる電流量が制御され、発光素子１２５は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これ
を行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【００７６】
〔表示素子〕
本発明の一態様の表示装置は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有する
ことが出来る。表示素子は、例えば、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青
色ＬＥＤなど）などを含むＥＬ（エレクトロルミネッセンス）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）、トランジスタ（電流に応じて発光する
トランジスタ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電子放出素子、液晶素子、電気泳動
素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭ
Ｄ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）素子、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）デ
ィスプレイ、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、圧電セラミッ
クディスプレイなどのＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用い
た表示素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。これらの他にも、圧電セ
ラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子、など、電気的または磁
気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有する
ものがある。また、表示素子として量子ドットを用いてもよい。量子ドットを用いた表示
装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。ＥＬ素子を用いた表示装置の
一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例とし
ては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）またはＳＥＤ方式平面型ディスプ
レイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔ
ｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶デ
ィスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプ
レイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク、電
子粉流体（登録商標）、または電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペー
パーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する
場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすれ
ばよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するよ
うにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設ける
ことも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。
【００７７】
なお、ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファ
イトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜として
もよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物
半導体、例えば、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。
さらに、その上に、結晶を有するｐ型ＧａＮ半導体層などを設けて、ＬＥＤを構成するこ
とができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との
間に、ＡｌＮ層を設けてもよい。なお、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤ（
Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
で成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、ＬＥＤが有するＧａＮ半導
体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
【００７８】
〔カラー表示を実現するための画素構成例〕
ここで、カラー表示を実現するための画素構成の一例を、図４を用いて説明しておく。図
４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、および図５（Ｂ）は、表示部１２２の一部を拡大し
た平面図である。例えば、図４（Ａ）に示すように、３つの画素１２３をそれぞれ副画素
として機能させて、３つまとめて１つの画素１２４として用いる。３つの画素１２３それ
ぞれに赤、緑、青の着色層を設けることで、フルカラー表示を実現することができる。な
お、図４（Ａ）では、赤色の光を発する画素１２３を画素１２３Ｒと示し、緑色の光を発
する画素１２３を画素１２３Ｇと示し、青色の光を発する画素１２３を画素１２３Ｂと示
している。また、着色層は、赤、緑、青、以外の色であってもよく、例えば、黄、シアン
、マゼンダなどを用いてもよい。
【００７９】
また、図４（Ｂ）に示すように、４つの画素１２３を副画素として機能させて、まとめて
１つの画素１２４として用いてもよい。例えば、４つの画素１２３それぞれに、赤、緑、
青、黄の着色層を設けてもよい。なお、図４（Ｂ）では、赤色の光を発する画素１２３を
画素１２３Ｒと示し、緑色の光を発する画素１２３を画素１２３Ｇと示し、青色の光を発
する画素１２３を画素１２３Ｂと示し、黄色の光を発する画素１２３を画素１２３Ｙと示
している。１つの画素１２４として用いる画素１２３の数を増やすことで、再現できる色
域を広げることができる。よって、表示装置の表示品位を高めることができる。
【００８０】
また、４つの画素１２３それぞれに対応する着色層を、赤、緑、青、白としてもよい（図
４（Ｂ）参照）。白の光を発する画素１２３（画素１２３Ｗ）を設けることで、表示部１
２２の発光輝度を高めることができる。なお、白の光を発する画素１２３Ｗを設ける場合
は、画素１２３Ｗに対応する着色層は設けなくてもよい。画素１２３Ｗに対応する着色層
を設けないことで、着色層による輝度低下がなくなるため、表示部１２２の発光輝度をよ
り高めることができる。また、表示装置の消費電力を低減することができる。一方で、画
素１２３Ｗに対応する白の着色層を設けることにより、白色光の色温度を制御することが
できる。よって、表示装置の表示品位を高めることができる。また、表示装置の用途によ
っては、２つの画素１２３を副画素として機能させて、まとめて１つの画素１２４として
用いてもよい。
【００８１】
また、４つの画素１２３をまとめて一つの画素１２４を構成する場合は、図５（Ｂ）に示
すように、４つの画素１２３をマトリクス状に配置してもよい。また、４つの画素１２３
をまとめて一つの画素１２４を構成する場合は、画素１２３Ｙや画素１２３Ｗに代えてシ
アン、マゼンダなどの光を発する画素を用いてもよい。また、画素１２４内に、同じ色を
発する画素１２３を複数設けてもよい。
【００８２】
なお、画素１２４に含まれる画素１２３それぞれの占有面積や形状などは、それぞれ同じ
でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。また、配列方法として、ストライプ配列やマ
トリクス配列以外の配列方法を用いてもよい。例えば、デルタ配列、ベイヤー配列、ペン
タイル配列などを用いてもよい。画素１２４にペンタイル配列を適用した場合の一例を、
図５（Ａ）に示す。
【００８３】
以上で、カラー表示を実現するための画素構成例の説明を終わる。
【００８４】
次に、本実施の形態で例示する表示装置における、信号の流れを説明する。
【００８５】
画像信号供給源１０１はＬＶＤＳトランスミッタ１３１を有する。画像信号供給源１０１
は、ＬＶＤＳトランスミッタ１３１を介してシリアル形式のデジタル画像信号を受信回路
１３０へ送信する。デジタル画像信号には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）
に対応する信号が含まれている。
【００８６】
受信回路１３０は、ＬＶＤＳトランスミッタ１３１からディファレンシャル方式で送信さ
れたデジタル画像信号をＬＶＤＳレシーバ１３２で受信する。また、ＬＶＤＳレシーバ１
３２は、受信したデジタル画像信号をシングルエンド方式の信号に変換して、ＳＰコンバ
ータ１３３に送信する。ＳＰコンバータ１３３は、シリアル形式のデジタル画像信号をパ
ラレル形式のデジタル画像信号に変換して、画像処理回路１１０に送信する。
【００８７】
〔ＬＶＤＳトランスミッタ、ＬＶＤＳレシーバ〕
ここで、ＬＶＤＳトランスミッタ１３１とＬＶＤＳレシーバ１３２の動作について、図６
（Ａ）および図６（Ｂ）を用いて説明しておく。ＬＶＤＳレシーバ１３２はオペアンプ９
０１を有する。オペアンプ９０１は、非反転信号入力端子９１１、反転信号入力端子９１
２、スタンバイ信号入力端子９１３、および出力端子９１４を有する。
【００８８】
ＬＶＤＳトランスミッタ１３１は、デジタル画像信号（非反転信号９２１）と、該デジタ
ル画像信号の反転信号（反転信号９２２）の二つの信号を同時に出力する（ディファレン
シャル方式）。
【００８９】
非反転信号９２１はオペアンプ９０１の非反転信号入力端子９１１に入力され、反転信号
９２２はオペアンプ９０１の反転信号入力端子９１２に入力される。オペアンプ９０１は
、非反転信号入力端子９１１に入力された電位と、反転信号入力端子９１２に入力された
電位の電位差を比較する。オペアンプ９０１は、非反転信号入力端子９１１に入力された
電位よりも反転信号入力端子９１２に入力された電位が高い場合に、出力端子９１４にＬ
電位を出力し、非反転信号入力端子９１１に入力された電位よりも反転信号入力端子９１
２に入力された電位が低い場合に、出力端子９１４にＨ電位を出力する。このように、Ｌ
ＶＤＳレシーバ１３２は、２つの入力信号の電位を比較して、１つの出力信号９３１を出
力する機能を有する（図６（Ａ）参照。）。ＬＶＤＳレシーバ１３２は、ディファレンシ
ャル方式の信号をシングルエンド方式の信号に変換する機能を有する。
【００９０】
また、通信途中でノイズが混入する場合は、非反転信号９２１および反転信号９２２に同
時に同程度のノイズが混入する事が多い。図６（Ｂ）に示すように、非反転信号９２１お
よび反転信号９２２にノイズ９９９が混入した場合でも、ＬＶＤＳレシーバ１３２により
ノイズ９９９を除去することができる。すなわち、ＬＶＤＳレシーバ１３２により元のデ
ジタル画像信号を正確に再現することができる。
【００９１】
また、スタンバイ信号入力端子９１３にオペアンプ９０１をスタンバイ状態とする信号が
入力されると、オペアンプ９０１へのバイアス電流の供給が停止する。バイアス電流の供
給が停止すると、オペアンプ９０１は非反転信号入力端子９１１および反転信号入力端子
９１２に入力された電位の比較を停止する（スタンバイ状態）。なお、オペアンプ９０１
がスタンバイ状態になると、出力端子９１４の電位が不安定になり、誤作動の一因となる
場合がある。よって、オペアンプ９０１がスタンバイ状態になった場合は、出力端子９１
４の電位をＬ電位またはＨ電位に固定することが好ましい（図６（Ｃ）参照。）。
【００９２】
以上で、ＬＶＤＳトランスミッタ１３１とＬＶＤＳレシーバ１３２の動作説明を終わる。
【００９３】
画像処理回路１１０は、入力されたパラレル信号からフレーム期間毎の画像信号を生成す
る機能を有する。画像処理回路１１０に設けた記憶回路１１１は、フレーム期間毎の画像
信号を記憶するための複数のフレームメモリを有する。フレームメモリは、例えばＤＲＡ
Ｍ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａ
ｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶素子を用いて構成すれば
よい。
【００９４】
なお、受信回路１３０でフレーム期間毎の画像信号を生成して、当該画像信号を画像処理
回路１１０に供給してもよい。
【００９５】
フレームメモリは、フレーム期間毎に画像信号を記憶する構成であればよく、フレームメ
モリの数について特に限定されるものではない。
【００９６】
比較回路１１２は、制御回路１１３の命令によって、記憶回路１１１に記憶された連続す
る２フレームの画像信号を選択的に読み出す。比較回路１１２は、連続する２フレームの
画像信号の比較を行い、差分を検出するための回路である。
【００９７】
制御回路１１３は、比較回路１１２による差分の検出結果により、表示パネル１２０およ
びＬＶＤＳレシーバの動作を決定する。具体的には、制御回路１１３は、比較回路１１２
での連続する２フレームの画像信号の比較結果により、差があると判断した場合に、動画
表示期間であると判断する。一方、比較回路１１２での連続する２フレームの画像信号の
比較結果により、差がないと判断した場合に、静止画表示期間であると判断する。
【００９８】
なお、制御回路１１３は、比較回路１１２により得られる差分が一定のレベルを超えたと
きに、差分を検出したと判断してもよい。また、制御回路１１３は、前回の差分と今回の
差分を比較して、差分検出の有無を判断してもよい。
【００９９】
また、本明細書等において「動画」とは、複数のフレームに時分割した複数の画像を高速
に切り替えることで人間の目に動く画像として認識される画像をいう。具体的には、１秒
間に６０回（６０フレーム）以上画像を切り替えることで、人間の目にはちらつきが少な
く動画と認識される。一方、本明細書等において「静止画」とは、動画または一画面の中
に動画と静止画を含む部分動画と異なり、複数のフレーム期間に時分割した複数の画像を
高速に切り替えて動作させるものの、連続するフレーム期間、例えばｎフレーム目と、（
ｎ＋１）フレーム目とで変化しない画像のことをいう。
【０１００】
画像処理回路１１０は、複数のスイッチ、例えばトランジスタで形成されるスイッチを設
ける構成としてもよい。
【０１０１】
動画表示期間において、制御回路１１３は、記憶回路１１１内のフレームメモリより画像
信号を選択して表示パネル１２０に送信する。また、静止画表示期間において、制御回路
１１３は、画像信号を表示パネル１２０に送信しないことにより、表示装置１００の消費
電力を削減することができる。なお、動画表示期間であると判断して表示装置１００が行
う動作を動画モード、静止画表示期間であると判断して表示装置１００が行う動作を静止
画モードという。
【０１０２】
また、制御回路１１３は、表示パネル１２０にスタートパルスＳＰ、およびクロック信号
ＣＫ等の制御信号の供給開始または供給停止の切り替えを制御するための信号を供給でき
る機能を有する。また、制御回路１１３は、受信回路１３０の動作を開始または停止する
ための信号を供給できる機能を有する。
【０１０３】
静止画表示期間において、制御回路１１３は、表示パネル１２０に、クロック信号ＣＫ等
の制御信号の供給を停止する信号を送信する。すると、駆動回路１２１への制御信号の供
給が停止され、駆動回路１２１の動作が停止する。また、静止画表示期間において、制御
回路１１３は受信回路１３０に動作を停止する信号（スタンバイ信号）を送信する。する
と、オペアンプ９０１へのバイアス電流の供給が停止する。このようにして、表示装置１
００の消費電力を削減することができる。
【０１０４】
また、動画表示期間において、制御回路１１３は、表示パネル１２０に、制御信号の供給
を開始する信号を送信する。また、制御回路１１３は、受信回路１３０に動作を開始する
信号を送信する。また、制御回路１１３は、画像信号を表示パネル１２０に送信する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、比較回路１１２を用いて連続する２フレームの画像信号の差分
を検出することにより動画表示期間または静止画表示期間の判断を行う構成について示し
た。ただし、外部から画像処理回路１１０に供給される信号により、静止画表示期間また
は動画表示期間を切り替えてもよい。すなわち、本実施の形態で例示される画像処理回路
１１０は、モード切り替え回路を有していてもよい。モード切り替え回路とは、当該表示
装置の利用者が手動または外部接続機器を用いて当該表示装置の動画モードまたは静止画
モードを切り替えるための回路である。
【０１０６】
例えば、制御回路１１３はモード切り替え回路に入力される信号に応じて、画像信号を表
示パネル１２０に送信することもできる。静止画表示モードで動作している際に、モード
切り替え回路から制御回路１１３にモード切り替え信号が入力された場合、比較回路１１
２が連続する２フレームの画像信号の差分を検出していない場合であっても、制御回路１
１３は入力される画像信号を順次表示パネル１２０に送信するモード、すなわち動画表示
モードを実行できる。また、動画表示モードで動作している際に、モード切り替え回路か
ら制御回路１１３にモード切り替え信号が入力された場合、比較回路１１２が連続する２
フレームの画像信号の差分を検出している場合であっても、制御回路１１３は画像信号を
表示パネル１２０に送信しないことができる。その結果、本実施の形態の表示装置には、
動画中の１フレームが静止画として表示される。
【０１０７】
また、実施の形態で例示される表示装置は、測光回路を有していてもよい。測光回路を設
けた表示装置は当該表示装置がおかれている環境の明るさを検知できる。その結果、測光
回路が接続された制御回路１１３は、測光回路から入力される信号に応じて、表示パネル
１２０の表示状況を変えることができる。
【０１０８】
例えば、測光回路が、本実施の形態で例示される表示装置が薄暗い環境で使用されている
ことを検知すると、表示部１２２の発光輝度を弱め、表示装置１００の視認性を高めるこ
とができる。また、測光回路が、本実施の形態で例示される表示装置が明るい環境で使用
されていることを検知すると、表示部１２２の発光輝度を高め、表示装置１００の視認性
を高めることができる。
【０１０９】
本実施の形態の構成による静止画を表示する期間では、頻繁に画像信号の書き込みを行う
といった動作を削減することができる。
【０１１０】
また、複数回の画像信号の書き込みによる画像を視認する際、複数回にわたって切り替わ
る画像を人間の目は視認することとなる。そのため、人間の目には疲労として現れること
もあり得る。本実施の形態で説明したように、画像信号の書き込み回数を削減する構成と
することで、目の疲労を減らすといった効果もある。
【０１１１】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。例えば、本発明の一態様
として、ＬＶＤＳに適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されな
い。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、別の伝送技術、例えば
、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ｅＤＰ、ｉＤＰ、Ｖ−ｂｙ−Ｏｎｅ  ＨＳ、ＦＰＤ−
Ｌｉｎｋ  ＩＩ、Ａｄｖａｎｃｅｄ  ＰＰｍＬ、または、ＰＣＩなどに適用してもよい。
場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、無線を利用した伝送技術に
適用してもよい。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、ＬＶＤＳ
に適用しなくてもよい。
【０１１２】
本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１１３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、表示装置１００の動作例について説明する。表示装置１００は、動画
表示期間３０１と静止画表示期間３０２を有する。本実施の形態では、動画表示期間３０
１と静止画表示期間３０２について、図７を用いて説明する。また、図９に表示装置１０
０の動作例を説明するフローチャートを示す。一例として、表示装置１００が図２（Ｂ）
に示した画素１２３を有する液晶表示装置である場合について説明する。
【０１１４】
なお、動画表示期間３０１において１フレーム期間の周期（またはフレーム周波数）は、
１／６０秒以下（６０Ｈｚ以上）であることが望ましい。フレーム周波数を高くすること
で、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないようにすることができる。また静止
画表示期間３０２において、１フレーム期間の周期を極端に長く、例えば１分以上（０．
０１７Ｈｚ以下）とすることで、複数回にわたって同じ画像を切り替える場合と比較して
眼精疲労を低減しうるといったことも可能である。
【０１１５】
なお、トランジスタ４３１に、半導体層に酸化物半導体を含むトランジスタを用いること
が好ましい。半導体層に酸化物半導体を含むトランジスタは、オフ電流を著しく少なくす
ることができ、ノード４３６に書き込まれたデータを長期間保持することができる。よっ
て、１フレーム期間の周期を長くすることができ、静止画表示期間３０２でのリフレッシ
ュ動作の頻度を少なくすることができる。よって、表示装置１００の消費電力を低減する
ことができる。
【０１１６】
図７（Ａ）に示す動画表示期間３０１では、駆動回路１２１（駆動回路１２１ａおよび駆
動回路１２１ｂ）に動画を表示するための制御信号（クロック信号ＧＣＫ、スタートパル
スＧＳＰ、クロック信号ＳＣＫ、スタートパルスＳＳＰなど）が供給され、駆動回路１２
１が動作する。さらに、表示パネル１２０が有する画素１２３に画像信号が供給されて、
動画表示を行うことができる。また、受信回路１３０は動作している。
【０１１７】
図７（Ａ）に示す静止画表示期間３０２では、表示部１２２内の全てのトランジスタ４３
１がオフ状態となり、画像の書き換えが停止する。また、駆動回路１２１ａおよび駆動回
路１２１ｂへの制御信号の供給が停止され、駆動回路が停止する。また、ＬＶＤＳレシー
バ１３２へのバイアス電流の供給が停止され、受信回路１３０の少なくとも一部の動作が
停止する。
【０１１８】
次いで、図７（Ｂ）のタイミングチャートを用いて図７（Ａ）の動画表示期間３０１につ
いて詳細に説明する。また、図７（Ｃ）のタイミングチャートを用いて、静止画表示期間
３０２について詳細に説明する。なお、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示すタイミングチ
ャートは、説明のために誇張して表記したものであり、特に明記する場合を除き、各信号
が同期して動作するものではない。
【０１１９】
〔動画表示期間〕
まず図７（Ｂ）および図９を用いて動画表示期間における動作（動画モード）について説
明する。図７（Ｂ）では、一例として動画表示期間３０１における駆動回路１２１ｂに供
給するクロック信号ＧＣＫ（図７中、ＧＣＫ）、およびスタートパルスＧＳＰ（図７中、
ＧＳＰ）、ならびに、駆動回路１２１ａに供給するクロック信号ＳＣＫ（図７中、ＳＣＫ
）、およびスタートパルスＳＳＰ（図７中、ＳＳＰ）、ならびに、画像信号（図７中、ｄ
ａｔａ）、および受信回路１３０の動作状態について示したものである。
【０１２０】
動画表示期間３０１において、クロック信号ＧＣＫは常時供給されるクロック信号となる
。またスタートパルスＧＳＰは、垂直同期周波数に応じたパルスとなる。またクロック信
号ＳＣＫは常時供給されるクロック信号となる。またスタートパルスＳＳＰは、１行分の
ゲート選択期間に応じたパルスとなる。
【０１２１】
〔静止画表示期間〕
次いで、図７（Ｃ）を用いて静止画表示期間における動作（静止画モード）について説明
する。図７（Ｃ）では、静止画表示期間３０２について、静止画書き込み期間３０３、静
止画保持期間３０４に分けて説明を行う。
【０１２２】
静止画書き込み期間３０３においては、駆動回路１２１ｂに供給するクロック信号ＧＣＫ
は１フレーム分の画像信号を書き込むためのクロック信号となる。また駆動回路１２１ｂ
に供給するスタートパルスＧＳＰは、１フレーム分の画像信号を書き込むためのパルスと
なる。また駆動回路１２１ａに供給するクロック信号ＳＣＫは１フレーム分の画像信号を
書き込むためのクロック信号となる。また駆動回路１２１ａに供給するスタートパルスＳ
ＳＰは、１フレーム分の画像信号を書き込むためのパルスとなる。
【０１２３】
静止画保持期間３０４においては、駆動回路１２１ａおよび駆動回路１２１ｂを駆動する
ためのクロック信号ＧＣＫ、スタートパルスＧＳＰ、クロック信号ＳＣＫ、スタートパル
スＳＳＰは、供給が停止されることとなる。そのため静止画保持期間３０４では駆動回路
１２１（駆動回路１２１ａおよび駆動回路１２１ｂ）の動作が停止し、表示装置１００の
電力消費を低減することができる。
【０１２４】
また、静止画保持期間３０４において、受信回路１３０の動作を停止する。具体的には、
ＬＶＤＳレシーバ１３２が有するオペアンプ９０１へのバイアス電流の供給を停止し、オ
ペアンプ９０１をスタンバイ状態にする。オペアンプ９０１をスタンバイ状態にすること
で、表示装置１００の電力消費をさらに低減することができる。
【０１２５】
なお静止画保持期間３０４では、静止画書き込み期間３０３に画素に書き込んだ画像信号
が、オフ電流が著しく小さいトランジスタにより保持されるため、カラー表示の静止画を
１分以上の期間保持することができる。ただし、静止画保持期間３０４が長すぎると、ノ
ード４３６に保持される画像信号の電位が徐々に変動して、表示している静止画の表示品
位が低下する恐れがある。よって、ノード４３６に保持される画像信号の電位が許容範囲
を超えて変動する前に、新たに静止画書き込み期間３０３を設けて先の期間の画像信号と
同じ画像信号を書き込み（リフレッシュ動作）、その後再び静止画保持期間３０４とすれ
ばよい。
【０１２６】
また、制御回路１１３は、リフレッシュ動作を行うタイミングで受信回路１３０を動作さ
せ、再び動画表示期間か静止画表示期間かを判断する。制御回路１１３が静止画表示期間
であると判断した場合は、制御回路１１３は表示装置１００を静止画モードで動作させ、
動画表示期間であると判断した場合は、表示装置１００を動画モードで動作させる。
【０１２７】
また、制御回路１１３は、静止画保持期間３０４中の任意のタイミングで受信回路１３０
を動作させ、動画表示期間か静止画表示期間かを判断してもよい（図８参照。）。制御回
路１１３が動画表示期間であると判断した場合、制御回路１１３は表示装置１００を動画
モードで動作させる。また、制御回路１１３が静止画表示期間であると判断した場合は、
制御回路１１３は表示装置１００を静止画モードのままとする。
【０１２８】
また、静止画表示期間に、ＳＰコンバータ１３３、記憶回路１１１、および／または比較
回路１１２などの機能を停止させてもよい。表示に直接関与しない回路の機能を停止する
ことで、表示装置の消費電力をさらに低減することができる。
【０１２９】
〔フローチャート〕
次に、表示装置１００の動作例について、図９のフローチャートを用いて説明する。
【０１３０】
受信回路１３０は、画像信号供給源１０１から送信されるシリアル形式のデジタル画像信
号を受信する（ステップＳ６０１）。当該デジタル画像信号は、ＳＰコンバータ１３３に
よりパラレル信号に変換され（ステップＳ６０２）、画像処理回路１１０に入力される（
ステップＳ６０３）。
【０１３１】
画像処理回路１１０に入力されたデジタル画像信号は、表示パネル１２０に供給するため
の画像信号（ｄａｔａ）に変換され、表示パネル１２０に供給される（ステップＳ６０４
）。具体的には、動画表示期間３０１では、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）それぞれに対応す
るｄａｔａが、画素１２３のノード４３６に書き込まれ、視認者はカラー動画表示として
視認できる。
【０１３２】
また、画像処理回路１１０に入力されたデジタル画像信号は、フレーム毎に記憶回路１１
１に記憶される（ステップＳ６０５）。次に、比較回路１１２が連続する２フレームの画
像信号の比較を行う（ステップＳ６０６）。比較回路１１２で差分が検出された場合は、
制御回路１１３が動画表示期間であると判断し、画像信号供給源１０１から送信される信
号の受信を継続する（ステップＳ６０７）。比較回路１１２で有意な差が検出されなかっ
た場合は、制御回路１１３が静止画表示期間であると判断し、駆動回路１２１および受信
回路１３０の動作を停止する（ステップＳ６０８、ステップＳ６０９）。
【０１３３】
一定期間経過した後（ステップＳ６１０）、受信回路１３０の動作を再開させて（ステッ
プＳ６１１）、デジタル画像信号を受信し（ステップＳ６０１）、表示パネル１２０に画
像信号（ｄａｔａ）を供給し（ステップＳ６０４）、表示部１２２に画像を書き込む。
【０１３４】
この後、ステップＳ６０７で再び静止画表示期間であると判断された場合は、ステップＳ
６０４がリフレッシュ動作になる。
【０１３５】
なお、表示装置１００が図２（Ｃ）に示した画素１２３を有するＥＬ表示装置である場合
も上記と同様に動作させることができる。図２（Ｃ）に示した画素１２３を用いる場合は
、トランジスタ４３１、トランジスタ４３４、およびトランジスタ２３２に半導体層に酸
化物半導体を含むトランジスタを用いることが好ましい。
【０１３６】
本実施の形態において述べた表示装置は、静止画表示を行う際、低消費電力化を図ること
ができる。
【０１３７】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。例えば、本発明の一態様
として、静止画表示期間において、受信回路の少なくとも一部の動作が停止する場合の例
を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に
応じて、本発明の一態様は、静止画表示期間において、受信回路以外の回路の少なくとも
一部の動作が停止してもよい。または、場合によっては、または、状況に応じて、本発明
の一態様は、静止画表示期間以外の期間において、受信回路以外の回路の少なくとも一部
の動作が停止してもよい。または、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一
態様は、静止画表示期間において、受信回路の動作が一切停止しなくてもよい。
【０１３８】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０１３９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、表示装置１００の他の構成例について図面を用いて説明する。本実施
の形態に例示する表示装置１００ａは、表示装置１００と同様の構成を有することができ
る。よって、本実施の形態では、主に、表示装置１００ａの表示装置１００と異なる点に
ついて説明する。表示装置１００ａの表示装置１００と同様の部分については、上記実施
の形態などを参酌して理解することができる。
【０１４０】
図１０は、本実施の形態に例示する表示装置１００ａの構成を説明するブロック図である
。表示装置１００ａは、表示パネル１２０、および受信回路１３０ａを有する。表示パネ
ル１２０は、駆動回路１２１、および表示部１２２を有する。表示部１２２は、画素１２
３を有する。受信回路１３０ａはＬＶＤＳレシーバ１３２、およびＳＰコンバータ１３３
を有する。
【０１４１】
表示装置１００ａは、表示装置１００ａ内に画像処理回路１１０を設けない点が表示装置
１００と異なる。表示装置１００ａ内に画像処理回路１１０を設けないことにより、表示
装置１００ａは表示装置１００よりも消費電力を低減することができる。
【０１４２】
画像信号供給源１０１は、ＬＶＤＳトランスミッタ１３１を介してシリアル形式のデジタ
ル画像信号を受信回路１３０ａおよび画像処理装置１４０へ送信する。デジタル画像信号
には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）に対応する信号が含まれている。
【０１４３】
受信回路１３０ａは、画像信号供給源１０１から送信されたシリアル形式のデジタル画像
信号を受信する。その後、シリアル形式のデジタル画像信号は、ＳＰコンバータ１３３に
よってパラレル形式のデジタル画像信号に変換される。また、受信回路１３０ａは、該デ
ジタル画像信号からフレーム期間毎の画像信号を生成し、該画像信号を表示パネル１２０
に送信する。
【０１４４】
また、画像処理装置１４０は、画像信号供給源１０１のＬＶＤＳトランスミッタ１３１か
ら送信されたデジタル画像信号をＬＶＤＳレシーバ１４２で受信する。そして、画像処理
装置１４０は、当該デジタル画像信号からフレーム期間毎の画像信号を生成する。該画像
信号は、フレーム期間毎に記憶回路１１１に記憶される。なお、該画像信号は、シリアル
形式であってもよく、パラレル形式であってもよい。
【０１４５】
比較回路１１２は、制御回路１１３の命令によって、記憶回路１１１に記憶された連続す
る２フレームの画像信号を選択的に読み出す。比較回路１１２は、連続する２フレームの
画像信号の比較を行い、その差分を検出する。
【０１４６】
制御回路１１３は、比較回路１１２によって得られた差分によって、表示装置１００ａの
動作モードを決定する。具体的には、制御回路１１３は、連続する２フレームの画像信号
に差があると判断した場合に、動画表示期間であると判断する。一方、連続する２フレー
ムの画像信号に差がないと判断した場合に、静止画表示期間であると判断する。
【０１４７】
静止画表示期間であると判断した場合、制御回路１１３は、ＬＶＤＳトランスミッタ１４
１を介して受信回路１３０ａに静止画モードで動作するための制御信号を送信する。具体
的には、ＬＶＤＳレシーバ１３２が有するオペアンプ９０１をスタンバイ状態とする制御
信号を送信する。また、動画表示期間であると判断した場合、制御回路１１３は、ＬＶＤ
Ｓトランスミッタ１４１を介して受信回路１３０ａに動画モードで動作するための制御信
号を送信する。具体的には、ＬＶＤＳレシーバ１３２が有するオペアンプ９０１を、スタ
ンバイ状態から通常に動作する状態に復帰させる制御信号を供給する。
【０１４８】
図１１（Ａ）に表示装置１００ａの動作を説明するタイミングチャートを示す。図１１（
Ａ）に示す動画表示期間３０１では、駆動回路１２１に動画を表示するための制御信号（
クロック信号ＧＣＫ、スタートパルスＧＳＰ、クロック信号ＳＣＫ、スタートパルスＳＳ
Ｐなど）が供給され、駆動回路が動作する。さらに、表示パネル１２０が有する画素１２
３に画像信号が供給されて、動画表示を行うことができる。また、受信回路１３０ａは動
作している。
【０１４９】
図１１（Ａ）に示す静止画表示期間３０２では、表示部１２２内の全てのトランジスタ４
３１がオフ状態となり、画像の書き換えが停止する。また、駆動回路１２１への制御信号
の供給が停止され、駆動回路が停止する。また、ＬＶＤＳレシーバ１３２へのバイアス電
流の供給が停止され、受信回路１３０ａの少なくとも一部の動作が停止する。
【０１５０】
受信回路１３０ａに静止画モードで動作するための制御信号が入力されると、受信回路１
３０ａは表示パネル１２０に１フレーム分の画像信号を書き込んだ後（図１１（Ｃ）、静
止画書き込み期間３０３参照。）、駆動回路１２１へのクロック信号およびスタートパル
スの供給と、オペアンプ９０１へのバイアス電流の供給を停止する（図１１（Ｃ）、静止
画保持期間３０４参照。）。
【０１５１】
なお静止画保持期間３０４において、画素１２３に書き込まれた画像信号はオフ電流が著
しく小さいトランジスタにより保持される。よって、カラー表示の静止画を１分以上保持
することができる。ただし、静止画保持期間３０４が長すぎると、ノード４３６に保持さ
れる画像信号の電位が徐々に変動して、表示している静止画の表示品位が低下する恐れが
ある。よって、ノード４３６に保持される画像信号の電位が、許容範囲を超えて変動する
前に、オペアンプ９０１をスタンバイ状態から復帰させ、表示パネル１２０に１フレーム
分の画像信号を書き込み（リフレッシュ動作）、再度静止画保持期間３０４とすることが
好ましい。
【０１５２】
また、受信回路１３０ａに動画モードで動作するための制御信号が入力されると、オペア
ンプ９０１へのバイアス電流の供給が開始され、受信回路１３０ａが動作する。そして、
駆動回路１２１へクロック信号およびスタートパルスが供給され、表示部１２２に画像信
号が供給される（図１１（Ｂ）参照。）。
【０１５３】
このようにして、表示装置１００ａを動作させることができる。また、図１２に示すよう
に、画像信号供給源１０１に画像処理装置１４０を設けてもよい。また、図１３に示すよ
うに、画像処理装置１４０に画像信号供給源１０１を設けてもよい。図１２および図１３
に示す構成とすることで、ＬＶＤＳトランスミッタ１４１とＬＶＤＳレシーバ１４２を省
略することができる。
【０１５４】
また、画像処理回路１１０および／または画像処理装置１４０を設ける必要がない場合に
は、図１４に示すようにしてもよい。
【０１５５】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０１５６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態に示したトランジスタ４３１、トランジスタ４３４、
および／またはトランジスタ２３２に置き換えて用いることができるトランジスタの一例
について、図１５の断面図を用いて説明する。
【０１５７】
〔ボトムゲート型トランジスタ〕
図１５（Ａ１）に例示するトランジスタ４００は、ボトムゲート型のトランジスタの１つ
であるチャネルエッチング型のトランジスタである。トランジスタ４００は、基板１１６
上に、絶縁層１１９を介して形成されている。また、トランジスタ４００は、電極２０６
と、電極２０６上に形成された絶縁層２０７と、絶縁層２０７上に形成された半導体層２
０８と、半導体層２０８の一部に接する電極２１４および電極２１５を有する。電極２０
６はゲート電極として機能できる。絶縁層２０７はゲート絶縁層として機能できる。電極
２１４および電極２１５は、一方がソース電極として機能し、他方がドレイン電極として
機能できる。また、半導体層２０８、電極２１４および電極２１５を覆って、絶縁層２１
０と絶縁層２１１が形成されている。
【０１５８】
基板１１６としては、有機樹脂材料や、ガラス材料、または金属材料（合金材料を含む）
などを用いることができる。
【０１５９】
特に、有機樹脂材料は、ガラス材料や金属材料に比べて比重が小さい。よって、基板１１
６として有機樹脂材料を用いると、表示装置を軽量化できる。
【０１６０】
また、基板１１６には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性
に優れ、破損しにくい表示装置を実現できる。有機樹脂材料および金属材料は、ガラス材
料に比べて靱性が高いことが多い。基板１１６として有機樹脂材料または金属材料を用い
ると、ガラス材料を用いた場合と比較して、破損しにくい表示装置を実現できる。
【０１６１】
金属材料は、有機樹脂材料やガラス材料よりも熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝
導できる。よって、表示装置の局所的な温度上昇を抑制することができる。
【０１６２】
絶縁層１１９、絶縁層２０７、絶縁層２１０、絶縁層２１１は、酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸
化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよ
び酸化タンタルなどの酸化物材料や、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウ
ム、窒化酸化アルミニウムなどの窒化物材料などを、単層または多層で形成することがで
きる。例えば、絶縁層１１９を、酸化シリコンと窒化シリコンを積層した２層構造として
もよいし、上記材料を組み合わせた５層構造としてもよい。絶縁層１１９、絶縁層２０７
、絶縁層２１０、絶縁層２１１は、スパッタリング法やＣＶＤ法、熱酸化法、塗布法、印
刷法等を用いて形成することが可能である。なお、半導体層２０８として有機半導体を用
いる場合は、絶縁層２０７にポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を用いてもよい。
【０１６３】
本明細書中において、窒化酸化物とは、酸素よりも窒素の含有量が多い化合物をいう。ま
た、酸化窒化物とは、窒素よりも酸素の含有量が多い化合物をいう。なお、各元素の含有
量は、例えば、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃ
ａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等を用いて測定することができる。
【０１６４】
電極２０６を形成するための導電性材料としては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、
白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム（Ｈｆ）、
バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウ
ム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、または上述した金属元
素を組み合わせた合金などを用いることができる。また、リン等の不純物元素を含有させ
た多結晶シリコンに代表される、電気伝導度が高い半導体、ニッケルシリサイドなどのシ
リサイドを用いてもよい。導電層の形成方法は特に限定されず、蒸着法、ＣＶＤ法、スパ
ッタリング法、スピンコート法などの各種形成方法を用いることができる。
【０１６５】
また、電極２０６、電極２１４、電極２１５は、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」
ともいう。）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むイン
ジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫
酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの酸素を
含む導電性材料、窒化チタン、窒化タンタルなどの窒素を含む導電性材料を適用すること
もできる。また、前述した金属元素を含む材料と、酸素を含む導電性材料を組み合わせた
積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料と、窒素を含む導電性
材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料、
酸素を含む導電性材料、および窒素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすること
もできる。
【０１６６】
また、電極２０６、電極２１４、電極２１５は、導電性高分子材料（導電性ポリマーとも
いう）を用いて形成してもよい。導電性高分子材料としては、π電子共役系導電性高分子
を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しく
はその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチ
オフェンの２種以上からなる共重合体もしくはその誘導体等が挙げられる。
【０１６７】
電極２０６、電極２１４、電極２１５は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよ
い。例えば、シリコンを含むアルミニウム層の単層構造、アルミニウム層上にチタン層を
積層する二層構造、窒化チタン層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にタ
ングステン層を積層する二層構造、窒化タンタル層上にタングステン層を積層する二層構
造、チタン層と、そのチタン層上にアルミニウム層を積層し、さらにその上にチタン層を
形成する三層構造などがある。また、電極２０６、電極２１４、電極２１５に、チタン、
タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一
または複数の元素を含むアルミニウム合金を用いてもよい。
【０１６８】
半導体層２０８は、単結晶半導体、多結晶半導体、微結晶半導体、ナノクリスタル半導体
、セミアモルファス半導体、非晶質半導体、等を用いて形成することができる。例えば、
非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができる。また、炭化シリコン、
ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導体や、有機半導体などを用
いることができる。
【０１６９】
また、半導体層２０８として有機物半導体を用いる場合は、芳香環をもつ低分子有機材料
やπ電子共役系導電性高分子などを用いることができる。例えば、ルブレン、テトラセン
、ペンタセン、ペリレンジイミド、テトラシアノキノジメタン、ポリチオフェン、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレンビニレンなどを用いることができる。
【０１７０】
また、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉ
ｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏ  Ｃｒｙｓｔａ
ｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）非晶質酸化物半導体などを用い
ることができる。
【０１７１】
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０ｅＶ以上と大きく、可視光に対する
透過率が大きい。また、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタにお
いては、オフ電流を極めて小さくすることができる。例えばソースとドレイン間の電圧が
３．５Ｖ、温度２５℃においては、オフ電流を、チャネル幅１μｍあたり１００ｚＡ（１
×１０−１９Ａ）以下、もしくは１０ｚＡ（１×１０−２０Ａ）以下、さらには１ｚＡ（
１×１０−２１Ａ）以下とすることができる。このため、消費電力の少ない表示装置を提
供することができる。
【０１７２】
また、半導体層２０８に酸化物半導体を用いる場合は、半導体層２０８に接する絶縁層に
酸素を有する絶縁層を用いることが好ましい。特に、半導体層２０８に接する絶縁層とし
て、加熱処理により酸素を放出する絶縁層を用いることが好ましい。
【０１７３】
図１５（Ａ２）に例示するトランジスタ４０１は、絶縁層２１１上にバックゲート電極と
して機能できる電極２１３を有する点が、トランジスタ４００と異なる。電極２１３は、
電極２０６と同様の材料および方法で形成することができる。また、電極２１３は、絶縁
層２１０と絶縁層２１１の間に形成してもよい。
【０１７４】
一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体
層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電
極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位と
してもよいし、ＧＮＤ電位や、任意の電位としてもよい。また、バックゲート電極の電位
をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのしきい値電圧を変
化させることができる。
【０１７５】
電極２０６および電極２１３は、どちらもゲート電極として機能することができる。よっ
て、絶縁層２０７、絶縁層２１０、および絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する
ことができる。
【０１７６】
なお、電極２０６または電極２１３の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バッ
クゲート電極」という場合がある。例えば、トランジスタ４０１において、電極２１３を
「ゲート電極」と言う場合、電極２０６を「バックゲート電極」と言う場合がある。また
、電極２１３を「ゲート電極」として用いる場合は、トランジスタ４０１をトップゲート
型のトランジスタの一種と考えることができる。また、電極２０６および電極２１３のど
ちらか一方を、「第１のゲート電極」といい、他方を「第２のゲート電極」という場合が
ある。
【０１７７】
半導体層２０８を挟んで電極２０６および電極２１３を設けることで、更には、電極２０
６および電極２１３を同電位とすることで、半導体層２０８においてキャリアの流れる領
域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、ト
ランジスタ４０１のオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。
【０１７８】
したがって、トランジスタ４０１は、占有面積に対して大きいオン電流を有するトランジ
スタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ４０１の占有面積を
小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さくす
ることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現する
ことができる。
【０１７９】
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部で
生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気
に対する静電遮蔽機能）を有する。
【０１８０】
また、電極２０６および電極２１３は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能を有す
るため、基板１１６側もしくは電極２１３上方に生じる荷電粒子等の電荷が半導体層２０
８のチャネル形成領域に影響しない。この結果、ストレス試験（例えば、ゲートに負の電
荷を印加する−ＧＢＴ（Ｇａｔｅ  Ｂｉａｓ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験）
の劣化が抑制されると共に、異なるドレイン電圧におけるオン電流の立ち上がり電圧の変
動を抑制することができる。なお、この効果は、電極２０６および電極２１３に、同電位
、または異なる電位が供給されている場合において生じる。
【０１８１】
なお、ＢＴストレス試験は加速試験の一種であり、長期間の使用によって起こるトランジ
スタの特性変化（すなわち、経年変化）を、短時間で評価することができる。特に、ＢＴ
ストレス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるため
の重要な指標となる。ＢＴストレス試験前後において、しきい値電圧の変動量が少ないほ
ど、信頼性が高いトランジスタであるといえる。
【０１８２】
また、電極２０６および電極２１３を有し、且つ電極２０６および電極２１３を同電位と
することで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタにおけ
る電気特性のばらつきも同時に低減される。
【０１８３】
また、バックゲート電極を有するトランジスタは、ゲートに正の電荷を印加する＋ＧＢＴ
ストレス試験前後におけるしきい値電圧の変動も、バックゲート電極を有さないトランジ
スタより小さい。
【０１８４】
また、バックゲート電極を遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電極側
から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ
、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
【０１８５】
図１５（Ｂ１）に例示するトランジスタ４１０は、ボトムゲート型のトランジスタの１つ
であるチャネル保護型のトランジスタである。トランジスタ４１０は、半導体層２０８の
チャネル形成領域上に、チャネル保護層として機能できる絶縁層２０９を有する。絶縁層
２０９は、絶縁層２０７と同様の材料および方法により形成することができる。電極２１
４の一部、および電極２１５の一部は、絶縁層２０９上に形成される。
【０１８６】
チャネル形成領域上に絶縁層２０９を設けることで、電極２１４および電極２１５の形成
時に生じる半導体層２０８の露出を防ぐことができる。よって、電極２１４および電極２
１５の形成時に半導体層２０８の薄膜化を防ぐことができる。本発明の一態様によれば、
電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
【０１８７】
図１５（Ｂ２）に示すトランジスタ４１１は、絶縁層２１１上にバックゲート電極として
機能できる電極２１３を有する点が、トランジスタ４１０と異なる。電極２１３は、電極
２０６と同様の材料および方法で形成することができる。また、電極２１３は、絶縁層２
１０と絶縁層２１１の間に形成してもよい。
【０１８８】
図１５（Ｃ１）に例示するトランジスタ４２０は、ボトムゲート型のトランジスタの１つ
であるチャネル保護型のトランジスタの１つである。トランジスタ４２０は、トランジス
タ４１０とほぼ同様の構造を有しているが、絶縁層２０９が半導体層２０８の側面を覆っ
ている点が異なる。また、絶縁層２０９の一部を選択的に除去して形成した開口部におい
て、半導体層２０８と電極２１４が電気的に接続している。また、絶縁層２０９の一部を
選択的に除去して形成した開口部において、半導体層２０８と電極２１５が電気的に接続
している。絶縁層２０９の、チャネル形成領域と重なる領域は、チャネル保護層として機
能できる。
【０１８９】
図１５（Ｃ２）に示すトランジスタ４２１は、絶縁層２１１上にバックゲート電極として
機能できる電極２１３を有する点が、トランジスタ４２０と異なる。
【０１９０】
絶縁層２０９を設けることで、電極２１４および電極２１５の形成時に生じる半導体層２
０８の露出を防ぐことができる。よって、電極２１４および電極２１５の形成時に半導体
層２０８の薄膜化を防ぐことができる。
【０１９１】
また、トランジスタ４２０およびトランジスタ４２１は、トランジスタ４１０およびトラ
ンジスタ４１１よりも、電極２１４と電極２０６の間の距離と、電極２１５と電極２０６
の間の距離が長くなる。よって、電極２１４と電極２０６の間に生じる寄生容量を小さく
することができる。また、電極２１５と電極２０６の間に生じる寄生容量を小さくするこ
とができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現できる。
【０１９２】
〔トップゲート型トランジスタ〕
図１６（Ａ１）に例示するトランジスタ４３０は、トップゲート型のトランジスタの１つ
である。トランジスタ４３０は、絶縁層１１９の上に半導体層２０８を有し、半導体層２
０８および絶縁層１１９上に、半導体層２０８の一部に接する電極２１４および半導体層
２０８の一部に接する電極２１５を有し、半導体層２０８、電極２１４、および電極２１
５上に絶縁層２０７を有し、絶縁層２０７上に電極２０６を有する。また、電極２０６上
に絶縁層２１０と、絶縁層２１１を有する。
【０１９３】
トランジスタ４３０は、電極２０６および電極２１４、並びに、電極２０６および電極２
１５が重ならないため、電極２０６および電極２１４間に生じる寄生容量、並びに、電極
２０６および電極２１５間に生じる寄生容量を小さくすることができる。また、電極２０
６を形成した後に、電極２０６をマスクとして用いて不純物元素２２１を半導体層２０８
に導入することで、半導体層２０８中に自己整合（セルフアライメント）的に不純物領域
を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実
現することができる。
【０１９４】
なお、不純物元素２２１の導入は、イオン注入装置、イオンドーピング装置またはプラズ
マ処理装置を用いて行うことができる。
【０１９５】
不純物元素２２１としては、例えば、第１３族元素または第１５族元素のうち、少なくと
も一種類の元素を用いることができる。また、半導体層２０８に酸化物半導体を用いる場
合は、不純物元素２２１として、希ガス、水素、および窒素のうち、少なくとも一種類の
元素を用いることも可能である。
【０１９６】
図１６（Ａ２）に示すトランジスタ４３１は、電極２１３および絶縁層２１７を有する点
がトランジスタ４３０と異なる。トランジスタ４３１は、絶縁層１１９の上に形成された
電極２１３を有し、電極２１３上に形成された絶縁層２１７を有する。前述した通り、電
極２１３は、バックゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層２１７は、
ゲート絶縁層として機能することができる。絶縁層２１７は、絶縁層２０５と同様の材料
および方法により形成することができる。
【０１９７】
トランジスタ４０１と同様に、トランジスタ４３１は、占有面積に対して大きいオン電流
を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ４
３１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占
有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導
体装置を実現することができる。
【０１９８】
図１６（Ｂ１）に例示するトランジスタ４４０は、トップゲート型のトランジスタの１つ
である。トランジスタ４４０は、電極２１４および電極２１５を形成した後に半導体層２
０８を形成する点が、トランジスタ４３０と異なる。また、図１６（Ｂ２）に例示するト
ランジスタ４４１は、電極２１３および絶縁層２１７を有する点が、トランジスタ４４０
と異なる。よって、トランジスタ４４０およびトランジスタ４４１において、半導体層２
０８の一部は電極２１４上に形成され、半導体層２０８の他の一部は電極２１５上に形成
される。
【０１９９】
トランジスタ４０１と同様に、トランジスタ４４１は、占有面積に対して大きいオン電流
を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ４
４１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占
有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導
体装置を実現することができる。
【０２００】
トランジスタ４４０およびトランジスタ４４１も、電極２０６を形成した後に、電極２０
６をマスクとして用いて不純物元素２２１を半導体層２０８に導入することで、半導体層
２０８中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、
電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば
、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
【０２０１】
〔ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ型トランジスタ〕
図１７（Ａ）はトランジスタ４５０の上面図である。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）中の
Ｘ１−Ｘ２の一点鎖線で示した部位の断面図（チャネル長方向の断面図）である。図１７
（Ｃ）は、図１７（Ａ）中のＹ１−Ｙ２の一点鎖線で示した部位の断面図（チャネル幅方
向の断面図）である。
【０２０２】
絶縁層１１９に設けた凸部上に半導体層２０８を設けることによって、半導体層２０８の
側面も電極２０６で覆うことができる。すなわち、トランジスタ４５０は、電極２０６の
電界によって、半導体層２０８を電気的に取り囲むことができる構造を有している。この
ように、導電膜の電界によって、半導体を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、ｓｕ
ｒｒｏｕｎｄｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ（ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造とよぶ。また、ｓ−ｃｈ
ａｎｎｅｌ構造を有するトランジスタを、「ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ型トランジスタ」もしく
は「ｓ−ｃｈａｎｎｅｌトランジスタ」ともいう。
【０２０３】
ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造では、半導体層２０８の全体（バルク）にチャネルが形成される
場合がある。ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造では、トランジスタのドレイン電流を大きくするこ
とができ、さらに大きいオン電流を得ることができる。よって、トランジスタの占有面積
を小さくすることができ、表示装置の高精細化が可能となる。また、半導体装置の高集積
化が可能となる。
【０２０４】
また、電極２０６の電界によって、半導体層２０８に形成されるチャネル形成領域の全領
域を空乏化することができる。したがって、ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造では、トランジスタ
のオフ電流をさらに小さくすることができる。よって、表示装置の消費電力を低減するこ
とができる。また、半導体装置の消費電力を低減することができる。
【０２０５】
なお、絶縁層１１９の凸部を高くし、また、チャネル幅を小さくすることで、ｓ−ｃｈａ
ｎｎｅｌ構造によるオン電流の増大効果、オフ電流の低減効果などをより高めることがで
きる。
【０２０６】
また、図１８に示すトランジスタ４５１のように、半導体層２０８の下方に、絶縁層を介
して電極２１３を設けてもよい。図１８（Ａ）はトランジスタ４５１の上面図である。図
１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）中のＸ１−Ｘ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。図
１８（Ｃ）は、図１８（Ａ）中のＹ１−Ｙ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。
【０２０７】
＜酸化物半導体の構造について＞
ここで、酸化物半導体の構造について説明しておく。
【０２０８】
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体とに分けられ
る。非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  
Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半
導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。
【０２０９】
また別の観点では、酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と、それ以外の結晶性酸化物半
導体とに分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−Ｏ
Ｓ、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。
【０２１０】
〔ＣＡＡＣ−ＯＳ〕
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを、ＣＡＮＣ（Ｃ−Ａ
ｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこと
もできる。
【０２１１】
ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向した複数の結晶部（ペレットともいう。）を有する酸化物半
導体の一つである。
【０２１２】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳの明視野像と回折パターンとの複合解析像（高分
解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察すると、複数のペレットを確認することができる。一方
、高分解能ＴＥＭ像ではペレット同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーとも
いう。）を明確に確認することができない。そのため、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。
【０２１３】
以下では、ＴＥＭによって観察したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。図２３（Ａ）に、
試料面と略平行な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの断面の高分解能ＴＥＭ像を示す。高
分解能ＴＥＭ像の観察には、球面収差補正（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ
Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高分解能ＴＥＭ像を、
特にＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像の取得は、例えば、日
本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆなどによって行うこ
とができる。
【０２１４】
図２３（Ａ）の領域（１）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を図２３（Ｂ）に示す。
図２３（Ｂ）より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる
。金属原子の各層の配列は、ＣＡＡＣ−ＯＳの膜を形成する面（被形成面ともいう。）ま
たは上面の凹凸を反映しており、ＣＡＡＣ−ＯＳの被形成面または上面と平行となる。
【０２１５】
図２３（Ｂ）に示すように、ＣＡＡＣ−ＯＳは特徴的な原子配列を有する。図２３（Ｃ）
は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図２３（Ｂ）および図２３（Ｃ）
より、ペレット一つの大きさは１ｎｍ以上３ｎｍ以下程度であり、ペレットとペレットと
の傾きにより生じる隙間の大きさは０．８ｎｍ程度であることがわかる。したがって、ペ
レットを、ナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）と呼ぶこともできる。
【０２１６】
ここで、Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像をもとに、基板５１２０上のＣＡＡＣ−ＯＳのペレッ
ト５１００の配置を模式的に示すと、レンガまたはブロックが積み重なったような構造と
なる（図２３（Ｄ）参照。）。図２３（Ｃ）で観察されたペレットとペレットとの間で傾
きが生じている箇所は、図２３（Ｄ）に示す領域５１６１に相当する。
【０２１７】
また、図２４（Ａ）に、試料面と略垂直な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの平面のＣｓ
補正高分解能ＴＥＭ像を示す。図２４（Ａ）の領域（１）、領域（２）および領域（３）
を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を、それぞれ図２４（Ｂ）、図２４（Ｃ）および図
２４（Ｄ）に示す。図２４（Ｂ）、図２４（Ｃ）および図２４（Ｄ）より、ペレットは、
金属原子が三角形状、四角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかし
ながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０２１８】
次に、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって解析したＣＡ
ＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ
に対し、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、図２５（Ａ）に示すよう
に回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺ
ｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳの結晶がｃ軸配向性
を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０２１９】
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳのｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°
近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近
傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを
示している。より好ましいＣＡＡＣ−ＯＳは、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解
析では、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さない。
【０２２０】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｃ軸に略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎ
ｅ法による構造解析を行うと、２θが５６°近傍にピークが現れる。このピークは、Ｉｎ
ＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＣＡＡＣ−ＯＳの場合は、２θを５６
°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（
φスキャン）を行っても、図２５（Ｂ）に示すように明瞭なピークは現れない。これに対
し、ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体であれば、２θを５６°近傍に固定してφス
キャンした場合、図２５（Ｃ）に示すように（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピ
ークが６本観察される。したがって、ＸＲＤを用いた構造解析から、ＣＡＡＣ−ＯＳは、
ａ軸およびｂ軸の配向が不規則であることが確認できる。
【０２２１】
次に、電子回折によって解析したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺ
ｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、試料面に平行にプローブ径が３００ｎｍの
電子線を入射させると、図２６（Ａ）に示すような回折パターン（制限視野透過電子回折
パターンともいう。）が現れる場合がある。この回折パターンには、ＩｎＧａＺｎＯ４の
結晶の（００９）面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子回折によっても、
ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットがｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ
径が３００ｎｍの電子線を入射させたときの回折パターンを図２６（Ｂ）に示す。図２６
（Ｂ）より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、
ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットのａ軸およびｂ軸は配向性を有さないことがわかる。
なお、図２６（Ｂ）における第１リングは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（０１０）面およ
び（１００）面などに起因すると考えられる。また、図２６（Ｂ）における第２リングは
（１１０）面などに起因すると考えられる。
【０２２２】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。酸化物半導体の欠陥
としては、例えば、不純物に起因する欠陥や、酸素欠損などがある。したがって、ＣＡＡ
Ｃ−ＯＳは、不純物濃度の低い酸化物半導体ということもできる。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ
は、酸素欠損の少ない酸化物半導体ということもできる。
【０２２３】
酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャリア発生源とな
る場合がある。また、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなる場合や、水
素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
【０２２４】
なお、不純物は、酸化物半導体の主成分以外の元素で、水素、炭素、シリコン、遷移金属
元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素
との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二
酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。
【０２２５】
また、欠陥準位密度の低い（酸素欠損が少ない）酸化物半導体は、キャリア密度を低くす
ることができる。そのような酸化物半導体を、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。ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、
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なりやすい。したがって、ＣＡＡ
Ｃ−ＯＳを用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリー
オンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性な酸
化物半導体は、キャリアトラップが少ない。酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲され
た電荷は、放出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、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジ
スタは、電気特性が不安定となる場合がある。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジス
タは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
【０２２６】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは欠陥準位密度が低いため、光の照射などによって生成されたキャ
リアが、欠陥準位に捕獲されることが少ない。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトラ
ンジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
【０２２７】
〔微結晶酸化物半導体〕
次に、微結晶酸化物半導体について説明する。
【０２２８】
微結晶酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域
と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含
まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさで
あることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶
であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。ｎｃ−ＯＳは、例えば、高分解能
ＴＥＭ像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、ＣＡＡＣ
−ＯＳにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではｎｃ−Ｏ
Ｓの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
【０２２９】
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３
ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレ
ット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、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に対し、ペレットよりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置
を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示す
ピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレット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回折（制限視野電子回折ともいう。）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に対し、ペレッ
トの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折
を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子回折を行うと
、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リン
グ状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
【０２３０】
このように、ペレット（ナノ結晶）間では結晶方位が規則性を有さないことから、ｎｃ−
ＯＳを、ＲＡＮＣ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有す
る酸化物半導体、またはＮＡＮＣ（Ｎｏｎ−Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ
）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
【０２３１】
ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、
ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳ
は、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳは、ＣＡ
ＡＣ−ＯＳと比べて欠陥準位密度が高くなる。
【０２３２】
〔非晶質酸化物半導体〕
次に、非晶質酸化物半導体について説明する。
【０２３３】
非晶質酸化物半導体は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物
半導体である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体が一例である。
【０２３４】
非晶質酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。
【０２３５】
非晶質酸化物半導体に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌ
ａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導
体に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体
に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンのみが観
測される。
【０２３６】
非晶質構造については、様々な見解が示されている。例えば、原子配列に全く秩序性を有
さない構造を完全な非晶質構造（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｔｒｕ
ｃｔｕｒｅ）と呼ぶ場合がある。また、最近接原子間距離または第２近接原子間距離まで
秩序性を有し、かつ長距離秩序性を有さない構造を非晶質構造と呼ぶ場合もある。したが
って、最も厳格な定義によれば、僅かでも原子配列に秩序性を有する酸化物半導体を非晶
質酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、少なくとも、長距離秩序性を有する酸化物
半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。よって、結晶部を有することから、
例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳを、非晶質酸化物半導体または完全な非晶質酸
化物半導体と呼ぶことはできない。
【０２３７】
〔非晶質ライク酸化物半導体〕
なお、酸化物半導体は、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する場合があ
る。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａ−ｌｉ
ｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
）と呼ぶ。
【０２３８】
ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される
場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領
域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。
【０２３９】
鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、不安定な構造である。以下では、ａ−ｌｉｋｅ
ＯＳが、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳと比べて不安定な構造であることを示すため
、電子照射による構造の変化を示す。
【０２４０】
電子照射を行う試料として、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ（試料Ａと表記する。）、ｎｃ−ＯＳ（
試料Ｂと表記する。）およびＣＡＡＣ−ＯＳ（試料Ｃと表記する。）を準備する。いずれ
の試料もＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物である。
【０２４１】
まず、各試料の高分解能断面ＴＥＭ像を取得する。高分解能断面ＴＥＭ像により、各試料
は、いずれも結晶部を有することがわかる。
【０２４２】
なお、どの部分を一つの結晶部と見なすかの判定は、以下のように行えばよい。例えば、
ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を
６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有することが知られている。これ
らの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度で
あり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。したがって、格子縞の
間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所を、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶部と見
なすことができる。なお、格子縞は、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶のａ−ｂ面に対応する。
【０２４３】
図２７は、各試料の結晶部（２２箇所から４５箇所）の平均の大きさを調査した例である
。ただし、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図２７より、ａ−ｌｉｋ
ｅ  ＯＳは、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。具体的
には、図２７中に（１）で示すように、ＴＥＭによる観察初期においては１．２ｎｍ程度
の大きさだった結晶部（初期核ともいう。）が、累積照射量が４．２×１０８ｅ−／ｎｍ
２においては２．６ｎｍ程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、ｎｃ−ＯＳ
およびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射開始時から電子の累積照射量が４．２×１０８ｅ−／
ｎｍ２までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。具体的には、図
２７中の（２）および（３）で示すように、電子の累積照射量によらず、ｎｃ−ＯＳおよ
びＣＡＡＣ−ＯＳの結晶部の大きさは、それぞれ１．４ｎｍ程度および２．１ｎｍ程度で
あることがわかる。
【０２４４】
このように、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、電子照射によって結晶部の成長が見られる場合があ
る。一方、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射による結晶部の成長がほとんど
見られないことがわかる。即ち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−Ｏ
Ｓと比べて、不安定な構造であることがわかる。
【０２４５】
また、鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べ
て密度の低い構造である。具体的には、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶
の密度の７８．６％以上９２．３％未満となる。また、ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ
−ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶の密度の９２．３％以上１００％未満となる。単結晶
の密度の７８％未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
【０２４６】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、菱
面体晶構造を有する単結晶ＩｎＧａＺｎＯ４の密度は６．３５７ｇ／ｃｍ３となる。よっ
て、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において
、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳの密度は５．０ｇ／ｃｍ３以上５．９ｇ／ｃｍ３未満となる。また
、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、
ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ−ＯＳの密度は５．９ｇ／ｃｍ３以上６．３ｇ／ｃｍ３
未満となる。
【０２４７】
なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる
単結晶を組み合わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もる
ことができる。所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせ
る割合に対して、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない
種類の単結晶を組み合わせて見積もることが好ましい。
【０２４８】
以上のように、酸化物半導体は、様々な構造をとり、それぞれが様々な特性を有する。な
お、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、微結晶酸化物
半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０２４９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０２５０】
（実施の形態５）
上記実施の形態に例示した表示装置１００にタッチセンサを組み合わせて、タッチパネル
を実現することができる。表示装置１００と組み合わせるタッチセンサとしては、静電容
量方式のタッチセンサや抵抗膜方式のタッチセンサなどが挙げられるが、本発明の一態様
はこれに限定されない。また、静電容量方式のタッチセンサとしては、例えば、表面型静
電容量方式のタッチセンサ、投影型静電容量方式のタッチセンサなどを用いることができ
る。また、トランジスタなどの能動素子を用いたアクティブマトリクス方式のタッチセン
サを用いることもできる。
【０２５１】
本実施の形態では、タッチセンサ２７１として用いることが可能な、アクティブマトリク
ス方式のタッチセンサ５００の構成例および駆動方法例について、図１９および図２０を
用いて説明する。
【０２５２】
図１９（Ａ）はアクティブマトリクス方式のタッチセンサ５００の構成を説明するブロッ
ク図である。図１９（Ｂ）は変換器ＣＯＮＶの構成を説明する回路図であり、図１９（Ｃ
）は検知ユニット５１０の構成を説明する回路図である。図１９（Ｄ−１）および図１９
（Ｄ−２）は検知ユニット５１０の駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【０２５３】
また、図２０（Ａ）はアクティブマトリクス方式のタッチセンサ５００Ｂの構成を説明す
るブロック図である。図２０（Ｂ）は変換器ＣＯＮＶの構成を説明する回路図であり、図
２０（Ｃ）は検知ユニット５１０Ｂの構成を説明する回路図である。図２０（Ｄ）は検知
ユニット５１０Ｂの駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【０２５４】
＜位置情報入力部の構成例１＞
図１９に例示するタッチセンサ５００は、マトリクス状に配置される複数の検知ユニット
５１０と、行方向に配置される複数の検知ユニット５１０が電気的に接続される走査線Ｇ
１と、列方向に配置される複数の検知ユニット５１０が電気的に接続される信号線ＤＬと
、を有する（図１９（Ａ）参照）。
【０２５５】
例えば、複数の検知ユニット５１０をｎ行ｍ列（ｎおよびｍは１以上の自然数）のマトリ
クス状に配置することができる。
【０２５６】
検知ユニット５１０は、容量素子として機能できる検知素子５１８と、検知回路５１９を
備える。検知素子５１８の第１の電極は配線ＣＳと電気的に接続されている。また、検知
素子５１８の第２の電極はノードＡと電気的に接続されている。これにより、ノードＡの
電位を、配線ＣＳが供給する制御信号を用いて制御することができる。
【０２５７】
《検知回路５１９》
図１９（Ｃ）に例示する検知回路５１９は、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トラ
ンジスタＭ３を有する。また、トランジスタＭ１は、ゲートがノードＡと電気的に接続さ
れ、ソースまたはドレインの一方が接地電位を供給することができる配線ＶＰＩと電気的
に接続され、ソースまたはドレインの他方がトランジスタ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。
【０２５８】
また、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの他方は検知信号ＤＡＴＡを供給するこ
とができる信号線ＤＬと電気的に接続され、トランジスタＭ２のゲートは選択信号を供給
することができる走査線Ｇ１と電気的に接続される。
【０２５９】
なお、信号線ＤＬおよび走査線Ｇ１などの導電層、つまり、タッチセンサを構成する配線
や電極に用いることのできる材料として、例えば、抵抗値が低いものが望ましい。一例と
して、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェン、ハロゲン化金属（ハ
ロゲン化銀など）などを用いてもよい。さらに、非常に細くした（例えば、直径が数ナノ
メール）多数の導電体を用いて構成されるような金属ナノワイヤを用いてもよい。または
、導電体を網目状にした金属メッシュを用いてもよい。一例としては、Ａｇナノワイヤや
、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤ、Ａｇメッシュや、Ｃｕメッシュ、Ａｌメッシュなど
を用いてもよい。Ａｇナノワイヤの場合、光透過率は８９％以上、シート抵抗値は４０以
上１００以下Ω／□を実現することができる。なお、透過率が高いため、表示素子に用い
る電極、例えば、画素電極や共通電極に、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノ
チューブ、グラフェンなどを用いてもよい。
【０２６０】
また、トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方がノードＡと電気的に接続され
、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ１を導通状態にすることができる電位を
供給できる配線ＶＲＥＳと電気的に接続され、ゲートがリセット信号を供給することがで
きる配線ＲＥＳと電気的に接続される。
【０２６１】
検知素子５１８の静電容量は、例えば、検知素子５１８の第１の電極または第２の電極（
ノードＡ）にものが近接すること、もしくは第１の電極と第２の電極の間隔が変化するこ
とにより変動する。これにより、検知ユニット５１０は検知素子５１８の容量の変化に基
づく検知信号ＤＡＴＡを供給することができる。
【０２６２】
配線ＶＲＥＳおよび配線ＶＰＩは例えば接地電位を供給することができ、配線ＶＰＯおよ
び配線ＢＲは例えば高電源電位を供給することができる。
【０２６３】
また、配線ＲＥＳはリセット信号を供給することができ、走査線Ｇ１は選択信号を供給す
ることができ、配線ＣＳは検知素子の第２の電極の電位（ノードＡの電位）を制御する制
御信号を供給することができる。
【０２６４】
また、信号線ＤＬは検知信号ＤＡＴＡを供給することができ、端子ＯＵＴは検知信号ＤＡ
ＴＡに基づいて変換された信号を供給することができる。
【０２６５】
《変換器ＣＯＮＶ》
変換器ＣＯＮＶは変換回路を備える。検知信号ＤＡＴＡを変換して端子ＯＵＴに供給する
ことができるさまざまな回路を、変換器ＣＯＮＶに用いることができる。例えば、変換器
ＣＯＮＶを検知回路５１９と電気的に接続することにより、ソースフォロワ回路またはカ
レントミラー回路などが構成されるようにしてもよい。
【０２６６】
具体的には、トランジスタＭ４を用いた変換器ＣＯＮＶを用いて、ソースフォロワ回路を
構成できる（図１９（Ｂ）参照）。なお、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３と同一
の工程で作製することができるトランジスタをトランジスタＭ４に用いてもよい。
【０２６７】
また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ４は、上記実施の形態に示したトランジスタ
を用いることができる。また、例えば、１４族の元素、化合物半導体または酸化物半導体
を半導体層に用いることができる。具体的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を
含む半導体またはインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
【０２６８】
また、変換器ＣＯＮＶおよび駆動回路ＧＤを他の基板（例えば、単結晶半導体基板や、多
結晶半導体基板）上に設け、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方法やワイヤボンデ
ィング方法などにより検知ユニット５１０と電気的に接続してもよい。また、ＦＰＣなど
を用いて検知ユニット５１０と電気的に接続してもよい。
【０２６９】
＜検知回路５１９の駆動方法＞
検知回路５１９の駆動方法について説明する。
【０２７０】
《第１のステップ》
第１のステップにおいて、リセット信号をトランジスタＭ３のゲートに供給し、ノードＡ
の電位を所定の電位にする（図１９（Ｄ−１）期間Ｔ１参照）。
【０２７１】
具体的には、トランジスタＭ３を導通状態とするリセット信号を、配線ＲＥＳを介してト
ランジスタＭ３のゲートに供給する。当該リセット信号が供給されたトランジスタＭ３は
導通状態となり、ノードＡの電位を、例えばトランジスタＭ１を非導通状態とする電位に
する（図１９（Ｄ−１）期間Ｔ１参照）。
【０２７２】
《第２のステップ》
第２のステップにおいて、トランジスタＭ３を非導通状態にするリセット信号をトランジ
スタＭ３のゲートに供給する。また、トランジスタＭ２を導通状態にする選択信号をトラ
ンジスタＭ２のゲートに供給し、トランジスタＭ１のソースまたはドレインの他方を信号
線ＤＬに電気的に接続する。
【０２７３】
具体的には、トランジスタＭ２を導通状態とする選択信号を、走査線Ｇ１を介してトラン
ジスタＭ２のゲートに供給する。当該選択信号が供給されたトランジスタＭ２は導通状態
となり、トランジスタＭ１のソースまたはドレインの他方を信号線ＤＬに電気的に接続す
る（図１９（Ｄ−１）期間Ｔ２参照）。
【０２７４】
《第３のステップ》
第３のステップにおいて、制御信号を検知素子５１８の第１の電極に供給し、制御信号お
よび検知素子５１８の静電容量に基づいて変化する電位をノードＡを介してトランジスタ
Ｍ１のゲートに供給する。
【０２７５】
具体的には、配線ＣＳに矩形波の制御信号を供給する。矩形波の制御信号が検知素子５１
８の第１の電極に供給されると、検知素子５１８の静電容量に基づいてノードＡの電位が
上昇する（図１９（Ｄ−１）期間Ｔ２の後半を参照）。
【０２７６】
例えば、検知素子５１８が大気中に置かれている場合、大気より誘電率の高い物質が、検
知素子５１８の第１の電極に近接して配置された場合、検知素子５１８の静電容量は見か
け上大きくなる。この場合、矩形波の制御信号がもたらすノードＡの電位の変化は、大気
より誘電率の高い物質が近接して配置されていない場合に比べて小さくなる（図１９（Ｄ
−２）実線参照）。
【０２７７】
《第４のステップ》
第４のステップにおいて、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす信号を信号
線ＤＬに供給する。
【０２７８】
例えば、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす電流の変化を信号線ＤＬに供
給する。
【０２７９】
変換器ＣＯＮＶは、信号線ＤＬを流れる電流の変化を電圧の変化に変換し、該電圧を端子
ＯＵＴに供給する。
【０２８０】
《第５のステップ》
第５のステップにおいて、トランジスタＭ２を非導通状態にする選択信号をゲートに供給
する。
【０２８１】
以後、走査線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）について、走査線ごとに第１のステップか
ら第５のステップを繰り返すことで、タッチセンサ５００のどの領域が選択されたかを知
ることができる。
【０２８２】
＜位置情報入力部の構成例２＞
図２０に例示するタッチセンサ５００Ｂは、検知ユニット５１０に換えて検知ユニット５
１０Ｂを備える点がタッチセンサ５００と異なる。
【０２８３】
また、検知ユニット５１０Ｂは、以下の点が検知ユニット５１０と異なる。検知ユニット
５１０では配線ＣＳに電気的に接続される検知素子５１８の第１の電極が、検知ユニット
５１０Ｂでは走査線Ｇ１に電気的に接続される点、検知ユニット５１０ではトランジスタ
Ｍ２を介して信号線ＤＬ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
の他方が、検知ユニット５１０ＢではトランジスタＭ２を介すことなく信号線ＤＬと電気
的に接続される点が、検知ユニット５１０とは異なる。ここでは異なる構成について詳細
に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
【０２８４】
タッチセンサ５００Ｂは、マトリクス状に配置される複数の検知ユニット５１０Ｂと、行
方向に配置される複数の検知ユニット５１０Ｂが電気的に接続される走査線Ｇ１と、列方
向に配置される複数の検知ユニット５１０Ｂが電気的に接続される信号線ＤＬと、を有す
る（図２０（Ａ）参照）。
【０２８５】
例えば、複数の検知ユニット５１０Ｂをｎ行ｍ列（ｎおよびｍは１以上の自然数）のマト
リクス状に配置することができる。
【０２８６】
なお、検知ユニット５１０Ｂは検知素子５１８を備え、検知素子５１８の第１の電極は走
査線Ｇ１と電気的に接続されている。これにより、選択された一の走査線Ｇ１に電気的に
接続される複数の検知ユニット５１０Ｂごとに、ノードＡの電位を走査線Ｇ１が供給する
選択信号を用いて制御することができる。
【０２８７】
また、信号線ＤＬと走査線Ｇ１を同一の導電膜を用いて形成してもよい。
【０２８８】
また、検知素子５１８の第１の電極と走査線Ｇ１を同一の導電膜を用いて形成してもよい
。例えば、行方向に隣接する検知ユニット５１０Ｂが備える検知素子５１８の第１の電極
同士を接続し、接続された電極を走査線Ｇ１として用いてもよい。
【０２８９】
《検知回路５１９Ｂ》
図２０（Ｃ）に例示する検知回路５１９Ｂは、トランジスタＭ１、トランジスタＭ３を有
する。また、トランジスタＭ１は、ゲートがノードＡと電気的に接続され、ソースまたは
ドレインの一方が接地電位を供給することができる配線ＶＰＩと電気的に接続され、ソー
スまたはドレインの他方が検知信号ＤＡＴＡを供給することができる信号線ＤＬと電気的
に接続される。
【０２９０】
また、トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方がノードＡと電気的に接続され
、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ１を導通状態にすることができる電位を
供給できる配線ＶＲＥＳと電気的に接続され、ゲートがリセット信号を供給することがで
きる配線ＲＥＳと電気的に接続される。
【０２９１】
検知素子５１８の静電容量は、例えば、検知素子５１８の第１の電極または第２の電極（
ノードＡ）にものが近接すること、もしくは第１の電極と第２の電極の間隔が変化するこ
とにより変動する。これにより、検知ユニット５１０は検知素子５１８の容量の変化に基
づく検知信号ＤＡＴＡを供給することができる。
【０２９２】
配線ＶＲＥＳおよび配線ＶＰＩは例えば接地電位を供給することができ、配線ＶＰＯおよ
び配線ＢＲは例えば高電源電位を供給することができる。
【０２９３】
また、配線ＲＥＳはリセット信号を供給することができ、走査線Ｇ１は選択信号を供給す
ることができる。
【０２９４】
また、信号線ＤＬは検知信号ＤＡＴＡを供給することができ、端子ＯＵＴは検知信号ＤＡ
ＴＡに基づいて変換された信号を供給することができる。
【０２９５】
＜検知回路５１９Ｂの駆動方法＞
検知回路５１９Ｂの駆動方法について説明する。
【０２９６】
《第１のステップ》
第１のステップにおいて、リセット信号をトランジスタＭ３のゲートに供給し、ノードＡ
の電位を所定の電位にする（図２０（Ｄ）期間Ｔ１参照）。
【０２９７】
具体的には、トランジスタＭ３を導通状態とするリセット信号を配線ＲＥＳを介してトラ
ンジスタＭ３のゲートに供給する。当該リセット信号が供給されたトランジスタＭ３は導
通状態となり、ノードＡの電位を、例えばトランジスタＭ１を非導通状態にする電位にす
る（図２０（Ｃ）参照）。
【０２９８】
《第２のステップ》
第２のステップにおいて、トランジスタＭ３を非導通状態にするリセット信号をトランジ
スタＭ３のゲートに供給する。また、選択信号を検知素子５１８の第１の電極に供給し、
選択信号および検知素子５１８の静電容量に基づいて変化する電位を、ノードＡを介して
トランジスタＭ１のゲートに供給する（図２０（Ｄ）期間Ｔ２参照）。
【０２９９】
具体的には、走査線Ｇ１（ｉ−１）に矩形波の選択信号を供給させる。矩形波の選択信号
が検知素子５１８の第１の電極に供給されると、検知素子５１８の静電容量に基づいてノ
ードＡの電位が上昇する。
【０３００】
例えば、検知素子５１８が大気中に置かれている場合、大気より誘電率の高い物質が、検
知素子５１８の第１の電極に近接して配置された場合、検知素子５１８の静電容量は見か
け上大きくなる。この場合、矩形波の選択信号がもたらすノードＡの電位の変化は、大気
より誘電率の高い物質が近接して配置されていない場合に比べて小さくなる。
【０３０１】
《第３のステップ》
第３のステップにおいて、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす信号を信号
線ＤＬに供給する。
【０３０２】
例えば、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす電流の変化を信号線ＤＬに供
給する。
【０３０３】
変換器ＣＯＮＶは、信号線ＤＬを流れる電流の変化を電圧の変化に変換し、該電圧を端子
ＯＵＴに供給する。
【０３０４】
以後、走査線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）について、走査線ごとに第１のステップか
ら第３のステップを繰り返す（図２０（Ｄ）期間Ｔ２乃至期間Ｔ４参照）。なお、図２０
（Ｄ）ではｉ行目（ｉは１以上ｎ以下の自然数）の走査線Ｇ１を、走査線Ｇ１（ｉ）と示
している。上記の構成例および動作例によれば、タッチセンサ５００Ｂのどの領域が選択
されたかを知ることができる。
【０３０５】
アクティブマトリクス方式のタッチセンサは、トランジスタによって検知に必要の無い検
知ユニット５１０への信号供給を停止することができる。よって、選択されていない検知
ユニット５１０が選択された検知ユニット５１０に及ぼす干渉を低減することができる。
よって、アクティブマトリクス方式のタッチセンサはノイズに強く、また、検出感度を高
めることができる。
【０３０６】
また、アクティブマトリクス方式のタッチセンサは、検出感度を高めることができるため
、検知ユニット５１０もしくは検知素子５１８を小さくしても、選択された領域を精度よ
く検出することができる。よって、アクティブマトリクス方式のタッチセンサは、検知ユ
ニット５１０の単位面積当たりの個数（面密度）を増やすことができる。すなわち、アク
ティブマトリクス方式のタッチセンサは、選択された領域の位置検出精度を高めることが
できる。
【０３０７】
また、アクティブマトリクス方式のタッチセンサは、例えば、ハンドヘルド型に用いるこ
とができる大きさから、電子黒板に用いることができる大きさまで、さまざまな大きさの
タッチセンサを実現することができる。特に、アクティブマトリクス方式のタッチセンサ
は、他の方式のタッチセンサと比較して検出領域全体の大面積化が容易である。アクティ
ブマトリクス方式のタッチセンサを用いることで、高精細かつ大面積のタッチパネルを実
現することができる。
【０３０８】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０３０９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、発光素子１２５に用いることができる発光素子の構成例について、発
光素子３３０および発光素子３３１を用いて説明する。
【０３１０】
＜発光素子の構成例＞
図２１（Ａ）に示す発光素子３３０は、一対の電極（電極３１８、電極３２２）間にＥＬ
層３２０が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例とし
て、電極３１８を陽極として用い、電極３２２を陰極として用いるものとする。
【０３１１】
また、ＥＬ層３２０は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の
機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い
物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポー
ラ性（電子および正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具
体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わ
せて用いることができる。
【０３１２】
図２１（Ａ）に示す発光素子３３０は、電極３１８と電極３２２との間に与えられた電位
差により電流が流れ、ＥＬ層３２０において正孔と電子とが再結合し、発光するものであ
る。つまりＥＬ層３２０に発光領域が形成されるような構成となっている。
【０３１３】
本発明において、発光素子３３０からの発光は、電極３１８、または電極３２２側から外
部に取り出される。従って、電極３１８、または電極３２２のいずれか一方は透光性を有
する物質で成る。
【０３１４】
なお、ＥＬ層３２０は図２１（Ｂ）に示す発光素子３３１のように、電極３１８と電極３
２２との間に複数積層されていても良い。ｎ層（ｎは２以上の自然数）の積層構造を有す
る場合には、ｍ番目（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす自然数）のＥＬ層３２０と、（ｍ＋１）
番目のＥＬ層３２０との間には、それぞれ電荷発生層３２０ａを設けることが好ましい。
【０３１５】
電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、を用いて形成することがで
きる。金属酸化物としては、例えば、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステ
ン等が挙げられる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳
香族炭化水素、または、それらを基本骨格とするオリゴマー、デンドリマー、ポリマーな
ど、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化
合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい
。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい
。なお、電荷発生層３２０ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性
に優れているため、発光素子３３０の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することがで
きる。上記複合材料以外にも、上記金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土
類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを電荷発生層３２０ａに用い
ることができる。
【０３１６】
なお、電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合
わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供
与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜
とを組み合わせて形成してもよい。
【０３１７】
このような構成を有する発光素子３３１は、隣接するＥＬ層３２０同士でのエネルギーの
移動が起こり難く、高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易であ
る。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【０３１８】
なお、電荷発生層３２０ａとは、電極３１８と電極３２２に電圧を印加したときに、電荷
発生層３２０ａに接して形成される一方のＥＬ層３２０に対して正孔を注入する機能を有
し、他方のＥＬ層３２０に電子を注入する機能を有する。
【０３１９】
図２１（Ｂ）に示す発光素子３３１は、ＥＬ層３２０に用いる発光物質の種類を変えるこ
とにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の
発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもでき
る。
【０３２０】
図２１（Ｂ）に示す発光素子３３１を用いて、白色発光を得る場合、複数のＥＬ層の組み
合わせとしては、赤、青および緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例え
ば、青色の蛍光材料を発光物質として含むＥＬ層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質と
して含むＥＬ層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示すＥＬ層と、緑色の発
光を示すＥＬ層と、青色の発光を示すＥＬ層とを有する構成とすることもできる。または
、補色の関係にある光を発するＥＬ層を有する構成であっても白色発光が得られる。ＥＬ
層が２層積層された積層型素子において、これらのＥＬ層からの発光色を補色の関係にす
る場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などの組み合わせが挙
げられる。
【０３２１】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置す
ることにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することが
できる。
【０３２２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０３２３】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置が適用された電子機器の例について、
図面を参照して説明する。
【０３２４】
本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器として、テレビ、モニタ等の表示装置、
照明装置、デスクトップ型或い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
た静止画また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、携帯電話、自動車電話、携帯型ゲーム機、タブレット型端末、パチンコ
機などの大型ゲーム機、電卓、携帯情報端末、電子手帳、電子書籍、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、透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、
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、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げられ
る。また、蓄電体からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電子機器の範
疇に含まれるものとする。上記移動体として、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（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）
、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、小型または大型船舶、潜水艦、ヘリ
コプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などが挙げら
れる。
【０３２５】
特に、本発明の一態様に係る表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン
装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デ
ジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話
、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機
などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０３２６】
また、照明装置や表示装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装
の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０３２７】
図２２（Ａ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機
７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外
部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携
帯電話機７４００は、本発明の一態様に係る表示装置を表示部７４０２に用いることによ
り作製される。
【０３２８】
図２２（Ａ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２にタッチセンサを有し、表示
部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける
、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、表示部７４０２を指などで触れることに
より行うことができる。
【０３２９】
また操作ボタン７４０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦや、表示部７４０２に表示さ
れる画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュ
ー画面に切り替えることができる。
【０３３０】
ここで、表示部７４０２には、本発明の一態様の表示装置が組み込まれている。したがっ
て、消費電力が少なく、且つ信頼性の高い携帯電話機とすることができる。
【０３３１】
図２２（Ｂ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機
７４１０は、筐体７４１１に、表示部７４１２、マイク７４１６、スピーカ７４１５、カ
メラ７４１７、外部接続部７４１４、操作用ボタン７４１３などを備えている。また、本
発明の一態様の表示装置を、可撓性を有する基板を用いて形成することで、曲面を有する
表示部７４１２に適用することが可能である。
【０３３２】
図２２（Ｂ）に示す携帯電話機７４１０は、表示部７４１２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は
、表示部７４１２を指などで触れることにより行うことができる。
【０３３３】
表示部７４１２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０３３４】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４１２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４１２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
【０３３５】
また、表示部７４１２に表示される画像の種類によってモードを切り替えることもできる
。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデー
タであれば入力モードに切り替えてもよい。
【０３３６】
また、入力モードにおいて、表示部７４１２のタッチセンサを用い、表示部７４１２のタ
ッチ操作による入力が一定期間ないと判断される場合には、画面のモードを入力モードか
ら表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０３３７】
また、携帯電話機７４１０内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出装置を設ける
ことで、携帯電話機７４１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４１２の画面表示
の向きを自動的に切り替えるようにすることもできる。また、画面表示の向きの切り替え
は、表示部７４１２を触れること、または筐体７４１１の操作用ボタン７４１３の操作に
より行うこともできる。
【０３３８】
図２２（Ｃ）は、リストバンド型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００
は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、および送受信装置７１０４を
備える。
【０３３９】
携帯表示装置７１００は、送受信装置７１０４によって映像信号を受信可能で、受信した
映像を表示部７１０２に表示することができる。また、音声信号を他の受信機器に送信す
ることもできる。
【０３４０】
また、操作ボタン７１０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え
、または音声のボリュームの調整などを行うことができる。
【０３４１】
ここで、表示部７１０２には、本発明の一態様に係る表示装置が組み込まれている。した
がって、消費電力が少なく、且つ信頼性の高い携帯表示装置とすることができる。
【０３４２】
図２２（Ｄ）は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍は、筐体２７０２およ
び筐体２７０４の２つの筐体で構成されている。筐体２７０２および筐体２７０４は、軸
部２７１２により一体とされており、該軸部２７１２を軸として開閉動作を行うことがで
きる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０３４３】
筐体２７０２には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０４には表示部２７０７が組み
込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部（図２２（Ｄ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の
表示部（図２２（Ｄ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。上記実施の
形態で示した表示装置を適用することにより、消費電力が少なく、且つ信頼性の高い電子
書籍とすることができる。
【０３４４】
また、図２２（Ｄ）では、筐体２７０２に操作部などを備えた例を示している。例えば、
筐体２７０２において、電源端子２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを
備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同
一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体
の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部な
どを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた構
成としてもよい。
【０３４５】
また、電子書籍は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍
サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能で
ある。
【０３４６】
図２２（Ｅ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体９６
０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示すること
が可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を
示している。上記実施の形態で示した表示装置を適用することにより、消費電力が少なく
、且つ信頼性の高いテレビジョン装置とすることができる。
【０３４７】
テレビジョン装置の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作
機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する
情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０３４８】
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。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、さらに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（送信者
と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０３４９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【符号の説明】
【０３５０】
１００    表示装置
１０１    画像信号供給源
１１０    画像処理回路
１１１    記憶回路
１１２    比較回路
１１３    制御回路
１１６    基板
１１９    絶縁層
１２０    表示パネル
１２１    駆動回路
１２２    表示部
１２３    画素
１２４    画素
１２５    発光素子
１３０    受信回路
１３１    ＬＶＤＳトランスミッタ
１３２    ＬＶＤＳレシーバ
１３３    ＳＰコンバータ
１３５    走査線
１３６    信号線
１３７    画素回路
１４０    画像処理装置
１４１    ＬＶＤＳトランスミッタ
１４２    ＬＶＤＳレシーバ
２０５    絶縁層
２０６    電極
２０７    絶縁層
２０８    半導体層
２０９    絶縁層
２１０    絶縁層
２１１    絶縁層
２１３    電極
２１４    電極
２１５    電極
２１７    絶縁層
２２１    不純物元素
２３２    トランジスタ
２３３    容量素子
２７１    タッチセンサ
３０１    動画表示期間
３０２    静止画表示期間
３０３    期間
３０４    静止画保持期間
３１８    電極
３２０    ＥＬ層
３２２    電極
３３０    発光素子
３３１    発光素子
４００    トランジスタ
４０１    トランジスタ
４１０    トランジスタ
４１１    トランジスタ
４２０    トランジスタ
４２１    トランジスタ
４３０    トランジスタ
４３１    トランジスタ
４３２    液晶素子
４３４    トランジスタ
４３５    ノード
４３６    ノード
４３７    ノード
４４０    トランジスタ
４４１    トランジスタ
４５０    トランジスタ
４５１    トランジスタ
５００    タッチセンサ
５１０    検知ユニット
５１８    検知素子
５１９    検知回路
９０１    オペアンプ
９１１    非反転信号入力端子
９１２    反転信号入力端子
９１３    スタンバイ信号入力端子
９１４    出力端子
９２１    非反転信号
９２２    反転信号
９３１    出力信号
９９９    ノイズ
２７０２    筐体
２７０４    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１２    軸部
２７２１    電源端子
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカ
５１００    ペレット
５１２０    基板
５１６１    領域
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    送受信装置
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４１０    携帯電話機
７４１１    筐体
７４１２    表示部
７４１３    操作用ボタン
７４１４    外部接続部
７４１５    スピーカ
７４１６    マイク
７４１７    カメラ
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
１００ａ    表示装置
１２１ａ    駆動回路
１２１ｂ    駆動回路
１２１ｃ    駆動回路
１２１ｄ    駆動回路
１２３Ｂ    画素
１２３Ｇ    画素
１２３Ｒ    画素
１２３Ｙ    画素
１３０ａ    受信回路
３２０ａ    電荷発生層
５００Ｂ    タッチセンサ
５１０Ｂ    検知ユニット
５１９Ｂ    検知回路
【図１】
2020115230.tif 000003
【図２】
2020115230.tif 000004
【図３】
2020115230.tif 000005
【図４】
2020115230.tif 000006
【図５】
2020115230.tif 000007
【図６】
2020115230.tif 000008
【図７】
2020115230.tif 000009
【図８】
2020115230.tif 000010
【図９】
2020115230.tif 000011
【図１０】
2020115230.tif 000012
【図１１】
2020115230.tif 000013
【図１２】
2020115230.tif 000014
【図１３】
2020115230.tif 000015
【図１４】
2020115230.tif 000016
【図１５】
2020115230.tif 000017
【図１６】
2020115230.tif 000018
【図１７】
2020115230.tif 000019
【図１８】
2020115230.tif 000020
【図１９】
2020115230.tif 000021
【図２０】
2020115230.tif 000022
【図２１】
2020115230.tif 000023
【図２２】
2020115230.tif 000024
【図２３】
2020115230.tif 000025
【図２４】
2020115230.tif 000026
【図２５】
2020115230.tif 000027
【図２６】
2020115230.tif 000028
【図２７】
2020115230.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月1日(2020.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、画像処理回路と、受信回路と、を有する表示装置であって、
前記表示パネルは、表示部と、駆動回路と、を有し、
前記画像処理回路は、記憶回路と、比較回路と、制御回路と、を有し、
前記受信回路は、デジタル画像信号をシリアル形式からパラレル形式に変換し、前記画像処理回路に送信する機能を有し、
前記画像処理回路は、前記パラレル形式のデジタル画像信号からフレーム期間毎の画像信号を生成する機能を有し、
前記記憶回路は、前記フレーム期間毎の画像信号を記憶する機能を有し、
前記比較回路は、前記記憶回路に記憶された連続する２フレームの画像信号の差分を検出する機能を有し、
前記制御回路は、前記差分の検出結果により、動画表示期間か静止画表示期間を判断する機能を有し、
前記動画表示期間において、前記制御回路は、前記記憶回路に記憶された画像信号を前記表示パネルに送信する機能を有し、
前記静止画表示期間において、前記制御回路は、前記表示パネルへの制御信号の供給を停止する信号を送信する機能を有し、かつ前記受信回路に動作を停止する信号を送信する機能を有し、
前記受信回路は、前記静止画表示期間において、少なくとも一部の動作を停止する機能を有する表示装置。
【請求項２】
表示パネルと、画像処理回路と、受信回路と、を有する表示装置であって、
前記表示パネルは、表示部と、駆動回路と、を有し、
前記画像処理回路は、記憶回路と、比較回路と、制御回路と、を有し、
前記受信回路は、オペアンプを有し、
前記受信回路は、デジタル画像信号をシリアル形式からパラレル形式に変換し、前記画像処理回路に送信する機能を有し、
前記画像処理回路は、前記パラレル形式のデジタル画像信号からフレーム期間毎の画像信号を生成する機能を有し、
前記記憶回路は、前記フレーム期間毎の画像信号を記憶する機能を有し、
前記比較回路は、前記記憶回路に記憶された連続する２フレームの画像信号の差分を検出する機能を有し、
前記制御回路は、前記差分の検出結果により、動画表示期間か静止画表示期間を判断する機能を有し、
前記動画表示期間において、前記制御回路は、前記記憶回路に記憶された画像信号を前記表示パネルに送信する機能を有し、
前記静止画表示期間において、前記制御回路は、前記表示パネルへの制御信号の供給を停止する信号を送信する機能を有し、かつ前記受信回路に動作を停止する信号を送信する機能を有し、
前記受信回路は、前記静止画表示期間において、前記オペアンプへのバイアス電流の供給を停止する機能を有する表示装置。
【請求項３】
表示パネルと、画像処理回路と、受信回路と、を有する表示装置であって、
前記表示パネルは、表示部と、駆動回路と、を有し、
前記画像処理回路は、記憶回路と、比較回路と、制御回路と、を有し、
前記受信回路は、低電圧差動信号レシーバと、シリアルパラレルコンバータと、を有し、
前記低電圧差動信号レシーバは、デジタル画像信号をシングルエンド方式の信号に変換し、前記シリアルパラレルコンバータに送信する機能を有し、
前記シリアルパラレルコンバータは、前記デジタル画像信号をシリアル形式からパラレル形式に変換し、前記画像処理回路に送信する機能を有し、
前記画像処理回路は、前記パラレル形式のデジタル画像信号からフレーム期間毎の画像信号を生成する機能を有し、
前記記憶回路は、前記フレーム期間毎の画像信号を記憶する機能を有し、
前記比較回路は、前記記憶回路に記憶された連続する２フレームの画像信号の差分を検出する機能を有し、
前記制御回路は、前記差分の検出結果により、動画表示期間か静止画表示期間を判断する機能を有し、
前記動画表示期間において、前記制御回路は、前記記憶回路に記憶された画像信号を前記表示パネルに送信する機能を有し、
前記静止画表示期間において、前記制御回路は、前記表示パネルへの制御信号の供給を停止する信号を送信する機能を有し、かつ前記受信回路に動作を停止する信号を送信する機能を有し、
前記受信回路は、前記静止画表示期間において、少なくとも一部の動作を停止する機能を有する表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記表示部は、前記静止画表示期間において、フレーム周波数を１Ｈｚ以下として画像を表示する機能を有する表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記表示部は、酸化物半導体を有するトランジスタと、液晶素子と、を有する表示装置。