(57)【要約】コンテンツの解像度およびフレーム周波数に合わせて動作方法を最適化し、消費電力の低い表示装置を提供する。表示装置は、表示ユニットおよび受像装置を有する。コンテンツの解像度が、表示装置が表示可能な解像度より低い場合、表示ユニットが有するソースドライバおよびゲートドライバは複数のソース線およびゲート線に信号を出力し、ソースドライバおよびゲートドライバは動作周波数を下げて動作を行う。さらに、ソースドライバおよびゲートドライバが有する論理回路部の電源電圧を低くする。また、コンテンツのフレーム周波数が、表示装置が表示可能なフレーム周波数より低い場合、表示ユニットが有するソースドライバおよびゲートドライバは動作周波数を下げて動作を行い、ソースドライバおよびゲートドライバが有する論理回路部の電源電圧を低くする。受像装置は、コンテンツの解像度およびフレーム周波数を検出する。
2018197985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素アレイと、
ソースドライバと、
ゲートドライバと、を有する表示ユニットであって、
前記画素アレイは、ｍ×ｎ個（ｍ、ｎは２以上の整数）の画素と、ｍ本のソース線と、ｎ本のゲート線と、を有し、
前記ソースドライバは、第１の論理回路部と、第１のセレクタ群と、を有し、
前記ゲートドライバは、第２の論理回路部と、第２のセレクタ群と、を有し、
前記ソースドライバは、前記ｍ本のソース線に信号を出力する機能を有し、
前記ゲートドライバは、前記ｎ本のゲート線に信号を出力する機能を有し、
前記表示ユニットには、ｉ×ｊ画素分（ｉ、ｊは２以上の整数）の情報量を有する画像データが入力され、
ｉ＜ｍの場合、前記第１のセレクタ群は、前記第１の論理回路部が出力する信号の１つを、複数の前記ソース線に出力し、
ｊ＜ｎの場合、前記第２のセレクタ群は、前記第２の論理回路部が出力する信号の１つを、複数の前記ゲート線に出力することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
ｉ＜ｍの場合、前記第１の論理回路部は、ｉ＝ｍの場合と比べて低い動作周波数で動作し、
ｊ＜ｎの場合、前記第２の論理回路部は、ｊ＝ｎの場合と比べて低い動作周波数で動作することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
ｉ＜ｍの場合、前記第１の論理回路部は、ｉ＝ｍの場合と比べて低い電源電圧で動作し、
ｊ＜ｎの場合、前記第２の論理回路部は、ｊ＝ｎの場合と比べて低い電源電圧で動作することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記ソースドライバは、第１のレベルシフタ部、を有し、
前記ゲートドライバは、第２のレベルシフタ部、を有し、
前記第１のレベルシフタ部は、第１乃至第ｋのレベルシフタ群（ｋは２以上の整数）、を有し、
前記第２のレベルシフタ部は、第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群（ｌはｋ＋２以上の整数）、を有し、
ｉ＜ｍの場合、前記第１のレベルシフタ部は、前記第１乃至第ｋのレベルシフタ群の中から、ｉ＝ｍの場合と異なる前記レベルシフタ群、または、ｉ＝ｍの場合と異なる組み合わせの前記レベルシフタ群、を用いて動作し、
ｊ＜ｎの場合、前記第２のレベルシフタ部は、前記第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群の中から、ｊ＝ｎの場合と異なる前記レベルシフタ群、または、ｊ＝ｎの場合と異なる組み合わせの前記レベルシフタ群、を用いて動作することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、
前記表示ユニットには、表示可能な画像データが入力され、
前記画像データの最大フレーム周波数をｆとしたとき、
前記表示ユニットに、フレーム周波数ｇの画像データが入力され、
ｇ＜ｆの場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの場合と比べて低い動作周波数で動作することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項６】
請求項５において、
ｇ＜ｆの場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの場合と比べて低い電源電圧で動作することを特徴とする、表示ユニット。
【請求項７】
請求項１または請求項２において、
前記画素は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する、表示ユニット。
【請求項８】
表示ユニットと、
受像装置と、を有し、
前記表示ユニットは、画素アレイと、ソースドライバと、ゲートドライバと、を有し、
前記ソースドライバは、第１の論理回路部と、第１のセレクタ群と、を有し、
前記ゲートドライバは、第２の論理回路部と、第２のセレクタ群と、を有し、
前記画素アレイは、ｍ本（ｍは２以上の整数）のソース線と、ｎ本（ｎは２以上の整数）のゲート線と、を有し、
前記ソースドライバは、前記ｍ本のソース線に信号を出力する機能を有し、
前記ゲートドライバは、前記ｎ本のゲート線に信号を出力する機能を有し、
前記受像装置は、画像データの解像度ｄを検出する機能を有し、
前記表示ユニットは、最大で解像度ｅの画像データを表示可能としたとき、
ｄ＜ｅの画像データが前記受像装置に入力された場合、前記第１のセレクタ群は、前記第１の論理回路部が出力する信号の１つを複数の前記ソース線に出力し、前記第２のセレクタ群は、前記第２の論理回路部が出力する信号の１つを複数の前記ゲート線に出力することを特徴とする、表示装置。
【請求項９】
請求項８において、
ｄ＜ｅの画像データが前記受像装置に入力された場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｄ＝ｅの画像データが前記受像装置に入力された場合と比べて低い動作周波数で動作することを特徴とする、表示装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、
ｄ＜ｅの画像データが前記受像装置に入力された場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｄ＝ｅの画像データが前記受像装置に入力された場合と比べて低い電源電圧で動作することを特徴とする、表示装置。
【請求項１１】
請求項８または請求項９において、
前記ソースドライバは、第１のレベルシフタ部、を有し、
前記ゲートドライバは、第２のレベルシフタ部、を有し、
前記第１のレベルシフタ部は、第１乃至第ｋのレベルシフタ群（ｋは２以上の整数）、を有し、
前記第２のレベルシフタ部は、第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群（ｌはｋ＋２以上の整数）、を有し、
ｄ＜ｅの場合、前記第１のレベルシフタ部は、前記第１乃至第ｋのレベルシフタ群の中から、ｄ＝ｅの場合と異なる前記レベルシフタ群、または、ｄ＝ｅの場合と異なる組み合わせの前記レベルシフタ群、を用いて動作し、前記第２のレベルシフタ部は、前記第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群の中から、ｄ＝ｅの場合と異なる前記レベルシフタ群、または、ｄ＝ｅの場合と異なる組み合わせの前記レベルシフタ群、を用いて動作することを特徴とする、表示装置。
【請求項１２】
請求項８または請求項９において、
前記受像装置は、画像データのフレーム周波数ｇを検出する機能を有し、
前記表示ユニットは、最大でフレーム周波数ｆの画像データを表示可能としたとき、
ｇ＜ｆの画像データが前記受像装置に入力された場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの画像データが前記受像装置に入力された場合と比べて低い動作周波数で動作することを特徴とする、表示装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
ｇ＜ｆの画像データが前記受像装置に入力された場合、前記第１の論理回路部および前記第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの画像データが前記受像装置に入力された場合と比べて低い電源電圧で動作することを特徴とする、表示装置。
【請求項１４】
請求項８または請求項９において、
前記画素アレイは、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明の一形態は、表示ユニットに関する。特に、解像度およびフレーム周波数が高いコンテンツを表示可能な表示ユニット、当該表示ユニットを有する表示装置、および電子機器に関する。【０００２】なお、本発明の一形態は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一形態は、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。【０００３】そのため、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一形態の技術分野としては、表示ユニット、表示装置、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あげることができる。
【背景技術】
【０００４】近年、解像度の高い、すなわち画素数の多いコンテンツを表示可能な表示装置が求められている。家庭用のテレビジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）においても解像度の高いコンテンツを視聴できることが望まれており、現在日本国では、ハイビジョンもしくはフルハイビジョン（フルＨＤ、２Ｋ）と呼ばれるテレビ用の放送サービスが主流であるが、フルハイビジョンの４倍の画素を有するウルトラハイビジョン（４Ｋ解像度、４Ｋ２Ｋ、４Ｋ）と呼ばれるテレビ用の放送サービスが２０１５年に開始されている。さらに、ウルトラハイビジョンの４倍の画素を有するスーパーハイビジョン（８Ｋ解像度、８Ｋ４Ｋ、８Ｋ）と呼ばれるテレビ用の試験放送が２０１６年に開始され、２０１８年に実用放送が予定されている。【０００５】ここで、代表的には、フルハイビジョンと呼ばれる表示装置は１９２０×１０８０個の画素を有し、ウルトラハイビジョンと呼ばれる表示装置は３８４０×２１６０個の画素を有し、スーパーハイビジョンと呼ばれる表示装置は７６８０×４３２０個の画素を有する。【０００６】また、フレーム周波数の高いコンテンツを表示可能な表示装置が望まれている。フレーム周波数は、表示装置が１秒間に表示画像を書き換える回数であり、フレーム周波数を高くすることで、ちらつきを抑え滑らかな動画表示を実現する。スーパーハイビジョンにおいては、フレーム周波数が６０Ｈｚのみならず、１２０Ｈｚの放送サービスも予定されている。【０００７】非特許文献１には、スーパーハイビジョンに対応した画素数を有する有機ＥＬディスプレイが報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｓ．Ｋａｗａｓｈｉｍａ，ｅｔ  ａｌ．，”１３．３−Ｉｎ．８Ｋ  Ｘ  ４Ｋ６６４−ｐｐｉ  ＯＬＥＤ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｕｓｉｎｇ  ＣＡＡＣ−ＯＳ  ＦＥＴｓ，”ＳＩＤ２０１４  ＤＩＧＥＳＴ，ｐｐ．６２７−６３０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】スーパーハイビジョンに対応したテレビ放送を視聴するには、スーパーハイビジョンに対応したテレビ等、表示装置が必要である。しかし、スーパーハイビジョンに対応した表示装置が一般に普及するまでの期間、従来のハイビジョン、フルハイビジョン放送やウルトラハイビジョン放送も継続されることが予想できる。コンテンツは、テレビ放送以外でも、例えば、メディアやインターネット、ケーブルテレビ等によっても届けられるが、少なくともフルハイビジョン、ウルトラハイビジョン、スーパーハイビジョンがしばらくの間混在すると予想できる。【００１０】したがって、スーパーハイビジョンに対応した表示装置であっても、ウルトラハイビジョンやフルハイビジョンの解像度に対応できる必要があり、１２０Ｈｚのみではなく６０Ｈｚや３０Ｈｚのフレーム周波数にも対応できる必要がある。【００１１】表示装置が、表示可能な最大の解像度より解像度の低いコンテンツを表示する、もしくは、表示可能な最大のフレーム周波数よりフレーム周波数の低いコンテンツを表示するには、表示装置が有する受像装置において、足りない画像データを補間する方法（アップコンバートともいう）がある。画像データを補間する方法には、単に１画素分の画像データを４画素または１６画素にコピーする方法、周囲の画像データを参照し中間色の画像データを補う方法、表示画像の中からエッジ（輪郭）を検出し足りない画像データを推測する方法、前後のフレームから足りない画像データの場所にあった画像データを補う方法、さらに、エッジを検出して同じようなテクスチャを補う方法等、様々な方法がある。フレームを補う方法についても同様である。【００１２】しかし、表示装置は、表示するコンテンツの解像度またはフレーム周波数が低くても、表示装置の対応できる最大の解像度および最大のフレーム周波数に対応した電力を消費するため、表示するコンテンツに対して表示装置の消費電力が高いという問題があった。【００１３】本発明の一形態は、消費電力が低い、新規な表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一形態は、表示するコンテンツの解像度およびフレーム周波数に合わせて動作方法を最適化し、消費電力を低減することができる表示装置を提供することを課題の一つとする。【００１４】なお、本発明の一形態は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一つの課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から自ずと明らかになるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、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】
【００１５】本発明の一形態は、画素アレイと、ソースドライバと、ゲートドライバと、を有する表示ユニットである。画素アレイは、ｍ×ｎ個（ｍ、ｎは２以上の整数）の画素と、ｍ本のソース線と、ｎ本のゲート線とを有し、ソースドライバは、第１の論理回路部と、第１のセレクタ群とを有し、ゲートドライバは、第２の論理回路部と、第２のセレクタ群とを有する。ソースドライバは、ｍ本のソース線に信号を出力する機能を有し、ゲートドライバは、ｎ本のゲート線に信号を出力する機能を有する。表示ユニットには、ｉ×ｊ画素分（ｉ、ｊは２以上の整数）の情報量を有する画像データが入力され、ｉ＜ｍの場合、第１のセレクタ群は、第１の論理回路部が出力する信号の１つを複数のソース線に出力し、ｊ＜ｎの場合、第２のセレクタ群は、第２の論理回路部が出力する信号の１つを複数のゲート線に出力する。【００１６】また、上記形態において、ｉ＜ｍの場合、第１の論理回路部は、ｉ＝ｍの場合と比べて低い動作周波数で動作し、ｊ＜ｎの場合、第２の論理回路部は、ｊ＝ｎの場合と比べて低い動作周波数で動作する。【００１７】また、上記形態において、ｉ＜ｍの場合、第１の論理回路部は、ｉ＝ｍの場合と比べて低い電源電圧で動作し、ｊ＜ｎの場合、第２の論理回路部は、ｊ＝ｎの場合と比べて低い電源電圧で動作する。【００１８】また、上記形態において、ソースドライバは第１のレベルシフタ部を有し、ゲートドライバは第２のレベルシフタ部を有し、第１のレベルシフタ部は第１乃至第ｋのレベルシフタ群（ｋは２以上の整数）を有し、第２のレベルシフタ部は第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群（ｌはｋ＋２以上の整数）を有する。ｉ＜ｍの場合、第１のレベルシフタ部は、第１乃至第ｋのレベルシフタ群の中から、ｉ＝ｍの場合と異なるレベルシフタ群、またはｉ＝ｍの場合と異なる組み合わせのレベルシフタ群を用いて動作し、ｊ＜ｎの場合、第２のレベルシフタ部は、第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群の中から、ｊ＝ｎの場合と異なるレベルシフタ群、またはｊ＝ｎの場合と異なる組み合わせのレベルシフタ群を用いて動作する。【００１９】また、上記形態において、表示ユニットには表示可能な画像データが入力され、画像データの最大フレーム周波数をｆとしたとき、表示ユニットにフレーム周波数ｇの画像データが入力され、ｇ＜ｆの場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの場合と比べて低い動作周波数で動作する。【００２０】また、上記形態において、ｇ＜ｆの場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの場合と比べて低い電源電圧で動作する。【００２１】また、上記形態において、画素は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する。【００２２】また、本発明の一形態は、表示ユニットと、受像装置と、を有する表示装置である。表示ユニットは、画素アレイと、ソースドライバと、ゲートドライバとを有し、ソースドライバは、第１の論理回路部と、第１のセレクタ群とを有し、ゲートドライバは、第２の論理回路部と、第２のセレクタ群とを有する。画素アレイは、ｍ本（ｍは２以上の整数）のソース線と、ｎ本（ｎは２以上の整数）のゲート線とを有し、ソースドライバは、ｍ本のソース線に信号��出力する機能を有し、ゲートドライバは、ｎ本のゲート線に信号を出力する機能を有する。受像装置は画像データの解像度ｄを検出する機能を有し、表示ユニットは最大で解像度ｅの画像データを表示可能としたとき、ｄ＜ｅの画像データが受像装置に入力された場合、第１のセレクタ群は、第１の論理回路部が出力する信号の１つを複数のソース線に出力し、第２のセレクタ群は、第２の論理回路部が出力する信号の１つを複数のゲート線に出力する。【００２３】また、上記形態において、ｄ＜ｅの画像データが受像装置に入力された場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｄ＝ｅの画像データが受像装置に入力された場合と比べて低い動作周波数で動作する。【００２４】また、上記形態において、ｄ＜ｅの画像データが受像装置に入力された場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｄ＝ｅの画像データが受像装置に入力された場合と比べて低い電源電圧で動作する。【００２５】また、上記形態において、ソースドライバは、第１のレベルシフタ部を有し、ゲートドライバは、第２のレベルシフタ部を有し、第１のレベルシフタ部は、第１乃至第ｋのレベルシフタ群（ｋは２以上の整数）を有し、第２のレベルシフタ部は、第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群（ｌはｋ＋２以上の整数）を有する。ｄ＜ｅの場合、第１のレベルシフタ部は、第１乃至第ｋのレベルシフタ群の中から、ｄ＝ｅの場合と異なるレベルシフタ群、または、ｄ＝ｅの場合と異なる組み合わせのレベルシフタ群を用いて動作し、第２のレベルシフタ部は、第ｋ＋１乃至第ｌのレベルシフタ群の中から、ｄ＝ｅの場合と異なるレベルシフタ群、または、ｄ＝ｅの場合と異なる組み合わせのレベルシフタ群を用いて動作する。【００２６】また、上記形態において、受像装置は画像データのフレーム周波数ｇを検出する機能を有し、表示ユニットは最大でフレーム周波数ｆの画像データを表示可能としたとき、ｇ＜ｆの画像データが受像装置に入力された場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの画像データが受像装置に入力された場合と比べて低い動作周波数で動作する。【００２７】また、上記形態において、ｇ＜ｆの画像データが受像装置に入力された場合、第１の論理回路部および第２の論理回路部は、ｇ＝ｆの画像データが受像装置に入力された場合と比べて低い電源電圧で動作する。【００２８】また、上記形態において、画素アレイは、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する。
【発明の効果】
【００２９】表示装置は表示ユニット有し、表示装置が表示可能な解像度よりコンテンツの解像度が低い場合、表示ユニットが有するソースドライバおよびゲートドライバは複数のソース線およびゲート線に信号を出力し、ソースドライバおよびゲートドライバは動作周波数を下げて動作を行う。さらに、ソースドライバおよびゲートドライバが有する論理回路部の電源電圧を低くする。動作周波数を下げる、論理回路部の電源電圧を低くすることで、表示装置の消費電力を低減することができる。【００３０】また、表示装置が表示可能なフレーム周波数よりコンテンツのフレーム周波数が低い場合、表示ユニットが有するソースドライバおよびゲートドライバは動作周波数を下げて動作を行い、ソースドライバおよびゲートドライバが有する論理回路部の電源電圧を低くする。動作周波数を下げる、論理回路部の電源電圧を低くすることで、表示装置の消費電力を低減することができる。【００３１】本発明の一形態は、消費電力が低い、新規な表示装置を提供することができる。または、本発明の一形態は、コンテンツの解像度およびフレーム周波数に合わせて、ソースドライバおよびゲートドライバは動作周波数を下げる、また、ソースドライバおよびゲートドライバが有する論理回路部の電源電圧を低くすることで、消費電力を低減することができる表示装置を提供することができる。【００３２】なお、本発明の一形態の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一形態は、上記列挙した効果、および他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一形態は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】表示装置の構成例を示すブロック図。
【図２】表示ユニットの構成例を示すブロック図。
【図３】（Ａ）セレクタの構成例を示す回路図、（Ｂ）スイッチの構成例を示す回路図、（Ｃ）スイッチの構成例を示す回路図。
【図４】（Ａ）論理回路部の構成例を示す回路図、（Ｂ）シフトレジスタのシンボルを示す図、（Ｃ）シフトレジスタの構成例を示す回路図。
【図５】論理回路部のタイミングチャート。
【図６】タイミングチャート。
【図７】タイミングチャート。
【図８】表示ユニットの構成例を示す上面図。
【図９】表示ユニットの構成例を示す断面図。
【図１０】表示ユニットの構成例を示す断面図。
【図１１】表示ユニットの構成例を示す断面図。
【図１２】表示ユニットの構成例を示す断面図。
【図１３】表示ユニットの構成例を示す断面図。
【図１４】（Ａ）表示ユニットの構成例を示すブロック図、（Ｂ）表示ユニットの構成例を示す回路図、（Ｃ）表示ユニットの構成例を示す回路図。
【図１５】表示ユニットの構成例を示すブロック図。
【図１６】電子機器の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】以下、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形態で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、以下に示される複数の実施の形態は、適宜組み合わせることが可能である。
【００３５】なお、実施の形態において説明する表示装置は、表示ユニットおよび受像装置を有するテレビジョン装置やモニタ装置などを例に説明しているが、本発明の一形態である表示ユニットは、スマートフォンやタブレットなどの携帯情報端末、デジタルカメラやビデオカメラ、ナビゲーションシステムなど、表示部を有する幅広い電子機器に応用可能である。
【００３６】また、図面等において、大きさ、層の厚さ、領域等は、明瞭化のため誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状または値などに限定されない。
【００３７】また、図面等において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００３８】また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３９】また、本明細書等において、「上」や「下」などの配置を示す用語は、構成要素の位置関係が、「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【００４０】また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００４１】また、本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。
【００４２】また、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【００４３】また、本明細書等において、「電圧」とは、ある電位と基準の電位（例えば、グラウンド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧と電位差とは言い換えることができる。
【００４４】また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む、少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域、またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域、またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、チャネル領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【００４５】また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００４６】また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。つまり、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流、という場合がある。
【００４７】上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソース電流をいう場合がある。
【００４８】また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインの間に流れる電流を指す場合がある。
【００４９】また、本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、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、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳトランジスタ、またはＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、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。
【００５０】（実施の形態１）
本実施の形態では、テレビジョン装置やモニタ装置など、コンテンツを受信して画像を表示する表示装置について、その構成例および動作方法例等について説明する。なお、コンテンツは、テレビ放送などの放送信号や画像データなどの信号として入力される。
【００５１】＜表示装置＞
図１は、表示装置の構成例を示すブロック図である。
【００５２】なお、本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【００５３】図１に示す表示装置１０は、表示ユニット２０および受像装置３０を有する。表示ユニット２０は、受像装置３０から画像データ、タイミング信号等を供給され、画像を表示する機能を有する。受像装置３０は、放送信号や画像データを受信する機能、放送信号から画像データを生成する機能、画像データの解像度およびフレーム周波数を検出する機能等を有する。
【００５４】表示ユニット２０は、画素アレイ２１、ソースドライバ２２、ゲートドライバ２３、タイミングコントローラ（図１では、「ＴＣＯＮ」と表記）２４を有する。
【００５５】画素アレイ２１は、複数の画素５１と、複数のソース線と、複数のゲート線とを有し（図２、参照）、それぞれの画素５１はトランジスタを用いて駆動されるアクティブ型の素子である。画素アレイ２１は、表示装置１０の表示部を形成し、画像を表示する機能を有する。画素５１のより具体的な構成例については、実施の形態２および実施の形態３にて説明する。
【００５６】ソースドライバ２２は、ソース線を駆動する機能を有し、ソース線を介して画素５１に画像データのデータ信号を供給する。ゲートドライバ２３は、ゲート線を駆動する機能を有し、画素５１を選択する。タイミングコントローラ２４は、ソースドライバ２２に画像データおよびタイミング信号を供給し、ゲートドライバ２３にタイミング信号を供給する。また、表示部にバックライトを有する場合、タイミングコントローラ２４はバックライトを駆動するための信号等を出力する機能を有していてもよい。
【００５７】受像装置３０は、画像処理回路３１、デコーダ３２、フロントエンド部３３、入力部３４、インターフェース（図１では、「Ｉ／Ｆ」と表記）３６、制御回路３７、リモートコントローラ４１、受信部３５を有する。
【００５８】フロントエンド部３３は、入力部３４から入力される信号を受信し、適宜信号処理を行う機能を有する。入力部３４から入力される信号としては、テレビ放送などの放送信号や、メディア、インターネット、ケーブルテレビ等を介して届けられる画像データ、またはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の出力などの形で入力される画像データ等がある。
【００５９】例えば、フロントエンド部３３に、所定の方式で符号化され、変調された放送信号が入力された場合、フロントエンド部３３およびデコーダ３２は、放送信号から画像データを生成する作業を行う。フロントエンド部３３に放送信号が入力された場合、フロントエンド部３３は、入力された放送信号の復調を行う機能を有する。また、フロントエンド部３３は、アナログ−デジタル変換を行う機能、エラー訂正を行う機能等を有していてもよい。
【００６０】フロントエンド部３３によって受信され、処理された信号は、デコーダ３２に出力される。デコーダ３２は、符号化された信号を復号化する機能を有する。また、フロントエンド部３３が受信した信号が圧縮されている場合、デコーダ３２によって伸長が行われる。例えば、デコーダ３２は、エントロピー復号、逆量子化、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）や逆離散サイン変換（ＩＤＳＴ）などの逆直交変換、フレーム内予測、フレーム間予測等を行う機能を有していてもよい。
【００６１】なお、スーパーハイビジョン放送においては、Ｈ．２６５／ＭＰＥＧ−Ｈ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ（以下、ＨＥＶＣという）と呼ばれる符号化規格が採用されている。デコーダ３２に入力された信号が、ＨＥＶＣに従って符号化されている場合、デコーダ３２はＨＥＶＣに従った復号化を行う。
【００６２】デコーダ３２による復号化処理により、画像データが生成され、画像処理回路３１に出力される。画像処理回路３１は、入力された画像データを処理する機能、入力された画像データの解像度およびフレーム周波数を検出する機能、また、解像度の値およびフレーム周波数の値に応じて、タイミングコントローラ２４に出力する制御信号を生成する機能等を有する。
【００６３】画像処理回路３１は、処理した画像データおよび生成した制御信号を、タイミングコントローラ２４に出力する。もしくは、処理した画像データを、ソースドライバ２２に出力する構成とすることもできる。
【００６４】画像処理回路３１は、演算処理を行うことができるプロセッサとしての機能を有し、例えば、演算回路、制御回路、メモリ回路、各種インターフェース等を有する構成とすることができる。
【００６５】例えば、画像処理回路３１に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを用いることができる。また、前記プロセッサを、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といった、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【００６６】プロセッサは、種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行されるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。
【００６７】画像処理回路３１が行う画像データを処理する機能には、例えば、ノイズ除去処理、階調変換処理、色調補正処理、輝度補正処理等が挙げられる。補正処理として、例えば、ガンマ補正が挙げられる。また、ノイズ除去処理として、文字などの輪郭の周辺に生じるモスキートノイズ、高速の動画で生じるブロックノイズ、ちらつきを生じるランダムノイズなど、様々なノイズを対象とした処理が挙げられる。
【００６８】階調変換処理は、画像データの階調を、画素アレイ２１の出力特性に合わせた階調へ変換する処理である。例えば、階調数を大きくする場合、小さい階調数で入力された画像データに対して、各画素に対応する階調値を補間して割り当てることで、ヒストグラムを平滑化することができる。また、幅広いダイナミックレンジを表示するための、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）処理も、階調変換処理に含まれる。
【００６９】色調補正処理は、表示画像の色調を補正する処理であり、輝度補正処理は明るさ（輝度）を補正する処理である。これらの補正処理は、画像データに対して行ってもよいし、表示部にバックライトを有する場合、バックライトに対して行ってもよい。例えば、表示装置１０に、表示装置１０が設けられた空間の明るさや色調を測定する機能を追加し、画素アレイ２１に表示する画像の明るさや色調を補正することができる。または、表示する画像と、あらかじめ保存しておいた様々な場面の画像とを照合し、最も近い場面の画像に適した輝度や色調に補正する機能を有していてもよい。
【００７０】また、画像データの処理に、ニューラルネットワークを用いてもよい。例えば、ニューラルネットワークを用いて画像データに含まれる特徴を抽出し、画像処理回路３１は、抽出された特徴に応じて最適な補正方法を選択することや、補正に用いるパラメータを選択することができる。または、ニューラルネットワーク自体に画像データの処理を行う機能を持たせてもよい。
【００７１】また、画像処理回路３１は、表示ユニット２０の仕様によって、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路など、他の処理回路を有していてもよい。ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路とは、ＲＧＢ（赤、緑、青）画像データを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）画像データに変換する回路である。すなわち、画素アレイ２１がＲＧＢＷ４色の画素を有する場合、画像データ内のＷ（白）成分を、Ｗ（白）画素を用いて表示することで、消費電力を低減することができる。なお、表示ユニット２０がＲＧＢＹの４色の画素を有する場合、例えば、ＲＧＢ−ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）変換回路を用いることができる。
【００７２】図１では、受像装置３０は受信部３５を有し、リモートコントローラ４１によって制御信号やデータ等が送信される例を示している。リモートコントローラ４１は、携帯情報端末等であってもよい。
【００７３】インターフェース３６は、表示装置１０に設けられた操作ボタンを介して入力された制御信号、受信部３５が受信した制御信号やデータ等に適宜信号処理を行い、制御回路３７に出力する機能を有する。インターフェース３６への入力には、操作ボタンの他、ポインティングデバイス、キーボード、マウス、キーパッド、タッチパネル、音声入力装置、視線入力装置等の入力装置を用いてもよい。
【００７４】制御回路３７は、受像装置３０が有する各回路に制御信号等を供給する機能を有する。例えば、制御回路３７は、受信部３５やインターフェース３６から入力された信号に基づいて、デコーダ３２、画像処理回路３１に制御信号等を供給する機能を有する。
【００７５】＜表示ユニット＞
図２は、表示ユニットの構成例を示すブロック図である。図２では、表示ユニット２０が有する、画素アレイ２１、ソースドライバ２２、ゲートドライバ２３について示している。
【００７６】画素アレイ２１は複数の画素５１を有し、それぞれの画素５１はソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］のいずれかと電気的に接続され、また、それぞれの画素５１はゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］のいずれかと電気的に接続されている。ｍおよびｎは２以上の整数であり、画素アレイ２１はｍ×ｎ個の画素５１を有している。なお、図２において、電源線や容量を形成するための定電位線等は省略している。
【００７７】ｊを１以上ｎ以下の整数とすると、ゲートドライバ２３は、ゲート線Ｇ［ｊ］を駆動し、ゲート線Ｇ［ｊ］と電気的に接続された画素５１を選択する機能を有する。また、ソースドライバ２２は、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に画像データのデータ信号を供給する機能を有する。ゲート線Ｇ［ｊ］と電気的に接続され、ゲートドライバ２３によって選択された画素５１は、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に供給されたデータ信号を取り込み、データ信号に応じた明るさ、色を表現する。この動作をゲート線Ｇ［１］からＧ［ｎ］まで繰り返すことで、表示ユニット２０は画素アレイ２１に画像を表示することができる。
【００７８】なお、画像データのデータ信号とは、ゲートドライバ２３によって選択された画素５１に対応する画像データであり、画素５１が有する表示素子の特性に合わせて電位等を調整された信号である。また、画素５１が有する表示素子には、自ら発光するもの、光が透過する割合を変化させるもの、光が反射する割合を変化させるもの等があり、画素５１が有する表示素子によって明るさ、色を表現する方法が異なる。
【００７９】画素５１に適用できる表示素子としては、例えば、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子などが挙げられ、また、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの発光型の表示素子が挙げられる。その他にも、半透過型の液晶素子、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子や、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を使用した表示素子などが挙げられる。
【００８０】ソースドライバ２２は、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］を含むセレクタ群を有する。図２では、セレクタＳＳＬ［１］に４本のソース線が電気的に接続された図を示しているが、セレクタＳＳＬ［２］乃至ＳＳＬ［ｋ］についても、セレクタＳＳＬ［１］と同様に４本のソース線が電気的に接続されている。ここで、ｋは１以上ｍ／４＋１以下の整数である。
【００８１】ゲートドライバ２３は、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］を含むセレクタ群を有する。図２では、セレクタＧＳＬ［１］に４本のゲート線が電気的に接続された図を示しているが、セレクタＧＳＬ［２］乃至ＧＳＬ［ｌ］についても、セレクタＧＳＬ［１］と同様に４本のゲート線が電気的に接続されている。ここで、ｌは１以上ｎ／４＋１以下の整数である。
【００８２】また、ソースドライバ２２は論理回路部６１と出力調整部６２を有し、ゲートドライバ２３は論理回路部６３と出力調整部６４を有する。論理回路部６１は、タイミングコントローラ２４もしくは画像処理回路３１から入力された画像データから、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に供給するデータ信号の元となる信号を生成し、出力調整部６２は、論理回路部６１が生成した信号の電位等を調整し、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］を駆動できる能力を供給する。
【００８３】論理回路部６３は、タイミングコントローラ２４から供給されたタイミング信号に従って選択する画素５１を決定し、駆動するゲート線Ｇ［ｊ］に対応した信号を生成する。出力調整部６４は、論理回路部６３が生成した信号の電位等を調整し、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］を駆動できる能力を供給する。論理回路部６３には、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］を順に選択するための回路として、例えば、シフトレジスタが用いられる。
【００８４】なお、図２および図３では、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］がソース線と電気的に接続された図を示しているが、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］は、論理回路部６１と出力調整部６２との間に設けられてもよい。論理回路部６１から出力された信号を、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］を介してから出力調整部６２に入力し、出力調整部６２は電位等を調整しソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に出力する構成とすることができる。同様に、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］は、論理回路部６３と出力調整部６４との間に設けられてもよい。
【００８５】＜セレクタ＞
図３（Ａ）は、セレクタの構成例を示す回路図である。図３（Ａ）では、セレクタＳＳＬ［１］と、セレクタＧＳＬ［１］を図示している。
【００８６】セレクタＳＳＬ［１］は４つのスイッチＳＳＬ＿ＳＷを有し、スイッチＳＳＬ＿ＳＷ、図３（Ｂ）に示すように、３つの入力部ａ乃至ｃと１つの出力部ｏを有する。セレクタＳＳＬ［１］は、出力調整部６２から信号Ｓ０［１］乃至Ｓ０［４］が入力され、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［４］に出力する。セレクタＳＳＬ［２］乃至ＳＳＬ［ｋ］についても、入力される信号および出力するソース線が異なるが、セレクタＳＳＬ［１］と同様の構成である。
【００８７】なお、全てのスイッチＳＳＬ＿ＳＷは連動スイッチである。つまり、スイッチＳＳＬ＿ＳＷが入力部ａを選択している時、全てのスイッチＳＳＬ＿ＳＷが入力部ａを選択している。このとき、セレクタＳＳＬ［１］では、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］に出力され、信号Ｓ０［２］はソース線Ｓ［２］に出力され、信号Ｓ０［３］はソース線Ｓ［３］に出力され、信号Ｓ０［４］はソース線Ｓ［４］に出力される。
【００８８】また、スイッチＳＳＬ＿ＳＷが入力部ｂを選択している時、セレクタＳＳＬ［１］では、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］とソース線Ｓ［２］に出力され、信号Ｓ０［３］はソース線Ｓ［３］とソース線Ｓ［４］に出力される。スイッチＳＳＬ＿ＳＷが入力部ｃを選択している時、セレクタＳＳＬ［１］では、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［４］に出力される。
【００８９】次に、セレクタＧＳＬ［１］は４つのスイッチＧＳＬ＿ＳＷを有し、スイッチＧＳＬ＿ＳＷは、図３（Ｃ）に示すように、３つの入力部ｒ乃至ｔと１つの出力部ｐを有する。セレクタＧＳＬ［１］は、出力調整部６４から信号Ｇ０［１］乃至Ｇ０［４］が入力され、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［４］に出力する。セレクタＧＳＬ［２］乃至ＧＳＬ［ｌ］についても、入力される信号および出力するゲート線が異なるが、セレクタＧＳＬ［１］と同様の構成である。
【００９０】全てのスイッチＧＳＬ＿ＳＷは連動スイッチである。つまり、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している時、全てのスイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している。このとき、セレクタＧＳＬ［１］では、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］に出力され、信号Ｇ０［２］はゲート線Ｇ［２］に出力され、信号Ｇ０［３］はゲート線Ｇ［３］に出力され、信号Ｇ０［４］はゲート線Ｇ［４］に出力される。
【００９１】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している時、セレクタＧＳＬ［１］では、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］とゲート線Ｇ［２］に出力され、信号Ｇ０［３］はゲート線Ｇ［３］とゲート線Ｇ［４］に出力される。スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している時、セレクタＧＳＬ［１］では、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［４］に出力される。
【００９２】以上のように、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］は、出力調整部６２から入力された信号をそのままソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に伝える機能、出力調整部６２から入力された１つの信号を２本のソース線に伝える機能、および、出力調整部６２から入力された１つの信号を４本のソース線に伝える機能を有する。セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］は、出力調整部６４から入力された信号をそのままゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］に伝える機能、出力調整部６４から入力された１つの信号を２本のゲート線に伝える機能、および、出力調整部６４から入力された１つの信号を４本のゲート線に伝える機能を有する。
【００９３】＜論理回路部＞
なお、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］を順に選択するための回路として、論理回路部６３にシフトレジスタを用いる場合、論理回路部６３にもスイッチＧＳＬ＿ＳＷが必要である。図４（Ａ）は、論理回路部６３の構成例を示す回路図である。
【００９４】図４（Ａ）は、論理回路部６３が有するシフトレジスタ６５のうち最初の５つと、論理回路部６３が有するスイッチＧＳＬ＿ＳＷのうち４つ、および、クロック信号ＣＬＫの論理を反転するインバーターを図示している。図４（Ａ）に示す論理回路部６３は、クロック信号ＣＬＫとスタートパルスＳＰが入力され、信号Ｇ０［１］乃至Ｇ０［５］の元となる信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［５］を出力調整部６４に出力する。なお、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが有する入力部の一部は、論理回路部６３の低電位電源ＶＳＳに電気的に接続されているが、これ以外の電源線等は省略している。
【００９５】図４（Ｂ）は、シフトレジスタ６５のシンボルを示す図であり、シフトレジスタ６５の入出力の様子を示している。シフトレジスタ６５は、クロック信号入力部ＣＬＫ＿ＩＮ１、ＣＬＫ＿ＩＮ２、入力部Ｄ＿ＩＮ、および、出力部Ｄ＿ＯＵＴを有する。
【００９６】シフトレジスタ６５のシンボルに対して、図４（Ｃ）は、シフトレジスタ６５の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ６５は、クロックドインバーター７１乃至７４、および、インバーター７５、７６を有する。
【００９７】なお、論理回路部６３が有する全てのスイッチＧＳＬ＿ＳＷは、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］が有するスイッチＧＳＬ＿ＳＷと連動している。図５に、論理回路部６３のタイミングチャートを示す。
【００９８】図５に示すタイミングチャートは、論理回路部６３に入力されるクロック信号ＣＬＫ、スタートパルスＳＰと、論理回路部６３が出力する信号のうちＧ０’［１］乃至Ｇ０’［８］について、関係を示している。また、論理回路部６３が出力する信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］については、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している状態、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している状態、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している状態、の３つの状態について示している。
【００９９】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している状態では、スタートパルスＳＰがＨｉｇｈである時のクロック信号ＣＬＫの立下りを基準に、クロック信号ＣＬＫが立下るタイミングで、信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］が、順にパルス状の信号を出力する。この信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］を、出力調整部６４で電位等を調整すれば、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［８］を順に選択するための信号として用いることができる。
【０１００】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している状態では、スタートパルスＳＰがＨｉｇｈである時のクロック信号ＣＬＫの立下りを基準に、クロック信号ＣＬＫが立下るタイミングで、信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］が、１つおきにパルス状の信号を出力する。つまり、信号Ｇ０’［２］、信号Ｇ０’［４］、信号Ｇ０’［６］、信号Ｇ０’［８］は、Ｌｏｗのままである。
【０１０１】これは、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している状態では、信号Ｇ０’［２］、信号Ｇ０’［４］、信号Ｇ０’［６］、信号Ｇ０’［８］を出力するシフトレジスタ６５の入力部Ｄ＿ＩＮに、低電位電源ＶＳＳが入力されるためである（図４（Ａ）、参照）。シフトレジスタ６５の入力部Ｄ＿ＩＮに入力される低電位電源は、高電位電源であってもよいが、フローティング状態ではなく、低電位電源もしくは高電位電源のどちらかと電気的に接続されることが好ましい。なお、高電位電源がシフトレジスタ６５の入力部Ｄ＿ＩＮに入力される場合、信号Ｇ０’［２］、信号Ｇ０’［４］、信号Ｇ０’［６］、信号Ｇ０’［８］は、Ｈｉｇｈとなる。
【０１０２】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している状態では、スタートパルスＳＰがＨｉｇｈである時のクロック信号ＣＬＫの立下りを基準に、クロック信号ＣＬＫが立下るタイミングで、信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］が、３つおきにパルス状の信号を出力する。つまり、信号Ｇ０’［２］乃至Ｇ０’［４］、信号Ｇ０’［６］乃至Ｇ０’［８］は、Ｌｏｗのままである。
【０１０３】これは、スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している状態では、信号Ｇ０’［２］乃至Ｇ０’［４］、信号Ｇ０’［６］乃至Ｇ０’［８］を出力するシフトレジスタ６５の入力部Ｄ＿ＩＮに、低電位電源ＶＳＳが入力されるためである（図４（Ａ）、参照）。
【０１０４】次に、図６に示すタイミングチャートは、図５に示す信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］が、出力調整部６４と、セレクタＧＳＬ［１］およびＧＳＬ［２］を介して、ゲートドライバ２３からゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［８］に出力される様子を示している。なお、図５および図６はタイミングチャートであるため、ＬｏｗもしくはＨｉｇｈとなるタイミングを示しており、電位等は正確に示されていない。
【０１０５】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している状態では、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［８］は、信号Ｇ０’［１］乃至Ｇ０’［８］と同じタイミングチャートとなる。
【０１０６】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している状態では、ゲート線Ｇ［２］はゲート線Ｇ［１］と、ゲート線Ｇ［４］はゲート線Ｇ［３］と、ゲート線Ｇ［６］はゲート線Ｇ［５］と、ゲート線Ｇ［８］はゲート線Ｇ［７］と、同じ信号が出力される。これは、セレクタＧＳＬ［１］およびＧＳＬ［２］が、１つの信号を２本のゲート線に伝えたためである。
【０１０７】スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している状態では、ゲート線Ｇ［２］乃至Ｇ［４］はゲート線Ｇ［１］と、ゲート線Ｇ［６］乃至Ｇ［８］はゲート線Ｇ［５］と、同じ信号が出力される。これは、セレクタＧＳＬ［１］およびＧＳＬ［２］が、１つの信号を４本のゲート線に伝えたためである。
【０１０８】以上のようにして、ゲートドライバ２３は、１本のゲート線に信号を出力する（スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｒを選択している時）、同時に２本のゲート線に信号を出力する（スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択している時）、または、同時に４本のゲート線に信号を出力する（スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択している時）ことができる。ゲートドライバ２３は、スイッチＧＳＬ＿ＳＷの選択を切り替えることで、動作方法を切り替えることができる。そして、ゲートドライバ２３から出力される信号によって選択された画素５１は、ソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［ｍ］に供給されたデータ信号を取り込み、データ信号に応じた明るさ、色を表現する。
【０１０９】なお、ゲートドライバ２３が同時に２本のゲート線に信号を出力する時、ゲートドライバ２３が１本のゲート線に信号を出力する時と比べて、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］を選択するのに要する時間が１／２となる。つまり、クロック信号ＣＬＫの周波数を１／２とすることで、ゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［ｎ］を選択するのに要する時間を、ゲートドライバ２３が１本のゲート線に信号を出力する時と同じとすることができる。ゲートドライバ２３が同時に４本のゲート線に信号を出力する時も同様である。
【０１１０】図７は、ゲートドライバ２３が同時に２本のゲート線に信号を出力する時にクロック信号ＣＬＫの周波数を１／２とした場合（スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｓを選択）、ゲートドライバ２３が同時に４本のゲート線に信号を出力する時にクロック信号ＣＬＫの周波数を１／４とした場合（スイッチＧＳＬ＿ＳＷが入力部ｔを選択）の、タイミングチャートを示している。
【０１１１】＜動作方法＞
例えば、表示装置１０は、スーパーハイビジョンに対応した表示装置であり、画素アレイ２１は、７６８０×４３２０個の画素５１を有するとする（ｍ＝７６８０、ｎ＝４３２０とする）。画像処理回路３１は、入力された画像データの解像度を検出し、以下のように動作方法を切り替える。
【０１１２】表示装置１０に、スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合、ソースドライバ２２が有するセレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、スイッチＳＳＬ＿ＳＷは入力部ａを選択する。また、ゲートドライバ２３が有するセレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］と論理回路部６３においては、スイッチＧＳＬ＿ＳＷは入力部ｒを選択する。
【０１１３】スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツは、７６８０×４３２０画素分の画像データを有するため、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］に、信号Ｓ０［２］はソース線Ｓ［２］に、信号Ｓ０［３］はソース線Ｓ［３］に、信号Ｓ０［４］はソース線Ｓ［４］に（以下同様である）出力される。また、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］において、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］に、信号Ｇ０［２］はゲート線Ｇ［２］に、信号Ｇ０［３］はゲート線Ｇ［３］に、信号Ｇ０［４］はゲート線Ｇ［４］に（以下同様である）出力される。
【０１１４】表示装置１０に、ウルトラハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合、ソースドライバ２２が有するセレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、スイッチＳＳＬ＿ＳＷは入力部ｂを選択する。また、ゲートドライバ２３が有するセレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］と論理回路部６３においては、スイッチＧＳＬ＿ＳＷは入力部ｓを選択する。
【０１１５】ウルトラハイビジョン規格に対応したコンテンツは、３８４０×２１６０画素分の画像データを有するため、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］とソース線Ｓ［２］に、信号Ｓ０［３］はソース線Ｓ［３］とソース線Ｓ［４］に（以下同様である）出力される。また、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］において、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］とゲート線Ｇ［２］に、信号Ｇ０［３］はゲート線Ｇ［３］とゲート線Ｇ［４］に（以下同様である）出力される。
【０１１６】そして、ゲートドライバ２３が有する論理回路部６３では、スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合と比べて、クロック信号ＣＬＫの周波数を１／２とする。この時、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１でも、論理回路部６３に合わせて、動作周波数を１／２とする。
【０１１７】また、論理回路部６１が、出力調整部６２に一度に出力する信号の量も１／２（７６８０に対して３８４０）となるため、論理回路部６１にシリアル−パラレル変換回路、シフトレジスタ、またはデマルチプレクサ等を用いている場合、論理回路部６１の動作周波数を、さらに１／２とすることができる。この場合、論理回路部６１の動作周波数は、スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合と比べて１／４とすることができる。
【０１１８】表示装置１０に、フルハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合、ソースドライバ２２が有するセレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、スイッチＳＳＬ＿ＳＷは入力部ｃを選択する。また、ゲートドライバ２３が有するセレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］と論理回路部６３においては、スイッチＧＳＬ＿ＳＷは入力部ｔを選択する。
【０１１９】フルハイビジョン規格に対応したコンテンツは、１９２０×１０８０画素分の画像データを有するため、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］において、信号Ｓ０［１］はソース線Ｓ［１］乃至Ｓ［４］に、信号Ｓ０［５］はソース線Ｓ［５］乃至Ｓ［８］に（以下同様である）出力される。また、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］において、信号Ｇ０［１］はゲート線Ｇ［１］乃至Ｇ［４］に、信号Ｇ０［５］はゲート線Ｇ［５］乃至Ｇ［８］に（以下同様である）出力される。
【０１２０】そして、ゲートドライバ２３が有する論理回路部６３では、スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合と比べて、クロック信号ＣＬＫの周波数を１／４とする。この時、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１でも、論理回路部６３に合わせて、動作周波数を１／４とする。
【０１２１】また、論理回路部６１が、出力調整部６２に一度に出力する信号の量も１／４（７６８０に対して１９２０）となるため、論理回路部６１にシリアル−パラレル変換回路、シフトレジスタ、またはデマルチプレクサ等を用いている場合、論理回路部６１の動作周波数を、さらに１／４とすることができる。この場合、論理回路部６１の動作周波数は、スーパーハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合と比べて１／１６とすることができる。
【０１２２】以上のように、表示装置１０に、ウルトラハイビジョン規格またはフルハイビジョン規格に対応したコンテンツが入力された場合、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３は、動作周波数を下げて動作を行うことができる。動作周波数を下げて動作を行うことで、ソースドライバ２２およびゲートドライバ２３は、消費電力を低減することができる。また、ソースドライバ２２およびゲートドライバ２３が動作周波数を下げて動作を行う場合、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３の電源電圧を低くすることができる。
【０１２３】一般に、論理回路の消費電流は、論理のＬｏｗおよびＨｉｇｈを切り替えるために必要な動作電流（動的電流）と、論理のＬｏｗおよびＨｉｇｈを切り替えない状態でも流れるリーク電流（静的電流）の和と考えられている。そして、前者の動作電流は動作周波数と電源電圧に比例し、動作電流による消費電力（動的消費電力）は、動作周波数に比例し電源電圧の２乗に比例する。
【０１２４】また、論理回路において、論理回路の動作周波数が１／２になると、電源電圧は概ね１／２とすることができる。論理回路の電源電圧を１／２とすると、論理回路を構成するトランジスタが供給できる電流量は閾値が無視できる程度に小さいとして約１／４、論理のＬｏｗおよびＨｉｇｈを切り替えるために必要な動作電流は１／２となるため、残りの約１／２が動作周波数と見積もられるためである。実際には、閾値の影響や電源電圧に足されるマージン等があるため、この限りではない。
【０１２５】よって、ソースドライバ２２およびゲートドライバ２３は、動作周波数を下げて動作を行うことで、消費電力を低減することができる。また、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３の電源電圧を低くすることで、消費電力を低減することができる。
【０１２６】このことは、フレーム周波数が変化した場合にも適用できる。例えば、表示装置１０は、フレーム周波数が１２０Ｈｚに対応した表示装置であるとする。表示装置１０に、フレーム周波数が６０Ｈｚのコンテンツが入力された場合、画像処理回路３１は、入力された画像データのフレーム周波数を検出し、以下のように動作方法を切り替える。
【０１２７】ゲートドライバ２３が有する論理回路部６３では、フレーム周波数が１２０Ｈｚのコンテンツが入力された場合と比べて、クロック信号ＣＬＫの周波数を１／２とする。ソースドライバ２２が有する論理回路部６１でも、論理回路部６３に合わせて、動作周波数を１／２とする。画像データの解像度が変化していない場合、スイッチＳＳＬ＿ＳＷおよびスイッチＧＳＬ＿ＳＷを切り替える必要はない。
【０１２８】ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３は、動作周波数を下げて動作を行うことができる。動作周波数を下げて動作を行うことで、ソースドライバ２２およびゲートドライバ２３は、消費電力を低減することができる。また、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３の電源電圧を低くすることができる。ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３の電源電圧を低くすることで、消費電力を低減することができる。
【０１２９】表示装置１０に、フレーム周波数が３０Ｈｚのコンテンツが入力された場合も、ソースドライバ２２が有する論理回路部６１およびゲートドライバ２３が有する論理回路部６３は、動作周波数を１／４とすることで、前述と同様に動作を行うことができる。
【０１３０】また、例えば、表示ユニット２０を、フレーム周波数が２４０Ｈｚに対応した表示ユニットとすることができる。受像装置３０は、画像データを補間する機能を有し、フレーム周波数が３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１２０Ｈｚのコンテンツを、それぞれ６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、２４０Ｈｚとすることで、表示装置１０は、動画表示に優れた表示装置とすることができる。
【０１３１】＜出力調整部＞
ソースドライバ２２が有する出力調整部６２およびゲートドライバ２３が有する出力調整部６４は、それぞれレベルシフタを有する。レベルシフタは、論理回路部６１および論理回路部６３から出力された信号を、画素５１が有する表示素子の特性に合った電位へ調整する機能を有する。
【０１３２】表示装置１０は、入力された画像データの解像度およびフレーム周波数を検出し、論理回路部６１および論理回路部６３の電源電圧を低くする機能を有する。このため、論理回路部６１および論理回路部６３から出力される信号の電位も、画像データの解像度およびフレーム周波数によって変化する。したがって、出力調整部６２および出力調整部６４が有するレベルシフタには、広い電位範囲でのレベルシフトが求められている。
【０１３３】出力調整部６２および出力調整部６４が有するレベルシフタを、単独で広い電位範囲に対応できる回路構成とすることもできるが、論理回路部６１および論理回路部６３から出力される信号の電位に合わせて、複数種類のレベルシフタから適切なレベルシフタを選択する構成、または、レベルシフタを直列接続し、直列接続する個数を選択する構成とすることもできる。
【０１３４】レベルシフタについて、適切なレベルシフタを選択する構成、直列接続する個数を選択する構成とする場合、スイッチＳＳＬ＿ＳＷおよびスイッチＧＳＬ＿ＳＷを使用することができる。また、レベルシフタにスイッチＳＳＬ＿ＳＷを使用する場合、セレクタＳＳＬ［１］乃至ＳＳＬ［ｋ］が有するスイッチＳＳＬ＿ＳＷと連動する構成、レベルシフタにスイッチＧＳＬ＿ＳＷを使用する場合、セレクタＧＳＬ［１］乃至ＧＳＬ［ｌ］および論理回路部６３が有するスイッチＧＳＬ＿ＳＷと連動する構成、とすることができる。
【０１３５】適切なレベルシフタを選択する構成、レベルシフタの直列接続する個数を選択する構成とした場合、レベルシフタの特性に合わせた効率のよいレベルシフトができる。
【０１３６】なお、本実施の形態は、本明細書に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１３７】（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で例示した表示装置に適用可能な表示ユニットの一例について説明を行う。
【０１３８】＜構成例＞
図８（Ａ）は、表示ユニットの一例を示す上面図である。図８（Ａ）に示す表示ユニット７００は、第１の基板７０１上に設けられた画素部７０２と、第１の基板７０１に設けられたソースドライバ回路部７０４及びゲートドライバ回路部７０６と、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を囲むように配置されるシール材７１２と、第１の基板７０１に対向するように設けられる第２の基板７０５と、を有する。なお、第１の基板７０１と第２の基板７０５は、シール材７１２によって封止されている。すなわち、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６は、第１の基板７０１とシール材７１２と第２の基板７０５によって封止されている。なお、図８（Ａ）には図示しないが、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間には表示素子が設けられる。
【０１３９】また、表示ユニット７００は、第１の基板７０１上のシール材７１２によって囲まれている領域とは異なる領域に、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びゲートドライバ回路部７０６と、それぞれ電気的に接続されるＦＰＣ端子部７０８（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）が設けられる。また、ＦＰＣ端子部７０８には、ＦＰＣ７１６が接続され、ＦＰＣ７１６によって画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６に各種信号等が供給される。また、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８には、信号線７１０が各々接続されている。ＦＰＣ７１６により供給される各種信号等は、信号線７１０を介して、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８に与えられる。
【０１４０】また、表示ユニット７００にゲートドライバ回路部７０６を複数設けてもよい。また、表示ユニット７００としては、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を画素部７０２と同じ第１の基板７０１に形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、ゲートドライバ回路部７０６のみを第１の基板７０１に形成してもよい、またはソースドライバ回路部７０４のみを第１の基板７０１に形成してもよい。この場合、ソースドライバ回路またはゲートドライバ回路等が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を、第１の基板７０１に形成する構成としてもよい。なお、別途形成した駆動回路基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式、ワイヤボンディング方式などを用いることができる。
【０１４１】また、表示ユニット７００は、様々な素子を有することができる。該素子の一例としては、例えば、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤなど）、発光トランジスタ素子（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）ディスプレイ（例えば、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（ＤＭＤ）、デジタル・マイクロ・シャッター（ＤＭＳ）素子、インターフェロメトリック・モジュレーション（ＩＭＯＤ）素子など）、圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。
【０１４２】また、ＥＬ素子を用いた表示ユニットの一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示ユニットの一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示ユニットの一例としては、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。電子インク素子又は電気泳動素子を用いた表示ユニットの一例としては、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。
【０１４３】なお、表示ユニット７００における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素とＷ（白）の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のように、ＲＧＢのうちの２色分で一つの色要素を構成し、色要素によって、異なる２色を選択して構成してもよい。またはＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加してもよい。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明はカラー表示の表示ユニットに限定されるものではなく、モノクロ表示の表示ユニットに適用することもできる。
【０１４４】また、バックライト（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ、蛍光灯など）に白色発光（Ｗ）を用いて表示ユニットをフルカラー表示させるために、着色層（カラーフィルタともいう）を用いてもよい。着色層は、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、イエロー（Ｙ）などを適宜組み合わせて用いることができる。着色層を用いることで、着色層を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色層を有する領域と、着色層を有さない領域と、を配置することによって、着色層を有さない領域における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色層を有さない領域を配置することで、明るい表示の際に、着色層による輝度の低下を少なくでき、消費電力を２割から３割程度低減できる場合がある。ただし、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などの自発光素子を用いてフルカラー表示する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｗを、それぞれの発光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色層を用いた場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。
【０１４５】また、カラー化方式としては、上述の白色発光からの発光の一部をカラーフィルタを通すことで赤色、緑色、青色に変換する方式（カラーフィルタ方式）の他、赤色、緑色、青色の発光をそれぞれ用いる方式（３色方式）、または青色発光からの発光の一部を赤色や緑色に変換する方式（色変換方式、量子ドット方式）を適用してもよい。
【０１４６】図８（Ｂ）に示す表示ユニット７００Ａは、大型の画面を有する電子機器に好適に用いることのできる表示ユニットである。例えばテレビジョン装置、モニタ装置、デジタルサイネージなどに好適に用いることができる。
【０１４７】表示ユニット７００Ａは、複数のソースドライバＩＣ７２１と、一対のゲートドライバ回路７２２を有する。
【０１４８】複数のソースドライバＩＣ７２１は、それぞれＦＰＣ７２３に取り付けられている。また、複数のＦＰＣ７２３は、一方の端子が基板７０１に、他方の端子がプリント基板７２４にそれぞれ接続されている。ＦＰＣ７２３を折り曲げることで、プリント基板７２４を画素部７０２の裏側に配置して、電子機器に実装することができる。
【０１４９】一方、ゲートドライバ回路７２２は、基板７０１上に形成されている。これにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
【０１５０】このような構成とすることで、大型で且つ解像度の高い表示ユニットを実現できる。例えば、画面サイズが対角３０インチ以上、４０インチ以上、５０インチ以上、または６０インチ以上の表示ユニットに適用することができる。また、解像度がフルハイビジョン、ウルトラハイビジョン、またはスーパーハイビジョンなどといった極めて解像度の高い表示ユニットを実現することができる。
【０１５１】＜断面構成例＞
以下では、表示素子として液晶素子及びＥＬ素子を用いる構成について、図９乃至図１１を用いて説明する。なお、図９及び図１０は、図８に示す一点鎖線Ｑ−Ｒにおける断面図であり、表示素子として液晶素子を用いた構成である。また、図１１は、図８に示す一点鎖線Ｑ−Ｒにおける断面図であり、表示素子としてＥＬ素子を用いた構成である。
【０１５２】まず、図９乃至図１１に示す共通部分について最初に説明し、次に異なる部分について説明する。
【０１５３】＜表示ユニットの共通部分に関する説明＞
図９乃至図１１に示す表示ユニット７００は、引き回し配線部７１１と、画素部７０２と、ソースドライバ回路部７０４と、ＦＰＣ端子部７０８と、を有する。また、引き回し配線部７１１は、信号線７１０を有する。また、画素部７０２は、トランジスタ７５０及び容量素子７９０を有する。また、ソースドライバ回路部７０４は、トランジスタ７５２を有する。
【０１５４】各画素に設けられるトランジスタには、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）を適用することが好ましい。これにより、アモルファスシリコンを用いた場合に比べてトランジスタの電界効果移動度を高めることができるため、トランジスタのサイズ（占有面積）を縮小することができる。これにより、ソース線及びゲート線の寄生容量をより小さくできる。
【０１５５】また特に、酸化物半導体を用いたトランジスタを適用することで、以下に示すような様々な効果を奏する。例えば、トランジスタのサイズ（占有面積）を小さくできるため、トランジスタ自体の寄生容量を小さくできる。さらには、アモルファスシリコンを用いた場合に比べて、開口率を向上できる、または開口率を犠牲にすることなく配線幅を大きくでき、配線抵抗を小さくできる。また、トランジスタのオン電流を高めることができるため、画素の書き込みに要する期間を短くできる。このような効果により、ゲート線及びソース線の充放電期間を短くでき、フレーム周波数を高めることが可能となる。
【０１５６】さらに、酸化物半導体を用いたトランジスタはオフ電流を極めて小さくできるため、画素に書き込まれた電位の保持期間を長くでき、フレーム周波数を低くすることも可能となる。例えば、フレーム周波数を０．１Ｈｚ以上４８０Ｈｚ以下の範囲で可変とすることができる。また、テレビジョン装置等においては、フレーム周波数を３０Ｈｚ以上４８０Ｈｚ以下、好ましくは６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下とすることができる。
【０１５７】オフ電流が極めて小さいトランジスタを用いる効果の他の１つとして、画素の保持容量を小さくできることが挙げられる。これにより、画素の開口率を高めることや、画素の書き込みに要する期間をより短くすることができる。
【０１５８】また、各ソース線の電気抵抗と容量をできるだけ小さくすると、より高いフレーム周波数での駆動や、より大型の表示ユニットとすることなどが可能となる。例えば、ソース線の材料に低抵抗な材料（例えば銅、アルミニウムなど）を用いること、ソース線の厚さや幅を大きくすること、ソース線と他の配線の間の層間絶縁膜を厚くすること、ソース線と他の配線との交差部の面積を小さくすること、などが挙げられる。
【０１５９】本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有する。該トランジスタは、オフ電流を低くすることができる。よって、画像データのデータ信号等、電気信号の保持時間を長くすることができ、書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
【０１６０】また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを表示ユニットに用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、別途駆動回路として、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる必要がないため、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素部においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
【０１６１】また、チャネルが形成される半導体層に、シリコンを含む半導体を用いたトランジスタを用いることもできる。例えば、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、または多結晶シリコン等を用いたトランジスタを適用することができる。特に、アモルファスシリコンを用いると、大型の基板上に歩留り良く形成できるため好ましい。アモルファスシリコンを用いる場合には、水素によりダングリングボンドの終端を図った水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈと表記する場合がある）を用いることが好ましい。
【０１６２】容量素子７９０は、トランジスタ７５０が有する第１のゲート電極として機能する導電膜を加工する工程と同一の工程を経て形成される下部電極と、トランジスタ７５０が有する第２のゲート電極として機能する導電膜を加工する工程と同一の工程を経て形成される上部電極と、を有する。また、下部電極と上部電極との間には、トランジスタ７５０が有する第１のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜を形成する工程と同一の工程を経て形成される絶縁膜、及びトランジスタ７５０上の保護絶縁膜として機能する絶縁膜を形成する工程と同一の工程を経て形成される絶縁膜が設けられる。すなわち、容量素子７９０は、一対の電極間に誘電体膜として機能する絶縁膜が挟持された積層型の構造である。
【０１６３】また、図９乃至図１１において、トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、及び容量素子７９０上に平坦化絶縁膜７７０が設けられている。
【０１６４】また、図９乃至図１１において、画素部７０２が有するトランジスタ７５０と、ソースドライバ回路部７０４が有するトランジスタ７５２に、同じ構造のトランジスタを用いる構成について例示したが、これに限定されない。例えば、画素部７０２と、ソースドライバ回路部７０４とは、異なるトランジスタを用いてもよい。具体的には、画素部７０２にトップゲート型のトランジスタを用い、ソースドライバ回路部７０４にボトムゲート型のトランジスタを用いる構成、あるいは画素部７０２にボトムゲート型のトランジスタを用い、ソースドライバ回路部７０４にトップゲート型のトランジスタを用いる構成などが挙げられる。なお、上記のソースドライバ回路部７０４を、ゲートドライバ回路部と読み替えてもよい。
【０１６５】また、信号線７１０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程を経て形成される。信号線７１０として、例えば、銅元素を含む材料を用いた場合、配線抵抗に起因する信号遅延等が少なく、大画面での表示が可能となる。
【０１６６】また、ＦＰＣ端子部７０８は、接続電極７６０、異方性導電膜７８０、及びＦＰＣ７１６を有する。なお、接続電極７６０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程を経て形成される。また、接続電極７６０は、ＦＰＣ７１６が有する端子と異方性導電膜７８０を介して、電気的に接続される。
【０１６７】また、第１の基板７０１及び第２の基板７０５としては、例えばガラス基板を用いることができる。また、第１の基板７０１及び第２の基板７０５として、可撓性を有する基板を用いてもよい。該可撓性を有する基板としては、例えばプラスチック基板等が挙げられる。
【０１６８】また、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間には、構造体７７８が設けられる。構造体７７８は柱状のスペーサであり、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられる。なお、構造体７７８として、球状のスペーサを用いてもよい。
【０１６９】また、第２の基板７０５側には、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜７３８と、カラーフィルタとして機能する着色膜７３６と、遮光膜７３８及び着色膜７３６に接する絶縁膜７３４が設けられる。
【０１７０】＜液晶素子を用いる表示ユニットの構成例＞
図９に示す表示ユニット７００は、液晶素子７７５を有する。液晶素子７７５は、導電膜７７２、導電膜７７４、及び液晶層７７６を有する。導電膜７７４は、第２の基板７０５側に設けられ、対向電極としての機能を有する。図９に示す表示ユニット７００は、導電膜７７２と導電膜７７４に印加される電圧によって、液晶層７７６の配向状態が変わることによって光の透過、非透過が制御され画像を表示することができる。
【０１７１】また、導電膜７７２は、トランジスタ７５０が有するソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜と電気的に接続される。導電膜７７２は、平坦化絶縁膜７７０上に形成され画素電極、すなわち表示素子の一方の電極として機能する。
【０１７２】導電膜７７２としては、可視光において透光性のある導電膜、または可視光において反射性のある導電膜を用いることができる。可視光において透光性のある導電膜としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。可視光において反射性のある導電膜としては、例えば、アルミニウム、または銀を含む材料を用いるとよい。
【０１７３】導電膜７７２に可視光において反射性のある導電膜を用いる場合、表示ユニット７００は、反射型の液晶表示ユニットとなる。また、導電膜７７２に可視光において透光性のある導電膜を用いる場合、表示ユニット７００は、透過型の液晶表示ユニットとなる。反射型の液晶表示ユニットの場合、視認側に偏光板を設ける。一方、透過型の液晶表示ユニットの場合、液晶素子を挟む一対の偏光板を設ける。
【０１７４】また、導電膜７７２上の構成を変えることで、液晶素子の駆動方式を変えることができる。この場合の一例を図１０に示す。また、図１０に示す表示ユニット７００は、液晶素子の駆動方式として横電界方式（例えば、ＦＦＳモード）を用いる構成の一例である。図１０に示す構成の場合、導電膜７７２上に絶縁膜７７３が設けられ、絶縁膜７７３上に導電膜７７４が設けられる。この場合、導電膜７７４は、共通電極（コモン電極ともいう）としての機能を有し、絶縁膜７７３を介して、導電膜７７２と導電膜７７４との間に生じる電界によって、液晶層７７６の配向状態を制御することができる。
【０１７５】また、図９及び図１０において図示しないが、導電膜７７２または導電膜７７４のいずれか一方または双方に、液晶層７７６と接する側に、それぞれ配向膜を設ける構成としてもよい。また、図９及び図１０において図示しないが、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。
【０１７６】表示素子として液晶素子を用いる場合、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１７７】また、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性を持つため配向処理が不要である。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示ユニットの不良や破損を軽減することができる。また、ブルー相を示す液晶材料は、視野角依存性が小さい。
【０１７８】また、表示素子として液晶素子を用いる場合、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０１７９】また、ノーマリーブラック型の液晶表示ユニット、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示ユニットとしてもよい。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶモードなどを用いることができる。
【０１８０】＜発光素子を用いる表示ユニットの構成例＞
図１１に示す表示ユニット７００は、発光素子７８２を有する。発光素子７８２は、導電膜７７２、ＥＬ層７８６、及び導電膜７８８を有する。図１１に示す表示ユニット７００は、画素毎に設けられる発光素子７８２が有するＥＬ層７８６が発光することによって、画像を表示することができる。なお、ＥＬ層７８６は、有機化合物、または量子ドットなどの無機化合物を有する。
【０１８１】有機化合物に用いることのできる材料としては、蛍光性材料または燐光性材料などが挙げられる。また、量子ドットに用いることのできる材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料、などが挙げられる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドット材料を用いてもよい。
【０１８２】図１１に示す表示ユニット７００には、平坦化絶縁膜７７０及び導電膜７７２上に絶縁膜７３０が設けられる。絶縁膜７３０は、導電膜７７２の一部を覆う。なお、発光素子７８２はトップエミッション構造である。したがって、導電膜７８８は透光性を有し、ＥＬ層７８６が発する光を透過する。なお、本実施の形態においては、トップエミッション構造について例示するが、これに限定されない。例えば、導電膜７７２側に光を射出するボトムエミッション構造や、導電膜７７２及び導電膜７８８の双方に光を射出するデュアルエミッション構造にも適用することができる。
【０１８３】また、発光素子７８２と重なる位置に、着色膜７３６が設けられ、絶縁膜７３０と重なる位置、引き回し配線部７１１、及びソースドライバ回路部７０４に遮光膜７３８が設けられている。また、着色膜７３６及び遮光膜７３８は、絶縁膜７３４で覆われている。また、発光素子７８２と絶縁膜７３４の間は封止膜７３２で充填されている。なお、図１１に示す表示ユニット７００においては、着色膜７３６を設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、ＥＬ層７８６を画素毎に島状形成する、すなわち塗り分けにより形成する場合においては、着色膜７３６を設けない構成としてもよい。
【０１８４】＜表示ユニットに入出力装置を設ける構成例＞
また、図９乃至図１１に示す表示ユニット７００に入出力装置を設けてもよい。当該入出力装置としては、例えば、タッチパネル等が挙げられる。
【０１８５】図１０に示す表示ユニット７００にタッチパネル７９１を設ける構成を図１２に、図１１に示す表示ユニット７００にタッチパネル７９１を設ける構成を図１３に、それぞれ示す。
【０１８６】図１２は図１０に示す表示ユニット７００にタッチパネル７９１を設ける構成の断面図であり、図１３は図１１に示す表示ユニット７００にタッチパネル７９１を設ける構成の断面図である。
【０１８７】まず、図１２及び図１３に示すタッチパネル７９１について、以下説明を行う。
【０１８８】図１２及び図１３に示すタッチパネル７９１は、基板７０５と着色膜７３６との間に設けられる、所謂インセル型のタッチパネルである。タッチパネル７９１は、遮光膜７３８、及び着色膜７３６を形成する前に、基板７０５側に形成すればよい。
【０１８９】なお、タッチパネル７９１は、遮光膜７３８と、絶縁膜７９２と、電極７９３と、電極７９４と、絶縁膜７９５と、電極７９６と、絶縁膜７９７と、を有する。例えば、指やスタイラスなどの被検知体が近づくことで生じうる、電極７９３と電極７９４との間の容量の変化を検知することができる。
【０１９０】また、図１２及び図１３に示すトランジスタ７５０の上方においては、電極７９３と、電極７９４との交差部を明示している。電極７９６は、絶縁膜７９５に設けられた開口部を介して、電極７９４を挟む２つの電極７９３と電気的に接続されている。なお、図１２及び図１３においては、電極７９６が設けられる領域を画素部７０２に設ける構成を例示したが、これに限定されず、例えば、ソースドライバ回路部７０４に形成してもよい。
【０１９１】電極７９３及び電極７９４は、遮光膜７３８と重なる領域に設けられる。また、図１３に示すように、電極７９３は、発光素子７８２と重ならないように設けられると好ましい。また、図１２に示すように、電極７９３は、液晶素子７７５と重ならないように設けられると好ましい。別言すると、電極７９３は、発光素子７８２及び液晶素子７７５と重なる領域に開口部を有する。すなわち、電極７９３はメッシュ形状を有する。このような構成とすることで、電極７９３は、発光素子７８２が射出する光を遮らない構成とすることができる。または、電極７９３は、液晶素子７７５を透過する光を遮らない構成とすることができる。したがって、タッチパネル７９１を配置することによる輝度の低下が極めて少ないため、視認性が高く、且つ消費電力が低減された表示ユニットを実現できる。なお、電極７９４も同様の構成とすればよい。
【０１９２】また、電極７９３及び電極７９４が発光素子７８２と重ならないため、電極７９３及び電極７９４には、可視光の透過率が低い金属材料を用いることができる。または、電極７９３及び電極７９４が液晶素子７７５と重ならないため、電極７９３及び電極７９４には、可視光の透過率が低い金属材料を用いることができる。
【０１９３】そのため、可視光の透過率が高い酸化物材料を用いた電極と比較して、電極７９３及び電極７９４の抵抗を低くすることが可能となり、タッチパネルのセンサ感度を向上させることができる。
【０１９４】例えば、電極７９３、７９４、７９６には、導電性のナノワイヤを用いてもよい。当該ナノワイヤは、直径の平均値が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の大きさとすればよい。また、上記ナノワイヤとしては、Ａｇナノワイヤ、Ｃｕナノワイヤ、またはＡｌナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、あるいは、カーボンナノチューブなどを用いればよい。例えば、電極７９３、７９４、７９６のいずれか一つあるいは全部にＡｇナノワイヤを用いる場合、可視光における光透過率を８９％以上、シート抵抗値を４０Ω／□以上１００Ω／□以下とすることができる。
【０１９５】また、図１２及び図１３においては、インセル型のタッチパネルの構成について例示したが、これに限定されない。例えば、表示ユニット７００上に形成する、所謂オンセル型のタッチパネルや、表示ユニット７００に貼り合わせて用いる、所謂アウトセル型のタッチパネルとしてもよい。
【０１９６】このように、本発明の一態様の表示ユニットは、様々な形態のタッチパネルと組み合わせて用いることができる。
【０１９７】なお、本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１９８】（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用可能な表示ユニットについて、図１４を用いて説明を行う。
【０１９９】＜表示ユニットの回路構成例＞
図１４（Ａ）に示す表示ユニットは、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部５０２という）と、画素部５０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下、駆動回路部５０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路５０６という）と、端子部５０７と、を有する。なお、保護回路５０６は、設けない構成としてもよい。
【０２００】駆動回路部５０４の一部、または全部は、画素部５０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことができる。駆動回路部５０４の一部、または全部が、画素部５０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部５０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
【０２０１】画素部５０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路５０１という）を有し、駆動回路部５０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、ゲートドライバ５０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための回路（以下、ソースドライバ５０４ｂ）などの駆動回路を有する。
【０２０２】ゲートドライバ５０４ａは、シフトレジスタ等を有する。ゲートドライバ５０４ａは、端子部５０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、ゲートドライバ５０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。ゲートドライバ５０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、ゲート線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、ゲートドライバ５０４ａを複数設け、複数のゲートドライバ５０４ａにより、ゲート線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、ゲートドライバ５０４ａは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、ゲートドライバ５０４ａは、別の信号を供給することも可能である。
【０２０３】ソースドライバ５０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。ソースドライバ５０４ｂは、端子部５０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号（画像データ）が入力される。ソースドライバ５０４ｂは、画像データを元に画素回路５０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、ソースドライバ５０４ｂは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、ソースドライバ５０４ｂは、データ信号が与えられる配線（以下、ソース線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する。または、ソースドライバ５０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、ソースドライバ５０４ｂは、別の信号を供給することも可能である。
【０２０４】ソースドライバ５０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。ソースドライバ５０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像データを時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用いてソースドライバ５０４ｂを構成してもよい。
【０２０５】複数の画素回路５０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数のゲート線ＧＬの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のソース線ＤＬの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路５０１のそれぞれは、ゲートドライバ５０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目の画素回路５０１は、ゲート線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介してゲートドライバ５０４ａからパルス信号が入力され、ゲート線ＧＬ＿ｍの電位に応じてソース線ＤＬ＿ｎ（ｎはＹ以下の自然数）を介してソースドライバ５０４ｂからデータ信号が入力される。
【０２０６】図１４（Ａ）に示す保護回路５０６は、例えば、ゲートドライバ５０４ａと画素回路５０１の間の配線であるゲート線ＧＬに接続される。または、保護回路５０６は、ソースドライバ５０４ｂと画素回路５０１の間の配線であるソース線ＤＬに接続される。または、保護回路５０６は、ゲートドライバ５０４ａと端子部５０７との間の配線に接続することができる。または、保護回路５０６は、ソースドライバ５０４ｂと端子部５０７との間の配線に接続することができる。なお、端子部５０７は、外部の回路から表示ユニットに電源及び制御信号、及び画像データを入力するための端子が設けられた部分をいう。
【０２０７】保護回路５０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
【０２０８】図１４（Ａ）に示すように、画素部５０２と駆動回路部５０４にそれぞれ保護回路５０６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示ユニットの耐性を高めることができる。ただし、保護回路５０６の構成はこれに限定されず、例えば、ゲートドライバ５０４ａに保護回路５０６を接続した構成、またはソースドライバ５０４ｂに保護回路５０６を接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部５０７に保護回路５０６を接続した構成とすることもできる。
【０２０９】また、図１４（Ａ）においては、ゲートドライバ５０４ａとソースドライバ５０４ｂによって駆動回路部５０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、ゲートドライバ５０４ａのみを形成し、別途用意されたソースドライバ回路が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構成としてもよい。
【０２１０】ここで、図１５に、図１４（Ａ）とは異なる構成を示す。図１５では、ソース線方向に配列する複数の画素を挟むように、一対のソース線（例えばソース線ＤＬａ１とソース線ＤＬｂ１）が配置されている。また、隣接する２本のゲート線（例えばゲート線ＧＬ＿１とゲート線ＧＬ＿２）が電気的に接続されている。
【０２１１】また、ゲート線ＧＬ＿１に接続される画素は、片方のソース線（ソース線ＤＬａ１、ソース線ＤＬａ２等）に接続され、ゲート線ＧＬ＿２に接続される画素は、他方のソース線（ソース線ＤＬｂ１、ソース線ＤＬｂ２等）に接続される。
【０２１２】このような構成とすることで、２本のゲート線を同時に選択することができる。これにより、一水平期間の長さを、図１４（Ａ）に示す構成と比較して２倍にすることができる。これにより、表示ユニットの高解像度化、及び大画面化が容易となる。
【０２１３】また、図１４（Ａ）に示す複数の画素回路５０１は、例えば、図１４（Ｂ）に示す構成とすることができる。
【０２１４】図１４（Ｂ）に示す画素回路５０１は、液晶素子５７０と、トランジスタ５５０と、容量素子５６０と、を有する。
【０２１５】液晶素子５７０の一対の電極の一方の電位は、画素回路５０１の仕様に応じて適宜設定される。液晶素子５７０は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。なお、複数の画素回路５０１のそれぞれが有する液晶素子５７０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、各行の画素回路５０１の液晶素子５７０の一対の電極の一方に異なる電位を与えてもよい。
【０２１６】例えば、液晶素子５７０を備える表示ユニットの駆動方法としては、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡモード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、又はＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。また、表示ユニットの駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  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、液晶素子及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。
【０２１７】ｍ行ｎ列目の画素回路５０１において、トランジスタ５５０のソース電極またはドレイン電極の一方は、ソース線ＤＬ＿ｎに電気的に接続され、他方は液晶素子５７０の一対の電極の他方に電気的に接続される。また、トランジスタ５５０のゲート電極は、ゲート線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。トランジスタ５５０は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【０２１８】容量素子５６０の一対の電極の一方は、電位が供給される配線（以下、電位供給線ＶＬという）に電気的に接続され、他方は、液晶素子５７０の一対の電極の他方に電気的に接続される。なお、電位供給線ＶＬの電位の値は、画素回路５０１の仕様に応じて適宜設定される。容量素子５６０は、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。
【０２１９】例えば、図１４（Ｂ）の画素回路５０１を有する表示ユニットでは、例えば、図１４（Ａ）に示すゲートドライバ５０４ａにより各行の画素回路５０１を順次選択し、トランジスタ５５０をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
【０２２０】データが書き込まれた画素回路５０１は、トランジスタ５５０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、画像を表示できる。
【０２２１】また、図１４（Ａ）に示す複数の画素回路５０１は、例えば、図１４（Ｃ）に示す構成とすることができる。
【０２２２】また、図１４（Ｃ）に示す画素回路５０１は、トランジスタ５５２、５５４と、容量素子５６２と、発光素子５７２と、を有する。
【０２２３】トランジスタ５５２のソース電極及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５５２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、ゲート線ＧＬ＿ｍという）に電気的に接続される。
【０２２４】トランジスタ５５２は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【０２２５】容量素子５６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ５５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０２２６】容量素子５６２は、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。
【０２２７】トランジスタ５５４のソース電極及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る。さらに、トランジスタ５５４のゲート電極は、トランジスタ５５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０２２８】発光素子５７２のアノード及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、トランジスタ５５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０２２９】発光素子５７２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）を用いることができる。ただし、発光素子５７２としては、これに限定されず、無機材料からなる無機ＥＬ素子などを用いてもよい。
【０２３０】なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線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。
【０２３１】図１４（Ｃ）の画素回路５０１を有する表示ユニットでは、例えば、図１４（Ａ）に示すゲートドライバ５０４ａにより各行の画素回路５０１を順次選択し、トランジスタ５５２をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
【０２３２】データが書き込まれた画素回路５０１は、トランジスタ５５２がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ５５４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５７２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。
【０２３３】なお、本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２３４】（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図面を参照して説明する。
【０２３５】以下で例示する電子機器には、上記実施の形態で説明した、表示装置１０または表示ユニット２０を搭載することができる。これにより、高い解像度が実現され、また、コンテンツの解像度およびフレーム周波数に合わせて動作方法を最適化し、低い消費電力で表示を行うことができる電子機器を提供することができる。
【０２３６】本発明の一態様の電子機器の表示部には、例えば、フルハイビジョン、ウルトラハイビジョン、スーパーハイビジョン、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０２３７】電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、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、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、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、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
【０２３８】本発明の一態様の電子機器は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁等に組み込むことができる。
【０２３９】本発明の一態様の電子機器は、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、表示部で映像や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及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。
【０２４０】本発明の一態様の電子機器は、センサ（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、または赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
【０２４１】本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、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、日付また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、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
【０２４２】図１６（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。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。
【０２４３】図１６（Ａ）において、テレビジョン装置７１００に、本発明の一態様の表示装置１０を適用することができる。
【０２４４】図１６（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作してもよい。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。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、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
【０２４５】なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及び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（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。
【０２４６】図１６（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータ７２００を示す。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、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。
【０２４７】図１６（Ｂ）において、表示部７０００に、本発明の一態様の表示ユニット２０を適用することができる。
【０２４８】図１６（Ｃ）に、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）の一例を示す。
【０２４９】図１６（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ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、マイクロフォン等を有することができる。
【０２５０】図１６（Ｃ）において、デジタルサイネージ７３００に、本発明の一態様の表示装置１０を適用することができる。
【０２５１】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。
【０２５２】表示部７０００にタッチパネルを適用することで、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、好ましい。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。
【０２５３】また、図１６（Ｃ）に示すように、デジタルサイネージ７３００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の携帯情報端末７３１１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、携帯情報端末７３１１の画面に表示させることができる。また、携帯情報端末７３１１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。
【０２５４】また、デジタルサイネージ７３００に、携帯情報端末７３１１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ーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０２５５】なお、本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０２５６】ＣＬＫ＿ＩＮ１：クロック信号入力部、ＣＬＫ＿ＩＮ２：クロック信号入力部、ＤＬ＿Ｙ：ソース線、ＤＬ＿１：ソース線、ＤＬａ１：ソース線、ＤＬａ２：ソース線、ＤＬｂ１：ソース線、ＤＬｂ２：ソース線、Ｇ０：信号、ＧＬ＿Ｘ：ゲート線、ＧＬ＿１：ゲート線、ＧＬ＿２：ゲート線、Ｓ０：信号、１０：表示装置、２０：表示ユニット、２１：画素アレイ、２２：ソースドライバ、２３：ゲートドライバ、２４：タイミングコントローラ、３０：受像装置、３１：画像処理回路、３２：デコーダ、３３：フロントエンド部、３４：入力部、３５：受信部、３６：インターフェース、３７：制御回路、４１：リモートコントローラ、５１：画素、６１：論理回路部、６２：出力調整部、６３：論理回路部、６４：出力調整部、６５：シフトレジスタ、７１：クロックドインバーター、７４：クロックドインバーター、７５：インバーター、７６：インバーター、５０１：画素回路、５０２：画素部、５０４：駆動回路部、５０４ａ：ゲートドライバ、５０４ｂ：ソースドライバ、５０６：保護回路、５０７：端子部、５５０：トランジスタ、５５２：トランジスタ、５５４：トランジスタ、５６０：容量素子、５６２：容量素子、５７０：液晶素子、５７２：発光素子、７００：表示ユニット、７００Ａ：表示ユニット、７０１：基板、７０２：画素部、７０４：ソースドライバ回路部、７０５：基板、７０６：ゲートドライバ回路部、７０８：ＦＰＣ端子部、７１０：信号線、７１１：配線部、７１２：シール材、７１６：ＦＰＣ、７２１：ソースドライバＩＣ、７２２：ゲートドライバ回路、７２３：ＦＰＣ、７２４：プリント基板、７３０：絶縁膜、７３２：封止膜、７３４：絶縁膜、７３６：着色膜、７３８：遮光膜、７５０：トランジスタ、７５２：トランジスタ、７６０：接続電極、７７０：平坦化絶縁膜、７７２：導電膜、７７３：絶縁膜、７７４：導電膜、７７５：液晶素子、７７６：液晶層、７７８：構造体、７８０：異方性導電膜、７８２：発光素子、７８６：ＥＬ層、７８８：導電膜、７９０：容量素子、７９１：タッチパネル、７９２：絶縁膜、７９３：電極、７９４：電極、７９５：絶縁膜、７９６：電極、７９７：絶縁膜、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：携帯情報端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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