(57)【要約】ちらつきを抑制する液晶表示装置を提供する。第１の表示領域を有する表示装置であって、第１の表示領域は、複数の第２の領域と、複数の第３の領域を有する。第２の領域と、第３の領域は、交互に存在する。第２の領域は、表示データが更新され非表示の領域である。第３の領域は、画像が表示される領域である。第２の領域及び第３の領域は、一方向に移動し、複数の第２の領域は、表示データを更新するために同時に選択される期間を有し、複数の第３の領域は、同時に表示されるように駆動する。
2019155320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示領域を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第１の表示領域は、複数の第２の領域と、複数の第３の領域を有し、
前記第２の領域と、前記第３の領域は、交互に存在し、
前記第２の領域は、表示データが更新され非表示の領域であり、
前記第３の領域は、画像が表示される領域であり、
前記第２の領域及び前記第３の領域は、一方向に移動し、
複数の前記第２の領域は、前記表示データを更新するために同時に選択される期間を有し、
複数の前記第３の領域は、同時に表示されるように駆動する、表示装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示領域は、複数の遮光領域を有し、
前記遮光領域は、前記第２の領域と、前記第３の領域の間に設けられ、
前記遮光領域は、前記第２の領域が前記第３の領域の光によって誤表示されることを抑制する表示装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第３の領域の面積が、前記第２の領域と異なる面積である表示装置の駆動方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、
複数の前記第３の領域が、異なる色相の光を透過する表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１において
前記第１の表示領域は、複数の画素を有し、
前記画素は、トランジスタを有し、
前記トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置の駆動方法。
【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、及び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。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】  表示装置には、液晶表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイが広く用いられている。これらの表示装置では、高解像度な表示を実現する方法が検討されている。特許文献１には、カラーフィルタを用いないフィールドシーケンシャル方式による表示方法が開示されている。【０００４】  特許文献２には、半導体材料に金属酸化物を用いたトランジスタを、表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２９９８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明の一態様により、ちらつきを抑制する液晶表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、開口率が高い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、消費電力の低い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、高精細な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、信頼性の高い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。又は、広い温度範囲で安定した動作が可能な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。【０００７】  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。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【０００８】  本発明の一態様は、表示装置の駆動方法であって、第１の表示領域を有する表示装置の駆動方法である。第１の表示領域は、複数の第２の領域と、複数の第３の領域を有する。第２の領域と、第３の領域は、交互に存在する。第２の領域は、表示データが更新され非表示の領域である。第３の領域は、画像が表示される領域である。第２の領域及び第３の領域は、一方向に移動し、複数の第２の領域は、表示データを更新するために同時に選択される期間を有し、複数の第３の領域は、同時に表示されるように駆動する、表示装置の駆動方法である。【０００９】  上記各構成において、第１の表示領域は、複数の遮光領域を有する。遮光領域は、第２の領域と、第３の領域の間に設けられる。遮光領域は、第２の領域が第３の領域の光によって誤表示されることを抑制することができる。【００１０】  上記各構成において、第３の領域である非表示領域の面積が、第２の領域である表示領域と異なる面積であってもよい。【００１１】  上記各構成において、前記第１の表示領域は、表示状態から非表示状態に移行する領域と、表示状態を保持する領域と、非表示状態から表示状態に移行する領域と、を有する。【００１２】  上記各構成において、複数の第３の領域が、異なる色相の光を透過することが好ましい。【００１３】  上記各構成において、第１の表示領域は、複数の画素を有する。画素は、トランジスタを有する。なお、トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する。
【発明の効果】
【００１４】  本発明の一態様により、ちらつきを抑制する液晶表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、開口率が高い液晶表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、消費電力の低い液晶表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、高精細な液晶表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、広い温度範囲で安定した動作が可能な液晶表示装置を提供できる。【００１５】  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。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００１６】
【図１】（Ａ）（Ｂ）表示領域の一例を示す図。
【図２】（Ａ）表示領域の一例を示す図。（Ｂ）表示装置の一例を示す図。
【図３】表示装置の一例を示す回路図。
【図４】（Ａ）画素の一例を示す回路図。（Ｂ）タイミングチャート。（Ｃ）画素の一例を示す回路図。
【図５】タイミングチャート。
【図６】タイミングチャート。
【図７】電子機器の一例を示すブロック図。
【図８】（Ａ）表示装置の一例を示す斜視図。（Ｂ）表示装置を示す三面図。
【図９】（Ａ）表示装置の一例を示す斜視図。（Ｂ）表示装置を示す三面図。
【図１０】表示装置の一例を示す斜視図。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）表示装置の一例を示す断面図。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）画素の一例を示す上面図。
【図１３】表示装置の一例を示す断面図。
【図１４】表示装置の一例を示す断面図。
【図１５】表示装置の一例を示す断面図。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）電子機器の一例を示す図。
【図１７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）電子機器の一例を示す図。
【図１８】（Ａ）（Ｂ）電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  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。
【００１８】  なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００１９】  また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、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、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２０】  なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、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である。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
【００２１】  なお、本明細書中において、高電源電圧をＨレベル（又はＶＤＤ）、低電源電圧をＬレベル（又はＧＮＤ）と呼ぶ場合がある。
【００２２】  また、本明細書は、以下の実施の形態を適宜組み合わせることが可能である。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【００２３】（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１乃至図１０を用いて説明する。
【００２４】  図１（Ａ）、（Ｂ）に示す表示パネル１０ａは、表示可能領域を有する。表示可能領域は、複数の非表示領域と、複数の表示領域と、複数の遮光領域１０ｃと、を有する。なお、表示パネル１０ａは、複数の画素を有する。一例として表示可能領域は、非表示領域２０（ハッチングあり）と、表示領域２１（ハッチングなし）と、を有する。
【００２５】  非表示領域２０と、表示領域２１は、交互に存在する。非表示領域２０では、表示データが更新され、表示領域２１では、画像が表示される領域である。非表示領域２０及び表示領域２１は、一方向に移動し、複数の表示領域２１は、同時に表示されるように駆動することができる。
【００２６】  なお、図１（Ａ）では、一例として、非表示領域２０が画像データＢ１ａで更新されることを示し、表示領域２１が画像データＢ１ｂで表示することを示している。なお、画像データを表示する表示領域には、非表示の状態をハッチングにより明示化している。図１（Ｂ）では、一例として、非表示領域２０が画像データＲ１ａで更新されることを示し、表示領域２１の一部の領域が画像データＲ１ｂで表示し、さらに、該表示領域２１の異なる領域が画像データＲ１ｃで表示することを示している。
【００２７】  また、図１（Ａ）では、非表示領域２０が、表示領域２１と同じ面積である例を示しているが、必ずしも非表示領域２０が、表示領域２１と同じ面積でなくてもよい。図１（Ｂ）に示すように非表示領域２０が、表示領域２１と異なる面積であってもよい。
【００２８】  なお、図１（Ｂ）では、表示領域２１の一部が非表示領域２０に移行する領域と、表示領域２１として表示を続ける領域と、非表示領域２０が表示領域２１に移行する領域と、を有する駆動方法を示している。それぞれの表示領域２１は、異なる色相の光を同時に表示することができる。従って、表示パネル１０ａが有する表示領域を画像データによって更新する１フレーム期間において、複数の表示領域２１が波状に移動しながら表示することができる。
【００２９】  異なる色相の光が、同時に表示され、且つ時刻と共に波状に移動する。人間の目には、同時に表示される異なる色相の光と、時刻と共に波状に移動することで積分される光が認識される。なお、人間の目には、時間と共に移動する光が積分輝度として認識される。複数の表示領域２１を有する表示パネル１０ａでは、表示領域２１の面積の大きさに応じてそれぞれの表示領域２１が表示する光を合成し、且つ積分する。さらに、表示領域２１が波状に移動しながら異なる色相の光を合成し、且つ積分することができる。大きな面積を用いて積分輝度を生成するときには、残像を原因とするちらつきやカラーブレイクなどが発生しやすい。但し、小さな面積で、且つそれぞれの表示領域２１で生成される該積分輝度は、ちらつきを抑制し、表示品質を向上させることができる。
【００３０】  非表示領域２０と、表示領域２１は、それぞれ複数の画素を有している。複数の非表示領域２０は、表示データを更新するために同時に選択される期間を有し、画像データを更新し、表示領域２１が有するそれぞれの画素は、同時に表示される。但し、表示領域２１が有する画素と、非表示領域２０が有する画素とが近傍に存在すると、表示領域２１の光が非表示領域の画素に迷光として与えられることがある。
【００３１】  なお、表示パネル１０ａが有する表示領域は、複数の遮光領域１０ｃを有することが好ましい。例えば、遮光領域１０ｃは、非表示領域２０と、表示領域２１との間に設けられ、遮光領域１０ｃは、非表示領域２０と接する位置に配置される。また遮光領域１０ｃは、表示領域２１が表示するときの迷光が非表示領域２０に影響を与えることを抑制する効果がある。迷光によって非表示領域２０が表示されるとき、表示領域２１に接する非表示領域２０に表示ぼけなどが発生し表示の品質が低下する。従って、遮光領域１０ｃを設けることで、表示領域２１からの迷光を抑制し、表示の品質を向上させることができる。
【００３２】  図２では、表示装置が有する表示パネル１０ａを詳細に説明する。但し、図２（Ａ）では、説明を簡便化するために表示パネル１０ａが非表示領域２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、表示領域２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを有する例について説明する。なお、表示パネル１０ａは、画像データＲ０ｂ、Ｇ０ａ、Ｇ０ｂ、Ｂ０ａ、Ｂ０ｂ、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを有し、画像データＲ１ａ、Ｒ１ｂは、次フレームの画像データとして説明する。従って画像データＲ０ｂ、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂは、それぞれが異なる画像データによって階調が制御されることが好ましい。
【００３３】  図２（Ｂ）は、表示装置１０の一例を説明する図である。表示装置１０は、表示パネル１０ａ、ゲートドライバ１１、ソースドライバ１２、及びライトユニット１３を有している。表示パネル１０ａは、複数の走査線Ｇ、複数の信号線Ｓ、及び複数の画素Ｐを有している。表示パネル１０ａは、列方向にｍ個（ｍは、１以上の整数）、行方向ｎ個（ｎは１以上の偶数）、合計ｍ×ｎ個の画素Ｐを有する。走査線Ｇは、ｎ行を有し、信号線Ｓは、ｍ列を有している。
【００３４】  なお、図２（Ｂ）では、一例としてゲートドライバ１１は、走査線Ｇに接続される隣り合う行の画素を同時に選択することができる。なお、隣り合う行の画素は２画素に限定されず、３画素以上を同時に選択することができる。
【００３５】  一例として、走査線Ｇ（ｊｒ）に接続される画素について説明する場合、画素Ｐ（ｘ、ｙｒ）、画素Ｐ（ｘ＋１、ｙｒ＋１）を用いて説明する。走査線Ｇ（ｊｒ）は、列方向に延在するｙｒ行目に電気的に接続される複数の画素と、ｙｒ＋１行目に電気的に接続される複数の画素と、を選択することができる。同様に、走査線Ｇ（ｊｇ）は、列方向に延在するｙｇ行目に電気的に接続される複数の画素と、ｙｇ＋１行目に電気的に接続される複数の画素と、を選択することができる。同様に、走査線Ｇ（ｊｂ）は、列方向に延在するｙｂ行目に電気的に接続される複数の画素と、ｙｂ＋１行目に電気的に接続される複数の画素と、を選択することができる。なお、ｊｒ、ｊｇ、及びｊｂは、１以上ｎ／２以下の整数であり、ｘは、１以上ｍ以下の整数であり、ｙｒ、ｙｇ、ｙｂは、１以上ｎ以下の奇数である。
【００３６】  また、ライトユニット１３は、少なくとも異なる色相の光を３種類以上有していることが好ましい。図２（Ｂ）では、色相（ＬＲ：赤、ＬＧ：緑、ＬＢ：青）を有する例を示しているが、異なる色相の光として（ＬＷ：白，ＬＣ：シアン、ＬＭ：マゼンタ、ＬＹ：黄）などを有してもよい。ライトユニット１３が有する色相は、表示に用いる色相によって組み合わせることができる。例えば、色相（ＬＲ：赤、ＬＧ：緑、ＬＢ：青）に色相（ＬＷ：白）を補色として組み合わせてもよいし、いずれか一のみを用いてもよい。
【００３７】  ライトユニット１３は、複数の異なる光を、異なる開口部から射出することができることが好ましい。それぞれの異なる開口部から射出された光は、各々異なる表示領域２０に与えられる。
【００３８】  なお、ソースドライバ１２の詳細な説明について図７で示すが、表示パネル１０ａ、及びゲートドライバ１１と同じ基板上に形成されていなくてもよい。ソースドライバ１２は、表示パネル１０ａ、及びゲートドライバ１１が形成された基板に、フレキシブルプリント回路基板を介して接続してもよい。
【００３９】  また、図２（Ｂ）では、図２（Ａ）の表示パネル１０ａの非表示領域２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ｒと、表示領域２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、ライトユニット１３の点灯、消灯の関係を示している。
【００４０】  例えば、走査線Ｇ（ｊｒ）が選択された場合、列方向に延在するｙｒ行目と、ｙｒ＋１行目とに接続される複数の画素の画像データが同時に更新される。走査線Ｇ（ｊｇ）が選択された場合、列方向に延在するｙｇ行と、ｙｇ＋１行とに接続される複数の画素の画像データが同時に更新される。走査線Ｇ（ｊｒ）が選択された場合、列方向に延在するｙｂ行と、ｙｂ＋１行とに接続される複数の画素の画像データが同時に更新される。
【００４１】  なお、走査線で選択される行の画素は、非表示領域２０（ハッチングあり）に相当し、画像データが更新されなかった画素は、表示領域２１（ハッチングなし）としてライトユニット１３が点灯する領域である。但し、例えば、ライトユニット１３の色相ＬＲが点灯している場合は、他の色相は消灯していることが好ましい。それぞれの表示領域２１は、非表示領域２０で更新された画像データに応じて点灯する色相が選択されることが好ましい。なお、二つ以上の色相を同時に点灯させて異なる色相の光を合成させることもできる。また、ライトユニット１３の色相ＬＲが点灯していない期間に、ｙｒ行目と、ｙｒ＋１行目とに接続される複数の画素の画像データが更新されることが好ましい。図２（Ｂ）では、一例としてライトユニット１３の色相ＬＲが消灯した直後にｙｒ行目と、ｙｒ＋１行目とに接続される複数の画素の画像データが更新される例を示している。但し、画素の画像データの更新タイミングは限定されない。
【００４２】  図３では、図２（Ｂ）で示した表示パネル１０ａのより詳細な回路図を示す。なお、図３では、説明を簡便化するために、一例として、走査線Ｇ１（ｊｇ）、及び走査線Ｇ２（ｊｇ）に電気的に接続された画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）、及び画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）について説明する。
【００４３】  画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）は、トランジスタ１０１、トランジスタ１０２、容量素子１０４、及び表示素子２４を有している。なお、表示素子２４についての詳細な説明は図４で行う。
【００４４】  トランジスタ１０１のゲートは、走査線Ｇ１（ｊｇ）と電気的に接続されている。トランジスタ１０１のソース又はドレインの一方は、信号線Ｓ１（ｉ）と電気的に接続されている。トランジスタ１０１のソース又はドレインの他方は、容量素子１０４の電極の一方、及び表示素子２４と電気的に接続されている。トランジスタ１０２のゲートは、走査線Ｇ２（ｊｇ）と電気的に接続されている。トランジスタ１０２のソース又はドレインの一方は、信号線Ｓ２（ｉ）と電気的に接続されている。トランジスタ１０２のソース又はドレインの他方は、容量素子１０４の電極の他方と電気的に接続されている。
【００４５】  画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）は、走査線Ｇ１（ｊｇ）、及び走査線Ｇ２（ｊｇ）と電気的に接続されている。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）は、信号線Ｓ１（ｉ＋１）、及び信号線Ｓ２（ｉ＋１）と電気的に接続されている点が画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）と異なっている。つまり、走査線Ｇは、複数の行を同時選択することができ、該走査線に接続される画素には、同時に画像データを更新するための異なる信号線Ｓが接続されている。図３で示す回路図では、信号線が異なる方向から接続される例を示したが、同じ方向から信号線が接続されてもよい。異なる方向から、信号を入れることで、画素のレイアウトが対称に配置される。従って、表示パネルの１０ａの視野角を広くする効果がある。
【００４６】  図４では、画素の詳細な説明をする。ここでは、表示素子２４と、画素の動作について説明し、図３で説明した画素の接続についての説明は省略する。
【００４７】  なお本発明の一態様の表示装置が有する画素は、該画素が画像データに補正信号を付加するための機能を有する。
【００４８】  該補正信号は、容量結合によって画像データに付加され、液晶素子に供給される。従って、液晶素子では補正された画像を表示することができる。該補正によって、例えば、液晶素子は、画像データのみを用いて表現できる階調よりも多くの階調を表現することができる。
【００４９】  また、該補正によって、ソースドライバ１２の出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。画素内で、液晶素子に供給する電圧を所望の値に変えることができるため、既存のソースドライバ１２を転用でき、ソースドライバ１２を新規に設計するコストなどを削減することができる。また、ソースドライバ１２の出力電圧が高くなることを抑制できるため、ソースドライバ１２の消費電力を低減することができる。
【００５０】  高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることで、表示装置を広い温度範囲で使用することができ、低温環境及び高温環境のいずれにおいても信頼性高く表示を行うことができる。例えば、該表示装置を車載用又はカメラ用の表示装置として利用することができる。
【００５１】  また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができる。従って、ブルー相を示す液晶など、駆動電圧の高い液晶材料を用いることができる。
【００５２】  また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、オーバードライブ駆動により応答速度を向上させることができる。
【００５３】  補正信号は、例えば、外部機器にて生成され、各画素に書き込まれる。補正信号の生成は、外部機器を用いてリアルタイムで行ってもよいし、記録媒体に保存されている補正信号を読み出して画像データと同期させてもよい。
【００５４】  本発明の一態様の表示装置では、供給する画像データは変化させず、補正信号を供給した画素で新たな画像データを生成することができる。外部機器を用いて新しい画像データそのものを生成する場合に比べて、外部機器にかかる負荷を低減することができる。また、新たな画像データを画素で生成するための動作は少ないステップで行うことができ、画素数が多く水平期間の短い表示装置でも対応することができる。
【００５５】  図４（Ａ）では、表示素子２４について説明する。表示素子２４は、液晶素子２４ａ、及び容量素子１０５を有している。液晶素子２４ａの電極の一方は、容量素子１０５の電極の一方、容量素子１０４の電極の一方、及びトランジスタ１０１のソース又はドレインの他方と電気的に接続されている。共通電極ＣＯＭには、液晶素子２４ａの電極の他方、及び容量素子１０５の電極の他方と電気的に接続されている。なお、ノードＮＡは、液晶素子２４ａの電極の一方、容量素子１０５の電極の一方、容量素子１０４の電極の一方、及びトランジスタ１０１のソース又はドレインの他方と接続するノードである。
【００５６】  図４（Ｂ）は、画素が画像データによって更新されるときのタイミングチャートである。
【００５７】  時刻Ｔ２では、走査線Ｇ１、Ｇ２に与えられる信号によってトランジスタ１０１、及びトランジスタ２２がＯＮ状態になるステップである。信号線Ｓ２には、階調値０に相当する初期化電圧Ｖｒが与えられ、且つ、信号線Ｓ１には、画像データＶｐが与えられる。画像データＶｐは、ノードＮＡに保持される。
【００５８】  時刻Ｔ３では、走査線Ｇ１に与えられる信号によってトランジスタ１０１がＯＦＦ状態になり、走査線Ｇ２に与えられる信号によってトランジスタ１０２は、ＯＮ状態を維持する。信号線Ｓ２には、画像データＶｓが与えられる。ノードＮＡは、容量素子１０４を介する容量結合により、画像データＶｐに画像データＶｓが付加され、Ｖｓ＋Ｖｐ電位に変化する。
【００５９】  時刻Ｔ４では、走査線Ｇ２に与えられる信号によってトランジスタ１０２がＯＦＦ状態になる。よって、ノードＮＡには、Ｖｓ＋Ｖｐ電位が保持される。なお、トランジスタ１０１、及びトランジスタ１０２は、オフ電流が小さなトランジスタであることが好ましい。オフ電流が小さなトランジスタとしては、実施の形態２で説明する半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。
【００６０】  なお、図４（Ｃ）には、トランジスタ１０１ａ、及びトランジスタ１０２ａが、それぞれバックゲートを有した例を示す。図４（Ｃ）では、該トランジスタのゲートが該トランジスタのバックゲートと電気的に接続された例を示している。なお、該バックゲートの接続先は、該トランジスタのゲートに限定されない。該バックゲートは、該トランジスタのソース又はドレインと接続されてもよい、又は、外部から制御できる配線に接続されてもよい。
【００６１】  図５では、タイミングチャートを用いて図３で説明した回路の動作を説明する。なお、画像データが画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）に与えられる場合、信号線Ｓ１を介して与えられる画像データを画像データＤ（ｘ、ｙｇ）として表し、信号線Ｓ２を介して与えられる画像データを画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ）として表す。
【００６２】  時刻Ｔ１１では、走査線Ｇ１（ｊｇ−１）、走査線Ｇ２（ｊｇ−１）に“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−２）には、信号線Ｓ１（ｉ）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｇ−２）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−１）には、信号線Ｓ１（ｉ＋１）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｇ−１）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。
【００６３】  時刻Ｔ１２では、走査線Ｇ１（ｊｇ−１）に“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｇ−１）に“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−２）には、信号線Ｓ２（ｉ）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ−２）が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−１）には、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ−１）が与えられる。図中では表記していないが、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−２）では、表示素子に対して画像データＤ（ｘ、ｙｇ−２）＋画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ−２）の演算が行われる。同様に、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ−１）では、表示素子に対して画像データＤ（ｘ、ｙｇ−１）＋画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ−１）の演算が行われる。
【００６４】  ゲートドライバ１１は、選択する行によって時刻Ｔ１１及び時刻Ｔ１２と同じ動作を繰り返して画像データを更新することができる。時刻Ｔ１３及び時刻Ｔ１４では、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）の画像データを更新し、さらに、時刻Ｔ１５及び時刻Ｔ１６では、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋２）、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋３）の画像データを更新することができる。
【００６５】  図６では、図２で説明した異なる非表示領域２０の走査線の画像データを同時に更新する方法についてタイミングチャートを用いて説明する。なお、図６で説明するのは、異なる非表示領域２０内の画像データを更新する方法である。ライトユニットが消灯している期間内であれば異なるタイミングで画素の画像データが更新されたとしても、画像データは同時に更新されると判断することができる。なお、異なる非表示領域２０の画素は、信号線Ｓ１（ｉ）、Ｓ２（ｉ）を介して画像データが更新される。
【００６６】  図６では、説明を簡便化するために、画素Ｐ（ｘ、ｙｒ）乃至画素Ｐ（ｘ、ｙｒ＋３）、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）乃至画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋３）、及び画素Ｐ（ｘ、ｙｂ）乃至画素Ｐ（ｘ、ｙｂ＋３）について説明する。なお、図２で示すように、ｙｒ行、ｙｇ行、又はｙｂ行が、各々異なる非表示領域２０に属している。
【００６７】  時刻Ｔ２１では、走査線Ｇ１（ｊｒ）、Ｇ２（ｊｒ）に“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｒ）には、信号線Ｓ１（ｉ）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｒ）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｒ＋１）には、信号線Ｓ１（ｉ＋１）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｒ＋１）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。
【００６８】  時刻Ｔ２２では、走査線Ｇ１（ｊｇ）、走査線Ｇ２（ｊｇ）に“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｒ）には、“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｒ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）には、信号線Ｓ１（ｉ）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｇ）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）には、信号線Ｓ１（ｉ＋１）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｇ＋１）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。
【００６９】  時刻Ｔ２３では、走査線Ｇ１（ｊｂ）、走査線Ｇ２（ｊｂ）に“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｒ）には、“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｒ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｇ）には、“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｇ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｂ）には、信号線Ｓ１（ｉ）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｂ）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｂ＋１）には、信号線Ｓ１（ｉ＋１）を介して画像データＤ（ｘ、ｙｂ＋１）が与えられ、且つ、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して初期化電圧Ｖｒが与えられる。
【００７０】  時刻Ｔ２４では、走査線Ｇ１（ｊｒ）に“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｒ）に“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｒ）には、“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｒ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｂ）には、“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｂ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｒ）には、信号線Ｓ２（ｉ）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｒ）が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｒ＋１）には、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｒ＋１）が与えられる。
【００７１】  時刻Ｔ２５では、走査線Ｇ１（ｊｒ）、走査線Ｇ２（ｊｒ）に“Ｌ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｇ）に“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｇ）に“Ｈ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｂ）に“Ｌ”の信号、走査線Ｇ２（ｊｂ）に“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ）には、信号線Ｓ２（ｉ）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ）が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋１）には、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｇ＋１）が与えられる。
【００７２】  時刻Ｔ２６では、走査線Ｇ１（ｊｒ）、走査線Ｇ２（ｊｒ）に“Ｌ”の信号が与えられる。走査線Ｇ１（ｊｇ）、走査線Ｇ２（ｊｇ）には、“Ｌ”の信号が与えられる。且つ、走査線Ｇ１（ｊｂ）には、“Ｌ”の信号、Ｇ２（ｊｂ）には、“Ｈ”の信号が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｂ）には、信号線Ｓ２（ｉ）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｂ）が与えられる。画素Ｐ（ｘ、ｙｂ＋１）には、信号線Ｓ２（ｉ＋１）を介して画像データＤＷ（ｘ、ｙｂ＋１）が与えられる。
【００７３】  ゲートドライ１１は、選択する走査線の該行によって時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２６と同じ動作を繰り返して画像データを更新することができる。例えば、時刻Ｔ２７乃至時刻Ｔ３２では、画素Ｐ（ｘ、ｙｒ＋２）、画素Ｐ（ｘ、ｙｒ＋３）、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋２）、画素Ｐ（ｘ、ｙｇ＋３）、画素Ｐ（ｘ、ｙｂ＋２）、及び画素Ｐ（ｘ、ｙｂ＋３）の画像データを更新することができる。
【００７４】  図７に、電子機器３０のブロック図を示す。電子機器３０は、表示装置１０、ソースドライバ１２、ライトユニット１３、タイミング生成回路１４、ディスプレイコントローラ１５、記憶装置１６、プロセッサ１７、通信モジュール１８、センサ１９、及びイメージセンサ２０を有している。
【００７５】  表示装置１０は、表示パネル１０ａ、ゲートドライバ１１、ソースドライバ１２、及びライトユニット１３を有している。但し、ゲートドライバ１１、又はソースドライバ１２は、表示パネル１０ａと同じ基板上に形成されなくてもよく、別途形成してＩＣ化されてもよい。ＩＣ化されたゲートドライバ１１、又はソースドライバ１２の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法などを用いることができる。
【００７６】  タイミング生成回路１４は、表示装置１０を表示するためのタイミング信号を生成する機能と、ソースドライバ１２の画像データに同期してライトユニット１３の表示、非表示を制御する機能を有している。
【００７７】  ディスプレイコントローラ１５は、記憶装置１６や、プロセッサ１７を介して通信モジュール１８から受信するデータを画像データに変換する機能を有している。
【００７８】  通信モジュール１８は、無線通信の機能と、有線通信の機能と、を有している。従って、電子機器３０は、無線通信又は有線通信のいずれかの手段を用いてデータサーバとデータの送受信を行う。例えば、無線通信を行うとき、搬送波を用いて、データを送受信することができる。
【００７９】  無線通信を行うときは、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等のＩＥＥＥにより通信規格化された仕様を利用することができる。又は、有線通信を行うときは、有線ＬＡＮ、又はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のＩＳＯ（国際標準化機構）により標準化された仕様を利用することができる。
【００８０】  センサ１９に設けることができるセンサの例としては、温度センサ、湿度センサ、ひずみセンサ、熱流センサ、光センサ、ガスセンサ、圧力センサ、変位センサ、加速度センサ、流速センサ、回転センサ、密度センサ、ジャイロセンサ、超音波センサ、光ファイバセンサ、バイオセンサ、においセンサ、味覚センサ、虹彩センサ、指紋認証センサ、掌紋認証センサ、静脈認証センサなどいずれか又は組み合わせて用いることができる。また、センサ１９に設けられたセンサには、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が用いられていてもよい。センサが取得する様々な情報を用いて、表示装置に表示する内容を変更することができる。
【００８１】  イメージセンサ２０は、画像を取得する機能を有し、取得された画像は、記憶装置１６、又は、プロセッサ１７を介して表示装置に表示することができる。
【００８２】  図８（Ａ）は、表示装置１０の斜視図を示す。当該表示装置１０は、表示パネル１０ａ、接着層１０ｂ、導光層１０ｄ、及びライトユニット１３ａを有する。ゲートドライバ１１は、表示パネル１０ａと同じ基板上に形成される例を示している。なお、接着層１０ｂには、非表示領域２０と、表示領域２１との間に配置される遮光領域１０ｃを形成するためのブラックマトリクス等を設けている。もしくは、ブラックマトリクスが走査線Ｇ１、Ｇ２と重なる位置に配置されることが好ましい。遮光領域１０ｃが、走査線Ｇ１、Ｇ２と重なる位置に配置されることで、画素の開口率の低下を抑制することができる。
【００８３】  ライトユニット１３ａは、複数の開口部１３ｂを有し、複数の異なる光を、異なる開口部１３ｂから射出することができる。例えば、開口部１３ｂから射出する光は、色相（ＬＲ：赤、ＬＧ：緑、ＬＢ：青）の光を切り替えて射出することができる。なお、開口部１３ｂから射出する光は、異なる色相の光を加えても良いし、異なる複数の光を組み合わせてもよい。また、開口部１３ｂは、図８（Ａ）では、形状が円で示しているが限定されない。複数の辺を有する形状でもよいし、２つの辺によって形成されるコーナーが丸みを有してもよい。
【００８４】  遮光領域１０ｃの間隔Δｄは、ゲートドライバ１１が同時に選択することができる走査線に接続する画素の間隔、もしくは、ライトユニット１３ａが有する開口部１３ｂの間隔と同じであることが好ましい。ライトユニット１３ａが有するそれぞれの開口部１３ｂの中心は、遮光領域１０ｃの間隔Δｄの中心と重なる位置に配置されることが好ましい。
【００８５】  導光層１０ｄは、ライトユニット１３ａの光を表示パネル１０ａに均一に供給することができる。図８（Ａ）では、ライトユニット１３ａから射出された光Ｌ１及び光Ｌ２が同じ輝度で表示パネル１０ａに射出される。なお、導光層１０ｄに射出されたライトユニット１３ａの光は、接着層１０ｂに配置された、遮光領域１０ｃによって光の拡散を抑制することができる。表示領域２１の光が、非表示領域２０に迷光として漏れることを抑え、表示のちらつきなどの表示不良を抑えることができる。なお、接着層１０ｂは、導光層１０ｄを表示パネル１０ａに接着する機能を備えている。さらに、接着層１０ｂは、光を拡散する機能を備えていてもよい。
【００８６】  図８（Ｂ）は、表示装置１０の三面図を示す。図８（Ｂ）では、表示パネル１０ａの上側に透光性を有する対向基板１０ｅが配置されている。対向基板１０ｅには、走査線Ｇ１、Ｇ２と重なる位置に遮光領域１０ｆとしてブラックマトリクスが配置されてもよい。図８（Ｂ）で示す表示装置１０は、表示パネル１０ａと、接着層１０ｂ、導光層１０ｄが重なる位置に配置される例を示している。ライトユニット１３ａは、表示パネルの側面に位置し導光路に対して光を射出する位置に設けられている。なお、ライトユニット１３ａは、表示パネル１０ａの側面に光を射出する位置に設けられてもよい。その場合は、接着層１０ｂ、導光層１０ｄを設けなくてもよい。
【００８７】  図９では、図８と異なる表示装置１０を示す。図９の表示装置１０は、遮光領域１０ｇが、導光層１０ｄに設けられている点と、ライトユニット１３ｃが、ゲートドライバ１１と重なる位置に配置されている点が異なっている。さらに、ライトユニット１３ｃは複数の色相の光を射出する開口部１３ｂとは異なり、それぞれの色相の光を、そのまま導光層１０ｄに射出するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備えている。
【００８８】  遮光領域１０ｇの間隔Δｄには、ライトユニット１３ｃが複数の色相を有するＬＥＤが配置されることが好ましい。ＬＥＤから射出する光は、色相（ＬＲ：赤、ＬＧ：緑、ＬＢ：青）の光を切り替えて射出することができる。なお、ＬＥＤから射出する光は、異なる色相の光を加えても良いし、異なる複数の光を組み合わせてもよい。また、図９（Ｂ）で示すライトユニットは、ＬＥＤが表示パネル１０ａと平行に配置されているが、ＬＥＤが縦積に配置されてもよい。
【００８９】  なお、図９では表示パネル１０ａが、６つの表示領域を同時に表示させる例を示している。但し、表示パネル１０ａが、同時に表示させる表示領域の数は限定されない。図６で示したタイミングチャートを応用することで、より多くの表示領域を同時に表示させることができる。
【００９０】  遮光領域１０ｃ、１０ｆ、１０ｇは、いずれか一、又は複数を組み合わせて使用することができる。複数の遮光領域を組み合わせることで、迷光などの光漏れを低減することができる。よって、表示のちらつき等を抑えることのできる良好な表示品質を有する表示装置を得ることができる。なお、図８、又は図９では説明しなかったが、遮光領域の機能を有するブラックマトリクスは、表示パネル１０ａに設けてもよい。
【００９１】  図１０には、図８、図９とは異なる表示装置１０を示す。図１０は、表示パネル１０ａの下側に、ライトユニット１３ｄを有する点が異なっている。ライトユニット１３ｄは、複数の開口部１３ｂを有し、開口部１３ｂから複数の色相の光を射出することができる。
【００９２】  複数の表示領域２１が、同時に異なる色相で表示し、且つ、波状に表示領域が移動するため、小さな領域での色相の合成と、積分輝度の生成を行うことができるため、高速に動作させることで、さらに良好な表示品質を得ることができる。
【００９３】  また、それぞれの画素は、複数の色相の光を表示することができるため、カラーフィルタを必要としない。よって色相ごとのサブ画素を必要としないため、精細度を高くすることができる。従って、さらに高精細な表示品質を得ることができる。また開口率を大きくすることにより、光の取り出し効率が向上する。従って、ライトユニット１３の輝度を下げることが可能になるため、消費電力を小さくすることができる。
【００９４】  本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【００９５】（実施の形態２）
＜表示装置の構成例＞
図１１乃至図１５を用いて、画素に、２つのトランジスタと、２つの容量素子と、を有する表示装置の構成例について説明する。
【００９６】  図１１（Ａ）に、透過型の液晶表示装置の断面図を示す。図１１（Ａ）に示す液晶表示装置は、基板３１、トランジスタ１０１、トランジスタ１０２、絶縁層２１５、導電層４６、絶縁層４４、画素電極４１、絶縁層４５、共通電極４３、液晶層４２、及び基板３２を有する。
【００９７】  トランジスタ１０１、及びトランジスタ１０２は、基板３１上に位置する。絶縁層２１５は、トランジスタ１０１、及びトランジスタ１０２上に位置する。導電層４６は、絶縁層２１５上に位置する。絶縁層４４は、トランジスタ１０１、及びトランジスタ１０２、絶縁層２１５、及び導電層４６上に位置する。画素電極４１は、絶縁層４４上に位置する。絶縁層４５は、画素電極４１上に位置する。共通電極４３は、絶縁層４５上に位置する。液晶層４２は、共通電極４３上に位置する。共通電極４３は、画素電極４１を介して、導電層４６と重なる領域を有する。画素電極４１はトランジスタ１０１のソース又はドレインと電気的に接続される。導電層４６はトランジスタ１０２のソース又はドレインと電気的に接続される。導電層４６、画素電極４１、及び共通電極４３は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。
【００９８】  本実施の形態の液晶表示装置は、画素電極４１と共通電極４３とが絶縁層４５を介して積層され、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで動作する。画素電極４１、液晶層４２、及び共通電極４３は、液晶素子１０６として機能することができる。
【００９９】  導電層４６、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３は、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、本実施の形態の液晶表示装置は、画素に２つの容量素子を有する。
【０１００】  また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率を有し、さらに複数の保持容量を有することができる。
【０１０１】  透過型の液晶表示装置の開口率（画素の開口率ともいえる）を高めることで、液晶表示装置の高精細化が可能となる。また、開口率を高めることで、光取り出し効率を高めることができる。これにより、液晶表示装置の消費電力を低減させることができる。
【０１０２】  容量素子１０４の容量は、容量素子１０５の容量よりも大きいことが好ましい。例えば、画素電極４１と導電層４６とが重なる領域の面積は、画素電極４１と共通電極４３とが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。また、導電層４６と画素電極４１との間に位置する絶縁層４４の厚さＴ１は、画素電極４１と共通電極４３との間に位置する絶縁層４５の厚さＴ２よりも薄いことが好ましい。
【０１０３】  本実施の形態の表示装置の構成は、タッチパネルに適用することもできる。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す表示装置にタッチセンサＴＣを搭載した例である。タッチセンサＴＣを表示装置の表示面に近い位置に設けることで、タッチセンサＴＣの感度を高めることができる。
【０１０４】  本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接又は接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
【０１０５】  センサの方式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
【０１０６】  静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検知が可能となるため好ましい。
【０１０７】  本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方又は双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
【０１０８】≪画素の上面レイアウト≫
図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、画素の上面図を示す。図１２（Ａ）は、ゲート２２１ａ及びゲート２２１ｂから共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０１０９】  画素は、接続部７３と接続部７４を有する。接続部７３では、画素電極４１がトランジスタ１０１と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０１のソース又はドレインとして機能する導電層２２２ａが導電層４６ｂと接し、かつ、導電層４６ｂが画素電極４１と接している。接続部７４では、導電層４６ａがトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａがトランジスタ１０２のソース又はドレインとして機能する導電層２２２ｃと接している。
【０１１０】  共通電極４３ａは１つ又は複数のスリットを有してもよく、また櫛歯状の上面形状を有していてもよい。図１２（Ａ）に示す共通電極４３ａは、複数のスリットが設けられた上面形状を有する。画素電極４１は、共通電極４３ａと重なる領域と、共通電極４３ａと重ならない領域と、の双方を有する。
【０１１１】  また、画素電極４１が１つ又は複数のスリットを有してもよく、また櫛歯状の上面形状を有していてもよい。共通電極４３ａと重なる面積を広くできるため、画素電極４１を広い面積で形成することが好ましい。そのため、画素電極４１はスリットを有さない島状に形成されることが好ましい。
【０１１２】≪表示モジュールの断面構造≫
図１３に、表示モジュールの断面図を示す。なお、画素の断面構造については、図１２（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２間の断面図に相当する。
【０１１３】  図１３に示す表示モジュールは、表示装置１０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０１１４】  表示装置１０は、ＦＦＳモードが適用されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。表示装置１０は、透過型の液晶表示装置である。
【０１１５】  表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、遮光層３８、接着層１０ｂ、導光層１０ｄ等を有する。
【０１１６】  基板３１上にトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２が位置する。一例としてトランジスタ１０１は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ａ、及びゲート２２３ａを有する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｃ、導電層２２２ｄ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ｂ、及びゲート２２３ｂを有する。
【０１１７】  図１３に示すトランジスタ１０１、及びトランジスタ１０２は、チャネルの上下にゲートを有する。２つのゲートは、電気的に接続されていることが好ましい。２つのゲートが電気的に接続されている構成のトランジスタは、他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、又は高精細化して配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することが可能である。また、回路部の占有面積を縮小できるため、表示装置の狭額縁化が可能である。また、このような構成を適用することで、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【０１１８】  半導体層２３１（２３１ａ、２３１ｂ）は、一対の低抵抗領域２３１ｎと、一対の低抵抗領域２３１ｎの間に挟持されたチャネル形成領域２３１ｉと、を有する。
【０１１９】  チャネル形成領域２３１ｉは、ゲート絶縁層２１１を介してゲート２２１（２２１ａ、２２１ｂ）と重なり、ゲート絶縁層２２５（２２５ａ、２２５ｂ）を介してゲート２２３（２２３ａ、２２３ｂ）と重なる。
【０１２０】  ここでは、半導体層２３１に金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１２１】  チャネル形成領域２３１ｉと接するゲート絶縁層２１１及びゲート絶縁層２２５は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１又はゲート絶縁層２２５が積層構造である場合、少なくともチャネル形成領域２３１ｉと接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、チャネル形成領域２３１ｉに酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１２２】  絶縁層２１３及び絶縁層２１４のうち一方又は双方は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１２３】  絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。なお、絶縁層２１４及び絶縁層２１５のうち一方又は双方は形成しなくてもよい。
【０１２４】  低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも抵抗率が低い。低抵抗領域２３１ｎは半導体層２３１のうち絶縁層２１２と接する領域である。ここで、絶縁層２１２が窒素又は水素を有することが好ましい。これにより、絶縁層２１２中の窒素又は水素が低抵抗領域２３１ｎに入り込み、低抵抗領域２３１ｎのキャリア濃度を高めることができる。又は、ゲート２２３をマスクとして、不純物を添加することで、低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。当該不純物としては、例えば、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、フッ素、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウムなどが挙げられ、当該不純物は、イオン注入法又はイオンドーピング法を用いて添加することができる。また、上記不純物以外にも、半導体層２３１の構成元素の一つである、インジウムなどを添加することで低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。インジウムを添加することで、チャネル形成領域２３１ｉよりも低抵抗領域２３１ｎの方が、インジウムの濃度が高くなる場合がある。
【０１２５】  また、ゲート絶縁層２２５及びゲート２３３を形成した後に、半導体層２３１の一部の領域に接するように第１の層を形成し、加熱処理を施すことにより、当該領域を低抵抗化させ、低抵抗領域２３１ｎを形成することができる。
【０１２６】  第１の層としては、アルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、クロム、及びルテニウムなどの金属元素の少なくとも一を含む膜を用いることができる。特に、アルミニウム、チタン、タンタル、及びタングステンの少なくとも一を含むことが好ましい。又は、これら金属元素の少なくとも一を含む窒化物、又はこれら金属元素の少なくとも一を含む酸化物を好適に用いることができる。特に、タングステン膜、チタン膜などの金属膜、窒化アルミニウムチタン膜、窒化チタン膜、窒化アルミニウム膜などの窒化物膜、酸化アルミニウムチタン膜などの酸化物膜などを好適に用いることができる。
【０１２７】  第１の層の厚さは、例えば０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以上６ｎｍ以下とすることができる。代表的には、５ｎｍ程度、又は約２ｎｍ程度とすることができる。第１の層がこのように薄い場合であっても、十分に半導体層２３１を低抵抗化できる。
【０１２８】  低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりもキャリア密度の高い領域とすることが重要である。例えば低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも水素を多く含む領域、又は、チャネル形成領域２３１ｉよりも酸素欠損を多く含む領域とすることができる。酸化物半導体中の酸素欠損と水素原子とが結合すると、キャリアの発生源となる。
【０１２９】  半導体層２３１の一部の領域に第１の層を接して設けた状態で、加熱処理を行うことで、当該領域中の酸素が第１の層に吸引され、当該領域中に酸素欠損を多く形成することができる。これにより、低抵抗領域２３１ｎを極めて低抵抗な領域とすることができる。
【０１３０】  このように形成された低抵抗領域２３１ｎは、後の処理で高抵抗化しにくいといった特徴を有する。例えば、酸素を含む雰囲気下での加熱処理や、酸素を含む雰囲気下での成膜処理などを行っても、低抵抗領域２３１ｎの導電性が損なわれる恐れがないため、電気特性が良好で、且つ信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１３１】  加熱処理を経た後の第１の層が導電性を有する場合には、加熱処理後に第１の層を除去することが好ましい。一方、第１の層が絶縁性を有する場合には、これを残存させることで第１の層を保護絶縁膜として機能させることができる。
【０１３２】  絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ａは導電層４６ｂと接続し、導電層４６ｂは画素電極４１と接続する。
【０１３３】  絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａは、導電層２２２ｃと電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａは、絶縁層２１４及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して、導電層２２２ｃと接している。
【０１３４】  基板３１と基板３２は接着層１４１によって貼り合わされている。
【０１３５】  ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣ１７２は接続体２４２と接し、接続体２４２は導電層４３ｂと接し、導電層４３ｂは導電層２２２ｅと接する。導電層４３ｂは絶縁層４５上に形成され、導電層２２２ｅは、絶縁層２１４上に形成されている。導電層４３ｂは、共通電極４３ａと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層２２２ｅは、導電層２２２ａ〜導電層２２２ｄと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０１３６】  導電層４６ａ、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３ａは、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、表示装置１０は、１つの画素に２つの容量素子を有する。
【０１３７】  また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【０１３８】  容量素子１０４の容量は、容量素子１０５の容量よりも大きいことが好ましい。そのため、画素電極４１と導電層４６ａとが重なる領域の面積は、画素電極４１と共通電極４３ａとが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。また、導電層４６ａと画素電極４１との間に位置する絶縁層４４の厚さは、画素電極４１と共通電極４３ａとの間に位置する絶縁層４５の厚さよりも薄いことが好ましい。
【０１３９】  図１３では接着層１０ｂが、遮光層３８ａを有した例を示している。
【０１４０】  図１３では、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の双方がバックゲート（ゲート２２３）を有する例を示したが、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の一方又は双方がバックゲートを有していなくてもよい。
【０１４１】  また、図１３では、ゲート絶縁層２２５がチャネル形成領域２３１ｉ上にのみ形成され、低抵抗領域２３１ｎと重ならない例を示したが、ゲート絶縁層２２５は低抵抗領域２３１ｎの少なくとも一部と重なっていてもよい。図１４では、ゲート絶縁層２２５が低抵抗領域２３１ｎ、ゲート絶縁層２１１と接して形成される例を示す。図１４に示すゲート絶縁層２２５は、ゲート２２３をマスクに用いてゲート絶縁層２２５を加工する工程を削減できる、絶縁層２１４の被形成面の段差を低くできる等のメリットを有する。
【０１４２】  図１４では導光層１０ｄが、遮光層３８ｂを有した例を示している。
【０１４３】  図１５に示す表示装置１０は、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構造が図１３及び図１４とは異なる。
【０１４４】  図１５に示すトランジスタ１０１は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３ａを有する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｃ、導電層２２２ｄ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３ｂを有する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。絶縁層２１７、絶縁層２１８、及び絶縁層２１５はゲート絶縁層として機能する。
【０１４５】  ここでは、半導体層２３１に金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１４６】  半導体層２３１と接するゲート絶縁層２１１及び絶縁層２１７は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１又は絶縁層２１７が積層構造である場合、少なくとも半導体層２３１と接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１４７】  絶縁層２１８は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１４８】  絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。なお、絶縁層２１５は形成しなくてもよく、絶縁層２１８上に接して導電層４６ａを形成してもよい。
【０１４９】  絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ａは導電層４６ｂと接続し、導電層４６ｂは画素電極４１と接続する。
【０１５０】  絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａ上に絶縁層４４及び絶縁層４５が位置する。絶縁層４５上に共通電極４３ａが位置する。共通電極４３ａは、導電層４６ａと電気的に接続されている。具体的には、共通電極４３ａは、絶縁層４４及び絶縁層４５に設けられた開口を介して、導電層４６ａと接している。
【０１５１】≪構成要素の材料≫
次に、本実施の形態の表示装置及び表示モジュールの各構成要素に用いることができる材料等の詳細について、説明を行う。
【０１５２】  表示装置が有する基板の材質などに大きな制限はなく、様々な基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、又はプラスチック基板等を用いることができる。
【０１５３】  厚さの薄い基板を用いることで、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示装置を実現できる。
【０１５４】  液晶材料には、誘電率の異方性（Δε）が正であるポジ型の液晶材料と、負であるネガ型の液晶材料がある。本発明の一態様では、どちらの材料を用いることもでき、適用するモード及び設計に応じて最適な液晶材料を用いることができる。
【０１５５】  本実施の形態の表示装置では、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。上述したＦＦＳモードのほかに、例えば、ＩＰＳモード、ＴＮ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、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＶＡ−ＩＰＳモード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０１５６】  なお、液晶素子は、液晶の光学変調作用によって光の透過又は非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、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（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、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。
【０１５７】  上述の通り、本実施の形態の表示装置は、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、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５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、光学的等方性を示す。また、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、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。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であり、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、作製工程中の表示パネルの不良又は破損を軽減することができる。
【０１５８】  本実施の形態の表示装置は、透過型の液晶表示装置であるため、一対の電極（画素電極４１及び共通電極４３ａ）の双方に、可視光を透過する導電性材料を用いる。また、導電層４６ｂも可視光を透過する導電性材料を用いて形成することで、容量素子１０４を設けても画素の開口率が低下することを抑制できる。なお、容量素子の誘電体として機能する絶縁層４４及び絶縁層４５には、窒化シリコン膜が好適である。
【０１５９】  可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種以上を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、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、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。
【０１６０】  また、可視光を透過する導電膜は、酸化物半導体を用いて形成することができる（以下、酸化物導電層ともいう）。酸化物導電層は、例えば、インジウムを含むことが好ましく、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｎ又はＨｆ）を含むことがさらに好ましい。
【０１６１】  酸化物半導体は、膜中の酸素欠損、及び膜中の水素、水等の不純物濃度のうち少なくとも一方によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、酸化物半導体層へ酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が増加する処理、又は酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が低減する処理を選択することによって、酸化物導電層の有する抵抗率を制御することができる。
【０１６２】  なお、このように、酸化物半導体を用いて形成された酸化物導電層は、キャリア密度が高く低抵抗な酸化物半導体層、導電性を有する酸化物半導体層、又は導電性の高い酸化物半導体層ということもできる。
【０１６３】  本実施の形態の表示装置が有するトランジスタは、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれの構造としてもよい。又は、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸化物半導体、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
【０１６４】  トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１６５】  例えば、第１４族の元素、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸化物半導体などを半導体層に適用できる。
【０１６６】  トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【０１６７】  酸化物半導体を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１６８】  また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。
【０１６９】  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層を有することが好ましい。これにより、トランジスタのオフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では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。
【０１７０】  また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、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。このような高速駆動が可能なトランジスタを表示装置に用いることで、表示部のトランジスタと、駆動回路部の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、駆動回路として、別途、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、表示装置の部品点数を削減することができる。また、表示部においても、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。
【０１７１】  ゲートドライバ１１が有するトランジスタと表示パネル１０ａが有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。ゲートドライバが有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示パネル１０ａが有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【０１７２】  表示装置が有する各絶縁層、オーバーコート等に用いることのできる絶縁材料としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。無機絶縁層としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
【０１７３】  トランジスタのゲート、ソース、ドレインのほか、表示装置が有する各種配線及び電極等の導電層には、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、又はタングステンなどの金属、又はこれを主成分とする合金を単層構造又は積層構造として用いることができる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、モリブデン膜上に銅膜を積層した二層構造、モリブデンとタングステンを含む合金膜上に銅膜を積層した二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜又は窒化チタン膜と、そのチタン膜又は窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜又は窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜又は窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜又は窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜又は窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。例えば、導電層を三層構造とする場合、一層目及び三層目には、チタン、窒化チタン、モリブデン、タングステン、モリブデンとタングステンを含む合金、モリブデンとジルコニウムを含む合金、又は窒化モリブデンでなる膜を形成し、二層目には、銅、アルミニウム、金又は銀、或いは銅とマンガンの合金等の低抵抗材料でなる膜を形成することが好ましい。なお、ＩＴＯ、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、ＩＴＳＯ等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。なお、酸化物半導体の抵抗率を制御することで、酸化物導電層を形成してもよい。
【０１７４】  接着層１４１としては、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、又は２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又はシロキサン樹脂などを用いることができる。
【０１７５】  接続体２４２としては、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０１７６】  遮光層３８及び遮光領域１０ｃ、１０ｇは、例えば、走査線Ｇ１、走査線Ｇ２、及びトランジスタ、に重なるように設けられる。例えば、金属材料、又は、顔料もしくは染料を含む樹脂材料を用いて形成されたブラックマトリクスを遮光層３８及び遮光領域１０ｃ、１０ｇとして用いることができる。なお、遮光層３８及び遮光領域１０ｃ、１０ｇは、駆動回路部１６４など、表示部１６２以外の領域にも設けると、導波光などによる光漏れを抑制できるため好ましい。
【０１７７】  ライトユニット１３には、エッジライト型のライトユニット、直下型のライトユニット等を用いることができる。光源には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等を用いることができる。
【０１７８】  表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法の例として、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及び熱ＣＶＤ法等が挙げられる。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法が挙げられる。
【０１７９】  表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット印刷、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０１８０】  表示装置を構成する薄膜は、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。又は、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。又は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、もしくはリフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０１８１】  フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、及びこれらを混合させた光が挙げられる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、又はＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。露光に用いる光としては、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）及びＸ線等が挙げられる。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線又は電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０１８２】  薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０１８３】［金属酸化物］
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの半導体層には、酸化物半導体として機能する金属酸化物を用いることが好ましい。以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。
【０１８４】  金属酸化物は、少なくともインジウム又は亜鉛を含むことが好ましい。特に、インジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム又は錫などが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれていてもよい。
【０１８５】  ここでは、金属酸化物が、インジウム、元素Ｍ、及び亜鉛を有するＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物である場合を考える。なお、元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、又は錫などとする。そのほかの元素Ｍに適用可能な元素としては、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウムなどがある。但し、元素Ｍとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。
【０１８６】  なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。
【０１８７】  酸化物半導体（金属酸化物）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、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
【０１８８】  ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
【０１８９】  ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。
【０１９０】  また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
【０１９１】  ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ  ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
【０１９２】  ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
【０１９３】  なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、又は数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。
【０１９４】  ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、鬆又は低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。
【０１９５】  酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
【０１９６】  半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方又は双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。但し、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
【０１９７】  金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１９８】  金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、ＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
【０１９９】  以上のように、本発明の一態様の表示装置は、画素に、可視光を透過する２つの容量素子を重ねて有するため、画素が、高い開口率と大きな保持容量とを両立することができる。
【０２００】  また、本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有するため、ソースドライバの出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。
【０２０１】  本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【０２０２】（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で述べたＯＳトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳの構成について説明する。
【０２０３】  ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、又はその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又はパッチ状ともいう。
【０２０４】  なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれていてもよい。
【０２０５】  例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、又はインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、又はガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、及びＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、又はＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。
【０２０６】  つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０２０７】  なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、又はＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。
【０２０８】  上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、又はＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
【０２０９】  一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０２１０】  なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。
【０２１１】  なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
【０２１２】  なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
【０２１３】  ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つ又は複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０２１４】  ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折測定から、測定領域のａ−ｂ面方向、及びｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
【０２１５】  またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０２１６】  また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
【０２１７】  ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
【０２１８】  ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０２１９】  一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
【０２２０】  従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又はＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０２２１】  また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
【０２２２】  本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【０２２３】（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１６及び図１８を用いて説明する。
【０２２４】  本実施の形態の電子機器は、表示部に、本発明の一態様の表示装置を有する。これにより、電子機器の表示部は、高品質な映像を表示することができる。また、広い温度範囲で信頼性高く表示を行うことができる。
【０２２５】  本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、又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。また、表示部の画面サイズは、対角２０インチ以上、対角３０インチ以上、対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、又は対角７０インチ以上とすることができる。
【０２２６】  本発明の一態様の表示装置を用いることができる電子機器としては、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。また、本発明の一態様の表示装置は、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器などにも好適に用いることができる。
【０２２７】  本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
【０２２８】  二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
【０２２９】  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。
【０２３０】  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、におい又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。
【０２３１】  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、日付又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又はデータを読み出す機能等を有することができる。
【０２３２】  さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、又は複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画又は動画を撮影する機能、撮影した画像を自動又は手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部または電子機器に内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能等を有することができる。なお、本発明の一態様の電子機器が有する機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２３３】  図１６（Ａ）に、テレビジョン装置１８１０を示す。テレビジョン装置１８１０は、表示部１８１１、筐体１８１２、スピーカ１８１３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、又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。
【０２３４】  テレビジョン装置１８１０は、リモコン操作機１８１４により、操作することができる。
【０２３５】  テレビジョン装置１８１０が受信できる放送電波としては、地上波、又は衛星から送信される電波などが挙げられる。また放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、又は音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）又はＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示部１８１１に表示させることができる。例えば、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、又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。
【０２３６】  また、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、表示部１８１１に表示する画像を生成する構成としてもよい。このとき、テレビジョン装置１８１０にチューナーを有さなくてもよい。
【０２３７】  図１６（Ｂ）は円柱状の柱１８２２に取り付けられたデジタルサイネージ１８２０を示している。デジタルサイネージ１８２０は、表示部１８２１を有する。
【０２３８】  表示部１８２１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１８２１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。
【０２３９】  表示部１８２１にタッチパネルを適用することで、表示部１８２１に静止画又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。
【０２４０】  図１６（Ｃ）はノート型のパーソナルコンピュータ１８３０を示している。パーソナルコンピュータ１８３０は、表示部１８３１、筐体１８３２、タッチパッド１８３３、接続ポート１８３４等を有する。
【０２４１】  タッチパッド１８３３は、ポインティングデバイスや、ペンタブレット等の入力手段として機能し、指やスタイラス等で操作することができる。
【０２４２】  また、タッチパッド１８３３には表示素子が組み込まれている。例えば、タッチパッド１８３３の表面に入力キー１８３５を表示することで、タッチパッド１８３３をキーボードとして使用することができる。このとき、入力キー１８３５に触れた際に、振動により触感を実現するため、振動モジュールがタッチパッド１８３３に組み込まれていてもよい。
【０２４３】  図１７（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
【０２４４】  筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、図１７（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図１７（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
【０２４５】  例えば表示部８０３及び表示部８０４に、文書情報を表示することができ、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
【０２４６】  このように、携帯情報端末８００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。
【０２４７】  なお、筐体８０１及び筐体８０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０２４８】  図１７（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図１７（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
【０２４９】  携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。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、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
【０２５０】  また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２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。
【０２５１】  また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサ又は加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２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ができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２を触れること、操作ボタン８１３の操作、又はマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０２５２】  携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２５３】  図１７（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
【０２５４】  ここではカメラ８２０として、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体が一体となっていてもよい。
【０２５５】  カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、又は動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０２５６】  なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。又は、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
【０２５７】  図１７（Ｅ）に示す電子機器８３０は、筐体８３１、表示装置８３４、照明８３３、及び光モジュール８３２を有している。筐体８３１は、開口部８３５と、開口部８３５ａ（図中では表記せず）とを有している。電子機器８３０は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、空間の仕切り（扉、窓、壁、部屋、机のパーテーション）などに組み込むことができる。さらに、表示装置８３４は、ＴＦＴ層に形成される画素内に光が透過する領域を設けることで、表示装置８３４の反対側を視認できる透明な表示装置８３４を提供することができる。
【０２５８】  図１７（Ｅ）では、利用者が桜の花びらが降り注ぐ表示画面を両方からタッチする場面である。表示装置８３４は、異なる表示面からタッチされた情報を検出することができる。なお、電子機器８３０は、デジタルサイネージにゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０２５９】  図１８（Ａ）（Ｂ）を用いて、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器の車両への搭載例について説明する。
【０２６０】  図１８（Ａ）に、車両５０００が複数のカメラ５００５を備えた例を示す。車両５０００は、カメラ５００５ａ、カメラ５００５ｂ、カメラ５００５ｃ、カメラ５００５ｄ、カメラ５００５ｄ、５００５ｅ、及び５００５ｆを有する。例えば、カメラ５００５ａは、前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｂは、後方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｃは、右前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｄは、左前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｅは、右後方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｆは、左後方の状況を撮像する機能を有する。ただし、車両の周囲を撮像するカメラ５００５の数は、上記構成に限定されない。例えば、車両の前方から後方を撮像するカメラ５００５などを設けてもよい。
【０２６１】  次に、図１８（Ｂ）に、車両５０００の内部の構成例を示す。車両５０００は、表示部５００１、表示パネル５００８ａ、５００８ｂ、及び表示パネル５００９を有する。表示部５００１、表示パネル５００８ａ、５００８ｂ、及び表示パネル５００９は、本発明の一態様の表示システムの表示部を用いることができる。なお、図１８（Ｂ）には表示部５００１が右ハンドルの車両に搭載された例を示すが、特に限定されず、左ハンドルの車両に搭載することもできる。この場合、図１８（Ｂ）に示す構成の左右の配置が替わる。
【０２６２】  図１８（Ｂ）には、運転席と助手席の周辺に配置されるダッシュボード５００２、ハンドル５００３、フロントガラス５００４などを示している。表示部５００１は、ダッシュボード５００２の所定の位置、具体的には運転者の回りに配置され、概略Ｔ字形状を有する。図１８（Ｂ）には、複数の表示パネル５００７（表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、５００７ｄ）を用いて形成される１つの表示部５００１を、ダッシュボード５００２に沿って設けた例を示しているが、表示部５００１は複数箇所に分けて配置してもよい。
【０２６３】  さらに、表示パネル５００８ａ、５００８ｂはピラー部分に設けられた表示パネルである。例えば、車体に設けられた撮像手段（例えば、図１８（Ａ）に示すカメラ５００５など）からの映像５００８ｃを、表示パネル５００８ａ、５００８ｂに映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、表示パネル５００９は、後方の撮像手段からの映像を映し出してもよい。もしくは、表示パネル５００８ａ、５００８ｂに法定速度や、交通情報などを表示することができる。
【０２６４】  なお、複数の表示パネル５００７は可撓性を有していてもよい。この場合、表示部５００１を複雑な形状に加工することができ、表示部５００１をダッシュボード５００２などの曲面に沿って設ける構成や、ハンドルの接続部分、計器の表示部、送風口５００６などに表示部５００１の表示領域を設けない構成などを容易に実現することができる。
【０２６５】  また、表示パネル５００８ａ及び５００８ｂは、可撓性を有していることが好ましい。ビラー部分は、局面を有しているため、運転席がピラー部分を見るときの映像ゆがみが補正されることが好ましい。映像ゆがみは、ニューラルネットワークを用いて補正されることが好ましい。
【０２６６】  また、後側方の状況を撮影するカメラ５００５ｂを車外に複数設けてもよい。図１８（Ａ）においてはサイドミラーの代わりにカメラ５００５を複数設置する例を示しているが、サイドミラーとカメラの両方を設置してもよい。
【０２６７】  カメラ５００５としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いることができる。また、これらのカメラに加えて、赤外線カメラを組み合わせて用いてもよい。赤外線カメラは、被写体の温度が高いほど出力レベルが高くなるため、人や動物等の生体を検知または抽出することができる。
【０２６８】  カメラ５００５で撮像された画像は、表示パネル５００７のいずれか一または複数に出力することができる。この表示部５００１を用いて主に車両の運転を支援する。カメラ５００５によって後側方の状況を幅広い画角で撮影し、その画像を表示パネル５００７に表示することで、運転者の死角領域の視認が可能となり、事故の発生を防止することができる。
【０２６９】  また、本発明の一態様の表示システムを用いることにより、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄのつなぎ目における映像の不連続性を補正することができる。これにより、つなぎ目が目立たない映像の表示が可能となり、運転時における表示部５００１の視認性を向上させることができる。
【０２７０】  また、車のルーフ上などに距離画像センサを設け、距離画像センサによって得られた画像を表示部５００１に表示してもよい。距離画像センサとしては、イメージセンサやライダー（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）などを用いることができる。イメージセンサによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを表示部５００１に表示することにより、より多くの情報を運転手に提供し、運転を支援することができる。
【０２７１】  また、表示部５００１は、地図情報、交通情報、テレビ映像、ＤＶＤ映像などを表示する機能を有していてもよい。例えば、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄを１つの表示画面として、地図情報を大きく表示することができる。なお、表示パネル５００７の数は、表示される映像に応じて増やすことができる。
【０２７２】  また、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄに表示される映像は、運転手の好みによって自由に設定することができる。例えば、テレビ映像、ＤＶＤ映像を左側の表示パネル５００７ｄに表示し、地図情報を中央部の表示パネル５００７ｂに表示し、計器類を右側の表示パネル５００７ｃに表示し、オーディオ類を変速ギア近傍（運転席と助手席の間）の表示パネル５００７ａに表示することができる。また、複数の表示パネル５００７を組み合わせることにより、表示部５００１にフェールセーフの機能を付加することができる。例えば、ある表示パネル５００７が何らかの原因で故障したとしても、表示領域を変更し、他の表示パネル５００７を用いて表示を行うことができる。
【０２７３】  また、フロントガラス５００４は、表示パネル５００４ａを有する。表示パネル５００４ａは、可視光を透過する機能を有し、背景を視認することができる。なお、表示パネル５００４ａは、運転手に対して注意喚起を促す表示などを行う機能を有する。また、図１８（Ｂ）では、フロントガラス５００４に表示パネル５００４ａ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、フロントガラス５００４を表示パネル５００４ａに置き換えてもよい。
【０２７４】  以上示した通り、本発明の一態様の表示装置を適用して電子機器を得ることができる。表示装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用できる。
【０２７５】  本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０２７６】  Ｇ１：走査線、Ｇ２：走査線、Ｓ１：信号線、Ｓ２：信号線、１０：表示装置、１０ａ：表示パネル、１０ｂ：接着層、１０ｃ：遮光領域、１０ｄ：導光層、１０ｅ：対向基板、１０ｆ：遮光領域、１０ｇ：遮光領域、１１：ゲートドライバ、１２：ソースドライバ、１３：ライトユニット、１３ｂ：開口部、１３ｄ：ライトユニット、１４：タイミング生成回路、１５：ディスプレイコントローラ、１６：記憶装置、１７：プロセッサ、１８：通信モジュール、１９：センサ、２０：イメージセンサ、２２：トランジスタ、２４：表示素子、２４ａ：液晶素子、３０：電子機器、３１：基板、３２：基板、３８：遮光層、３８ａ：遮光層、３８ｂ：遮光層、４１：画素電極、４２：液晶層、４３：共通電極、４３ａ：共通電極、４３ｂ：導電層、４４：絶縁層、４５：絶縁層、４６：導電層、４６ａ：導電層、４６ｂ：導電層、７３：接続部、７４：接続部、１０１：トランジスタ、１０１ａ：トランジスタ、１０２：トランジスタ、１０２ａ：トランジスタ、１０４：容量素子、１０５：容量素子、１０６：液晶素子、１３３ａ：配向膜、１３３ｂ：配向膜、１３５：オーバーコート、１４１：接着層、１６２：表示部、１６４：駆動回路部、１７２：ＦＰＣ、２１１：ゲート絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１７：絶縁層、２１８：絶縁層、２２１：ゲート、２２１ａ：ゲート、２２１ｂ：ゲート、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２２ｃ：導電層、２２２ｄ：導電層、２２２ｅ：導電層、２２３：ゲート、２２３ａ：ゲート、２２３ｂ：ゲート、２２５：ゲート絶縁層、２２５ａ：ゲート絶縁層、２２５ｂ：ゲート絶縁層、２３１：半導体層、２３１ａ：半導体層、２３１ｂ：半導体層、２３３：ゲート、２４２：接続体
【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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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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