(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-02
(45)【発行日】2024-10-10
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/30 20060101AFI20241003BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20241003BHJP
G09G 3/3233 20160101ALI20241003BHJP
H05B 33/14 20060101ALI20241003BHJP
H10K 50/19 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/123 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/131 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/35 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/80 20230101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
G09F9/30 365
G09F9/30 338
G09G3/20 611A
G09G3/20 611G
G09G3/20 611H
G09G3/20 624B
G09G3/20 642K
G09G3/20 670K
G09G3/20 670M
G09G3/3233
H05B33/14 Z
H10K50/19
H10K59/123
H10K59/131
H10K59/35
H10K59/80
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023147633
(22)【出願日】2023-09-12
(62)【分割の表示】P 2020537892の分割
【原出願日】2019-08-08
(65)【公開番号】P2023169257
(43)【公開日】2023-11-29
【審査請求日】2023-09-27
(31)【優先権主張番号】P 2018154714
(32)【優先日】2018-08-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】山崎 舜平
(72)【発明者】
【氏名】楠 紘慈
(72)【発明者】
【氏名】江口 晋吾
【審査官】村上 遼太
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１８５３２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０１４６９２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００５４２５２（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００８－２４９７４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２１６１０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２６６３０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２０４７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２７０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００９１９４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００８－０４０４４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１５８７５５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０９Ｆ ９／００－９／４６
Ｈ０５Ｂ３３／００－３３／２８
４４／００
４５／６０
Ｈ１０Ｋ５０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の画素と、前記第１の画素よりもトランジスタの数が１つ多い第２の画素と、第１の信号線乃至第３の信号線と、第１の配線及び第２の配線と、を有する表示装置であって、前記第１の画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第１の容量素子と、第１の発光素子と、を有し、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第１の容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第１の信号線と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
前記第１の容量素子の一方の電極は、前記第２のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第１の発光素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第２の画素は、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第２の容量素子と、第３の容量素子と、第２の発光素子と、を有し、
前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第２の容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第２の信号線と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
前記第２の容量素子の一方の電極は、前記第３の容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第３の容量素子の他方の電極は、前記第４のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第３の信号線と電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのゲートは、前記第２の配線と電気的に接続され、
前記第２の容量素子の一方の電極は、前記第５のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第５のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第２の発光素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第１の発光素子は、一対の電極間に一つの発光ユニットを有するシングル構造であり、
前記第２の発光素子は、一対の電極間に２以上の発光ユニットが直列に接続されたタンデム構造である表示装置。
【請求項2】
請求項１において、前記第１の発光素子は、赤色または緑色の光を発し、
前記第２の発光素子は、青色または白色の光を発する表示装置。
【請求項3】
請求項１または請求項２において、前記第１の発光素子の他方の電極および前記第２の発光素子の他方の電極は、透光性導電膜であり、
前記透光性導電膜は、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子と重ならない金属配線と接している表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様は、表示装置に関する。
【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。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【0003】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、表示装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【0004】
基板上に形成された金属酸化物を用いてトランジスタを構成する技術が注目されている。例えば、酸化亜鉛またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系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特許文献１および特許文献２に開示されている。
【0005】
また、オフ電流が極めて低いトランジスタをメモリセルに用いる構成の記憶装置が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００７－１２３８６１号公報
【文献】特開２００７－９６０５５号公報
【文献】特開２０１１－１１９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
テレビや携帯情報端末などに用いられる表示装置には、表示部の大型化、高精細化が容易な液晶表示装置が多く用いられている。また、液晶表示装置は、３Ｄ画像、ＶＲ（仮想現実）、ＡＲ（拡張現実）などの技術を支えるための重要な要素となっている。
【0008】
一方で、液晶表示装置は非発光型の表示装置であるため、光源が必要、応答速度が比較的遅い、フレキシブル化が困難などの課題を有している。これらの課題の解決には、ＥＬ表示装置への代替えが一つの手段となる。ＥＬ表示装置は自発光型の表示装置であり、光源は不要でコントラストが高く、高速応答である。また、視野角も広く、液晶素子特有のセルギャップ制御は不要であるため、フレキシブル化も可能である。
【0009】
しかしながら、ＥＬ表示装置の製造には高度な技術が必要であり、トランジスタの特性ばらつきや発光デバイス（発光素子ともいう）の信頼性などの課題を有している。
【0010】
したがって、本発明の一態様では、信頼性の高いＥＬ表示装置を提供することを目的の一つとする。または、低消費電力のＥＬ表示装置を提供することを目的の一つとする。または、新規なＥＬ表示装置などを提供することを目的の一つとする。または、上記ＥＬ表示装置の駆動方法を提供することを目的の一つとする。または、新規な半導体装置などを提供することを目的の一つとする。
【0011】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一態様は、信頼性の高いＥＬ表示装置に関する。または、低消費電力化が可能なＥＬ表示装置に関する。
【0013】
本発明の一態様は、第１の画素と、第２の画素と、を有する表示装置であって、第１の画素は、第１の発光デバイスを有し、第２の画素は、第２の発光デバイスを有し、第１の発光デバイスは、一対の電極間に一つの発光ユニットを有するシングル構造であり、第２の発光デバイスは、一対の電極間に２以上の発光ユニットが直列に接続されたタンデム構造であり、第１の画素は、第１のデータを格納する機能を有し、第１の発光デバイスは、第１のデータに基づいた発光を行う機能を有し、第２の画素は、第２のデータを格納する機能を有し、第２の画素は、第２のデータに第３のデータを付加させて第４のデータを生成する機能を有し、第２の発光デバイスは、第４のデータに基づいた発光を行う機能を有する表示装置である。
【0014】
本発明の他の一態様は、第１の画素と、第２の画素と、を有する表示装置であって、第１の画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第１のキャパシタと、第１の発光デバイスと、を有し、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第１のキャパシタの一方の電極と電気的に接続され、第１のキャパシタの一方の電極は、第２のトランジスタのゲートと電気的に接続され、第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第１の発光デバイスの一方の電極と電気的に接続され、第２の画素は、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第２のキャパシタと、第３のキャパシタと、第２の発光デバイスと、を有し、第３のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第２のキャパシタの一方の電極と電気的に接続され、第２のキャパシタの一方の電極は、第３のキャパシタの一方の電極と電気的に接続され、第３のキャパシタの他方の電極は、第４のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、第２のキャパシタの一方の電極は、第５のトランジスタのゲートと電気的に接続され、第５のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第２の発光デバイスの一方の電極と電気的に接続され、第１の発光デバイスは、一対の電極間に一つの発光ユニットを有するシングル構造であり、第２の発光デバイスは、一対の電極間に２以上の発光ユニットが直列に接続されたタンデム構造である表示装置である。
【0015】
第１の発光デバイスは、赤色または緑色の光を発し、第２の発光デバイスは、青色または白色の光を発することが好ましい。
【0016】
第１の発光デバイスの他方の電極および第２の発光デバイスの他方の電極は、透光性導電膜であり、当該透光性導電膜は、第１の発光デバイスおよび第２の発光デバイスと重ならない金属配線と接していることが好ましい。
【0017】
第１乃至第５のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、金属酸化物は、Ｉｎと、Ｚｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明の一態様を用いることで、信頼性の高いＥＬ表示装置を提供することができる。または、低消費電力のＥＬ表示装置を提供することができる。または、新規なＥＬ表示装置などを提供することができる。または、上記ＥＬ表示装置の駆動方法を提供することができる。または、新規な半導体装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。なお、図を構成する同じ要素のハッチングを異なる図面間で適宜省略または変更する場合もある。
【0021】
また、回路図上では単一の要素として図示されている場合であっても、機能的に不都合がなければ、当該要素が複数で構成されてもよい。例えば、スイッチとして動作するトランジスタは、複数が直列または並列に接続されてもよい場合がある。また、キャパシタ（容量素子ともいう）を分割して複数の位置に配置してもよい場合がある。
【0022】
また、一つの導電体が、配線、電極および端子のような複数の機能を併せ持っている場合があり、本明細書においては、同一の要素に対して複数の呼称を用いる場合がある。また、回路図上で要素間が直接接続されているように図示されている場合であっても、実際には当該要素間が複数の導電体を介して接続されている場合があり、本明細書ではこのような構成でも直接接続の範疇に含める。
【0023】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について、図面を参照して説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について、図面を参照して説明する。
【0024】
本発明の一態様は、データを加算する機能を有する画素が設けられたＥＬ表示装置である。当該画素には記憶ノードが設けられ、当該記憶ノードに第１のデータを保持することができる。当該画素では、第１のデータに容量結合で第２のデータを付加し、第３のデータを生成することができる。発光デバイスは、第３のデータに応じて動作する。
【0025】
また、当該ＥＬ表示装置には、データを加算する機能を有さない画素も設けられる。したがって、特定の画素のみデータを加算する動作が行われる。この特定の画素には、発光に高い電圧を要する発光デバイス、または高い電圧の印加が好ましい発光デバイスが設けられている。
【0026】
このように画素ごとに機能を分けることで、書き込みの高速化、および発光デバイスの信頼性を向上させることができる。また、比較的高い電圧を画素内で生成できることから、高い電圧を出力する特別なデータドライバを用いることなく、汎用のデータドライバを用いることができる。したがって、低消費電力化および製造コストを低減させることができる。
【0027】
図１は、本発明の一態様の表示装置に用いることができる画素１０ａを説明する図である。画素１０ａは、第ｎ行第ｍ列（ｎ、ｍは１以上の自然数）に設けられた画素１１Ｒ、第ｎ行第ｍ＋１列に設けられた画素１１Ｇ、第ｎ行第ｍ＋２列に設けられた画素１１Ｂの３つの副画素を有する。画素１１Ｒは赤色、画素１１Ｇは緑色、画素１１Ｂは青色の光をそれぞれ発し、３つの副画素が発する光で表示のカラー化を可能とする。
【0028】
画素１１Ｒは、トランジスタ１０１と、トランジスタ１０２と、キャパシタ１０３と、発光デバイス１０６Ｒを有する。発光デバイス１０６Ｒは、赤色の光を発する構成を有している。
【0029】
画素１１Ｇが有する要素は、発光デバイス１０６Ｒの代わりに発光デバイス１０６Ｇを有している点以外は画素１１Ｒと同様である。発光デバイス１０６Ｇは、緑色の光を発する構成を有している。
【0030】
画素１１Ｒにおいて、トランジスタ１０１のソースまたはドレインの一方は、キャパシタ１０３の一方の電極と電気的に接続される。キャパシタ１０３の一方の電極は、トランジスタ１０２のゲートと電気的に接続される。トランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方は、発光デバイス１０６Ｒの一方の電極と電気的に接続される。キャパシタ１０３の他方の電極は、例えばトランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。画素１１Ｇの要素も画素１１Ｒの要素と同様の接続形態とすることができる。
【0031】
画素１１Ｂは、トランジスタ１１１と、トランジスタ１１２と、トランジスタ１１３と、キャパシタ１１４と、キャパシタ１１５と、発光デバイス１１６Ｂを有する。発光デバイス１１６Ｂは、青色の光を発する構成を有している。詳細は後述するが、画素１１Ｂでは、キャパシタ１１５の容量結合により、トランジスタ１１１およびトランジスタ１１２から入力される二つのデータを加算することができる。
【0032】
トランジスタ１１１のソースまたはドレインの一方は、キャパシタ１１４の一方の電極と電気的に接続される。キャパシタ１１４の一方の電極は、キャパシタ１１５の一方の電極と電気的に接続される。キャパシタ１１５の他方の電極は、トランジスタ１１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。キャパシタ１１４の一方の電極は、トランジスタ１１３のゲートと電気的に接続される。トランジスタ１１３のソースまたはドレインの一方は、発光デバイス１１６Ｂの一方の電極と電気的に接続される。キャパシタ１１４の他方の電極は、例えばトランジスタ１１３のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。
【0033】
トランジスタ１０１のゲート、およびトランジスタ１１１のゲートは、配線１２１［ｎ］と電気的に接続される。トランジスタ１１２のゲートは、配線１２２［ｎ］と電気的に接続される。
【0034】
画素１１Ｒにおいて、トランジスタ１０１のソースまたはドレインの他方は、配線１２３［ｍ］と電気的に接続される。画素１１Ｇにおいて、トランジスタ１０１のソースまたはドレインの他方は、配線１２３［ｍ＋１］と電気的に接続される。画素１１Ｂにおいて、トランジスタ１１１のソースまたはドレインの他方は、配線１２３［ｍ＋２］と電気的に接続され、トランジスタ１１２のソースまたはドレインの他方は、配線１２４［ｍ＋２］と電気的に接続される。
【0035】
トランジスタ１０２のソースまたはドレインの他方、およびトランジスタ１１３のソースまたはドレインの他方は、配線１２８と電気的に接続される。発光デバイス１０６Ｒ、１０６Ｇ、１１６Ｂの他方の電極は、配線１２９と電気的に接続される。
【0036】
配線１２１［ｎ］、１２２［ｎ］は、トランジスタの動作を制御するための信号線としての機能を有することができる。配線１２３［ｍ］乃至［ｍ＋２］は、画像データを供給する信号線としての機能を有することができる。配線１２４［ｍ＋２］は、基準電位または画像データなどを供給する信号線としての機能を有することができる。配線１２８、１２９は電源線としての機能を有することができる。図１に示す発光デバイスの接続形態では、例えば、配線１２８は高電位を供給する電源線、配線１２９は低電位を供給する電源線またはＧＮＤ電位線とすることができる。
【0037】
画素１１Ｒにおいて、トランジスタ１０１のソースまたはドレインの一方、キャパシタ１０３の一方の電極、およびトランジスタ１０２のゲートが接続される配線をノードＮＭ［Ｒ］とする。同様に画素１１Ｇにおいては、当該配線をノードＮＭ［Ｇ］とする。画素１１Ｂにおいて、トランジスタ１１１のソースまたはドレインの一方、キャパシタ１１４の一方の電極、キャパシタ１１５の一方の電極およびトランジスタ１１３のゲートが接続される配線をノードＮＭ［Ｂ］とする。
【0038】
ノードＮＭ［Ｒ］、ノードＮＭ［Ｇ］、ノードＮＭ［Ｂ］は記憶ノードである。例えば、画素１１Ｒにおいて、トランジスタ１０１を導通させることで、配線１２３［ｍ］に供給されたデータをノードＮＭ［Ｒ］に書き込むことができる。また、トランジスタ１０１を非導通とすることで、当該データをノードＮＭ［Ｒ］に保持することができる。ノードＮＭ［Ｇ］、ノードＮＭ［Ｂ］も同様である。
【0039】
トランジスタ１０１およびトランジスタ１１１に極めてオフ電流の低いトランジスタを用いることで、ノードＮＭ［Ｒ］、ノードＮＭ［Ｇ］、ノードＮＭ［Ｂ］の電位を長時間保持することが可能となる。したがって、静止画などではデータを書き込むフレーム周波数を低減することができ、表示装置を低消費電力化することができる。また、キャパシタ１１５を介したノードＮＭ［Ｂ］の電位変化を抑えるため、トランジスタ１１２にもオフ電流の低いトランジスタを用いることが好ましい。
【0040】
当該トランジスタには、例えば、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることができる。
【0041】
なお、トランジスタ１０１、１１１だけでなく、画素を構成するその他のトランジスタにＯＳトランジスタを適用してもよい。また、トランジスタ１０１、１１１にＳｉをチャネル形成領域に有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）を適用してもよい。または、ＯＳトランジスタと、Ｓｉトランジスタとの両方を用いて画素を構成してもよい。なお、上記Ｓｉトランジスタとしては、アモルファスシリコンを有するトランジスタ、結晶性のシリコン（代表的には、低温ポリシリコン、単結晶シリコン）を有するトランジスタなどが挙げられる。
【0042】
ＯＳトランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するＣＡＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ＯＳなどを用いることができる。ＣＡＡＣ－ＯＳは結晶を構成する原子が安定であり、信頼性を重視するトランジスタなどに適する。また、ＣＡＣ－ＯＳは、高移動度特性を示すため、高速駆動を行うトランジスタなどに適する。
【0043】
ＯＳトランジスタはエネルギーギャップが大きいため、数ｙＡ／μｍ（チャネル幅１μｍあたりの電流値）という極めて低いオフ電流特性を示す。また、ＯＳトランジスタは、インパクトイオン化、アバランシェ降伏、および短チャネル効果などが生じないなどＳｉトランジスタとは異なる特徴を有し、高耐圧で信頼性の高い回路を形成することができる。また、Ｓｉトランジスタでは問題となる結晶性の不均一性に起因する電気特性のばらつきもＯＳトランジスタでは生じにくい。
【0044】
ＯＳトランジスタが有する半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物は代表的には、スパッタリング法で形成することができる。または、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成してもよい。
【0045】
Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物をスパッタリング法で形成するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。
【0046】
半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０－９／ｃｍ３以上の酸化物半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。当該酸化物半導体は欠陥準位密度が低く、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
【0047】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成の酸化物半導体を用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【0048】
半導体層を構成する酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【0049】
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、半導体層におけるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度（ＳＩＭＳにより得られる濃度）を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【0050】
また、半導体層を構成する酸化物半導体に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じてキャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における窒素濃度（ＳＩＭＳにより得られる濃度）は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【0051】
また、半導体層を構成する酸化物半導体に水素が含まれていると、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸化物半導体中に酸素欠損を形成する場合がある。酸化物半導体中のチャネル形成領域に酸素欠損が含まれていると、トランジスタはノーマリーオン特性となる場合がある。さらに、酸素欠損に水素が入った欠陥はドナーとして機能し、キャリアである電子が生成されることがある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、水素が多く含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタは、ノーマリーオン特性となりやすい。
【0052】
酸素欠損に水素が入った欠陥は、酸化物半導体のドナーとして機能しうる。しかしながら、当該欠陥を定量的に評価することは困難である。そこで、酸化物半導体においては、ドナー濃度ではなく、キャリア濃度で評価される場合がある。よって、本明細書等では、酸化物半導体のパラメータとして、ドナー濃度ではなく、電界が印加されない状態を想定したキャリア濃度を用いる場合がある。つまり、本明細書等に記載の「キャリア濃度」は、「ドナー濃度」と言い換えることができる場合がある。
【0053】
よって、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とする。水素などの不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
【0054】
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ－ＯＳ（Ｃ－Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ－ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【0055】
非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。
【0056】
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ－ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【0057】
以下では、非単結晶の半導体層の一態様であるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳの構成について説明する。
【0058】
ＣＡＣ－ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、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、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【0059】
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよ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、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【0060】
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。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、および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。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、および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、または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。
【0061】
つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、または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酸化物半導体である。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。
【0062】
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、および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）、または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。
【0063】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、または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。
【0064】
一方、ＣＡＣ－ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ－ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、および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。したがって、ＣＡＣ－ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【0065】
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。
【0066】
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、または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。
【0067】
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、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、また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。
【0068】
ＣＡＣ－ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ－ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、および窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、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。
【0069】
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、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
【0070】
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（リング領域）と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ－ＯＳの結晶構造が、平面方向、およ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。
【0071】
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、または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。
【0072】
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、または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。
【0073】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、または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、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体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。
【0074】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、または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、酸化物半導体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。
【0075】
したがって、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、または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）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【0076】
また、ＣＡＣ－ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ－ＯＳは、様々な半導体装置の構成材料として適している。
【0077】
画素１１Ｒでは、１度の書き込み動作でノードＮＭ［Ｒ］に必要なデータを書き込み、当該データに応じて発光デバイス１０６Ｒの発光を制御する。画素１１Ｇも同じである。一方、画素１１Ｂでは、ノードＮＭ［Ｂ］に第１のデータを書き込んだ後、容量結合により第２のデータを第１のデータに加算し、生成した第３のデータに応じて発光デバイス１１６Ｂの発光を制御する。
【0078】
言い換えると、赤色、緑色の光を発する発光デバイスには比較的低い電圧を印加し、青色の光を発する発光デバイスには比較的高い電圧を印加する。
【0079】
ここで、青色の光を発する発光デバイスに高い電圧を印加する利点を説明する。
【0080】
発光デバイスが有する発光層には、蛍光材料またはりん光材料が用いられる。蛍光材料を用いた発光デバイスは比較的寿命が長い反面、入力した電力を最大でも２５％しか光に変換することができず、発光効率が悪い。一方、りん光材料を用いた発光デバイスは、入力した電力を理論上１００％光に変換することができる。しかしながら、りん光材料には高価なレアメタルを用いることが一般的である。また、収率、精製などの生産性にも課題があり、コスト面での問題を有している。現状では、量産に展開できるりん光材料は、赤色および緑色に限られ、青色には蛍光材料が用いられている。
【0081】
したがって、同一の素子構造で同一の投入電力では、青色を発する発光デバイスは赤色または緑色を発する発光デバイスよりも輝度が低くなってしまう。発光デバイスの輝度は電流と比例するため、電圧を高めて大きな電流を流すことで輝度を上昇させることはできる。しかしながら、素子に大電流を流すと電流ストレスにより素子寿命を縮めてしまう問題が生じる。
【0082】
そのため、青色の発光デバイスでは、タンデム構造とすることが好ましい。タンデム構造では１素子あたりの電流ストレスを少なくすることができ、素子寿命を延ばすことができる。なお、素子寿命の影響が許容できればシングル構造を用いてもよい。
【0083】
なお、本明細書では、一対の電極間において発光ユニットを２つ以上直列接続した構造をタンデム構造と呼ぶ。なお、タンデム構造においては、複数の発光ユニットの間に電荷発生層が設けられていると好適である。また、一対の電極間に発光ユニットが一つ設けられた構造をシングル構造と呼ぶ。また、発光ユニットとは、少なくとも発光層を有していればよく、その他の機能層（ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層など）を有していてもよい。なお、発光ユニットの詳細については、実施の形態２で説明を行う。
【0084】
例えば、図２（Ａ）に示すように、画素回路に組み込まれた２層タンデムの発光デバイス１２０の等価回路は、２個のダイオード１１９が直列接続された形になる。
【0085】
図２（Ｂ）は発光デバイス（ダイオード）の順方向特性を説明するＩ－Ｖ特性である。ある発光デバイスの順方向電圧が“Ｖｆ”であるとき、同じ発光デバイスが２個直列接続されると、２個の発光デバイスに電流が流れ始める電圧は“２Ｖｆ”以上となる。
【0086】
一方で、タンデム構造では複数の発光ユニットから発光が得られるため、同じ電流を流した場合ではシングル構造よりも高い発光強度を得ることができる。また、シングル構造で大電流を流して発光強度を高めるよりも信頼性を向上させることができる。
【0087】
上述したようにタンデム構造では、発光デバイスに供給する電圧を高くする必要がある。したがって、高電圧出力のデータドライバが必要となる場合がある。しかしながら、本発明の一態様では、データドライバが出力する電圧を画素回路で加算して比較的高い電圧が生成できるため、低消費電力での動作が可能である。また、高電圧出力のデータドライバを不要とすることができ、汎用のデータドライバなどを用いることができる。または、高電圧出力のデータドライバを用いても動作が困難な表示デバイス（表示素子ともいう）を動作させることもできる。
【0088】
なお、本実施の形態においては、書き込み時間削減のため画素１１Ｂのみにデータの加算機能を設けた例を示しているが、本発明の一態様は、これに限定されず、画素１１Ｒおよび画素１１Ｇにも当該機能を設けてもよい。
【0089】
画素１１Ｂでは、まず、ノードＮＭ［Ｂ］に第１のデータ（重み：Ｗ）を書き込む。このとき、キャパシタ１１５の他方の電極には基準電位“Ｖ０”を供給し、キャパシタ１１５には“Ｗ－Ｖ０”を保持させる。次に、ノードＮＭ［Ｂ］をフローティングとし、キャパシタ１１５の他方の電極に第２のデータ（データ：Ｄ）を供給する。
【0090】
このとき、キャパシタ１１５の容量値をＣ１１５、ノードＮＭ［Ｂ］の容量値をＣＮＭ［Ｂ］とすると、ノードＮＭ［Ｂ］の電位は、“Ｗ＋（Ｃ１１５／（Ｃ１１５＋ＣＮＭ［Ｂ］））×（Ｄ－Ｖ０）”となる。ここで、Ｃ１１５の値を大きくし、ＣＮＭ［Ｂ］の値を無視できるようになれば、ノードＮＭの電位は“Ｗ＋Ｄ－Ｖ０”となる。
【0091】
したがって、“Ｗ”＝“Ｄ”、“Ｖ０”＝０Ｖであって、Ｃ１１５がＣＮＭ［Ｂ］に比べて十分に大きければノードＮＭ［Ｂ］の電位は“２Ｄ”に近づく。つまり、データドライバから画素に出力された電位の約２倍の電位となる第３のデータ（“２Ｄ”）をノードＮＭ［Ｂ］に供給できることになる。
【0092】
図３に示すタイミングチャートを用いて、図１に示す画素１０ａの動作の一例を説明する。なお、以下の説明においては、高電位を“Ｈ”、低電位を“Ｌ”で表す。また、画素１１［Ｒ］に供給するデータを“ＤＲ”、画素１１［Ｇ］に供給するデータを“ＤＧ”、画素１１［Ｂ］に供給する第１のデータ（重みに相当）を“Ｄ１Ｂ”、第２のデータ（データに相当）を“Ｄ２Ｂ”とする。”Ｖ０”としては、例えば０Ｖ、ＧＮＤ電位または特定の基準電位を用いることができる。
【0093】
なお、ここでは電位の分配、結合または損失において、回路の構成や動作タイミングなどに起因する詳細な変化は勘案しない。また、キャパシタを用いた容量結合による電位の変化は、当該キャパシタと、接続される要素との容量比に依存するが、説明を明瞭にするため、当該要素の容量値は十分に小さい値に仮定する。また、図３では線順次方式のデータ書き込みを例示しているが、点順次方式を用いてもよい。
【0094】
時刻Ｔ１に配線１２１［ｎ］の電位を“Ｈ”、配線１２２［ｎ］の電位を“Ｈ”とすると、画素１１Ｒ、１１Ｇにおいてトランジスタ１０１が導通する。また、画素１１Ｂにおいてトランジスタ１１１およびトランジスタ１１２が導通する。
【0095】
時刻Ｔ１において、画素１１［Ｒ］のノードＮＭ［Ｒ］には配線１２３［ｍ］に供給される“ＤＲ”が書き込まれる。
【0096】
また、画素１１［Ｇ］のノードＮＭ［Ｇ］には配線１２３［ｍ＋１］に供給される“ＤＧ”が書き込まれる。
【0097】
また、画素１１［Ｂ］のノードＮＭ［Ｂ］には配線１２３［ｍ＋２］に供給される“Ｄ１Ｂ”が書き込まれる。
【0098】
キャパシタ１１５の他方の電極の電位は、配線１２４［ｍ＋２］に供給される電位“Ｖ０”となる。当該動作は、後の加算動作（容量結合動作）を行うためのリセット動作である。このとき、キャパシタ１１５には、“Ｄ１Ｂ－Ｖ０”が保持される。
【0099】
時刻Ｔ２に配線１２１［ｎ］の電位を“Ｌ”とするとトランジスタ１０１、１１１は非導通となり、ノードＮＭ［Ｒ］、ノードＮＭ［Ｇ］およびノードＮＭ［Ｂ］の電位は保持される。画素１１Ｒおよび画素１１Ｇにおいては、ノードＮＭ［Ｒ］またはノードＮＭ［Ｇ］の電位に従って次フレームの動作まで表示が継続される。
【0100】
また、時刻Ｔ２に配線１２４［ｍ＋２］に“Ｄ２Ｂ”が供給されると、キャパシタ１１５の他方の電極の電位の変化分“Ｄ２Ｂ－Ｖ０”がキャパシタ１１５とノードＮＭ［Ｂ］の容量比に応じてノードＮＭ［Ｂ］に加算される。当該動作は加算動作であり、ノードＮＭ［Ｂ］の電位は“Ｄ１Ｂ＋（Ｄ２Ｂ－Ｖ０）’”となる。このとき、“Ｖｒｅｆ”＝０であれば、ノードＮＭ［Ｂ］の電位は、“Ｄ１Ｂ＋Ｄ２Ｂ’”となる。
【0101】
ここで、Ｄ１Ｂ＝Ｄ２Ｂであって、ノードＮＭ［Ｂ］の容量がキャパシタ１１５の容量より十分に小さい場合は、“Ｄ１Ｂ＋Ｄ２Ｂ’”は“２Ｄ１Ｂ”に近い値となる。したがって、データドライバの出力するデータ電位の約２倍のデータ電位を表示デバイスに供給することができる。
【0102】
時刻Ｔ３に配線１２２［ｎ］の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１１２は非導通となり、ノードＮＭ［Ｂ］の電位は保持され、次フレームの動作まで表示が継続される。以上が画素１０ａの動作説明である。このような動作により、入力する電圧は小さくてもタンデム構造の発光デバイスを動作させることができる。
【0103】
図１に示す画素１０ａは、画素１１Ｒ、画素１１Ｇ、画素１１Ｂの３つの副画素を有する構成であるが、さらに白色の光を発する画素１１Ｗを副画素に有する構成であってもよい。副画素に白色を加えることにより画面の明るさを増すことができるため、画素１０ａを用いた場合より少ない電力で同程度の明るさを実現することができる。総画素数は増加するため、大画面のテレビやデジタルサイネージなどの用途に適している。
【0104】
図４（Ａ）は、画素１１Ｒ、画素１１Ｇ、画素１１Ｂ、画素１１Ｗの４つの副画素を有する画素１０ｂを説明する図である。画素１０ｂは、画素１０ａが有する３つの副画素にさらに第ｎ行第ｍ＋３列に設けられた画素１１Ｗの副画素を加えた構成である。画素１１Ｗの回路構成は画素１１Ｂと同等であり、白色の光を発する発光デバイス１１６Ｗを有する。
【0105】
白色発光を得るには、赤色、緑色、青色の三色の発光が行える発光デバイス、または互いに補色の関係となる二色の発光が行える発光デバイスなどを用いることができる。したがって、前述した青色発光デバイスと同様にタンデム構造であることが好ましい。ここでは、白色の光を発する発光デバイス１１６Ｗとして、赤色、緑色、青色のそれぞれの発光ユニットを有する３層タンデム構造の発光デバイスを用いる場合を想定して説明する。
【0106】
画素１１Ｗは、図４（Ａ）に示すように画素１１Ｂと同等の構成を有し、配線１２３［ｍ＋３］および配線１２４［ｍ＋３］と電気的に接続される。
【0107】
図５に示すタイミングチャートを用いて、図４（Ａ）に示す画素１０ｂの動作の一例を説明する。なお、画素１０ａと共通する説明の詳細は省略する。以下の説明において、画素１１［Ｗ］に供給する第１のデータ（重みに相当）を“Ｄ１Ｗ”、第２のデータ（データに相当）を“Ｄ２Ｗ”とする。
【0108】
なお、３層タンデムの発光デバイスの発光には２層タンデムの発光デバイスよりも高い電圧を必要とするため、ここでは、ノードＮＭ［Ｗ］の電位が“３Ｄ１Ｗ”となるような動作を説明する。
【0109】
画素１１Ｒ、画素１１Ｇ、画素１１Ｂの基本動作は画素１０ａと同じであるため、ここでは画素１１Ｗの動作のみを説明する。
【0110】
時刻Ｔ１に配線１２１［ｎ］の電位を“Ｈ”、配線１２２［ｎ］の電位を“Ｈ”とすると、画素１１Ｗにおいてトランジスタ１１１およびトランジスタ１１２が導通する。
【0111】
時刻Ｔ１において、画素１１［Ｗ］のノードＮＭ［Ｗ］には配線１２３［ｍ＋３］に供給される“Ｄ１Ｗ”が書き込まれる。
【0112】
また、キャパシタ１１５の他方の電極の電位は、配線１２４［ｍ＋３］に供給される電位“－Ｄ２Ｗ”となる。当該動作は、後の加算動作（容量結合動作）を行うためのリセット動作である。このとき、キャパシタ１１５には、“Ｄ１Ｗ－（－Ｄ２Ｗ）”が保持される。
【0113】
時刻Ｔ２に配線１２１［ｎ］の電位を“Ｌ”とするとトランジスタ１１１は非導通となり、ノードＮＭ［Ｗ］の電位は保持される。
【0114】
また、時刻Ｔ２に配線１２４［ｍ＋３］に“Ｄ２Ｗ”が供給されると、キャパシタ１１５の他方の電極の電位の変化分“Ｄ２Ｗ－（－Ｄ２Ｗ）”がキャパシタ１１５とノードＮＭ［Ｗ］の容量比に応じて電位ノードＮＭ［Ｗ］に加算される。当該動作は加算動作であり、ノードＮＭ［Ｗ］の電位は“Ｄ１Ｗ＋（Ｄ２Ｗ－（－Ｄ２Ｗ））’”となる。
【0115】
ここで、Ｄ１Ｗ＝Ｄ２Ｗであって、ノードＮＭ［Ｗ］の容量がキャパシタ１１５の容量より十分に小さい場合は、“Ｄ１Ｗ＋（Ｄ２Ｗ－（－Ｄ２Ｗ））’”は“３Ｄ１Ｗ”に近い値となる。したがって、データドライバの出力するデータ電位の約３倍のデータ電位を表示デバイスに供給することができる。
【0116】
時刻Ｔ３に配線１２２［ｎ］の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１１２は非導通となり、ノードＮＭ［Ｗ］の電位は保持され、次フレームの動作まで表示が継続される。以上が画素１０ｂにおける画素１１Ｗの動作説明である。このような動作により、３層タンデム構造の発光デバイスであっても小さい入力電圧で動作させることができる。
【0117】
なお、画素１０ｂは図４（Ｂ）に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の計４つの色を発する副画素で画素を構成している。他のバリエーションとして、図４（Ｃ）に示す画素１０ｃのように、ＲＧＢ、ＷＲＧ、ＢＷＲ、ＧＢＷの組み合わせとして、３つの色を発する副画素で画素を構成してもよい。なお、副画素の色構成については、ＲＧＢＷに限定されない。例えば、ＲＧＢＷのほか、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）などのいずれか一つ以上の色を発する副画素を含んで画素を構成してもよい。
【0118】
【0119】
例えば、図６（Ａ）に示すように、発光デバイス１１６Ｂの一方の電極を配線１２８と電気的に接続し、発光デバイス１１６Ｂの他方の電極をトランジスタ１１３のソースまたはドレインの他方と電気的に接続してもよい。
【0120】
また、図６（Ｂ）に示すように、図１または図４（Ａ）の構成にトランジスタ１１７を付加した構成としてもよい。トランジスタ１１７のソースまたはドレインの一方は、トランジスタ１１３のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ１１７のソースまたはドレインの他方は、発光デバイス１１６Ｂの一方の電極と電気的に接続される。トランジスタ１１７のゲートは、配線１３０と電気的に接続される。配線１３０は、トランジスタの導通を制御する信号線としての機能を有することができる。
【0121】
当該構成では、ノードＮＭ［Ｂ］の電位がトランジスタ１１３のしきい値電圧以上であって、トランジスタ１１７が導通したときに発光デバイス１１６Ｂに電流が流れる。したがって、トランジスタ１１７の導通を制御することで、重み（Ｗ）とデータ（Ｄ）の加算動作後の任意のタイミングに発光デバイス１１６Ｂの発光を開始することができる。
【0122】
また、図７（Ａ）に示すように、図１または図４（Ａ）の構成にトランジスタ１１８を付加した構成としてもよい。トランジスタ１１８のソースまたはドレインの一方は、トランジスタ１１３のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ１１８のソースまたはドレインの他方は、配線１３１と電気的に接続される。トランジスタ１１８のゲートは、配線１３２と電気的に接続される。配線１３２は、トランジスタの導通を制御する信号線としての機能を有することができる。
【0123】
配線１３１は、基準電位などの特定の電位の供給源と電気的に接続することができる。配線１３１からトランジスタ１１３のソースまたはドレインの一方に特定の電位を供給することで、トランジスタ１１３のソース電位を確定させ、画像データの書き込みを安定化させることもできる。また、発光デバイス１１６Ｂの発光のタイミングを制御することもできる。
【0124】
また、配線１３１は外部回路と接続することができ、モニタ線としての機能を有することもできる。当該外部回路は、上記特定の電位の供給源、トランジスタ１１１の電気特性を取得する機能、および補正データを生成する機能の一つ以上を有することができる。
【0125】
また、本発明の一態様の画素回路においては、図７（Ｂ）に示すように、トランジスタにバックゲートを設けた構成としてもよい。図７（Ｂ）では、バックゲートがフロントゲートと電気的に接続された構成を示しており、オン電流を高める効果を有する。または、バックゲートが定電位を供給できる配線と電気的に接続された構成であってもよい。当該構成では、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。当該構成は、図６（Ａ）、（Ｂ）、図７（Ａ）の構成にも適用することができる。
【0126】
図８は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図である。表示装置は、列方向および行方向に配置された画素１０ａと、ゲートドライバ１２ａと、ゲートドライバ１２ｂと、ソースドライバ（データドライバ）１３を有する。ゲートドライバ１２ａは、画素１１Ｒ、画素１１Ｇおよび画素１１Ｂと電気的に接続される。ゲートドライバ１２ｂは、画素１１Ｂと電気的に接続される。ソースドライバ１３は、画素１１Ｒ、画素１１Ｇおよび画素１１Ｂと電気的に接続される。なお、ゲートドライバを分割する例を示したが、全ての画素が一つのゲートドライバに接続する形態であってもよい。
【0127】
ゲートドライバ１２ａ、１２ｂ、ソースドライバ１３には、例えば、シフトレジスタを用いることができる。また、シフトレジスタおよびバッファ回路を組み合わせた構成としてもよい。バッファ回路の導通を制御することにより、選択的に目的の配線に駆動信号または画像データを出力することができる。
【0128】
なお、上記では画素１０ａを適用した表示装置を例示したが、画素１０ｂまたは画素１０ｃを適用した表示装置も同様の構成とすることができる。
【0129】
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【0130】
（実施の形態２）
本実施の形態では、発光デバイスを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した表示装置の要素、動作および機能の説明は省略する。
本実施の形態では、発光デバイスを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した表示装置の要素、動作および機能の説明は省略する。
【0131】
図９（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の一態様を用いることのできる表示装置の構成を示す図である。
【0132】
図９（Ａ）において、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５を囲むようにして、シール材４００５が設けられ、表示部２１５がシール材４００５および第２の基板４００６によって封止されている。
【0133】
【0134】
図９（Ａ）に示す、走査線駆動回路２２１ａ、信号線駆動回路２３１ａ、信号線駆動回路２３２ａ、および共通線駆動回路２４１ａは、それぞれがプリント基板４０４１上に設けられた集積回路４０４２を複数有する。集積回路４０４２は、単結晶半導体または多結晶半導体を用いて形成されている。信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａは、実施の形態１に示したソースドライバの機能を有する。走査線駆動回路２２１ａは、実施の形態１に示したゲートドライバの機能を有する。共通線駆動回路２４１ａは、実施の形態１に示した電源線などに規定の電位を供給する機能を有する。
【0135】
走査線駆動回路２２１ａ、共通線駆動回路２４１ａ、信号線駆動回路２３１ａ、および信号線駆動回路２３２ａに与えられる各種信号および電位は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）４０１８を介して供給される。
【0136】
走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａが有する集積回路４０４２は、表示部２１５に選択信号を供給する機能を有する。信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａが有する集積回路４０４２は、表示部２１５に画像データを供給する機能を有する。集積回路４０４２は、第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に実装されている。
【0137】
なお、集積回路４０４２の接続方法は、特に限定されるものではなく、ワイヤボンディング法、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）法、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）法などを用いることができる。
【0138】
図９（Ｂ）は、信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａに含まれる集積回路４０４２をＣＯＧ法により実装する例を示している。また、駆動回路の一部または全体を表示部２１５と同じ基板上に一体形成して、システムオンパネルを形成することができる。
【0139】
図９（Ｂ）では、走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａを、表示部２１５と同じ基板上に形成する例を示している。駆動回路を表示部２１５内の画素回路と同時に形成することで、部品点数を削減することができる。よって、生産性を高めることができる。
【0140】
また、図９（Ｂ）では、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５と、走査線駆動回路２２１ａおよび共通線駆動回路２４１ａと、を囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また表示部２１５、走査線駆動回路２２１ａ、および共通線駆動回路２４１ａの上に第２の基板４００６が設けられている。よって、表示部２１５、走査線駆動回路２２１ａ、および共通線駆動回路２４１ａは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、表示デバイスと共に封止されている。
【0141】
また、図９（Ｂ）では、信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａを別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装してもよいし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部を別途形成して実装してもよい。また、図９（Ｃ）に示すように、信号線駆動回路２３１ａおよび信号線駆動回路２３２ａを表示部２１５と同じ基板上に形成してもよい。
【0142】
また、表示装置は、表示デバイスが封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む場合がある。
【0143】
また、第１の基板上に設けられた表示部および走査線駆動回路は、トランジスタを複数有している。周辺駆動回路が有するトランジスタと、表示部の画素回路が有するトランジスタの構造は同じであってもよく、異なっていてもよい。周辺駆動回路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、画素回路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。
【0144】
また、第２の基板４００６上には入力装置を設けることができる。図９に示す表示装置に入力装置を設けた構成はタッチパネルとして機能させることができる。
【0145】
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また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。
【0146】
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。
【0147】
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有するタッチパネルを例に挙げて説明する。
【0148】
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。
【0149】
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、表示デバイスを支持する基板および対向基板の一方また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。
【0150】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に、タッチパネルの一例を示す。図１０（Ａ）は、タッチパネル４２１０の斜視図である。図１０（Ｂ）は、入力装置４２００の斜視概略図である。なお、明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している。
【0151】
タッチパネル４２１０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た構成である。タッチパネル４２１０は、入力装置４２００と、表示装置とを有し、これらが重ねて設けられている。
【0152】
入力装置４２００は、基板４２６３、電極４２２７、電極４２２８、複数の配線４２３７、複数の配線４２３８および複数の配線４２３９を有する。例えば、電極４２２７は配線４２３７または配線４２３８と電気的に接続することができる。また、電極４２２８は配線４２３９と電気的に接続することができる。ＦＰＣ４２７２ｂは、複数の配線４２３７および複数の配線４２３８および配線４２３９の各々と電気的に接続する。ＦＰＣ４２７２ｂにはＩＣ４２７３ｂを設けることができる。
【0153】
または、表示装置の第１の基板４００１と第２の基板４００６との間にタッチセンサを設けてもよい。第１の基板４００１と第２の基板４００６との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
【0154】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、図９（Ｂ）中でＮ１－Ｎ２の鎖線で示した部位の断面図である。図１１（Ａ）は第２の基板４００６方向に光を射出するトップエミッション型の表示装置を示しており、図１１（Ｂ）は第１の基板４００１方向に光を射出するボトムエミッション型の表示装置を示している。本発明の一態様はどちらの型にも適用することができる。または、第１の基板４００１の方向および第２の基板４００６の方向に光を射出するデュアルエミッション型に適用することもできる。
【0155】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す表示装置は電極４０１５を有しており、電極４０１５はＦＰＣ４０１８が有する端子と異方性導電層４０１９を介して、電気的に接続されている。また、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）では、電極４０１５は、絶縁層４１１２、絶縁層４１１１、および絶縁層４１１０に形成された開口において配線４０１４と電気的に接続されている。
【0156】
電極４０１５は、第１の電極層４０３０と同じ導電層から形成され、配線４０１４は、トランジスタ４０１０、およびトランジスタ４０１１のソース電極およびドレイン電極と同じ導電層で形成されている。
【0157】
また、第１の基板４００１上に設けられた表示部２１５と走査線駆動回路２２１ａは、トランジスタを複数有しており、図１１（Ａ）、および図１１（Ｂ）では、表示部２１５に含まれるトランジスタ４０１０、および走査線駆動回路２２１ａに含まれるトランジスタ４０１１を例示している。なお、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）では、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１としてボトムゲート型のトランジスタを例示しているが、トップゲート型のトランジスタであってもよい。
【0158】
【0159】
また、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１は、絶縁層４１０２上に設けられている。また、トランジスタ４０１０およびトランジスタ４０１１は、絶縁層４１１１上に形成された電極４０１７を有する。電極４０１７はバックゲート電極として機能することができる。
【0160】
また、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す表示装置は、キャパシタ４０２０を有する。キャパシタ４０２０は、トランジスタ４０１０のゲート電極と同じ工程で形成された電極４０２１と、ソース電極およびドレイン電極と同じ工程で形成された電極と、を有する。これらの電極は、絶縁層４１０３を介して重なっている。
【0161】
一般に、表示装置の画素部に設けられるキャパシタの容量は、画素部に配置されるトランジスタのリーク電流等を考慮して、所定の期間の間電荷を保持できるように設定される。キャパシタの容量は、トランジスタのオフ電流等を考慮して設定すればよい。
【0162】
表示部２１５に設けられたトランジスタ４０１０は表示デバイスと電気的に接続する。
【0163】
また、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す表示装置は、絶縁層４１１１と絶縁層４１０４を有する。絶縁層４１１１と絶縁層４１０４として、不純物元素を透過しにくい絶縁層を用いる。絶縁層４１１１と絶縁層４１０４でトランジスタの半導体層を挟むことで、外部からの不純物の浸入を防ぐことができる。
【0164】
また、表示装置に含まれる表示デバイスとして、エレクトロルミネッセンスを利用する発光デバイス（ＥＬ素子）を適用することができる。ＥＬ素子は、一対の電極の間に発光性の化合物を含む層（「ＥＬ層」ともいう。）を有する。一対の電極間に、ＥＬ素子のしきい値電圧よりも大きい電位差を生じさせると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
【0165】
ＥＬ素子としては、例えば、有機ＥＬ素子または無機ＥＬ素子を用いることができる。なお、発光材料として化合物半導体を用いるＬＥＤ（ミニＬＥＤ、マイクロＬＥＤを含む）もＥＬ素子の一つであり、ＬＥＤを用いることもできる。
【0166】
有機ＥＬ素子は、電圧を印加することにより、一方の電極から電子、他方の電極から正孔がそれぞれＥＬ層に注入される。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光デバイスは、電流励起型の発光デバイスと呼ばれる。
【0167】
なお、ＥＬ層は、発光性の化合物以外に、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）などを有していてもよい。
【0168】
ＥＬ層は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法などの方法で形成することができる。
【0169】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー－アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。
【0170】
また、発光デバイスとして、化合物半導体を用いたマイクロＬＥＤを用いてもよい。なお、ここでは、発光デバイスとして有機ＥＬ素子を用いて説明する。
【0171】
表示デバイスである発光デバイス４５１３は、表示部２１５に設けられたトランジスタ４０１０と電気的に接続している。なお発光デバイス４５１３の構成は、第１の電極層４０３０、ＥＬ層４５１１、第２の電極層４０３１の積層構造であるが、この構成に限定されない。発光デバイス４５１３から取り出す光の方向などに合わせて、発光デバイス４５１３の構成は適宜変えることができる。発光デバイス４５１３からの発光を取り出すため、発光デバイス４５１３は少なくとも一対の電極の一方が透光性を有していればよい。
【0172】
隔壁４５１０は、有機絶縁材料、または無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極層４０３０上に開口部を形成し、その開口部の側面が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【0173】
トップエミッション型の場合は、図１２（Ａ）に示すように、隔壁４５１０上に配線４５１５を設けてもよい。トップエミッション型では第２の電極層４０３１が共通電極として設けられる。第２の電極層４０３１は光が射出する側に形成されるため、透光性導電膜が用いられる。透光性導電膜には金属よりも抵抗が高い酸化物導電膜などが用いられるため、電圧降下により表示部面内で表示品位が不均一となることがある。
【0174】
したがって、金属などの低抵抗材料で配線４５１５を形成し、配線４５１５と第２の電極層４０３１が直接接するような構成とする。このような構成とすることで、配線４５１５は第２の電極層４０３１の抵抗を実質的に低下させるための補助配線として機能させることができ、表示品位を向上させることができる。
【0175】
なお、配線４５１５は、図１２（Ｂ）に示すように絶縁層４１１２上に設けてもよい。当該構成の場合、配線４５１５は第１の電極層４０３０を形成する工程を利用して作製することができる。または、トランジスタのゲート電極を形成する工程を利用して作製してもよい。または、トランジスタのソース電極（ドレイン電極）を形成する工程を利用して作製してもよい。または、第２の電極層４０３１上に配線４５１５を形成してもよい。
【0176】
配線４５１５は、図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、発光デバイス４５１３と重ならない領域に設けることができる。図１３（Ａ）乃至（Ｃ）は、表示部の上面図の一部を示している。例えば、図１３（Ａ）に示すように表示部の行方向または列方向に延在するように配線４５１５を設けることができる。または、図１３（Ｂ）に示すように、行方向および列方向に延在するように配線４５１５を設けてもよい。なお、配線４５１５が設けられる間隔は発光デバイス４５１３の間隔（画素の間隔）でなくてもよく、図１３（Ｃ）に示すように複数の発光デバイス４５１３を挟む間隔で設けてもよい。
【0177】
ＥＬ層４５１１は、図１４（Ａ）に示すように、層４４２０、発光層４４１１、層４４３０などの複数の層で構成することができる。層４４２０は、例えば電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層）および電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層）などを有することができる。発光層４４１１は、例えば発光性の化合物を有する。層４４３０は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層）および正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層）を有することができる。
【0178】
一対の電極間に設けられた層４４２０、発光層４４１１および層４４３０を有する構成は単一の発光ユニット４６００として機能することができ、本明細書では図１４（Ａ）の構成をシングル構造と呼ぶ。
【0179】
なお、図１４（Ｂ）に示すように層４４２０と層４４３０との間に複数の発光層（発光層４４１１、４４１２、４４１３）が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
【0180】
また、図１４（Ｃ）に示すように、複数の発光ユニット４６００（発光ユニット４６００ａ、４６００ｂ）が中間層（電荷発生層）４４４０を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。実施の形態１で説明した２層タンデムの青色発光デバイスの場合は、図１４（Ｃ）に示す構成とし、発光ユニット４６００ａが有する発光層４４１１および発光ユニット４６００ｂが有する発光層４４１２に青色を発する発光層を用いればよい。なお、本明細書等においては、図１４（Ｃ）に示すような構成をタンデム構造として呼称するが、これに限定されず、例えば、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。
【0181】
発光デバイス４５１３の発光色は、ＥＬ層４５１１を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄または白などとすることができる。また、発光デバイス４５１３にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
【0182】
白色の光を発する発光デバイスは、発光層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。
【0183】
発光層には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質を２以上含むことが好ましい。または、発光物質が２以上有し、それぞれの発光物質の発光は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。
【0184】
また、発光デバイスからの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光デバイスを適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および／または赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
【0185】
具体的には、図１５（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、ＥＬ層４５１１は、青の発光を示す発光物質を有する発光ユニット４６１０と、青の補色である黄の発光を示す発光物質を有する発光ユニット４６２０を直列接続した２層タンデム構造とすることができる。
【0186】
または、図１５（Ｂ）に示すように、発光ユニット４６２０を発光ユニット４６１０で挟む形の３層タンデム構造としてもよい。
【0187】
また、発光ユニット４６２０は、図１５（Ｃ）に示すように、発光層４４１５および発光層４４１６を有する構造としてもよい。発光層４４１５および発光層４４１６は発光色が異なり、黄の発光を示す発光物質を有する層、赤の発光を示す発光物質を有する層、および緑の発光を示す発光物質を有する層のいずれかを用いることができる。
【0188】
また、発光ユニット４６２０は、図１５（Ｄ）に示すように、発光層４４１５、発光層４４１６および発光層４４１７を有する構造としてもよい。発光層４４１５、発光層４４１６および発光層４４１７はそれぞれ発光色が異なり、黄の発光を示す発光物質を有する層、赤の発光を示す発光物質を有する層、および緑の発光を示す発光物質を有する層のいずれかを用いることができる。
【0189】
黄の発光を行う層に赤および／または緑の発光を行う層を加えることで、色域を広げることができ、表示品位を向上させることができる。
【0190】
なお、ＥＬ層４５１１は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【0191】
量子ドット材料としては、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を用いることができる。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、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
【0192】
発光デバイス４５１３に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２の電極層４０３１および隔壁４５１０上に保護層を形成してもよい。保護層としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などを形成することができる。また、第１の基板４００１、第２の基板４００６、およびシール材４００５によって封止された空間には充填材４５１４が設けられ密封されている。このように、外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
【0193】
充填材４５１４としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル系樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などを用いることができる。また、充填材４５１４に乾燥剤が含まれていてもよい。
【0194】
シール材４００５には、ガラスフリットなどのガラス材料や、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する硬化樹脂、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂などの樹脂材料を用いることができる。また、シール材４００５に乾燥剤が含まれていてもよい。
【0195】
また、必要に応じて、発光デバイスの射出面に偏光板、または円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板または円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【0196】
表示デバイスに電圧を印加する第１の電極層および第２の電極層（画素電極層、共通電極層、対向電極層などともいう）においては、取り出す光の方向、電極層が設けられる場所、および電極層のパターン構造によって透光性、反射性を選択すればよい。
【0197】
第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１は、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、インジウム錫酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【0198】
また、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）などの金属、またはその合金、もしくはその金属窒化物から一種以上を用いて形成することができる。
【0199】
また、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、または、アニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【0200】
また、表示装置の駆動回路が有するトランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、保護回路を設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
【0201】
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【0202】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態に示した各トランジスタに置き換えて用いることのできるトランジスタの一例について、図面を用いて説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態に示した各トランジスタに置き換えて用いることのできるトランジスタの一例について、図面を用いて説明する。
【0203】
本発明の一態様の表示装置は、ボトムゲート型のトランジスタや、トップゲート型トランジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することができる。よって、既存の製造ラインに合わせて、使用する半導体層の材料やトランジスタ構造を容易に置き換えることができる。
【0204】
〔ボトムゲート型トランジスタ〕
図１６（Ａ１）は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトランジスタ８１０のチャネル長方向の断面図である。図１６（Ａ１）において、トランジスタ８１０は基板７７１上に形成されている。また、トランジスタ８１０は、基板７７１上に絶縁層７７２を介して電極７４６を有する。また、電極７４６上に絶縁層７２６を介して半導体層７４２を有する。電極７４６はゲート電極として機能できる。絶縁層７２６はゲート絶縁層として機能できる。
図１６（Ａ１）は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトランジスタ８１０のチャネル長方向の断面図である。図１６（Ａ１）において、トランジスタ８１０は基板７７１上に形成されている。また、トランジスタ８１０は、基板７７１上に絶縁層７７２を介して電極７４６を有する。また、電極７４６上に絶縁層７２６を介して半導体層７４２を有する。電極７４６はゲート電極として機能できる。絶縁層７２６はゲート絶縁層として機能できる。
【0205】
また、半導体層７４２のチャネル形成領域上に絶縁層７４１を有する。また、半導体層７４２の一部と接して、絶縁層７２６上に電極７４４ａおよび電極７４４ｂを有する。電極７４４ａは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる。電極７４４ｂは、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる。電極７４４ａの一部、および電極７４４ｂの一部は、絶縁層７４１上に形成される。
【0206】
絶縁層７４１は、チャネル保護層として機能できる。チャネル形成領域上に絶縁層７４１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導体層７４２の露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に、半導体層７４２のチャネル形成領域がエッチングされることを防ぐことができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
【0207】
また、トランジスタ８１０は、電極７４４ａ、電極７４４ｂおよび絶縁層７４１上に絶縁層７２８を有し、絶縁層７２８の上に絶縁層７２９を有する。
【0208】
半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの、少なくとも半導体層７４２と接する部分に、半導体層７４２の一部から酸素を奪い、酸素欠損を生じさせることが可能な材料を用いることが好ましい。半導体層７４２中の酸素欠損が生じた領域はキャリア濃度が増加し、当該領域はｎ型化し、ｎ型領域（ｎ＋領域）となる。したがって、当該領域はソース領域またはドレイン領域として機能することができる。半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、半導体層７４２から酸素を奪い、酸素欠損を生じさせることが可能な材料の一例として、タングステン、チタン等を挙げることができる。
【0209】
半導体層７４２にソース領域およびドレイン領域が形成されることにより、電極７４４ａおよび電極７４４ｂと半導体層７４２の接触抵抗を低減することができる。よって、電界効果移動度や、しきい値電圧などの、トランジスタの電気特性を良好なものとすることができる。
【0210】
半導体層７４２にシリコンなどの半導体を用いる場合は、半導体層７４２と電極７４４ａの間、および半導体層７４２と電極７４４ｂの間に、ｎ型半導体またはｐ型半導体として機能する層を設けることが好ましい。ｎ型半導体またはｐ型半導体として機能する層は、トランジスタのソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
【0211】
絶縁層７２９は、外部からのトランジスタへの不純物の拡散を防ぐ、または低減する機能を有する材料を用いて形成することが好ましい。なお、必要に応じて絶縁層７２９を省略することもできる。
【0212】
図１６（Ａ２）に示すトランジスタ８１１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８１０と異なる。電極７２３は、電極７４６と同様の材料および方法で形成することができる。
【0213】
一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位としてもよいし、接地電位（ＧＮＤ電位）や、任意の電位としてもよい。また、バックゲート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
【0214】
また、電極７４６および電極７２３は、どちらもゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層７２６、絶縁層７２８、および絶縁層７２９は、それぞれがゲート絶縁層として機能することができる。なお、電極７２３は、絶縁層７２８と絶縁層７２９の間に設けてもよい。
【0215】
なお、電極７４６または電極７２３の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バックゲート電極」という。例えば、トランジスタ８１１において、電極７２３を「ゲート電極」と言う場合、電極７４６を「バックゲート電極」と言う。また、電極７２３を「ゲート電極」として用いる場合は、トランジスタ８１１をトップゲート型のトランジスタの一種と考えることができる。また、電極７４６および電極７２３のどちらか一方を、「第１のゲート電極」といい、他方を「第２のゲート電極」という場合がある。
【0216】
半導体層７４２を挟んで電極７４６および電極７２３を設けることで、更には、電極７４６および電極７２３を同電位とすることで、半導体層７４２においてキャリアの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、トランジスタ８１１のオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。
【0217】
したがって、トランジスタ８１１は、占有面積に対して大きいオン電流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ８１１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
【0218】
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気などに対する電界遮蔽機能）を有する。なお、バックゲート電極を半導体層よりも大きく形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができる。
【0219】
また、バックゲート電極を、遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
【0220】
本発明の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。また、信頼性の良好な半導体装置を実現することができる。
【0221】
図１６（Ｂ１）は、図１６（Ａ１）とは異なる構成のチャネル保護型のトランジスタ８２０のチャネル長方向の断面図である。トランジスタ８２０は、トランジスタ８１０とほぼ同様の構造を有しているが、絶縁層７４１が半導体層７４２の端部を覆っている点が異なる。また、半導体層７４２と重なる絶縁層７４１の一部を選択的に除去して形成した開口部において、半導体層７４２と電極７４４ａが電気的に接続している。また、半導体層７４２と重なる絶縁層７４１の一部を選択的に除去して形成した他の開口部において、半導体層７４２と電極７４４ｂが電気的に接続している。絶縁層７４１の、チャネル形成領域と重なる領域は、チャネル保護層として機能できる。
【0222】
図１６（Ｂ２）に示すトランジスタ８２１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２０と異なる。
【0223】
絶縁層７４１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導体層７４２の露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に半導体層７４２の薄膜化を防ぐことができる。
【0224】
また、トランジスタ８２０およびトランジスタ８２１は、トランジスタ８１０およびトランジスタ８１１よりも、電極７４４ａと電極７４６の間の距離と、電極７４４ｂと電極７４６の間の距離が長くなる。よって、電極７４４ａと電極７４６の間に生じる寄生容量を小さくすることができる。また、電極７４４ｂと電極７４６の間に生じる寄生容量を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現できる。
【0225】
図１６（Ｃ１）に示すトランジスタ８２５は、ボトムゲート型のトランジスタの１つであるチャネルエッチング型のトランジスタ８２５のチャネル長方向の断面図である。トランジスタ８２５は、絶縁層７４１を用いずに電極７４４ａおよび電極７４４ｂを形成する。このため、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に露出する半導体層７４２の一部がエッチングされる場合がある。一方、絶縁層７４１を設けないため、トランジスタの生産性を高めることができる。
【0226】
図１６（Ｃ２）に示すトランジスタ８２６は、絶縁層７２９上にバックゲート電極として機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２５と異なる。
【0227】
図１７（Ａ１）乃至（Ｃ２）にトランジスタ８１０、８１１、８２０、８２１、８２５、８２６のチャネル幅方向の断面図をそれぞれ示す。
【0228】
図１７（Ｂ２）、（Ｃ２）に示す構造では、ゲート電極とバックゲート電極とが接続され、ゲート電極とバックゲート電極との電位が同電位となる。また、半導体層７４２は、ゲート電極とバックゲート電極に挟まれている。
【0229】
ゲート電極およびバックゲート電極のそれぞれのチャネル幅方向の長さは、半導体層７４２のチャネル幅方向の長さよりも長く、半導体層７４２のチャネル幅方向全体は、絶縁層７２６、７４１、７２８、７２９を間に挟んでゲート電極またはバックゲート電極に覆われた構成である。
【0230】
当該構成とすることで、トランジスタに含まれる半導体層７４２を、ゲート電極およびバックゲート電極の電界によって電気的に取り囲むことができる。
【0231】
トランジスタ８２１またはトランジスタ８２６のように、ゲート電極およびバックゲート電極の電界によって、チャネル形成領域が形成される半導体層７４２を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造をＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ）構造と呼ぶことができる。
【0232】
Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、ゲート電極およびバックゲート電極の一方または双方によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に半導体層７４２に印加することができるため、トランジスタの電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタを微細化することが可能となる。また、Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、トランジスタの機械的強度を高めることができる。
【0233】
〔トップゲート型トランジスタ〕
図１８（Ａ１）に例示するトランジスタ８４２は、トップゲート型のトランジスタの１つである。電極７４４ａおよび電極７４４ｂは、絶縁層７２８および絶縁層７２９に形成した開口部において半導体層７４２と電気的に接続する。
図１８（Ａ１）に例示するトランジスタ８４２は、トップゲート型のトランジスタの１つである。電極７４４ａおよび電極７４４ｂは、絶縁層７２８および絶縁層７２９に形成した開口部において半導体層７４２と電気的に接続する。
【0234】
また、電極７４６と重ならない絶縁層７２６の一部を除去し、電極７４６と残りの絶縁層７２６をマスクとして用いて不純物を半導体層７４２に導入することで、半導体層７４２中に自己整合（セルフアライメント）的に不純物領域を形成することができる。トランジスタ８４２は、絶縁層７２６が電極７４６の端部を越えて延伸する領域を有する。半導体層７４２の絶縁層７２６を介して不純物が導入された領域の不純物濃度は、絶縁層７２６を介さずに不純物が導入された領域よりも小さくなる。よって、半導体層７４２は、絶縁層７２６と重なる領域であって、電極７４６と重ならない領域にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域が形成される。
【0235】
図１８（Ａ２）に示すトランジスタ８４３は、電極７２３を有する点がトランジスタ８４２と異なる。トランジスタ８４３は、基板７７１の上に形成された電極７２３を有する。電極７２３は、絶縁層７７２を介して半導体層７４２と重なる領域を有する。電極７２３は、バックゲート電極として機能することができる。
【0236】
また、図１８（Ｂ１）に示すトランジスタ８４４および図１８（Ｂ２）に示すトランジスタ８４５のように、電極７４６と重ならない領域の絶縁層７２６を全て除去してもよい。また、図１８（Ｃ１）に示すトランジスタ８４６および図１８（Ｃ２）に示すトランジスタ８４７のように、絶縁層７２６を残してもよい。
【0237】
トランジスタ８４２乃至トランジスタ８４７も、電極７４６を形成した後に、電極７４６をマスクとして用いて不純物を半導体層７４２に導入することで、半導体層７４２中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
【0238】
図１９（Ａ１）乃至（Ｃ２）にトランジスタ８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７のチャネル幅方向の断面図をそれぞれ示す。
【0239】
トランジスタ８４３、トランジスタ８４５、およびトランジスタ８４７は、それぞれ先に説明したＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造である。ただし、これに限定されず、トランジスタ８４３、トランジスタ８４５、およびトランジスタ８４７をＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造としなくてもよい。
【0240】
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【0241】
（実施の形態４）
本発明の一態様に係る表示装置を用いることができる電子機器として、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像記憶装置または画像再生装置、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯データ端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図２０（Ａ）乃至（Ｆ）に示す。
本発明の一態様に係る表示装置を用いることができる電子機器として、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像記憶装置または画像再生装置、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯データ端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図２０（Ａ）乃至（Ｆ）に示す。
【0242】
図２０（Ａ）はデジタルカメラであり、筐体９６１、シャッターボタン９６２、マイク９６３、スピーカ９６７、表示部９６５、操作キー９６６、ズームレバー９６８、レンズ９６９等を有する。表示部９６５に本発明の一態様の表示装置を用いることで、様々な画像の表示を行うことができる。表示部９６５には、特に本発明の一態様である画素１０ａを用いることが適している。
【0243】
図２０（Ｂ）はデジタルサイネージであり、大型の表示部９２２を有する。例えば、柱９２１の側面に取り付けることができる。表示部９２２に本発明の一態様の表示装置を用いることで、表示品位の高い表示を行うことができる。表示部９６５には、特に本発明の一態様である画素１０ａ、画素１０ｂ、または画素１０ｃを用いることが適している。
【0244】
図２０（Ｃ）は携帯電話機の一例であり、筐体９５１、表示部９５２、操作ボタン９５３、外部接続ポート９５４、スピーカ９５５、マイク９５６、カメラ９５７等を有する。当該携帯電話機は、表示部９５２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９５２に触れることで行うことができる。また、筐体９５１および表示部９５２は可撓性を有し、図示するように折り曲げて使用することができる。表示部９５２に本発明の一態様の表示装置を用いることで、様々な画像の表示を行うことができる。表示部９６５には、特に本発明の一態様である画素１０ａを用いることが適している。
【0245】
図２０（Ｄ）は携帯データ端末であり、筐体９１１、表示部９１２、スピーカ９１３、カメラ９１９等を有する。表示部９１２が有するタッチパネルにより情報の入出力を行うことができる。表示部９１２に本発明の一態様の表示装置を用いることで、様々な画像の表示を行うことができる。表示部９６５には、特に本発明の一態様である画素１０ａを用いることが適している。
【0246】
図２０（Ｅ）はテレビであり、筐体９７１、表示部９７３、操作キー９７４、スピーカ９７５、通信用接続端子９７６、光センサ９７７等を有する。表示部９７３にはタッチセンサが設けられ、入力操作を行うこともできる。表示部９７３に本発明の一態様の表示装置を用いることで、様々な画像の表示を行うことができる。表示部９７３には、特に本発明の一態様である画素１０ａ、画素１０ｂ、または画素１０ｃを用いることが適している。
【0247】
図２０（Ｆ）は情報処理端末であり、筐体９０１、表示部９０２、表示部９０３、センサ９０４等を有する。表示部９０２および表示部９０３は一つの表示パネルから成り、可撓性を有する。また、筐体９０１も可撓性を有し、図示するように折り曲げて使用することができるほか、タブレット端末のように平板状にして使用することもできる。センサ９０４は筐体９０１の形状を感知することができ、例えば、筐体が曲げられたときに表示部９０２および表示部９０３の表示を切り替えることができる。表示部９０２および表示部９０３に本発明の一態様の表示装置を用いることで、様々な画像の表示を行うことができる。表示部９０２および表示部９０３には、特に本発明の一態様である画素１０ａを用いることが適している。
【0248】
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【0249】
１０ａ：画素、１０ｂ：画素、１０ｃ：画素、１１：画素、１１Ｂ：画素、１１Ｇ：画素、１１Ｒ：画素、１１Ｗ：画素、１２ａ：ゲートドライバ、１２ｂ：ゲートドライバ、１３：ソースドライバ、１０１：トランジスタ、１０２：トランジスタ、１０３：キャパシタ、１０６Ｇ：発光デバイス、１０６Ｒ：発光デバイス、１１１：トランジスタ、１１２：トランジスタ、１１３：トランジスタ、１１４：キャパシタ、１１５：キャパシタ、１１６Ｂ：発光デバイス、１１６Ｗ：発光デバイス、１１７：トランジスタ、１１８：トランジスタ、１１９：ダイオード、１２０：発光デバイス、１２１：配線、１２２：配線、１２３：配線、１２４：配線、１２８：配線、１２９：配線、１３０：配線、１３１：配線、１３２：配線、２１５：表示部、２２１ａ：走査線駆動回路、２３１ａ：信号線駆動回路、２３２ａ：信号線駆動回路、２４１ａ：共通線駆動回路、７２３：電極、７２６：絶縁層、７２８：絶縁層、７２９：絶縁層、７４１：絶縁層、７４２：半導体層、７４４ａ：電極、７４４ｂ：電極、７４６：電極、７７１：基板、７７２：絶縁層、８１０：トランジスタ、８１１：トランジスタ、８２０：トランジスタ、８２１：トランジスタ、８２５：トランジスタ、８２６：トランジスタ、８４２：トランジスタ、８４３：トランジスタ、８４４：トランジスタ、８４５：トランジスタ、８４６：トランジスタ、８４７：トランジスタ、９０１：筐体、９０２：表示部、９０３：表示部、９０４：センサ、９１１：筐体、９１２：表示部、９１３：スピーカ、９１９：カメラ、９２１：柱、９２２：表示部、９５１：筐体、９５２：表示部、９５３：操作ボタン、９５４：外部接続ポート、９５５：スピーカ、９５６：マイク、９５７：カメラ、９６１：筐体、９６２：シャッターボタン、９６３：マイク、９６５：表示部、９６６：操作キー、９６７：スピーカ、９６８：ズームレバー、９６９：レンズ、９７１：筐体、９７３：表示部、９７４：操作キー、９７５：スピーカ、９７６：通信用接続端子、９７７：光センサ、４００１：基板、４００５：シール材、４００６：基板、４０１０：トランジスタ、４０１１：トランジスタ、４０１４：配線、４０１５：電極、４０１７：電極、４０１８：ＦＰＣ、４０１９：異方性導電層、４０２０：キャパシタ、４０２１：電極、４０３０：電極層、４０３１：電極層、４０４１：プリント基板、４０４２：集積回路、４１０２：絶縁層、４１０３：絶縁層、４１０４：絶縁層、４１１０：絶縁層、４１１１：絶縁層、４１１２：絶縁層、４２００：入力装置、４２１０：タッチパネル、４２２７：電極、４２２８：電極、４２３７：配線、４２３８：配線、４２３９：配線、４２６３：基板、４２７２ｂ：ＦＰＣ、４２７３ｂ：ＩＣ、４４１１：発光層、４４１２：発光層、４４１３：発光層、４４１５：発光層、４４１６：発光層、４４１７：発光層、４４２０：層、４４３０：層、４５１０：隔壁、４５１１：ＥＬ層、４５１３：発光デバイス、４５１４：充填材、４５１５：配線、４６００：発光ユニット、４６００ａ：発光ユニット、４６００ｂ：発光ユニット、４６１０：発光ユニット、４６２０：発光ユニット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】