CN111886645A - 显示装置的工作方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以对显示元件施加高电压的显示装置。显示元件包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件并与第一数据线及第二数据线电连接的像素。在同时通过第一数据线对像素供应第一电位并通过第二数据线对像素供应第二电位之后，通过第二数据线对像素供应第三电位，来将保持在像素中的第一电位变为第四电位，将第四电位施加到像素电极。在此，第二电位是根据第一电位算出的电位。在第二电位的值是施加到公共电极的电位以下时，第三电位高于施加到公共电极的电位。另一方面，在第二电位的值是施加到公共电极的电位以上时，第三电位低于施加到公共电极的电位。

Description

显示装置的工作方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置及其工作方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。由此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。
注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。有时可以将显示装置(液晶显示装置、发光显示装置等)、投影装置、照明装置、电光装置、蓄电装置、存储装置、半导体电路、摄像装置及电子设备等称为半导体装置。或者，有时可以说它们包括半导体装置。
背景技术
专利文献1公开了能够以高电压驱动显示元件的具有高耐压性的显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2011-227479号公报
为了以高电压驱动液晶元件等显示元件，需要能够生成高电位的源极驱动器电路。但是，这种源极驱动器电路具有很大的占有面积，且其成本高。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示装置，该显示装置可以将比源极驱动器电路能够生成的电位的最大值高的电位及比源极驱动器电路能够生成的电位的最小值低的电位施加到显示元件的一个电极。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以对显示元件施加高电压的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种小型显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种廉价的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以显示高亮度的图像的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高速工作的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以显示高质量的图像的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置。
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示装置的工作方法，该显示装置可以将比源极驱动器电路能够生成的电位的最大值高的电位及比源极驱动器电路能够生成的电位的最小值低的电位施加到显示元件的一个电极。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以对显示元件施加高电压的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种小型显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种廉价的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以显示高亮度的图像的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高速工作的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以显示高质量的图像的显示装置的工作方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置的工作方法。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，这些目的之外的目的根据说明书、附图、权利要求书等的记载来看是自然明了的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得出上述以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置的工作方法，该显示装置包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件并与第一数据线及第二数据线电连接的像素，其中，在同时通过第一数据线对像素供应第一电位并通过第二数据线对像素供应第二电位之后，通过第二数据线对像素供应第三电位，来将保持在像素中的第一电位变为第四电位，将第四电位施加到像素电极，第二电位是根据第一电位算出的电位，在第二电位的值是施加到公共电极的电位以下时，第三电位高于施加到公共电极的电位，并且，在第二电位的值是施加到公共电极的电位以上时，第三电位低于施加到公共电极的电位。
另外，在上述方式中，第三电位也可以是第一电位可取的最大值以上的电位或是第一电位可取的最小值以下的电位。
另外，在上述方式中，显示装置也可以包括源极驱动器电路，源极驱动器电路可以与第一数据线电连接，源极驱动器电路也可以与第二数据线电连接，并且源极驱动器电路也可以具有生成第一电位和第二电位的功能。
本发明的一个方式是一种显示装置的工作方法，该显示装置包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件并与第一数据线及第二数据线电连接的像素，其中，显示装置由第一工作及第二工作进行工作，在第一工作中，在同时通过第一数据线对像素供应第一电位并通过第二数据线对像素供应第二电位之后，通过第二数据线对像素供应第三电位，来将保持在像素中的第一电位变为第四电位，将第四电位施加到像素电极，第二电位是根据第一电位算出的施加到公共电极的电位以下的值的电位，第三电位是高于施加到公共电极的电位的值的电位，第四电位是施加到公共电极的电位以上的值的电位，在第二工作中，在同时通过第一数据线对像素供应第五电位并通过第二数据线对像素供应第六电位之后，通过第二数据线对像素供应第七电位，来将保持在像素中的第五电位变为第八电位，将第八电位施加到像素电极，第六电位是根据第五电位算出的施加到公共电极的电位以上的值的电位，第七电位是低于施加到公共电极的电位的值的电位，并且，第八电位是施加到公共电极的电位以下的值的电位。
另外，在上述方式中，第三电位也可以是第一电位可取的最大值以上的电位，第七电位也可以是第五电位可取的最小值以上的电位。
另外，在上述方式中，第一电位可取的值的范围也可以等于第五电位可取的值的范围。
另外，在上述方式中，也可以在每一个帧期间互相进行由第一工作的工作和由第二工作的工作。
另外，在上述方式中，显示装置也可以包括源极驱动器电路，源极驱动器电路也可以与第一数据线电连接，源极驱动器电路也可以与第二数据线电连接，源极驱动器电路也可以具有生成第一电位和第二电位以及第五电位和第六电位的功能。
另外，在上述方式中，像素也可以包括第一晶体管、第二晶体管及电容器，第一晶体管的源极和漏极中的一个也可以与电容器的一个电极电连接，第一晶体管的源极和漏极中的另一个也可以与第一数据线电连接，第二晶体管的源极和漏极中的一个也可以与电容器的另一个电极电连接，第二晶体管的源极和漏极中的另一个也可以与第二数据线电连接。
另外，在上述方式中，第一晶体管及第二晶体管可以在沟道形成区域中包括金属氧化物，金属氧化物可以包含In、Zn、M(M是Al、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)。
另外，在上述方式中，显示元件也可以是液晶元件。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种显示装置，其中可以将比源极驱动器电路能够生成的电位的最大值高的电位及比源极驱动器电路能够生成的电位的最小值低的电位施加到显示元件的一个电极。另外，可以提供一种可以对显示元件施加高电压的显示装置。另外，可以提供一种小型显示装置。另外，可以提供一种廉价的显示装置。另外，可以提供一种可以显示高亮度的图像的显示装置。另外，可以提供一种低功耗的显示装置。另外，可以提供一种可靠性高的显示装置。另外，可以提供一种高速工作的显示装置。另外，可以提供一种可以显示高质量的图像的显示装置。另外，可以提供一种新颖的显示装置。
另外，可以提供一种显示装置的工作方法，该显示装置可以将比源极驱动器电路能够生成的电位的最大值高的电位及比源极驱动器电路能够生成的电位的最小值低的电位施加到显示元件的一个电极。另外，可以提供一种可以对显示元件施加高电压的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种小型显示装置的工作方法。另外，可以提供一种廉价的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种可以显示高亮度的图像的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种低功耗的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种可靠性高的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种高速工作的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种可以显示高质量的图像的显示装置的工作方法。另外，可以提供一种新颖的显示装置的工作方法。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
[图1]示出显示装置的一个例子的图，图1B是示出像素的一个例子的图。
[图2]示出像素的工作的一个例子的图。
[图3]示出供应到像素的电位和像素所显示的图像的灰度之间的关系的一个例子的图。
图4是示出像素的工作的一个例子的图。
[图5]示出供应到像素的电位和像素所显示的图像的灰度之间的关系的一个例子的图。
[图6]示出显示装置的一个例子的图。
[图7]示出像素的工作的一个例子的图。
[图8]示出像素的工作的一个例子的图。
[图9]示出显示装置的一个例子的图。
[图10]示出像素的工作的一个例子的图。
[图11]示出像素的一个例子的图。
[图12]示出显示装置的结构例子的截面图。
[图13]示出像素的结构例子的俯视图。
[图14]示出显示装置的结构例子的截面图。
[图15]示出显示装置的结构例子的截面图。
[图16]示出显示装置的结构例子的截面图。
[图17]示出显示装置的结构例子的截面图。
[图18]示出电子设备的一个例子的图。
[图19]示出电子设备的一个例子的图。
[图20]示出实施例中的供应到像素的电位和像素所显示的图像的灰度之间的关系的图。
[图21]示出实施例中的施加到显示元件的电压和像素所显示的图像的灰度之间的关系的图。
本发明的选择图为图2。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。另外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
在本说明书等中，金属氧化物(metal oxide)是指广义上的金属的氧化物。金属氧化物被分类为氧化物绝缘体、氧化物导电体(包括透明氧化物导电体)和氧化物半导体(Oxide Semiconductor，也可以简称为OS)等。例如，在将金属氧化物用于晶体管的半导体层的情况下，有时将该金属氧化物称为氧化物半导体。换言之，可以将OS FET称为包含金属氧化物或氧化物半导体的晶体管。
此外，在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物称为金属氧化物(metaloxide)。另外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照附图说明作为本发明的一个方式的显示装置及其工作方法。
本发明的一个方式涉及包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件的像素的显示装置的工作方法。在此，作为显示元件可以使用液晶元件。此外，本发明的一个方式的显示装置包括源极驱动器电路。像素通过第一数据线与源极驱动器电路电连接，并通过第二数据线与源极驱动器电路电连接。
例如，可以对公共电极施加恒定电位。例如，可以对公共电极施加源极驱动器电路能够生成的电位的最大值和源极驱动器电路能够生成的电位的最小值的平均值的电位。
在本发明的一个方式的显示装置中，首先，将对应于图像数据的电位的第一电位通过第一数据线供应到像素。具体而言，例如对像素电极供应第一电位。与此并行，将根据第一电位算出的电位的第二电位通过第二数据线供应到像素。被供应的第一电位及第二电位保持在像素内部。
接着，将第三电位与第二电位同样地通过第二数据线供应到像素。由此，保持在像素中的第二电位改写为第三电位。此外，在第二电位改写为第三电位时，保持在像素中的第一电位变为第四电位。由此，可以对像素电极施加第四电位。
第一至第三电位例如是由源极驱动器电路生成的电位。由此，第一至第三电位不能为高于源极驱动器电路能够生成的电位的最大值的电位，而不能是低于源极驱动器电路能够生成的电位的最小值的电位。另一方面，第四电位是根据第一至第三电位在像素内部生成的电位。
在此，第四电位和第一电位的差异的大小对应于第三电位和第二电位的差异的大小。也就是说，例如第一电位越高，或第三电位和第二电位的差异越大，第四电位越高。在本发明的一个方式中，第四电位可以为高于源极驱动器电路能够生成的电位的最大值的电位，并可以为低于源极驱动器电路能够生成的电位的最小值的电位。例如，可以使施加到显示元件的电压大于源极驱动器电路的输出电压振幅的两倍。例如，在源极驱动器电路可以生成-5V以上且5V以下的电位，且施加到公共电极的电位为接地电位(0V)的情况下，第四电位可以为10V以上的电位，并可以为-10V以下的电位。
在本说明书等中，施加到显示元件的电压是指施加到显示元件的一个电极的电位和施加到显示元件的另一个电极的电位的差异的绝对值。例如，是指施加到像素电极的电位和施加到公共电极的电位的差异的绝对值。
在此，为了增大第三电位和第二电位的差异，例如第三电位可以具有与第二电位不同的极性。此外，第三电位例如可以为源极驱动器电路能够生成的电位的最大值或最小值。例如，在源极驱动器电路能够生成-5V以上且5V以下的电位的情况下，在第二电位为正电位时，第三电位可以为-5V，而在第二电位为负电位时，第三电位可以为5V。注意，例如在源极驱动器电路能够生成-5V以上且5V以下的电位的情况下，施加到公共电极的电位可以为-5V和5V的平均值的接地电位。
在本说明书等中，例如可以以施加到公共电极的电位为标准判断电位的极性。例如，高于施加到公共电极的电位的电位和低于施加到公共电极的电位的电位可以说是其极性彼此不同的电位。
另外，第三电位可以不由源极驱动器电路生成。例如，也可以由设置在源极驱动器电路的外部的电源电路生成第三电位。通过由源极驱动器电路以外的电路生成第三电位，可以使第三电位为源极驱动器电路能够生成的电位的最大值以上的电位或源极驱动器电路能够生成的电位的最小值以下的电位。由此，可以使第三电位和第二电位的差异为更大。
在本发明的一个方式的显示装置中，如上所述，可以将高于源极驱动器电路能够生成的电位的最大值的电位及低于源极驱动器电路能够生成的电位的最小值的电位作为第四电位施加到像素电极。由此，可以对显示元件施加高电压，从而可以使用优选在工作时被施加高电压的显示元件。例如，作为显示元件，可以使用呈现蓝相的液晶或高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal)。此外，即使源极驱动器电路的输出电压振幅小也可以对显示元件施加高电压，因此可以减小本发明的一个方式的显示装置的功耗。再者，即使不使源极驱动器电路具有高耐压性也可以对显示元件施加高电压，因此可以实现本发明的一个方式的显示装置的小型化及廉价化。
图1A是说明作为本发明的一个方式的显示装置的显示装置10的结构例子的图。显示装置10包括像素11排列为m行n列的矩阵状的显示部12、图像数据生成电路13、栅极驱动器电路14及源极驱动器电路15。
在本说明书等中，将第i行j列(i是1以上且m以下的整数，j是1以上且n以下的整数)的像素11记载为像素11[i，j]。
图像数据生成电路13与源极驱动器电路15电连接。同一个行的像素11通过一个布线21与栅极驱动器电路14电连接，并通过一个布线22与栅极驱动器电路14电连接。同一个列的像素11通过一个布线41与源极驱动器电路15电连接，并通过一个布线42与源极驱动器电路15电连接。
图像数据生成电路13具有生成与显示于显示部12的图像对应的图像数据的功能。栅极驱动器电路14具有生成用来控制像素11的工作的电位的功能。源极驱动器电路15具有生成与图像数据对应的电位等的功能。
在本说明书等中，将与像素11[i，1]至像素11[i，n]电连接的布线21及布线22分别记载为布线21[i]及布线22[i]。此外，将与像素11[1，j]至像素11[m，j]电连接的布线41及布线42分别记载为布线41[j]及布线42[j]。
布线21及布线22具有作为扫描线的功能。布线41及布线42具有作为数据线的功能。
图1B是说明像素11的结构例子的图。像素11包括晶体管101、晶体管102、电容器104、电容器105及显示元件106。作为显示元件106，例如可以使用液晶元件。
晶体管101的源极和漏极中的一个与电容器104的一个电极电连接。晶体管102的源极和漏极中的一个与电容器104的另一个电极电连接。电容器104的一个电极与电容器105的一个电极电连接。电容器105的一个电极与显示元件106的一个电极电连接。
在此，显示元件106的一个电极例如可以为像素电极。此外，显示元件106的另一个电极例如可以为公共电极。
将晶体管101的源极和漏极中的一个、电容器104的一个电极、电容器105的一个电极与显示元件106的一个电极彼此电连接的节点称为节点NM。此外，将晶体管102的源极和漏极中的一个与电容器104的另一个电极彼此电连接的节点称为节点NA。
晶体管101的栅极与布线21电连接。晶体管102的栅极与布线22电连接。晶体管101的源极和漏极中的另一个与布线41电连接。晶体管102的源极和漏极中的另一个与布线42电连接。
电容器105的另一个电极与公共布线32电连接。显示元件106的另一个电极与公共布线33电连接。可以对公共布线33供应电位VCOM。电位VCOM例如可以为恒定电位。电位VCOM例如可以为源极驱动器电路15能够生成的电位的最大值和源极驱动器电路15能够生成的电位的最小值的平均值的电位。电位VCOM例如可以为接地电位。另外，供应到公共布线32的电位也可以为与电位VCOM同一值的电位。
用来控制晶体管101的导通或非导通的电位通过布线21被供应到晶体管101的栅极。用来控制晶体管102的导通或非导通的电位通过布线22被供应到晶体管102的栅极。
节点NM通过布线41被供应电位。节点NA通过布线42被供应电位。
在此，通过将关态电流极低的晶体管用于晶体管101，可以长时间保持供应到节点NM的电位。通过将关态电流极低的晶体管用于晶体管102，可以长时间保持供应到节点NA的电位。作为关态电流极低的晶体管，例如可以举出在沟道形成区域中具有金属氧化物的晶体管(以下，称为OS晶体管)。
作为用于OS晶体管的半导体材料，可以使用能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的金属氧化物。典型的是，包含铟的氧化物半导体等，例如，可以使用下述CAAC-OS或CAC-OS等。CAAC-OS是结晶氧化物半导体。此外，因为使用该结晶氧化物半导体的晶体管的可靠性可以得到提高，所以优选将该晶体管用于本发明的一个方式的显示装置。此外，CAC-OS呈现高迁移率特性，因此适合于进行高速驱动的晶体管等。
OS晶体管具有大能隙而呈现极小的关态电流特性。此外，OS晶体管具有与在沟道形成区域中包含Si的晶体管(下面称为Si晶体管)不同的如下特征，即不会发生碰撞电离、雪崩击穿、短沟道效应等，因此能够形成高可靠性的电路。
另外，作为晶体管101及晶体管102，也可以使用OS晶体管以外的晶体管。在此，作为Si晶体管，可以举出具有非晶硅的晶体管、具有结晶硅(典型的是，低温多晶硅)的晶体管、具有单晶硅的晶体管等。
接着，说明像素11的工作方法的一个例子。具体而言，说明显示装置10所包括的像素11[i，j]的工作方法的一个例子。注意，作为晶体管101及晶体管102采用n沟道型晶体管，但是通过适当地反转电位的大小关系等，即使晶体管101和晶体管102中的一个或两个为p沟道型晶体管，也可以应用下面的说明。
图2是说明像素11[i，j]的工作方法的一个例子的时序图。在此，包括像素11[i，j]的显示装置10以时刻T01至时刻T04的工作显示一个帧的图像，而以时刻T11至时刻T14的工作显示下一个帧的图像。
在本说明书等中，例如将时刻T01至时刻T04的工作称为第一工作，将时刻T11至时刻T14的工作称为第二工作。通过交替进行第一工作和第二工作，像素11可以进行帧反转驱动，将在后面说明其详细内容。
在图2等中，电位VSDMAX表示源极驱动器电路15能够生成的电位的最大值。电位VSDMIN表示源极驱动器电路15能够生成的电位的最小值。
在本实施方式中，假设作为施加到显示元件106的另一个电极的电位的电位VCOM＝(VSDMAX+VSDMIN)/2而说明像素11的工作方法的一个例子。此外，节点NM的电容耦合係数为1。再者，不考虑晶体管的阈值电压及馈通等所导致的电位变动。
在本说明书等中，将设置于像素11[i，j]的节点NM及节点NA分别记载为节点NM[i，j]及节点NA[i，j]。
在时刻T01至时刻T02，布线21[i]的电位及布线22[i]的电位为高电位。此外，布线41[j]的电位为对应于图像数据的电位的电位VS1[i，j]，布线42[j]的电位为电位VS2[i，j]。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管101及晶体管102成为导通状态，节点NM[i，j]的电位成为电位VS1[i，j]，节点NA[i，j]的电位成为电位VS2[i，j]。在此，电位VS1[i，j]可以由源极驱动器电路15生成，因此电位VS1[i，j]的值可以为电位VSDMIN以上且电位VSDMAX以下。此外，电位VS2[i，j]例如可以根据以下算式算出。
[算式1]
Figure BDA0002693827380000151
因此，电位VS2[i，j]的值可以为电位VSDMIN以上且电位VCOM以下。另外，电位VS2[i，j]可以由源极驱动器电路15生成。
在时刻T02至时刻T03，布线21[i]的电位及布线22[i]的电位为低电位。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管101及晶体管102成为非导通状态，节点NM[i，j]保持电位VS1[i，j]，而节点NA[i，j]保持电位VS2[i，j]。
在本说明书等中，低电位例如可以为接地电位或负电位。此外，高电位可以为高于低电位的电位。
在时刻T03至时刻T04，布线21[i]的电位为低电位，而布线22[i]的电位为高电位。此外，布线42[j]的电位为电位VRP。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管102成为导通状态，且节点NA[i，j]的电位成为电位VRP。另一方面，晶体管101维持非导通状态，所以节点NM[i，j]处于浮动状态。因此，节点NM[i，j]的电位成为由以下算式表示的电位VDE[i，j]。
[算式2]
VDE[i，j]＝VS1[i，j]+(VRP-VS2[i，j]) (2)
如上述算式所示，电位VDE[i，j]可以根据电位VS1[i，j]、电位VS2[i，j]及电位VRP算出。因此，电位VDE[i，j]可以说是根据电位VS1[i，j]、电位VS2[i，j]及电位VRP在像素11[i，j]内部生成的电位。
当电位VRP高于电位VCOM时，电位VDE[i，j]可以高于电位“VS1[i，j]-VS2[i，j]”。如上所述，电位VS2[i，j]可以低于电位VCOM，因此当电位VRP高于电位VCOM时，可以说电位VRP的极性与电位VS2[i，j]不同。
此外，电位VRP越高，电位VDE[i，j]越高。由于电位VDE[i，j]的值成为电位VCOM以上，因此电位VDE[i，j]越高，电位“VDE[i，j]-VCOM”越高，将在后面说明其详细内容。由此，电位VDE[i，j]越高，施加到显示元件106的电压越高。此外，电位VRP可以由源极驱动器电路15生成，电位VRP的值可以为电位VSDMIN以上且电位VSDMAX以下。在图2中，电位VRP的值为电位VSDMAX。
此外，在提高电位VS1[i，j]及电位VRP，并降低电位VS2[i，j]时，可以使电位VDE[i，j]的值高于电位VSDMAX。此外，施加到显示元件106的电压“VDE[i，j]-VCOM”的值可以为电压“VSDMAX-VCOM”的两倍以上。也就是说，电位VDE[i，j]的值可以为电位“2VSDMAX-VCOM”以上。图2示出电位VDE[i，j]的值高于电位“2VSDMAX-VCOM”的情况。
在本说明书等中，源极驱动器电路15的输出电压振幅是指电压“VSDMAX-VCOM”或电压“VCOM-VSDMIN”。
另外，在时刻T03至时刻T04，显示图像。例如，在显示元件106是透过型液晶元件，且包括像素11的显示装置设置有背光源的情况下，通过使该背光源点亮，可以使用像素11[i，j]显示对应于电位VDE[i，j]的图像。
在时刻T04至时刻T11，布线21的电位及布线22的电位为低电位。由此，晶体管101及晶体管102成为非导通状态。
在时刻T11至时刻T12，布线21[i]的电位及布线22[i]的电位为高电位。此外，布线41[j]的电位为对应于图像数据的电位的电位V’S1[i，j]，布线42[j]的电位为电位V’S2[i，j]。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管101及晶体管102成为导通状态，节点NM[i，j]的电位成为电位V’S1[i，j]，节点NA[i，j]的电位成为电位V’S2[i，j]。在此，电位V’S1[i，j]可以由源极驱动器电路15生成，因此电位V’S1[i，j]的值可以为电位VSDMIN以上且电位VSDMAX以下。此外，电位V’S2[i，j]例如可以根据以下算式算出。
[算式3]
Figure BDA0002693827380000171
因此，电位V’S2[i，j]的值可以为电位VCOM以上且电位VSDMAX以下。另外，电位V’S2[i，j]可以由源极驱动器电路15生成。
在时刻T12至时刻T13，布线21[i]的电位及布线22[i]的电位为低电位。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管101及晶体管102成为非导通状态，节点NM[i，j]保持电位V’S1[i，j]，而节点NA[i，j]保持电位V’S2[i，j]。
在时刻T13至时刻T14，布线21[i]的电位为低电位，而布线22[i]的电位为高电位。此外，布线42[j]的电位为电位V’RP。如上所述，像素11[i，j]所包括的晶体管102成为导通状态，且节点NA[i，j]的电位成为电位V’RP。另一方面，晶体管101维持非导通状态，所以节点NM[i，j]处于浮动状态。因此，节点NM[i，j]的电位成为由以下算式表示的电位V’DE[i，j]。
[算式4]
V′DE[i，j]＝V′S1[i，j]+(V′RP-V′S2[i，j]) (4)
如上述算式所示，电位V’DE[i，j]可以根据电位V’S1[i，j]、电位V’S2[i，j]及电位V’RP算出。因此，电位V’DE[i，j]可以说是根据电位V’S1[i，j]、电位V’S2[i，j]及电位V’RP在像素11[i，j]内部生成的电位。
当电位V’RP低于电位VCOM时，电位V’DE[i，j]可以低于电位“V’S1[i，j]-V’S2[i，j]”。如上所述，电位V’S2[i，j]可以高于电位VCOM，因此当电位V’RP低于电位VCOM时，可以说电位V’RP具有与电位V’S2[i，j]不同的极性。
此外，电位V’RP越低，电位V’DE[i，j]越低。由于电位V’DE[i，j]的值成为电位VCOM以下，因此电位V’DE[i，j]越低，电位“VCOM-V’DE[i，j]”越高，将在后面说明其详细内容。由此，电位V’DE[i，j]越低，施加到显示元件106的电压越高。此外，电位V’RP可以由源极驱动器电路15生成，电位V’RP的值可以为电位VSDMIN以上且电位VSDMAX以下。在图2中，电位V’RP的值为电位VSDMIN。
此外，通过降低电位V’S1[i，j]及电位V’RP，并增大电位V’S2[i，j]，可以使电位V’DE[i，j]的值低于电位VSDMIN。此外，施加到显示元件106的电压“VCOM-V’DE[i，j]”的值可以为电压“VCOM-VSDMIN”的两倍以上。也就是说，电位V’DE[i，j]的值可以为“2VSDMIN-VCOM”以下。图2示出电位V’DE[i，j]的值低于电位“2VSDMIN-VCOM”的情况。
另外，在时刻T13至时刻T14，显示图像。例如，在显示元件106是透过型液晶元件，且包括像素11的显示装置设置有背光源的情况下，通过使该背光源点亮，可以使用像素11[i，j]显示对应于电位V’DE[i，j]的图像。
如上所述，电位VDE[i，j]的值成为电位VCOM以上，电位V’DE[i，j]的值成为电位VCOM以下。因此，由时刻T11以后的工作进行帧反转驱动。由此，例如通过在每一个帧交替进行第一工作和第二工作，像素11可以进行帧反转驱动。
在进行帧反转驱动的情况下，当作为显示元件106采用液晶元件时，与不进行帧反转驱动的情况相比可以抑制显示元件106的劣化。由此，可以提高包括像素11的显示装置的可靠性。
在时刻T14以后，布线21[i]的电位及布线22[i]的电位为低电位。由此，像素11[i，j]所包括的晶体管101及晶体管102成为非导通状态。以上是像素11[i，j]的工作方法的一个例子。另外，在图2中，时刻T01以前、时刻T02至时刻T11及时刻T12以后的布线41的电位为电位VCOM，但是该期间中的布线41[j]的电位不局限于电位VCOM而可以为任意电位。此外，时刻T01以前、时刻T04至时刻T11及时刻T14以后的布线42的电位为电位VCOM，但是该期间中的布线42[j]的电位不局限于电位VCOM而可以为任意电位。
另外，每一个像素11中的电位VS1、电位VS2及电位VDE的值、以及电位V’S1、电位V’S2及电位V’DE的值彼此不同。因此，加上[i，j]的标记示出供应到像素11[i，j]的这些电位。另一方面，例如每一个像素11中的电位VRP的值及电位V’RP的值可以彼此相等。由此，对供应到像素11的电位VRP及电位V’RP不加上[i，j]的标记。
在显示装置10中，关于向像素11的电位VS1及电位VS2的供应以及向像素11的电位V’S1及电位V’S2的供应，向每一个行的像素11进行供应，即通过线顺序方式进行供应。另一方面，电位VRP及电位V’RP例如同时供应到所有像素11。也就是说，在显示装置10中，可以将电位VRP及电位V’RP以面顺序方式供应到像素11。
由此，在显示装置10中，可以在以线顺序方式对所有像素11进行图2所示的时刻T01至时刻T03的工作之后，以面顺序方式进行时刻T03至时刻T11的工作。然后，可以在对所有像素11以线顺序方式进行时刻T11至时刻T13的工作之后，以面顺序方式进行时刻T13以后的工作。
通过以面顺序方式对像素11供应电位VRP及电位V’RP，与以线顺序方式等供应该电位的情况相比，可以使显示装置10高速地工作。
图3A是示出电位VS1、电位VS2、电位VRP及电位VDE的值和图像数据所示的灰度之间的关系的图表。在此，在像素11显示图像的情况下，例如灰度越高，越可以提高像素11所射出的光的亮度。例如，当在每一个像素11中以8位的图像数据显示灰度时，像素11所射出的光有256种亮度。
在图3A中，图表方框中的点线表示电位VS1，双点划线表示电位VS2，虚线表示电位VRP，实线表示电位VDE。此外，对图标方框中的表示高于电位VSDMAX的电位的部分及表示低于电位VSDMIN的电位的部分附加阴影。此外，在图2等中也对表示高于电位VSDMAX的电位的部分及表示低于电位VSDMIN的电位的部分附加与图3A同样的阴影。
如图3A所示，最低灰度时的电位VS1的值可以为电位VSDMIN，而最高灰度时的电位VS1可以为电位VSDMAX。此外，最低灰度时的电位VS2的值可以为电位VCOM，而最高灰度时的电位VS2的值可以为电位VSDMIN。在此，无论灰度任何，都将电位VRP的值设定为电位VSDMAX，由此最低灰度时的电位VDE的值可以为电位VCOM，而最高灰度时的电位VDE的值可以为电位“3VSDMAX-2VCOM”。也就是说，在是最高灰度时，施加到显示元件106的电压“VDE-VCOM”可以为源极驱动器电路15的输出电压振幅“VSDMAX-VCOM”的三倍。
图3B是示出电位V’S1、电位V’S2、电位V’RP及电位V’DE的值和图像数据所表示的灰度之间的关系的图表。
如图3B所示，最低灰度时的电位V’S1的值可以为电位VSDMAX，而最高灰度时的电位V’S1可以为电位VSDMIN。此外，最低灰度时的电位V’S2的值为电位VCOM，而最高灰度时的V’S2的值可以为电位VSDMAX。在此，无论灰度任何，都将电位V’RP的值设定为电位VSDMIN，由此最低灰度时的电位V’DE的值可以为电位VCOM，而最高灰度时的电位V’DE的值可以为电位“3VSDMIN-2VCOM”。也就是说，在是最高灰度时，施加到显示元件106的电压“VCOM-V’DE”可以为源极驱动器电路15的输出电压振幅“VCOM-VSDMIN”的三倍。
如图2、图3A及图3B所示，在显示装置10中，可以将高于源极驱动器电路15能够生成的电位的最大值的电位及低于源极驱动器电路15能够生成的电位的最小值的电位施加到显示元件106的一个电极。例如，在灰度高时，施加到显示元件106的电压可以高于源极驱动器电路15的输出电压振幅的两倍。如上所述，在显示装置10中可以对显示元件106施加高电压，因此作为显示元件106可以使用优选在工作时被施加高电压的显示元件。例如，作为显示元件106，可以使用包括呈现蓝相的液晶的液晶元件或包括高分子分散型液晶的液晶元件。此外，即使源极驱动器电路15的输出电压振幅小也可以对显示元件106施加高电压，因此可以减小显示装置10的功耗。再者，即使不使源极驱动器电路15具有高耐压性也可以对显示元件106施加高电压，因此可以实现显示装置10的小型化及廉价化。
在图2中，在时刻T01至时刻T02，布线42[j]的电位为电位VS2[i，j]，在时刻T03至时刻T04，布线42[j]的电位为电位VRP。此外，在时刻T11至时刻T12，布线42[j]的电位为电位V’S2[i，j]，在时刻T13至时刻T14，布线42[j]的电位为电位V’RP。然而，本发明的一个方式不局限于此。例如，在时刻T01至时刻T02，布线42[j]的电位也可以为电位VRP，在时刻T03至时刻T04，布线42[j]的电位也可以为电位VS2[i，j]。此外，在时刻T11至时刻T12，布线42[j]的电位为电位V’RP，在时刻T13至时刻T14，布线42[j]的电位为电位V’S2[i，j]。图4示出上述情况下的显示装置10所包括的像素11[i，j]的工作方法的一个例子。
图5A是示出像素11通过图4所示的方法工作时的电位VS1、电位VS2、电位VRP及电位VDE的值和图像数据所表示的灰度之间的关系的图表。
最低灰度时的电位VS1可以与图3A所示的情况同样地为电位VSDMIN，而最高灰度时的电位VS1可以为电位VSDMAX。另一方面，最低灰度时的电位VS2可以为电位VCOM的点与图3A所示的情况同样，而最高灰度时的电位VS2可以为电位VSDMAX的点与图3A所示的情况不同。也就是说，例如电位VS2[i，j]可以由以下算式算出。
[算式5]
Figure BDA0002693827380000231
此外，电位VRP的值可以与图3A所示的情况不同地为电位VSDMIN。再者，例如电位VDE[i，j]的值可以由以下算式算出，并且最低灰度时的电位VDE[i，j]可以与图3A所示的情况同样地为电位VCOM，而最高灰度时的电位VDE[i，j]可以为电位“3VSDMAX-2VCOM”。也就是说，在是最高灰度时，施加到显示元件106的电压“VDE-VCOM”可以为源极驱动器电路15的输出电压振幅“VSDMAX-VCOM”的三倍。
[算式6]
VDE[i，j]＝VS1[i，j]+(VS2[i，j]-VRP) (6)
图5B是示出像素11通过图4所示的方法工作时的电位V’S1、电位V’S2、电位V’RP及电位V’DE的值和图像数据所表示的灰度之间的关系的图表。
最低灰度时的电位V’S1可以与图3B所示的情况同样地为电位VSDMAX，而最高灰度时的电位V’S1可以为电位VSDMIN。另一方面，最低灰度时的电位V’S2可以为电位VCOM的点与图3B所示的情况同样，而最高灰度时的V’S2可以为电位VSDMIN的点与图3B所示的情况不同。也就是说，例如电位V’S2[i，j]可以由以下算式算出。
[算式7]
Figure BDA0002693827380000241
此外，电位V’RP的值可以与图3B所示的情况不同地为电位VSDMAX。再者，例如电位V’DE[i，j]的值可以由以下算式算出，并且最低灰度时的电位V’DE[i，j]可以与图3B所示的情况同样地为电位VCOM，而最高灰度时的电位V’DE[i，j]可以为电位“3VSDMIN-2VCOM”。也就是说，在是最高灰度时，施加到显示元件106的电压“VCOM-V’DE”可以为源极驱动器电路15的输出电压振幅“VCOM-VSDMAX”的三倍。
[算式8]
V′DE[i，j]＝V′S1[i，j]+(V′S2[i，j]-V′RP) (8)
图6是示出作为显示装置10的变形例子的显示装置50的结构例子的框图。显示装置50与显示装置10同样地包括像素11排列为m行n列的矩阵状的显示部12、图像数据生成电路13、栅极驱动器电路14、源极驱动器电路15。此外，图6示出像素11中的像素11[1，j]、像素11[1，j+1]、像素11[1，j+2]、像素11[1，j+3]、像素11[m，j]、像素11[m，j+1]、像素11[m，j+2]及像素11[m，j+3]。此外，图6未图示栅极驱动器电路14。
显示装置50与显示装置10不同之处是设置有晶体管16的点。晶体管16例如可以设置在像素11的每一个列中。当晶体管16设置在像素11的每一个列中时，可以在显示装置50中设置n个晶体管16。
晶体管16的源极和漏极中的一个与布线42电连接。在本说明书等中，例如将与布线42[j]电连接的晶体管16记载为晶体管16[j]。
晶体管16[1]至晶体管16[n]的源极和漏极中的另一个例如与一个布线26电连接。晶体管16[1]至晶体管16[n]的栅极例如与一个布线23电连接。
布线26具有作为电源线的功能。布线26的电位可以为电位VRP或电位V’RP。此外，布线26与未图示的电源电路电连接，并且该电源电路生成电位VRP及电位V’RP。
通过使晶体管16成为导通状态，可以将布线26的电位供应到布线42。也就是说，晶体管16具有控制布线26和布线42之间的导通、非导通的开关的功能。另外，晶体管16只要具有开关的功能，就可以不是晶体管。
在显示装置50中，可以通过布线26对布线42供应电位VRP或电位V’RP，因此源极驱动器电路15可以不具有生成电位VRP及电位V’RP的功能。
图7是说明显示装置50所包括的像素11[i，j]的工作方法的一个例子的时序图，并是图2的变形例子。注意，作为晶体管16采用n沟道型晶体管，通过适当地反转电位的大小关系等，即使晶体管16为p沟道型晶体管等，也可以应用下面的说明。
在图7所示的工作方法中，在时刻T01至时刻T03，布线23的电位为低电位。然后，在时刻T03至时刻T04，布线23的电位为高电位，布线26的电位为电位VRP。由此，晶体管16[1]至晶体管16[n]成为导通状态，布线42[1]至布线42[n]的电位成为电位VRP。此外，在时刻T04至时刻T11，布线23的电位为低电位。由此，晶体管16[1]至晶体管16[n]成为非导通状态。
此外，在时刻T13至时刻T14，布线23的电位为高电位，布线26的电位为电位V’RP。由此，晶体管16[1]至晶体管16[n]成为导通状态，布线42[1]至布线42[n]的电位成为电位V’RP。此外，在时刻T14以后，布线23的电位为低电位。由此，晶体管16[1]至晶体管16[n]成为非导通状态。
以上是与图2所示的工作方法不同之处。另外，在图7中，在时刻T03以前及时刻T04至时刻T13，布线26的电位为电位VRP，并在时刻T14以后，布线26的电位为电位V’RP，但是这些期间中的布线26的电位可以为任意电位。
在显示装置50通过图7所示的方法工作时，电位VS1[i，j]、电位VS2[i，j]、电位VRP及电位VDE[i，j]的值可以通过将电位VRP的值调换为高于电位VSDMAX的值等参照图3A。此外，电位V’S1[i，j]、电位V’S2[i，j]、电位V’RP及电位V’DE[i，j]的值可以通过将电位V’RP的值调换为低于电位VSDMIN的值等参照图3B。
在图7中，与图2所示的情况同样地，在时刻T01至时刻T02，布线42[j]的电位为电位VS2[i，j]，在时刻T03至时刻T04，布线42[j]的电位为电位VRP。此外，在时刻T11至时刻T12，布线42[j]的电位为电位V’S2[i，j]，在时刻T13至时刻T14，布线42[j]的电位为电位V’RP。然而，本发明的一个方式不局限于此。例如，与如图4所示的情况同样地，在时刻T01至时刻T02，布线42[j]的电位也可以为电位VRP，在时刻T03至时刻T04，布线42[j]的电位也可以为电位VS2[i，j]。此外，在时刻T11至时刻T12，布线42[j]的电位也可以为电位V’RP，在时刻T13至时刻T14，布线42[j]的电位也可以为电位V’S2[i，j]。图8示出上述情况下的显示装置50所包括的像素11[i，j]的工作方法一个例子。
在图8所示的工作方法中，在时刻T01至时刻T02，布线23的电位为高电位，且布线26的电位为电位VRP。此外，在时刻T02至时刻T03，布线23的电位为低电位。再者，在时刻T11至时刻T12，布线23的电位为高电位，且布线26的电位为电位V’RP。此外，在时刻T12至时刻T13，布线23的电位为低电位。
以上是与图7所示的工作方法不同之处。另外，在图8中，在时刻T01以前及时刻T02至时刻T11，布线26的电位为电位VRP，并在时刻T12以后，布线26的电位为电位V’RP，但是这些期间中的布线26的电位可以为任意电位。
在显示装置50通过图8所示的方法工作时，电位VS1[i，j]、电位VS2[i，j]、电位VRP及电位VDE[i，j]的值可以通过将电位VRP的值调换为低于电位VSDMIN的值等参照图5A。此外，电位V’S1[i，j]、电位V’S2[i，j]、电位V’RP及电位V’DE[i，j]的值可以通过将电位V’RP的值调换为高于电位VSDMAX的值等参照图5B。
在显示装置50中，电位VRP及电位V’RP可以为高于源极驱动器电路15能够生成的电位的最大值的电位VSDMAX的电位或为低于源极驱动器电路15能够生成的电位的最小值的电位VSDMIN的电位。由此，可以将比能够施加到显示装置10所包括的显示元件106的电压更高的电压施加到显示装置50所包括的显示元件106。另外，优选以在使用像素11显示的图像是最低灰度的图像的情况下施加到该像素11所包括的显示元件106的电压为显示元件106的阈值电压以下的方式设定电位VRP的值及电位V’RP的值。在此，显示元件106的阈值电压例如是指在显示元件106的可见光的透过率为特定的值时施加到显示元件106的电压。
此外，在显示装置50中，可以与显示装置10同样地将电位VRP及电位V’RP以面顺序方式供应到像素11。
图9是示出作为显示装置50的变形例子的显示装置60的结构例子的框图。与图6同样，图9示出像素11中的像素11[1，j]、像素11[1，j+1]、像素11[1，j+2]、像素11[1，j+3]、像素11[m，j]、像素11[m，j+1]、像素11[m，j+2]及像素11[m，j+3]。此外，与图6同样，图9未图示栅极驱动器电路14。
显示装置60与显示装置50不同之处是晶体管16a或晶体管16b代替晶体管16且布线42a或布线42b代替布线42的点。此外，显示装置60与显示装置50不同之处是不包括布线26，而包括布线26a及布线26b的点。设置于显示装置60的晶体管16a的数量和晶体管16b的数量可以相等。也就是说，显示装置60例如可以采用设置有n/2个晶体管16a及n/2个晶体管16b的结构。此外，布线42a的数量可以与晶体管16a的数量相等，而布线42b的数量可以与晶体管16b的数量相等。也就是说，显示装置60例如可以采用设置有n/2个布线42a及n/2个布线42b的结构。
另外，晶体管16a及晶体管16b可以使用与晶体管16同样的晶体管等，只要具有开关的功能就可以不使用晶体管。此外，布线42a及布线42b与布线42同样地具有数据线的功能，而布线26a及布线26b与布线26同样地具有电源线的功能。
图9示出一种情况，其中像素11[1，j]至像素11[m，j]与一个布线42a电连接，像素11[1，j+1]至像素11[m，j+1]与一个布线42b电连接，像素11[1，j+2]至像素11[m，j+2]与一个布线42a电连接，且像素11[1，j+3]至像素11[m，j+3]与一个布线42b电连接。也就是说，例如，布线42a与奇数列的像素11和偶数列的像素11中的一个电连接，布线42b与奇数列的像素11和偶数列的像素11中的另一个电连接。
晶体管16a的源极和漏极中的一个与布线42a电连接。晶体管16b的源极和漏极中的一个与布线42b电连接。晶体管16a的源极和漏极中的另一个与布线26a电连接。晶体管16b的源极和漏极中的另一个与布线26b电连接。晶体管16a的栅极及晶体管16b的栅极与布线23电连接。
在本说明书等中，例如将与像素11[1，j]至像素11[m，j]电连接的布线42a记载为布线42a[j]。此外，例如将与像素11[1，j+1]至像素11[m，j+1]电连接的布线42b记载为布线42b[j+1]。再者，例如将与布线42a[j]电连接的晶体管记载为晶体管16a[j]，而将与布线42b[j+1]电连接的晶体管记载为晶体管16b[j+1]。
布线26a的电位及布线26b的电位可以为电位VRP或电位V’RP。在此，例如在布线26a的电位为电位VRP时，布线26b的电位可以为电位V’RP，而在布线26a的电位为电位V’RP时，布线26b的电位可以为电位VRP。另外，如上所述，电位VRP及电位V’RP可以由电源电路生成。
图10是说明显示装置60所包括的像素11[i，j]及像素11[i，j+1]的工作方法的一个例子的时序图。注意，作为晶体管16a及晶体管16b采用n沟道型晶体管，但是通过适当地反转电位的大小关系等，即使晶体管16a及晶体管16b为p沟道型晶体管等，也可以应用下面的说明。
在图10所示的工作方法中，布线21[i]、布线22[i]、布线23、布线41[j]、节点NM[i，j]及节点NA[i，j]的电位与图7所示的工作方法同样。此外，在图10所示的工作方法中，布线26a的电位与图7所示的布线26的电位同样，而布线42a[j]的电位与图7所示的布线42[j]的电位同样。
在图10所示的工作方法中，布线26b的电位与布线26a的电位不同之处是将电位VRP及电位V’RP分别调换为电位V’RP及电位VRP的点。此外，布线41[j+1]的电位与布线41[j]的电位不同之处是将电位VS1[i，j]及电位V’S1[i，j]分别调换为电位V’S1[i，j+1]及电位VS1[i，j+1]的点。另外，布线42b[j+1]的电位与布线42a[j]的电位不同之处是将电位VS2[i，j]、电位VRP、电位V’S2[i，j]及电位V’RP分别调换为电位V’S2[i，j+1]、电位V’RP、电位VS2[i，j+1]及电位VRP的点。
此外，节点NM[i，j+1]的电位与节点NM[i，j]的电位不同之处是将电位VS1[i，j]、电位VDE[i，j]、电位V’S1[i，j]及电位V’DE[i，j]分别调换为电位V’S1[i，j+1]、电位V’DE[i，j+1]、电位VS1[i，j+1]及电位VDE[i，j+1]的点。此外，节点NA[i，j+1]的电位与节点NA[i，j]的电位不同之处是将电位VS2[i，j]、电位VRP、电位V’S2[i，j]及电位V’RP分别调换为电位V’S2[i，j+1]、电位V’RP、电位VS2[i，j+1]及电位VRP的点。
在图10所示的工作方法中，在时刻T03至时刻T04，作为节点NM[i，j]的电位的电位VDE[i，j]的值可以为电位VCOM以上，且作为节点NM[i，j+1]的电位的电位V’DE[i，j+1]的值可以为电位VCOM以下。另一方面，在时刻T13至时刻T14，作为节点NM[i，j]的电位的电位V’DE[i，j]的值可以为电位VCOM以下，且作为节点NM[i，j+1]的电位的电位VDE[i，j+1]的值可以为电位VCOM以上。由此，在显示装置60中，可以通过列反转驱动方式进行帧反转驱动来抑制闪烁的产生，从而可以显示高质量图像。此外，即使如显示装置10那样地由源极驱动器电路15生成电位VRP及电位V’RP，也可以与显示装置60同样地通过列反转驱动方式进行驱动。
以上是设置于显示装置60的像素11[i，j]及像素11[i，j+1]的工作方法的一个例子。另外，显示装置60可以与显示装置50等同样地将电位VRP及电位V’RP以面顺序方式供应到像素11。
另外，电位VS1[i，j]、电位VS1[i，j+1]、电位VS2[i，j]、电位VS2[i，j+1]、电位VRP、电位VDE[i，j]及电位VDE[i，j+1]的值可以通过将电位VRP调换为高于电位VSDMAX的值参照图3A。此外，电位V’S1[i，j]、电位V’S1[i，j+1]、电位V’S2[i，j]、电位V’S2[i，j+1]、电位V’RP、电位V’DE[i，j]及电位V’DE[i，j+1]的值可以通过将电位V’RP的值调换为高于电位VSDMIN的值参照图3B。
此外，在图10所示的工作方法中，布线21[i]、布线22[i]、布线23、布线41[j]、节点NM[i，j]及节点NA[i，j]的电位也可以与图8所示的工作方法同样。另外，在图10所示的工作方法中，布线26a的电位也可以与图8所示的布线26的电位同样，而布线42a[j]的电位也可以与图8所示的布线42[j]的电位同样。在此情况下，供应到像素11的各电位可以参照图5A、图5B。
在本发明的一个方式中，像素11的结构不局限于图1B所示的结构。图11A是说明像素11的与图1B不同的结构例子的图。
在图11A所示的结构的像素11中，显示元件106可以是发光元件。作为发光元件可以使用有机EL元件、无机EL元件、LED(Light Emitting Diode)元件等。
此外，图11A所示的结构的像素11设置有晶体管103。再者，没有设置电容器105而设置有电容器107。
晶体管101的源极和漏极中的一个与电容器104的一个电极电连接。电容器104的一个电极与晶体管103的栅极电连接。晶体管103的栅极与电容器107的一个电极电连接。
电容器107的另一个电极与显示元件106的一个电极电连接。显示元件106的一个电极与晶体管103的源极和漏极中的一个电连接。晶体管103的源极和漏极中的另一个与公共布线34电连接。例如可以对公共布线34供应恒定电位。例如，可以供应电位VCOM以上的电位。
在此，将晶体管101的源极和漏极中的另一个、晶体管103的栅极、电容器104的一个电极与电容器107的一个电极彼此电连接的节点称为节点NM。
以上是图11A所示的结构的像素11与图1B所示的结构的像素11不同之处。图11A所示的结构的像素11的工作可以参照图2、图4、图7或图8所示的时刻T01至时刻T04的工作。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，可以对显示元件106施加高电压。因此，通过使像素11具有图11A所示的结构，可以在作为发光元件的显示元件106中流过大电流。因此，可以将高亮度的图像显示于本发明的一个方式的显示装置。
图11B、图11C是说明像素11的结构例子的图。在图11B中，图1B所示的结构的像素11所包括的晶体管101及晶体管102设置有背栅极，而在图11C中，图11A所示的结构的像素11所包括的晶体管101、晶体管102及晶体管103设置有背栅极。该背栅极与前栅极电连接，并具有提高通态电流的效果。此外，也可以采用能够对背栅极供应与前栅极不同的恒定电位的结构。该结构可以控制晶体管的阈值电压。注意，图11B、图11C示出在所有晶体管设置背栅极的结构，但是也可以采用包括没有设置背栅极的晶体管的结构。
本实施方式可以与其他实施方式等所记载的结构适当地组合而实施。
(实施方式2)
<显示装置的结构例子>
在本实施方式中，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置的结构例子。
图12A示出作为本发明的一个方式的显示装置的一个例子的透过型液晶显示装置的截面图。图12A所示的液晶显示装置包括衬底131、晶体管101、晶体管102、绝缘层215、导电层46、绝缘层44、像素电极121、绝缘层45、公共电极123、液晶层122及衬底132。
晶体管101及晶体管102位于衬底131上。绝缘层215位于晶体管101上及晶体管102上。导电层46位于绝缘层215上。绝缘层44位于晶体管101上、晶体管102上、绝缘层215上及导电层46上。像素电极121位于绝缘层44上。绝缘层45位于像素电极121上。公共电极123位于绝缘层45上。液晶层122位于公共电极123上。公共电极123包括隔着像素电极121与导电层46重叠的区域。像素电极121与晶体管101的源极或漏极电连接。导电层46与晶体管102的源极或漏极电连接。导电层46、像素电极121及公共电极123都具有使可见光透过的功能。
本实施方式的液晶显示装置隔着绝缘层45层叠有像素电极121和公共电极123，以FFS(Fringe Field Switching：边缘场切换)模式工作。像素电极121、液晶层122及公共电极123可以被用作显示元件106。
此外，像素电极121、绝缘层45及公共电极123可以被用作一个电容器105。此外，导电层46、绝缘层44及像素电极121可以被用作一个电容器104。如上所述，本实施方式的液晶显示装置在像素中包括两个电容器。
另外，两个电容元件都使用使可见光透过的材料形成，且具有互相重叠的区域。由此，像素具有高开口率，并包括多个存储电容器。
通过提高透过型液晶显示装置的开口率(也可以称为像素的开口率)，可以实现液晶显示装置的高精细化。此外，通过提高开口率，可以提高光提取效率。由此，可以降低液晶显示装置的功耗。
电容器104的容量优选大于电容器105的容量。例如，像素电极121与导电层46重叠的区域的面积优选大于像素电极121与公共电极123重叠的区域的面积。此外，位于导电层46与像素电极121之间的绝缘层44的厚度T1优选小于位于像素电极121与公共电极123之间的绝缘层45的厚度T2。
本实施方式的显示装置的结构也可以应用于触摸屏。图12B是对图12A所示的显示装置安装触摸传感器TC的例子。通过将触摸传感器TC设置在接近于显示装置的显示面的位置，可以提高触摸传感器TC的灵敏度。
对本发明的一个方式的触摸屏所包括的感测元件(也称为传感器元件)没有特别的限制。还可以将能够感测出手指、触屏笔等感测对象的接近或接触的各种传感器用作感测元件。
例如，作为传感器的方式，可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
作为静电电容式，有表面型静电电容式、投影型静电电容式等。另外，作为投影型静电电容式，有自电容式、互电容式等。当使用互电容式时，可以同时进行多点感测，所以是优选的。
本发明的一个方式的触摸屏可以采用贴合了分别形成的显示装置和感测元件的结构、在支撑显示元件的衬底和对置衬底中的一个或两个设置有构成感测元件的电极等的结构等各种各样的结构。
《像素的俯视布局》
图13A至图13C示出像素的俯视图。图13A是从共同电极123a一侧看栅极221a及栅极221b至公共电极123a的叠层结构时的俯视图。图13B是从图13A的叠层结构去除公共电极123a时的俯视图，图13C是从图13A的叠层结构去除公共电极123a及像素电极121时的俯视图。
像素包括连接部73及连接部74。在连接部73中，像素电极121与晶体管101电连接。具体而言，被用作晶体管101的源极或漏极的导电层222a与导电层46b接触，且导电层46b与像素电极121接触。在连接部74中，导电层46a与晶体管102电连接。具体而言，导电层46a与被用作晶体管102的源极或漏极的导电层222c接触。
《显示装置的截面结构》
图14示出显示装置的截面图。此外，像素的截面结构相当于沿着图13A所示的点划线B1-B2的截面图。
图14所示的显示装置包括衬底131、衬底132、晶体管101、导电层46a、导电层46b、绝缘层44、绝缘层45、像素电极121、液晶层122、公共电极123a、导电层123b、导电层222e、取向膜133a、取向膜133b、粘合层141、保护层135、遮光层38、偏振片161、偏振片163、背光单元30、FPC172等。
在此，背光单元30设置有光源39，例如可以采用设置有发射红色光的光源39、发射绿色光的光源39及发射蓝色光的光源39的结构。在此情况下，例如通过使发射红色光的光源39、发射绿色光的光源39及发射蓝色光的光源39依次发光，可以使本发明的一个方式的显示装置以场序制方式工作。在使本发明的一个方式的显示装置以场序制方式工作时，如图14所示，不需要设置着色层(滤色片)。也就是说，不会发生着色层中的光吸收所导致的光损失。因此，可以提高本发明的一个方式的显示装置中的光透过率。此外，即使降低光源39的发光照度也可以将高亮度图像显示于本发明的一个方式的显示装置，从而可以减少本发明的一个方式的显示装置的功耗。另外，在使红色的光源39、绿色的光源39及蓝色的光源39同时发光时，本发明的一个方式的显示装置可以进行白色显示。
晶体管101及晶体管102位于衬底131上。晶体管101包括栅极221a、栅极绝缘层211、半导体层231a、导电层222a、导电层222b、绝缘层212、绝缘层213、栅极绝缘层225a及栅极223a。晶体管102包括栅极221b、栅极绝缘层211、半导体层231b、导电层222c、导电层222d、绝缘层212、绝缘层213、栅极绝缘层225b及栅极223b。
图14所示的晶体管101及晶体管102在沟道上下包括栅极。两个栅极优选彼此电连接。与其他晶体管相比，具有两个栅极电连接的结构的晶体管能够提高场效应迁移率，而可以增大通态电流(on-state current)。其结果是，可以制造能够高速工作的电路。再者，能够缩小电路部的占有面积。通过使用通态电流大的晶体管，即使在使显示装置大型化或高精细化时布线数增多，也可以降低各布线的信号延迟，而可以抑制显示不均匀。此外，由于可以缩小电路部的占有面积，所以可以实现显示装置的窄边框化。另外，通过采用这种结构，可以实现可靠性高的晶体管。
半导体层231包括一对低电阻区域231n及夹在一对低电阻区域231n之间的沟道形成区域231i。
沟道形成区域231i隔着栅极绝缘层211与栅极221重叠，并隔着栅极绝缘层225与栅极223重叠。
在本说明书等中，半导体层231表示半导体层231a和半导体层231b中的一个或两个。此外，栅极221表示栅极221a和栅极221b中的一个或两个，栅极223表示栅极223a和栅极223b中的一个或两个。再者，栅极绝缘层225表示栅极绝缘层225a和栅极绝缘层225b中的一个或两个。
在此，以将金属氧化物用于半导体层231的情况为例子而说明。
与沟道形成区域231i接触的栅极绝缘层211及栅极绝缘层225优选是氧化物绝缘层。注意，当栅极绝缘层211或栅极绝缘层225具有叠层结构时，优选至少与沟道形成区域231i接触的层是氧化物绝缘层。由此，可以抑制在沟道形成区域231i中产生氧空位，从而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层213和绝缘层214中的一个或两个优选是氮化物绝缘层。由此，可以抑制侵入半导体层231中的杂质，从而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层215优选具有平坦化功能，例如，优选是有机绝缘层。另外，也可以不形成绝缘层214和绝缘层215中的一个或两个。
低电阻区域231n的电阻率比沟道形成区域231i低。低电阻区域231n是半导体层231中的与绝缘层212接触的区域。在此，绝缘层212优选包含氮或氢。因此，当绝缘层212中的氮或氢进入低电阻区域231n时，可以提高低电阻区域231n的载流子浓度。另外，也可以通过以栅极223为掩模添加杂质来形成低电阻区域231n。作为该杂质，例如可以举出氢、氦、氖、氩、氟、氮、磷、砷、锑、硼、铝等，该杂质可以通过离子注入法或离子掺杂法添加。此外，除了上述杂质以外，也可以通过添加半导体层231的构成元素之一的铟等形成低电阻区域231n。通过添加铟，有时低电阻区域231n的铟浓度高于沟道形成区域231i的铟浓度。
此外，在形成栅极绝缘层225及栅极223之后，以与半导体层231的部分区域接触的方式形成第一层，并进行加热处理来使该区域低电阻化，从而可以形成低电阻区域231n。
作为第一层，可以使用包含铝、钛、钽、钨、铬和钌等金属元素中的至少一个的膜。尤其是，优选包含铝、钛、钽和钨中的至少一个。或者，可以适当地使用包含上述金属元素中的至少一个的氮化物或包含上述金属元素中的至少一个的氧化物。尤其是，可以适当地使用钨膜、钛膜等金属膜、氮化铝钛膜、氮化钛膜、氮化铝膜等氮化物膜、氧化铝钛膜等氧化物膜等。
第一层的厚度例如可以为0.5nm以上且20nm以下，优选为0.5nm以上且15nm以下，更优选为0.5nm以上且10nm以下，进一步优选为1nm以上且6nm以下。典型的是，可以为5nm左右或者2nm左右。即使是这样薄的第一层，也充分能够降低半导体层231的电阻。
低电阻区域231n的载流子密度比沟道形成区域231i高是很重要的。例如，低电阻区域231n可以为包含比沟道形成区域231i多的氢的区域或者包含比沟道形成区域231i多的氧空位的区域。氧化物半导体中的氧空位与氢原子键合而成为载流子发生源。
通过在以与半导体层231的一部分的区域接触的方式设置第一层的状态下进行加热处理，该区域中的氧被抽吸到第一层，而可以在该区域中形成较多的氧空位。由此，可以形成电阻极低的低电阻区域231n。
如此形成的低电阻区域231n具有在后续的处理中不容易高电阻化的特征。例如，即使在包含氧的气氛下进行加热处理或者在包含氧的气氛下进行成膜处理等，低电阻区域231n的导电性也不会变低，所以可以实现电特性良好且可靠性高的晶体管。
当经加热处理后的第一层具有导电性时，优选在加热处理后去除第一层。另一方面，当第一层具有绝缘性时，通过留下该第一层，可以将其用作保护绝缘膜。
导电层46b位于绝缘层215上，绝缘层44位于导电层46b上，像素电极121位于绝缘层44上。像素电极121与导电层222a电连接。具体而言，导电层222a与导电层46b连接，导电层46b与像素电极121连接。
导电层46a位于绝缘层215上。导电层46a与导电层222c电连接。具体而言，导电层46a通过设置于绝缘层214及绝缘层215的开口与导电层222c接触。
衬底131和衬底132由粘合层141贴合。
FPC172与导电层222e电连接。具体而言，FPC172与连接体242接触，连接体242与导电层123b接触，导电层123b与导电层222e接触。导电层123b形成在绝缘层45上，导电层222e形成在绝缘层214上。导电层123b可以使用与公共电极123a同一的工序及材料形成。导电层222e可以使用与导电层222a至导电层222d同一的工序及材料形成。
像素电极121、绝缘层45及公共电极123a可以被用作一个电容器105。此外，导电层46a、绝缘层44及像素电极121可以被用作一个电容器104。如此，本发明的一个方式的显示装置例如在一个像素中包括两个电容元件。因此，可以增大像素的保持电容。
另外，两个电容元件都使用使可见光透过的材料形成，且具有互相重叠的区域。由此，像素可以同时实现高开口率和大保持电容。
电容器104的容量优选大于电容器105的容量。因此，像素电极121与导电层46a重叠的区域的面积优选大于像素电极121与公共电极123a重叠的区域的面积。此外，位于导电层46a与像素电极121之间的绝缘层44的厚度优选小于位于像素电极121与公共电极123a之间的绝缘层45的厚度。
虽然图14示出晶体管101及晶体管102的两个包括背栅极(栅极223)的例子，但是晶体管101及晶体管102的一个或两个也可以不包括背栅极。
另外，虽然图14示出栅极绝缘层225仅在沟道形成区域231i上形成而不与低电阻区域231n重叠的例子，但是栅极绝缘层225也可以与低电阻区域231n的至少一部分重叠。图15示出栅极绝缘层225形成为与低电阻区域231n、栅极绝缘层211接触的例子。图15所示的栅极绝缘层225具有如下优点：可以省略使用栅极223作为掩模对栅极绝缘层225进行加工的工序；可以减小绝缘层214的被形成面的台阶；等。
图16所示的显示装置与图14及图15所示的显示装置不同之处是晶体管101及晶体管102的结构。
图16所示的晶体管101包括栅极221a、栅极绝缘层211、半导体层231a、导电层222a、导电层222b、绝缘层217、绝缘层218、绝缘层215及栅极223a。晶体管102包括栅极221b、栅极绝缘层211、半导体层231b、导电层222c、导电层222d、绝缘层217、绝缘层218、绝缘层215及栅极223b。导电层222a和导电层222b中的一个被用作源极，另一个被用作漏极。绝缘层217、绝缘层218及绝缘层215被用作栅极绝缘层。
在此，以作为半导体层231使用金属氧化物的情况为例进行说明。
与半导体层231接触的栅极绝缘层211及绝缘层217优选为氧化物绝缘层。此外，在栅极绝缘层211或绝缘层217具有叠层结构的情况下，至少与半导体层231接触的层优选为氧化物绝缘层。由此，可以抑制在半导体层231中产生氧空位，而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层218优选为氮化物绝缘层。由此，可以抑制杂质进入半导体层231，而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层215优选具有平坦化功能，例如优选为有机绝缘层。注意，不需要形成绝缘层215，可以在绝缘层218上与其接触地形成导电层46a。
导电层46b位于绝缘层215上，绝缘层44位于导电层46b上，像素电极121位于绝缘层44上。像素电极121与导电层222a电连接。具体而言，导电层222a与导电层46b连接，导电层46b与像素电极121连接。
导电层46a位于绝缘层215上。绝缘层44及绝缘层45位于导电层46a上。公共电极123a位于绝缘层45上。
图17所示的显示装置与图14至图16所示的显示装置不同之处是设置有着色层331的点。着色层331例如是使红色光、绿色光或蓝色光等特定的波长域的光透过的有色层。作为可以用于着色层331的材料，可以举出金属材料、树脂材料、包含颜料或染料的树脂材料等。在图17所示的显示装置中，可以将光源39用作发射白色光的光源。
图17所示的显示装置例如即使不以时间分割方式显示红色图像、绿色图像及蓝色图像也可以显示彩色图像。因此，即使本发明的一个方式的显示装置的工作频率低，色乱等也不会产生，从而可以显示高质量的图像。此外，可以不需要切换要发光的光源39，因此可以使本发明的一个方式的显示装置的工作简化。
《构成要素的材料》
接着，对能够用于本实施方式的显示装置的各构成要素的材料等的详细内容进行说明。
对显示装置所包括的衬底的材料等没有特别的限制，可以使用各种衬底。例如，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、半导体衬底、陶瓷衬底、金属衬底或塑料衬底等。
通过使用厚度薄的衬底，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。再者，通过使用其厚度允许其具有柔性的衬底，可以实现具有柔性的显示装置。
作为液晶材料，有介电常数的各向异性(Δε)为正数的正型液晶材料和各向异性为负数的负型液晶材料。在本发明的一个方式中，可以使用正型和负型中的任何材料，可以根据所采用的模式及设计使用适当的液晶材料。
在本实施方式的显示装置中，可以使用采用各种模式的液晶元件。除了上述FFS模式之外，例如，可以使用采用IPS(In-Plane-Switching：平面切换)模式、TN(TwistedNematic：扭曲向列)模式、ASM(Axially Symmetric Aligned Micro-cell：轴对称排列微单元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence：光学补偿弯曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal：铁电性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric LiquidCrystal：反铁电液晶)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)模式、VA-IPS(Vertical Alignment In-Plane-Switching：垂直取向平面切换)模式、宾主模式等的液晶元件。
液晶元件是利用液晶的光学调制作用来控制光的透过或非透过的元件。液晶的光学调制作用由施加到液晶的电场(水平电场、垂直电场或倾斜方向电场)控制。作为用于液晶元件的液晶可以使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、铁电液晶、反铁电液晶等。这些液晶材料根据条件呈现出胆甾相、近晶相、立方相、手向列相、各向同性相等。
如上所述，本实施方式的显示装置可以以高电压驱动液晶元件，由此可以使用呈现蓝相的液晶。蓝相是液晶相的一种，是指当使胆甾液晶的温度上升时即将从胆甾相转变到均质相之前出现的相。因为蓝相只在窄的温度范围内出现，所以将其中混合了5wt％以上的手征试剂的液晶组合物用于液晶层，以扩大温度范围。由于包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物的响应速度快，并且其具有光学各向同性。此外，包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物不需要取向处理，并且视角依赖性小。另外，由于不需要设置取向膜而不需要摩擦处理，因此可以防止由于摩擦处理而引起的静电破坏，并可以降低制造工序中的显示面板的不良、破损。
由于本实施方式的显示装置是透过型液晶显示装置，所以作为一对电极(像素电极121及公共电极123a)的双方使用使可见光透过的导电材料。此外，通过使用使可见光透过的导电材料还形成导电层46b，即使设置电容器104也可以抑制像素的开口率下降。此外，作为被用作电容元件的介电质的绝缘层44及绝缘层45，优选使用氮化硅膜。
作为使可见光透过的导电材料，例如优选使用包含选自铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)中的一种以上的材料。具体而言，可以举出氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化锌、包含镓的氧化锌等。另外，也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以通过还原包含氧化石墨烯的膜而形成。
另外，使可见光透过的导电膜可以使用氧化物半导体形成(以下，也称为氧化物导电层)。氧化物导电层例如优选包含铟，更优选包含In-M-Zn氧化物(M为Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、Sn或Hf)。
氧化物半导体是能够由膜中的氧空位和膜中的氢、水等杂质浓度中的至少一个控制其电阻的半导体材料。由此，通过选择对氧化物半导体层进行氧空位和杂质浓度中的至少一个增加的处理或氧空位和杂质浓度中的至少一个降低的处理，可以控制氧化物导电层的电阻率。
此外，如此，使用氧化物半导体形成的氧化物导电层也可以被称为高载流子密度且低电阻的氧化物半导体层、具有导电性的氧化物半导体层或者导电性高的氧化物半导体层。
本实施方式的显示装置所包括的晶体管可以具有顶栅型结构或底栅型结构。此外，也可以在沟道的上下设置有栅电极。用于晶体管的半导体材料不局限于此，例如可以举出氧化物半导体、硅、锗等。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或结晶半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用结晶半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
例如可以将第14族元素、化合物半导体或氧化物半导体用于半导体层。典型的是，可以将包含硅的半导体、包含砷化镓的半导体或包含铟的氧化物半导体等用于半导体层。
优选将氧化物半导体用于形成有晶体管的沟道的半导体。尤其是，优选使用其带隙比硅大的氧化物半导体。通过使用与硅相比带隙宽且载流子密度小的半导体材料，可以降低晶体管的关闭状态时的电流，所以是优选的。
通过使用氧化物半导体，可以实现一种电特性变动得到抑制且可靠性高的晶体管。
另外，由于其关态电流低，因此能够长期间保持通过晶体管储存于电容器中的电荷。通过将这种晶体管用于像素，能够在保持所显示的图像的灰度的状态下，停止驱动电路。其结果是，可以实现功耗极低的显示装置。
晶体管优选包括被高度纯化且氧空位的形成被抑制的氧化物半导体层。由此，可以降低晶体管的关闭状态的电流值(关态电流值)。因此，可以延长图像信号等电信号的保持时间，在电源开启状态下还可以延长写入间隔。因此，可以降低刷新工作的频度，从而发挥抑制功耗的效果。
另外，使用氧化物半导体的晶体管能够得到较高的场效应迁移率，因此能够进行高速驱动。通过将这种能够进行高速驱动的晶体管用于显示装置，可以在同一衬底上形成显示部的晶体管和用于驱动电路部的晶体管。也就是说，因为作为驱动电路不需要另行使用由硅片等形成的半导体装置，所以可以减少显示装置的构件数量。另外，通过在显示部中也使用能够进行高速驱动的晶体管，能够提供质量高的图像。
作为能够用于显示装置所包括的各绝缘层、保护层等的绝缘材料，可以使用有机绝缘材料或无机绝缘材料。作为有机绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂等。作为无机绝缘层，可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。
除了晶体管的栅极、源极、漏极之外，作为显示装置所包括的各布线及电极等导电层，可以使用铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以这些金属为主要成分的合金的单层结构或叠层结构。例如，可以举出：在铝膜上层叠钛膜的两层结构、在钨膜上层叠钛膜的两层结构、在钼膜上层叠铜膜的两层结构、在包含钼和钨的合金膜上层叠铜膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜或氮化钛膜上层叠铝膜或铜膜进而在其上形成钛膜或氮化钛膜的三层结构、在钼膜或氮化钼膜上层叠铝膜或铜膜进而在其上形成钼膜或氮化钼膜的三层结构等。例如，当导电层具有三层结构时，优选的是，作为第一层和第三层，形成由钛、氮化钛、钼、钨、包含钼和钨的合金、包含钼和锆的合金、或氮化钼构成的膜，作为第二层，形成由铜、铝、金、银、或者铜和锰的合金等低电阻材料形成的膜。此外，也可以使用ITO、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、ITSO等具有透光性的导电材料。另外，也可以通过控制氧化物半导体的电阻率形成氧化物导电层。
作为粘合层141可以使用热固化树脂、光固化树脂、双组分型固化树脂等固化树脂。例如可以使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或者硅氧烷树脂等。
作为连接体242，例如可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)或各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
作为背光单元30，可以使用直下型背光、边缘照明型背光等。作为光源，可以使用LED(Light Emitting Diode)、有机EL(Electroluminescence)元件等。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：PulsedLaser Deposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法的例子，也可以举出等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)法及热CVD法等。作为热CVD法的例子，可以举出有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨印刷法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法形成。
当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等。另外，可以利用使用遮蔽掩模的成膜方法形成岛状的薄膜。另外，可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。在光刻法中有如下方法：在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等对该薄膜进行加工，并去除抗蚀剂掩模的方法；在形成感光性薄膜之后，进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以举出i线(波长为365nm)、g线(波长为436nm)、h线(波长为405nm)或将这些光混合而成的光。另外，还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。另外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光，也可以举出极紫外(EUV：Extreme Ultra-Violet)光及X射线等。另外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时，可以进行极其微细的加工，所以是优选的。另外，在通过电子束等的扫描进行曝光时，不需要光掩模。
作为薄膜的蚀刻方法，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
[金属氧化物]
作为本实施方式的显示装置所包括的晶体管的半导体层，优选使用被用作氧化物半导体的金属氧化物。下面，对可用于半导体层的金属氧化物进行说明。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。另外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。或者，也可以包含硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁等中的一种或多种。
在此，考虑金属氧化物是包含铟、元素M及锌的In-M-Zn氧化物的情况。注意，元素M为铝、镓、钇或锡等。作为可用作元素M的其他元素，有硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁等。注意，作为元素M有时也可以组合上述元素中的多种。
在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metal oxide)。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。例如，可以将锌氧氮化物(ZnON)等含有氮的金属氧化物用于半导体层。
氧化物半导体(金属氧化物)被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体例如有CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxidesemiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
CAAC-OS具有c轴取向性，其多个纳米晶在a-b面方向上连结而结晶结构具有畸变。注意，畸变是指在多个纳米晶连结的区域中晶格排列一致的区域与其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。
虽然纳米晶基本上是六角形，但是并不局限于正六角形，有不是正六角形的情况。此外，在畸变中有时具有五角形或七角形等晶格排列。另外，在CAAC-OS中，即使在畸变附近也难以观察到明确的晶界(grain boundary)。即，可知由于晶格排列畸变，可抑制晶界的形成。这是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金属元素被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
CAAC-OS有具有层状结晶结构(也称为层状结构)的倾向，在该层状结晶结构中层叠有包含铟及氧的层(下面称为In层)和包含元素M、锌及氧的层(下面称为(M,Zn)层)。另外，铟和元素M彼此可以取代，在用铟取代(M,Zn)层中的元素M的情况下，也可以将该层表示为(In,M,Zn)层。另外，在用元素M取代In层中的铟的情况下，也可以将该层表示为(In,M)层。
CAAC-OS是结晶性高的金属氧化物。另一方面，在CAAC-OS中不容易观察明确的晶界，因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。此外，金属氧化物的结晶性有时因杂质的进入或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位(也称为VO(oxygen vacancy))等)少的金属氧化物。因此，包含CAAC-OS的金属氧化物的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的金属氧化物具有高耐热性及高可靠性。
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。另外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。
另外，在包含铟、镓和锌的金属氧化物的一种的铟-镓-锌氧化物(以下，IGZO)有时在由上述纳米晶构成时具有稳定的结构。尤其是，IGZO有在大气中不容易进行晶体生长的倾向，所以有时与在IGZO由大结晶(在此，几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比在IGZO由小结晶(例如，上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的金属氧化物。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。
氧化物半导体(金属氧化物)具有呈现彼此不同的特性的各种结构。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
用作半导体层的金属氧化物膜可以使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个形成。注意，对形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)没有特别的限制。但是，在要获得场效应迁移率高的晶体管的情况下，形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)优选为0％以上且30％以下，更优选为5％以上且30％以下，进一步优选为7％以上且15％以下。
金属氧化物的能隙优选为2eV以上，更优选为2.5eV以上，进一步优选为3eV以上。如此，通过使用能隙宽的金属氧化物，可以减少晶体管的关态电流。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外，还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
如上所述，由于本发明的一个方式的显示装置在像素中包括重叠的两个使可见光透过的电容元件，所以像素可以同时实现高开口率和大保持电容。
本实施方式可以与其他实施方式等所记载的结构适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，对可用于本发明的一个方式所公开的晶体管中的CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS的构成进行说明。
CAC-OS例如是指包含在氧化物半导体中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在氧化物半导体中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域以0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸混合的状态称为马赛克(mosaic)状或补丁(patch)状。
此外，氧化物半导体优选至少包含铟。尤其是，优选包含铟及锌。除此之外，也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以将In-Ga-Zn氧化物称为CAC-IGZO)是指材料分成铟氧化物(以下，称为InOX1(X1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下，称为InX2ZnY2OZ2(X2、Y2及Z2为大于0的实数))等以及镓氧化物(以下，称为GaOX3(X3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下，称为GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4及Z4为大于0的实数))等而成为马赛克状，且马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中的构成(以下，也称为云状)。
换言之，CAC-OS是具有以GaOX3为主要成分的区域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域混在一起的构成的复合氧化物半导体。在本说明书中，例如，当第一区域的In与元素M的原子个数比大于第二区域的In与元素M的原子个数比时，第一区域的In浓度高于第二区域。
注意，IGZO是通称，有时是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作为典型例子，可以举出以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)或In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1，m0为任意数)表示的结晶性化合物。
上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或CAAC结构。CAAC结构是多个IGZO的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。
另一方面，CAC-OS与氧化物半导体的材料构成有关。CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，一部分中观察到以Ga为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域分别以马赛克状无规律地分散。因此，在CAC-OS中，结晶结构是次要因素。
注意，CAC-OS不包含组成不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含由以In为主要成分的膜与以Ga为主要成分的膜的两层构成的结构。
注意，有时观察不到以GaOX3为主要成分的区域与以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域之间的明确的边界。
在CAC-OS中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下，CAC-OS是指如下构成：一部分中观察到以该金属元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为成膜气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外，成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，将氧气体的流量比设定为0％以上且低于30％，优选为0％以上且10％以下。
CAC-OS具有如下特征：通过根据X射线衍射(XRD：X-ray diffraction)测定法之一的out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测定时，观察不到明确的峰值。也就是说，根据X射线衍射测量，可知在测定区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。
另外，在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的CAC-OS的电子衍射图案中，观察到环状的亮度高的区域(环状区域)以及在该环状区域内的多个亮点。由此，根据电子衍射图案，可知CAC-OS的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。
另外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析图像(EDX-mapping)，可确认到：具有以GaOX3为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。
CAC-OS的结构与金属元素均匀地分布的IGZO化合物不同，具有与IGZO化合物不同的性质。换言之，CAC-OS具有以GaOX3等为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的结构。
在此，以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域的导电性高于以GaOX3等为主要成分的区域。换言之，当载流子流过以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域时，呈现氧化物半导体的导电性。因此，当以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域在氧化物半导体中以云状分布时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，以GaOX3等为主要成分的区域的绝缘性高于以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域。换言之，当以GaOX3等为主要成分的区域在氧化物半导体中分布时，可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。
因此，当将CAC-OS用于半导体元件时，通过起因于GaOX3等的绝缘性及起因于InX2ZnY2OZ2或InOX1的导电性的互补作用可以实现高通态电流(Ion)及高场效应迁移率(μ)。
另外，使用CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此，CAC-OS适用于显示器等各种半导体装置。
本实施方式可以与其他实施方式等所记载的结构适当地组合而实施。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照附图对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中具有本发明的一个方式的显示装置。由此，可以实现电子设备的廉价化，并可以降低电子设备的功耗。
在本实施方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、2K、4K、8K、16K或更高的分辨率的图像。另外，显示部的屏幕尺寸可以为对角线20英寸以上、30英寸以上、50英寸以上、60英寸以上或70英寸以上。
作为可以使用本发明的一个方式的显示装置的电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌(Digital Signage)、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。此外，本发明的一个方式的显示装置也可以适当地用于便携式电子设备、穿戴式电子设备、VR(VirtualReality：虚拟现实)设备、AR(Augmented Reality：增强现实)设备等。
此外，本发明的一个方式的电子设备也可以包括二次电池，优选通过非接触电力传送对该二次电池进行充电。
作为二次电池，例如，可以举出利用凝胶状电解质的锂聚合物电池(锂离子聚合物电池)等锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池、有机自由基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池等。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号，可以在显示部上显示图像或数据等。另外，在电子设备包括天线及二次电池时，可以将天线用于非接触电力传送。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本发明的一个方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
此外，包括多个显示部的电子设备可以具有在一个显示部主要显示图像数据而在另一个显示部主要显示文本信息的功能，或者具有通过将考虑了视差的图像显示于多个显示部上来显示三维图像的功能等。并且，具有图像接收部的电子设备可以具有如下功能：拍摄静态图像；拍摄动态图像；对所拍摄的图像进行自动或手工校正；将所拍摄的图像存储在记录介质(外部或内置于电子设备中)中；将所拍摄的图像显示在显示部上；等等。另外，本发明的一个方式的电子设备所具有的功能不局限于此，该电子设备可以具有各种功能。
图18A示出电视装置1810。电视装置1810包括显示部1811、框体1812以及扬声器1813等。电视装置1810还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、以及麦克风等。
可以利用遥控操作机1814对电视装置1810进行操作。
作为电视装置1810能够接收的广播电波，可以举出地上波或从卫星发送的电波等。此外，作为广播电波有模拟广播、数字广播等，还有影像及声音的广播或只有声音的广播等。例如，可以接收UHF频带(大约300MHz至3GHz)或VHF频带(30MHz至300MHz)中的指定的频带所发送的广播电波。例如，通过使用在多个频带中接收的多个数据，可以提高传输率，从而可以获得更多的信息。由此，可以将具有超过全高清的分辨率的影像显示在显示部1811上。例如，可以显示具有4K、8K、16K或更高的分辨率的影像。
另外，也可以采用如下结构：使用广播数据来生成显示在显示部1811上的图像，该广播数据是利用通过因特网、LAN(Local Area Network：局域网)、Wi-Fi(注册商标)等计算机网络的数据传输技术而传输的。此时，电视装置1810也可以不包括调谐器。
图18B示出安装在圆柱状的柱子1822上的数字标牌1820。数字标牌1820具有显示部1821。
显示部1821越大，显示装置一次能够提供的信息量越多。显示部1821越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板应用于显示部1821，不仅可以在显示部1821上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
图18C示出笔记本型个人计算机1830。个人计算机1830包括显示部1831、框体1832、触摸板1833以及连接端口1834等。
触摸板1833被用作指向装置或数位板等的输入单元，可以利用手指或触屏笔等进行操作。
触摸板1833组装有显示元件。如图18C所示，通过在触摸板1833的表面上显示输入键1835，可以将触摸板1833用作键盘。此时，为了在触摸输入键1835时利用振动再现触觉，也可以在触摸板1833中组装有振动模块。
图19A及图19B示出便携式信息终端800。便携式信息终端800包括框体801、框体802、显示部803、显示部804及铰链部805等。
框体801与框体802通过铰链部805连接在一起。便携式信息终端800可以从图19A所示的折叠状态转换成图19B所示的框体801和框体802展开的状态。
例如，可以在显示部803及显示部804上显示文件信息，由此可以将便携式信息终端用作电子书阅读器。另外，也可以在显示部803及显示部804上显示静态图像或动态图像。
如此，当携带时可以使便携式信息终端800为折叠状态，因此通用性优越。
另外，在框体801和框体802中，也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器及麦克风等。
图19C示出便携式信息终端的一个例子。图19C所示的便携式信息终端810包括框体811、显示部812、操作按钮813、外部连接端口814、扬声器815、麦克风816以及照相机817等。
在便携式信息终端810中，在显示部812中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部812可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外，通过操作按钮813，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部812上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端810内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端810的方向(纵向或横向)，而对显示部812的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部812、操作操作按钮813或者使用麦克风816输入声音来进行。
便携式信息终端810例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说，便携式信息终端810可以被用作智能手机。便携式信息终端810例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图19D示出照相机的一个例子。照相机820包括框体821、显示部822、操作按钮823、快门按钮824等。此外，照相机820安装有可装卸的透镜826。
在此，虽然照相机820具有能够从框体821拆卸下透镜826而交换的结构，但是透镜826和框体821也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮824，照相机820可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以使显示部822具有触摸屏的功能，通过触摸显示部822进行摄像。
另外，照相机820还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在框体821中。
图19E示出安装本发明的一个方式的显示装置作为车载显示器的一个例子。通过显示部832及显示部833显示导航信息、速度表、转速计、行驶距离、燃油表、排档状态、空调的设定等，而可以提供各种信息。使用者可以根据喜好适当地改变显示内容及布置。
如上所述，可以应用本发明的一个方式的显示装置来得到电子设备。该显示装置的应用范围极为宽，而可以应用于所有领域的电子设备。
本实施方式可以与其他实施方式等所记载的结构适当地组合而实施。
[实施例]
在本实施例中，对施加到设置于本发明的一个方式的显示装置所包括的像素的显示元件的电位进行测量。
在本实施例中，通过以下说明的条件1及条件2使显示装置50工作。在条件1下，通过图8中的时刻T01至时刻T04所示的方法使像素11工作。在条件2下，通过图7中的时刻T01至时刻T04所示的方法使像素11工作。
图20A示出在条件1下供应到像素11的电位VS1、电位VS2及电位VRP，图20B示出在条件2下供应到像素11的电位VS1、电位VS2及电位VRP。在条件1和2下，将最低灰度设定为0，最高灰度设定为255而使像素11工作。
另外，在像素11中，显示元件106是透过型液晶元件，且其摩擦角度为20°。此外，公共布线32及公共布线33的电位VCOM为4.5V，电容器104的电容值C1为30pF，电容器105的电容值C2为3pF，显示元件106的电容值CLC为3pF。
再者，作为源极驱动器电路15能够生成的电位的最小值的电位VSDMIN为1V，作为源极驱动器电路15能够生成的电位的最大值的电位VSDMAX为8V。如上所述，因为电位VCOM为4.5V，所以在显示元件106的一个电极被施加电位VSDMAX时，施加到显示元件106的电压为3.5V。
在条件1下，灰度0时的电位VS1的值为作为电位VSDMIN的1V，而灰度255时的电位VS1的值为作为电位VSDMAX的8V。电位VS2是由实施方式1所示的算式5算出的值，灰度0时的电位VS2为作为电位VCOM的4.5V，灰度255时的电位VS2为作为电位VSDMAX的8V。电位VRP与灰度无关地为0V，并比电位VCOM低4.5V。
在条件2下，灰度0时的电位VS1的值为作为电位VCOM的4.5V，而灰度255时的电位VS1的值为作为电位VSDMAX的8V。电位VS2是由以下算式算出的值，灰度0时的电位VS2为作为电位VCOM的4.5V，灰度255时的电位VS2为作为电位VSDMIN的1V。电位VRP与灰度无关地为4.5V，并等于电位VCOM。
[算式9]
VS2＝VCOM-(VS1-VCOM)＝2VCOM-VS1 (9)
在本实施例中，在条件1及2的每一个下对施加到显示元件106的电压“VDE-VCOM”进行测量。具体而言，使背光点亮，测量从显示元件106射出的光的亮度，并根据测量结果算出电压“VDE-VCOM”。
图21示出条件1及条件2下的电压“VDE-VCOM”的测量结果。此外，还示出电压“VSDMAX-VCOM”。
确认到在条件1下可以对显示元件106施加比条件2高的电压。此外，在灰度255时，条件1下的电压“VDE-VCOM”为8.90V，确认到在条件1下可以对显示元件106施加超过电压“VSDMAX-VCOM”的两倍的电压。
[符号说明]
10：显示装置、11：像素、12：显示部、13：图像数据生成电路、14：栅极驱动器电路、15：源极驱动器电路、16：晶体管、16a：晶体管、16b：晶体管、21：布线、22：布线、23：布线、26：布线、26a：布线、26b：布线、30：背光单元、32：公共布线、33：公共布线、34：公共布线、38：遮光层、39：光源、41：布线、42：布线、42a：布线、42b：布线、44：绝缘层、45：绝缘层、46：导电层、46a：导电层、46b：导电层、50：显示装置、60：显示装置、73：连接部、74：连接部、101：晶体管、102：晶体管、103：晶体管、104：电容器、105：电容器、106：显示元件、107：电容器、121：像素电极、122：液晶层、123：公共电极、123a：公共电极、123b：导电层、131：衬底、132：衬底、133a：取向膜、133b：取向膜、135：保护层、141：粘合层、161：偏振片、163：偏振片、172：FPC、211：栅极绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、217：绝缘层、218：绝缘层、221：栅极、221a：栅极、221b：栅极、222a：导电层、222b：导电层、222c：导电层、222d：导电层、222e：导电层、223：栅极、223a：栅极、223b：栅极、225：栅极绝缘层、225a：栅极绝缘层、225b：栅极绝缘层、231：半导体层、231a：半导体层、231b：半导体层、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、242：连接体、331：着色层、800：便携式信息终端、801：框体、802：框体、803：显示部、804：显示部、805：铰链部、810：便携式信息终端、811：框体、812：显示部、813：操作按钮、814：外部连接端口、815：扬声器、816：麦克风、817：照相机、820：照相机、821：框体、822：显示部、823：操作按钮、824：快门按钮、826：透镜、832：显示部、833：显示部、1810：电视装置、1811：显示部、1812：框体、1813：扬声器、1814：遥控操作机、1820：数字标牌、1821：显示部、1822：柱子、1830：个人计算机、1831：显示部、1832：框体、1833：触摸板、1834：连接端口、1835：输入键。

Claims (11)

1.一种显示装置的工作方法，该显示装置包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件并与第一数据线及第二数据线电连接的像素，
其中，在同时通过所述第一数据线对所述像素供应第一电位并通过所述第二数据线对所述像素供应第二电位之后，通过所述第二数据线对所述像素供应第三电位，来将保持在所述像素中的所述第一电位变为所述第四电位，将所述第四电位施加到所述像素电极，
所述第二电位是根据所述第一电位算出的电位，
在所述第二电位的值是施加到所述公共电极的电位以下时，所述第三电位高于所述公共电极的电位，
并且，在所述第二电位的值是施加到所述公共电极的所述电位以上时，所述第三电位低于施加到所述公共电极的所述电位。
2.根据权利要求1所述的显示装置的工作方法，其中所述第三电位是所述第一电位可取的最大值以上的电位或是所述第一电位可取的最小值以下的电位。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置的工作方法，
其中所述显示装置包括源极驱动器电路，
所述源极驱动器电路与所述第一数据线电连接，
所述源极驱动器电路与所述第二数据线电连接，
并且源极驱动器电路具有生成所述第一电位和所述第二电位的功能。
4.一种显示装置的工作方法，该显示装置包括设置有具有像素电极及公共电极的显示元件并与第一数据线及第二数据线电连接的像素，
其中，所述显示装置由第一工作及第二工作进行工作，
在所述第一工作中，在同时通过所述第一数据线对所述像素供应第一电位并通过所述第二数据线对所述像素供应第二电位之后，通过所述第二数据线对所述像素供应第三电位，来将保持在所述像素中的所述第一电位变为所述第四电位，将所述第四电位施加到所述像素电极，
所述第二电位是根据所述第一电位算出的施加到所述公共电极的电位以下的值的电位，
所述第三电位是高于施加到所述公共电极的所述电位的值的电位，
所述第四电位是施加到所述公共电极的所述电位以上的值的电位，
在所述第二工作中，在同时通过所述第一数据线对所述像素供应第五电位并通过所述第二数据线对所述像素供应第六电位之后，通过所述第二数据线对所述像素供应所述第七电位，来将保持在所述像素中的所述第五电位变为所述第八电位，将所述第八电位施加到所述像素电极，
所述第六电位是根据所述第五电位算出的施加到所述公共电极的所述电位以上的值的电位，
所述第七电位是低于施加到所述公共电极的所述电位的值的电位，
并且，所述第八电位是施加到所述公共电极的所述电位以下的值的电位。
5.根据权利要求4所述的显示装置的工作方法，
其中所述第三电位是所述第一电位可取的最大值以上的电位，
并且所述第七电位是所述第五电位可取的最小值以上的电位。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置的工作方法，
其中所述第一电位可取的值的范围等于所述第五电位可取的值的范围。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的显示装置的工作方法，
其中在每一个帧期间互相进行由所述第一工作的工作和由所述第二工作的工作。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的显示装置的工作方法，
其中所述显示装置包括源极驱动器电路，
所述源极驱动器电路与所述第一数据线电连接，
所述源极驱动器电路与所述第二数据线电连接，
并且所述源极驱动器电路具有生成所述第一电位和所述第二电位以及所述第五电位和所述第六电位的功能。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置的工作方法，
其中所述像素包括第一晶体管、第二晶体管及电容器，
所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述电容器的一个电极电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一数据线电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述电容器的另一个电极电连接，
并且第二晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第二数据线电连接。
10.根据权利要求9所述的显示装置的工作方法，
其中所述第一晶体管及所述第二晶体管在沟道形成区域中包括金属氧化物，
并且金属氧化物可以包含In、Zn、M(M是Al、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)。
11.权利要求1至10中任一项所述的显示装置的工作方法，
其中所述显示元件是液晶元件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152921A1 (en) * 2005-10-18 2007-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and display device and electronic equipment each having the same
CN101089712A (zh) * 2006-06-13 2007-12-19 索尼株式会社 液晶显示装置和用于液晶显示装置的测试方法
CN101601081A (zh) * 2007-03-16 2009-12-09 夏普株式会社 液晶显示装置及其驱动方法
CN101887689A (zh) * 2009-05-12 2010-11-17 索尼公司 显示设备和显示方法
CN102654979A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 索尼公司 像素电路、显示面板、显示设备和电子单元
US20140291640A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US20150170600A1 (en) * 2012-07-05 2015-06-18 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus and method for driving liquid crystal display apparatus
CN107078166A (zh) * 2014-11-12 2017-08-18 高通股份有限公司 氢化p沟道金属氧化物半导体薄膜晶体管

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3483759B2 (ja) * 1998-03-19 2004-01-06 株式会社東芝 液晶表示装置
JP2002023709A (ja) * 2000-07-11 2002-01-25 Seiko Epson Corp 電気光学装置、およびその駆動方法並びにそれを用いた電子機器
JP2003108098A (ja) * 2001-09-29 2003-04-11 Toshiba Corp 平面表示装置
KR100870005B1 (ko) 2002-03-07 2008-11-21 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR100935667B1 (ko) 2003-03-06 2010-01-07 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR20070051045A (ko) * 2005-11-14 2007-05-17 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR20070063169A (ko) * 2005-12-14 2007-06-19 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR20070084902A (ko) * 2006-02-22 2007-08-27 삼성전자주식회사 액정 표시 장치, 그 구동 방법 및 계조 레벨 설정 방법
KR101263512B1 (ko) * 2006-06-12 2013-05-13 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 구동방법
KR101252854B1 (ko) * 2006-06-29 2013-04-09 엘지디스플레이 주식회사 액정 패널, 데이터 드라이버, 이를 구비한 액정표시장치 및그 구동 방법
CN100516998C (zh) * 2006-11-17 2009-07-22 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示器及其驱动方法
KR101371604B1 (ko) 2007-11-26 2014-03-06 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN101819337B (zh) * 2009-02-27 2012-02-29 北京京东方光电科技有限公司 液晶显示器的检测电路和检测方法
US20120086700A1 (en) 2009-06-29 2012-04-12 Sharp Kabushiki Kaisha Display Device And Method For Driving Same
CN102073180B (zh) * 2009-11-25 2012-05-30 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示装置
WO2011122280A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US10134332B2 (en) 2015-03-18 2018-11-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, electronic device, and driving method of display device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152921A1 (en) * 2005-10-18 2007-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and display device and electronic equipment each having the same
CN101089712A (zh) * 2006-06-13 2007-12-19 索尼株式会社 液晶显示装置和用于液晶显示装置的测试方法
CN101601081A (zh) * 2007-03-16 2009-12-09 夏普株式会社 液晶显示装置及其驱动方法
CN101887689A (zh) * 2009-05-12 2010-11-17 索尼公司 显示设备和显示方法
CN102654979A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 索尼公司 像素电路、显示面板、显示设备和电子单元
US20150170600A1 (en) * 2012-07-05 2015-06-18 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus and method for driving liquid crystal display apparatus
US20140291640A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
CN107078166A (zh) * 2014-11-12 2017-08-18 高通股份有限公司 氢化p沟道金属氧化物半导体薄膜晶体管

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