Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6975569B2 - 半導体装置 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6975569B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6975569B2
JP6975569B2 JP2017141031A JP2017141031A JP6975569B2 JP 6975569 B2 JP6975569 B2 JP 6975569B2 JP 2017141031 A JP2017141031 A JP 2017141031A JP 2017141031 A JP2017141031 A JP 2017141031A JP 6975569 B2 JP6975569 B2 JP 6975569B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
register
wiring
potential
current
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017141031A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018022147A5 (ja
JP2018022147A (ja
Inventor
義元 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of JP2018022147A publication Critical patent/JP2018022147A/ja
Publication of JP2018022147A5 publication Critical patent/JP2018022147A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6975569B2 publication Critical patent/JP6975569B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3266—Details of drivers for scan electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3674—Details of drivers for scan electrodes
    • G09G3/3677—Details of drivers for scan electrodes suitable for active matrices only
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3685—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3688—Details of drivers for data electrodes suitable for active matrices only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2230/00—Details of flat display driving waveforms
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G09G2300/046—Pixel structures with an emissive area and a light-modulating area combined in one pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/08—Details of timing specific for flat panels, other than clock recovery
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G09G2330/023—Power management, e.g. power saving using energy recovery or conservation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/12—Frame memory handling
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/40—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
    • H10D86/421—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs having a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H10D86/423—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs having a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer comprising semiconductor materials not belonging to the Group IV, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/40—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
    • H10D86/60—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs wherein the TFTs are in active matrices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Description

本発明の一形態は、半導体装置に関する。
なお本発明の一形態は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一形態は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。
そのため、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一形態の技術分野としては、半導体装置、表示装置、電子機器、それらの駆動方法、または、それらの製造方法を一例としてあげることができる。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。
反射型素子と発光型素子を組み合わせた、表示装置が提案されている（特許文献１）。明るい環境では反射型素子、暗い環境では発光型素子を用いることで、外光環境に依存しない良好な表示品質を有し、かつ消費電力が低い表示装置を提供することができる。
一方、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、ＯＳトランジスタと呼ぶ）を、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどの表示装置に用いる技術が提案されている。ＯＳトランジスタはオフ電流が非常に小さいため、静止画を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの消費電力を低減する技術が開示されている（特許文献２、特許文献３）。なお、本明細書において、上述の表示装置の消費電力を低減する技術を、「アイドリングストップ」または「ＩＤＳ駆動」と呼称する。
また、オフ電流が小さいことを利用して、ＯＳトランジスタを不揮発性の記憶装置に用いた例が開示されている（特許文献４）。
特開２００３−１５７０２６号公報 特開２０１１‐１４１５２２号公報 特開２０１１‐１４１５２４号公報 特開２０１１−１５１３８３号公報
明るい環境では反射型素子、暗い環境では発光型素子を用いて表示を行うためには、外光を検知して、それぞれの表示素子に画像データを分配する半導体装置が必要となる。また、半導体装置は、表示装置がＩＤＳ駆動を行っている間、表示装置に画像データや信号を送る必要がないため、関係する回路の電源供給を遮断することができる。消費電力が低く、一部回路の電源供給を遮断しても表示品質に影響を及ぼさない仕組みを持った、半導体装置を提供することを課題の一つとする。
表示装置のＩＤＳ駆動は、画像データの更新がないことを検知してから行われる。一方、半導体装置の一部の回路においては、電源供給を遮断する前に、電源供給が遮断された状態でもデータが消失しない不揮発性レジスタへ、データを格納（セーブ）する必要がある。画像データの更新がないことを検知してから、データを格納していては、電源供給を遮断できる時間が短くなり、消費電力の低減効果が小さくなる場合がある。画像データの更新がないことを検知する前に、画像データの更新がなくなることを予測して、データを不揮発性レジスタへ格納することができる、半導体装置を提供することを課題の一つとする。
本発明の一形態は、新規な半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、消費電力が低い新規な半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一形態は、新規な半導体装置を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一形態は、新規な半導体装置を有する表示装置を使用した、電子機器を提供することを課題の一つとする。
なお、本発明の一形態は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一つの課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から自ずと明らかになるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一形態は、第１コントローラと、第２コントローラと、フレームメモリと、レジスタと、画像処理部とを有する半導体装置である。フレームメモリは、画像データを格納する機能を有し、画像処理部は、画像データを処理する機能を有し、レジスタは、画像処理部が処理を行うためのパラメータを格納する機能を有する。フレームメモリは、フレームメモリへの電源供給が遮断されている状態で、画像データを保持する機能を有する。レジスタは、レジスタへの電源供給が遮断されている状態で、パラメータを保持する機能を有する。第１コントローラは、フレームメモリ、レジスタ、および画像処理部に対する電源供給を制御する機能を有する。第２コントローラは、レジスタに対し、レジスタへの電源供給が遮断される前に、電源供給遮断に対する準備動作を行うタイミングを指示する機能を有する。
また、本発明の一形態は、上記形態において、第３コントローラを有する半導体装置である。第３コントローラは、タッチセンサからの第１信号を受け取る機能と、第１信号をもとに第２信号を生成する機能とを有し、第２信号はタッチセンサが感知した情報を含む。第２コントローラは、レジスタに対し、第２信号およびフレームメモリの消費電流をもとに、レジスタへの電源供給遮断に対する準備動作を行うタイミングを指示する機能を有する。
また、本発明の一形態は、上記形態において、レジスタは、スキャンチェーンレジスタと第１レジスタと第２レジスタとを有し、スキャンチェーンレジスタは、第３レジスタと第４レジスタとを有する半導体装置である。第３レジスタの出力端子は、第４レジスタの入力端子に電気的に接続され、第１レジスタは、第３レジスタに格納されたデータを読み込む機能を有し、第２レジスタは、第４レジスタに格納されたデータを読み込む機能を有し、第１レジスタおよび第２レジスタに読み込まれたデータは、パラメータとして、画像処理部に出力される。第３レジスタは第１保持回路を有し、第４レジスタは第２保持回路を有し、第１保持回路は第３レジスタのデータを格納する機能を有し、第３レジスタは第１保持回路が格納したデータを読み込む機能を有し、第２保持回路は第４レジスタのデータを格納する機能を有し、第４レジスタは第２保持回路が格納したデータを読み込む機能を有し、レジスタへの電源供給が遮断されている状態で、第１保持回路および第２保持回路は、格納したデータを保持する機能を有する。第２コントローラは、第１保持回路が第３レジスタのデータを格納するタイミング、および、第２保持回路が第４レジスタのデータを格納するタイミングを指示する機能を有する。
また、上記形態において、第２コントローラは、第３コントローラが生成する第２信号およびフレームメモリの消費電流をもとに、第１保持回路が第３レジスタのデータを格納するタイミング、および、第２保持回路が第４レジスタのデータを格納するタイミングを指示する機能を有する。
また、上記形態において、第１保持回路は、第１トランジスタと第１容量素子とを有し、第２保持回路は、第２トランジスタと第２容量素子とを有する。第１トランジスタは第１容量素子の充放電を制御し、第２トランジスタは第２容量素子の充放電を制御し、第１トランジスタおよび第２トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含む。
また、上記形態において、第２コントローラは、アナログメモリを用いた積和演算回路を有する。
また、上記形態において、アナログメモリを構成するトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含む。
また、本発明の一形態は、上記形態において、フレームメモリは複数のメモリセルを有し、メモリセルは第３トランジスタと第３容量素子とを有する半導体装置である。第３トランジスタは第３容量素子の充放電を制御し、第３トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含む。
本発明の一形態は、新規な半導体装置を提供することができる。または、消費電力が低い、新規な半導体装置を提供することができる。
または、本発明の一形態は、新規な半導体装置を有する、表示装置を提供することができる。または、本発明の一形態は、新規な半導体装置を有する表示装置を使用した、電子機器を提供することができる。
なお本発明の一形態の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一形態は、上記列挙した効果、および他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一形態は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
表示装置の構成例を示すブロック図。 タッチセンサユニットの構成例を示す図。 コントローラＩＣの構成例を示すブロック図。 パラメータを説明する図。 フレームメモリの構成例を示すブロック図。 レジスタの構成例を示すブロック図。 レジスタの構成例を示す回路図。 コントローラＩＣの構成例を示すブロック図。 表示ユニットの構成例を示すブロック図。 画素の構成例を示す回路図。 表示ユニットおよび画素の構成例を示す上面図。 表示ユニットの構成例を示す断面図。 表示ユニットの構成例を示す断面図。 反射膜の形状を説明する模式図。 表示ユニットの画素の一部を説明する下面図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 表示装置を説明する上面図、および表示装置の入力部の一部を説明する模式図。 表示装置の構成例を示す断面図。 表示装置の構成例を示す断面図。 階層型ニューラルネットワークの構成例と演算処理に用いる回路構成を示す図。 誤差逆伝播方式の模式図と演算処理に用いる回路構成を示す図。 積和演算処理回路の構成例を示す図。 記憶回路と参照用記憶回路の構成を示す図。 メモリセルの回路構成と接続関係を示す図。 回路１３と回路１４と電流源回路の構成を示す図。 タイミングチャート。 電子機器の例を示す斜視図。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる形態で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、以下に示される複数の実施の形態は、適宜組み合わせることが可能である。
なお、実施の形態において説明する、コントローラＩＣは、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタと、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタと、容量素子等によって、構成された半導体装置である。したがって、コントローラＩＣを半導体装置と言い換えることができる。
また、図面等において、大きさ、層の厚さ、領域等は、明瞭化のため誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
また、図面等において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、「上」や「下」などの配置を示す用語は、構成要素の位置関係が、「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
また、本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。
また、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
また、本明細書等において、「電圧」とは、ある電位と基準の電位（例えば、グラウンド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧、電位、電位差を、各々、電位、電圧、電圧差と言い換えることが可能である。
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む、少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域、またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域、またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、チャネル領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。つまり、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ソースに対するゲートの電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流、という場合がある。
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合がある。
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインの間に流れる電流を指す場合がある。
また、本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳトランジスタ、またはＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、１つの画素に反射型素子と発光型素子とが設けられているハイブリッド型表示装置について説明する。特に、表示装置のコントローラＩＣについて説明する。なお、反射型素子としては、液晶や電子ペーパー等を適用することができる。以下、反射型素子を反射素子１０ａ、発光型素子を発光素子１０ｂとして説明する。
＜＜表示装置＞＞
図１は、表示装置の構成例を示すブロック図である。表示装置１００は、表示ユニット１１０、タッチセンサユニット１２０を有する。
＜表示ユニット＞
表示ユニット１１０は、画素アレイ１１１、ゲートドライバ１１３、ゲートドライバ１１４、およびコントローラＩＣ１１５を有する。
画素アレイ１１１は、複数の画素１０を有し、それぞれの画素１０はトランジスタを用いて駆動されるアクティブ型の素子である。また、画素１０は、反射素子１０ａと発光素子１０ｂを有する。画素アレイ１１１のより具体的な構成例については、実施の形態２にて、説明する。
ゲートドライバ１１３は、反射素子１０ａを選択するためのゲート線を駆動する機能をもち、ゲートドライバ１１４は、発光素子１０ｂを選択するためのゲート線を駆動する機能をもつ。反射素子１０ａにデータ信号を供給するソース線を駆動するソースドライバ、および発光素子１０ｂにデータ信号を供給するソース線を駆動するソースドライバは、それぞれ、コントローラＩＣ１１５に設けられている。コントローラＩＣ１１５は、表示装置１００の動作を統括的に制御する機能を備える。コントローラＩＣ１１５の数は、画素アレイの画素数に応じて決定される。
図１の例では、画素アレイ１１１と共にゲートドライバ１１３、１１４が同一基板上に集積されている例を示しているが、ゲートドライバ１１３、１１４を専用ＩＣとすることもできる。あるいは、コントローラＩＣ１１５に、ゲートドライバ１１３またはゲートドライバ１１４を組み込んでもよい。
ここでは、コントローラＩＣ１１５の実装方式は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式としているが、実装方式に特段の制約はなく、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）方式、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式などでもよい。タッチセンサユニット１２０のＩＣの実装方式についても同様である。
なお、画素１０に使用されるトランジスタはＯＳトランジスタであり、Ｓｉトランジスタに比べてオフ電流が低いトランジスタである。
ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。また、ＯＳトランジスタに適用される金属酸化物は、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも一方を含む酸化物であることが好ましい。
このような酸化物としては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ酸化物、Ｚｎ−Ｍ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、スズ（Ｓｎ）、ホウ素（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、バナジウム（Ｖ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）またはタングステン（Ｗ）など）が代表的である。ＯＳトランジスタは、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流を１ｙＡ／μｍ（ｙ；ヨクト、１０−２４）以上１ｚＡ／μｍ（ｚ；ゼプト、１０−２１）以下程度に低くすることができる。
また、ＯＳトランジスタにはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ―Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳを用いることが好ましい。なお、ＣＡＣ−ＯＳの詳細については、後述する実施の形態６で説明する。
もしくは、画素１０に使用されるトランジスタとして、オフ電流が低ければＯＳトランジスタを適用しないことができる。例えば、バンドギャップが大きい半導体を用いたトランジスタを適用してもよい。バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが２．２ｅＶ以上の半導体を指す場合がある。例えば、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンドなどが挙げられる。
画素１０に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換える必要がない場合（すなわち静止画を表示する場合）、一時的にゲートドライバ１１３、１１４およびソースドライバを停止することができる（上述した、「アイドリングストップ」または「ＩＤＳ駆動」）。ＩＤＳ駆動によって、表示装置１００の消費電力を低減することができる。
＜タッチセンサユニット＞
図１に示す、タッチセンサユニット１２０は、センサアレイ１２１、および周辺回路１２５を有する。周辺回路１２５は、タッチセンサドライバ（以下、「ＴＳドライバ」と呼ぶ）１２６、センス回路１２７を有する。周辺回路１２５は専用ＩＣで構成することができる。
図２に、タッチセンサユニット１２０の構成例を示す。ここでは、タッチセンサユニット１２０が相互容量タッチセンサユニットである例を示す。センサアレイ１２１は、ｍ本（ｍは１以上の整数）の配線ＤＲＬ、ｎ本（ｎは１以上の整数）の配線ＳＮＬを有する。配線ＤＲＬはドライブ線であり、配線ＳＮＬはセンス線である。ここでは、第α（αは１以上ｍ以下の整数）番の配線ＤＲＬを配線ＤＲＬ＜α＞と呼び、第β（βは１以上ｎ以下の整数）番の配線ＳＮＬを配線ＳＮＬ＜β＞と呼ぶこととする。容量ＣＴαβは、配線ＤＲＬ＜α＞と配線ＳＮＬ＜β＞との間に形成される容量である。
ｍ本の配線ＤＲＬはＴＳドライバ１２６に電気的に接続されている。ＴＳドライバ１２６は配線ＤＲＬを駆動する機能を有する。ｎ本の配線ＳＮＬはセンス回路１２７に電気的に接続されている。センス回路１２７は、配線ＳＮＬの信号を検出する機能を有する。ＴＳドライバ１２６によって配線ＤＲＬ＜α＞が駆動されているときの配線ＳＮＬ＜β＞の信号は、容量ＣＴαβの容量値の変化量の情報をもつ。ｎ本の配線ＳＮＬの信号を解析することで、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得ることができる。
＜＜コントローラＩＣ＞＞
図３は、コントローラＩＣ１１５の構成例を示すブロック図である。コントローラＩＣ１１５は、インターフェース１５０、フレームメモリ１５１、デコーダ１５２、センサコントローラ１５３、コントローラ１５４、ＡＩコントローラ１５６、クロック生成回路１５５、画像処理部１６０、メモリ１７０、タイミングコントローラ１７３、レジスタ１７５、ソースドライバ１８０、およびタッチセンサコントローラ１８４を有する。
ソースドライバ１８０は、ソースドライバ１８１、１８２を有する。ソースドライバ１８１は、反射素子１０ａを駆動するためのドライバであり、ソースドライバ１８２は、発光素子１０ｂを駆動するためのドライバである。ここでは、反射素子１０ａとして液晶（ＬＣ）素子、発光素子１０ｂとして有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子である場合の、コントローラＩＣを説明する。
コントローラＩＣ１１５とホスト１４０との通信は、インターフェース１５０を介して行われる。ホスト１４０からは、画像データ、各種制御信号等がコントローラＩＣ１１５に送られる。また、コントローラＩＣ１１５からは、タッチセンサコントローラ１８４が取得したタッチ位置などの情報が、ホスト１４０に送られる。なお、コントローラＩＣ１１５が有するそれぞれの回路は、ホスト１４０の規格、表示装置１００の仕様等によって、適宜取捨される。
フレームメモリ１５１は、コントローラＩＣ１１５に入力された画像データを保存するためのメモリである。ホスト１４０から圧縮された画像データが送られる場合、フレームメモリ１５１は、圧縮された画像データを格納することが可能である。デコーダ１５２は、圧縮された画像データを伸長するための回路である。画像データを伸長する必要がない場合、デコーダ１５２は処理を行わない。または、デコーダ１５２を、フレームメモリ１５１とインターフェース１５０との間に、配置することもできる。
画像処理部１６０は、画像データに対して各種画像処理を行う機能を有する。例えば、画像処理部１６０は、ガンマ補正回路１６１、調光回路１６２、調色回路１６３、ＥＬ補正回路１６４を有する。
ＥＬ補正回路１６４は、ソースドライバ１８２に発光素子１０ｂを流れる電流を検出する電流検出回路を備えている場合、設けられる。ＥＬ補正回路１６４は、ソースドライバ１８２の電流検出回路から送信される信号に基づいて、発光素子１０ｂの輝度を調節する機能をもつ。
画像処理部１６０で処理された画像データは、メモリ１７０を経て、ソースドライバ１８０に出力される。メモリ１７０は、画像データを一時的に格納するためのメモリである。ソースドライバ１８１、１８２は、それぞれ、入力された画像データを処理し、画素アレイ１１１のソース線に書き込む機能をもつ。
タイミングコントローラ１７３は、ソースドライバ１８０、タッチセンサコントローラ１８４、表示ユニット１１０のゲートドライバ１１３、１１４で使用するタイミング信号を生成する機能を有する。
タッチセンサコントローラ１８４は、タッチセンサユニット１２０のＴＳドライバ１２６、センス回路１２７を制御する機能をもつ。センス回路１２７で読み出されたタッチ情報を含む信号は、タッチセンサコントローラ１８４で処理され、インターフェース１５０を介して、ホスト１４０に送出される。ホスト１４０は、タッチ情報を反映した画像データを生成し、コントローラＩＣ１１５に送出する。なお、コントローラＩＣ１１５で、画像データにタッチ情報を反映する構成も可能である。
クロック生成回路１５５は、コントローラＩＣ１１５で使用されるクロック信号を生成する機能を有する。コントローラ１５４は、インターフェース１５０を介してホスト１４０から送られる各種制御信号を処理し、コントローラＩＣ１１５内の各種回路を制御する機能を有する。また、コントローラ１５４は、コントローラＩＣ１１５内の各種回路への電源供給を制御する機能を有する。以下、使われていない回路への電源供給を一時的に遮断することを、パワーゲーティングと呼ぶ。なお、図３では、電源供給線は省略している。
ＡＩコントローラ１５６は、パワーゲーティングの準備動作を行うタイミングを指示する。ＡＩコントローラ１５６は、ニューラルネットワークを利用した演算処理を行い、フレームメモリ１５１の消費電流やタッチセンサコントローラ１８４から得られるタッチ情報等から、パワーゲーティングへ移行できるタイミングを予測することができる。なお、この詳細は、後述する。
レジスタ１７５は、コントローラＩＣ１１５の動作に用いられるデータを格納する。レジスタ１７５が格納するデータには、画像処理部１６０が補正処理を行うために使用するパラメータ、タイミングコントローラ１７３が各種タイミング信号の波形生成に用いるパラメータなどがある。レジスタ１７５は、複数のレジスタで構成されるスキャンチェーンレジスタを備える。
センサコントローラ１５３には、光センサ１４３が電気的に接続されている。光センサ１４３には外光１４５を検知し、検知信号を生成する。センサコントローラ１５３は検知信号を基に、制御信号を生成する。センサコントローラ１５３で生成される制御信号は、例えば、コントローラ１５４に出力される。
また、反射素子１０ａと発光素子１０ｂが同じ画像データを表示する場合、画像処理部１６０は、反射素子１０ａが表示する画像データと、発光素子１０ｂが表示する画像データとを、分けて作成する機能を有する。この場合、光センサ１４３およびセンサコントローラ１５３を用いて測定した、外光１４５の明るさに応じて、反射素子１０ａの反射強度および発光素子１０ｂの発光強度を調整することができる。ここでは、当該調整を調光、あるいは調光処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調光回路と呼ぶ。
晴れの日の日中に外で表示装置１００を使用する場合、反射素子１０ａのみで十分な輝度が得られるときは、発光素子１０ｂを光らせる必要はない。これは、発光素子１０ｂで表示を行おうとしても、外光に負けて良好な表示が得られないからである。また、夜間や暗所で表示装置１００を使用する場合、発光素子１０ｂを光らせて表示を行う。
外光の明るさに応じて、画像処理部１６０は、反射素子１０ａのみで表示を行う画像データを作成、もしくは発光素子１０ｂのみで表示を行う画像データを作成、もしくは反射素子１０ａと発光素子１０ｂを組み合わせて表示を行う画像データを作成することができる。外光の明るい環境においても、外光の暗い環境においても、表示装置１００は良好な表示を行うことができる。さらに、外光の明るい環境においては、発光素子１０ｂを光らせない、もしくは発光素子１０ｂの輝度を低くすることで、消費電力を低減することができる。
また、反射素子１０ａの表示に、発光素子１０ｂの表示を組み合わせることで、色調を補正することができる。このような色調補正のためには、光センサ１４３およびセンサコントローラ１５３に、外光１４５の色調を測定する機能を追加すればよい。例えば、夕暮れ時の赤みがかった環境において表示装置１００を使用する場合、反射素子１０ａによる表示のみではＢ（青）成分が足りないため、発光素子１０ｂのＢ（青）画素を発光することで、色調を補正することができる。ここでは、当該補正を調色、あるいは調色処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調色回路と呼ぶ。
画像処理部１６０は、表示装置１００の仕様によって、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路など、他の処理回路を有している場合がある。ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路とは、ＲＧＢ（赤、緑、青）画像データを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）画像データに変換する機能をもつ回路である。すなわち、表示装置１００がＲＧＢＷ４色の画素を有する場合、画像データ内のＷ（白）成分を、Ｗ（白）画素を用いて表示することで、消費電力を低減することができる。なお、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路はこれに限らず、例えば、ＲＧＢ−ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）変換回路などでもよい。
また、反射素子１０ａと発光素子１０ｂは、異なる画像データを表示することができる。一般に、反射型素子として適用できる液晶や電子ペーパー等は、動作速度が遅いものが多い（絵を表示するまでに時間を要する）。そのため、反射素子１０ａに背景となる静止画を表示し、発光素子１０ｂに動きのあるマウスポインタ等を表示することができる。静止画に対しては、前述したＩＤＳ駆動を行い、動画に対しては、発光素子１０ｂを光らせることで、表示装置１００は、なめらかな動画表示と低消費電力を両立することができる。この場合、フレームメモリ１５１には、反射素子１０ａと発光素子１０ｂ、それぞれに表示する画像データを保存する領域を設ければよい。
＜パラメータ＞
ガンマ補正、調光、調色などの画像補正処理は、入力の画像データＸに対して出力の補正データＹを作成する処理に相当する。画像処理部１６０が使用するパラメータは、画像データＸを、補正データＹに変換するためのパラメータである。
パラメータの設定方式には、テーブル方式、関数近似方式がある。図４（Ａ）に示すテーブル方式では、画像データＸｎに対して、補正データＹｎをパラメータとしてテーブルに格納される。テーブル方式では、当該テーブルに対応するパラメータを格納するレジスタを多数必要とするが、補正の自由度が高い。一方、あらかじめ経験的に画像データＸに対する補正データＹを決められる場合には、図４（Ｂ）のように、関数近似方式を採用する構成が有効である。ａ１、ａ２、ｂ２等がパラメータである。ここで、区間毎に線形近似する方法を示しているが、非線形関数で近似する方法も可能である。関数近似方式では、補正の自由度は低いが、関数を定義するパラメータを格納するレジスタが少なくて済む。
タイミングコントローラ１７３が使用するパラメータは、例えば、図４（Ｃ）に示すように、タイミングコントローラ１７３の生成信号が、基準信号に対して“Ｌ”（または“Ｈ”）となるタイミングを示すものである。パラメータＲａ（またはＲｂ）は、基準信号に対して“Ｌ”（または“Ｈ”）となるタイミングが、クロック何周期分であるかを示している。
上記、補正のためのパラメータは、レジスタ１７５に格納することができる。また、上記以外にレジスタ１７５に格納できるパラメータとしては、ＥＬ補正回路１６４のデータ、ユーザーが設定した表示装置１００の輝度、色調、省エネルギー設定（表示を暗くする、または表示を消す、までの時間）、タッチセンサコントローラ１８４の感度などがある。
＜パワーゲーティング＞
コントローラ１５４は、ホスト１４０から送られる画像データに変化がない場合、コントローラＩＣ１１５内の一部回路をパワーゲーティングすることができる。具体的には、例えば、領域１９０内の回路（フレームメモリ１５１、デコーダ１５２、画像処理部１６０、メモリ１７０、タイミングコントローラ１７３、レジスタ１７５、ソースドライバ１８０）を指す。ホスト１４０から画像データに変化がないことを示す制御信号をコントローラＩＣ１１５に送信し、当該制御信号をコントローラ１５４で検出した場合にパワーゲーティングする構成が可能である。
領域１９０内の回路は、画像データに関する回路と、表示ユニット１１０を駆動するための回路であるため、画像データに変化がない場合は、一時的に領域１９０内の回路を停止することができる。なお、画像データに変化がない場合でも、画素１０に使用されるトランジスタがデータを保持できる時間（アイドリングストップが可能な時間）、および反射素子１０ａとして適用した液晶（ＬＣ）素子が焼き付き防止のため行う反転駆動の時間を考慮してもよい。
例えば、コントローラ１５４はタイマ機能を組み込むことで、タイマで測定した時間に基づいて、領域１９０内の回路への電源供給を再開するタイミングを決定してもよい。なお、フレームメモリ１５１もしくはメモリ１７０に画像データを保存しておき、当該画像データを反転駆動時に表示ユニット１１０に供給する画像データとする構成が可能である。このような構成とすることで、ホスト１４０から画像データを送信することなく反転駆動が実行できる。したがって、ホスト１４０からのデータ送信量を低減でき、コントローラＩＣ１１５の消費電力を低減することができる。
なお、パワーゲーティングを行うためには、レジスタ１７５において、電源が遮断された状態でもデータが消失しない不揮発性レジスタへ、データを格納（セーブ）する準備動作が必要である。この準備動作を、画像データに変化がなくなる直前に行うことが、パワーゲーティングの時間を長く確保でき、好ましい。ＡＩコントローラ１５６は、パワーゲーティングへ移行できるタイミングを予測し、準備動作を行うタイミングを指示する。
以下、フレームメモリ１５１、レジスタ１７５の具体的な回路構成を説明する。なお、パワーゲーティングすることができる回路として説明した、領域１９０内の回路、センサコントローラ１５３、およびタッチセンサコントローラ１８４等は、この限りではない。コントローラＩＣ１１５の構成、ホスト１４０の規格、表示装置１００の仕様等によって、様々な組み合わせが考えられる。
＜フレームメモリ１５１＞
図５（Ａ）に、フレームメモリ１５１の構成例を示す。フレームメモリ１５１は、制御部２０２、セルアレイ２０３、周辺回路２０８を有する。周辺回路２０８は、センスアンプ回路２０４、ドライバ２０５、メインアンプ２０６、入出力回路２０７を有する。
制御部２０２は、フレームメモリ１５１を制御する機能を有する。例えば、制御部２０２は、ドライバ２０５、メインアンプ２０６、および入出力回路２０７を制御する。
ドライバ２０５には、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬが電気的に接続されている。ドライバ２０５は、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬに出力する信号を生成する。
セルアレイ２０３は、複数のメモリセル２０９を有する。メモリセル２０９は、配線ＷＬ、ＬＢＬ（またはＬＢＬＢ）、ＢＧＬに、電気的に接続されている。配線ＷＬはワード線であり、配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢは、ローカルビット線である。図５（Ａ）の例では、セルアレイ２０３の構成は、折り返しビット線方式であるが、開放ビット線方式とすることもできる。
図５（Ｂ）に、メモリセル２０９の構成例を示す。メモリセル２０９は、トランジスタＮＷ１、容量素子ＣＳ１を有する。メモリセル２０９は、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）のメモリセルと同様の回路構成を有する。ここでは、トランジスタＮＷ１はバックゲートをもつトランジスタである。トランジスタＮＷ１のバックゲートは、配線ＢＧＬに電気的に接続されている。配線ＢＧＬには、電圧Ｖｂｇ＿ｗ１が入力される。
トランジスタＮＷ１は、ＯＳトランジスタである。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、ＯＳトランジスタでメモリセル２０９を構成することで、容量素子ＣＳ１から電荷がリークすることを抑えられるため、フレームメモリ１５１のリフレッシュ動作の頻度を低減できる。また、電源供給が遮断されても、フレームメモリ１５１は長時間画像データを保持することが可能である。また、電圧Ｖｂｇ＿ｗ１を負電圧にすることで、トランジスタＮＷ１の閾値電圧を正電位側にシフトさせることができ、メモリセル２０９の保持時間を長くすることができる。
ここでいう、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態のときにソースとドレインとの間に流れる電流をいう。トランジスタがｎチャネル型である場合、例えば、しきい値電圧が０Ｖ乃至２Ｖ程度であれば、ソースに対するゲートの電圧が負の電圧であるときの、ソースとドレインとの間に流れる電流をオフ電流と呼ぶことができる。また、オフ電流が極めて小さいとは、例えば、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流が１００ｚＡ（ｚ；ゼプト、１０−２１）以下であることをいう。オフ電流は小さいほど好ましいため、この規格化されたオフ電流が１０ｚＡ／μｍ以下、あるいは１ｚＡ／μｍ以下とすることが好ましく、１０ｙＡ／μｍ（ｙ；ヨクト、１０−２４）以下であることがより好ましい。
セルアレイ２０３が有する複数のメモリセル２０９の、トランジスタＮＷ１はＯＳトランジスタであるため、その他の回路のトランジスタは、例えば、シリコンウエハに作製されるＳｉトランジスタとすることができる。これにより、セルアレイ２０３をセンスアンプ回路２０４に積層して設けることができる。よって、フレームメモリ１５１の回路面積を縮小でき、コントローラＩＣ１１５の小型化につながる。
セルアレイ２０３は、センスアンプ回路２０４に積層して設けられている。センスアンプ回路２０４は、複数のセンスアンプＳＡを有する。センスアンプＳＡは隣接する配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢ（ローカルビット線対）、配線ＧＢＬ、ＧＢＬＢ（グローバルビット線対）、複数の配線ＣＳＥＬに電気的に接続されている。センスアンプＳＡは、配線ＬＢＬと配線ＬＢＬＢとの電位差を増幅する機能を有する。
センスアンプ回路２０４には、４本の配線ＬＢＬに対して１本の配線ＧＢＬが設けられ、４本の配線ＬＢＬＢに対して１本の配線ＧＢＬＢが設けられているが、センスアンプ回路２０４の構成は、図５（Ａ）の構成例に限定されない。
メインアンプ２０６は、センスアンプ回路２０４および入出力回路２０７に接続されている。メインアンプ２０６は、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位差を増幅する機能を有する。メインアンプ２０６は省略することができる。
入出力回路２０７は、書き込みデータに対応する電位を配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢ、またはメインアンプ２０６に出力する機能、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位、またはメインアンプ２０６の出力電位を読み出し、データとして外部に出力する機能を有する。配線ＣＳＥＬの信号によって、データを読み出すセンスアンプＳＡ、およびデータを書き込むセンスアンプＳＡを選択することができる。よって、入出力回路２０７は、マルチプレクサなどの選択回路が不要であるため、回路構成を簡単化でき、占有面積を縮小することができる。
＜レジスタ１７５＞
図６は、レジスタ１７５の構成例を示すブロック図である。レジスタ１７５は、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａ、およびレジスタ部１７５Ｂを有する。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａは、複数のレジスタ２３０を有する。複数のレジスタ２３０によって、スキャンチェーンレジスタが構成されている。レジスタ部１７５Ｂは、複数のレジスタ２３１を有する。
レジスタ２３０は、電源供給が遮断された状態でもデータが消失しない不揮発性レジスタである。レジスタ２３０を不揮発化するため、ここでは、レジスタ２３０は、ＯＳトランジスタを用いた保持回路を備えている。
他方、レジスタ２３１は揮発性レジスタである。レジスタ２３１の回路構成には特段の制約はなく、データを記憶することが可能な回路であればよく、ラッチ回路、フリップフロップ回路などで構成すればよい。画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３は、レジスタ部１７５Ｂにアクセスし、対応するレジスタ２３１からデータを取り込む。あるいは、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３は、レジスタ部１７５Ｂから供給されるデータにしたがって、処理内容が制御される。
レジスタ１７５に格納しているデータを更新する場合、まず、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータを変更する。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０のデータを書き換えた後、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０のデータを、レジスタ部１７５Ｂの各レジスタ２３１に一括してロードする。
これにより、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３等は、一括して更新されたデータを使用して、各種処理を行うことができる。データの更新に同時性が保たれるため、コントローラＩＣ１１５の安定した動作を実現できる。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａとレジスタ部１７５Ｂとを備えることで、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３が動作中でも、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータを更新することができる。
コントローラＩＣ１１５のパワーゲーティング実行時には、レジスタ２３０において、保持回路にデータを格納（セーブ）してから電源供給を遮断する。電源復帰後、レジスタ２３０のデータをレジスタ２３１に復帰（ロード）して通常動作を再開する。なお、レジスタ２３０に格納されているデータとレジスタ２３１に格納されているデータとが整合しない場合は、レジスタ２３１のデータをレジスタ２３０にセーブした後、あらためて、レジスタ２３０の保持回路にデータを格納する構成が好ましい。データが整合しない場合としては、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに更新データを挿入中などが挙げられる。
図７に、レジスタ２３０、レジスタ２３１の回路構成例を示す。図７には、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの２段分のレジスタ２３０と、これらレジスタ２３０に対応する２個のレジスタ２３１を示している。レジスタ２３０は、信号Ｓｃａｎ Ｉｎが入力され、信号Ｓｃａｎ Ｏｕｔを出力する。
レジスタ２３０は、保持回路１７、セレクタ１８、フリップフロップ回路１９を有する。セレクタ１８とフリップフロップ回路１９とでスキャンフリップフロップ回路が構成されている。セレクタ１８には、信号ＳＡＶＥ１が入力される。
保持回路１７には、信号ＳＡＶＥ２、ＬＯＡＤ２が入力される。保持回路１７は、トランジスタＴ１乃至Ｔ６、容量素子Ｃ４、Ｃ６を有する。トランジスタＴ１、Ｔ２はＯＳトランジスタである。トランジスタＴ１、Ｔ２をメモリセル２０９のトランジスタＮＷ１（図５（Ｂ）参照）と同様にバックゲート付きのＯＳトランジスタとしてもよい。
トランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ４および容量素子Ｃ４により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。同様に、トランジスタＴ２、Ｔ５、Ｔ６および容量素子Ｃ６により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。２個のゲインセルによって、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを記憶する。トランジスタＴ１、Ｔ２がＯＳトランジスタであるので、保持回路１７は、電源供給が遮断された状態でも長時間データを保持することが可能である。レジスタ２３０において、トランジスタＴ１、Ｔ２以外のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。
保持回路１７は、信号ＳＡＶＥ２に従い、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを格納し、信号ＬＯＡＤ２に従い、保持しているデータをフリップフロップ回路１９にロードする。
フリップフロップ回路１９の入力端子には、セレクタ１８の出力端子が電気的に接続され、データ出力端子には、レジスタ２３１の入力端子が電気的に接続されている。フリップフロップ回路１９は、インバータ２０乃至２５、アナログスイッチ２７、２８を有する。アナログスイッチ２７、２８の導通状態は、スキャンクロック（Ｓｃａｎ Ｃｌｏｃｋと表記）信号によって制御される。フリップフロップ回路１９は、図７の回路構成に限定されず、様々なフリップフロップ回路１９を適用することができる。
セレクタ１８の２個の入力端子の一方には、レジスタ２３１の出力端子が電気的に接続され、他方には、前段のフリップフロップ回路１９の出力端子が電気的に接続されている。なお、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの初段のセレクタ１８の入力端子は、レジスタ１７５の外部からデータが入力される。
レジスタ２３１は、インバータ３１乃至３３、クロックドインバータ３４、アナログスイッチ３５、バッファ３６を有する。レジスタ２３１は信号ＬＯＡＤ１に基づいて、フリップフロップ回路１９のデータをロードする。レジスタ２３１のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。
＜コントローラＩＣの他の構成例＞
以下に、コントローラＩＣの他の構成例を説明する。
図８に、ソースドライバを内蔵しないコントローラＩＣの構成例を示す。図８に示すコントローラＩＣ１１７は、コントローラＩＣ１１５の変形例であり、領域１９１を有する。コントローラ１５４は、領域１９１内の回路への電源供給を制御する。
領域１９１には、ソースドライバが設けられていない。そのため、表示ユニット１１０は、ソースドライバＩＣ１８６を有する。ソースドライバＩＣ１８６の数は、画素アレイ１１１の画素数に応じて決定される。
ソースドライバＩＣ１８６は、反射素子１０ａ、および発光素子１０ｂの双方を駆動する機能を備える。そのため、ここでは１種類のソースドライバＩＣ１８６でソースドライバを構成しているが、ソースドライバの構成はこれに限定されない。例えば、反射素子１０ａを駆動するためのソースドライバＩＣと、発光素子１０ｂを駆動するためのソースドライバＩＣとで、ソースドライバを構成してもよい。
ゲートドライバ１１３、１１４と同様に、画素アレイ１１１の基板上にソースドライバを作製してもよい。
コントローラＩＣ１１７に、ＴＳドライバ１２６およびセンス回路１２７の一方または双方を設けてもよい。コントローラＩＣ１１５も同様である。
＜＜動作例＞＞
表示装置１００に関するコントローラＩＣ１１５とレジスタ１７５の動作例について、出荷前と、表示装置１００を有する電子機器の起動時、および通常動作時に分けて説明する。
＜出荷前＞
出荷前には、表示装置１００の仕様等に関するパラメータを、レジスタ１７５に格納する。これらのパラメータには、例えば、画素数、タッチセンサ数、タイミングコントローラ１７３が各種タイミング信号の波形生成に用いるパラメータ、ソースドライバ１８２に発光素子１０ｂを流れる電流を検出する電流検出回路を備えている場合、ＥＬ補正回路１６４の補正データ等がある。これらのパラメータは、レジスタ１７５以外に、専用のＲＯＭを設けて格納してもよい。
＜起動時＞
表示装置１００を有する電子機器の起動時には、ホスト１４０より送られるユーザー設定等のパラメータを、レジスタ１７５に格納する。これらのパラメータには、例えば、表示の輝度や色調、タッチセンサの感度、省エネルギー設定（表示を暗くする、または表示を消す、までの時間）、また、ガンマ補正のカーブやテーブル等がある。なお、当該パラメータをレジスタ１７５に格納する際、コントローラ１５４からレジスタ１７５にスキャンクロック信号及び当該スキャンクロック信号に同期して当該パラメータに相当するデータが送信される。
＜通常動作＞
通常動作には、動画等を表示している状態、静止画を表示中でＩＤＳ駆動が可能な状態、表示を行わない状態等に分けられる。動画等を表示している状態は、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３等は動作中であるが、レジスタ１７５のデータ変更は、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに対して行われるため、画像処理部１６０等への影響はない。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータ変更が終わった後、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータをレジスタ部１７５Ｂへ一括してロードすることで、レジスタ１７５のデータ変更が完了する。また、画像処理部１６０等は当該データに対応した動作に切り替わる。
静止画を表示中でＩＤＳ駆動が可能な状態では、レジスタ１７５は、例えば、領域１９０内の他の回路と同様、パワーゲーティングすることができる。この場合、パワーゲーティングの前に、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａが有するレジスタ２３０内では、信号ＳＡＶＥ２に従い、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを保持回路１７に格納する作業が行われる。
ＡＩコントローラ１５６は、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを保持回路１７に格納する作業（前記、「パワーゲーティングの準備動作」）を行うタイミングを指示する。パワーゲーティングを行えるのは画像データに変化がない場合であるが、この直前、画像データの書き換えられる領域やタッチセンサユニット１２０への入力等に関して特徴を見出すことができる。
例えば、タッチセンサユニット１２０への入力がなく、画像データの書き換えられる領域が少なくなっていく場合、もうすぐ画像データに変化がなくなることを予測することができる。また、例えば、タッチセンサユニット１２０へ入力があった場合、しばらく画像データの変化が続いた後、画像データに変化がなくなることを予測することができる。
具体的には、マウスのクリックに相当するタップ、もしくはダブルタップの操作があった後、アプリケーションソフトの処理動作があり、表示が完了すると画像データに変化がなくなることが予測できる。また、ドラッグは画像を移動させたい場合に行われる操作であるため、ドラッグの後は比較的早く表示完了、画像データに変化がなくなることが予測できる。また、タッチパネルにおいて、フリックは画像のスクロールやページ送りの場合に行われる操作であるため、フリック時はしばらく大きな領域で画像変更があり、その後画像データに変化がなくなることが予測できる。また、２点以上の入力であるピンチイン、ピンチアウトは画像を拡大、縮小させたい場合に行われる操作であるため、ピンチイン、ピンチアウト時は大きな領域で画像変更があり、その後比較的早く画像データに変化がなくなることが予測できる。これらの操作の後、表示装置１００の使用者は、しばらく画像を確認することが予測できるため、画像データに変化がない時間があると予測できる。
タッチセンサユニット１２０への入力に関しては、タッチセンサコントローラ１８４から得られるタッチ情報により、入力点数、座標の移動、移動の速さ等がわかる。画像データの書き換えられる領域に関しては、フレームメモリ１５１に保存されているデータと書き換えるデータを直接比較してもよいが、フレームメモリ１５１の消費電流を測定してもよい。フレームメモリ１５１の消費電流は、保存していたデータと異なるデータが書き込まれる時、大きくなる特徴があるためである。
例えば、フレームメモリ１５１の瞬間消費電流と、平均消費電流を測定する方法がある。フレームメモリ１５１のメモリセル２０９は、ワード線（配線ＷＬ）によって順次スキャンされているが、書き換える画像データが保存されているメモリセル２０９が選択されると、ローカルビット線（配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢ）を介して容量素子ＣＳ１に保存されている電荷とは異なる電荷を注入するため、フレームメモリ１５１の消費電流は瞬間的に大きくなる（図５参照）。つまり、瞬間消費電流の観点からは、データを書き換えるメモリセル２０９が選択された時と、データを書き換えないメモリセル２０９が選択された時とで、２種類の消費電流値が存在することになる（ここでは、前者を書き換え時消費電流、後者を定常時消費電流と呼ぶ）。
一方、容量素子やコイル等を用いて平均化された消費電流は、前記、書き換え時消費電流と定常時消費電流の間の値を示す（平均化は、１フレーム分以上の時間で行う）。データを書き換えるメモリセル２０９の数が多いと、瞬間消費電流は書き換え時消費電流を示すものが多くなるため、平均消費電流も書き換え時消費電流に近づいていく。また、データを書き換えないメモリセル２０９の数が多いと、瞬間消費電流は定常時消費電流を示すものが多くなるため、平均消費電流も定常時消費電流に近づいていく。つまり、画像データの書き換えられる領域が少なくなっていく状態は、平均消費電流が定常時消費電流に近づいていくことから推測することができる。
このように、ＡＩコントローラ１５６は、フレームメモリ１５１の消費電流やタッチセンサコントローラ１８４から得られるタッチ情報等から、パワーゲーティングの準備動作を行うタイミングを指示することができる。この後、画像データに変化がないことが確認されると、コントローラ１５４はコントローラＩＣ１１５内の一部回路をパワーゲーティングし、表示装置１００はＩＤＳ駆動を行う。
実際には、ＡＩコントローラ１５６がパワーゲーティングの準備動作を指示しても、画像データの変化が止まらず、パワーゲーティングできないことがある。この場合、準備動作を行うことによって、コントローラＩＣ１１５の消費電力を大きくしてしまう。このため、ＡＩコントローラ１５６は、パワーゲーティングの成功確率を上げられるよう、ニューラルネットワークを利用した演算処理を行う。例えば、どの程度、平均消費電流が定常時消費電流に近づけばパワーゲーティングの準備動作を行うかといったパラメータを、あらかじめ設定された値とするのではなく、ニューラルネットワークを利用した学習により、ある程度の範囲で変化させることができるようにしておくとよい。ニューラルネットワークの説明は、実施の形態４で行う。
パワーゲーティングから復帰する際は、信号ＬＯＡＤ２に従い、保持回路１７が保持しているデータをフリップフロップ回路１９にロードし、信号ＬＯＡＤ１に従い、フリップフロップ回路１９のデータをレジスタ２３１にロードする。このようにして、パワーゲーティング前と同じ状態で、レジスタ１７５のデータは有効となる。なお、パワーゲーティングの状態であっても、ホスト１４０よりレジスタ１７５のパラメータ変更要求があった場合、レジスタ１７５のパワーゲーティングを解除し、パラメータを変更することができる。
表示を行わない状態では、例えば、領域１９０内の回路（レジスタ１７５を含む）は、パワーゲーティングすることができる。この場合、ホスト１４０も停止することがあるが、フレームメモリ１５１およびレジスタ１７５は不揮発性であるので、パワーゲーティングから復帰する際には、ホスト１４０の復帰を待たずに、パワーゲーティング前の表示（静止画）を行うことができる。
例えば、折りたたみ式の情報端末の表示部に表示装置１００を適用する場合、開閉センサ１４４の信号によって、情報端末が折りたたまれ、表示装置１００の表示面が使用されないことが検出されたとき、領域１９０内の回路に加えて、センサコントローラ１５３、およびタッチセンサコントローラ１８４等をパワーゲーティングすることができる。
情報端末が折りたたまれたとき、ホスト１４０の規格によっては、ホスト１４０が停止する場合がある。ホスト１４０が停止した状態で、情報端末が再び展開されても、フレームメモリ１５１およびレジスタ１７５は不揮発性であるので、ホスト１４０から画像データ、各種制御信号等が送られる前に、フレームメモリ１５１内の画像データを表示することができる。
このように、レジスタ１７５はスキャンチェーンレジスタ部１７５Ａとレジスタ部１７５Ｂを有し、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに対してデータ変更を行うことで、画像処理部１６０およびタイミングコントローラ１７３等へ影響を与えることなく、スムーズなデータ変更を行うことができる。また、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０は、保持回路１７を有し、パワーゲーティング状態への移行と復帰をスムーズに行うことができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の表示ユニット１１０の詳細について説明を行う。
＜表示パネルの構成例＞
図９は、表示ユニット１１０の構成例を説明するブロック図である。
表示ユニット１１０は、画素アレイ１１１を有する。また、表示ユニット１１０は、ゲートドライバＧＤ、またはソースドライバＳＤを備えることができる。
《画素アレイ１１１》
画素アレイ１１１は、一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）と、他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）と、走査線Ｇ１（ｉ）と、を有する。また、走査線Ｇ２（ｉ）と、配線ＣＳＣＯＭと、配線ＡＮＯと、信号線Ｓ２（ｊ）と、を有する。なお、ｉは１以上ｍ以下の整数であり、ｊは１以上ｎ以下の整数であり、ｍおよびｎは１以上の整数である。
一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）は画素７０２（ｉ，ｊ）を含み、一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）は行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に配設される。
他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は、画素７０２（ｉ，ｊ）を含み、他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は行方向と交差する列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に配設される。
走査線Ｇ１（ｉ）および走査線Ｇ２（ｉ）は、行方向に配設される一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）と電気的に接続される。
列方向に配設される他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）および信号線Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される。
《ゲートドライバＧＤ》
ゲートドライバＧＤは、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。
一例を挙げれば、制御情報に基づいて、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、動画像をなめらかに表示することができる。
例えば、制御情報に基づいて、３０Ｈｚ未満、好ましくは１Ｈｚ未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、フリッカーが抑制された状態で静止画像を表示することができる。
《ソースドライバＳＤ、ソースドライバＳＤ１、ソースドライバＳＤ２》
ソースドライバＳＤは、ソースドライバＳＤ１と、ソースドライバＳＤ２と、を有する。ソースドライバＳＤ１およびソースドライバＳＤ２は、コントローラＩＣ１１５からの信号に基づいて、データ信号を供給する機能を有する。
ソースドライバＳＤ１は、一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。具体的には、極性が反転する信号を生成する機能を備える。これにより、例えば、液晶表示素子を駆動することができる。
ソースドライバＳＤ２は、一の表示素子とは異なる方法を用いて表示をする他の表示素子（以下、第２の表示素子ともいう）と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。例えば、有機ＥＬ素子を駆動することができる。
例えば、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等をソースドライバＳＤに用いることができる。
例えば、ソースドライバＳＤ１およびソースドライバＳＤ２が集積された集積回路を、ソースドライバＳＤに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路をソースドライバＳＤに用いることができる。
ソースドライバＳＤを、コントローラＩＣ１１５と同じ集積回路に含めてもよい。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を、コントローラＩＣ１１５およびソースドライバＳＤに用いることができる。
例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）法またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）法を用いて、上記集積回路を実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路を端子に実装することができる。
《画素回路》
図１０は、画素７０２の構成例を示す回路図である。画素７０２（ｉ，ｊ）は、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）および発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を駆動する機能を備える。これにより、例えば同一の工程を用いて形成することができる画素回路を用いて、反射素子１０ａと、反射素子１０ａとは異なる方法を用いて表示をする発光素子１０ｂと、を駆動することができる。反射型の表示素子、反射素子１０ａを用いて表示を行うことで、消費電力を低減することができる。または、外光が明るい環境下において高いコントラストで画像を良好に表示することができる。光を射出する表示素子、発光素子１０ｂを用いて表示を行うことで、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。
画素７０２（ｉ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）、信号線Ｓ２（ｊ）、走査線Ｇ１（ｉ）、走査線Ｇ２（ｉ）、配線ＣＳＣＯＭおよび配線ＡＮＯと電気的に接続される。
画素７０２（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１１、スイッチＳＷ２、トランジスタＭおよび容量素子Ｃ１２を含む。
走査線Ｇ１（ｉ）と電気的に接続されるゲート電極と、信号線Ｓ１（ｊ）と電気的に接続される第１の電極と、を有するトランジスタを、スイッチＳＷ１に用いることができる。
容量素子Ｃ１１は、スイッチＳＷ１に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続される第１の電極と、配線ＣＳＣＯＭと電気的に接続される第２の電極と、を有する。
走査線Ｇ２（ｉ）と電気的に接続されるゲート電極と、信号線Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される第１の電極と、を有するトランジスタを、スイッチＳＷ２に用いることができる。
トランジスタＭは、スイッチＳＷ２に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続されるゲート電極と、配線ＡＮＯと電気的に接続される第１の電極と、を有する。
なお、トランジスタＭは、第１のゲート電極と第２のゲート電極を有していてもよい。第１のゲート電極と第２のゲート電極は、電気的に接続されていてもよい。第１のゲート電極と第２のゲート電極は、半導体膜を間に介して互いに重なる領域を有することが好ましい。
容量素子Ｃ１２は、スイッチＳＷ２に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続される第１の電極と、トランジスタＭの第１の電極と電気的に接続される第２の電極と、を有する。
反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）の第１の電極を、スイッチＳＷ１に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続する。また、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）の第２の電極を、配線ＶＣＯＭ１と電気的に接続する。これにより、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。
発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）の第１の電極をトランジスタＭの第２の電極と電気的に接続し、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）の第２の電極を配線ＶＣＯＭ２と電気的に接続する。これにより、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。
＜表示パネル上面図＞
図１１は、表示ユニット１１０の構成を説明する図である。図１１（Ａ）は、表示ユニット１１０の上面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す表示ユニット１１０の画素の一部を説明する上面図である。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）に示す画素の構成を説明する模式図である。
図１１（Ａ）は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１上に、ソースドライバＳＤと端子５１９Ｂが配置されている。
図１１（Ｃ）において、画素７０２（ｉ，ｊ）は、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）および発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を備える。
＜表示パネル断面図＞
図１２および図１３は、表示ユニット１１０の構成を説明する断面図である。図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２、切断線Ｘ３−Ｘ４、図１１（Ｂ）の切断線Ｘ５−Ｘ６における断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の一部を説明する図である。
図１３（Ａ）は、図１１（Ｂ）の切断線Ｘ７−Ｘ８、図１１（Ａ）の切断線Ｘ９−Ｘ１０における断面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の一部を説明する図である。
以下、図１２および図１３用いて、表示ユニット１１０の各構成要素について説明を行う。
《基板５７０》
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板５７０等に用いることができる。例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を基板５７０に用いることができる。具体的には、厚さ０．１ｍｍ程度まで研磨した材料を用いることができる。
例えば、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の面積が大きなガラス基板を基板５７０等に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板５７０等に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板５７０等に用いることができる。
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラス、石英またはサファイア等を、基板５７０等に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を、基板５７０等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を、基板５７０等に用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を、基板５７０等に用いることができる。
例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を基板５７０等に用いることができる。これにより、半導体素子を基板５７０等に形成することができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基板５７０等に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板５７０等に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板５７０等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板５７０等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板５７０等に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層材料等を基板５７０等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはシリコーン等のシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基板５７０等に用いることができる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）またはアクリル樹脂等を基板５７０等に用いることができる。または、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等を用いることができる。
また、紙または木材などを基板５７０等に用いることができる。
例えば、可撓性を有する基板を基板５７０等に用いることができる。
なお、トランジスタまたは容量素子等を基板に直接形成する方法を用いることができる。また、例えば作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板５７０等に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば可撓性を有する基板にトランジスタまたは容量素子等を形成できる。
《基板７７０》
例えば、透光性を備える材料を基板７７０に用いることができる。具体的には、基板５７０に用いることができる材料から選択された材料を基板７７０に用いることができる。
例えば、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラスまたはサファイア等を、表示パネルの使用者に近い側に配置される基板７７０に好適に用いることができる。これにより、使用に伴う表示パネルの破損や傷付きを防止することができる。
また、例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を基板７７０に用いることができる。具体的には、厚さを薄くするために研磨した基板を用いることができる。これにより、機能膜７７０Ｄを反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）に近づけて配置することができる。その結果、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。
《構造体ＫＢ１》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体ＫＢ１等に用いることができる。これにより、所定の間隔を、構造体ＫＢ１等を挟む構成の間に設けることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
《封止材７０５》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を、封止材７０５等に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材７０５等に用いることができる。
例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料を、封止材７０５等に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤を、封止材７０５等に用いることができる。
《接合層５０５》
例えば、封止材７０５に用いることができる材料を、接合層５０５に用いることができる。
《絶縁膜５２１、絶縁膜５１８》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等、またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等、またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
これにより、例えば絶縁膜５２１、５１８と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。
《絶縁膜５２８》
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を、絶縁膜５２８等に用いることができる。具体的には、厚さ１μｍのポリイミドを含む膜を絶縁膜５２８に用いることができる。
《絶縁膜５０１Ａ》
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。また、例えば、水素を供給する機能を備える材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。
具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料と、シリコンおよび窒素を含む材料と、を積層した材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。例えば、加熱等により水素を放出し、放出した水素を他の構成に供給する機能を備える材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。具体的には、作製工程中に取り込まれた水素を加熱等により放出し、他の構成に供給する機能を備える材料を絶縁膜５０１Ａに用いることができる。
例えば、原料ガスにシラン等を用いる化学気相成長法により形成されたシリコンおよび酸素を含む膜を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。
具体的には、シリコンおよび酸素を含む厚さ２００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の材料と、シリコンおよび窒素を含む厚さ２００ｎｍ程度の材料と、を積層した材料を絶縁膜５０１Ａに用いることができる。
《絶縁膜５０１Ｃ》
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を、絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を、絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。これにより、画素回路または第２の表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。
例えば、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ２００ｎｍの膜を絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。
《中間膜７５４Ａ、中間膜７５４Ｂ、中間膜７５４Ｃ》
例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する膜を、中間膜７５４Ａ、中間膜７５４Ｂまたは中間膜７５４Ｃに用いることができる。なお、本明細書において、中間膜７５４Ａ、中間膜７５４Ｂまたは中間膜７５４Ｃを中間膜という。
例えば、水素を透過または供給する機能を備える材料を、中間膜に用いることができる。
例えば、導電性を備える材料を中間膜に用いることができる。
例えば、透光性を備える材料を中間膜に用いることができる。
具体的には、インジウムおよび酸素を含む材料、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む材料、またはインジウム、スズおよび酸素を含む材料等を中間膜に用いることができる。なお、これらの材料は水素を透過する機能を備える。
具体的には、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む厚さ５０ｎｍの膜または厚さ１００ｎｍの膜を中間膜に用いることができる。
なお、エッチングストッパーとして機能する膜が積層された材料を中間膜に用いることができる。具体的には、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む厚さ５０ｎｍの膜と、インジウム、スズおよび酸素を含む厚さ２０ｎｍの膜と、をこの順で積層した積層材料を中間膜に用いることができる。
《配線、端子、導電膜》
導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備える材料を、信号線Ｓ１（ｊ）、信号線Ｓ２（ｊ）、走査線Ｇ１（ｉ）、走査線Ｇ２（ｉ）、配線ＣＳＣＯＭ、配線ＡＮＯ、導電膜５１１Ｂまたは導電膜５１１Ｃ等に用いることができる。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウム、またはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
例えば、金属ナノワイヤーを含む膜を配線等に用いることができる。具体的には、銀を含むナノワイヤーを用いることができる。
具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。
なお、例えば、導電材料ＡＣＦ１を用いて、端子５１９Ｂとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１を電気的に接続することができる。
《反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）》
反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）は、光の反射を制御する機能を備えた表示素子であり、例えば、液晶素子、電気泳動素子、またはＭＥＭＳ表示素子等を用いることができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。
例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
また、例えば垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｉｎｗｈｅｅｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を有する。層７５３は、電極７５１（ｉ，ｊ）および電極７５２の間の電圧を用いて配向を制御することができる液晶材料を含む。例えば、層７５３の厚さ方向（縦方向ともいう）、縦方向と交差する方向（横方向または斜め方向ともいう）の電界を、液晶材料の配向を制御する電界に用いることができる。
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を、層７５３に用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
例えば、配線等に用いる材料を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、反射膜を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。例えば、透光性を備える導電膜と、開口部を備える反射膜と、を積層した材料を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。
例えば、導電性を備える材料を、電極７５２に用いることができる。可視光について透光性を備える材料を、電極７５２に用いることができる。
例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤーを、電極７５２に用いることができる。
具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を電極７５２に用いることができる。または、厚さ１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の金属薄膜を電極７５２に用いることができる。また、銀を含む金属ナノワイヤーを電極７５２に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、電極７５２に用いることができる。
《反射膜》
例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
反射膜は、例えば、層７５３を透過してくる光を反射する。これにより、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）を反射型の表示素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。
例えば、電極７５１（ｉ，ｊ）等を反射膜に用いることができる。
例えば、層７５３と電極７５１（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える膜を、反射膜に用いることができる。または、電極７５１（ｉ，ｊ）が透光性を有する場合、電極７５１（ｉ，ｊ）を間に介して、層７５３と重なる領域を有する膜を、反射膜に用いることができる。
反射膜は、例えば、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域を有することが好ましい。例えば、単数または複数の開口部７５１Ｈを備える形状を反射膜に用いることが好ましい。
多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状を開口部に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開口部７５１Ｈに用いることができる。
非開口部の総面積に対する開口部７５１Ｈの総面積の比の値が大きすぎると、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）を用いた表示が暗くなってしまう。
また、非開口部の総面積に対する開口部７５１Ｈの総面積の比の値が小さすぎると、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を用いた表示が暗くなってしまう。
図１４は、表示ユニット１１０の画素に用いることができる反射膜の形状を説明する模式図である。
例えば、画素７０２（ｉ，ｊ）に隣接する画素７０２（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図１４（Ａ）参照）。または、例えば、画素７０２（ｉ，ｊ）に隣接する画素７０２（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図１４（Ｂ）参照）。
例えば、画素７０２（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、行方向に延びる直線上に配設される（図１４（Ａ）参照）。また、画素７０２（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素７０２（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈの間において当該直線と直交する直線上に配設される。
または、例えば、画素７０２（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向に延びる直線上に配設される（図１４（Ｂ）参照）。また、例えば、画素７０２（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素７０２（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈの間において、当該直線と直交する直線上に配設される。
これにより、一の画素に隣接する他の画素の開口部に重なる領域を備える第２の表示素子を、一の画素の開口部に重なる領域を備える第２の表示素子から遠ざけることができる。または、一の画素に隣接する他の画素の第２の表示素子に、一の画素の第２の表示素子が表示する色とは異なる色を表示する表示素子を配設することができる。または、異なる色を表示する複数の表示素子を、隣接して配設する難易度を軽減することができる。
なお、例えば、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｅが形成されるように、端部が切除されたような形状を備える材料を、反射膜に用いることができる（図１４（Ｃ）参照）。具体的には、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）が短くなるように端部が切除された電極７５１（ｉ，ｊ）を、反射膜に用いることができる。
《配向膜ＡＦ１、配向膜ＡＦ２》
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２に用いることができる。具体的には、液晶材料が所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
例えば、可溶性のポリイミドを含む膜を配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２に用いることができる。これにより、配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２を形成する際に必要とされる温度を低くすることができる。その結果、配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２を形成する際に他の構成に与える損傷を軽減することができる。
《着色膜ＣＦ１、着色膜ＣＦ２》
所定の色の光を透過する材料を、着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２に用いることができる。これにより、着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２を、例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を、着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２に用いることができる。
なお、照射された光を所定の色の光に変換する機能を備える材料を着色膜ＣＦ２に用いることができる。具体的には、量子ドットを着色膜ＣＦ２に用いることができる。これにより、色純度の高い表示をすることができる。
《遮光膜ＢＭ》
光の透過を妨げる材料を遮光膜ＢＭに用いることができる。これにより、遮光膜ＢＭを例えばブラックマトリクスに用いることができる。
《絶縁膜７７１》
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜７７１に用いることができる。
《機能膜７７０Ｐ、機能膜７７０Ｄ》
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。
具体的には、２色性色素を含む膜を機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。または、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜７７０Ｐに用いることができる。
具体的には、円偏光フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。また、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。
《発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）》
例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、または発光ダイオードなどの自発光性の発光素子を、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）に用いることができる。
発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）と、電極５５２と、発光性の材料を含む層５５３（ｊ）と、を備える。
例えば、発光性の有機化合物を層５５３（ｊ）に用いることができる。
例えば、量子ドットを層５５３（ｊ）に用いることができる。これにより、半値幅が狭く、鮮やかな色の光を発することができる。
例えば、青色の光を射出するように積層された積層材料、緑色の光を射出するように積層された積層材料、または赤色の光を射出するように積層された積層材料等を、層５５３（ｊ）に用いることができる。
例えば、信号線Ｓ２（ｊ）に沿って列方向に長い帯状の積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。
また、例えば、白色の光を射出するように積層された積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の材料を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、可視光について透光性を有する材料を、電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。
具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。これにより、微小共振器構造を発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）に設けることができる。その結果、所定の波長の光を他の波長の光より効率よく取り出すことができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を電極５５２に用いることができる。具体的には、可視光について反射性を有する材料を、電極５５２に用いることができる。
《ゲートドライバＧＤ》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等をゲートドライバＧＤに用いることができる。例えば、トランジスタＭＤ、容量素子等をゲートドライバＧＤに用いることができる。具体的には、スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタ、またはトランジスタＭと同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。
例えば、スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタと異なる構成をトランジスタＭＤに用いることができる。具体的には、導電膜５２４を有するトランジスタをトランジスタＭＤに用いることができる。
なお、トランジスタＭと同一の構成を、トランジスタＭＤに用いることができる。
《トランジスタ》
例えば、同一の工程で形成することができる半導体膜を、ゲートドライバ、ソースドライバ、および画素回路のトランジスタに用いることができる。
例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを、ゲートドライバ、ソースドライバのトランジスタ、または画素回路のトランジスタに用いることができる。
例えば、実施の形態１で説明したＯＳトランジスタを利用することができる。これにより、先述のアイドリングストップが可能になる。
例えば、金属酸化物５０８、導電膜５０４、導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂを備えるトランジスタをスイッチＳＷ１に用いることができる（図１３（Ｂ）参照）。なお、絶縁膜５０６は、金属酸化物５０８および導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える。
導電膜５０４は、金属酸化物５０８と重なる領域を備える。導電膜５０４はゲート電極の機能を備える。絶縁膜５０６はゲート絶縁膜の機能を備える。
導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂは、金属酸化物５０８と電気的に接続される。導電膜５１２Ａはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜５１２Ｂはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。
また、導電膜５２４を有するトランジスタを、ゲートドライバ、ソースドライバ、または画素回路のトランジスタに用いることができる。導電膜５２４は、導電膜５０４との間に金属酸化物５０８を挟む領域を備える。なお、絶縁膜５１６は、導電膜５２４および金属酸化物５０８の間に挟まれる領域を備える。また、例えば、導電膜５０４と同じ電位を供給する配線に導電膜５２４を電気的に接続する。
例えば、タンタルおよび窒素を含む厚さ１０ｎｍの膜と、銅を含む厚さ３００ｎｍの膜と、を積層した導電膜を導電膜５０４に用いることができる。なお、銅を含む膜は、絶縁膜５０６との間に、タンタルおよび窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、シリコンおよび窒素を含む厚さ４００ｎｍの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ２００ｎｍの膜と、を積層した材料を絶縁膜５０６に用いることができる。なお、シリコンおよび窒素を含む膜は、金属酸化物５０８との間に、シリコン、酸素および窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ２５ｎｍの膜を、金属酸化物５０８に用いることができる。
例えば、タングステンを含む厚さ５０ｎｍの膜と、アルミニウムを含む厚さ４００ｎｍの膜と、チタンを含む厚さ１００ｎｍの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜５１２Ａまたは導電膜５１２Ｂに用いることができる。なお、タングステンを含む膜は、金属酸化物５０８と接する領域を備える。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
図１５（Ａ）は、図１１（Ｂ）に示す表示パネルの画素の一部を説明する下面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に示す構成の一部を省略して説明する下面図である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態の表示ユニットにタッチセンサユニットを適用した表示装置について説明を行う。
図１６は、タッチセンサユニット１２０と表示ユニット１１０を備えた、表示装置１００の構成を説明するブロック図である。図１７（Ａ）は、表示装置１００の上面図である。図１７（Ｂ）は、表示装置１００の入力部の一部を説明する模式図である。
タッチセンサユニット１２０は、センサアレイ１２１、ＴＳドライバ１２６およびセンス回路１２７を備える（図１６参照）。
センサアレイ１２１は、表示ユニット１１０の画素アレイ１１１と重なる領域を備える。センサアレイ１２１は、画素アレイ１１１と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。
センサアレイ１２１は、一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）と、他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）と、を有する。なお、ｇは１以上ｐ以下の整数であり、ｈは１以上ｑ以下の整数であり、ｐおよびｑは１以上の整数である。
一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）は、検知素子７７５（ｇ，ｈ）を含み、行方向（図中に矢印Ｒ２で示す方向）に配設される。
また、他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）は、検知素子７７５（ｇ，ｈ）を含み、行方向と交差する列方向（図中に矢印Ｃ２で示す方向）に配設される。
行方向に配設される一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）は、制御線ＤＲＬ（ｇ）と電気的に接続される電極ＳＥ（ｇ）を含む（図１７（Ｂ）参照）。
列方向に配設される他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）は、検知信号線ＳＮＬ（ｈ）と電気的に接続される電極ＭＥ（ｈ）を含む（図１７（Ｂ）参照）。
電極ＳＥ（ｇ）および電極ＭＥ（ｈ）は、透光性を備えることが好ましい。
配線ＤＲＬ（ｇ）は、制御信号を供給する機能を備える。
配線ＳＮＬ（ｈ）は、検知信号を供給される機能を備える。
電極ＭＥ（ｈ）は、電極ＳＥ（ｇ）との間に電界を形成するように配置される。センサアレイ１２１に、指などの物体が近接すると上記電界が遮蔽され、検知素子７７５（ｇ，ｈ）は、検知信号を供給する。
ＴＳドライバ１２６は、配線ＤＲＬ（ｇ）と電気的に接続され、制御信号を供給する機能を備える。例えば、矩形波、のこぎり波また三角波等を制御信号に用いることができる。
センス回路１２７は、配線ＳＮＬ（ｈ）と電気的に接続され、配線ＳＮＬ（ｈ）の電位の変化に基づいて検知信号を供給する機能を備える。なお、検知信号は、例えば、位置情報を含む。
検知信号は、コントローラＩＣ１１５に供給される。コントローラＩＣ１１５は、検知信号に対応した情報をホスト１４０に供給し、画素アレイ１１１に表示される画像が更新される。
図１８および図１９は、表示装置１００の構成を説明する図である。図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２、切断線Ｘ３−Ｘ４、切断線Ｘ５−Ｘ６における断面図であり、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の一部の構成を説明する断面図である。
図１９は、図１７（Ａ）の切断線Ｘ７−Ｘ８、Ｘ９−Ｘ１０、Ｘ１１−Ｘ１２における断面図である。
表示装置１００は、機能層７２０を備える点およびトップゲート型のトランジスタを有する点が、例えば、実施の形態２の表示ユニット１１０とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分については、上記の説明を援用する。
機能層７２０は、例えば、基板７７０、絶縁膜５０１Ｃおよび封止材７０５に囲まれる領域を備える（図１８参照）。
機能層７２０は、例えば、配線ＤＲＬ（ｇ）と、配線ＳＮＬ（ｈ）と、検知素子７７５（ｇ，ｈ）と、を備える。
なお、配線ＤＲＬ（ｇ）および電極７５２の間、または、配線ＳＮＬ（ｈ）および電極７５２の間に、０．２μｍ以上１６μｍ以下、好ましくは１μｍ以上８μｍ以下、より好ましくは２．５μｍ以上４μｍ以下の間隔を備える。
また、表示装置１００は、導電膜５１１Ｄを有す（図１９参照）。
なお、配線ＤＲＬ（ｇ）および導電膜５１１Ｄの間に導電材料ＣＰ等を配設し、配線ＤＲＬ（ｇ）と導電膜５１１Ｄを電気的に接続することができる。または、配線ＳＮＬ（ｈ）および導電膜５１１Ｄの間に導電材料ＣＰ等を配設し、配線ＳＮＬ（ｈ）と導電膜５１１Ｄを、電気的に接続することができる。例えば、配線等に用いることができる材料を導電膜５１１Ｄに用いることができる。
また、表示装置１００は、端子５１９Ｄを有する（図１９参照）。
端子５１９Ｄは、導電膜５１１Ｄと、中間膜７５４Ｄと、を備え、中間膜７５４Ｄは、導電膜５１１Ｄと接する領域を備える。
例えば、配線等に用いることができる材料を端子５１９Ｄに用いることができる。具体的には、端子５１９Ｂまたは端子５１９Ｃと同じ構成を端子５１９Ｄに用いることができる。
なお、例えば、導電材料ＡＣＦ２を用いて、端子５１９Ｄとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ２を電気的に接続することができる。これにより、例えば、端子５１９Ｄを用いて制御信号を配線ＤＲＬ（ｇ）に供給することができる。または、端子５１９Ｄを用いて検知信号を、配線ＳＮＬ（ｈ）から供給されることができる。
スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタ、トランジスタＭおよびトランジスタＭＤは、絶縁膜５０１Ｃと重なる領域を備える導電膜５０４と、絶縁膜５０１Ｃおよび導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える金属酸化物５０８と、を備える。なお、導電膜５０４はゲート電極の機能を備える（図１８（Ｂ）参照）。
金属酸化物５０８は、導電膜５０４と重ならない第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂと、第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂの間に導電膜５０４と重なる第３の領域５０８Ｃと、を備える。
トランジスタＭＤは、第３の領域５０８Ｃおよび導電膜５０４の間に絶縁膜５０６を備える。なお、絶縁膜５０６はゲート絶縁膜の機能を備える。
第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂは、第３の領域５０８Ｃに比べて抵抗率が低く、ソース領域の機能またはドレイン領域の機能を備える。
例えば、金属酸化物に希ガスを含むガスを用いるプラズマ処理を施して、第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂを金属酸化物５０８に形成することができる。
また、例えば、導電膜５０４をマスクに用いることができる。これにより、第３の領域５０８Ｃの一部の形状を、導電膜５０４の端部の形状に自己整合させることができる。
トランジスタＭＤは、第１の領域５０８Ａと接する導電膜５１２Ａと、第２の領域５０８Ｂと接する導電膜５１２Ｂと、を備える。導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂは、ソース電極またはドレイン電極の機能を備える。
例えば、トランジスタＭＤと同一の工程で形成することができるトランジスタを、トランジスタＭに用いることができる。
（実施の形態４）
ＡＩコントローラ１５６は、パワーゲーティングの成功確率を上げられるよう、ニューラルネットワークを利用した演算処理を行う。本実施の形態では、実施の形態１に記載のＡＩコントローラ１５６の詳細について説明を行う。
＜＜ニューラルネットワーク＞＞
ニューラルネットワークは、神経回路網をモデルにした情報処理システムである。ニューラルネットワークを利用することで、従来のノイマン型コンピュータよりも高性能なコンピュータが実現できると期待されており、近年、電子回路上でニューラルネットワークを構築する種々の研究が進められている。
ニューラルネットワークは、ニューロンを模したユニットが互いに結合された構成となっており、それぞれのニューロンには複数のデータが入力される。ニューロンに入力された複数のデータは、それぞれ結合の強度を表す「重み係数」と掛け合わされ、その結果が足しあわされる。このようにして得られた積和演算の結果が閾値を超えたとき、ニューロンはハイレベルの信号を出力する。この現象は、「発火」と呼ばれている。
ＡＩコントローラ１５６には、実施の形態１に記載した、タッチセンサコントローラ１８４から得られるタッチ情報やフレームメモリ１５１の消費電流などが入力される。また、その後、コントローラ１５４からパワーゲーティングが実際に行われたか否かの情報が入力される（図３および図８参照）。
ＡＩコントローラ１５６は、前述した、タッチ情報やフレームメモリ１５１の消費電流などを学習データとし、パワーゲーティングが実際に行われたか否かの情報を教師データとして、教師あり学習を行う。学習は、結合の強度を表す「重み係数」等を変更することで行われる。
ニューラルネットワークを用いた学習を行うことで、ＡＩコントローラ１５６は、タッチ情報やフレームメモリ１５１の消費電流などの入力データから、パワーゲーティングが行われるか否かを予測する信号を出力することができる。
ＡＩコントローラ１５６が、パワーゲーティングが行われることを予測する信号を出力した場合、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを保持回路１７に格納する作業が行われる（図７参照）。その後、画像データに変化がないことが確認されると、パワーゲーティングが行われる。
このように、画像データに変化がなくなる前に、パワーゲーティングが行われるか否かを予測することで、画像データに変化がなくなった後、すみやかにパワーゲーティングを行うことができる。このことは、パワーゲーティングの時間を長く確保することができ、消費電力の低減効果を高めることができる。
以下、ＡＩコントローラ１５６に利用できるニューラルネットワークの一例として、階層型ニューラルネットワークおよび教師あり学習について説明する。
図２０（Ａ）に、階層型ニューラルネットワークの構成例を示す。図２０（Ａ）では、各層のニューロンを丸で示している。そして、図２０（Ａ）では、入力層としての機能を有する第（ｌ−１）層と、中間層（隠れ層）としての機能を有する第ｌ層と、出力層としての機能を有する第（ｌ＋１）層の３層に分けられたニューロン（形式ニューロン）を有する、階層型ニューラルネットワークの構成例を示している（ｌは２以上の整数）。そして、第（ｌ−１）層が有するニューロンをＭ個（Ｍは２以上の整数）、第ｌ層が有するニューロンをＮ個（Ｎは２以上の整数）、第（ｌ＋１）層が有するニューロンをＫ個（Ｋは２以上の整数）とする。
なお、図２０（Ａ）では、第（ｌ−１）層が有する複数のニューロンのうち、５つのニューロンを図示しており、第ｌ層が有する複数のニューロンのうち、４つのニューロンを図示しており、第（ｌ＋１）層が有する複数のニューロンのうち、３つのニューロンを図示している。
また、図２０（Ａ）では、中間層が一層で構成されている階層型ニューラルネットワークの構成例を示しているが、中間層が複数の層で構成されていても良い。よって、Ｌ層（Ｌは３以上の整数）で構成される階層型ニューラルネットワークの場合、第１層が入力層に相当し、第２層乃至第（Ｌ−１）層が中間層に相当し、第Ｌ層が出力層に相当する。
図２０（Ａ）において、第（ｌ−１）層のニューロンが有する第ｍニューロン（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の出力ｚｍ （ｌ−１）が、第ｌ層のニューロンが有する第ｎニューロン（ｎは１以上Ｎ以下の整数）に入力されるものとする。また、第ｎニューロンの出力ｚｎ （ｌ）が、第（ｌ＋１）層のニューロンが有する第ｋニューロン（ｋは１以上Ｋ以下の整数）に入力されるものとする。また、第ｋニューロンの出力をｚｋ （ｌ＋１）とする。そして、第ｌ層の第ｎニューロンの重み係数をｗｎｍ （ｌ）、第（ｌ＋１）層の第ｋのニューロンの重み係数をｗｋｎ （ｌ＋１）とする。
上記条件のもと、第ｌ層の第ｎのニューロンへの入力の総和（ネット値）は、以下の式ａ１で表される。
ｕｎ （ｌ）＝Σｍ ｗｎｍ （ｌ）・ｚｍ （ｌ−１） （ａ１）
式ａ１の演算処理は、後述する積和演算処理回路を用いることにより行うことができる。
また、第ｌ層の第ｎのニューロンの出力ｚｎ （ｌ）は、以下の式ａ２で表される。
ｚｎ （ｌ）＝ｆ（ｕｎ （ｌ）） （ａ２）
なお、ｆはニューロンの出力関数である。ニューロンの出力関数ｆとして、ステップ関数、線形ランプ関数、シグモイド関数などを用いることができる。例えば、式ａ２の演算処理は、図２０（Ｂ）に示す回路２７０を用いることで実行することができる。回路２７０において、出力関数ｆは、ＯＰアンプの出力特性に対応する。また、ＯＰアンプからの出力信号を用いて、所望の出力関数に対応した演算回路において演算処理を行うことで、式ａ２の演算処理を実現することもできる。
同様に、第（ｌ＋１）層の第ｋのニューロンへの入力の総和（ネット値）は、以下の式ａ３で表される。
ｕｋ （ｌ＋１）＝Σｎ ｗｋｎ （ｌ＋１）・ｚｎ （ｌ） （ａ３）
式ａ３の演算処理は、後述する積和演算処理回路を用いることにより行うことができる。
また、第（ｌ＋１）層の第ｋのニューロンの出力ｚｋ （ｌ＋１）は、以下の式ａ４で表される。
ｚｋ （ｌ＋１）＝ｆ（ｕｋ （ｌ＋１）） （ａ４）
例えば、式ａ４の演算処理は、図２０（Ｃ）に示す回路２７１を用いることで実行することができる。回路２７１において、出力関数ｆは、回路２７０と同様に、ＯＰアンプの出力特性に対応する。また、ＯＰアンプからの出力信号を用いて、所望の出力関数に対応した演算回路において演算処理を行うことで、式ａ４の演算処理を実現することもできる。
上記構成により、第ｋのニューロンの出力ｚｋ （ｌ＋１）を得ることができる。
次に、教師あり学習について説明する。教師あり学習とは、上述の階層型ニューラルネットワークの機能において、出力した結果と所望の結果（教師データ、または教師信号という場合がある）が異なった場合に、階層型ニューラルネットワークの全ての重み係数を、出力した結果と所望の結果とに基づいて、更新する動作をいう。
教師あり学習の具体例として、誤差逆伝播方式による学習方法について説明する。図２１（Ａ）に、誤差逆伝播方式の模式図を示す。誤差逆伝播方式は、階層型ニューラルネットワークの出力と教師データとの誤差が小さくなるように、重み係数を変更する方式である。
具体的に、誤差逆伝播方式は、出力層の出力ｚｋ （Ｌ）と教師データｔｋとで決まる誤差エネルギーＥに対して、第ｌ層の重み係数ｗｎｍ （ｌ）の更新量を∂Ｅ／∂ｗｎｍ （ｌ）として重み係数を変更する。
例えば、第ｌ層の誤差δｎ （ｌ）を、δｎ （ｌ）≡∂Ｅ／∂ｕｎ （ｌ）と定義すると、誤差δｎ （ｌ）は以下の式ａ５で表され、更新量∂Ｅ／∂ｗｎｍ （ｌ）は以下の式ａ６で表される。なお、ｆ’はニューロンの出力関数の導関数である。
δｎ （ｌ）＝Σｋδｋ （ｌ＋１）・ｗｋｎ （ｌ＋１）・ｆ’（ｕｎ （ｌ）） （ａ５）
∂Ｅ／∂ｗｎｍ （ｌ）＝δｎ （ｌ）・ｚｍ （ｌ−１） （ａ６）
例えば、式ａ５の演算処理は、図２１（Ｂ）に示す回路２７２を用いることで実行することができる。また、式ａ６の演算処理は、図２１（Ｃ）に示す回路２７３を用いることで実行することができる。なお、導関数は、例えば、ＯＰアンプからの出力信号を用いて、所望の導関数に対応した演算回路において演算処理を行うこともできる。
式ａ５の演算処理の一部は、後述する積和演算処理回路を用いることにより行うことができる。
また、出力層である第（ｌ＋１）層の誤差δｎ （ｌ＋１）は以下の式ａ７で表され、更新量∂Ｅ／∂ｗｎｍ （ｌ＋１）は以下の式ａ８で表される。
δｋ （ｌ＋１）＝（ｚｋ （ｌ＋１）−ｔｋ）・ｆ’（ｕｋ （ｌ＋１）） （ａ７）
∂Ｅ／∂ｗｋｎ （ｌ＋１）＝δｋ （ｌ＋１）・ｚｎ （ｌ） （ａ８）
例えば、式ａ７の演算処理は、図２１（Ｄ）に示す回路２７４を用いることで実行することができる。式ａ８の演算処理は、図２１（Ｃ）に示す回路２７３を用いることで実行することができる。
＜＜積和演算処理回路＞＞
ＡＩコントローラ１５６に利用できるニューラルネットワークの一例として示した、階層型ニューラルネットワークにおいて、式ａ１および式ａ３で示される演算処理を行う積和演算処理回路の一例を、図２２に示す。
図２２に示す積和演算処理回路の一例は、アナログデータを用いてアナログ演算処理を行う機能を有する。アナログ演算処理を行う機能を有することにより、アナログデータをデジタルデータに変換することなく、或いはアナログデータをデジタルデータに変換する頻度を極力抑えつつ、演算処理を行うことができる。よって、膨大な量の演算処理を少なくすることができ、演算回路の規模を小さく抑えることができる。また、演算処理に要する時間を抑えることができる。
図２２に、積和演算処理回路の一例として、半導体装置１０７のブロック図を示す。図２２に示す半導体装置１０７は、記憶回路１１（ＭＥＭ）と、参照用記憶回路１２（ＲＭＥＭ）と、回路１３と、回路１４と、を有する。半導体装置１０７は、さらに電流源回路１５（ＣＲＥＦ）を有していても良い。
記憶回路１１（ＭＥＭ）は、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］で例示されるメモリセルＭＣを有する。また、各メモリセルＭＣは、入力された電位を電流に変換する機能を有する素子を有する。上記機能を有する素子として、例えばトランジスタなどの能動素子を用いることができる。図２２では、各メモリセルＭＣがトランジスタＴｒ１を有する場合を例示している。
メモリセルＭＣには、配線ＷＤ［ｊ］で例示される配線ＷＤから第１のアナログ電位が入力される。第１のアナログ電位は第１のアナログデータに対応する。そして、メモリセルＭＣは、第１のアナログ電位に応じた第１のアナログ電流を生成する機能を有する。具体的には、トランジスタＴｒ１のゲートに第１のアナログ電位を供給したときに得られるトランジスタＴｒ１のドレイン電流を、第１のアナログ電流とすることができる。なお、以下、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に流れる電流をＩ［ｉ、ｊ］とし、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に流れる電流をＩ［ｉ＋１、ｊ］とする。
なお、トランジスタＴｒ１が飽和領域で動作する場合、そのドレイン電流はソースとドレイン間の電圧に依存せず、ゲート電圧と閾値電圧の差分によって制御される。よって、トランジスタＴｒ１は飽和領域で動作させることが望ましい。トランジスタＴｒ１を飽和領域で動作させるために、そのゲート電圧、ソースとドレイン間の電圧は、飽和領域で動作する範囲の電圧に適切に設定されているものとする。
具体的に、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に配線ＷＤ［ｊ］から第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］が入力される。メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］は、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］に応じた第１のアナログ電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］の電流Ｉ［ｉ、ｊ］は、第１のアナログ電流に相当する。
また、具体的に、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に配線ＷＤ［ｊ］から第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が入力される。メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］は、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］に応じた第１のアナログ電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］の電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］は、第１のアナログ電流に相当する。
そして、メモリセルＭＣは、第１のアナログ電位を保持する機能を有する。すなわち、メモリセルＭＣは、第１のアナログ電位を保持することで、第１のアナログ電位に応じた第１のアナログ電流を保持する機能を有すると言える。
また、メモリセルＭＣには、配線ＲＷ［ｉ］、配線ＲＷ［ｉ＋１］で例示される配線ＲＷから第２のアナログ電位が入力される。第２のアナログ電位は第２のアナログデータに対応する。メモリセルＭＣは、既に保持されている第１のアナログ電位に、第２のアナログ電位を加算する機能と、加算することで得られる第３のアナログ電位を保持する機能とを有する。そして、メモリセルＭＣは、第３のアナログ電位に応じた第２のアナログ電流を生成する機能を有する。すなわち、メモリセルＭＣは、第３のアナログ電位を保持することで、第３のアナログ電位に応じた第２のアナログ電流を保持する機能を有すると言える。
具体的に、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に配線ＲＷ［ｉ］から第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ、ｊ］が入力される。そして、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］は、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ、ｊ］に応じた第３のアナログ電位を保持する機能を有する。そして、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］は、第３のアナログ電位に応じた第２のアナログ電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］の電流Ｉ［ｉ、ｊ］は、第２のアナログ電流に相当する。
また、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に配線ＲＷ［ｉ＋１］から第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１、ｊ］が入力される。そして、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］は、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１、ｊ］に応じた第３のアナログ電位を保持する機能を有する。そして、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］は、第３のアナログ電位に応じた第２のアナログ電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］の電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］は、第２のアナログ電流に相当する。
そして、電流Ｉ［ｉ、ｊ］は、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］を介して配線ＢＬ［ｊ］と配線ＶＲ［ｊ］の間を流れる。電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］は、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］を介して配線ＢＬ［ｊ］と配線ＶＲ［ｊ］の間を流れる。よって、電流Ｉ［ｉ、ｊ］と電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］との和に相当する電流Ｉ［ｊ］が、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］及びメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］を介して配線ＢＬ［ｊ］と配線ＶＲ［ｊ］の間を流れることとなる。
参照用記憶回路１２（ＲＭＥＭ）は、メモリセルＭＣＲ［ｉ］、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］で例示されるメモリセルＭＣＲを有する。メモリセルＭＣＲには、配線ＷＤＲＥＦから第１の参照電位ＶＰＲが入力される。そして、メモリセルＭＣＲは、第１の参照電位ＶＰＲに応じた第１の参照電流を生成する機能を有する。なお、以下、メモリセルＭＣＲ［ｉ］に流れる電流をＩＲＥＦ［ｉ］とし、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に流れる電流をＩＲＥＦ［ｉ＋１］とする。
そして、具体的に、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣＲ［ｉ］に配線ＷＤＲＥＦから第１の参照電位ＶＰＲが入力される。メモリセルＭＣＲ［ｉ］は、第１の参照電位ＶＰＲに応じた第１の参照電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣＲ［ｉ］の電流ＩＲＥＦ［ｉ］は、第１の参照電流に相当する。
また、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に配線ＷＤＲＥＦから第１の参照電位ＶＰＲが入力される。メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］は、第１の参照電位ＶＰＲに応じた第１の参照電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］の電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］は、第１の参照電流に相当する。
そして、メモリセルＭＣＲは、第１の参照電位ＶＰＲを保持する機能を有する。すなわち、メモリセルＭＣＲは、第１の参照電位ＶＰＲを保持することで、第１の参照電位ＶＰＲに応じた第１の参照電流を保持する機能を有すると言える。
また、メモリセルＭＣＲには、配線ＲＷ［ｉ］、配線ＲＷ［ｉ＋１］で例示される配線ＲＷから第２のアナログ電位が入力される。メモリセルＭＣＲは、既に保持されている第１の参照電位ＶＰＲに、第２のアナログ電位を加算し、加算することで得られる第２の参照電位を保持する機能を有する。そして、メモリセルＭＣＲは、第２の参照電位に応じた第２の参照電流を生成する機能を有する。すなわち、メモリセルＭＣＲは、第２の参照電位を保持することで、第２の参照電位に応じた第２の参照電流を保持する機能を有すると言える。
具体的に、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣＲ［ｉ］に配線ＲＷ［ｉ］から第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ、ｊ］が入力される。そして、メモリセルＭＣＲ［ｉ］は、第１の参照電位ＶＰＲ及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ、ｊ］に応じた第２の参照電位を保持する機能を有する。そして、メモリセルＭＣＲ［ｉ］は、第２の参照電位に応じた第２の参照電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣＲ［ｉ］の電流ＩＲＥＦ［ｉ］は、第２の参照電流に相当する。
また、図２２に示す半導体装置１０７では、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に配線ＲＷ［ｉ＋１］から第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１、ｊ］が入力される。そして、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］は、第１の参照電位ＶＰＲ及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１、ｊ］に応じた第２の参照電位を保持する機能を有する。そして、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］は、第２の参照電位に応じた第２の参照電流を生成する機能を有する。すなわち、この場合、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］の電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］は、第２の参照電流に相当する。
そして、電流ＩＲＥＦ［ｉ］は、メモリセルＭＣＲ［ｉ］を介して配線ＢＬＲＥＦと配線ＶＲＲＥＦの間を流れる。電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］は、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］を介して配線ＢＬＲＥＦと配線ＶＲＲＥＦの間を流れる。よって、電流ＩＲＥＦ［ｉ］と電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］との和に相当する電流ＩＲＥＦが、メモリセルＭＣＲ［ｉ］及びメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］を介して配線ＢＬＲＥＦと配線ＶＲＲＥＦの間を流れることとなる。
電流源回路１５は、配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦと同じ値の電流、もしくは電流ＩＲＥＦに対応する電流を、配線ＢＬに供給する機能を有する。そして、後述するオフセットの電流を設定する際には、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］及びメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］を介して配線ＢＬ［ｊ］と配線ＶＲ［ｊ］の間を流れる電流Ｉ［ｊ］が、メモリセルＭＣＲ［ｉ］及びメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］を介して配線ＢＬＲＥＦと配線ＶＲＲＥＦの間を流れる電流ＩＲＥＦと異なる場合、差分の電流は回路１３または回路１４に流れる。回路１３は電流ソース回路としての機能を有し、回路１４は電流シンク回路としての機能を有する。
具体的に、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも大きい場合、回路１３は、電流Ｉ［ｊ］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ΔＩ［ｊ］を生成する機能を有する。また、回路１３は、生成した電流ΔＩ［ｊ］を配線ＢＬ［ｊ］に供給する機能を有する。すなわち、回路１３は、電流ΔＩ［ｊ］を保持する機能を有すると言える。
また、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、回路１４は、電流Ｉ［ｊ］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ΔＩ［ｊ］を生成する機能を有する。また、回路１４は、生成した電流ΔＩ［ｊ］を配線ＢＬ［ｊ］から引き込む機能を有する。すなわち、回路１４は、電流ΔＩ［ｊ］を保持する機能を有すると言える。
次いで、図２２に示す半導体装置１０７の動作の一例について説明する。
まず、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に第１のアナログ電位に応じた電位を格納する。具体的には、第１の参照電位ＶＰＲから第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］を差し引いた電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］が、配線ＷＤ［ｊ］を介してメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に入力される。メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］が保持される。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］に応じた電流Ｉ［ｉ、ｊ］が生成される。例えば、第１の参照電位ＶＰＲは、接地電位よりも高いハイレベルの電位とする。具体的には、接地電位よりも高く、電流源回路１５に供給されるハイレベルの電位ＶＤＤと同程度か、それ以下の電位であることが望ましい。
また、メモリセルＭＣＲ［ｉ］に第１の参照電位ＶＰＲを格納する。具体的には、電位ＶＰＲが、配線ＷＤＲＥＦを介してメモリセルＭＣＲ［ｉ］に入力される。メモリセルＭＣＲ［ｉ］では、電位ＶＰＲが保持される。また、メモリセルＭＣＲ［ｉ］では、電位ＶＰＲに応じた電流ＩＲＥＦ［ｉ］が生成される。
また、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に第１のアナログ電位に応じた電位を格納する。具体的には、第１の参照電位ＶＰＲから第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］を差し引いた電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が、配線ＷＤ［ｊ］を介してメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に入力される。メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が保持される。また、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］に応じた電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］が生成される。
また、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に第１の参照電位ＶＰＲを格納する。具体的には、電位ＶＰＲが、配線ＷＤＲＥＦを介してメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に入力される。メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］では、電位ＶＰＲが保持される。また、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］では、電位ＶＰＲに応じた電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］が生成される。
上記動作において、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］は基準電位とする。例えば、基準電位として接地電位、接地電位よりも低いローレベルの電位ＶＳＳなどを用いることができる。或いは、基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位を用いると、第２のアナログ電位Ｖｗを正負にしても、配線ＲＷの電位を接地電位よりも高くできるので信号の生成を容易にすることができ、正負のアナログデータに対する積演算が可能になるので好ましい。
上記動作により、配線ＢＬ［ｊ］には、配線ＢＬ［ｊ］に電気的に接続されたメモリセルＭＣにおいてそれぞれ生成される電流を合わせた電流が、流れることとなる。具体的に図２２では、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］で生成される電流Ｉ［ｉ、ｊ］と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］で生成される電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］とを合わせた電流Ｉ［ｊ］が流れる。また、上記動作により、配線ＢＬＲＥＦには、配線ＢＬＲＥＦに電気的に接続されたメモリセルＭＣＲにおいてそれぞれ生成される電流を合わせた電流が、流れることとなる。具体的に図２２では、メモリセルＭＣＲ［ｉ］で生成される電流ＩＲＥＦ［ｉ］と、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］で生成される電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］とを合わせた電流ＩＲＥＦが流れる。
次いで、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位を基準電位としたまま、第１のアナログ電位を入力することによって得られる電流Ｉ［ｊ］と第１の参照電位を入力することによって得られる電流ＩＲＥＦとの差分から得られるオフセットの電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を、回路１３または回路１４において保持する。
具体的に、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも大きい場合、回路１３は電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を配線ＢＬ［ｊ］に供給する。すなわち、回路１３に流れる電流ＩＣＭ［ｊ］は電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］に相当することとなる。そして、当該電流ＩＣＭ［ｊ］の値は回路１３において保持される。また、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、回路１４は電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を配線ＢＬ［ｊ］から引き込む。すなわち、回路１４に流れる電流ＩＣＰ［ｊ］は電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］に相当することとなる。そして、当該電流ＩＣＰ［ｊ］の値は回路１４において保持される。
次いで、既にメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］において保持されている第１のアナログ電位に加算するように、第２のアナログ電位をメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に格納する。具体的には、配線ＲＷ［ｉ］の電位を基準電位に対してＶｗ［ｉ］だけ高い電位とすることで、第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］が、配線ＲＷ［ｉ］を介してメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に入力される。メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ］が保持される。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ］に応じた電流Ｉ［ｉ、ｊ］が生成される。
また、既にメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］において保持されている第１のアナログ電位に加算するように、第２のアナログ電位をメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に格納する。具体的には、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位を基準電位に対してＶｗ［ｉ＋１］だけ高い電位とすることで、第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］が、配線ＲＷ［ｉ＋１］を介してメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に入力される。メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ＋１］が保持される。また、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］では、電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ＋１］に応じた電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］が生成される。
なお、電位を電流に変換する素子として飽和領域で動作するトランジスタＴｒ１を用いる場合、配線ＲＷ［ｉ］の電位がＶｗ［ｉ］であり、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位がＶｗ［ｉ＋１］であると仮定すると、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］が有するトランジスタＴｒ１のドレイン電流が電流Ｉ［ｉ、ｊ］に相当するので、第２のアナログ電流は以下の式ａ９で表される。なお、ｋは係数、ＶｔｈはトランジスタＴｒ１の閾値電圧である。
Ｉ［ｉ、ｊ］＝ｋ（Ｖｗ［ｉ］−Ｖｔｈ＋ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］）２ （ａ９）
また、メモリセルＭＣＲ［ｉ］が有するトランジスタＴｒ１のドレイン電流が電流ＩＲＥＦ［ｉ］に相当するので、第２の参照電流は以下の式ａ１０で表される。
ＩＲＥＦ［ｉ］＝ｋ（Ｖｗ［ｉ］−Ｖｔｈ＋ＶＰＲ）２ （ａ１０）
そして、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に流れる電流Ｉ［ｉ、ｊ］と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に流れる電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］の和に相当する電流Ｉ［ｊ］は、Ｉ［ｊ］＝ΣｉＩ［ｉ、ｊ］であり、メモリセルＭＣＲ［ｉ］に流れる電流ＩＲＥＦ［ｉ］と、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に流れる電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］の和に相当する電流ＩＲＥＦは、ＩＲＥＦ＝ΣｉＩＲＥＦ［ｉ］となり、その差分に相当する電流ΔＩ［ｊ］は以下の式ａ１１で表される。
ΔＩ［ｊ］＝ＩＲＥＦ−Ｉ［ｊ］＝ΣｉＩＲＥＦ［ｉ］−ΣｉＩ［ｉ、ｊ］ （ａ１１）
式ａ９、式ａ１０、式ａ１１から、電流ΔＩ［ｊ］は以下の式ａ１２のように導き出される。
ΔＩ［ｊ］
＝Σｉ｛ｋ（Ｖｗ［ｉ］−Ｖｔｈ＋ＶＰＲ）２−ｋ（Ｖｗ［ｉ］−Ｖｔｈ＋ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］）２｝
＝２ｋΣｉ（Ｖｗ［ｉ］・Ｖｘ［ｉ、ｊ］）−２ｋΣｉ（Ｖｔｈ−ＶＰＲ）・Ｖｘ［ｉ、ｊ］−ｋΣｉＶｘ［ｉ、ｊ］２ （ａ１２）
式ａ１２において、２ｋΣｉ（Ｖｗ［ｉ］・Ｖｘ［ｉ、ｊ］）で示される項は、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］の積と、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］の積と、の和に相当する。
また、Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］は、配線ＲＷ［ｉ］の電位を全て基準電位としたとき、すなわち第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］を０、第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］を０としたときの電流ΔＩ［ｊ］とすると、式ａ１２から、以下の式ａ１３が導き出される。
Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］＝−２ｋΣｉ（Ｖｔｈ−ＶＰＲ）・Ｖｘ［ｉ、ｊ］−ｋΣｉＶｘ［ｉ、ｊ］２ （ａ１３）
したがって、式ａ１１乃至式ａ１３から、第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値に相当する２ｋΣｉ（Ｖｗ［ｉ］・Ｖｘ［ｉ、ｊ］）は、以下の式ａ１４で表されることが分かる。
２ｋΣｉ（Ｖｗ［ｉ］・Ｖｘ［ｉ、ｊ］）＝ＩＲＥＦ−Ｉ［ｊ］−Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］ （ａ１４）
そして、メモリセルＭＣに流れる電流の和を電流Ｉ［ｊ］、メモリセルＭＣＲに流れる電流の和を電流ＩＲＥＦ、回路１３または回路１４に流れる電流を電流Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］とすると、配線ＲＷ［ｉ］の電位をＶｗ［ｉ］、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位をＶｗ［ｉ＋１］としたときに配線ＢＬ［ｊ］から流れ出る電流Ｉｏｕｔ［ｊ］は、ＩＲＥＦ−Ｉ［ｊ］−Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］で表される。式ａ１４から、電流Ｉｏｕｔ［ｊ］は、２ｋΣｉ（Ｖｗ［ｉ］・Ｖｘ［ｉ、ｊ］）であり、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］の積と、第２のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］の積と、の和に相当することが分かる。
なお、トランジスタＴｒ１は飽和領域で動作させることが望ましいが、トランジスタＴｒ１の動作領域が理想的な飽和領域と異なっていたとしても、第１のアナログ電位Ｖｘ［ｉ、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］の積と、第２のアナログ電位Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］及び第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］の積との和に相当する電流を、所望の範囲内の精度で問題なく得ることができる場合は、トランジスタＴｒ１は飽和領域で動作しているものとみなせる。
例えば、ｊ列目のメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至［Ｍ、ｊ］に第ｌ層の各ニューロンの重み係数ｗｎ１ （ｌ）乃至ｗｎＭ （ｌ）を第１のアナログデータとしてそれぞれ格納し、配線ＲＷ［１］乃至配線ＲＷ［Ｍ］を介して第（ｌ−１）層のニューロンの出力ｚ１ （ｌ−１）乃至出力ｚＭ （ｌ−１）をメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至メモリセルＭＣ［Ｍ、ｊ］に第２のアナログデータとしてそれぞれ入力する。上記動作により、第ｌ層の第ｎのニューロンへの入力の総和（ネット値）ｕｎ （ｌ）を、電流ΔＩｏｕｔ［ｊ］から得ることができる。従って、半導体装置１０７を用いることにより、式ａ１の演算を行うことができる。
例えば、ｊ列目のメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至［Ｍ、ｊ］に第（ｌ＋１）層の各ニューロンの重み係数ｗｎ１ （ｌ＋１）乃至ｗｎＭ （ｌ＋１）を第１のアナログデータとしてそれぞれ格納し、配線ＲＷ［１］乃至配線ＲＷ［Ｍ］を介して第ｌ層のニューロンの出力ｚ１ ｌ乃至出力ｚＭ ｌをメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至メモリセルＭＣ［Ｍ、ｊ］に第２のアナログデータとしてそれぞれ入力する。上記動作により、第（ｌ＋１）層の第ｋのニューロンへの入力の総和（ネット値）ｕｋ （ｌ＋１）を、電流ΔＩｏｕｔ［ｊ］から得ることができる。従って、半導体装置１０７を用いることにより、式ａ３の演算を行うことができる。
例えば、ｊ列目のメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至［Ｋ、ｊ］に第（ｌ＋１）層の各ニューロンの重み係数ｗｎ１ （ｌ＋１）乃至ｗｎＫ （ｌ＋１）を第１のアナログデータとしてそれぞれ格納し、配線ＲＷ［１］乃至配線ＲＷ［Ｋ］を介して第（ｌ＋１）層のニューロンの誤差δ１ （ｌ＋１）乃至δＫ （ｌ＋１）をメモリセルＭＣ［１、ｊ］乃至［Ｋ、ｊ］に第２のアナログデータとしてそれぞれ入力する。上記動作により、式ａ５におけるΣｋδｋ （ｌ＋１）・ｗｋｎ （ｌ＋１）の値を、電流ΔＩｏｕｔ［ｊ］から得ることができる。従って、半導体装置１０７を用いることにより、式ａ５の演算の一部を行うことができる。
本発明の一態様により、アナログデータの演算処理をデジタルデータに変換せずとも実行することができるので、演算回路の回路規模を小さく抑えることができる。或いは、本発明の一態様により、アナログデータの演算処理をデジタルデータに変換せずとも実行することができるので、アナログデータの演算処理に要する時間を抑えることができる。或いは、本発明の一態様により、アナログデータの演算処理に要する時間を抑えつつ、演算回路の低消費電力化を実現することができる。
次いで、記憶回路１１（ＭＥＭ）と、参照用記憶回路１２（ＲＭＥＭ）の具体的な構成の一例について、図２３を用いて説明する。
図２３では、記憶回路１１（ＭＥＭ）がｙ行ｘ列の複数のメモリセルＭＣを有し、参照用記憶回路１２（ＲＭＥＭ）がｙ行１列の複数のメモリセルＭＣＲを有する場合を例示している。
記憶回路１１は、配線ＲＷと、配線ＷＷと、配線ＷＤと、配線ＶＲと、配線ＢＬとに電気的に接続されている。図２３では、配線ＲＷ［１］乃至配線ＲＷ［ｙ］が各行のメモリセルＭＣにそれぞれ電気的に接続され、配線ＷＷ［１］乃至配線ＷＷ［ｙ］が各行のメモリセルＭＣにそれぞれ電気的に接続され、配線ＷＤ［１］乃至配線ＷＤ［ｘ］が各列のメモリセルＭＣにそれぞれ電気的に接続されて、配線ＢＬ［１］乃至配線ＢＬ［ｘ］が各列のメモリセルＭＣにそれぞれ電気的に接続されている場合を例示している。また、図２３では、配線ＶＲ［１］乃至配線ＶＲ［ｘ］が各列のメモリセルＭＣにそれぞれ電気的に接続されている場合を例示している。なお、配線ＶＲ［１］乃至配線ＶＲ［ｘ］は、互いに電気的に接続されていても良い。
そして、参照用記憶回路１２は、配線ＲＷと、配線ＷＷと、配線ＷＤＲＥＦと、配線ＶＲＲＥＦと、配線ＢＬＲＥＦとに電気的に接続されている。図２３では、配線ＲＷ［１］乃至配線ＲＷ［ｙ］が各行のメモリセルＭＣＲにそれぞれ電気的に接続され、配線ＷＷ［１］乃至配線ＷＷ［ｙ］が各行のメモリセルＭＣＲにそれぞれ電気的に接続され、配線ＷＤＲＥＦが一列のメモリセルＭＣＲにそれぞれ電気的に接続され、配線ＢＬＲＥＦが一列のメモリセルＭＣＲにそれぞれ電気的に接続され、配線ＶＲＲＥＦが一列のメモリセルＭＣＲにそれぞれ電気的に接続されている場合を例示している。なお、配線ＶＲＲＥＦは、配線ＶＲ［１］乃至配線ＶＲ［ｘ］に電気的に接続されていても良い。
次いで、図２３に示した複数のメモリセルＭＣのうち、任意の２行２列のメモリセルＭＣと、図２３に示した複数のメモリセルＭＣＲのうち、任意の２行１列のメモリセルＭＣＲとの、具体的な回路構成と接続関係とを、一例として図２４に示す。
具体的に図２４では、ｉ行ｊ列目のメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］と、ｉ＋１行ｊ列目のメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］と、ｉ行ｊ＋１列目のメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］と、ｉ＋１行ｊ＋１列目のメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］とを図示している。また、具体的に図２４では、ｉ行目のメモリセルＭＣＲ［ｉ］と、ｉ＋１行目のメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］とを図示している。なお、ｉは１からｙ−１までの任意の数で、ｊは１からｘ−１までの任意の数とする。
ｉ行目のメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］と、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］と、メモリセルＭＣＲ［ｉ］とは、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＷＷ［ｉ］に電気的に接続されている。また、ｉ＋１行目のメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］と、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］とは、配線ＲＷ［ｉ＋１］及び配線ＷＷ［ｉ＋１］に電気的に接続されている。
ｊ列目のメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］とは、配線ＷＤ［ｊ］、配線ＶＲ［ｊ］、及び配線ＢＬ［ｊ］に電気的に接続されている。また、ｊ＋１列目のメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］とは、配線ＷＤ［ｊ＋１］、配線ＶＲ［ｊ＋１］、及び配線ＢＬ［ｊ＋１］に電気的に接続されている。また、メモリセルＭＣＲ［ｉ］と、ｉ＋１行目のメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］とは、配線ＷＤＲＥＦ、配線ＶＲＲＥＦ、及び配線ＢＬＲＥＦに電気的に接続されている。
そして、各メモリセルＭＣと各メモリセルＭＣＲとは、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、容量素子Ｃ７と、を有する。トランジスタＴｒ２は、メモリセルＭＣまたはメモリセルＭＣＲへの第１のアナログ電位の入力を制御する機能を有する。トランジスタＴｒ１は、ゲートに入力された電位に従って、アナログ電流を生成する機能を有する。容量素子Ｃ７は、メモリセルＭＣまたはメモリセルＭＣＲにおいて保持されている第１のアナログ電位に、第２のアナログ電位を加算する機能を有する。
具体的に、図２４に示すメモリセルＭＣでは、トランジスタＴｒ２は、ゲートが配線ＷＷに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＷＤに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタＴｒ１のゲートに電気的に接続されている。また、トランジスタＴｒ１は、ソース又はドレインの一方が配線ＶＲに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が配線ＢＬに電気的に接続されている。容量素子Ｃ７は、第１の電極が配線ＲＷに電気的に接続され、第２の電極がトランジスタＴｒ１のゲートに電気的に接続されている。
また、図２４に示すメモリセルＭＣＲでは、トランジスタＴｒ２は、ゲートが配線ＷＷに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＷＤＲＥＦに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタＴｒ１のゲートに電気的に接続されている。また、トランジスタＴｒ１は、ソース又はドレインの一方が配線ＶＲＲＥＦに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が配線ＢＬＲＥＦに電気的に接続されている。容量素子Ｃ７は、第１の電極が配線ＲＷに電気的に接続され、第２の電極がトランジスタＴｒ１のゲートに電気的に接続されている。
メモリセルＭＣにおいてトランジスタＴｒ１のゲートをノードＮとすると、メモリセルＭＣでは、トランジスタＴｒ２を介してノードＮに第１のアナログ電位が入力され、次いでトランジスタＴｒ２がオフになるとノードＮが浮遊状態になり、ノードＮにおいて第１のアナログ電位が保持される。また、メモリセルＭＣでは、ノードＮが浮遊状態になると、容量素子Ｃ７の第１の電極に入力された第２のアナログ電位がノードＮに与えられる。上記動作により、ノードＮは、第１のアナログ電位に、第２のアナログ電位が加算されることで得られる電位となる。
なお、容量素子Ｃ７の第１の電極の電位は容量素子Ｃ７を介してノードＮに与えられるため、実際には、第１の電極の電位の変化量がそのままノードＮの電位の変化量に反映されるわけではない。具体的には、容量素子Ｃ７の容量値と、トランジスタＴｒ１のゲート容量の容量値と、寄生容量の容量値とから一意に決まる結合係数を、第１の電極の電位の変化量に乗ずることで、ノードＮの電位の変化量を正確に算出することができる。以下、説明を分かり易くするために、第１の電極の電位の変化量がほぼノードＮの電位の変化量に反映されるものとして説明を行う。
トランジスタＴｒ１は、ノードＮの電位にしたがってそのドレイン電流が定まる。よって、トランジスタＴｒ２がオフになることでノードＮの電位が保持されると、トランジスタＴｒ１のドレイン電流の値も保持される。上記ドレイン電流には第１のアナログ電位と第２のアナログ電位が反映されている。
また、メモリセルＭＣＲにおいてトランジスタＴｒ１のゲートをノードＮＲＥＦとすると、メモリセルＭＣＲでは、トランジスタＴｒ２を介してノードＮＲＥＦに第１の参照電位が入力され、次いでトランジスタＴｒ２がオフになるとノードＮＲＥＦが浮遊状態になり、ノードＮＲＥＦにおいて第１の参照電位が保持される。また、メモリセルＭＣＲでは、ノードＮＲＥＦが浮遊状態になると、容量素子Ｃ７の第１の電極に入力された第２のアナログ電位がノードＮＲＥＦに与えられる。上記動作により、ノードＮＲＥＦは、第１の参照電位に、第２のアナログ電位が加算されることで得られる電位となる。
トランジスタＴｒ１は、ノードＮＲＥＦの電位にしたがってそのドレイン電流が定まる。よって、トランジスタＴｒ２がオフになることでノードＮＲＥＦの電位が保持されると、トランジスタＴｒ１のドレイン電流の値も保持される。上記ドレイン電流には第１の参照電位と第２のアナログ電位が反映されている。
メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流Ｉ［ｉ、ｊ］とし、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ］とすると、配線ＢＬ［ｊ］からメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］及びメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に供給される電流の和は、電流Ｉ［ｊ］となる。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流Ｉ［ｉ、ｊ＋１］とし、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流Ｉ［ｉ＋１、ｊ＋１］とすると、配線ＢＬ［ｊ＋１］からメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］及びメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］に供給される電流の和は、電流Ｉ［ｊ＋１］となる。また、メモリセルＭＣＲ［ｉ］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流ＩＲＥＦ［ｉ］とし、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］のトランジスタＴｒ１に流れるドレイン電流を電流ＩＲＥＦ［ｉ＋１］とすると、配線ＢＬＲＥＦからメモリセルＭＣＲ［ｉ］及びメモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］に供給される電流の和は、電流ＩＲＥＦとなる。
次いで、回路１３と、回路１４と、電流源回路１５（ＣＲＥＦ）の具体的な構成の一例について、図２５を用いて説明する。
図２５では、図２４に示すメモリセルＭＣとメモリセルＭＣＲに対応した、回路１３、回路１４、電流源回路１５の構成の一例を示している。具体的に、図２５に示す回路１３は、ｊ列目のメモリセルＭＣに対応した回路１３［ｊ］と、ｊ＋１列目のメモリセルＭＣに対応した回路１３［ｊ＋１］とを有する。また、図２５に示す回路１４は、ｊ列目のメモリセルＭＣに対応した回路１４［ｊ］と、ｊ＋１列目のメモリセルＭＣに対応した回路１４［ｊ＋１］とを有する。
そして、回路１３［ｊ］及び回路１４［ｊ］は、配線ＢＬ［ｊ］に電気的に接続されている。また、回路１３［ｊ＋１］及び回路１４［ｊ＋１］は、配線ＢＬ［ｊ＋１］に電気的に接続されている。
電流源回路１５は、配線ＢＬ［ｊ］、配線ＢＬ［ｊ＋１］、配線ＢＬＲＥＦに電気的に接続されている。そして、電流源回路１５は、配線ＢＬＲＥＦに電流ＩＲＥＦを供給する機能と、電流ＩＲＥＦと同じ電流または電流ＩＲＥＦに応じた電流を、配線ＢＬ［ｊ］及び配線ＢＬ［ｊ＋１］のそれぞれに供給する機能を有する。
具体的に、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］は、トランジスタＴｒ７乃至Ｔｒ９と、容量素子Ｃ９とをそれぞれ有する。オフセットの電流を設定する際に、回路１３［ｊ］において、トランジスタＴｒ７は、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも大きい場合に、電流Ｉ［ｊ］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ＩＣＭ［ｊ］を生成する機能を有する。また、回路１３［ｊ＋１］において、トランジスタＴｒ７は、電流Ｉ［ｊ＋１］が電流ＩＲＥＦよりも大きい場合に、電流Ｉ［ｊ＋１］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ＩＣＭ［ｊ＋１］を生成する機能を有する。電流ＩＣＭ［ｊ］及び電流ＩＣＭ［ｊ＋１］は、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］から配線ＢＬ［ｊ］及び配線ＢＬ［ｊ＋１］に供給される。
そして、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］において、トランジスタＴｒ７は、ソース又はドレインの一方が対応する配線ＢＬに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ８は、ソース又はドレインの一方が配線ＢＬに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方がトランジスタＴｒ７のゲートに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ９は、ソース又はドレインの一方がトランジスタＴｒ７のゲートに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。容量素子Ｃ９は、第１の電極がトランジスタＴｒ７のゲートに電気的に接続されており、第２の電極が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ８のゲートは配線ＯＳＭに電気的に接続されており、トランジスタＴｒ９のゲートは配線ＯＲＭに電気的に接続されている。
なお、図２５では、トランジスタＴｒ７がｐチャネル型であり、トランジスタＴｒ８及びＴｒ９がｎチャネル型である場合を例示している。
また、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］は、トランジスタＴｒ４乃至Ｔｒ６と、容量素子Ｃ８とをそれぞれ有する。オフセットの電流を設定する際に、回路１４［ｊ］において、トランジスタＴｒ４は、電流Ｉ［ｊ］が電流ＩＲＥＦよりも小さい場合に、電流Ｉ［ｊ］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ＩＣＰ［ｊ］を生成する機能を有する。また、回路１４［ｊ＋１］において、トランジスタＴｒ４は、電流Ｉ［ｊ＋１］が電流ＩＲＥＦよりも小さい場合に、電流Ｉ［ｊ＋１］と電流ＩＲＥＦの差分に相当する電流ＩＣＰ［ｊ＋１］を生成する機能を有する。電流ＩＣＰ［ｊ］及び電流ＩＣＰ［ｊ＋１］は、配線ＢＬ［ｊ］及び配線ＢＬ［ｊ＋１］から回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］に引き込まれる。
なお、電流ＩＣＭ［ｊ］と電流ＩＣＰ［ｊ］とが、Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ］に相当する。また、なお、電流ＩＣＭ［ｊ＋１］と電流ＩＣＰ［ｊ＋１］とが、Ｉｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］に相当する。
そして、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］において、トランジスタＴｒ４は、ソース又はドレインの一方が対応する配線ＢＬに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ５は、ソース又はドレインの一方が配線ＢＬに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方がトランジスタＴｒ４のゲートに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ６は、ソース又はドレインの一方がトランジスタＴｒ４のゲートに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。容量素子Ｃ８は、第１の電極がトランジスタＴｒ４のゲートに電気的に接続されており、第２の電極が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは配線ＯＳＰに電気的に接続されており、トランジスタＴｒ６のゲートは配線ＯＲＰに電気的に接続されている。
なお、図２５では、トランジスタＴｒ４乃至Ｔｒ６がｎチャネル型である場合を例示している。
また、電流源回路１５は、配線ＢＬに対応したトランジスタＴｒ１０と、配線ＢＬＲＥＦに対応したトランジスタＴｒ１１とを有する。具体的に、図２５に示す電流源回路１５は、トランジスタＴｒ１０として、配線ＢＬ［ｊ］に対応したトランジスタＴｒ１０［ｊ］と、配線ＢＬ［ｊ＋１］に対応したトランジスタＴｒ１０［ｊ＋１］とを有する場合を例示している。
そして、トランジスタＴｒ１０のゲートは、トランジスタＴｒ１１のゲートに電気的に接続されている。また、トランジスタＴｒ１０は、ソース又はドレインの一方が対応する配線ＢＬに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１１は、ソース又はドレインの一方が配線ＢＬＲＥＦに電気的に接続されており、ソース又はドレインの他方が所定の電位が供給される配線に電気的に接続されている。
トランジスタＴｒ１０とトランジスタＴｒ１１とは、同じ極性を有している。図２５では、トランジスタＴｒ１０とトランジスタＴｒ１１とが、共にｐチャネル型を有する場合を例示している。
トランジスタＴｒ１１のドレイン電流は電流ＩＲＥＦに相当する。そして、トランジスタＴｒ１０とトランジスタＴｒ１１とはカレントミラー回路としての機能を有するため、トランジスタＴｒ１０のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１１のドレイン電流とほぼ同じ値、またはトランジスタＴｒ１１のドレイン電流に応じた値となる。
なお、図２５に示した回路１３［ｊ］と回路１４［ｊ］の間にスイッチを設けても良い。また、回路１３［ｊ＋１］と回路１４［ｊ＋１］の間にスイッチを設けても良い。或いは、電流源回路１５が有するトランジスタＴｒ１１と、参照用記憶回路１２との間にスイッチを設けても良い。
次いで、図２４及び図２５を用いて、本発明の一態様に係る半導体装置１０７の具体的な動作の一例について説明する。
図２６は、図２４に示すメモリセルＭＣ、メモリセルＭＣＲと、図２５に示す回路１３、回路１４、電流源回路１５の動作を示すタイミングチャートの一例に相当する。図２６では、時刻Ｔ０１乃至時刻Ｔ０４において、メモリセルＭＣ及びメモリセルＭＣＲに第１のアナログデータを格納する動作が行われる。時刻Ｔ０５乃至時刻Ｔ１０において、回路１３及び回路１４にオフセットの電流Ｉｏｆｆｓｅｔを設定する動作が行われる。時刻Ｔ１１乃至時刻Ｔ１６において、第１のアナログデータと第２のアナログデータとの積和値に対応したデータを取得する動作が行われる。
なお、配線ＶＲ［ｊ］及び配線ＶＲ［ｊ＋１］にはローレベルの電位が供給されるものとする。また、回路１３に電気的に接続される所定の電位を有する配線は、全てハイレベルの電位ＶＤＤが供給されるものとする。また、回路１４に電気的に接続される所定の電位を有する配線は、全てローレベルの電位ＶＳＳが供給されるものとする。また、電流源回路１５に電気的に接続される所定の電位を有する配線は、全てハイレベルの電位ＶＤＤが供給されるものとする。
また、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４、Ｔｒ７、Ｔｒ１０［ｊ］、Ｔｒ１０［ｊ＋１］、Ｔｒ１１は飽和領域で動作するものとする。
まず、時刻Ｔ０１乃至時刻Ｔ０２において、配線ＷＷ［ｉ］にハイレベルの電位が与えられ、配線ＷＷ［ｉ＋１］にローレベルの電位が与えられる。上記動作により、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ］においてトランジスタＴｒ２がオンになる。また、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］においてトランジスタＴｒ２がオフの状態を維持する。
また、時刻Ｔ０１乃至時刻Ｔ０２では、図２４に示す配線ＷＤ［ｊ］と配線ＷＤ［ｊ＋１］とに、第１の参照電位ＶＰＲから第１のアナログ電位を差し引いた電位がそれぞれ与えられる。具体的に、配線ＷＤ［ｊ］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］が与えられ、配線ＷＤ［ｊ＋１］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ＋１］が与えられる。また、配線ＷＤＲＥＦには第１の参照電位ＶＰＲが与えられ、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］には基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。
よって、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］のノードＮ［ｉ、ｊ］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］が与えられ、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］のノードＮ［ｉ、ｊ＋１］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ＋１］が与えられ、メモリセルＭＣＲ［ｉ］のノードＮＲＥＦ［ｉ］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲが与えられる。
時刻Ｔ０２が終了すると、図２４に示す配線ＷＷ［ｉ］に与えられる電位はハイレベルからローレベルに変化し、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ］においてトランジスタＴｒ２がオフになる。上記動作により、ノードＮ［ｉ、ｊ］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］が保持され、ノードＮ［ｉ、ｊ＋１］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ＋１］が保持され、ノードＮＲＥＦ［ｉ］には電位ＶＰＲが保持される。
次いで、時刻Ｔ０３乃至時刻Ｔ０４において、図２４に示す配線ＷＷ［ｉ］の電位はローレベルに維持され、配線ＷＷ［ｉ＋１］にハイレベルの電位が与えられる。上記動作により、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］においてトランジスタＴｒ２がオンになる。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ］においてトランジスタＴｒ２がオフの状態を維持する。
また、時刻Ｔ０３乃至時刻Ｔ０４では、図２４に示す配線ＷＤ［ｊ］と配線ＷＤ［ｊ＋１］とに、第１の参照電位ＶＰＲから第１のアナログ電位を差し引いた電位がそれぞれ与えられる。具体的に、配線ＷＤ［ｊ］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が与えられ、配線ＷＤ［ｊ＋１］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ＋１］が与えられる。また、配線ＷＤＲＥＦには第１の参照電位ＶＰＲが与えられ、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］には基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。
よって、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］のノードＮ［ｉ＋１、ｊ］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が与えられ、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］のノードＮ［ｉ＋１、ｊ＋１］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ＋１］が与えられ、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］のノードＮＲＥＦ［ｉ＋１］にはトランジスタＴｒ２を介して電位ＶＰＲが与えられる。
時刻Ｔ０４が終了すると、図２４に示す配線ＷＷ［ｉ＋１］に与えられる電位はハイレベルからローレベルに変化し、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］、メモリセルＭＣＲ［ｉ＋１］においてトランジスタＴｒ２がオフになる。上記動作により、ノードＮ［ｉ＋１、ｊ］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］が保持され、ノードＮ［ｉ＋１、ｊ＋１］には電位ＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ＋１］が保持され、ノードＮＲＥＦ［ｉ＋１］には電位ＶＰＲが保持される。
次いで、時刻Ｔ０５乃至時刻Ｔ０６において、図２５に示す配線ＯＲＰ及び配線ＯＲＭにハイレベルの電位が与えられる。図２５に示す回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］では、配線ＯＲＭにハイレベルの電位が与えられることで、トランジスタＴｒ９がオンになり、トランジスタＴｒ７のゲートは電位ＶＤＤが与えられることでリセットされる。また、図２５に示す回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］では、配線ＯＲＰにハイレベルの電位が与えられることで、トランジスタＴｒ６がオンになり、トランジスタＴｒ４のゲートは電位ＶＳＳが与えられることでリセットされる。
時刻Ｔ０６が終了すると、図２５に示す配線ＯＲＰ及び配線ＯＲＭに与えられる電位はハイレベルからローレベルに変化し、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ９がオフになり、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ６がオフになる。上記動作により、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ７のゲートに電位ＶＤＤが保持され、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ４のゲートに電位ＶＳＳが保持される。
次いで、時刻Ｔ０７乃至時刻Ｔ０８において、図２５に示す配線ＯＳＰにハイレベルの電位が与えられる。また、図２４に示す配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］には基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。配線ＯＳＰにハイレベルの電位が与えられることにより、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ５がオンになる。
配線ＢＬ［ｊ］に流れるＩ［ｊ］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、すなわちΔＩ［ｊ］が正の場合、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］のトランジスタＴｒ１が引き込むことのできる電流と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］のトランジスタＴｒ１が引き込むことのできる電流との和が、トランジスタＴｒ１０［ｊ］のドレイン電流より小さいことを意味する。よって、電流ΔＩ［ｊ］が正の場合、回路１４［ｊ］においてトランジスタＴｒ５がオンになると、トランジスタＴｒ１０［ｊ］のドレイン電流の一部がトランジスタＴｒ４のゲートに流れ込み、当該ゲートの電位が上昇し始める。そして、トランジスタＴｒ４のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ］とほぼ等しくなると、トランジスタＴｒ４のゲートの電位は所定の値に収束する。このときのトランジスタＴｒ４のゲートの電位は、トランジスタＴｒ４のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ］、すなわちＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ］（＝ＩＣＰ［ｊ］）となる電位に相当する。つまり、回路１４［ｊ］のトランジスタＴｒ４は、電流ＩＣＰ［ｊ］を流し得る電流源に設定された状態であると言える。
同様に、配線ＢＬ［ｊ＋１］に流れるＩ［ｊ＋１］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、つまり電流ΔＩ［ｊ＋１］が正の場合、回路１４［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ５がオンになると、トランジスタＴｒ１０［ｊ＋１］のドレイン電流の一部がトランジスタＴｒ４のゲートに流れ込み、当該ゲートの電位が上昇し始める。そして、トランジスタＴｒ４のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ＋１］とほぼ等しくなると、トランジスタＴｒ４のゲートの電位は所定の値に収束する。このときのトランジスタＴｒ４のゲートの電位は、トランジスタＴｒ４のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ＋１］、すなわちＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］（＝ＩＣＰ［ｊ＋１］）となる電位に相当する。つまり、回路１４［ｊ＋１］のトランジスタＴｒ４は、電流ＩＣＰ［ｊ＋１］を流し得る電流源に設定された状態であると言える。
時刻Ｔ０８が終了すると、図２５に示す配線ＯＳＰに与えられる電位はハイレベルからローレベルに変化し、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ５がオフになる。上記動作により、トランジスタＴｒ４のゲートの電位は保持される。よって、回路１４［ｊ］は電流ＩＣＰ［ｊ］を流し得る電流源に設定された状態を維持し、回路１４［ｊ＋１］は電流ＩＣＰ［ｊ＋１］を流し得る電流源に設定された状態を維持する。
次いで、時刻Ｔ０９乃至時刻Ｔ１０において、図２５に示す配線ＯＳＭにハイレベルの電位が与えられる。また、図２４に示す配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］には基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。配線ＯＳＭにハイレベルの電位が与えられることにより、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ８がオンになる。
配線ＢＬ［ｊ］に流れるＩ［ｊ］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも大きい場合、すなわちΔＩ［ｊ］が負の場合、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］のトランジスタＴｒ１が引き込むことのできる電流と、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］のトランジスタＴｒ１が引き込むことのできる電流との和が、トランジスタＴｒ１０［ｊ］のドレイン電流より大きいことを意味する。よって、電流ΔＩ［ｊ］が負の場合、回路１３［ｊ］においてトランジスタＴｒ８がオンになると、トランジスタＴｒ７のゲートから配線ＢＬ［ｊ］に電流が流れ出し、当該ゲートの電位が下降し始める。そして、トランジスタＴｒ７のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ］とほぼ等しくなると、トランジスタＴｒ７のゲートの電位は所定の値に収束する。このときのトランジスタＴｒ７のゲートの電位は、トランジスタＴｒ７のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ］、すなわちＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ］（＝ＩＣＭ［ｊ］）となる電位に相当する。つまり、回路１３［ｊ］のトランジスタＴｒ７は、電流ＩＣＭ［ｊ］を流し得る電流源に設定された状態であると言える。
同様に、配線ＢＬ［ｊ＋１］に流れるＩ［ｊ＋１］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも大きい場合、つまり電流ΔＩ［ｊ＋１］が負の場合、回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ８がオンになると、トランジスタＴｒ７のゲートから配線ＢＬ［ｊ＋１］に電流が流れ出し、当該ゲートの電位が下降し始める。そして、トランジスタＴｒ７のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ＋１］の絶対値とほぼ等しくなると、トランジスタＴｒ７のゲートの電位は所定の値に収束する。このときのトランジスタＴｒ７のゲートの電位は、トランジスタＴｒ７のドレイン電流が電流ΔＩ［ｊ＋１］、すなわちＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］（＝ＩＣＭ［ｊ＋１］）の絶対値に等しい電位に相当する。つまり、回路１３［ｊ＋１］のトランジスタＴｒ７は、電流ＩＣＭ［ｊ＋１］を流し得る電流源に設定された状態であると言える。
時刻Ｔ１０が終了すると、図２５に示す配線ＯＳＭに与えられる電位はハイレベルからローレベルに変化し、回路１３［ｊ］及び回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ８がオフになる。上記動作により、トランジスタＴｒ７のゲートの電位は保持される。よって、回路１３［ｊ］は電流ＩＣＭ［ｊ］を流し得る電流源に設定された状態を維持し、回路１３［ｊ＋１］は電流ＩＣＭ［ｊ＋１］を流し得る電流源に設定された状態を維持する。
なお、回路１４［ｊ］及び回路１４［ｊ＋１］において、トランジスタＴｒ４は電流を引き込む機能を有する。そのため、時刻Ｔ０７乃至時刻Ｔ０８において配線ＢＬ［ｊ］に流れる電流Ｉ［ｊ］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも大きくΔＩ［ｊ］が負の場合、或いは、配線ＢＬ［ｊ＋１］に流れる電流Ｉ［ｊ＋１］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも大きくΔＩ［ｊ＋１］が負の場合、回路１４［ｊ］または回路１４［ｊ＋１］から過不足なく配線ＢＬ［ｊ］または配線ＢＬ［ｊ＋１］に電流を供給するのが難しくなる恐れがある。この場合、配線ＢＬ［ｊ］または配線ＢＬ［ｊ＋１］に流れる電流と、配線ＢＬＲＥＦに流れる電流とのバランスを取るために、メモリセルＭＣのトランジスタＴｒ１と、回路１４［ｊ］または回路１４［ｊ＋１］のトランジスタＴｒ４と、トランジスタＴｒ１０［ｊ］またはＴｒ１０［ｊ＋１］とが、共に飽和領域で動作することが困難になる可能性がある。
時刻Ｔ０７乃至時刻Ｔ０８においてΔＩ［ｊ］が負の場合でも、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４、Ｔｒ１０［ｊ］またはＴｒ１０［ｊ＋１］における飽和領域での動作を確保するために、時刻Ｔ０５乃至時刻Ｔ０６において、トランジスタＴｒ７のゲートを電位ＶＤＤにリセットするのではなく、トランジスタＴｒ７のゲートの電位を所定のドレイン電流が得られる程度の高さに設定しておいても良い。上記構成により、トランジスタＴｒ１０［ｊ］またはＴｒ１０［ｊ＋１］のドレイン電流に加えてトランジスタＴｒ７から電流が供給されるため、トランジスタＴｒ１において引き込めない分の電流を、トランジスタＴｒ４においてある程度引き込むことができるため、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４、Ｔｒ１０［ｊ］またはＴｒ１０［ｊ＋１］における飽和領域での動作を確保することができる。
なお、時刻Ｔ０９乃至時刻Ｔ１０において、配線ＢＬ［ｊ］に流れるＩ［ｊ］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、すなわちΔＩ［ｊ］が正の場合、時刻Ｔ０７乃至時刻Ｔ０８において回路１４［ｊ］が電流ＩＣＰ［ｊ］を流し得る電流源に既に設定されているため、回路１３［ｊ］においてトランジスタＴｒ７のゲートの電位はほぼ電位ＶＤＤのままとなる。同様に、配線ＢＬ［ｊ＋１］に流れるＩ［ｊ＋１］が配線ＢＬＲＥＦに流れる電流ＩＲＥＦよりも小さい場合、すなわちΔＩ［ｊ＋１］が正の場合、時刻Ｔ０７乃至時刻Ｔ０８において回路１４［ｊ＋１］が電流ＩＣＰ［ｊ＋１］を流し得る電流源に既に設定されているため、回路１３［ｊ＋１］においてトランジスタＴｒ７のゲートの電位はほぼ電位ＶＤＤのままとなる。
次いで、時刻Ｔ１１乃至時刻Ｔ１２において、図２４に示す配線ＲＷ［ｉ］に第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］が与えられる。また、配線ＲＷ［ｉ＋１］には、基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられたままである。具体的に、配線ＲＷ［ｉ］の電位は、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２に対して電位差Ｖｗ［ｉ］だけ高い電位となるが、以下説明を分かり易くするために、配線ＲＷ［ｉ］の電位は電位Ｖｗ［ｉ］であると仮定する。
配線ＲＷ［ｉ］が電位Ｖｗ［ｉ］になると、容量素子Ｃ７の第１の電極の電位の変化量がほぼノードＮの電位の変化量に反映されるものと仮定すると、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ］となり、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ＋１］＋Ｖｗ［ｉ］となる。そして、上記の式ａ１４から、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］に対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を差し引いた電流、すなわち、配線ＢＬ［ｊ］から流れ出る電流Ｉｏｕｔ［ｊ］に反映されることが分かる。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］に対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ＋１］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］を差し引いた電流、すなわち、配線ＢＬ［ｊ＋１］から流れ出る電流Ｉｏｕｔ［ｊ＋１］に反映されることが分かる。
時刻Ｔ１２が終了すると、配線ＲＷ［ｉ］には、再度、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。
次いで、時刻Ｔ１３乃至時刻Ｔ１４において、図２４に示す配線ＲＷ［ｉ＋１］に第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］が与えられる。また、配線ＲＷ［ｉ］には、基準電位として電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられたままである。具体的に、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位は、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２に対して電位差Ｖｗ［ｉ＋１］だけ高い電位となるが、以下説明を分かり易くするために、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位は電位Ｖｗ［ｉ＋１］であると仮定する。
配線ＲＷ［ｉ＋１］が電位Ｖｗ［ｉ＋１］になると、容量素子Ｃ７の第１の電極の電位の変化量がほぼノードＮの電位の変化量に反映されるものと仮定すると、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ＋１］となり、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ＋１］＋Ｖｗ［ｉ＋１］となる。そして、上記の式ａ１４から、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］に対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を差し引いた電流、すなわち、Ｉｏｕｔ［ｊ］に反映されることが分かる。また、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］に対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ＋１］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］を差し引いた電流、すなわち、Ｉｏｕｔ［ｊ＋１］に反映されることが分かる。
時刻Ｔ１４が終了すると、配線ＲＷ［ｉ＋１］には、再度、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。
次いで、時刻Ｔ１５乃至時刻Ｔ１６において、図２４に示す配線ＲＷ［ｉ］に第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ］が与えられ、配線ＲＷ［ｉ＋１］に第２のアナログ電位Ｖｗ［ｉ＋１］が与えられる。具体的に、配線ＲＷ［ｉ］の電位は、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２に対して電位差Ｖｗ［ｉ］だけ高い電位となり、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位は、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２に対して電位差Ｖｗ［ｉ＋１］だけ高い電位となるが、以下説明を分かり易くするために、配線ＲＷ［ｉ］の電位は電位Ｖｗ［ｉ］であり、配線ＲＷ［ｉ＋１］の電位は電位Ｖｗ［ｉ＋１］であると仮定する。
配線ＲＷ［ｉ］が電位Ｖｗ［ｉ］になると、容量素子Ｃ７の第１の電極の電位の変化量がほぼノードＮの電位の変化量に反映されるものと仮定すると、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ］となり、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ、ｊ＋１］＋Ｖｗ［ｉ］となる。また、配線ＲＷ［ｉ＋１］が電位Ｖｗ［ｉ＋１］になると、容量素子Ｃ７の第１の電極の電位の変化量がほぼノードＮの電位の変化量に反映されるものと仮定すると、図２４に示すメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ］＋Ｖｗ［ｉ＋１］となり、メモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］におけるノードＮの電位はＶＰＲ−Ｖｘ［ｉ＋１、ｊ＋１］＋Ｖｗ［ｉ＋１］となる。
そして、上記の式ａ１４から、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ］とメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ］とに対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ］を差し引いた電流、すなわち、電流Ｉｏｕｔ［ｊ］に反映されることが分かる。また、メモリセルＭＣ［ｉ、ｊ＋１］とメモリセルＭＣ［ｉ＋１、ｊ＋１］とに対応する第１のアナログデータと第２のアナログデータの積和値は、電流ΔＩ［ｊ＋１］からＩｏｆｆｓｅｔ［ｊ＋１］を差し引いた電流、すなわち、電流Ｉｏｕｔ［ｊ＋１］に反映されることが分かる。
時刻Ｔ１６が終了すると、配線ＲＷ［ｉ］及び配線ＲＷ［ｉ＋１］には、再度、基準電位である電位ＶＳＳと電位ＶＤＤの間の電位、例えば電位（ＶＤＤ＋ＶＳＳ）／２が与えられる。
上記構成により、積和演算を小さな回路規模で行うことができる。また、上記構成により、積和演算を高速で行うことができる。また、上記構成により、低消費電力で積和演算を行うことができる。
なお、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６、Ｔｒ８、Ｔｒ９は、オフ電流の著しく低いトランジスタを用いることが望ましい。トランジスタＴｒ２にオフ電流の著しく低いトランジスタを用いることにより、ノードＮの電位の保持を長時間に渡って行うことができる。また、トランジスタＴｒ５及びＴｒ６にオフ電流の著しく低いトランジスタを用いることにより、トランジスタＴｒ４のゲートの電位の保持を、長時間に渡って行うことができる。また、トランジスタＴｒ８及びＴｒ９にオフ電流の著しく低いトランジスタを用いることにより、トランジスタＴｒ７のゲートの電位の保持を、長時間に渡って行うことができる。
トランジスタのオフ電流を下げるには、例えば、チャネル形成領域をバンドギャップが大きい半導体で形成すればよい。上述したように、バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが２．２ｅＶ以上の半導体を指す場合があるが、このような半導体材料として酸化物半導体が挙げられる。トランジスタＴｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６、Ｔｒ８、Ｔｒ９として、ＯＳトランジスタを用いればよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器について、説明を行う。
本表示装置は、反射素子による表示と発光素子による表示を適宜組み合わせて表示を行うことができるので、気象（晴天、雨天、曇天）、時間（昼、夜）等に制約されず、高品位の表示が可能である。そのため、本表示装置は、様々な場所で使用される携帯型電子機器の表示部に好適である。本表示装置は、なめらかな動画表示と低消費電力を両立することができるため、バッテリを電源とする携帯型電子機器の使用時間を長くすることができる。もちろん、携帯型電子機器に限らず、様々な電子機器の表示部に、本表示装置を適用することができる。ここでは、図２７を参照して、表示部を備えた電子機器の幾つかの例を説明する。
図２７（Ａ）乃至図２７（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。
図２７（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図２７（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２７（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図２７（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２７（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図２７（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２７（Ｇ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。
図２７（Ａ）乃至図２７（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２７（Ａ）乃至図２７（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
図２７（Ｈ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。なお、表示パネル７３０４としては、矩形状の表示領域としてもよい。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。
なお、図２７（Ｈ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。
（実施の形態６）
＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
本実施の形態では、ＯＳトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ―Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳの構成について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）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。
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。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
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。
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。
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。
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、及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。
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。
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、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。
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。
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。
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。従って、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。
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。
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、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。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
ＡＣＦ１ 導電材料
ＡＣＦ２ 導電材料
ＡＦ１ 配向膜
ＡＦ２ 配向膜
Ｃ１ 矢印
Ｃ２ 矢印
Ｃ４ 容量素子
Ｃ６ 容量素子
Ｃ７ 容量素子
Ｃ８ 容量素子
Ｃ９ 容量素子
Ｃ１１ 容量素子
Ｃ１２ 容量素子
ＣＦ１ 着色膜
ＣＦ２ 着色膜
ＣＳ１ 容量素子
Ｇ１ 走査線
Ｇ２ 走査線
ＫＢ１ 構造体
ＬＯＡＤ１ 信号
ＬＯＡＤ２ 信号
ＮＷ１ トランジスタ
Ｒ１ 矢印
Ｒ２ 矢印
Ｓ１ 信号線
Ｓ２ 信号線
ＳＡＶＥ２ 信号
ＳＤ１ ソースドライバ
ＳＤ２ ソースドライバ
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
Ｔ０１ 時刻
Ｔ１ トランジスタ
Ｔ０２ 時刻
Ｔ２ トランジスタ
Ｔ０３ 時刻
Ｔ０４ 時刻
Ｔ０５ 時刻
Ｔ０６ 時刻
Ｔ６ トランジスタ
Ｔ０７ 時刻
Ｔ０８ 時刻
Ｔ０９ 時刻
Ｔ１０ 時刻
Ｔ１１ 時刻
Ｔ１２ 時刻
Ｔ１３ 時刻
Ｔ１４ 時刻
Ｔ１５ 時刻
Ｔ１６ 時刻
Ｔｒ１ トランジスタ
Ｔｒ２ トランジスタ
Ｔｒ４ トランジスタ
Ｔｒ５ トランジスタ
Ｔｒ６ トランジスタ
Ｔｒ７ トランジスタ
Ｔｒ８ トランジスタ
Ｔｒ９ トランジスタ
Ｔｒ１０ トランジスタ
Ｔｒ１１ トランジスタ
ＶＣＯＭ１ 配線
ＶＣＯＭ２ 配線
１０ 画素
１０ａ 反射素子
１０ｂ 発光素子
１１ 記憶回路
１２ 参照用記憶回路
１３ 回路
１４ 回路
１５ 電流源回路
１７ 保持回路
１８ セレクタ
１９ フリップフロップ回路
２０ インバータ
２５ インバータ
２７ アナログスイッチ
２８ アナログスイッチ
３１ インバータ
３３ インバータ
３４ クロックドインバータ
３５ アナログスイッチ
３６ バッファ
１００ 表示装置
１０７ 半導体装置
１１０ 表示ユニット
１１１ 画素アレイ
１１３ ゲートドライバ
１１４ ゲートドライバ
１１５ コントローラＩＣ
１１７ コントローラＩＣ
１２０ タッチセンサユニット
１２１ センサアレイ
１２５ 周辺回路
１２６ ＴＳドライバ
１２７ センス回路
１４０ ホスト
１４３ 光センサ
１４４ 開閉センサ
１４５ 外光
１５０ インターフェース
１５１ フレームメモリ
１５２ デコーダ
１５３ センサコントローラ
１５４ コントローラ
１５５ クロック生成回路
１５６ ＡＩコントローラ
１６０ 画像処理部
１６１ ガンマ補正回路
１６２ 調光回路
１６３ 調色回路
１６４ ＥＬ補正回路
１７０ メモリ
１７３ タイミングコントローラ
１７５ レジスタ
１７５Ａ スキャンチェーンレジスタ部
１７５Ｂ レジスタ部
１８０ ソースドライバ
１８１ ソースドライバ
１８２ ソースドライバ
１８４ タッチセンサコントローラ
１８６ ソースドライバＩＣ
１９０ 領域
１９１ 領域
２０２ 制御部
２０３ セルアレイ
２０４ センスアンプ回路
２０５ ドライバ
２０６ メインアンプ
２０７ 入出力回路
２０８ 周辺回路
２０９ メモリセル
２３０ レジスタ
２３１ レジスタ
２７０ 回路
２７１ 回路
２７２ 回路
２７３ 回路
２７４ 回路
５０１Ａ 絶縁膜
５０１Ｃ 絶縁膜
５０４ 導電膜
５０５ 接合層
５０６ 絶縁膜
５０８ 金属酸化物
５０８Ａ 領域
５０８Ｂ 領域
５０８Ｃ 領域
５１１Ｂ 導電膜
５１１Ｃ 導電膜
５１１Ｄ 導電膜
５１２Ａ 導電膜
５１２Ｂ 導電膜
５１６ 絶縁膜
５１８ 絶縁膜
５１９Ｂ 端子
５１９Ｃ 端子
５１９Ｄ 端子
５２１ 絶縁膜
５２４ 導電膜
５２８ 絶縁膜
５５１ 電極
５５２ 電極
５５３ 層
５７０ 基板
７０２ 画素
７０５ 封止材
７２０ 機能層
７５１ 電極
７５１Ｅ 領域
７５１Ｈ 開口部
７５２ 電極
７５３ 層
７５４Ａ 中間膜
７５４Ｂ 中間膜
７５４Ｃ 中間膜
７５４Ｄ 中間膜
７７０ 基板
７７０Ｄ 機能膜
７７０Ｐ 機能膜
７７１ 絶縁膜
７７５ 検知素子
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００５ 操作キー
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５００９ スイッチ
５０１０ 赤外線ポート
５０１１ 記録媒体読込部
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５０１４ アンテナ
５０１５ シャッターボタン
５０１６ 受像部
５０１７ 充電器
７３０２ 筐体
７３０４ 表示パネル
７３０５ アイコン
７３０６ アイコン
７３１１ 操作ボタン
７３１２ 操作ボタン
７３１３ 接続端子
７３２１ バンド
７３２２ 留め金

Claims (3)

  1. 第１コントローラと、
    第２コントローラと、
    第３コントローラと、
    フレームメモリと、
    レジスタと、
    画像処理部と、を有し、
    前記フレームメモリは、画像データを格納する機能を有し、
    前記画像処理部は、前記画像データを処理する機能を有し、
    前記レジスタは、前記画像処理部が処理を行うためのパラメータを格納する機能を有し、
    前記フレームメモリは、前記フレームメモリへの電源供給が遮断されている状態で、前記画像データを保持する機能を有し、
    前記レジスタは、前記レジスタへの電源供給が遮断されている状態で、前記パラメータを保持する機能を有し、
    前記第１コントローラは、前記フレームメモリ、前記レジスタ、および前記画像処理部に対する電源供給を制御する機能を有し、
    前記第２コントローラは、前記レジスタに対し、前記レジスタへの電源供給が遮断される前に、前記レジスタへの電源供給遮断に対する準備動作を行うタイミングを指示する機能を有し、
    前記第３コントローラは、タッチセンサからの第１信号を受け取る機能と、前記第１信号をもとに第２信号を生成する機能と、を有し、
    前記第２信号は、前記タッチセンサが感知した情報を含み、
    前記第２コントローラは、前記第２信号および前記フレームメモリの消費電流をもとに、前記レジスタへの電源供給遮断に対する準備動作を行うタイミングを指示する機能を有する、半導体装置。
  2. 請求項１において、
    前記レジスタは、スキャンチェーンレジスタと、第１レジスタと、第２レジスタと、を有し、
    前記スキャンチェーンレジスタは、第３レジスタと、第４レジスタと、を有し、
    前記第３レジスタの出力端子は、前記第４レジスタの入力端子に電気的に接続され、
    前記第１レジスタは、前記第３レジスタに格納されたデータを読み込む機能を有し、
    前記第２レジスタは、前記第４レジスタに格納されたデータを読み込む機能を有し、
    前記第１レジスタおよび前記第２レジスタに読み込まれたデータは、前記パラメータとして、前記画像処理部に出力され、
    前記第３レジスタは、第１保持回路を有し、
    前記第４レジスタは、第２保持回路を有し、
    前記第１保持回路は、前記第３レジスタのデータを格納する機能を有し、
    前記第３レジスタは、前記第１保持回路が格納したデータを読み込む機能を有し、
    前記第２保持回路は、前記第４レジスタのデータを格納する機能を有し、
    前記第４レジスタは、前記第２保持回路が格納したデータを読み込む機能を有し、
    前記レジスタへの電源供給が遮断されている状態で、前記第１保持回路および前記第２保持回路は、格納したデータを保持する機能を有し、
    前記第２コントローラは、前記第１保持回路が前記第３レジスタのデータを格納するタイミング、および、前記第２保持回路が前記第４レジスタのデータを格納するタイミングを指示する機能を有する、半導体装置。
  3. 請求項２において、
    前記第２コントローラは、前記第２信号および前記フレームメモリの消費電流をもとに、前記第１保持回路が前記第３レジスタのデータを格納するタイミング、および、前記第２保持回路が前記第４レジスタのデータを格納するタイミングを指示する機能を有する、半導体装置。
JP2017141031A 2016-07-22 2017-07-20 半導体装置 Expired - Fee Related JP6975569B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016144229 2016-07-22
JP2016144229 2016-07-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018022147A JP2018022147A (ja) 2018-02-08
JP2018022147A5 JP2018022147A5 (ja) 2020-08-13
JP6975569B2 true JP6975569B2 (ja) 2021-12-01

Family

ID=60988498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017141031A Expired - Fee Related JP6975569B2 (ja) 2016-07-22 2017-07-20 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10120470B2 (ja)
JP (1) JP6975569B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10650727B2 (en) * 2016-10-04 2020-05-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, display device, and electronic device
US11335813B2 (en) 2018-05-31 2022-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
KR20230112706A (ko) * 2020-12-06 2023-07-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 표시 보정 시스템
TWI771115B (zh) * 2021-01-14 2022-07-11 立錡科技股份有限公司 可減少鬼影之發光元件陣列電路及其驅動電路與控制方法
US12481867B2 (en) * 2021-04-28 2025-11-25 Arm Limited Memory for artificial neural network accelerator

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022314A (ja) * 1999-07-02 2001-01-26 Pioneer Electronic Corp ディスプレイ装置
JP4043864B2 (ja) 2001-09-06 2008-02-06 シャープ株式会社 表示装置及びその駆動方法
US7248235B2 (en) 2001-09-14 2007-07-24 Sharp Kabushiki Kaisha Display, method of manufacturing the same, and method of driving the same
KR101426723B1 (ko) 2009-10-16 2014-08-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치
CN104681568B (zh) 2009-10-21 2017-11-21 株式会社半导体能源研究所 显示装置和包括显示装置的电子设备
KR101870119B1 (ko) * 2009-12-25 2018-06-25 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US8446171B2 (en) 2011-04-29 2013-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Signal processing unit
TWI591611B (zh) 2011-11-30 2017-07-11 半導體能源研究所股份有限公司 半導體顯示裝置
KR102296696B1 (ko) 2012-01-23 2021-09-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US8995218B2 (en) 2012-03-07 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US20130262896A1 (en) 2012-03-29 2013-10-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Processor and electronic device
US9372694B2 (en) 2012-03-29 2016-06-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Reducing data backup and recovery periods in processors
US9030232B2 (en) 2012-04-13 2015-05-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Isolator circuit and semiconductor device
JP6126419B2 (ja) 2012-04-30 2017-05-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電子機器
US9703704B2 (en) 2012-05-01 2017-07-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9007090B2 (en) 2012-05-01 2015-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of driving semiconductor device
JP6100076B2 (ja) 2012-05-02 2017-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 プロセッサ
JP2014003594A (ja) 2012-05-25 2014-01-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその駆動方法
JP6050721B2 (ja) 2012-05-25 2016-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9058867B2 (en) 2012-06-01 2015-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and driving method thereof
KR20150023547A (ko) 2012-06-01 2015-03-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 디바이스 및 경보 장치
JP6185311B2 (ja) 2012-07-20 2017-08-23 株式会社半導体エネルギー研究所 電源制御回路、及び信号処理回路
KR102088865B1 (ko) 2012-09-03 2020-03-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 마이크로 컨트롤러
KR102168987B1 (ko) 2012-10-17 2020-10-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 마이크로컨트롤러 및 그 제조 방법
KR102112364B1 (ko) 2012-12-06 2020-05-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
TWI619010B (zh) 2013-01-24 2018-03-21 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
JP6396671B2 (ja) 2013-04-26 2018-09-26 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US8994430B2 (en) 2013-05-17 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9454923B2 (en) 2013-05-17 2016-09-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP6368155B2 (ja) 2013-06-18 2018-08-01 株式会社半導体エネルギー研究所 プログラマブルロジックデバイス
TWI641208B (zh) 2013-07-26 2018-11-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 直流對直流轉換器
JP2015036845A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 株式会社ニコン 電子機器およびプログラム
US9245593B2 (en) 2013-10-16 2016-01-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving arithmetic processing unit
TWI621127B (zh) 2013-10-18 2018-04-11 半導體能源研究所股份有限公司 運算處理裝置及其驅動方法
JP6457239B2 (ja) 2013-10-31 2019-01-23 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP6495698B2 (ja) 2014-03-20 2019-04-03 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電子部品、及び電子機器
TWI646782B (zh) * 2014-04-11 2019-01-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 保持電路、保持電路的驅動方法以及包括保持電路的半導體裝置
KR20170023813A (ko) 2014-06-20 2017-03-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
KR20160004936A (ko) 2014-07-04 2016-01-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 및 전자 기기
JP6553444B2 (ja) 2014-08-08 2019-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9443564B2 (en) 2015-01-26 2016-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, electronic component, and electronic device
TWI662792B (zh) 2015-01-29 2019-06-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置、電子組件及電子裝置
US10236884B2 (en) 2015-02-09 2019-03-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Word line driver comprising NAND circuit
JP6717604B2 (ja) 2015-02-09 2020-07-01 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、中央処理装置及び電子機器
WO2016166631A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Decoder, receiver, and electronic device
US10545526B2 (en) 2015-06-25 2020-01-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Circuit, driving method thereof, and semiconductor device
US10177142B2 (en) 2015-12-25 2019-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Circuit, logic circuit, processor, electronic component, and electronic device
US10371129B2 (en) 2016-02-26 2019-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and sensor system
TWI753908B (zh) 2016-05-20 2022-02-01 日商半導體能源硏究所股份有限公司 半導體裝置、顯示裝置及電子裝置
US20170365209A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, display device, and electronic device
US10504204B2 (en) 2016-07-13 2019-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
US20180018565A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, display system, and electronic device
CN109478883A (zh) 2016-07-19 2019-03-15 株式会社半导体能源研究所 半导体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180024663A1 (en) 2018-01-25
US10120470B2 (en) 2018-11-06
JP2018022147A (ja) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI753908B (zh) 半導體裝置、顯示裝置及電子裝置
JP7072704B2 (ja) 電子機器
US11217173B2 (en) Display controller, display system, and electronic device
CN106469536B (zh) 信息处理装置
JP7083601B2 (ja) 電子機器
JP6975569B2 (ja) 半導体装置
JP2017187759A (ja) 表示パネル、入出力パネル、情報処理装置
TW201702712A (zh) 顯示面板、資料處理裝置及顯示面板的製造方法
US20170365209A1 (en) Semiconductor device, display device, and electronic device
JP2017207750A (ja) 表示装置およびその動作方法
JP7017352B2 (ja) 半導体装置及び電子機器
JP7010628B2 (ja) 表示装置および電子機器
JP7055799B2 (ja) 表示システム
JP2018025774A (ja) 半導体装置及び電子機器
JP2018032030A (ja) 半導体装置、表示装置、および電子機器
WO2018042286A1 (ja) 表示装置およびその動作方法、ならびに電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211006

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20211006

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20211014

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20211019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6975569

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees