特許 6983597 表示装置および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6983597

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】表示装置および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20211206BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20211206BHJP

   G09F 9/46 20060101ALI20211206BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20211206BHJP

   G09G 3/3225 20160101ALI20211206BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20211206BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20211206BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09F9/30 338

   G09F9/46 Z

   G09G3/20 611A

   G09G3/3225

   G09G3/20 611G

   G09G3/20 624B

   G09G3/20 622A

   G09G3/20 622D

   G09G3/20 622K

   G09G3/20 622C

   G09G3/20 621M

   G09G3/20 621D

   G09G3/20 621K

   G09G3/20 691C

   G02F1/1368

   H01L27/32

   H05B33/14 A

   G09G3/20 680H

【請求項の数】6

【全頁数】53

(21)【出願番号】特願2017-180269(P2017-180269)

(22)【出願日】2017年9月20日

(65)【公開番号】特開2018-55097(P2018-55097A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2020年9月18日

(31)【優先権主張番号】特願2016-185831(P2016-185831)

(32)【優先日】2016年9月23日

(33)【優先権主張国】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＩＳＰＬＡＹ ２０１６ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＰＡＰＥＲＳ Ｖｏｌｕｍｅ ４７（発行年月日 平成２８年５月２２日）第５７−６０頁、第７３５−７３８頁、第１００２−１００４頁にて発表

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＤＩＳＰＬＡＹ ＷＥＥＫ ２０１６ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ（開催日 平成２８年５月２２日−２７日）にて発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】山崎 舜平

(72)【発明者】

【氏名】高橋 圭

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２３５５８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３５０３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３７１０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０７６３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２８０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／２０−３／３８

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０９Ｆ ９／４０

Ｇ０９Ｆ ９／４６

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｈ０１Ｌ ２９／７８６

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号生成回路と、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバと、画素を有する表示パネルと、を有し、
前記画素は、液晶素子と、発光素子と、前記液晶素子の表示を制御する第１の画素回路と、前記発光素子の表示を制御する第２の画素回路と、を有し、
前記第１のゲートドライバは、前記第１の画素回路に第１の走査信号を出力する機能を有し、
前記第２のゲートドライバは、前記第２の画素回路に第２の走査信号を出力する機能を有し、
前記信号生成回路は、全ての行の前記第１の画素回路に順に前記第１の走査信号を出力させる信号を前記第１のゲートドライバに出力し、かつ、任意の行の前記第２の画素回路を制御する前記第２の走査信号の出力を停止させる信号を前記第２のゲートドライバに出力する機能を有する表示装置。

【請求項2】

信号生成回路と、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバと、画素を有する表示パネルと、を有し、
前記画素は、液晶素子と、発光素子と、前記液晶素子の表示を制御する第１の画素回路と、前記発光素子の表示を制御する第２の画素回路と、を有し、
前記第１のゲートドライバは、前記第１の画素回路に第１の走査信号を出力する機能を有し、
前記第２のゲートドライバは、前記第２の画素回路に第２の走査信号を出力する機能を有し、
前記信号生成回路は、任意の行の前記第２の画素回路を制御する前記第２の走査信号の出力を停止させる信号を前記第２のゲートドライバに出力し、かつ、全ての行の前記第１の画素回路を制御する前記第１の走査信号の出力を間欠的に停止させる信号を前記第１のゲートドライバに出力する機能を有する表示装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２において、
前記第１の画素回路および前記第２の画素回路は、トランジスタを有し、
前記トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記第１の画素回路が有するトランジスタは、前記第２の画素回路が有するトランジスタと同層に設けられる表示装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記液晶素子は、開口が設けられた反射電極を有し、前記反射電極で外光を反射して表示を行う機能を有し、
前記発光素子は、前記開口を通って光を射出して表示を行う機能を有する表示装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置と、
筐体と、
電源ボタンと、を有し、
前記表示装置は、各行の前記第１の画素回路および前記第２の画素回路を制御する前記第１の走査信号および前記第２の走査信号の出力をするための信号を前記第１のゲートドライバおよび前記第２のゲートドライバに出力する第１の表示モードと、任意の行の前記第２の画素回路を制御する前記第２の走査信号の出力を停止させる信号を前記第２のゲートドライバに出力する第２の表示モードと、を切り替えて表示させる機能を有し、
前記第１の表示モードと前記第２の表示モードの制御は、電源ボタンの操作に応じて切り替えられる、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、表示装置および電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

表示装置を備えた電子機器が普及している。このような電子機器は、持ち歩いて使用する場合、二次電池を電源に用いる。二次電池が電源を供給可能な期間を延ばすために、表示装置の低消費電力化が有効である。

【0003】

表示装置の低消費電力化を図るために特許文献１では、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と、消費電力が少ない表示装置、を提供することができる。

【0004】

酸化物半導体トランジスタ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、ＯＳトランジスタと呼称する）を、液晶表示装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置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、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置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減らす技術を、「アイドリング・ストップ」または「ＩＤＳ駆動」と呼称する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１５７０２６号公報

【特許文献2】特開２０１１−１４１５２２号公報

【特許文献3】特開２０１１−１４１５２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＩＤＳ駆動は、情報の更新を間欠的に行うため、低消費電力化に有効である。しかしながら、情報の更新の頻度が減るため、利便性に欠く虞がある。利便性を高めるためには、情報の更新が必要な部分の表示を更新する構成が重要となる。

【0007】

本発明の一態様は、低消費電力化と利便性に優れた表示装置および電子機器を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、屋外または屋内に限らず視認性に優れた表示装置および電子機器を提供することを課題の一とする。

【0008】

これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、信号生成回路と、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバと、画素を有する表示パネルと、を有し、画素は、液晶素子と、発光素子と、液晶素子の表示を制御する第１の画素回路と、発光素子の表示を制御する第２の画素回路と、を有し、第１のゲートドライバは、第１の画素回路に第１の走査信号を出力する機能を有し、第２のゲートドライバは、第２の画素回路に第２の走査信号を出力する機能を有し、信号生成回路は、任意の行の第２の画素回路を制御する第２の走査信号の出力を停止させる信号を第２のゲートドライバに出力する機能を有する表示装置である。

【0010】

本発明の一態様は、信号生成回路と、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバと、画素を有する表示パネルと、を有し、画素は、液晶素子と、発光素子と、液晶素子の表示を制御する第１の画素回路と、発光素子の表示を制御する第２の画素回路と、を有し、第１のゲートドライバは、第１の画素回路に第１の走査信号を出力する機能を有し、第２のゲートドライバは、第２の画素回路に第２の走査信号を出力する機能を有し、信号生成回路は、任意の行の第２の画素回路を制御する第２の走査信号の出力を停止させる信号を第２のゲートドライバに出力する機能と、各行の第１の画素回路を制御する第１の走査信号の出力を停止させる信号を第１のゲートドライバに出力する機能と、を有する表示装置である。

【0011】

本発明の一態様において、第１の画素回路および第２の画素回路は、トランジスタを有し、トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置が好ましい。

【0012】

本発明の一態様において、第１の画素回路が有するトランジスタは、第２の画素回路が有するトランジスタと同層に設けられる表示装置が好ましい。

【0013】

本発明の一態様において、液晶素子は、開口が設けられた反射電極を有し、反射電極で外光を反射して表示を行う機能を有し、発光素子は、開口を通って光を射出して表示を行う機能を有する表示装置が好ましい。

【0014】

本発明の一態様は、上記本発明の一態様の表示装置と、筐体と、電源ボタンと、を有し、表示装置は、各行の第１の画素回路および第２の画素回路を制御する第１の走査信号および第２の走査信号の出力をするための信号を第１のゲートドライバおよび第２のゲートドライバに出力する第１の表示モードと、任意の行の第２の画素回路を制御する第２の走査信号の出力を停止させる信号を第２のゲートドライバに出力する第２の表示モードと、を切り替えて表示させる機能を有し、第１の表示モードと第２の表示モードの制御は、電源ボタンの操作に応じて切り替えられる、電子機器である。

【0015】

なおその他の本発明の一態様については、以下で述べる実施の形態における説明、および図面に記載されている。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一態様は、低消費電力化と利便性に優れた表示装置および電子機器を提供することができる。本発明の一態様は、屋外または屋内に限らず視認性に優れた表示装置および電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】表示装置の構成例を示す図。

【図2】表示装置の構成例を示す図。

【図3】表示装置の構成例を示す図。

【図4】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図5】表示装置の動作例を示す図。

【図6】表示装置の動作例を示す図。

【図7】表示装置の動作例を示す図。

【図8】表示装置の動作例を示す図。

【図9】表示装置の動作例を示す図。

【図10】表示装置の動作例を示す図。

【図11】表示装置の動作例を示す図。

【図12】表示装置の動作例を示す図。

【図13】表示装置の動作例を示す図。

【図14】表示装置の駆動回路の構成例を示す図。

【図15】表示装置の駆動回路の構成例を示す図。

【図16】表示装置の駆動回路の動作例を示す図。

【図17】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図18】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図19】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図20】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図21】表示装置の画素の構成例を示す図。

【図22】表示装置の断面構造の一例を示す図。

【図23】表示装置の断面構造の一例を示す図。

【図24】表示装置の断面構造の一例を示す図。

【図25】試料のＸＲＤスペクトルの測定結果を説明する図。

【図26】試料のＴＥＭ像、および電子線回折パターンを説明する図。

【図27】試料のＥＤＸマッピングを説明する図。

【図28】表示モジュールの外観の一例を示す図。

【図29】電子機器の一例を示す図。

【図30】電子機器の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨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。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0019】

（実施の形態１）
＜表示装置の構成＞
図１は、表示装置の構成を説明するためのブロック図である。表示装置１０は、ソースドライバＩＣ３１、ゲートドライバ２０、ゲートドライバ２２、表示部１４、および表示部１８を有する。

【0020】

表示部１４は、反射型表示素子である液晶素子ＬＣを有する。表示部１４は、発光型表示素子である発光素子ＥＬを有する。表示部１４は表示部１８と重なる領域を有している。そして、上記重なる領域において、表示部１８の発光素子ＥＬから発せられた光が、表示部１４を通過する構成を有している。発光素子ＥＬおよび液晶素子ＬＣは、表示部１４および表示部１８が有する画素（または副画素）ごとに設けられる。

【0021】

本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。この場合、ＲＧＢのそれぞれの画素は副画素と呼び、ＲＧＢの副画素を併せて画素と呼ぶ。

【0022】

ソースドライバＩＣ３１は、ソースドライバ２４、信号生成回路２６、信号生成回路２８、フレームメモリ３０、フレームメモリ３２、制御回路３４およびインターフェース３６を有する。

【0023】

ソースドライバＩＣ３１は、アプリケーションプロセッサ９９から画像を表示するための信号（画像データ）等を受信する。アプリケーションプロセッサ９９は、画像データを所定の形式の信号に変換してインターフェース３６に出力する機能を有する。インターフェ−ス３６は、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、ＭＩＰＩ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などに即した信号に変換する回路が挙げられる。

【0024】

フレームメモリ３０およびフレームメモリ３２は、インターフェース３６を経て制御回路３４より入力される１フレーム分の画像データを一時的に記憶するための回路である。図１では複数のフレームメモリを図示しているが１つでもよい。またラインメモリを用いることも可能である。フレームメモリのメモリセルは、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）またはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）を用いることができる。ＤＲＡＭのトランジスタはオフ電流の小さいトランジスタを用いることで、リフレッシュ頻度を低減できるため低消費電力を図る上で好ましい。

【0025】

信号生成回路２６は、ゲートドライバ２０が出力する走査信号を制御するための信号を生成する回路である。信号生成回路２８は、ゲートドライバ２２が出力する走査信号を制御するための信号を生成する回路である。信号生成回路２６および信号生成回路２８は、ゲートドライバ２０およびゲートドライバ２２にクロック信号ＣＬＫ、パルス幅制御信号ＰＷＣ、リセット信号ＲＥＳ、およびスタートパルス等の信号を出力し、走査信号の出力を制御する。

【0026】

例えば信号生成回路２６または信号生成回路２８は、パルス幅制御信号ＰＷＣおよびクロック信号ＣＬＫをＬレベルに固定することで、ゲートドライバ２０またはゲートドライバ２２より出力される走査信号をＬレベルとする期間を設けることができ、画素に書き込む画像データのリフレッシュレートを小さくできる。なおゲートドライバ２０またはゲートドライバ２２において、走査信号として出力されるパルス信号をＬレベルの信号とすることを、走査信号の出力を停止させるともいう。

【0027】

また、信号生成回路２６または信号生成回路２８は、任意の行に対応するパルス幅制御信号ＰＷＣをＬレベルに固定することで、ゲートドライバ２０またはゲートドライバ２２から任意の行に出力される走査信号をＬレベルとする期間を設けることができ、走査信号を一部の行に出力し、その他の行に出力する走査信号をＬレベルの信号とすることができる。なおゲートドライバ２０またはゲートドライバ２２において、任意の行に出力される走査信号として出力されるパルス信号をＬレベルの信号とすることを、任意の行の画素への走査信号の出力を停止させるともいう。

【0028】

ソースドライバ２４は、各列のソース線に画像データに基づく電圧（ビデオ電圧）を与えるための回路である。ゲートドライバ２０は、選択した行にある画素の液晶素子ＬＣに、ソース線に与えたビデオ電圧に基づく階調が制御されるための走査信号を与えるための回路である。ゲートドライバ２２は、選択した行にある画素の発光素子ＥＬに、ソース線に与えたビデオ電圧に基づく階調が制御されるための走査信号を与えるための回路である。液晶素子ＬＣが階調を制御されることにより、表示部１４は画像を表示することができる。また、発光素子ＥＬが階調を制御されることにより、表示部１８は画像を表示することができる。

【0029】

図１に示す表示装置１０では、表示部１４と表示部１８のうち、表示部１４においてのみ画像を表示することができる。表示部１４では反射型表示素子である液晶素子ＬＣを用いているため、画像を表示する際に光源として外光を利用することができる。外光を利用する場合、表示部１４においてのみ画像の表示を行うことで、表示装置１０の消費電力を抑えることができる。また、表示部１８では発光型表示素子である発光素子ＥＬを用いているため、外光を利用することなく画像の表示を行うことができる。よって、表示部１４と表示部１８のうち、表示部１４においてのみ画像を表示することで、外光の強度が低い場合でも画像の表示品質を高くすることができる。すなわち、表示装置１０の使用環境に左右されずに高い表示品質を確保することができる。

【0030】

また、本発明の一態様に係る表示装置１０では、表示部１４と表示部１８の両方を用いて画像を表示することも可能である。上記構成により、表示装置１０において表示できる画像の階調数を高めることができる。或いは、表示装置１０において表示できる画像の色域の範囲を広げることができる。

【0031】

また、本発明の一態様に係る表示装置１０では、表示部１４と表示部１８の両方を用いて画像を表示する場合、表示する画像に応じて信号生成回路２８は、画素にビデオ電圧の書き込みを行うための走査信号の出力を、任意の行にて停止させる信号をゲートドライバ２２に出力する構成とする。そのため、外光の強度が低い場合において、情報の更新が不要な画素での発光素子ＥＬの発光を抑制することができる。換言すれば、外光の強度が低い場合に画像の表示品質を高くするとともに、情報の更新が必要な領域のみ発光素子ＥＬの発光を行うことができる。従って、低消費電力化と利便性に優れた表示装置とすることができる。

【0032】

また、本発明の一態様に係る表示装置１０では、表示部１４と表示部１８の両方を用いて画像を表示する場合、表示する画像に応じて信号生成回路２６は、画素にビデオ電圧の書き込みを行うための走査信号の出力を全行にて停止させる信号をゲートドライバ２０に出力する構成とする。そのため、外光の強度が低い場合において、情報の更新が不要な画素での液晶素子ＬＣによる表示の更新を間欠的、つまりリフレッシュレートを小さくして表示を行うことができる。従って、低消費電力化と利便性に優れた表示装置とすることができる。

【0033】

なお上述の情報とは、画素を有する各表示部で表示される情報である。つまり各表示部に入力される画像データに相当する。また情報の更新とは、画素を有する各表示部で表示される情報を更新することである。つまり各表示部に入力される画像データの書き換え（リフレッシュ）に相当する。

【0034】

なお表示装置の構成は、図１に示す表示装置１０の構成に限らない。例えば図２（Ａ）に示す表示装置１０ＡのようにソースドライバＩＣ３１Ａにおいて信号生成回路２６、信号生成回路２８、フレームメモリ３０、フレームメモリ３２を省略する構成とすることもできる。当該構成では、ソースドライバＩＣ３１Ａは、ソースドライバ２４およびインターフェース３６を有する。

【0035】

図２（Ａ）のソースドライバＩＣ３１Ａは、信号生成回路２６、信号生成回路２８、フレームメモリ３０、フレームメモリ３２などの機能を外部のタイミングコントローラ等にて行う。そしてインターフェース３６を介してソースドライバ２４及びゲートドライバ（図示せず）を制御するための信号を送信する。インターフェース３６は、外部のタイミングコントローラとの通信を高速で行うために、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＥＰＩ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などを選択することが好ましい。当該構成とすることでソースドライバＩＣ３１Ａの小型化を図ることができ、小型の電子機器に表示装置を搭載する際に好適である。

【0036】

また図２（Ｂ）に示す表示装置１０ＡのようにソースドライバＩＣ３１Ａを複数用いる構成とすることもできる。当該構成とすることでソースドライバＩＣ３１Ａの小型化を図るとともに、大型の電子機器に表示装置を搭載する際に好適である。なお複数のソースドライバＩＣ３１Ａは、外部のタイミングコントローラ３５によって制御する構成とすればよい。

【0037】

＜表示部の構成＞
図３は、表示装置が有する表示部の構成を説明するためのブロック図である。表示部１３は、図１で示す表示部１４および表示部１８を併せた領域に相当する。表示部１３は、複数の画素１９を有する。画素１９は、画素回路１５および画素回路１７を有する。また図３は、図１で示すソースドライバ２４、ゲートドライバ２０およびゲートドライバ２２を図示している。

【0038】

画素回路１５は、ビデオ電圧が書き込まれることで液晶素子ＬＣ（図示せず）による階調を制御するための回路である。画素回路１５は、トランジスタおよび容量素子を有する。画素回路１５に書き込まれるビデオ電圧は、ソース線ＳＬ_ＬＣを介して与えられる。画素回路１５にビデオ電圧を書き込むための走査信号は、ゲートドライバ２０よりゲート線ＧＬ_ＬＣを介して与えられる。

【0039】

画素回路１７は、ビデオ電圧が書き込まれることで発光素子ＥＬ（図示せず）による階調を制御するための回路である。画素回路１７は、トランジスタおよび容量素子を有する。画素回路１７に書き込まれるビデオ電圧は、ソース線ＳＬ_ＥＬを介して与えられる。画素回路１７にビデオ電圧を書き込むための走査信号は、ゲートドライバ２２よりゲート線ＧＬ_ＥＬを介して与えられる。

【0040】

なお図面等において、ソース線ＳＬ_ＥＬ、ソース線ＳＬ_ＬＣ、ゲート線ＧＬ_ＬＣおよびゲート線ＧＬ_ＥＬは、ソース線ＳＬ_ＥＬ［１］、ソース線ＳＬ_ＬＣ［１］、ゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］として図示しているが、これらは１行目または１列目を表している。なお画素１９をｍ行ｎ列（ｍ、ｎは共に自然数）で表す場合、表示部１３が有する画素は、ソース線ＳＬ_ＥＬ［１］乃至［ｎ］のいずれか一列、ソース線ＳＬ_ＬＣ［１］乃至［ｎ］のいずれか一列、ゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］乃至［ｍ］のいずれか一行およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］乃至［ｍ］のいずれか一行に接続される。

【0041】

次いで画素１９について説明する。図４（Ａ）は、画素１９の回路図の一例である。画素１９は、画素回路１５、画素回路１７、液晶素子ＬＣおよび発光素子ＥＬを有する。

【0042】

図４（Ａ）において、画素回路１５は、トランジスタＭ１および容量素子Ｃｓ_ＬＣを有する。画素回路１７は、トランジスタＭ２、Ｍ３および容量素子Ｃｓ_ＥＬを有する。画素１９が有する各素子は、図４（Ａ）に示すように、ゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］、ゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］、信号線ＳＬ_ＬＣ［１］、信号線ＳＬ_ＥＬ［１］、容量線Ｌ_ＣＳ、電流供給線Ｌ_ａｎｏ、および共通電位線Ｌ_ｃａｓに接続される。

【0043】

なお容量素子Ｃｓ_ＥＬは、発光素子ＥＬを駆動するための階調電圧をトランジスタＭ３のゲートに保持するために設けている。このような構成とすることで、発光素子ＥＬを駆動するための階調電圧の保持をより確実に行うことができる。

【0044】

なおトランジスタＭ３は、バックゲートを有するトランジスタとしている。このような構成とすることで、トランジスタを流れる電流量を大きくすることができる。なおバックゲートに与える電圧は、別の配線から与える構成としてもよい。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧をコントロールすることができる。

【0045】

トランジスタＭ１は、導通状態を制御することで、液晶素子ＬＣを駆動するための階調電圧を容量素子Ｃｓ_ＬＣに与える。トランジスタＭ２は、導通状態を制御することで、発光素子ＥＬを駆動するための階調電圧をトランジスタＭ３のゲートに与える。トランジスタＭ３は、ゲートの電圧に応じて電流供給線Ｌ_ａｎｏと共通電位線Ｌ_ｃａｓとの間に電流を流して発光素子ＥＬを駆動する。

【0046】

トランジスタＭ１乃至Ｍ３は、ｎチャネル型トランジスタを用いることができる。ｎチャネル型トランジスタは、各配線の電圧の大小関係を変えることで、ｐチャネル型トランジスタに置き換えることもできる。トランジスタＭ１乃至Ｍ３の半導体材料は、シリコンを用いることができる。シリコンは、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを適宜選択して用いることができる。

【0047】

あるいはトランジスタＭ１乃至Ｍ３の半導体材料は、金属酸化物を用いることができる。金属酸化物は、インジウムを含む金属酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む金属酸化物などを用いることができる。

【0048】

また画素１９が有するトランジスタＭ１乃至Ｍ３は、ボトムゲート型のトランジスタや、トップゲート型トランジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することができる。

【0049】

また画素１９が有するトランジスタＭ１乃至Ｍ３を、バックゲートを有するトランジスタとしてもよい。バックゲートに与える電圧は、ゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］やゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］とは異なる、別の配線から与える構成としてもよい。また、バックゲートを有するトランジスタは、トランジスタＭ３だけというように限定してもよい。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧のコントロール、あるいはトランジスタを流れる電流量を大きくすることができる。

【0050】

液晶素子ＬＣは、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。または、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。

【0051】

液晶素子が有する液晶材料には、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を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。

【0052】

なお発光素子ＥＬとしては、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子等のＥＬ素子の他、または発光ダイオードなどを用いることができる。

【0053】

ＥＬ素子は、白色の光を射出するように積層された積層体を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有機化合物を含む層と、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、を積層した積層体を、用いることができる。

【0054】

次いで画素１９の層構造の模式図について説明する。図４（Ｂ）に示す画素１９では、画素回路１５、画素回路１７、液晶素子ＬＣおよび発光素子ＥＬの配置を示している。図４（Ｂ）に示す液晶素子ＬＣは開口２１を有する。この開口２１は、反射電極に設けられる開口を表している。図４（Ｂ）に示す発光素子ＥＬは、液晶素子ＬＣが有する開口２１に重ねて設けられる。図４（Ｂ）に示す画素回路１５および画素回路１７は、液晶素子ＬＣが設けられる層と発光素子ＥＬが設けられる層の間に設けられる。なお図４（Ｂ）に示す画素回路１５および画素回路１７は、異なる層に設けられてもよい。

【0055】

図４（Ｂ）に示す構成とすることで画素１９は、液晶素子ＬＣによる反射光１２の強度の制御と、開口２１を透過する発光素子ＥＬの発する光１６の強度の制御と、によって階調を制御することができる。なお反射光１２が射出される方向および発光素子ＥＬが発する光１６が射出される方向は、表示装置１０の表示面となる。

【0056】

図４（Ｂ）に示す構成では、液晶素子ＬＣが有する反射電極の下に画素回路１５および画素回路１７といった画素を駆動するための回路を配置することができる。そのため、発光素子ＥＬを駆動するための画素回路１７が増える分の開口率の低下を抑制することができる。

【0057】

また図４（Ｂ）に示す構成では、画素１９ごとに液晶素子ＬＣを制御することができる画素回路１５、及び発光素子ＥＬを制御することができる画素回路１７を有する。つまり、画素１９ごとに液晶素子ＬＣおよび発光素子ＥＬの階調表示を別々に制御することができる。このような構成では、複数の画素で一様に点灯するバックライトの制御とは異なり、表示する画像に応じた発光素子ＥＬの発光を画素レベルといった最小単位で制御することができるため、余分な発光を抑えることができる。そのため図４（Ｂ）の画素を有する表示装置は、低消費電力化を図ることができる。

【0058】

なお画素回路１５および画素回路１７は、階調表示を制御するためのトランジスタを有する。当該トランジスタとしてチャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタを用いる構成とすることが好適である。金属酸化物は、酸化物半導体として機能し、当該酸化物半導体をチャネル形成領域に有するＯＳトランジスタは、オフ電流が極めて低い。そのため、表示装置で静止画表示を行う場合、画素回路でビデオ電圧に応じた電荷を長時間保持することができる。画素回路内にビデオ電圧に応じた電荷を長時間保持できる構成とすることで、画素の書き換え頻度（リフレッシュレート）を減らせる（例えばフレームレート３０Ｈｚ以下）ため、低消費電力化を図ることができる。

【0059】

＜表示装置の動作例＞
次いで図１に示す表示装置の動作について、当該表示装置を備えた電子機器の動作を挙げて説明する。図５（Ａ）には、図１の表示装置を備えた電子機器４０を示す。

【0060】

図５（Ａ）に示す電子機器４０は、表示部を有する携帯型電子機器であり、筐体４２内に表示装置を具備し、その他の構成として光センサ４４および電源ボタン４６を図示している。表示装置の表示部には、背景部４８および時計表示部５０を図示している。時計表示部５０では、文字盤、長針、短針および秒針といった時間を示すための構成を図示している。

【0061】

筐体４２の長軸方向にゲートドライバを配置して走査信号を出力する場合、上述した背景部４８のみを表示する画素がゲート線に接続される領域は、図５（Ａ）に静止画表示部４７，５１として図示するように情報の更新が不要な領域とすることができる。一方、上述した時計表示部５０を表示する画素がゲート線に接続される領域は、図５（Ａ）に動画表示部４９として図示するように情報の更新が必要な領域とすることができる。

【0062】

図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の動画表示部４９および静止画表示部４７，５１を有する表示部１３および周辺の駆動回路のブロック図を図示する。図５（Ｂ）に示す表示部１３は、複数の画素１９を有する。画素１９は、画素回路１５および画素回路１７を有する。また図５（Ｂ）は、ソースドライバ２４、ゲートドライバ２０およびゲートドライバ２２を図示している。

【0063】

なお図５（Ｂ）では、図３と同様に、１列目のソース線ＳＬ_ＥＬ［１］およびソース線ＳＬ_ＬＣ［１］、並びに１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］を図示している。加えて、図５（Ｂ）では、２行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［２］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［２］、ｊ行目（ｊは３以上（ｍ−１）以下（ｍは５以上の自然数）の自然数）のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｊ］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ］、ｊ＋１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｊ＋１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ＋１］、ｍ−１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｍ−１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ−１］、ｍ行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｍ］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ］を図示している。

【0064】

なお図５（Ｂ）に示す１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］、ならびに２行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［２］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［２］は、図５（Ａ）の静止画表示部４７の画素に走査信号を与えるゲート線とする。また図５（Ｂ）に示すｊ行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｊ］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ］、ならびにｊ＋１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｊ＋１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ＋１］は、図５（Ａ）の動画表示部４９の画素に走査信号を与えるゲート線とする。また図５（Ｂ）に示すｍ−１行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｍ−１］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ−１］、ならびにｍ行目のゲート線ＧＬ_ＬＣ［ｍ］およびゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ］は、図５（Ａ）の静止画表示部５１の画素に走査信号を与えるゲート線とする。

【0065】

図５（Ａ）で図示する電子機器４０について、図６に改めて図示する。電子機器４０における動画表示部４９では、情報の更新が必要な領域とすることができる。電子機器４０における静止画表示部４７，５１では、上述したように、情報の更新が不要な領域とすることができる。そのため、静止画表示部４７，５１では、液晶素子ＬＣによる表示の更新を間欠的、つまりリフレッシュレートを小さくして表示を行う。一方で動画表示部４９では、液晶素子ＬＣによる表示に合わせて発光素子ＥＬの発光による表示を行う。つまり図６に図示するように、静止画表示部４７，５１では、液晶素子ＬＣによる反射光１２を利用した表示を行い、動画表示部４９では、液晶素子ＬＣの反射光１２および発光素子ＥＬの光１６を利用した表示を行う構成とする。

【0066】

図５（Ｂ）に図示するブロック図を用いて、図７（Ａ）、（Ｂ）では、図６の動作を行う場合の図１の表示装置の動作について説明する。

【0067】

図７（Ａ）において破線矢印２３は、ゲートドライバ２０が走査信号を順次出力する走査方向を可視化したものである。また図７（Ａ）において破線矢印２５は、ゲートドライバ２２が走査信号を順次出力する走査方向を可視化したものである。

【0068】

本発明の一態様の表示装置の動作は、図７（Ａ）に示すように、図６の動作を行う場合において情報の更新が必要な領域において発光素子ＥＬに書き込んだビデオ電圧の更新を行うように走査信号を出力する構成とする。つまり、ゲートドライバ２０が破線矢印２３のように走査信号を順次出力する際に、ゲートドライバ２２では１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］、２行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［２］から走査信号を出力せず、ｊ行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ］、ｊ＋１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ＋１］から走査信号を出力し、ｍ−１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ−１］、ｍ行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ］から走査信号を出力しないように動作させる。ゲートドライバ２２から走査信号を出力するように図１の信号生成回路２６による各制御信号を切り替えて、当該走査信号の切り替えを実現する。

【0069】

そのため、外光の強度が低い場合において、情報の更新が不要な画素での発光素子ＥＬの発光を抑制することができる。つまり情報の更新が必要な領域のみ発光素子ＥＬの発光を行うことができる。従って、低消費電力化と利便性に優れた表示装置とすることができる。

【0070】

また図７（Ｂ）では図７（Ａ）とは異なる本発明の一態様の表示装置の動作を説明する図である。図７（Ａ）とは異なり、図７（Ｂ）での動作は、ゲートドライバ２０による走査信号を出力する間隔を大きくして、走査信号による表示の更新を間欠的に行うことでゲートドライバ２０による走査信号の出力を定期的に停止する構成とする。図７（Ｂ）では、図７（Ａ）で示した破線矢印２３を図示しないことで走査信号の出力の定期的な停止を表している。このゲートドライバ２０による走査信号の出力を停止させた状態で、ゲートドライバ２２では１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］、２行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［２］から走査信号を出力せず、ｊ行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ］、ｊ＋１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｊ＋１］から走査信号を出力し、ｍ−１行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ−１］、ｍ行目のゲート線ＧＬ_ＥＬ［ｍ］から走査信号を出力しないように動作させる。ゲートドライバ２２から走査信号を出力するように図１の信号生成回路２６による各制御信号を切り替えて、当該走査信号の切り替えを実現する。また走査信号の出力の停止は、図１の信号生成回路２８による各制御信号を切り替えて実現する。

【0071】

そのため、外光の強度が低い場合において、情報の更新が不要な画素での発光素子ＥＬの発光を抑制するするとともに、情報の更新が不要な画素での液晶素子ＬＣによる表示の更新を間欠的、つまりリフレッシュレートを小さくして表示を行うことができる。従って、低消費電力化と利便性に優れた表示装置とすることができる。

【0072】

また、本発明の一態様に係る表示装置１０では、表示部１４と表示部１８の両方を用いて画像を表示する場合、表示する画像に応じて信号生成回路２６は、画素にビデオ電圧の書き込みを行うための走査信号の出力を全行にて停止させる信号をゲートドライバ２２に出力する構成とする。そのため、外光の強度が低い場合において、情報の更新が不要な画素での液晶素子ＬＣによる表示の更新を間欠的、つまりリフレッシュレートを小さくして表示を行うことができる。従って、低消費電力化と利便性に優れた表示装置とすることができる。

【0073】

なお図５乃至７説明では、表示部の表示の一例として、動画表示部と静止画表示部に分けて各領域に対応する表示素子を有する画素回路への走査信号の出力を異ならせる構成について説明したが他の構成としてもよい。

【0074】

例えば図８（Ａ）に図示するように、液晶素子ＬＣを駆動して低リフレッシュレートで表示を行う表示部１４では時計の文字盤５３を表示させ、発光素子ＥＬを駆動して表示を行う表示部１８では長針、短針および秒針５２の表示をさせる。なお発光素子ＥＬを駆動して表示を行う表示部１８のリフレッシュレートは、１秒間に一回、つまり１Ｈｚ以下でよい。また、液晶素子ＬＣを駆動して表示を行う表示部１４は、表示部１８のリフレッシュレートより小さいことが好ましい。

【0075】

別の例としては図８（Ｂ）に図示するように、液晶素子ＬＣを駆動して低リフレッシュレートで表示を行う表示部１４では地図５５を表示させ、発光素子ＥＬを駆動して表示を行う表示部１４ではキャラクター５４の表示をさせる。なお発光素子ＥＬを駆動して表示を行う表示部１８のリフレッシュレートは、１秒間に一回、つまり１Ｈｚ以下でよい。また、液晶素子ＬＣを駆動して表示を行う表示部１４は、表示部１８のリフレッシュレートより小さいことが好ましい。

【0076】

＜表示装置の表示モード＞
図９（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて、上記表示装置の動作例で説明したリフレッシュレートを小さくする表示モードについて説明する。また図１０乃至図１２を用いて、図５（Ａ）で説明した電源ボタン４６を利用した表示モードの切り替えについて説明する。また図１３（Ａ）乃至（Ｅ）を用いて、図５（Ａ）で説明した光センサ４４を利用した表示モードの切り替えについて説明する。

【0077】

なお上記表示装置の動作例で説明したリフレッシュレートを小さくする表示モードをアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードとして以下説明する。なお表示装置１０が取り得る表示モードとして、通常のフレーム周波数で動作する通常駆動モード（Ｎｏｒｍａｌ ｍｏｄｅ）と、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を挙げて説明する。

【0078】

なお、ＩＤＳ駆動とは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。

【0079】

上述した通常駆動モードとＩＤＳ駆動について、図９（Ａ）乃至（Ｄ）で一例を挙げて説明する。なお図９（Ａ）乃至（Ｄ）では、液晶素子ＬＣおよび画素回路１５に通常駆動モードとＩＤＳ駆動を適用する場合について説明するが、発光素子ＥＬおよび画素回路１７についても通常駆動モードとＩＤＳ駆動を適用することが可能である。

【0080】

図９（Ａ）は、液晶素子ＬＣおよび画素回路１５で構成される画素の回路図を図示している。図９（Ａ）では、ソース線ＳＬおよびゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１、容量素子Ｃｓ_ＬＣおよび液晶素子ＬＣを図示している。ソース線ＳＬおよびゲート線ＧＬは、図３等で図示するソース線ＳＬ_ＬＣおよびゲート線ＧＬ_ＬＣに相当する。

【0081】

図９（Ｂ）は、通常駆動モードでのソース線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_１乃至Ｔ_３で表すと、各フレーム期間でゲート線に走査信号を与え、ソース線のビデオ電圧Ｄ_１を画素に書き込む動作を行う。この動作は、期間Ｔ_１乃至Ｔ_３で同じビデオ電圧Ｄ_１を書き込む場合であっても、異なるビデオ電圧を書き込む場合であっても同じである。

【0082】

一方図９（Ｃ）は、ＩＤＳ駆動でのソース線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。ＩＤＳ駆動では低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_１で表し、その中でビデオ電圧の書き込み期間を期間Ｔ_Ｗ、ビデオ電圧の保持期間を期間Ｔ_ＲＥＴで表す。ＩＤＳ駆動は、期間Ｔ_Ｗでゲート線に走査信号を与え、ソース線のビデオ電圧Ｄ_１を画素に書き込み、期間Ｔ_ＲＥＴでゲート線をＬレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだビデオ電圧Ｄ_１を画素に保持させる動作を行う。

【0083】

図９（Ｄ）には、上述した通常駆動モードとＩＤＳ駆動とを切り替える場合の状態遷移図を示す。状態Ｃ１はＩＤＳ駆動モードを表し、状態Ｃ２は通常駆動モードを表している。

【0084】

状態Ｃ１およびＣ２は、表示するコンテンツに応じて異ならせる。例えば図５で説明した時計表示を行う場合には、液晶素子ＬＣおよび発光素子ＥＬの双方の表示においてＩＤＳ駆動が有効である。また例えば画面全体に液晶素子ＬＣおよび発光素子ＥＬを駆動させて動画を表示において通常駆動モードが有効である。

【0085】

また図１０乃至図１２を用いて、図５（Ａ）で説明した電源ボタン４６を利用した電子機器４０での表示装置の表示モードの切り替えについて説明する。

【0086】

電子機器４０において、電源がオンの場合、スタンバイモード（スリープモード）か否かの判断を行う（ステップＳ１１）。スタンバイモードとは、電子機器の電源が入っている状態で、表示部での表示が行われていない状態をいう。

【0087】

スタンバイモードである場合、電源ボタン４６を押下（１回目）するか否かの判断を行う（ステップＳ１２）。続いて、電源ボタン４６を押下（２回目）するか否かの判断を行う（ステップＳ１３）。つまり２回続けて電源ボタン４６が押下されたか否かに応じて表示モードＡか表示モードＢかの切り替えを行う構成とする。

【0088】

図１１（Ａ）、（Ｂ）は、図２（Ａ）で説明した小型の電子機器を想定した際の表示モードＡおよび表示モードＢの動作について説明するためのフローチャートである。

【0089】

図１１（Ａ）は、表示モードＡつまり電源ボタン４６が２回押下された場合の動作のフローチャートである。表示モードＡは、通常表示を行うモードである。

【0090】

まず電源ボタン４６が２回押下されると、通常表示を行うためにアプリケーションプロセッサからＳＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに設定データが送信される（ステップＳ２１）。次いで通常駆動モードが行われるようソースドライバおよびゲートドライバを駆動するための信号生成回路の設定を行う（ステップＳ２２）。次いでＭＩＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに動画像の画像データが送信される（ステップＳ２３）。次いで信号生成回路からゲートドライバを駆動するための各種制御信号が出力され、ソースドライバからビデオ電圧が出力される（ステップＳ２４）。そしてゲートドライバから走査信号、ソースドライバからビデオ電圧が出力され、通常表示が行われる（ステップＳ２５）。

【0091】

図１１（Ｂ）は、表示モードＢつまり電源ボタン４６が１回押下された場合の動作のフローチャートである。表示モードＢは、時計表示を行うモードである。

【0092】

まず電源ボタン４６が１回押下されると、通常表示を行うためにアプリケーションプロセッサからＳＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに設定データが送信される（ステップＳ３１）。次いでＩＤＳ駆動モードが行われるようゲートドライバを駆動するための信号生成回路の設定を行う（ステップＳ３２）。次いでＭＩＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに静止画像、つまり１フレーム分の画像データが送信される（ステップＳ３３）。次いで１フレーム分の画像データをフレームメモリに記憶する（ステップＳ３４）。次いで信号生成回路からゲートドライバを駆動するための各種制御信号が出力される（ステップＳ３５）。そしてゲートドライバから走査信号、ソースドライバからビデオ電圧が出力され、時計表示が行われる（ステップＳ３６）。

【0093】

以上の電源ボタン４６の押下回数により、表示モードの切り替えを行い、時計表示を行う場合の消費電力を低減することができる。

【0094】

次いで図１２（Ａ）、（Ｂ）は、図２（Ｂ）で説明した大型の電子機器を想定した際の表示モードＡおよび表示モードＢの動作について説明するためのフローチャートである。

【0095】

図１２（Ａ）は、表示モードＡつまり電源ボタン４６が２回押下された場合の動作のフローチャートである。表示モードＡは、通常表示を行うモードである。

【0096】

まず電源ボタン４６が２回押下されると、通常表示を行うためにタイミングコントローラからソースドライバＩＣに設定データが送信される（ステップＳ４１）。次いで通常駆動モードが行われるよう信号生成回路が設定される（ステップＳ４２）。次いでＥＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに動画像の画像データが送信される（ステップＳ４３）。次いでタイミングコントローラおよびソースドライバからゲートドライバを駆動するための各種制御信号およびビデオ電圧が出力される（ステップＳ４４）。そして通常表示が行われる（ステップＳ４５）。

【0097】

図１２（Ｂ）は、表示モードＢつまり電源ボタン４６が１回押下された場合の動作のフローチャートである。表示モードＢは、時計表示を行うモードである。

【0098】

まず電源ボタン４６が１回押下されると、通常表示を行うためにアプリケーションプロセッサからＳＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣに設定データが送信される（ステップＳ５１）。次いでＩＤＳ駆動モードが行われるようソースドライバおよびゲートドライバが設定される（ステップＳ５２）。次いでＥＰＩ等のインターフェースを介してソースドライバＩＣにリフレッシュレートに同期して間欠的に画像データが送信される（ステップＳ５３）。次いでタイミングコントローラおよびソースドライバからゲートドライバを駆動するための各種制御信号およびビデオ電圧が出力される（ステップＳ５４）。そして時計表示が行われる（ステップＳ５５）。

【0099】

以上の電源ボタン４６の押下回数により、表示モードの切り替えを行い、時計表示を行う場合の消費電力を低減することができる。

【0100】

また図１３を用いて、図５（Ａ）で説明した光センサ４４を利用した電子機器４０での表示装置の表示モードの切り替えについて説明する。

【0101】

電子機器４０は、光センサ４４で取得される照度の情報を含む信号によって、動作モードを切り替えることができる。図１３（Ａ）のブロック図では、光センサ４４およびアプリケーションプロセッサ９９を示している。

【0102】

図１３（Ａ）において光センサ４４は、例えば、照度に応じた信号Ｓ_ＩＬＬを生成する機能を有する。アプリケーションプロセッサ９９は、信号Ｓ_ＩＬＬに応じて表示モードを切り替える機能を有する。

【0103】

また図１３（Ｂ）乃至（Ｄ）には、照度に応じて表示装置が取り得る表示モードを説明するための画素の模式図である。なお図１３（Ｂ）乃至（Ｄ）においては、図４（Ｂ）と同様に、画素回路１５、画素回路１７、液晶素子ＬＣ、発光素子ＥＬ、開口２１、液晶素子ＬＣが有する反射電極が反射する反射光１２、および開口２１より射出される発光素子ＥＬが発する光１６を図示している。

【0104】

表示装置１０が取り得る表示モードとしては、図１３（Ｂ）乃至（Ｄ）に示す、反射表示モード（Ｒ ｍｏｄｅ）と、反射＋発光表示モード（ＥＲ ｍｏｄｅ）と、発光表示モード（Ｅ ｍｏｄｅ）と、を挙げて説明する。

【0105】

反射表示モードは、画素が有する液晶素子を駆動して反射光の強度を調節して階調を制御する表示モードである。具体的には図１３（Ｂ）に示す画素の模式図のように液晶素子ＬＣが有する反射電極で反射光１２の強度を調節して階調の制御を行う。

【0106】

反射＋発光表示モード（ＥＲ ｍｏｄｅ）は、液晶素子の駆動と発光素子の駆動とによって反射光の強度と発光素子の光の強度の双方を調節して階調を制御する表示モードである。具体的には図１３（Ｃ）に示す画素の模式図のように液晶素子ＬＣが有する反射電極で反射光１２の強度と、発光素子ＥＬが開口２１より射出する光１６の強度と、を調節して階調の制御を行う。上記図６で示した表示装置の動作は、図１３（Ｃ）における反射＋発光表示モード時において適用することで、表示品位の向上および消費電力の低減の双方を図ることができる。

【0107】

なお本明細書等において、上記した反射＋発光表示モード（ＥＲ ｍｏｄｅ）のように、発光素子ＥＬ（第１の表示素子）と、液晶素子ＬＣ（第２の表示素子）とを組み合わせた表示をハイブリッド表示方法と呼称する。なおハイブリッド表示方法とは、同一画素または同一副画素において複数の光を表示し、文字及び／または画像を表示する方法である。また、ハイブリッドディスプレイとは、表示部に含まれる同一画素または同一副画素において複数の光を表示し、文字及び／または画像を表示する集合体である。

【0108】

ハイブリッド表示方法の一例としては、同一画素または同一副画素において、第１の光と、第２の光の表示タイミングを異ならせて表示する方法がある。このとき、同一画素または同一副画素において、同一色調（赤、緑、または青、もしくはシアン、マゼンタ、またはイエローのいずれかの一）の第１の光及び第２の光を同時に表示し、表示部において文字及び／または画像を表示させることができる。

【0109】

また、ハイブリッド表示方法の一例としては、反射光と自発光とを同一画素または同一副画素で表示する方法がある。同一色調の反射光及び自発光（例えば、有機ＥＬの発光、発光ダイオードの発光等）を、同一画素または同一副画素で、同時に表示させることができる。

【0110】

また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素または同一の副画素において、複数の表示素子を有し、同じ期間に複数の表示素子それぞれが表示する集合体である。また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素または同一の副画素において、複数の表示素子と、表示素子を駆動する能動素子とを有する。能動素子として、スイッチ、トランジスタ、薄膜トランジスタ等がある。複数の表示素子それぞれに能動素子が接続されているため、複数の表示素子それぞれの表示を個別に制御することができる。

【0111】

発光表示モード（Ｅ ｍｏｄｅ）は、発光素子を駆動して光の強度を調節して階調を制御する表示モードである。具体的には図１３（Ｄ）に示す画素の模式図のように、発光素子ＥＬが開口２１より射出する光１６の強度を調節して階調の制御を行う。上記図６で示した表示装置の動作は、図１３（Ｄ）における発光表示モード時において適用することで、消費電力の低減を図ることができる。

【0112】

図１３（Ｅ）には、上述した３つのモード（反射表示モード、反射＋発光表示モード、発光表示モード）の状態遷移図を示す。状態Ｃ３は反射表示モードを表し、状態Ｃ４は反射＋発光表示モードを表し、状態Ｃ５は発光表示モードを表している。

【0113】

図１３（Ｅ）に図示するように、状態Ｃ３乃至Ｃ５は照度に応じていずれかの状態の表示モードを取り得る。例えば屋外のように照度が大きい場合、状態Ｃ３を取り得る。また屋外から屋内に移動するような照度が小さくなる場合、状態Ｃ３から状態Ｃ５に遷移する。また屋内であっても照度が大きく、反射光による階調表示が可能な場合、状態Ｃ５から状態Ｃ４に遷移する。

【0114】

以上のように照度に応じて表示モードを切り替える構成とすることで、消費電力が比較的大きい発光素子の光の強度による階調表示の頻度を減らすことができる。そのため、表示装置の消費電力を低減することができる。

【0115】

＜ゲートドライバの構成例＞
次いで上記図１等で説明したゲートドライバ２０、２２に適用可能なシフトレジスタの具体例について、説明する。

【0116】

図１４（Ａ）には、ｍ＋２段のパルスを出力できるシフトレジスタの回路構成の一例を示す。図１４（Ａ）のシフトレジスタは、外部よりスタートパルスＳＰ、クロック信号ＣＬＫ１乃至ＣＬＫ４、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４、リセット信号ＲＥＳを入力することによって、出力端子ＯＵＴ＿１乃至ＯＵＴ＿ｍ＋２にパルスを出力することができる。なお出力端子ＯＵＴ＿１乃至ＯＵＴ＿ｍは、上記説明したゲート線ＧＬ_ＥＬ［１］乃至［ｍ］、ＧＬ_ＬＣ［１］乃至［ｍ］に相当し、パルスは走査信号に相当する。

【0117】

回路ＳＲには、図１４（Ｂ）に示す各信号が与えられる。回路ＳＲ_ＤＵＭには、図１４（Ｃ）に示す各信号が与えられる。回路ＳＲおよび回路ＳＲ_ＤＵＭにおいて与えられる、クロック信号ＣＬＫ１乃至ＣＬＫ４、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４は段ごとに異なる。なおＬＩＮはシフトレジスタのシフト方向の上段側から与えられる信号である。またＲＩＮは、シフトレジスタのシフト方向の下段側から与えられる信号である。またＳＲＯＵＴは、下段のシフトレジスタに与えられる信号である。ＯＵＴは、負荷となるゲート線に与えられる信号である。

【0118】

回路ＳＲの回路構成の一例を図１５（Ａ）に示す。図１５（Ａ）に示す回路７００は、トランジスタ７０１乃至７０９を有する。図１５（Ａ）に示す回路７１０は、トランジスタ７１１乃至７１３を有する。図１５（Ａ）に示す回路７２０は、トランジスタ７２１乃至７２３を有する。トランジスタ７０１乃至７０９、７１１乃至７１３、および７２１乃至７２３は、シングルゲートトランジスタとして図示したが、バックゲートを有するデュアルゲートトランジスタでもよい。同様に、回路ＳＲ_ＤＵＭの回路構成の一例を図１５（Ｂ）に示す。

【0119】

また図１６には、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４、クロック信号ＣＬＫ１乃至ＣＬＫ４、スタートパルスＳＰ、および出力端子ＯＵＴ＿１乃至ＯＵＴ＿ｍの波形を表すタイミングチャートを示す。図１６に示すタイミングチャートは、前半の期間が図７（Ａ）で説明した破線矢印２３で図示した各行に順に走査信号を出力する期間Ｐ１に相当する。また後半の期間が図７（Ａ）で説明した破線矢印２５で図示した所定の行にのみ走査信号を出力する期間Ｐ２に相当する。

【0120】

期間Ｐ１では、スタートパルスＳＰ、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４、およびクロック信号ＣＬＫ１乃至ＣＬＫ４に応じて、順にパルスが出力される。

【0121】

一方、期間Ｐ２では、所定の行のみパルスが出力されるようにするため、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４を一定期間Ｌレベルに固定する。例えば図１６では、出力端子ＯＵＴ＿１、ＯＵＴ＿２、ＯＵＴ＿ｍ−１およびＯＵＴ＿ｍにパルスを出力し、出力端子ＯＵＴ＿ｊ、ＯＵＴ＿ｊ＋１にパルスを出力されないようにする。この場合、期間Ｐａ、期間Ｐｃでは、期間Ｐ１と同様にパルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４によるトグル動作を行い、期間Ｐｂでは、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４をＬレベルとする。パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至ＰＷＣ４をＬレベルとすることで、出力端子ＯＵＴ＿ｊ、ＯＵＴ＿ｊ＋１がＬレベルとなるため、パルスが出力されない。

【0122】

このようにゲートドライバを領域ごとに分割することなく、所定の行に対する走査信号の出力を停止させることができる。

【0123】

なお本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と、自由に組み合わせて実施することができる。

【0124】

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１で説明した反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、表示装置の構成例について説明する。

【0125】

図１７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置４０６の断面の構造を一例として示す。図１７（Ａ）に示す表示装置４０６は、発光素子２０３と、液晶素子２０４と、発光素子２０３への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０５と、液晶素子２０４への電圧の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０６とを有する。そして、発光素子２０３と、液晶素子２０４と、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０６とは、基板２０１と基板２０２の間に位置する。

【0126】

また、表示装置４０６において液晶素子２０４は、画素電極２０７と、共通電極２０８と、液晶層２０９とを有する。画素電極２０７は、トランジスタ２０６に電気的に接続されている。そして、画素電極２０７と共通電極２０８の間に印加される電圧にしたがって液晶層２０９の配向が制御される。なお、図１７（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板２０２側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極２０７において反射し、再び基板２０２側から放射される。

【0127】

また、発光素子２０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。発光素子２０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図１７（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、発光素子２０３から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように画素電極２０７と重ならない領域を通過し、共通電極２０８が位置する領域を通過して、基板２０２側から放射される。

【0128】

そして、図１７（Ａ）に示す表示装置４０６では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に位置しており、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０は、液晶素子２０４と発光素子２０３の間の領域を有する。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に含まれていると言える。

【0129】

上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。

【0130】

次いで、図１７（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置４０６の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１７（Ｂ）に示す表示装置４０６は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１７（Ａ）に示す表示装置４０６と構成が異なる。

【0131】

具体的に、図１７（Ｂ）に示す表示装置４０６では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有し、層２１０ａと層２１０ｂとは、液晶素子２０４と発光素子２０３の間の領域を有する。そして、図１７（Ｂ）に示す表示装置４０６では、層２１０ａが層２１０ｂよりも発光素子２０３側に近い。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれていると言える。

【0132】

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置４０６の高精細化を実現することができる。

【0133】

次いで、図１７（Ｃ）に、本発明の一態様に係る表示装置４０６の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１７（Ｃ）に示す表示装置４０６は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１７（Ａ）に示す表示装置４０６と構成が異なる。そして、図１７（Ｃ）に示す表示装置４０６は、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａが、発光素子２０３よりも基板２０１側に近い点において、図１７（Ｂ）に示す表示装置４０６と構成が異なる。

【0134】

具体的に、図１７（Ｃ）に示す表示装置４０６では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有する。そして、層２１０ａは、発光素子２０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、液晶素子２０４と発光素子２０３の間の領域を有する。

【0135】

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、図１７（Ｂ）の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置４０６の高精細化を実現することができる。

【0136】

なお、図１７では、２つの液晶素子２０４に対して１つの発光素子２０３が対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係る表示装置は、１つの液晶素子２０４に対して１つの発光素子２０３が対応している断面構造を有していても良いし、１つの液晶素子２０４に対して複数の発光素子２０３が対応している断面構造を有していても良い。

【0137】

また、図１７では、液晶素子２０４が有する画素電極２０７が、可視光を反射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極２０７は可視光を透過する機能を有していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置４０６に設けても良いし、液晶素子２０４を用いて画像を表示する際に発光素子２０３を光源として用いても良い。

【0138】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0139】

（実施の形態３）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置が有する、画素の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、本発明の一態様に係る画素３００の構成例について説明する。

【0140】

図１８（Ａ）に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有する。そして、画素３５０は液晶素子３０１を有し、画素３５１は発光素子３０２を有する。

【0141】

具体的に、画素３５０は、液晶素子３０１と、液晶素子３０１に印加する電圧を制御する機能を有するトランジスタ３０３と、容量素子３０４とを有する。そして、トランジスタ３０３は、ゲートが配線ＧＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＳＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続されている。また、液晶素子３０１の共通電極は、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。また、容量素子３０４は、一方の電極が、液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続され、他方の電極が、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。

【0142】

また、具体的に、画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とを有する。そして、トランジスタ３０６は、ゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬ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３０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。

【0143】

図１８（Ａ）に示す画素３００では、液晶素子３０１に対応した画像信号を配線ＳＬに供給し、発光素子３０２に対応した画像信号を配線ＤＬに供給することで、液晶素子３０１によって表示される階調と、発光素子３０２によって表示される階調とを個別に制御することができる。

【0144】

なお、図１８（Ａ）では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。

【0145】

図１８（Ｂ）に、画素３００が一の画素３５０と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。

【0146】

具体的に図１８（Ｂ）に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。

【0147】

図１８（Ｂ）に示す画素３５０の構成については、図１８（Ａ）に示す画素３５０の構成を参照することができる。

【0148】

また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図１８（Ａ）に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。

【0149】

また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。

【0150】

また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。

【0151】

また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。

【0152】

上述したように、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。

【0153】

次いで、図１９（Ａ）に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１９（Ａ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１８（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。

【0154】

具体的に、図１９（Ａ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲート（フロントゲート）に電気的に接続されている。図１９（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。また、図１９（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５のサイズを小さく抑えつつ、トランジスタ３０５のオン電流を高めることができる。

【0155】

なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１９（Ａ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１９（Ａ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１８（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１９（Ａ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１８（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。

【0156】

次いで、図１９（Ｂ）に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１９（Ｂ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１８（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。そして、図１９（Ｂ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲートではなく発光素子３０２に電気的に接続されている点において、図１９（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。

【0157】

図１９（Ｂ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。

【0158】

なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１９（Ｂ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１９（Ｂ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１８（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１９（Ｂ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１８（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。

【0159】

次いで、図２０に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図２０に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有し、画素３５１の構成が図１８（Ａ）とは異なる。

【0160】

具体的に、図２０に示す画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とを有する。また、トランジスタ３０５と、トランジスタ３０６と、トランジスタ３０８とは、それぞれバックゲートを有する。

【0161】

そして、トランジスタ３０６は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬ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３０５のゲート及びフロントゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。

【0162】

トランジスタ３０８は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＭＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が発光素子３０２に電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。

【0163】

なお、図２０では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。

【0164】

図２１に、画素３００が一の画素３５１と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。

【0165】

具体的に図２１に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。

【0166】

図２１に示す画素３５０の構成については、図２０に示す画素３５０の構成を参照することができる。

【0167】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図２０に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。

【0168】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。

【0169】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。

【0170】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。

【0171】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。

【0172】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬａに電気的に接続され、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬｂに電気的に接続され、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。

【0173】

また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。

【0174】

上述したように、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。

【0175】

なお、画素３５０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）、一時的に駆動回路を停止することができる（以下、「アイドリングストップ」、もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。）。ＩＤＳ駆動によって、表示装置４０６の消費電力を低減することができる。

【0176】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0177】

（実施の形態４）
本実施の形態では、図１７（Ｃ）に示した表示装置４０６を例に挙げて、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置４０６の具体的な構成例について図２２を用いて説明する。なお図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示した表示装置４０６についても、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置４０６の具体的な構成例の断面構造を図２３、図２４に図示しているが、詳細な説明については省略する。なお図２３、図２４においては、図２２と同じ構成について同じ符号を付している。

【0178】

図２２に、表示装置４０６の断面構造の一例を示す。

【0179】

図２２に示す表示装置４０６は、基板２５０と基板２５１の間に、表示部１０２と、表示部１０４とが積層された構成を有する。具体的に図２２では、表示部１０２と表示部１０４とが接着層２５２により接着されている。

【0180】

そして、図２２では、表示部１０２の画素が有する発光素子３０２、トランジスタ３０５、及び容量素子３０７と、表示部１０２の駆動回路が有するトランジスタ３０９とを図示している。また、図２２では、表示部１０４の画素が有する液晶素子３０１と、トランジスタ３０３と、容量素子３０４と、表示部１０４の駆動回路が有するトランジスタ３１０とを図示している。

【0181】

トランジスタ３０５は、バックゲートとしての機能を有する導電層３１１と、導電層３１１上の絶縁層３１２と、絶縁層３１２上において導電層３１１と重なる半導体層３１３と、半導体層３１３上の絶縁層３１６と、絶縁層３１６上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３１７と、導電層３１７上に位置する絶縁層３１８のさらに上に位置し、半導体層３１３と電気的に接続されている導電層３１４及び導電層３１５と、を有する。

【0182】

また、導電層３１５は、導電層３１９と電気的に接続され、導電層３１９は導電層３２０に電気的に接続されている。導電層３１９は導電層３１７と同一の層に形成されており、導電層３２０は導電層３１１と同一の層に形成されている。

【0183】

また、導電層３１１及び導電層３２０と同一の層に、トランジスタ３０６（図示せず）のバックゲートとしての機能を有する導電層３２１が位置している。導電層３２１上には絶縁層３１２が位置し、絶縁層３１２上には導電層３２１と重なる領域を有する半導体層３２２が位置する。半導体層３２２にはトランジスタ３０６（図示せず）のチャネル形成領域が含まれる。半導体層３２２上には絶縁層３１８が位置し、絶縁層３１８上には導電層３２３が位置する。導電層３２３は半導体層３２２に電気的に接続されており、導電層３２３はトランジスタ３０６（図示せず）のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。

【0184】

トランジスタ３０９は、トランジスタ３０５と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。

【0185】

トランジスタ３０５、導電層３２３、トランジスタ３０９上には、絶縁層３２４が位置し、絶縁層３２４上には絶縁層３２５が位置する。絶縁層３２５上には導電層３２６及び導電層３２７が位置する。導電層３２６は導電層３１４と電気的に接続されており、導電層３２７は導電層３２３と電気的に接続されている。導電層３２６及び導電層３２７上には絶縁層３２８が位置し、絶縁層３２８上には導電層３２９が位置する。導電層３２９は導電層３２６に電気的に接続されており、発光素子３０２の画素電極としての機能を有する。

【0186】

導電層３２７と絶縁層３２８と導電層３２９とが重なる領域が、容量素子３０７として機能する。

【0187】

導電層３２９上には絶縁層３３０が位置し、絶縁層３３０上にはＥＬ層３３１が位置し、ＥＬ層３３１上には対向電極としての機能を有する導電層３３２が位置する。導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とは、絶縁層３３０の開口部において電気的に接続されており、導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とが電気的に接続された領域が発光素子３０２として機能する。発光素子３０２は、導電層３３２側から破線の矢印で示す方向に光を放射する、トップエミッション構造を有する。

【0188】

導電層３２９と導電層３３２とは、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。導電層３２９と導電層３３２の間に、発光素子３０２の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層３３１に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層３３１において再結合し、ＥＬ層３３１に含まれる発光物質が発光する。

【0189】

なお、半導体層３１３、３２２に金属酸化物を用いる場合、表示装置の信頼性を高めるには、絶縁層３１８は酸素を含む絶縁材料を用いることが望ましく、絶縁層３２４には水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが望ましい。

【0190】

絶縁層３２５または絶縁層３３０として有機材料を用いる場合、絶縁層３２５または絶縁層３３０が表示装置の端部に露出していると、絶縁層３２５または絶縁層３３０を介して発光素子３０２等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３０２が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図２２に示すように、絶縁層３２５及び絶縁層３３０が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。

【0191】

発光素子３０２は、接着層３３３を介して着色層３３４と重なる。スペーサ３３５は、接着層３３３を介して遮光層３３６と重なる。図２２では、導電層３３２と遮光層３３６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。

【0192】

着色層３３４は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。

【0193】

なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。

【0194】

表示部１０４において、トランジスタ３０３は、バックゲートとしての機能を有する導電層３４０と、導電層３４０上の絶縁層３４１と、絶縁層３４１上において導電層３４０と重なる半導体層３４２と、半導体層３４２上の絶縁層３４３と、絶縁層３４３上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３４４と、導電層３４４上に位置する絶縁層３４５のさらに上に位置し、半導体層３４２と電気的に接続されている導電層３４６及び導電層３４７と、を有する。

【0195】

また、導電層３４０と同一の層に導電層３４８が位置する。導電層３４８上には絶縁層３４１が位置し、絶縁層３４１上には導電層３４８と重なる領域に導電層３４７が位置する。導電層３４７と絶縁層３４１と導電層３４８とが重なる領域が、容量素子３０４として機能する。

【0196】

トランジスタ３１０は、トランジスタ３０３と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。

【0197】

トランジスタ３０３、容量素子３０４、トランジスタ３１０上には、絶縁層３６０が位置し、絶縁層３６０上には導電層３４９が位置する。導電層３４９は導電層３４７と電気的に接続されており、液晶素子３０１の画素電極としての機能を有する。導電層３４９上には配向膜３６４が位置する。

【0198】

基板２５１には、共通電極としての機能を有する導電層３６１が位置する。具体的に、図２２では、基板２５１上に接着層３６２を介して絶縁層３６３が接着されており、絶縁層３６３上に導電層３６１が位置する。そして、導電層３６１上には配向膜３６５が位置し、配向膜３６４と配向膜３６５の間には液晶層３６６が位置する。

【0199】

図２２では、導電層３４９が可視光を反射する機能を有し、導電層３６１が可視光を透過する機能を有することで、破線の矢印で示すように基板２５１側から入射した光を、導電層３４９において反射させ、基板２５１側から放射させることができる。

【0200】

可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。

【0201】

可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。

【0202】

なお、図２２乃至２４では、バックゲートを有するトップゲート型のトランジスタを用いた表示装置の構成について説明したが、本発明の一態様に係る表示装置はバックゲートを有さないトランジスタを用いていても良いし、バックゲート型のトランジスタを用いていても良い。

【0203】

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

【0204】

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などを適用できる。特にシリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

【0205】

金属酸化物を用いる場合、半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。

【0206】

半導体層を構成する金属酸化物がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

【0207】

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき金属酸化物を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。

【0208】

半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０^１７／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^−９／ｃｍ^３以上の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性または実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。

【0209】

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

【0210】

半導体層を構成する金属酸化物において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

【0211】

また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。

【0212】

また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

【0213】

また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ ａｎｄ Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ Ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

【0214】

非晶質構造の金属酸化物膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。

【0215】

なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。

【0216】

なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用いた表示装置の構成を例示したが、反射型表示素子として、液晶素子のほかに、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることができる。

【0217】

また、発光型表示素子として、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。

【0218】

液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

【0219】

また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。

【0220】

なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

【0221】

また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。

【0222】

また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。

【0223】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0224】

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示される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。

【0225】

＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
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、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。

【0226】

本明細書において、金属酸化物が、導電体の機能を有する領域と、誘電体の機能を有する領域とが混合し、金属酸化物全体では半導体として機能する場合、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、またはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅと定義する。

【0227】

つまり、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、０．５ｎｍ以上３ｎｍ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元素が偏在し、該元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、０．５ｎｍ以上３ｎｍ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。

【0228】

特定の元素が偏在した領域は、該元素が有する性質により、物理特性が決定する。例えば、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、絶縁体となる傾向がある元素が偏在した領域は、誘電体領域となる。一方、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、導体となる傾向がある元素が偏在した領域は、導電体領域となる。また、導電体領域、および誘電体領域がモザイク状に混合することで、材料としては、半導体として機能する。

【0229】

つまり、本発明の一態様における金属酸化物は、物理特性が異なる材料が混合した、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の一種である。

【0230】

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、元素Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、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。

【0231】

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、ＩｎＯ_Ｘ１（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、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２（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、ＧａＯ_Ｘ３（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、Ｇａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４（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ＩｎＯ_Ｘ１、またはＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２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。

【0232】

つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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。

【0233】

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、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ_{（１＋ｘ０）}Ｇａ_{（１−ｘ０）}Ｏ_３（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。

【0234】

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。

【0235】

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領域が観察され、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、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。

【0236】

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。

【0237】

なお、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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。

【0238】

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、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、一部に該元素を主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、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。

【0239】

＜ＣＡＣ−ＯＳの解析＞
続いて、各種測定方法を用い、基板上に成膜した酸化物半導体について測定を行った結果について説明する。

【0240】

≪試料の構成と作製方法≫
以下では、本発明の一態様に係る９個の試料について説明する。各試料は、それぞれ、酸化物半導体を成膜する際の基板温度、および酸素ガス流量比を異なる条件で作製する。なお、試料は、基板と、基板上の酸化物半導体と、を有する構造である。

【0241】

各試料の作製方法について、説明する。

【0242】

まず、基板として、ガラス基板を用いる。続いて、スパッタリング装置を用いて、ガラス基板上に酸化物半導体として、厚さ１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を形成する。成膜条件は、チャンバー内の圧力を０．６Ｐａとし、ターゲットには、酸化物ターゲット（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］）を用いる。また、スパッタリング装置内に設置された酸化物ターゲットに２５００ＷのＡＣ電力を供給する。

【0243】

なお、酸化物を成膜する際の条件として、基板温度を、意図的に加熱しない温度（以下、室温またはＲ．Ｔ．ともいう。）、１３０℃、または１７０℃とした。また、Ａｒと酸素の混合ガスに対する酸素ガスの流量比（以下、酸素ガス流量比ともいう。）を、１０％、３０％、または１００％とすることで、９個の試料を作製する。

【0244】

≪Ｘ線回折による解析≫
本項目では、９個の試料に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定を行った結果について説明する。なお、ＸＲＤ装置として、Ｂｒｕｋｅｒ社製Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥを用いた。また、条件は、Ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンにて、走査範囲を１５ｄｅｇ．乃至５０ｄｅｇ．、ステップ幅を０．０２ｄｅｇ．、走査速度を３．０ｄｅｇ．／分とした。

【0245】

図２５にＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法を用いてＸＲＤスペクトルを測定した結果を示す。なお、図２５において、上段には成膜時の基板温度条件が１７０℃の試料における測定結果、中段には成膜時の基板温度条件が１３０℃の試料における測定結果、下段には成膜時の基板温度条件がＲ．Ｔ．の試料における測定結果を示す。また、左側の列には酸素ガス流量比の条件が１０％の試料における測定結果、中央の列には酸素ガス流量比の条件が３０％の試料における測定結果、右側の列には酸素ガス流量比の条件が１００％の試料における測定結果、を示す。

【0246】

図２５に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度を高くする、または、成膜時の酸素ガス流量比の割合を大きくすることで、２θ＝３１°付近のピーク強度が高くなる。なお、２θ＝３１°付近のピークは、被形成面または上面に略垂直方向に対してｃ軸に配向した結晶性ＩＧＺＯ化合物（ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）−ＩＧＺＯともいう。）であることに由来することが分かっている。

【0247】

また、図２５に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さいほど、明確なピークが現れなかった。従って、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい試料は、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。

【0248】

≪電子顕微鏡による解析≫
本項目では、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料を、ＨＡＡＤＦ（Ｈｉｇｈ−Ａｎｇｌｅ Ａｎｎｕｌａｒ Ｄａｒｋ Ｆｉｅｌｄ）−ＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察、および解析した結果について説明する（以下、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭによって取得した像は、ＴＥＭ像ともいう。）。

【0249】

ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭによって取得した平面像（以下、平面ＴＥＭ像ともいう。）、および断面像（以下、断面ＴＥＭ像ともいう。）の画像解析を行った結果について説明する。なお、ＴＥＭ像は、球面収差補正機能を用いて観察した。なお、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の撮影には、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆを用いて、加速電圧２００ｋＶ、ビーム径約０．１ｎｍφの電子線を照射して行った。

【0250】

図２６（Ａ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の平面ＴＥＭ像である。図２６（Ｂ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面ＴＥＭ像である。

【0251】

≪電子線回折パターンの解析≫
本項目では、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料に、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、電子線回折パターンを取得した結果について説明する。

【0252】

図２６（Ａ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の平面ＴＥＭ像において、黒点ａ１、黒点ａ２、黒点ａ３、黒点ａ４、および黒点ａ５で示す電子線回折パターンを観察する。なお、電子線回折パターンの観察は、電子線を照射しながら０秒の位置から３５秒の位置まで一定の速度で移動させながら行う。黒点ａ１の結果を図２６（Ｃ）、黒点ａ２の結果を図２６（Ｄ）、黒点ａ３の結果を図２６（Ｅ）、黒点ａ４の結果を図２６（Ｆ）、および黒点ａ５の結果を図２６（Ｇ）に示す。

【0253】

図２６（Ｃ）、図２６（Ｄ）、図２６（Ｅ）、図２６（Ｆ）、および図２６（Ｇ）より、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。

【0254】

また、図２６（Ｂ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面ＴＥＭ像において、黒点ｂ１、黒点ｂ２、黒点ｂ３、黒点ｂ４、および黒点ｂ５で示す電子線回折パターンを観察する。黒点ｂ１の結果を図２６（Ｈ）、黒点ｂ２の結果を図２６（Ｉ）、黒点ｂ３の結果を図２６（Ｊ）、黒点ｂ４の結果を図２６（Ｋ）、および黒点ｂ５の結果を図２６（Ｌ）に示す。

【0255】

図２６（Ｈ）、図２６（Ｉ）、図２６（Ｊ）、図２６（Ｋ）、および図２６（Ｌ）より、リング状に輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。

【0256】

ここで、例えば、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、試料面に平行にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に起因するスポットが含まれる回折パターンが見られる。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、リング状の回折パターンが確認される。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ軸およびｂ軸は配向性を有さないことがわかる。

【0257】

また、微結晶を有する酸化物半導体（ｎａｎｏ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ。以下、ｎｃ−ＯＳという。）に対し、大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対し、小さいプローブ径の電子線（例えば５０ｎｍ未満）を用いるナノビーム電子線回折を行うと、輝点（スポット）が観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域に複数の輝点が観測される場合がある。

【0258】

成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の電子線回折パターンは、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を有する。従って、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料は、電子線回折パターンが、ｎｃ−ＯＳになり、平面方向、および断面方向において、配向性は有さない。

【0259】

以上より、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい酸化物半導体は、アモルファス構造の酸化物半導体膜とも、単結晶構造の酸化物半導体膜とも明確に異なる性質を有すると推定できる。

【0260】

≪元素分析≫
本項目では、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用い、ＥＤＸマッピングを取得し、評価することによって、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の元素分析を行った結果について説明する。なお、ＥＤＸ測定には、元素分析装置として日本電子株式会社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置ＪＥＤ−２３００Ｔを用いる。なお、試料から放出されたＸ線の検出にはＳｉドリフト検出器を用いる。

【0261】

ＥＤＸ測定では、試料の分析対象領域の各点に電子線照射を行い、これにより発生する試料の特性Ｘ線のエネルギーと発生回数を測定し、各点に対応するＥＤＸスペクトルを得る。本実施の形態では、各点のＥＤＸスペクトルのピークを、Ｉｎ原子のＬ殻への電子遷移、Ｇａ原子のＫ殻への電子遷移、Ｚｎ原子のＫ殻への電子遷移及びＯ原子のＫ殻への電子遷移に帰属させ、各点におけるそれぞれの原子の比率を算出する。これを試料の分析対象領域について行うことにより、各原子の比率の分布が示されたＥＤＸマッピングを得ることができる。

【0262】

図２７には、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面におけるＥＤＸマッピングを示す。図２７（Ａ）は、Ｇａ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＧａ原子の比率は１．１８乃至１８．６４［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。図２７（Ｂ）は、Ｉｎ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＩｎ原子の比率は９．２８乃至３３．７４［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。図２７（Ｃ）は、Ｚｎ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＺｎ原子の比率は６．６９乃至２４．９９［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。また、図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）、および図２７（Ｃ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面において、同範囲の領域を示している。なお、ＥＤＸマッピングは、範囲における、測定元素が多いほど明るくなり、測定元素が少ないほど暗くなるように、明暗で元素の割合を示している。また、図２７に示すＥＤＸマッピングの倍率は７２０万倍である。

【0263】

図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）、および図２７（Ｃ）に示すＥＤＸマッピングでは、画像に相対的な明暗の分布が見られ、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料において、各原子が分布を持って存在している様子が確認できる。ここで、図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）、および図２７（Ｃ）に示す実線で囲む範囲と破線で囲む範囲に注目する。

【0264】

図２７（Ａ）では、実線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含む。また、図２７（Ｂ）では実線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含む。

【0265】

つまり、実線で囲む範囲はＩｎ原子が相対的に多い領域であり、破線で囲む範囲はＩｎ原子が相対的に少ない領域である。ここで、図２７（Ｃ）では、実線で囲む範囲において、右側は相対的に明るい領域であり、左側は相対的に暗い領域である。従って、実線で囲む範囲は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１などが主成分である領域である。

【0266】

また、実線で囲む範囲はＧａ原子が相対的に少ない領域であり、破線で囲む範囲はＧａ原子が相対的に多い領域である。図２７（Ｃ）では、破線で囲む範囲において、左上の領域は、相対的に明るい領域であり、右下側の領域は、相対的に暗い領域である。従って、破線で囲む範囲は、ＧａＯ_Ｘ３、またはＧａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４などが主成分である領域である。

【0267】

また、図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）、および図２７（Ｃ）より、Ｉｎ原子の分布は、Ｇａ原子よりも、比較的、均一に分布しており、ＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２が主成分となる領域を介して、互いに繋がって形成されているように見える。このように、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、クラウド状に広がって形成されている。

【0268】

このように、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、ＣＡＣ−ＯＳと呼称することができる。

【0269】

また、ＣＡＣ−ＯＳにおける結晶構造は、ｎｃ構造を有する。ＣＡＣ−ＯＳが有するｎｃ構造は、電子線回折像において、単結晶、多結晶、またはＣＡＡＣ構造を含むＩＧＺＯに起因する輝点（スポット）以外にも、数か所以上の輝点（スポット）を有する。または、数か所以上の輝点（スポット）に加え、リング状に輝度の高い領域が現れるとして結晶構造が定義される。

【0270】

また、図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）、および図２７（Ｃ）より、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域、及びＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域のサイズは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下で観察される。なお、好ましくは、ＥＤＸマッピングにおいて、各元素が主成分である領域の径は、１ｎｍ以上２ｎｍ以下とする。

【0271】

以上より、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、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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。

【0272】

ここで、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、ＧａＯ_Ｘ３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、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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。

【0273】

一方、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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、ＧａＯ_Ｘ３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。

【0274】

従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯ_Ｘ３などに起因する絶縁性と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１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（Ｉ_ｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。

【0275】

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。

【0276】

また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いので、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成する走査線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線からの信号の供給を行う信号線駆動回路（とくに、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。

【0277】

また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは低温ポリシリコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のように高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。

【0278】

または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。

【0279】

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することができるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。

【0280】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0281】

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。

【0282】

図２８（Ａ）に示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５に接続された表示パネル６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリ６０１１を有する。

【0283】

例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル６００６に用いることができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。

【0284】

上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示パネル６００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

【0285】

また、表示パネル６００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル６００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル６００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。

【0286】

フレーム６００９は、表示パネル６００６の保護機能の他、プリント基板６０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム６００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

【0287】

プリント基板６０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号生成回路等の回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ６０１１による電源であってもよい。バッテリ６０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

【0288】

また、表示モジュール６０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

【0289】

図２８（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。

【0290】

表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。

【0291】

上部カバー６００１と下部カバー６００２は、例えばプラスチック等を用いることができる。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２とは、それぞれ薄く（例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下）することが可能である。そのため、表示モジュール６０００を極めて軽量にすることが可能となる。また少ない材料で上部カバー６００１と下部カバー６００２を作製できるため、作製コストを低減できる。

【0292】

表示パネル６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０やバッテリ６０１１と重ねて設けられている。表示パネル６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。

【0293】

発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示パネル６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

【0294】

発光部６０１５は、例えば表示パネル６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と表示パネル６００６を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

【0295】

発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部６０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。

【0296】

受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

【0297】

導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂとしては、少なくとも光６０１８を透過する部材を用いることができる。導光部６０１７ａ及び導光部６０１７ｂを用いることで、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示パネル６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

【0298】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0299】

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置または表示モジュールを用いた電子機器の一例を示す。

【0300】

図２９（Ａ）は、タブレット型の携帯端末６２００であり、筐体６２２１、表示装置６２２２、操作ボタン６２２３、スピーカ６２２４を有する。また、本発明の一態様に係る表示装置６２２２に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン６２２３に携帯端末６２００を起動する電源スイッチ、携帯端末６２００のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、又は表示装置６２２２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図２９（Ａ）に示した携帯端末６２００では、操作ボタン６２２３の数を４個示しているが、携帯端末６２００の有する操作ボタンの数及び配置は、これに限定されない。

【0301】

また、携帯端末６２００は、外光の照度を測定する光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙを有する。光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルに配置されている。特に、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の一方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の一方に配置されている。本発明の一態様では、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙによって外光の照度を測定して、それらのデータを基づいて、表示装置６２２２に表示する表示素子の切り替え等の調整を行うことができる。

【0302】

また、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙの配置箇所は、図２９（Ａ）に示した携帯端末６２００に限定されない。例えば、図２９（Ｂ）に示す携帯端末６２０１のように、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の両方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の両方に配置されてもよい。

【0303】

また、図示していないが、図２９（Ａ）に示した携帯端末６２００は、筐体６２２１の内部にセンサ（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、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置を設けることで、図２９（Ａ）に示す携帯端末６２００の向き（鉛直方向に対して携帯端末がどの向きに向いているか）を判断して、表示装置６２２２の画面表示を、携帯端末６２００の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。

【0304】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0305】

（実施の形態８）
図３０に、本発明の一態様に係る表示装置を有する携帯端末に適用可能な電子機器の具体例を示す。

【0306】

図３０（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、本発明の一態様に係る表示装置５００３、発明の一態様に係る表示装置５００４、マイクロホン５００５、スピーカ５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。なお、図３０（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、表示装置５００３と表示装置５００４とで示す二つの表示装置を有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示装置の数は、これに限定されない。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置５００３及び表示装置５００４を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５００３及び表示装置５００４に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0307】

図３０（Ｂ）は腕時計型の携帯端末であり、筐体５２０１、本発明の一態様に係る表示装置５２０２、ベルト５２０３、光センサ５２０４、スイッチ５２０５等を有する。腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置５２０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５２０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0308】

図３０（Ｃ）はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体５３０１、筐体５３０２、本発明の一態様に係る表示装置５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示装置５３０３は、筐体５３０１及び筐体５３０２によって支持されている。そして、表示装置５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７及び５３０８において変更することで、筐体５３０１と筐体５３０２が重なるように、表示装置５３０３を折りたたむことができる。図示してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示装置５３０３において使用条件の情報として用いても良い。タブレット型のパーソナルコンピュータに本発明の一態様に係る表示装置５３０３を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５３０３に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0309】

図３０（Ｄ）はビデオカメラであり、筐体５８０１、筐体５８０２、本発明の一態様に係る表示装置５８０３、操作キー５８０４、レンズ５８０５、接続部５８０６等を有する。操作キー５８０４及びレンズ５８０５は筐体５８０１に設けられており、表示装置５８０３は筐体５８０２に設けられている。そして、筐体５８０１と筐体５８０２とは、接続部５８０６により接続されており、筐体５８０１と筐体５８０２の間の角度は、接続部５８０６により変更が可能である。表示装置５８０３における映像を、接続部５８０６における筐体５８０１と筐体５８０２との間の角度に従って切り替える構成としても良い。ビデオカメラに本発明の一態様に係る表示装置５８０３を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５８０３に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0310】

図３０（Ｅ）は腕時計型の携帯端末であり、曲面を有する筐体５７０１、本発明の一態様に係る表示装置５７０２等を有する。本発明の一態様に係る表示装置５７０２に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体５７０１に表示装置５７０２を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置５７０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５７０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0311】

図３０（Ｆ）は携帯電話であり、曲面を有する筐体５９０１に、本発明の一態様に係る表示装置５９０２、マイク５９０７、スピーカ５９０４、カメラ５９０３、外部接続部５９０６、操作用のボタン５９０５が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表示装置５９０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５９０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

【0312】

本実施の形態は、他の実施の形態の一部または全部について、変更、応用、上位概念化、または下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせて実施すること、あるいは置き換えて実施することができる。

【0313】

＜本明細書等の記載に関する付記＞
本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。

【0314】

本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。

【0315】

なお図面において、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。

【0316】

本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソース又はドレインの一方」（又は第１電極、又は第１端子）と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」（又は第２電極、又は第２端子）と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース（ドレイン）端子や、ソース（ドレイン）電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。

【0317】

また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位（接地電位）とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。

【0318】

本明細書等において、スイッチとは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。

【0319】

一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。

【0320】

なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。

【0321】

本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。ＲＧＢのそれぞれの画素は副画素と呼び、ＲＧＢの画素を併せて画素と呼ぶ場合もある。

【0322】

なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）や、ＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタを追加したものなどがある。

【0323】

本明細書等において、ＡとＢとが接続されている、とは、ＡとＢとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、ＡとＢとが電気的に接続されているとは、ＡとＢとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、ＡとＢとの電気信号の授受を可能とするものをいう。

【符号の説明】

【0324】

ａ１ 黒点
ａ２ 黒点
ａ３ 黒点
ａ４ 黒点
ａ５ 黒点
ｂ１ 黒点
ｂ２ 黒点
ｂ３ 黒点
ｂ４ 黒点
ｂ５ 黒点
Ｃ１ 状態
Ｃ２ 状態
Ｃ３ 状態
Ｃ４ 状態
Ｃ５ 状態
ＣＬＫ１ クロック信号
ＣＬＫ２ クロック信号
ＣＬＫ３ クロック信号
ＣＬＫ４ クロック信号
Ｍ１ トランジスタ
Ｍ２ トランジスタ
Ｍ３ トランジスタ
ＯＵＴ＿ｍ 出力端子
ＯＵＴ＿１ 出力端子
Ｐ１ 期間
Ｐ２ 期間
ＰＷＣ１ パルス幅制御信号
ＰＷＣ２ パルス幅制御信号
ＰＷＣ３ パルス幅制御信号
ＰＷＣ４ パルス幅制御信号
１０ 表示装置
１０Ａ 表示装置
１１ 画素回路
１２ 反射光
１３ 表示部
１４ 表示部
１５ 画素回路
１６ 光
１７ 画素回路
１８ 表示部
１９ 画素
２０ ゲートドライバ
２１ 開口
２２ ゲートドライバ
２３ 破線矢印
２４ ソースドライバ
２５ 破線矢印
２６ 信号生成回路
２８ 信号生成回路
３０ フレームメモリ
３１ ソースドライバＩＣ
３１Ａ ソースドライバＩＣ
３２ フレームメモリ
３４ 制御回路
３５ タイミングコントローラ
３６ インターフェース
４０ 電子機器
４２ 筐体
４４ 光センサ
４６ 電源ボタン
４７ 静止画表示部
４８ 背景部
４９ 動画表示部
５０ 時計表示部
５１ 静止画表示部
５２ 長針、短針および秒針
５３ 文字盤
５４ キャラクター
９９ アプリケーションプロセッサ
１０２ 表示部
１０４ 表示部
２０１ 基板
２０２ 基板
２０３ 発光素子
２０４ 液晶素子
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 画素電極
２０８ 共通電極
２０９ 液晶層
２１０ 層
２１０ａ 層
２１０ｂ 層
２５０ 基板
２５１ 基板
２５２ 接着層
３００ 画素
３０１ 液晶素子
３０２ 発光素子
３０３ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０５ トランジスタ
３０６ トランジスタ
３０７ 容量素子
３０８ トランジスタ
３０９ トランジスタ
３１０ トランジスタ
３１１ 導電層
３１２ 絶縁層
３１３ 半導体層
３１４ 導電層
３１５ 導電層
３１６ 絶縁層
３１７ 導電層
３１８ 絶縁層
３１９ 導電層
３２０ 導電層
３２１ 導電層
３２２ 半導体層
３２３ 導電層
３２４ 絶縁層
３２５ 絶縁層
３２６ 導電層
３２７ 導電層
３２８ 絶縁層
３２９ 導電層
３３０ 絶縁層
３３１ ＥＬ層
３３２ 導電層
３３３ 接着層
３３４ 着色層
３３５ スペーサ
３３６ 遮光層
３４０ 導電層
３４１ 絶縁層
３４２ 半導体層
３４３ 絶縁層
３４４ 導電層
３４５ 絶縁層
３４６ 導電層
３４７ 導電層
３４８ 導電層
３４９ 導電層
３５０ 画素
３５１ 画素
３５１ａ 画素
３５１ｂ 画素
３５１ｃ 画素
３５１ｄ 画素
３６０ 絶縁層
３６１ 導電層
３６２ 接着層
３６３ 絶縁層
３６４ 配向膜
３６５ 配向膜
３６６ 液晶層
４０６ 表示装置
７００ 回路
７０１ トランジスタ
７０９ トランジスタ
７１０ 回路
７１１ トランジスタ
７１３ トランジスタ
７２０ 回路
７２１ トランジスタ
７２３ トランジスタ
５００１ 筐体
５００２ 筐体
５００３ 表示装置
５００４ 表示装置
５００５ マイクロホン
５００６ スピーカ
５００７ 操作キー
５００８ スタイラス
５２０１ 筐体
５２０２ 表示装置
５２０３ ベルト
５２０４ 光センサ
５２０５ スイッチ
５３０１ 筐体
５３０２ 筐体
５３０３ 表示装置
５３０４ 光センサ
５３０５ 光センサ
５３０６ スイッチ
５３０７ ヒンジ
５７０１ 筐体
５７０２ 表示装置
５８０１ 筐体
５８０２ 筐体
５８０３ 表示装置
５８０４ 操作キー
５８０５ レンズ
５８０６ 接続部
５９０１ 筐体
５９０２ 表示装置
５９０３ カメラ
５９０４ スピーカ
５９０５ ボタン
５９０６ 外部接続部
５９０７ マイク
６０００ 表示モジュール
６００１ 上部カバー
６００２ 下部カバー
６００５ ＦＰＣ
６００６ 表示パネル
６００９ フレーム
６０１０ プリント基板
６０１１ バッテリ
６０１５ 発光部
６０１６ 受光部
６０１７ａ 導光部
６０１７ｂ 導光部
６０１８ 光
６２００ 携帯端末
６２０１ 携帯端末
６２２１ 筐体
６２２２ 表示装置
６２２３ 操作ボタン
６２２４ スピーカ
６２２５Ｘ 光センサ
６２２５Ｙ 光センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】