(57)【要約】【課題】外光下での映り込みが抑制された表示装置を提供すること。消費電力が抑制された表示装置を提供すること。【解決手段】表示装置は、第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有する。第１の液晶素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の液晶層と、を有する。第２の液晶素子は、第３の電極と、第４の電極と、第２の液晶層と、を有する。また、第１の電極及び第２の電極の一方が可視光を反射する機能を有し、他方が可視光を透過する機能を有する。また、第３の電極及び第４の電極の双方が可視光を透過する機能を有する。また、第１の液晶層と、第２の液晶層とは、それぞれ重なる領域を有する。また、第１の液晶素子は、第１のトランジスタにより制御され、第２の液晶素子は、第２のトランジスタにより制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有し、
前記第１の液晶素子は、可視光を反射する機能を有し、
前記第２の液晶素子は、可視光を透過する機能を有し、
前記第１の液晶素子は、前記第１のトランジスタにより制御され、前記第２の液晶素子は、前記第２のトランジスタにより制御される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有し、
前記第１の液晶素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の液晶層と、を有し、
前記第２の液晶素子は、第３の電極と、第４の電極と、第２の液晶層と、を有し、
前記第１の電極及び前記第２の電極の一方が可視光を反射する機能を有し、前記第１の電極及び前記第２の電極の他方が可視光を透過する機能を有し、
前記第３の電極及び前記第４の電極の双方が可視光を透過する機能を有し、
前記第１の液晶層と、前記第２の液晶層とは、それぞれ重なる領域を有し、
前記第１の液晶素子は、前記第１のトランジスタにより制御され、前記第２の液晶素子は、前記第２のトランジスタにより制御される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のトランジスタ、及び前記第２のトランジスタのいずれか一方または双方は、
半導体層に金属酸化物を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、
前記第１のトランジスタと、前記第２のトランジスタとは、同一平面上に配置される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の液晶層の比抵抗は、前記第２の液晶層の比抵抗以上の領域を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の液晶層の比抵抗は、１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上の領域を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
光射出装置と、入出力装置と、第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとを有する表示装置であって、
前記第１の液晶素子は、可視光を反射する機能を有し、
前記第２の液晶素子は、可視光を透過する機能を有し、
前記光射出装置と、前記入出力装置との間に、前記第１の液晶素子と、前記第２の液晶装置とを有し、
前記光射出部側に前記第２の液晶素子が配置され、
前記入出力側に前記第１の液晶素子が配置され、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタのいずれか一方または双方が、前記第１の液晶素子と、前記第２の液晶素子との間に配置され、
前記第１の液晶素子は、前記第１のトランジスタにより制御され、前記第２の液晶素子は、前記第２のトランジスタにより制御される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の液晶素子と、前記第２の液晶素子との間に、さらに第１の構造体を有し、
前記光射出装置から射出された光が、前記第１の構造体を通って、前記第１の液晶素子側に射出される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１の構造体上に、さらに前記第１の構造体に重なる第２の構造体を有し、
前記光射出装置から射出された光が、前記第１の構造体及び前記第２の構造体を通って、前記第１の液晶素子側に射出される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、
前記第１の構造体は、反射膜を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１のトランジスタと、前記第２のトランジスタとは、同一期間内にそれぞれ駆動する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１の液晶素子は、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満のフレーム周波数で駆動する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第２の液晶素子は、前記光射出装置と連動させることで時間階調法により駆動する、
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置、及び当該表示装置を有する電子機器に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。
【背景技術】
【０００３】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノートＰＣ、電子ブック、タブレット、スマートフォン等のモバイル機器に代表される電子機器が普及している。モバイル機器は、屋外環境や室内環境など利用する環境の明るさに適した表示をすることが求められている。
【０００４】
電子機器が有する表示装置として、反射型液晶表示装置と、透過型液晶表示装置とを組み合わせた表示装置が提案されている。例えば、反射型液晶表示装置の利点を生かし、かつ、周囲照明光が弱い環境下での使用を可能にする液晶表示装置として、入射光の一部を透過し、残りの入射光は反射させる、いわゆる半透過性の反射膜を用いた液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
屋外環境などの外光下において、モバイル機器などに代表される電子機器は、映り込みなどにより視認性が低下するといった課題がある。また、モバイル機器などに代表される電子機器は、消費電力の低減が求められている。
【０００７】
また、特許文献１に示すような従来の半透過性の反射膜を用いた液晶表示装置では、１つの液晶層を用いて、反射型の液晶表示装置、及び透過型の液晶表示装置を、実現しているため、液晶層に段差が生じる場合がある。液晶層に段差が形成されると、開口率の低下、視認性の低下、または消費電力の増加といった課題が生じる。また、特許文献１に示す構成の場合、１つのＦＥＴで反射型の液晶表示素子と、透過型の液晶表示素子とを、制御しているため、反射型の液晶表示素子と、透過型の液晶表示素子と、をそれぞれ独立して制御できないといった問題があった。また、特許文献１に示す構成の場合、バックライトの光を集光できていないといった問題があった。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の一態様は、外光下での映り込みが抑制された表示装置を提供することを課題の１つとする。または、本発明の一態様は、消費電力が抑制された表示装置を提供することを課題の１つとする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の１つとする。または、本発明の一態様は、新規な電子機器を提供することを課題の１つとする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有する表示装置である。第１の液晶素子は、可視光を反射する機能を有する。第２の液晶素子は、可視光を透過する機能を有する。また第１の液晶素子は、第１のトランジスタにより制御され、第２の液晶素子は、第２のトランジスタにより制御されることを特徴とする。
【００１１】
第１の液晶素子が可視光を反射する機能を有するため、外光の映り込みがない、または外光の映り込みが極めて少ない表示装置とすることができる。また、本発明の一態様の表示装置においては、第１の液晶素子が、アイドリング・ストップ駆動（後述する）するため、消費電力を低減することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置を用いることで、外光下での映り込みが抑制され、且つ消費電力が抑制された表示装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の他の一態様は、第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有する表示装置である。第１の液晶素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の液晶層と、を有する。第２の液晶素子は、第３の電極と、第４の電極と、第２の液晶層と、を有する。また、第１の電極及び第２の電極の一方が可視光を反射する機能を有し、第１の電極及び第２の電極の他方が可視光を透過する機能を有する。また、第３の電極及び第４の電極の双方が可視光を透過する機能を有する。また、第１の液晶層と、第２の液晶層とは、それぞれ重なる領域を有する。また、第１の液晶素子は、第１のトランジスタにより制御され、第２の液晶素子は、第２のトランジスタにより制御されることを特徴とする。
【００１３】
また、上記において、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタのいずれか一方または双方は、半導体層に金属酸化物を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記において、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとは、同一平面上に配置されることが好ましい。
【００１５】
また、上記において、第１の液晶層の比抵抗は、第２の液晶層の比抵抗以上の領域を有することが好ましい。
【００１６】
また、上記において、第１の液晶層の比抵抗は、１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上の領域を有することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の他の一態様は、光射出装置と、入出力装置と、第１の液晶素子と、第２の液晶素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとを有する表示装置である。第１の液晶素子は、可視光を反射する機能を有する。第２の液晶素子は、可視光を透過する機能を有する。また、光射出装置と入出力装置との間に、第１の液晶素子と、第２の液晶装置とを有する。また、光射出部側に第２の液晶素子が配置され、入出力側に第１の液晶素子が配置される。また、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのいずれか一方または双方が、第１の液晶素子と、第２の液晶素子との間に配置される。また、第１の液晶素子は、第１のトランジスタにより制御され、第２の液晶素子は、第２のトランジスタにより制御されることを特徴とする。
【００１８】
また、上記において、第１の液晶素子と、第２の液晶素子との間に、さらに第１の構造体を有することが好ましい。このとき、光射出装置から射出された光が、第１の構造体を通って、第１の液晶素子側に射出されることが好ましい。またこのとき、第１の構造体上に、さらに第１の構造体に重なる第２の構造体を有することが好ましい。このとき、光射出装置から射出された光が、第１の構造体及び第２の構造体を通って、第１の液晶素子側に射出されることが好ましい。また、第１の構造体は、反射膜を有することが好ましい。
【００１９】
また、上記において、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとは、同一期間内にそれぞれ駆動することが好ましい。
【００２０】
また、上記において、第１の液晶素子は、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満のフレーム周波数で駆動することが好ましい。
【００２１】
また、上記において、第２の液晶素子は、光射出装置と連動させることで時間階調法により駆動することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様により、外光下での映り込みが抑制された表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が抑制された表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な電子機器を提供することができる。
【００２３】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、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、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】表示装置の一例を示す断面図。
【図２】表示装置の一例を示す断面図。
【図３】表示装置の一例を示す断面図。
【図４】表示装置の構成例を説明する、模式図及び状態遷移図。
【図５】表示装置の構成例を説明する、回路図及びタイミングチャート。
【図６】表示装置の一例を示す斜視図。
【図７】表示装置のブロック図及び画素ユニットを説明する図。
【図８】表示装置の画素ユニットを説明する図。
【図９】表示装置のブロック図及び画素ユニットを説明する図。
【図１０】表示装置のブロック図及び画素を説明する図。
【図１１】表示装置の一例を示す回路図。
【図１２】表示装置の一例を示す回路図。
【図１３】表示装置の動作方法を説明する、タイミングチャート。
【図１４】表示モジュールの一例を示す図。
【図１５】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様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。
【００２６】
また、本明細書にて用いる「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り、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２７】
また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【００２８】
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「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。
【００２９】
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、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
【００３０】
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が十分に低い場合は、「絶縁体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「絶縁体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書等に記載の「半導体」は、「絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本明細書等に記載の「絶縁体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。または、本明細書等に記載の「絶縁体」を「半絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある。
【００３１】
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が十分に高い場合は、「導電体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「導電体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書等に記載の「半導体」は、「導電体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本明細書等に記載の「導電体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、及び表示装置の駆動方法について説明する。
【００３３】
本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を透過する第２の表示素子とが混在した表示装置である。
【００３４】
表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光と、第２の表示素子が透過する第２の光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光の光量と、第２の表示素子が透過する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。
【００３５】
また、表示装置は、第１の表示素子の反射光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子の透過光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素及び第２の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。
【００３６】
また、第１の画素と第２の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。
【００３７】
さらに、第１の画素及び第２の画素は表示装置の表示領域に混在して配置されていることが好ましい。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、及び複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。
【００３８】
第１の画素が有する第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
【００３９】
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、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）方式等を適用した素子などを用いることができる。
【００４０】
また、第２の画素が有する第２の表示素子は光源からの光を透過することで表示する素子を用いることができる。第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いることができる。
【００４１】
第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第１の画素及び第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。
【００４２】
本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、及び第１の画素及び第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。
【００４３】
第１のモードは、第１の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。なお、第１のモードを、反射した光を用いて表示を行うため、反射型の表示モード（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。
【００４４】
第２のモードでは、第２の表示素子による透過光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。なお、第２のモードを、透過した光を用いて表示を行うため、透過型の表示モード（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。
【００４５】
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による透過光の両方を利用して表示を行うモードである。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
【００４６】
なお、本明細書等において、第１の表示素子と、第２の表示素子とを組み合わせた表示、すなわち、第３のモードをハイブリッド表示モード（ＨＢ表示モード）と呼称することができる。または、第３のモードを、透過型の表示モードと、反射型の表示モードとを組み合わせた表示モード（ＴＲ−Ｈｙｂｒｉｄ  ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。
【００４７】
ここで、表示装置の構成として、第１の画素及び第２の画素を有する表示パネルと、制御部と、を有する構成とすることができる。制御部は、外部から入力される画像情報に基づき、第１の画素に出力する第１の階調値、及び第２の画素に出力する第２の階調値を生成し、出力する。ここで画像情報は、各画素ユニットに対応する階調値を含む情報であり、例えばビデオ信号などの映像信号が挙げられる。
【００４８】
なお、制御部は、外光の照度等に基づいて、上述した表示モードを選択する機能を有していてもよい。
【００４９】
また、表示装置は、第１の画素は、第１の表示素子と電気的に接続される第１のトランジスタを有し、第２の画素は、第２の表示素子と電気的に接続される第２のトランジスタを有することが好ましい。
【００５０】
このとき、第１のトランジスタと第２のトランジスタとは、それぞれ同一面上に形成されることが好ましい。このとき、第１の表示素子及び第２の表示素子のいずれか一方は、絶縁層に設けられた開口を介して、第１のトランジスタまたは第２のトランジスタと電気的に接続されることが好ましい。これにより、第１のトランジスタと第２のトランジスタとを、同一の工程により作製することができるため、工程を簡略化できる。
【００５１】
また、一対の基板間に第１の表示素子と、第２の表示素子と、各トランジスタとを挟持した構成とすることで、厚さが薄く、軽量な表示装置を実現できる。
【００５２】
また、透過光を利用した第２の表示素子として、バックライトと、透過型の表示素子とを組み合わせた構成とすることができる。このとき、バックライトとして白色光を呈する光源を用い、第２の表示素子が着色層（カラーフィルタ）を有する構成とすることで、カラー表示可能な構成とすることができる。
【００５３】
また、第２の表示素子は、時間階調法（フィールドシーケンシャル法ともいう）によりカラー表示を行う構成としてもよい。このとき、バックライトとして赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を、それぞれ時間的に分散させて、繰り返し発光可能な光源を用いることができる。すなわち、第２の表示素子と、バックライトとを連動させることで、時間階調法によりカラー表示を行うことができる。
【００５４】
このとき、輝度の変化がフリッカ（ちらつき）として知覚されることを防ぐため、バックライトの光の色を変化させる周期（駆動周波数、サブフレーム周波数ともいう）を高めることが好ましい。例えば、駆動周波数を３０Ｈｚ以上７２０Ｈｚ以下、好ましくは６０Ｈｚ以上３６０Ｈｚ以下、より好ましくは、６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、代表的には１８０Ｈｚとすることができる。
【００５５】
以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
【００５６】
＜第１乃至第３のモードの具体例＞
ここで、上述した第１乃至第３のモードを用いる場合の具体例について、図４及び図５を用いて説明する。
【００５７】
なお、以下では、第１乃至第３のモードが照度に応じて自動に切り替わる場合について説明する。なお、照度に応じて自動で切り替わる場合、例えば、表示装置に照度センサ等を設け、当該照度センサからの情報をもとに表示モードを切り替えることができる。
【００５８】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本実施の形態の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。
【００５９】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、第１の表示素子５０１、第２の表示素子５０２、開口部５０３、第１の表示素子５０１から反射される反射光５０４、及び第２の表示素子５０２から開口部５０３を通って射出される透過光５０５が明示されている。なお、図４（Ａ）が第１のモードを説明する図であり、図４（Ｂ）が第２のモードを説明する図であり、図４（Ｃ）が第３のモードを説明する図である。
【００６０】
なお、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、第１の表示素子５０１として、反射型の液晶素子を用い、第２の表示素子５０２として、透過型の液晶素子を用いる場合とする。
【００６１】
図４（Ａ）に示す第１のモードでは、第１の表示素子５０１である、反射型の液晶素子を駆動して反射光の強度を調節して階調表示を行うことができる。例えば、図５（Ａ）に示すように、第１の表示素子５０１である、反射型の液晶素子が有する反射電極で、反射光５０４の強度を液晶層で調節することで階調表示を行うことができる。
【００６２】
図４（Ｂ）に示す第２のモードでは、第２の表示素子５０２である、透過型の液晶素子を駆動して透過光の強度を調節して階調表示を行うことができる。なお、第２の表示素子５０２から射出される光は、開口部５０３を通過し、透過光５０５として外部に取り出される。
【００６３】
図４（Ｃ）に示す第３のモードは、上述した第１のモードと、第２のモードとを組み合わせた表示モードである。例えば、第１の表示素子５０１である、反射型の液晶素子が有する反射電極で、反射光５０４の強度を液晶層で調節し階調表示を行う。また、第１の表示素子５０１の駆動する期間と、同じ期間内に、第２の表示素子５０２である、透過型の液晶素子の透過光の強度、ここでは透過光５０５の強度を調整し階調表示を行う。
【００６４】
＜第１乃至第３のモードの状態遷移＞
次に、第１乃至第３のモードの状態遷移について、図４（Ｄ）を用いて説明を行う。図（Ｄ）は、第１のモード、第２のモード、及び第３のモードの状態遷移図である。図４（Ｄ）に示す、状態Ｃ１は第１のモードに相当し、状態Ｃ２は第２のモードに相当し、状態Ｃ３は第３のモードに相当する。
【００６５】
図４（Ｄ）に図示するように、状態Ｃ１から状態Ｃ３まで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には、状態Ｃ１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には、状態Ｃ１から状態Ｃ２に遷移する。また、屋外であっても照度が低く、反射光による階調表示が十分でない場合には、状態Ｃ２から状態Ｃ３に遷移する。もちろん、状態Ｃ３から状態Ｃ１への遷移、状態Ｃ１から状態Ｃ３への遷移、状態Ｃ３から状態Ｃ２への遷移、または状態Ｃ２から状態Ｃ１への遷移も生じる。
【００６６】
なお、図４（Ｄ）では、第１のモードのイメージとして太陽のシンボルを、第２のモードのイメージとして、月のシンボルを、第３のモードのイメージとして、雲のシンボルを、それぞれ図示してある。
【００６７】
なお、図４（Ｄ）に図示するように、状態Ｃ１乃至状態Ｃ３において、照度の変化がない、または照度の変化が少ない場合には、他の状態に遷移せずに、続けて元の状態を維持すればよい。
【００６８】
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バックライト等の光源を必要とする透過型の液晶素子の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。また、表示装置は、バッテリの残容量、表示するコンテンツ、または周辺環境の照度に応じて、さらに動作モードを切り替えることができる。なお、上記の説明においては、照度に応じて表示モードが自動で切り替わる場合について例示したがこれに限定されず、使用者が手動で表示モードを切り替えてもよい。
【００６９】
＜動作モード＞
次に、第１の表示素子で行うことができる動作モードについて、図５用いて説明を行う。
【００７０】
なお、以下では、通常のフレーム周波数（代表的には６０ＭＨｚ以上２４０ＭＨｚ以下）で動作する通常動作モード（Ｎｏｒｍａｌ  ｍｏｄｅ）と、低速のフレーム周波数で動作するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を例示して説明する。
【００７１】
なお、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードとは、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。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、例えば、通常動作モードの１／１００乃至１／１０程度のフレーム周波数とすることができる。
【００７２】
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、通常駆動モードとアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードを説明する回路図及びタイミングチャートである。なお、図５（Ａ）では、第１の表示素子５０１（ここでは反射型の液晶素子）と、第１の表示素子５０１に電気的に接続される画素回路５０６と、を明示している。また、図５（Ａ）に示す画素回路５０６では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１に接続される容量素子ＣｓＬＣとを図示している。
【００７３】
トランジスタＭ１としては、半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。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）または酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、トランジスタの代表例として、酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いて説明する。ＯＳトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、ＯＳトランジスタを非導通状態とすることで液晶素子の画素電極に電荷の保持をすることができる。
【００７４】
なお、図５（Ａ）に示す回路図において、液晶素子ＬＣはデータＤ１のリークパスとなる。したがって、適切にアイドリングストップ駆動を行うには、液晶素子ＬＣの抵抗率を１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。
【００７５】
なお、上記ＯＳトランジスタのチャネル領域には、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物などを好適に用いることができる。また、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物としては、代表的には、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］近傍の組成を用いることができる。
【００７６】
また、図５（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線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Ｔ１からＴ３までで表すと、各フレーム期間でゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬからデータＤ１を書き込む動作を行う。この動作は、期間Ｔ１からＴ３までで同じデータＤ１を書き込む場合、または異なるデータを書き込む場合でも同じである。
【００７７】
一方、図５（Ｃ）は、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードでの信号線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。アイドリング・ストップ（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Ｔ１で表し、その中でデータの書き込み期間を期間ＴＷ、データの保持期間を期間ＴＲＥＴで表す。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、期間ＴＷでゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬのデータＤ１を書き込み、期間ＴＲＥＴでゲート線ＧＬをロー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データＤ１を保持させる動作を行う。なお、低速のフレーム周波数としては、例えば、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満とすればよい。
【００７８】
アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、上述した第１のモード、または第３のモードと組み合わせることで、さらなる低消費電力化を図ることができるため有効である。
【００７９】
以上のように、本実施の形態の表示装置は、第１のモード乃至第３のモードを切り替えて表示を行うことができる。したがって、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。
【００８０】
また、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有する第２の画素とをそれぞれ複数有すると好ましい。また、第１の画素と第２の画素とは、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
【００８１】
第１の画素及び第２の画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色など）、あるいは、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。なお、第１の画素及び第２の画素が有する色要素は、上記に限定されず、必要に応じて、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）などを組み合わせてもよい。
【００８２】
本実施の形態の表示装置は、第１の画素及び第２の画素は、双方とも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第１の画素では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第２の画素ではフルカラー表示を行う構成とすることができる。第１の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
【００８３】
＜表示装置の斜視概略図＞
次に、本実施の形態の表示装置について、図６を用いて説明を行う。図６は、表示装置５１０の斜視概略図である。
【００８４】
表示装置５１０は、基板５１１と基板５１２とが貼り合わされた構成を有する。図６では、基板５１２を破線で明示している。
【００８５】
表示装置５１０は、表示部５１４、回路５１６、配線５１８等を有する。図６では表示装置５１０にＩＣ５２０及びＦＰＣ５２２が実装されている例を示している。そのため、図６に示す構成は、表示装置５１０、ＩＣ５２０、及びＦＰＣ５２２を有する表示モジュールということもできる。
【００８６】
回路５１６としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【００８７】
配線５１８は、表示部５１４及び回路５１６に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ５２２を介して外部から、またはＩＣ５２０から配線５１８に入力される。
【００８８】
図６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板５１１にＩＣ５２０が設けられている例を示す。ＩＣ５２０は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置５１０には、ＩＣ５２０を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ５２０を、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
【００８９】
図６には、表示部５１４の一部の拡大図を示している。表示部５１４には、複数の表示素子が有する電極５２４がマトリクス状に配置されている。電極５２４は、可視光を反射する機能を有し、液晶素子５５０（後述する）の反射電極として機能する。
【００９０】
また、図６に示すように、電極５２４は開口部５２６を有する。さらに表示部５１４は、電極５２４よりも基板５１１側に、透過型の液晶素子５７０を有する。液晶素子５７０からの光は、電極５２４の開口部５２６を介して基板５１２側に射出される。液晶素子５７０の透過領域の面積と開口部５２６の面積とは等しくてもよい。液晶素子５７０の透過領域の面積と開口部５２６の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。
【００９１】
以下では、本発明の一態様の表示装置の具体的な断面構成例について、図１乃至３を用いて説明を行う。図１乃至３は、本発明の一態様の表示装置の一例を説明する断面図である。
【００９２】
なお、図１は表示装置１００Ａを説明する断面図であり、図２は表示装置１００Ｂを説明する断面図であり、図３は表示装置１００Ｃを説明する断面図である。
【００９３】
＜断面構成例１＞
まず、図１を用いて、表示装置１００Ａについて説明する。
【００９４】
表示装置１００Ａは、第１の基板１０２と、第２の基板１０４と、を有し、第１の基板１０２と、第２の基板１０４との間に、第１の液晶素子１０６と、第２の液晶素子１０８とが挟持されている。
【００９５】
また、第１の液晶素子１０６は、第１の電極１０６ＰＥと、第２の電極１０６ＣＥと、第１の電極１０６ＰＥ及び第２の電極１０６ＣＥの間に位置する第１の液晶層１０６ＬＣと、を有する。また、第２の液晶素子１０８は、第３の電極１０８ＰＥと、第４の電極１０８ＣＥと、第３の電極１０８ＰＥ及び第４の電極１０８ＣＥの間に位置する第２の液晶層１０８ＬＣと、を有する。
【００９６】
また、第１の液晶素子１０６と、第２の液晶素子１０８との間には、素子層１１０を有する。本実施の形態においては、素子層１１０には、第１のトランジスタ１１１と、第２のトランジスタ１１２と、が形成されている。
【００９７】
また、第１のトランジスタ１１１は、第１の電極１０６ＰＥと重なるように配置され、且つ絶縁膜（ここでは、複数の絶縁膜）を介して、第１の電極１０６ＰＥと一部が離間して配置される。なお、第１電極１０６ＰＥと、第１のトランジスタ１１１とは、上記絶縁膜に形成された第１の開口部１１４、及び第１の開口部１１４に形成された電極１１６を介して電気的に接続される。なお、電極１１６を、接続電極または貫通電極と呼称してもよい。
【００９８】
また、第２のトランジスタ１１２は、第３の電極１０８ＰＥと重なるように配置され、且つ、絶縁膜（ここでは、複数の絶縁膜）を介して、第３の電極１０８ＰＥと一部が離間して配置される。なお、第３の電極１０８ＰＥと、第２のトランジスタ１１２とは、上記絶縁膜に形成された第２の開口部１１８を介して電気的に接続される。
【００９９】
なお、第１の液晶素子１０６は、光を反射させることで画像を表示する機能を有し、第２の液晶素子１０８は、光を透過させることで画像を表示する機能を有する。すなわち、第１の液晶素子１０６は、反射型の液晶素子であり、第２の液晶素子１０８は、透過型の液晶素子である。
【０１００】
また、第２の基板１０４の下方には、偏光板１２０を介して、光射出装置１２２が配置されている。光射出装置１２２は、所謂バックライトユニットとしての機能を有し、エッジライト１２２Ｅ、導光板１２２Ｇ、光取出し部１２２Ｒなどを有する。
【０１０１】
なお、図１において、エッジライト１２２Ｅから射出された光を、点線の矢印で表している。光射出装置１２２は、エッジライト１２２Ｅから射出された光は、導光板１２２Ｇを通り、光取出し部１２２Ｒによって集光され、第２の液晶素子１０８側に射出される。すなわち、光取出し部１２２Ｒは、所謂レンズ（マイクロレンズともいう）としての機能を有する。
【０１０２】
また、光取出し部１２２Ｒと重なる素子層１１０には、第１の構造体１２４が設けられる。第１の構造体１２４は、少なくとも反射膜１２４Ｒを有する。光取出し部１２２Ｒを通過した光は、さらに第１の構造体１２４が有する反射膜１２４Ｒによって集光され、第１の基板１０２側に射出される。
【０１０３】
第１の構造体１２４が有する反射膜１２４Ｒは、その内壁が入射側（基板１０４側）から出射側（基板１０２側）にかけて連続的に幅が小さくなるような形状を有する。例えば、円錐の一部を切り取った形状を有していてもよい。特に、内壁がくびれた三次元曲面形状（例えばラッパ状とも言うことができる）を有することが好ましい。また、反射膜１２４Ｒの内壁は、基板１０４等に垂直な断面において、対向する一対の内壁の表面が、双曲線に近い形状を有することが好ましい。
【０１０４】
第１の構造体１２４が上記のような形状であることで、光取り出し部１２２Ｒから射出され、第２の液晶素子１０８を透過した光うち、第１の構造体１２４に斜め方向に入射した光は、第１の構造体１２４の反射膜１２４Ｒで反射されることにより、輝度（単位面積あたりの光束）が高まる。
【０１０５】
第１の構造体１２４の反射膜１２４Ｒの出射側の開口面積が入射側の開口面積よりも小さいほど、また反射膜１２４Ｒの側面の傾斜角（側面と基板１０２等の表面との成す角）が９０度に近いほど、また、反射膜１２４Ｒの反射率が高いほど、第１の構造体１２４を透過した光の輝度を高めることができる。
【０１０６】
また、第１の構造体１２４の、反射膜１２４Ｒに囲まれる領域は、光透過率が高いことが好ましい。例えば、アルミニウムまたは銀を含む材料を用いることが好ましい。また、当該領域は、屈折率が高いことが好ましい。例えば、絶対屈折率が１よりも大きく２．５以下、好ましくは１．２以上２．０以下、より好ましくは、１．３以上１．９以下である材料を用いることが好ましい。
【０１０７】
また、第１の構造体１２４の上方、且つ第１の電極１０６ＰＥ及び第２の電極１０６ＣＥの間には、第２の構造体１２６が設けられる。第２の構造体１２６は、第１の電極１０６ＰＥと、第２の電極１０６ＣＥとの間の距離を制御する機能を有する。すなわち、第２の構造体１２６は、いわゆるギャップスペーサ、またはセルギャップスペーサとしての機能を有する。
【０１０８】
第２の構造体１２６は、可視光を透過することが好ましい。第１の構造体１２４により集光された光は、第２の構造体１２６を介して第１の基板１０２側に射出される。また、第１の構造体１２４の上方に第２の構造体１２６を設けることで、エッジライト１２２Ｅから射出される光が第１の液晶層１０６ＬＣに吸収されることを抑制する機能も有する。
【０１０９】
また、第１の基板１０２の上方には、拡散フィルム１２８と、拡散フィルム１２８上の入出力装置１３０と、入出力装置１３０上の偏光板１３２と、が設けられる。
【０１１０】
入出力装置１３０は、所謂タッチパネル、またはタッチセンサとして機能を有する。
【０１１１】
＜断面構成例２＞
次に、図２を用いて、表示装置１００Ｂについて説明する。なお、表示装置１００Ｂは、先に示す表示装置１００Ａの変形例である。
【０１１２】
表示装置１００Ｂは、先に示す表示装置１００Ａの構成に加え、第２の電極１０６ＣＥと基板１０２との間に、絶縁層１３４と、着色層１３６と、絶縁層１３８と、を有する。
【０１１３】
着色層１３６は、所謂カラーフィルタとしての機能を有する。絶縁層１３８は、着色層１３６の厚さを制御する機能を有する。
【０１１４】
例えば、図２に示すように、絶縁層１３８が第１の液晶素子１０６と重なる部分に設けられ、且つ第２の液晶素子１０８と重なる部分に開口を有する構成とする。これにより、絶縁層１３８を覆って設けられる着色層１３６は、第１の液晶素子１０６と重なる部分よりも、第２の液晶素子１０８と重なる部分の方が厚さを厚く形成することができる。これにより、反射型の液晶素子である第１の液晶素子１０６と、透過型の液晶素子である第２の液晶素子１０８とで、これらの光路上に位置する着色層１３６の厚さを異ならせることができる。
【０１１５】
また、図２において、液晶層１０８ＬＣは、その両端を樹脂層１４２で囲まれた構成を有する。樹脂層１４２は、例えば樹脂と、液晶層１０８ＬＣに含まれる液晶材料と、を含む。樹脂層１４２を有することにより、素子層１１０と基板１０４との間の密着性が高められ、表示装置１００Ｂの機械的強度を高めることができる。
【０１１６】
＜断面構成例３＞
続いて、図３を用いて表示装置１００Ｃについて説明する。表示装置１００Ｃは、先に示す表示装置１００Ａ及び表示装置１００Ｂの変形例である。
【０１１７】
表示装置１００Ｃでは、トランジスタ１１１とトランジスタ１１２とが、異なる絶縁表面上に形成されている。
【０１１８】
より具体的には、トランジスタ１１２は基板１０４上に設けられている。また、トランジスタ１１１とトランジスタ１１２とは、第２の液晶素子１０８を挟むように位置している。
【０１１９】
また、第２の液晶素子１０８と、第１の構造体１２４との間に、着色層１４０を有する。光取り出し部１２２Ｒから射出され、第２の液晶素子１０８を透過した光は、着色層１４０、第１の構造体１２４、及び第２の構造体１２６を通り、基板１０２側に射出される。
【０１２０】
＜構成要素＞
次に、図１乃至図３に示す各構成要素について、以下説明を行う。
【０１２１】
［基板］
基板１０２、１０４としては、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、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、サファイアガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板、樹脂フィルムなどを用いることができる。
【０１２２】
なお、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第２の基板１０２、１０４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、基板の薄さは、例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を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。
【０１２３】
［電極］
第１の電極１０６ＰＥとしては、可視光を反射する反射性導電膜を用いることができる。例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。また、上記透光性導電膜を上記反射性導電膜と積層して用いてもよい。また、上記第２の画素電極層１６７ａ、１６７ｂ表面に凹凸を設けてもよい。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。
【０１２４】
第２の電極１０６ＣＥ、第３の電極１０８ＰＥ、及び第４の電極１０８ＣＥとしては、可視光を透過する透光性導電膜を用いることができる。例えば、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｓｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｓｎ酸化物、グラフェン等を用いることができる。
【０１２５】
［液晶層］
第１の液晶層１０６ＬＣ、及び第２の液晶層１０８ＬＣとしては、例えば、ネマチック液晶、または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。また、ネガ型液晶、ポジ型液晶を用いることができ、例えば、ＶＡモードの表示素子にネガ型液晶を用い、ＴＮモードの表示素子にポジ型液晶を用いることができる。
【０１２６】
また、ポリマーネットワークを含む液晶材料を、第１の液晶層１０６ＬＣ及び第２の液晶層１０８ＬＣに用いることができる。例えば、液晶材料と、液晶材料から相分離したポリマーと、を含む複合材料を、第１の液晶層１０６ＬＣ及び第２の液晶層１０８ＬＣに用いることができる。具体的には、モノマーおよび液晶材料を含む混合物を光重合する方法により、液晶材料から相分離したポリマーを作製することができる。
【０１２７】
なお、図面において、図示しないが第１の液晶層１０６ＬＣ、及び第２の液晶層１０８ＬＣに接して、それぞれ配向膜を形成する構成としてもよい。配向膜としては、例えば、ポリイミド等を含む材料を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。
【０１２８】
［トランジスタ］
第１のトランジスタ１１１及び第２のトランジスタ１１２としては、例えば、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等の様々な金属酸化物を半導体層に用いることができる。なお、  第１のトランジスタ１１１及び第２のトランジスタ１１２としては、シリコンを含む半導体を半導体層に用いることができる。例えば、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用いることができる。
【０１２９】
ただし、半導体層にインジウムとガリウムと亜鉛とを含む金属酸化物を用いるのが好適である。金属酸化物を半導体膜に用いたトランジスタは、オフ状態におけるリーク電流が低いという利点がある。よって、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を３０Ｈｚ未満、好ましくは１Ｈｚ未満より、さらに好ましくは０．１Ｈｚ未満の頻度で供給することができる。その結果、表示装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
【０１３０】
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
【０１３１】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０１３２】
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、また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。
【０１３３】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。
【０１３４】
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金属酸化物を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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は電極の材料、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。
【０１３８】
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１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上のキャリア密度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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０１４１】
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、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【０１４２】
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、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０１４３】
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
以下では、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、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、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
なお、金属酸化物は、インジウムを含むことが好ましい。このとき、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、スズ、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から選ばれた一種または複数種）が含まれていてもよい。または、金属酸化物は、インジウムを含まず、亜鉛、または亜鉛及びＭを含む構成としてもよい。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、および窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０１６６】
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、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
【０１６７】
したがって、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０１６８】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ−ＯＳは、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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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は電極の材料、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。
【０１７１】
［絶縁膜］
青１のトランジスタ１１１及び第２のトランジスタ１１２が有する絶縁膜、または第１のトランジスタ１１１及び第２のトランジスタ１１２近傍の絶縁膜としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を適宜用いて形成することができる。上記絶縁膜の材料としては、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化ガリウム亜鉛膜、酸化亜鉛膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、または窒化酸化シリコン膜を用いて形成することができる。また、ゲート絶縁膜の材料として酸化ハフニウム、酸化イットリウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘＮｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、ハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、酸化ランタンなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでゲートリーク電流を低減できる。さらに、ゲート絶縁膜４３８は、単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。
【０１７２】
また、上記絶縁膜の材料としては、平坦化絶縁膜として機能する有機材料を用いてもよい。当該材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機材料を用いて、スピンコート、印刷法などのウエットプロセスにより形成することができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化絶縁膜を形成してもよい。
【０１７３】
［偏光板］
偏光板１２０、１３２としては、例えば、円偏光板を用いればよい。なお、図面においては、図示しないが、反射板、拡散板などの光学部材を偏光板１２０、１３２の近傍に設けてもよい。また、偏光板１２０、１３２の近傍に反射防止フィルム、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の機能フィルム、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等を含む機能フィルムを設けてもよい。
【０１７４】
なお、偏光板１３２を設けることで、外光からの反射を抑制し、視認性が高い表示装置とすることができうる。
【０１７５】
［光射出装置］
光射出装置１２２としては、光源として用いることができる。当該光源としては、バックライト、サイドライトなどの冷陰極管や白色のダイオードを用いることができる。
【０１７６】
［着色層］
着色層１４０としては、カラーフィルタとして機能させるため、その着色された色の光のみを透過する材料で形成される。上記の色要素としては、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色された色の光のみを透過するとは、着色層において透過する光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
【０１７７】
［構造体］
第１の構造体１２４、及び第２の構造体１２６としては、少なくとも光が透過する材料を有する。また、第１の構造体１２４が有する反射膜１２４Ｒには、反射性を有する材料を適用すればよい。なお、第２の構造体１２６にも反射膜を設けてもよい。
【０１７８】
［光取り出し部］
光取り出し部１２２Ｒとしては、マイクロレンズ等の微小なレンズ状構造体を用いることができる。光取り出し部１２２Ｒには、可視光を透過する材料を用いることができる。または、光取り出し部１２２Ｒには、１．３以上２．５以下の屈折率を備える材料を用いることができる。例えば、無機材料または有機材料を好適に用いることができる。
【０１７９】
具体的には、光取り出し部１２２Ｒには、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを用いることができる。または、硫化亜鉛などを用いてもよい。
【０１８０】
または、光取り出し部１２２Ｒに樹脂を含む材料を用いることができる。具体的には、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などを用いることができる。または、樹脂と樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む樹脂を用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
【０１８１】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１８２】
（実施の形態２）
以下では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
【０１８３】
［表示装置の構成例］
図７（Ａ）に、表示装置１０のブロック図を示す。表示装置１０は、表示部１４を有する。
【０１８４】
表示部１４は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット３０を有する。画素ユニット３０は、第１の画素３１ｐと、第２の画素３２ｐを有する。
【０１８５】
図７（Ａ）では、第１の画素３１ｐが白色（Ｗ）に対応する表示素子を有し、第２の画素３２ｐが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。
【０１８６】
第１の画素３１ｐは、白色（Ｗ）に対応する表示素子３１Ｗを有する。表示素子３１Ｗは、外光の反射を利用した表示素子である。
【０１８７】
第２の画素３２ｐは、赤色（Ｒ）に対応する表示素子３２Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子３２Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子３２Ｂを有する。表示素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂはそれぞれ、光源の光を透過する表示素子である。
【０１８８】
［画素ユニットの構成例］
図７（Ｂ）は、画素ユニット３０の構成例を示す模式図である。
【０１８９】
第１の画素３１ｐは、表示素子３１Ｗを有する。表示素子３１Ｗは、外光を反射して表示する素子である。表示素子３１Ｗは外光を反射し、白色の光Ｗｒを表示面側に射出する。
【０１９０】
第２の画素３２ｐは、表示素子３２Ｒ、表示素子３２Ｇ、表示素子３２Ｂを有する。表示素子３２Ｒ、表示素子３２Ｇ、及び表示素子３２Ｂは、それぞれ可視光を透過する素子である。表示素子３２Ｒは赤色の光Ｒｔを、表示面側に射出する。表示素子３２Ｇ、表示素子３２Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｔまたは青色の光Ｂｔを、表示面側に射出する。
【０１９１】
続いて、図８（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、画素ユニット３０による表示モードについて説明する。
【０１９２】
図８（Ａ）は、第１の画素３１ｐを駆動させることにより、反射光のみを用いて表示を行うモード（第１のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、第２の画素３２ｐを駆動させずに、第１の画素３１ｐからの光のみを用いることにより、反射光である光３５ｒを表示面側に射出することができる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。また、目に優しい表示を行うことができる。
【０１９３】
図８（Ｂ）は、第２の画素３２ｐを駆動させることにより、透過光のみを用いて表示を行うモード（第２のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、第１の画素３１ｐを駆動させずに、第２の画素３２ｐからの光（光Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔ）のみを混色させることにより、所定の色の光３５ｔを表示面側に射出することができる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
【０１９４】
図８（Ｃ）は、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を、同一期間内にそれぞれ駆動させることで表示を行うモード（第３のモード）に対応する。画素ユニット３０は、光Ｗｒと、光Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔの４つの光を混色させることにより、反射光と透過光とが混在した所定の色の光３５ｔｒを表示面側に射出することができる。
【０１９５】
［変形例］
上記では、第１の画素３１ｐが白色に対応した表示素子を有し、第２の画素３２ｐが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応した表示素子を有する例を示したが、これに限られない。以下では、上記とは異なる構成例を示す。
【０１９６】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、第１の画素３１ｐが、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応した表示素子を有する場合の例を示している。
【０１９７】
第１の画素３１ｐは、表示素子３１Ｒ、表示素子３１Ｇ、表示素子３１Ｂを有する。表示素子３１Ｒ、表示素子３１Ｇ、及び表示素子３１Ｂは、それぞれ外光を反射して表示する素子である。表示素子３１Ｒは、外光を反射し、赤色の光Ｒｒを表示面側に射出する。表示素子３１Ｇ、表示素子３１Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｒまたは青色の光Ｂｒを、表示面側に射出する。
【０１９８】
図９（Ｂ）は、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を駆動させることで表示を行うモード（第３のモード）に対応する。画素ユニット３０は、光Ｒｒ、光Ｇｒ、光Ｂｒ、光Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔの６つの光を混色させることにより、反射光と透過光とが混在した所定の色の光３５ｔｒを表示面側に射出することができる。
【０１９９】
このとき、光３５ｔｒが所定の輝度及び色度の光となるような、光Ｒｒ、光Ｇｒ、光Ｂｒ、光Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔの６つの光それぞれの輝度の組み合わせは、多数存在する。そこで、同じ輝度及び色度の光３５ｔｒを実現する６つの光それぞれの輝度（階調）の組み合わせのうち、第１の画素３１ｐから射出される光Ｒｒ、光Ｇｒ及び光Ｂｒの輝度（階調）が最も大きくなる組み合わせを選択することが好ましい。これにより、色再現性を犠牲にすることなく、消費電力を低減することができる。
【０２００】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２０１】
（実施の形態３）
以下では、本発明の一態様の表示装置の表示部等に用いることのできる表示パネルの例について説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、透過型の液晶素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。
【０２０２】
［構成例］
図１０（Ａ）は、表示装置８００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置８００は、表示部８０１にマトリクス状に配列した複数の画素８１０を有する。また表示装置８００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また方向Ｒに配列した複数の画素８１０、及び回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また方向Ｃに配列した複数の画素８１０、及び回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２を有する。
【０２０３】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０２０４】
画素８１０は、反射型の液晶素子と、透過型の液晶素子を有する。
【０２０５】
図１０（Ｂ１）は、画素８１０が有する電極８６１の構成例を示す。電極８６１は、画素８１０における反射型の液晶素子の反射電極として機能する。また電極８６１には、開口８５１が設けられている。
【０２０６】
図１０（Ｂ１）には、電極８６１と重なる領域に位置する透過型の液晶素子８６０を破線で示している。透過型の液晶素子８６０は、電極８６１が有する開口８５１と重ねて配置されている。これにより、透過型の液晶素子８６０が透過する光は、開口８５１を介して表示面側に射出される。
【０２０７】
図１０（Ｂ１）では、方向Ｃに配列する２つの画素８１０を示している。一つの電極８６１は、一つの開口８５１を有している。このとき、透過型の液晶素子８６０は、時間階調法により駆動することで、開口８５１を介して時間的に分散された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等の光を射出することができる。
【０２０８】
図１０（Ｂ２）は、一つの電極８６１が、三つの開口８５１を有する例を示している。このとき、各開口８５１には、異なる色を透過する透過型の液晶素子８６０が重ねて配置されている。これにより、各透過型の液晶素子８６０から、三つの開口８５１を介して異なる色の光が表示面側に射出される。
【０２０９】
非開口部の総面積に対する開口８５１の総面積の比の値が大きすぎると、反射型の液晶素子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８５１の総面積の比の値が小さすぎると、透過型の液晶素子８６０を用いた表示が暗くなってしまう。
【０２１０】
また、反射電極として機能する電極８６１に設ける開口８５１の面積が小さすぎると、透過型の液晶素子８６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
【０２１１】
開口８５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口８５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。
【０２１２】
［回路構成例］
図１１は、画素８１０の構成例を示す回路図である。図１１では、隣接する２つの画素８１０を示している。
【０２１３】
画素８１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子８４０、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ２、容量素子Ｃ２、及び液晶素子８６０等を有する。また、画素８１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１１では、液晶素子８４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び液晶素子８６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０２１４】
図１１では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
【０２１５】
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子８４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子８４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０２１６】
スイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ２の一方の電極、及び液晶素子８６０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子８６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２１７】
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子８４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０２１８】
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ２には、液晶素子８６０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。
【０２１９】
図１１に示す画素８１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子８４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、液晶素子８６０による光学変調を利用して表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０２２０】
なお、図１１では一つの画素８１０に、一つの液晶素子８４０と一つの液晶素子８６０とを有する例を示している。液晶素子８６０を時間階調法により駆動することで、透過モードまたは両方のモードで表示する際に、１つの画素８１０でフルカラーの表示が可能である。
【０２２１】
図１２は、１つの画素８１０に１つの反射型の液晶素子８４０と３つの透過型の液晶素子（液晶素子８６０ｒ、液晶素子８６０ｇ、及び液晶素子８６０ｂ）を有する例を示している。液晶素子８６０ｒ、液晶素子８６０ｇ、及び液晶素子８６０ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を透過する、透過型の液晶素子である。図１２に示す画素８１０は、透過モードまたは両方のモードで表示する際に、３つの透過型の液晶素子によりフルカラーの表示が可能である。
【０２２２】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２２３】
（実施の形態４）
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる、画素の駆動方法について説明する。
【０２２４】
以下で例示する駆動方法は、バックライトが、赤（Ｒ）色を呈色する発光素子、緑（Ｇ）色を呈色する発光素子、青（Ｂ）色を呈色する発光素子のＬＥＤを用いて、それぞれのＬＥＤから射出される光の色を、単位期間毎に異なる色に切り替えることにより、フルカラー表示をするものである（フィールドシーケンシャル方式ともいう。）。この駆動方法は、白色のＬＥＤと液晶表示装置に設けるカラーフィルタとでフルカラー表示する方法とは異なるフルカラー表示方法である。特に、色割れ現象を抑えて、表示画像の画質を向上させることができるフィールドシーケンシャル方式について、以下で説明する。
【０２２５】
バックライトは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤからなり、複数行に配列された複数の発光ダイオード群を含むとする。
【０２２６】
本実施の形態で説明するフィールドシーケンシャル方式の駆動方法では、入力動作と、発光動作と、をＺ回（Ｚは３以上の自然数）繰り返し行う。
【０２２７】
入力動作では、各行の画素に異なる表示選択信号のパルスを順次入力する。例えば、１行以上の画素及び１行以上の発光ダイオード群毎に複数の表示領域に分け、複数の表示領域のそれぞれにおいて、各行の画素に異なる表示選択信号のパルスを順次入力する。
【０２２８】
例えば、走査線駆動回路がシフトレジスタを備える場合、該シフトレジスタにスタートパルス信号のパルスを入力し、該シフトレジスタの複数のパルス信号において順次パルスを出力させる。さらに、該シフトレジスタの複数のパルス信号において順次パルスが出力されている間に、再度スタートパルス信号のパルスを入力することにより、複数の表示領域において、各行の画素に異なる表示選択信号のパルスを順次入力する動作を、繰り返し行うことができる。
【０２２９】
表示選択信号のパルスが画素に入力されている間、画素に表示データ信号が入力され、画素は、書き込み状態（状態ｗｔともいう）になる。さらに、表示選択信号のパルスが入力された後、画素は、入力された表示データに応じた表示状態（状態ｈｌｄともいう）になる。
【０２３０】
発光動作では、１行以上の画素に表示選択信号のパルスが入力される毎に、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードの一つ又は複数を発光させる。例えば、１行以上の画素に表示選択信号のパルスが入力される毎に、上記複数の表示領域のそれぞれにおいて、異なる行の発光ダイオード群の赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードの一つ又は複数のうち、複数の表示領域で異なる色を呈する発光ダイオードを発光させる。これにより、表示選択信号のパルスが入力された画素に、発光ダイオード群から光が順次照射される。
【０２３１】
また、入力動作及び発光動作を複数回繰り返し行う際に、Ｋ回目（Ｋは２以上Ｚ以下の自然数）の発光動作では、Ｋ−１回目の発光動作のときと異なる色を呈する発光ダイオードを発光させる。例えば、Ｋ回目の発光動作では、複数の表示領域のそれぞれにおいてＫ−１回目の発光動作のときと異なる色を呈する発光ダイオードを発光させる。
【０２３２】
図１３は、本実施の形態で説明するフィールドシーケンシャル方式の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートである。
【０２３３】
ここでは、複数の画素により構成される領域を、行ごとに第１のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１）ともいう）乃至第１５のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１５）ともいう）の１５のグループに分ける。さらに、各グループを５つ毎に３つのグループに分ける。このようにして分けた、第１のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１）ともいう）乃至第５のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（５）ともいう）を第１の表示領域、第６のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（６）ともいう）乃至第１０のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１０）ともいう）を第２の表示領域、第１１のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１１）ともいう）乃至第１５のグループの画素（画素ＰＩＸ＿Ｇ（１５）ともいう）を第３の表示領域とする。なお、各グループにおける画素の行数は、５行ずつに限定されない。
【０２３４】
さらに、入力動作及び発光動作を繰り返し行う。
【０２３５】
入力動作では、各表示領域において、最初のグループの画素から順に各グループにおける画素を書き込み状態（状態ｗｔ）にしていく。このとき、各グループにおいて、最初の行の画素から行毎に順次書き込み状態にし、画素を入力された表示データに応じた表示状態（状態ｈｌｄ）にする。また、バックライトに含まれる発光ダイオード群を適宜消灯状態（状態ｏｆｆともいう）にして書き込み動作を行っている画素に発光ダイオードから光を照射しない。
【０２３６】
さらに、発光動作では、第１の表示領域乃至第３の表示領域のそれぞれにおいて、各グループの画素を書き込み状態にしていく毎に、異なる行の発光ダイオード群の赤色のＬＥＤ、緑色のＬＥＤ、及び青色のＬＥＤの一つ又は複数のうち、第１の表示領域乃至第３の表示領域のそれぞれで異なる色を呈するＬＥＤを発光させて表示データが入力されたグループの画素毎に、バックライトから光を照射する。
【０２３７】
例えば、図１３に示すように、入力動作毎に、第１の表示領域では、赤色、緑色、青色の順に各行の発光ダイオード群におけるＬＥＤを発光させ、第２の表示領域では、青色、赤色、緑色の順に各行の発光ダイオード群におけるＬＥＤを発光させ、第３の表示領域では、緑色、青色、赤色の順に各行の発光ダイオード群におけるＬＥＤを発光させることにより、発光動作を行ってもよい。なお、発光させるＬＥＤの色及び順序はこれに限るものではない。
【０２３８】
上記構成にすることにより、複数のグループ毎に、画素への表示データ信号のデータの書き込み動作を並列に行うため、全ての画素におけるデータ書き込み時間を短縮することができる。よって、表示データの書き込み回数を多くすることが容易になり、色割れ現象を低減しやすくなる。
【０２３９】
また、上記構成にすることにより、あるグループの画素に光を照射している間に他のグループの画素回路に表示データ信号のデータを書き込むことができるため、最低限必要な動作時間を短縮することができる。よって、表示データの書き込み回数を多くすることが容易になり、色割れ現象を低減しやすくなる。
【０２４０】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２４１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置を用いた表示モジュールについて説明する。図１４（Ａ）に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、およびバッテリ８０１１を有する。
【０２４２】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置を、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、疲労感が少なく、快適感が良好な表示モジュールを作製することができる。
【０２４３】
上部カバー８００１および下部カバー８００２は、表示パネル８００６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。
【０２４４】
また、表示パネル８００６に重ねてタッチセンサを設けてもよい。タッチセンサとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチセンサを設けず、表示パネル８００６に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。
【０２４５】
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０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８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０２４６】
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号およびクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。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８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０２４７】
また、表示モジュール８０００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。
【０２４８】
図１４（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール８０００の断面概略図である。
【０２４９】
表示モジュール８０００は、プリント基板８０１０に設けられた発光部８０１５および受光部８０１６を有する。また、上部カバー８００１と下部カバー８００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂ）を有する。
【０２５０】
表示パネル８００６は、フレーム８００９を間に介してプリント基板８０１０やバッテリ８０１１と重ねて設けられている。表示パネル８００６とフレーム８００９は、導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂに固定されている。
【０２５１】
発光部８０１５から発せられた光８０１８は、導光部８０１７ａにより表示パネル８００６の上部を経由し、導光部８０１７ｂを通って受光部８０１６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８０１８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。
【０２５２】
発光部８０１５は、例えば表示パネル８００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部８０１６は、発光部８０１５と表示パネル８００６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。
【０２５３】
発光部８０１５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８０１５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。
【０２５４】
受光部８０１６は、発光部８０１５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。
【０２５５】
導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂとしては、少なくとも光８０１８を透過する部材を用いることができる。導光部８０１７ａおよび導光部８０１７ｂを用いることで、発光部８０１５と受光部８０１６とを表示パネル８００６の下側に配置することができ、外光が受光部８０１６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。
【０２５６】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２５７】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本明細書等に開示した表示装置などを用いた電子機器の一例について説明する。
【０２５８】
本発明の一態様に係る半導体装置を用いた電子機器として、テレビ、モニタ等の表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子機、トランシーバ、自動車電話、携帯電話、携帯情報端末、タブレット型端末、携帯型ゲーム機、パチンコ機などの固定式ゲーム機、電卓、電子手帳、電子書籍端末、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げられる。また、燃料を用いたエンジンや、蓄電体からの電力を用いた電動機により推進する移動体なども、電子機器の範疇に含まれる場合がある。上記移動体として、例えば、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などが挙げられる。
【０２５９】
図１５（Ａ）に示す携帯型ゲーム機２９００は、筐体２９０１、筐体２９０２、表示部２９０３、表示部２９０４、マイクロホン２９０５、スピーカ２９０６、操作スイッチ２９０７等を有する。また、携帯型ゲーム機２９００は、筐体２９０１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。なお、図１５（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部２９０３と表示部２９０４とを有しているが、表示部の数は、これに限定されない。表示部２９０３は、入力装置としてタッチスクリーンが設けられており、スタイラス２９０８等により操作可能となっている。
【０２６０】
図１５（Ｂ）に示す情報端末２９１０は、筐体２９１１に、表示部２９１２、マイク２９１７、スピーカ部２９１４、カメラ２９１３、外部接続部２９１６、および操作スイッチ２９１５等を有する。表示部２９１２には、可撓性基板が用いられた表示パネルおよびタッチスクリーンを備える。また、情報端末２９１０は、筐体２９１１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。情報端末２９１０は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット型情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、電子書籍端末等として用いることができる。
【０２６１】
図１５（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１、表示部２９２２、キーボード２９２３、およびポインティングデバイス２９２４等を有する。また、ノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。
【０２６２】
図１５（Ｄ）に示すビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１、筐体２９４２、表示部２９４３、操作スイッチ２９４４、レンズ２９４５、および接続部２９４６等を有する。操作スイッチ２９４４およびレンズ２９４５は筐体２９４１に設けられており、表示部２９４３は筐体２９４２に設けられている。また、ビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。そして、筐体２９４１と筐体２９４２は、接続部２９４６により接続されており、筐体２９４１と筐体２９４２の間の角度は、接続部２９４６により変えることが可能な構造となっている。筐体２９４１に対する筐体２９４２の角度によって、表示部２９４３に表示される画像の向きの変更や、画像の表示／非表示の切り換えを行うことができる。
【０２６３】
図１５（Ｅ）にバングル型の情報端末の一例を示す。情報端末２９５０は、筐体２９５１、および表示部２９５２等を有する。また、情報端末２９５０、筐体２９５１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。表示部２９５２は、曲面を有する筐体２９５１に支持されている。表示部２９５２には、可撓性基板を用いた表示パネルを備えているため、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い情報端末２９５０を提供することができる。
【０２６４】
図１５（Ｆ）に腕時計型の情報端末の一例を示す。情報端末２９６０は、筐体２９６１、表示部２９６２、バンド２９６３、バックル２９６４、操作スイッチ２９６５、入出力端子２９６６などを備える。また、情報端末２９６０、筐体２９６１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。情報端末２９６０は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２６５】
表示部２９６２の表示面は湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部２９６２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部２９６２に表示されたアイコン２９６７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。操作スイッチ２９６５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、情報端末２９６０に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作スイッチ２９６５の機能を設定することもできる。
【０２６６】
また、情報端末２９６０は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、情報端末２９６０は入出力端子２９６６を備え、他の情報端末とーを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子２９６６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子２９６６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２６７】
図１５（Ｇ）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、表示部５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示部５３０３は、筐体５３０１および筐体５３０２によって支持されている。そして、表示部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および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、表示部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部５３０３において使用条件の情報として用いても良い。
【０２６８】
図１５（Ｈ）は、テレビジョン装置９１００を示す斜視図である。テレビジョン装置９１００は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（距離、光、温度などを測定する機能を含むもの）、マイクロホン９００８、などを有する。テレビジョン装置９１００は、表示部９００１に、例えば、５０インチ以上、または１００インチ以上の表示装置を組み込むことが可能である。
【０２６９】
本実施の形態に示す電子機器の表示部には、本発明の一態様の表示装置が搭載されている。電子機器の表示部に本発明の一態様に係る表示装置および駆動方法を用いることで、消費電力の極めて低い電子機器を実現できる。
【０２７０】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０２７１】
１０    表示装置
１４    表示部
３０    画素ユニット
３１Ｂ    表示素子
３１Ｇ    表示素子
３１Ｒ    表示素子
３１Ｗ    表示素子
３１ｐ    画素
３２Ｒ    表示素子
３２Ｂ    表示素子
３２Ｇ    表示素子
３２ｐ    画素
３５ｒ    光
３５ｔ    光
３５ｔｒ    光
１００Ａ    表示装置
１００Ｂ    表示装置
１００Ｃ    表示装置
１０２    基板
１０４    基板
１０６    液晶素子
１０６ＣＥ    電極
１０６ＬＣ    液晶層
１０６ＰＥ    電極
１０８    液晶素子
１０８ＣＥ    電極
１０８ＬＣ    液晶層
１０８ＰＥ    電極
１１０    素子層
１１１    トランジスタ
１１２    トランジスタ
１１４    開口部
１１６    電極
１１８    開口部
１２０    偏光板
１２２    光射出装置
１２２Ｅ    エッジライト
１２２Ｇ    導光板
１２２Ｒ    部
１２４    構造体
１２４Ｒ    反射膜
１２６    構造体
１２８    拡散フィルム
１３０    入出力装置
１３２    偏光板
１３４    絶縁層
１３６    着色層
１３８    絶縁層
１４０    着色層
１４２    樹脂層
５０１    表示素子
５０２    表示素子
５０３    開口部
５０４    反射光
５０５    透過光
５０６    画素回路
５１０    表示装置
５１１    基板
５１２    基板
５１４    表示部
５１６    回路
５１８    配線
５２０    ＩＣ
５２２    ＦＰＣ
５２４    電極
５２６    開口部
５５０    液晶素子
５７０    液晶素子
８００    表示装置
８０１    表示部
８１０    画素
８４０    液晶素子
８５１    開口
８６０    液晶素子
８６０ｂ    液晶素子
８６０ｇ    液晶素子
８６０ｒ    液晶素子
８６１    電極
２９００    携帯型ゲーム機
２９０１    筐体
２９０２    筐体
２９０３    表示部
２９０４    表示部
２９０５    マイクロホン
２９０６    スピーカ
２９０７    操作スイッチ
２９０８    スタイラス
２９１０    情報端末
２９１１    筐体
２９１２    表示部
２９１３    カメラ
２９１４    スピーカ部
２９１５    操作スイッチ
２９１６    外部接続部
２９１７    マイク
２９２０    ノート型パーソナルコンピュータ
２９２１    筐体
２９２２    表示部
２９２３    キーボード
２９２４    ポインティングデバイス
２９４０    ビデオカメラ
２９４１    筐体
２９４２    筐体
２９４３    表示部
２９４４    操作スイッチ
２９４５    レンズ
２９４６    接続部
２９５０    情報端末
２９５１    筐体
２９５２    表示部
２９６０    情報端末
２９６１    筐体
２９６２    表示部
２９６３    バンド
２９６４    バックル
２９６５    操作スイッチ
２９６６    入出力端子
２９６７    アイコン
５３０１    筐体
５３０２    筐体
５３０３    表示部
５３０４    光センサ
５３０５    光センサ
５３０６    スイッチ
５３０７    ヒンジ
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００５    ＦＰＣ
８００６    表示パネル
８００９    フレーム
８０１０    プリント基板
８０１１    バッテリ
８０１５    発光部
８０１６    受光部
８０１７ａ    導光部
８０１７ｂ    導光部
８０１８    光
９０００    筐体
９００１    表示部
９００３    スピーカ
９００５    操作キー
９００６    接続端子
９００７    センサ
９００８    マイクロホン
９１００    テレビジョン装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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