(57)【要約】【課題】消費電力が低減された表示装置を提供する。または、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供する。または、表示品位の優れた表示装置を提供する。または、目に優しい表示装置を提供する。または、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供する。または、新規な表示装置を提供する。【解決手段】第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、を有し、駆動回路は、第１の表示部および第２の表示部に電気的に接続され、第１の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、第１の表示部を表示させ、第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、を有し、
前記駆動回路は、前記第１の表示部および前記第２の表示部に電気的に接続され、
前記第１の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
前記蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、前記第１の表示部を表示させ、前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、
前記Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有し、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、
前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、前記第１の表示部を表示させ、前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有する表示装置。
【請求項３】
第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、第１の端子と、を有し、
前記第１の端子は、前記第１の回路に電気的に接続され、
前記駆動回路は、前記第１の表示部および前記第２の表示部に電気的に接続され、
前記第１の端子および前記第１の回路を介して前記蓄電池に充電が行われ、
前記第１の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
前記蓄電池の残量がＰ１以下の場合には、前記第１の表示部を表示させて前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、
前記Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有し、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、
前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、前記第１の表示部を表示させ、前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、
前記第１の端子には、ＵＳＢに対応する端子と接続可能な端子が接続される表示装置。
【請求項５】
第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、入力部と、を有し、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有し、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、
前記駆動回路は、前記第１の表示部および前記第２の表示部に電気的に接続され、
前記第１の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がＰ１％以下の場合に、
前記入力部に第１の信号が与えられる場合には、前記第２の表示部を１秒以上５秒以下、表示させた後、前記第２の表示機能を停止させる機能を有し、
前記Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記入力部に第１の信号が与えられない場合には、前記第１の表示部を表示させて前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有する表示装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
表示装置は、前面と、側部と、を有し、
前記前面には前記第１の表示部および前記第２の表示部が配置され、
前記入力部は、前記側部に設けられ、
前記入力部は凸部を有する表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の回路は、パワーマネージメントＩＣを有する表示装置。
【請求項９】
第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、第１の回路と、第２の回路と、入力部と、を有し、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有し、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、
前記駆動回路は、前記第１の表示部および前記第２の表示部に電気的に接続され、
前記第１の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
前記第１の回路はパワーマネージメントＩＣを有し、
前記第２の回路はアプリケーションプロセッサを有し、
前記駆動回路はソースドライバを有し、
前記第２の回路はＩ２Ｃインターフェースを介して前記第１の回路に蓄電池の容量値を与え、
前記第２の回路はＭＩＰＩインターフェースを介して前記第３の回路に信号を与え、
前記第２の回路は前記第２の表示部に第１の電位および第２の電位を与え、
前記第２の回路には前記入力部からの第１の信号が与えられ、
前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がＰ１以下の場合において、
前記入力部に第２の信号が与えられる場合には、前記第２の回路が前記駆動回路に第２の信号を与えることにより、前記第２の表示部を１秒以上５秒以下、表示させた後に第２の表示部の表示機能を停止させ、
前記入力部に第２の信号が与えられない場合には、前記第２の回路が前記駆動回路に第３の信号を与えることにより、前記第１の表示部を表示させて前記第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、
前記Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記蓄電池の残量がＰ２以下となると、前記蓄電池から前記第１の回路への給電を停止し、
前記Ｐ２は、１％以上１０％以下である表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
前記第１の表示部は、前記蓄電池の残量を表示する機能を有する表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の表示装置と、
タッチセンサ、カメラ、マイク、アンテナ、およびスピーカのうち、一以上と、を有する電子機器。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器であり、
前記電子機器は、前面と、側部と、を有し、
前記前面には前記表示装置が有する前記第１の表示部および前記第２の表示部が配置され、
前記入力部は、前記側部に設けられ、
前記入力部は凸部を有する電子機器。
【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、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、半導体装置、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、電子機器、およびその動作方法に関する。
【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。本発明の一態様の技術分野としては、電子機器、表示装置、表示モジュール、半導体装置、発光装置、蓄電装置、蓄電池、記憶装置、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００４】
近年、リチウムイオン電池をはじめとする二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車などに搭載されている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池を搭載することにより機器の使用時間が格段に伸び、これらの機器の普及に大きな役割を果たしたといえる。
【０００５】
特許文献１には、二次電池が搭載された電子機器の一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１３０６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、消費電力が低減された表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品位の優れた表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目に優しい表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することを課題の一とする。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一とする。
【０００８】
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。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、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、第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、を有し、駆動回路は、第１の表示部および第２の表示部に電気的に接続され、第１の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、第１の表示部を表示させ、第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置である。
【００１０】
また上記構成において、第１の表示素子は、液晶素子を有し、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、第１の表示部を表示させ、第２の表示部の動作を停止させる機能を有することが好ましい。
【００１１】
または本発明の一態様は、第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、第１の端子と、を有し、第１の端子は、第１の回路に電気的に接続され、駆動回路は、第１の表示部および第２の表示部に電気的に接続され、第１の端子および第１の回路を介して蓄電池に充電が行われ、第１の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がＰ１以下の場合には、第１の表示部を表示させて第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置である。
【００１２】
また上記構成において、第１の表示素子は、液晶素子を有し、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がＰ１以下の場合に、第１の表示部を表示させ、第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、第１の端子には、ＵＳＢに対応する端子と接続可能な端子が接続されることが好ましい。
【００１３】
または本発明の一態様は、第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、入力部と、を有し、第１の表示素子は、液晶素子を有し、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、駆動回路は、第１の表示部および第２の表示部に電気的に接続され、第１の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がＰ１％以下の場合に、入力部に第１の信号が与えられる場合には、第２の表示部を１秒以上５秒以下、表示させた後、第２の表示機能を停止させる機能を有し、Ｐ１は、１５％以上２５％以下である表示装置である。
【００１４】
また上記構成において、入力部に第１の信号が与えられない場合には、第１の表示部を表示させて第２の表示部の動作を停止させる機能を有することが好ましい。また上記構成において、表示装置は、前面と、側部と、を有し、前面には第１の表示部および第２の表示部が配置され、入力部は、側部に設けられ、入力部は凸部を有することが好ましい。
【００１５】
また上記構成において、第１の回路は、パワーマネージメントＩＣを有することが好ましい。
【００１６】
または本発明の一態様は、第１の表示素子を有する第１の表示部と、第２の表示素子を有する第２の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第１の回路と、第１の回路と、第２の回路と、入力部と、を有し、第１の表示素子は、液晶素子を有し、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は、発光型表示素子を有し、駆動回路は、第１の表示部および第２の表示部に電気的に接続され、第１の回路は、蓄電池の容量を計測し、第１の回路はパワーマネージメントＩＣを有し、第２の回路はアプリケーションプロセッサを有し、駆動回路はソースドライバを有し、第２の回路はＩ２Ｃインターフェースを介して第１の回路に蓄電池の容量値を与え、第２の回路はＭＩＰＩインターフェースを介して第３の回路に信号を与え、第２の回路は第２の表示部に第１の電位および第２の電位を与え、第２の回路には入力部からの第１の信号が与えられ、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がＰ１以下の場合において、入力部に第２の信号が与えられる場合には、第２の回路が駆動回路に第２の信号を与えることにより、第２の表示部を１秒以上５秒以下、表示させた後に第２の表示部の表示機能を停止させ、入力部に第２の信号が与えられない場合には、第２の回路が駆動回路に第３の信号を与えることにより、第１の表示部を表示させて第２の表示部の動作を停止させる機能を有し、Ｐ１は、１５％以上２５％以下であることが好ましい。
【００１７】
また上記構成において、蓄電池の残量がＰ２以下となると、蓄電池から第１の回路への給電を停止し、Ｐ２は、１％以上１０％以下であることが好ましい。また上記構成において、第１の表示部は、蓄電池の残量を表示する機能を有することが好ましい。
【００１８】
または本発明の一態様は、上記のいずれか一に記載の表示装置と、タッチセンサ、カメラ、マイク、アンテナ、およびスピーカのうち、一以上と、を有する電子機器である。
【００１９】
または本発明の一態様は、上記のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器であり、電子機器は、前面と、側部と、を有し、前面には表示装置が有する第１の表示部および第２の表示部が配置され、入力部は、側部に設けられ、入力部は凸部を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様により、消費電力が低減された表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、目に優しい表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することができる。また、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。
【００２１】
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００２２】
【図１】表示装置の構成例を示すブロック図および表示装置が有する画素の一例を示す回路図。
【図２】表示装置の動作例を示すフロー。
【図３】表示装置の動作例を示すフロー。
【図４】表示装置の動作例を示すフロー。
【図５】表示装置の動作例を示すタイミングチャート。
【図６】表示装置の構成例を示すブロック図および蓄電池と保護回路の一例を示す回路図。
【図７】表示装置の構成例を示す図。
【図８】表示装置の構成例を示す図。
【図９】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１０】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１１】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１２】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１３】表示装置の外観の一例を示す図。
【図１４】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図１５】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図１６】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図１７】表示装置の外観の一例を示す図。
【図１８】表示モジュールの一例を示す図。
【図１９】電子機器の一例を示す図。
【図２０】電子機器の一例を示す図。
【図２１】電子機器に非接触給電を行う例を示す図。
【図２２】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。
【図２３】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置、表示装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、又は半導体装置を有している場合がある。
【００２５】
また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００２６】
トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲートは、トランジスタの導通状態を制御する制御ノードとして機能するノードである。ソースまたはドレインとして機能する２つの入出力ノードは、トランジスタの型及び各端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。また、本明細書等では、ゲート以外の２つの端子を第１端子、第２端子と呼ぶ場合がある。
【００２７】
ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換えることが可能である。
【００２８】
電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位（ＧＮＤ）またはソース電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。なお、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、０Ｖを意味しない場合もある。
【００２９】
本明細書等において、「膜」という言葉と「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３０】
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す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定するものでもない。
【００３１】
図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
【００３２】
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、便宜上用いている場合がある。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。
【００３３】
図面に記載したブロック図の各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう示していても、実際の回路ブロックにおいては同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路ブロックにおいては一つの回路ブロックで行う処理を、複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。
【００３４】
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、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳー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。
【００３５】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【００３６】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００３７】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【００３８】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【００３９】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【００４０】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【００４１】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、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）と呼称することもできる。
【００４２】
本発明の一態様の蓄電池の一例として、リチウムイオン電池等の電気化学反応を用いる二次電池、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタ、空気電池、燃料電池等が挙げられる。
【００４３】
（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について説明する。
【００４４】
＜表示装置１３０＞
図１（Ａ）には、本発明の一態様の表示装置を示す。図１（Ａ）に示す表示装置１３０は、制御回路１３１と、蓄電池１３５と、表示部１０２と、表示部１０４と、を有する。制御回路１３１はパワーマネージメントＩＣを有することが好ましい。
【００４５】
表示装置１３０は、制御回路１３２と、駆動回路１１３と、端子１３６と、を有することが好ましい。駆動回路１１３は例えば、ドライバＩＣを有する。駆動回路１１３はソースドライバを有することが好ましい。制御回路１３２はアプリケーションプロセッサを有することが好ましい。端子１３６には例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）に対応する端子、あるいはＵＳＢに含まれる端子、と接続可能な端子が接続される。
【００４６】
表示装置１３０は入力部１３８を有することが好ましい。入力部１３８は例えば、制御回路１３２に電気的に接続される。入力部１３８については後述する。
【００４７】
表示装置１３０は、ゲートドライバ１１２を有する。あるいは、ゲートドライバ１１２は、駆動回路１１３に含まれてもよい。
【００４８】
表示装置１３０は、タッチセンサ１１４を有することが好ましい。表示部１０２、表示部１０４およびタッチセンサ１１４は互いに重なるように配置されることが好ましい。ここで本明細書等では、タッチセンサは例えば、近接センサを指す場合がある。
【００４９】
制御回路１３１は駆動回路１１３と電気的に接続される。駆動回路１１３は、表示部１０２および表示部１０４と電気的に接続される。
【００５０】
制御回路１３１は蓄電池１３５に電気的に接続される。また、制御回路１３１は制御回路１３２に電気的に接続される。また、制御回路１３１は制御回路１３２に、Ｉ２Ｃインターフェースを介して信号を与えることが好ましい。図１（Ａ）に示す表示装置１３０においては、蓄電池１３５の２つの端子（例えば正極、および負極）が、制御回路１３１に電気的に接続される。また、制御回路１３２は駆動回路１１３に、ＭＩＰＩインターフェースを介して信号を与えることが好ましい。
【００５１】
端子１３６に接続される配線は例えば、外部電源と、制御回路１３１とを電気的に接続する。図１においては外部電源１３３の一方の一端が端子１３６に接続する例を示す。外部電源１３３の他端は例えば外部電源に接続される。蓄電池１３５は制御回路１３１を介して外部電源より充電される。また、外部電源から、非接触給電（例えばアンテナを用いた無線給電）により制御回路１３１に電力を供給してもよい。
【００５２】
蓄電池１３５の容量がＣ１、あるいはＣ１近傍である場合に、蓄電池１３５が満充電状態である、という場合がある。また、蓄電池１３５の容量がＣ１、あるいはＣ１近傍である場合に、蓄電池１３５の残量が１００％である、という場合がある。また、蓄電池１３５の容量がＣ２、あるいはＣ２近傍である場合に、蓄電池１３５の残量が０％である、という場合がある。この場合、蓄電池１３５の容量をＣとすると、蓄電池１３５の残量は、数式（１）で表すことができる。
【００５３】
【数１】
2018040866.tif 000003
【００５４】
Ｃ１は例えば、制御回路１３１が蓄電池１３５への充電を停止する際の容量である。Ｃ１は例えば、蓄電池１３５が充電の上限電圧に達した時の容量である。あるいは、定電圧充電を行う場合には、Ｃ１は蓄電池１３５が充電の最低電流に達した時の容量である。すなわち、制御回路１３１は、蓄電池１３５がＣ１近傍の容量に達した場合に、蓄電池１３５への充電を停止する。
ここでＣ２は、蓄電池１３５の放電を停止する際の容量である。例えば、Ｃ２は蓄電池１３５が放電の下限電圧に達した時の容量である。あるいは例えばＣ２を、Ｃ１の１％以上１０％未満の値としてもよい。すなわち、制御回路１３１は、蓄電池１３５がＣ２近傍の容量に達した場合に、蓄電池１３５への放電を停止する。
【００５５】
あるいは、Ｃ１−Ｃ２は例えば、蓄電池の定格容量である。
【００５６】
ここである値の近傍とは例えば、ある値の８０％より大きく１２０％より小さい値、あるいは９０％より大きく１１０％より小さい値、あるいは９５％より大きく１０５％より小さい値である。
【００５７】
制御回路１３１は、蓄電池１３５の容量を計測する機能を有する。より具体的には例えば、制御回路１３１は、蓄電池１３５の充電および放電の際に蓄電池に流れる電荷量を計測し、該電荷量を積算することにより、蓄電池１３５の容量を計測する。
【００５８】
電荷量の計測には例えばクーロンカウンタを用いることができる。クーロンカウンタでは例えば積分回路を用いて電荷量を計測する。
【００５９】
制御回路１３２は、制御回路１３２より蓄電池１３５の容量値が与えられる。制御回路１３２は、蓄電池１３５の容量値に応じて、表示装置１３０の表示モードを決定する。
【００６０】
充電が行われる際には、蓄電池１３５に接続される充電回路により、蓄電池１３５の電流または電圧が制御される。定電流充電の際の電流値、および定電圧充電の際の電圧値の制御には例えば、トランジスタを用いて行うことができる。トランジスタにおいてゲート電圧を制御することにより、定電流と定電圧の切り替えを行うことができる。
【００６１】
表示装置１３０は保護回路１３７を有することが好ましい。図６（Ａ）に示すように、制御回路１３１が保護回路１３７を有し、保護回路１３７が蓄電池１３５に電気的に接続されることが好ましい。あるいは図６（Ｂ）に示すように、蓄電池１３５と保護回路１３７とを有する蓄電システム１３９が、制御回路１３１に電気的に接続されてもよい。保護回路１３７は、蓄電池１３５を過充電、過放電、および過電流、等から保護する機能を有することが好ましい。
【００６２】
蓄電池１３５と、蓄電池１３５に電気的に接続される保護回路１３７と、の一例を図６（Ｃ）に示す。保護回路１３７は端子１４８と、端子１４９とを有する。端子１４８は蓄電池１３５の正極に、端子１４９は蓄電池１３５の負極に、それぞれ電気的に接続される。また保護回路１３７は、集積回路１４１と、トランジスタ１４２と、トランジスタ１４３と、を有する。トランジスタ１４２およびトランジスタ１４３は寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴであることが好ましく、トランジスタ１４２とトランジスタ１４３とは寄生ダイオードの向きが逆向きになるように接続される。また寄生ダイオードの代わりに、ダイオード素子を別途、電気的に接続してもよい。トランジスタ１４３は蓄電池１３５の負極と電気的に接続される。トランジスタ１４２およびトランジスタ１４３は、端子１４９から蓄電池１３５を充電あるいは放電する経路上に設けられている。トランジスタ１４２は充電用のスイッチ、トランジスタ１４３は放電用のスイッチとして、それぞれ機能する。端子１４８と端子１４９との間に、充放電に用いる電圧範囲の外の電圧が与えられる場合、および充放電に用いる電流範囲を超える電流が与えられる場合、トランジスタ１４２またはトランジスタ１４３をＯＦＦ状態とし、蓄電池１３５を保護する。
【００６３】
保護回路１３７は、一方の電極が端子１４８に電気的に接続される抵抗素子１４４、および一方オン電極が端子１４９に電気的に接続される抵抗素子１４５有することが好ましい。抵抗素子１４４の他方の電極と、抵抗素子１４５の他方の電極は、集積回路１４１に電気的に接続される。
【００６４】
また保護回路１３７は、蓄電池１３５と並列に接続される容量素子１４６を有してもよい。
【００６５】
制御回路１３２では例えば、ゲートドライバの制御信号として、スタートパルス（ＧＳＰ）、クロック信号（ＧＣＬＫ）等が生成され、ソースドライバの制御信号として、スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＬＫ）等が生成される。なお、これら制御信号は、１つの信号でなく、信号群である場合がある。
【００６６】
また、制御回路１３２は、制御回路１３１からのゲートドライバおよびソースドライバへの電源電圧の供給、およびその停止を制御する機能を備えてもよい。
【００６７】
ゲートドライバでは例えば、ＧＳＰが入力されるとＧＣＬＫに従ってゲート信号を生成し、各ゲート線に順次出力する。ゲート信号は、データ信号が書き込まれる画素を選択するための信号である。
【００６８】
ソースドライバは例えば、画像信号（Ｖｉｄｅｏ信号）を処理して、データ信号を生成し、ソース線に出力する機能を有する。ソース線では、ＳＳＰが入力されると、ＳＣＬＫに従ってデータ信号を生成し、各ソース線に順次出力する。
【００６９】
表示部１０２は複数の画素６１を有する。表示部１０４は複数の画素６２を有する。
【００７０】
表示部１０２は表示素子１０１を有する（表示素子１０１については、後述する図１（Ｂ）に示す）。表示素子１０１は液晶素子を有することが好ましい。また、表示素子１０１は光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。表示素子１０１として例えば反射型の液晶素子を用いることができる。液晶素子は、電荷を蓄積するコンデンサ構造を有する。また液晶素子は２つの電極（画素電極とコモン電極）と、これらに挟まれた液晶を有する。
【００７１】
反射型の液晶素子は、外光を光源として表示される。反射型の液晶素子を用いた表示装置は、鮮明で美しい画像が得られる。またバックライトが不要なため消費電力が抑えられる。また電子ペーパー等と比較して応答速度が速い。ここで反射型の液晶素子を用いた表示装置において後述するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動を用いることにより、表示装置の消費電力を極めて低くすることができる。反射型の液晶素子とＩＤＳ駆動を組み合わせた表示装置は、その低い消費電力と、美しい表示画質から、例えば書籍、特に図や画像を含む書籍、例えば教科書、参考書等を表示する携帯型端末として優れている。
【００７２】
表示部１０４は表示素子１０３を有する（表示素子１０３については、後述する図１（Ｂ）に示す）。表示素子１０３は発光型表示素子であることが好ましい。表示素子１０３として例えば有機ＥＬ素子を用いることができる。あるいは、表示素子１０３として透過型の液晶素子を用いることもできる。透過型の液晶素子は例えば、バックライトと、液晶に印加される電圧を制御するスイッチング素子と、を有する。該スイッチング素子としてトランジスタを用いればよい。また、表示素子１０１として反射型の液晶素子を用い、表示素子１０３として透過型の液晶素子を用いる場合には、表示素子１０１と表示素子１０３は同じ層の液晶を用いてもよいし、それぞれの液晶層を別々に、例えば積層させて設けてもよい。表示装置１３０が表示素子１０３を有することにより、外光が暗い場合においても高画質な画像を表示することができる。つまり、表示装置１３０を幅広い場面、環境において使用することができる。また表示素子１０１と表示素子１０３を組み合わせて表示することにより、画像の表現性が向上するため好ましい。
【００７３】
表示部１０２および表示部１０４はそれぞれ、複数の画素を有する。画素は、ゲート信号によりソース線（以降の図１（Ｂ）では例えば配線ＧＬおよび配線ＧＥ）との接続が制御されるスイッチング素子（以降の図１（Ｂ）では例えばトランジスタ６３およびトランジスタ６６等）を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線（以降の図１（Ｂ）では例えば配線ＳＬおよび配線ＤＬ等）から画素にデータ信号が書き込まれる。スイッチング素子がオフになると、画素はデータの保持状態となる。
【００７４】
表示部１０２が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６１を示す。画素６１は表示素子１０１と、トランジスタ６３と、を有する。トランジスタ６３のゲートはゲート信号が与えられる配線ＧＬと電気的に接続される。トランジスタ６３のソースおよびドレインの一方はデータ信号が与えられる配線ＳＬと電気的に接続され、他方は表示素子１０１の一方の電極に電気的に接続される。トランジスタ６３にはＯＳ−ＦＥＴを用いることが好ましい。また、トランジスタ６３については、後述する実施の形態のトランジスタ３０３を参照してもよい。
【００７５】
表示部１０４が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６２を示す。画素６２は表示素子１０３を有する。また、画素６２はトランジスタ６５、トランジスタ６６、等を有することが好ましい。トランジスタ６５およびトランジスタ６６については、後述する実施の形態のトランジスタ３０５およびトランジスタ３０６を参照する。
【００７６】
画素６１と画素６２は隣り合って配置されることが好ましい。また、画素６１と画素６２は一部の領域が重なっていてもよい。
【００７７】
表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を表示する場合には例えば、画素６１と画素６２には同一の画像信号が表示される。表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を表示することにより例えば、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。
【００７８】
表示装置１３０は、Ｈｙｂｒｉｄモード、Ｒ‐表示モード、およびＥ‐表示モード、の３種類の表示モードを有する。Ｈｙｂｒｉｄモードにおいては、表示部１０２と表示部１０４を表示し、Ｒ‐表示モードにおいては、表示部１０２を表示し、Ｅ‐表示モードにおいては、表示部１０４を表示する。表示モードの切り替えは例えば、外光の強さ、ユーザーの好み、画像の種類、等に応じて行うことができる。あるいは後述するように、蓄電池の残量などに応じてモードが切り替えられる。
【００７９】
表示装置１３０の表示部１０２および表示部１０４は、表示装置１３０において、いずれの表示モードが選択されているかを示す画像や文字を表示してもよい。
【００８０】
表示装置１３０は例えば、外光が強い場合にはＲ‐表示モードとし、外光が弱い場合にはＥ‐表示モード、あるいはＨｙｂｒｉｄモードとする。Ｈｙｂｒｉｄモードとすることにより、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。Ｒ‐表示モードの場合、表示部１０４の表示機能は停止される。
【００８１】
Ｒ‐表示モードとすることにより、バックライトが不要なため、消費電力を抑えることができる。また、表示部１０２が有する表示素子１０１として反射型の液晶素子を用い、動作方法としてＩＤＳ駆動を用いることにより、消費電力を極めて低くすることができる。表示装置１３０が有する蓄電池１３５の残量が少ない場合には、より消費電力の低いＲ‐表示モードとすることにより、表示装置１３０の使用時間を長くすることができるため好ましい。
【００８２】
また、表示部１０４を表示する、すなわちＥ‐表示モードまたはＨｙｂｒｉｄモードとすることにより例えば、より視野角の広い表示が得られる場合がある。視野角が広い表示が得られることにより例えば、表示装置１３０を閲覧する角度にこだわらずに用いることができる。また、複数人で同じ表示画面を閲覧しやすい場合がある。Ｅ‐表示モードの場合、表示部１０２の表示機能は停止される。
【００８３】
また、表示部１０２には例えば、カラー画像が表示されてもよいし、グレー画像が表示されてもよい。表示部１０４にはカラー画像が表示されることが好ましい。
【００８４】
表示装置１３０において表示部１０２にグレー画像、表示部１０４にカラー画像が表示される場合を考える。この場合には例えば、表示装置１３０に表示される画像がグレー画像の場合には表示部１０２を表示し、カラー画像の場合には表示部１０４を表示する。また例えば、グレー画像あるいは白黒画像で構成される文字情報を表示部１０２に、図および写真等で構成されるカラー画像を表示部１０４に、それぞれ表示してもよい。
【００８５】
入力部１３８は例えば、表示装置１３０に設けられる電気的なスイッチ（接点）、あるいは機械的なスイッチである。また入力部１３８は凸部、例えばボタン状の形状を有していてもよい。例えば、後述する実施の形態に示す電子機器が有する操作ボタン、操作キー、およびスイッチ等を用いることができる。
【００８６】
あるいは入力部１３８は例えば、タッチセンサ１１４であってもよい。例えば表示部１０２および表示部１０４に表示される入力部と重なる領域において、タッチセンサ１１４に触れることにより信号を入力することができる。
【００８７】
＜動作例１＞
本発明の一態様の表示装置の動作について、図２に示すフローを用いて説明する。
【００８８】
まずステップＳ００１において端子１３６へ、外部電源１３３等が接続される。外部電源１３３はＵＳＢに対応する端子を有することが好ましい。外部電源１３３に外部電源が接続されることにより、蓄電池１３５への充電を行うことができる。あるいは、ステップＳ００１において端子１３６へ、ＵＳＢに対応するコネクタが接続されてもよい。
【００８９】
次にステップＳ１０１において、外部電源１３３より端子１３６への電源が供給されているかを判定する。電源が供給されている場合にはステップＳ１０２へ、されていない場合にはステップＳ１０３へ進む。
【００９０】
ステップＳ１０２に進む場合には、表示装置１３０の表示モードの制限を行わない。ステップＳ１０２の後にはステップＳ１０１へ戻る。
【００９１】
制御回路１３２は例えば、制御回路１３１から与えられる蓄電池１３５の残量に基づき、表示モードを決定する。決定された表示モードに基づき、制御回路１３２より駆動回路１１３に信号が与えられる。
【００９２】
ステップＳ１０３において、蓄電池１３５の残量がＰ１［％］以下の場合にはステップＳ１０４へ、Ｐ１［％］より大きい場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００９３】
Ｐ１は好ましくは５％以上３５％以下、より好ましくは１０％以上３０％以下、さらに好ましくは１５％以上２５％以下である。
【００９４】
Ｐ１はあらかじめ初期設定値を設けてもよいし、表示装置を使用するユーザーがＰ１を設定してもよい。
【００９５】
ステップＳ１０５へ進む場合には、表示装置１３０の表示モードの制限を行わない。ステップＳ１０５の後にはステップＳ１０３へ戻る。
【００９６】
ステップＳ１０４へ進む場合には、表示装置１３０の表示モードを、Ｒ‐表示モードに制限する。ステップＳ１０４の後にはステップＳ１０６へ進む。
【００９７】
ここで、ステップＳ１０４において、表示装置１３０の表示モードがＲ‐表示モードに制限されたことをユーザーに示すために、アラートを表示してもよい。例えば、表示装置１３０に警報音、あるいはバイブレーション動作を発生させればよい。あるいは例えば、表示装置１３０の表示部１０２に、メッセージを表示してもよい。あるいは表示装置１３０の表示部１０２に、Ｒ‐表示モードに制限された旨を示す画像や文字を表示してもよい。
【００９８】
ステップＳ１０６において、蓄電池１３５の残量がＰ３［％］より大きい場合には蓄電池１３５の残量がＰ３［％］以下となるまでは次のステップには進まない。Ｐ３［％］以下となったら、ステップＳ４０１へ進む。
【００９９】
Ｐ３は好ましくは１％以上１５％未満、より好ましくは１％以上１０％未満、さらに好ましくは１％以上５％未満である。
【０１００】
ステップＳ４０１において例えば、表示装置１３０がシャットダウンシーケンスに入り、表示装置を停止する。
【０１０１】
ここでステップＳ１０６において残量がＰ３［％］以下であるか否かを判断基準としたが、例えば蓄電池１３５が電圧ＶＬ以下であるか否かを判断基準としてもよい。ここで電圧ＶＬは例えば、蓄電池１３５の放電電圧の下限値近傍の電圧である。電圧ＶＬを判断基準とすることにより、過放電を、より生じにくくすることができる場合がある。
【０１０２】
以上のフローにより、表示装置１３０を動作させる。
【０１０３】
＜動作例２＞
ここで、図３に示すように、ステップＳ１０６の前にもう一段階、蓄電池１３５の残量に基づく動作を加えてもよい。
【０１０４】
表示装置１３０は後の実施の形態に示す通り例えば情報端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の通信機能を有する電子機器に適用することができる。これらの電子機器においては通信、撮像、等、使用者の利便性を高めるための機能を有することが好ましい。通信としては例えば、インターネットを介した情報通信、および通話等が挙げられる。
【０１０５】
例えば表示装置１３０が適用される電子機器が複数の機能を有する場合を考える。蓄電池１３５の残量に基づき、複数の機能のうち優先度の低い機能、あるいは消費電力の高い機能の動作を停止、あるいは制限することにより、表示装置１３０の動作時間を長くできる場合がある。ここで停止あるいは制限される機能を、機能Ａとする。
【０１０６】
図３に示すフローにおいて、ステップＳ１０４までは図２に示す動作と同じであるため説明を省く。ステップＳ１０４の次に、ステップＳ３０１へ進む。ステップＳ３０１において、蓄電池１３５の残量がＰ２［％］より大きい場合には蓄電池１３５の残量がＰ２［％］以下となるまでは次のステップには進まない。Ｐ２［％］以下となったら、ステップＳ３０２へ進む。
【０１０７】
Ｐ２はＰ３より大きい値である。Ｐ２は好ましくは５％以上３５％以下、より好ましくは１０％以上３０％以下、さらに好ましくは１５％以上２５％以下である。また、図３に示す動作例は、Ｐ２はＰ１以下の場合の例を示す。Ｐ２がＰ１より大きい場合には、ステップＳ３０１およびステップＳ３０２をステップＳ１０１およびステップＳ１０５より後、ステップＳ１０３より前に行えばよい。
【０１０８】
ステップＳ３０２において、機能Ａの動作を停止、あるいは制限する。
【０１０９】
一例として、表示装置１３０が適用される電子機器が通話、インターネットを介した情報通信、およびカメラによる撮像、の３つの機能を有する場合を考える。カメラによる撮像は、他の機能、例えば通話に比べて消費電力が大きい場合がある。一方、通話は、他の機能に比べて緊急性が高く、優先度が高い場合がある。よって、ステップＳ３０２において機能Ａとして、カメラによる撮像が選択される。すなわち、ステップＳ３０２において、カメラの起動を禁止、あるいは制限する。あるいは、インターネットを介した情報通信の機能を停止、あるいは速度を制限してもよい。
【０１１０】
次に、ステップＳ１０６において、蓄電池１３５の残量がＰ３［％］より大きい場合には蓄電池１３５の残量がＰ３［％］以下となるまでは次のステップには進まない。Ｐ３［％］以下となったら、ステップＳ４０１へ進む。ステップＳ４０１以降は図２の記載を参照すればよい。
【０１１１】
＜動作例３＞
図４に表示装置１３０の動作例を示す。ステップＳ１０６に至るまでは図２と同じ動作であるため、説明を省く。また図４には図示しないが、ステップＳ１０４の後、ステップＳ１０６の前に図３に示すステップＳ３０１およびステップＳ３０２を加えてもよい。あるいは、ステップＳ１０１およびステップＳ１０５の後、ステップＳ１０３の前に図３に示すステップＳ３０１およびステップＳ３０２を加えてもよい。
【０１１２】
ステップＳ１０６において、蓄電池１３５の残量がＰ３［％］以下の場合にはステップＳ４０１へ、Ｐ３［％］より大きい場合にはステップＳ２０１へ進む。
【０１１３】
ステップＳ２０１において、表示装置１３０が有する入力部１３８への入力を検出する。ここで例えば入力部１３８としてサイドボタンを用いる場合には、サイドボタンのプッシュを検出する。入力部１３８への入力が検出された場合にはステップＳ２０２へ進む。入力が検出されない場合にはステップＳ１０６へ戻る。
【０１１４】
ステップＳ２０２において、ｔ１［ｓ］の間、表示装置１３０においてＨｙｂｒｉｄモードで表示を行う。例えば、制御回路１３２より駆動回路１１３に信号が与えることにより、表示モードを制御する。その後、ステップＳ１０４へ戻る。
【０１１５】
ここでｔ１は好ましくは０．５秒以上１０秒以下、より好ましくは１秒以上５秒以下、さらに好ましくは２秒以上４秒以下である。
【０１１６】
あるいは、入力部１３８がプッシュされている期間においてＨｙｂｒｉｄモードで表示を行ってもよい。
【０１１７】
ステップＳ４０１に進む場合には図３のステップＳ４０１の記載を参照すればよい。
【０１１８】
以上のフローにより、表示装置１３０を動作させる。
【０１１９】
＜ＩＤＳ駆動＞
表示部１０２に静止画のように、時間に対して変化しない、あるいは変化の周波数が遅い画像を表示する場合を考える。ＯＳ−ＦＥＴは、そのオフリークが極めて低い。液晶素子の画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３にＯＳ−ＦＥＴを用いることによりリークが極限まで抑制されるためデータの劣化を抑えることができ、データの保持時間を極めて長くすることができる。例えば長期間、画像データの変動がない静止画、あるいは画像データの変化の周波数が遅い画像を表示する際のリフレッシュ頻度を小さくすることができるため、低い周波数で表示を行うことができる。表示の周波数を低くすることにより表示装置の消費電力を低減することができる。
【０１２０】
例えば、静止画等を表示した場合に表示の周波数を１Ｈｚ以下、より好ましくは０．３Ｈｚ以下、さらに好ましくは０．１Ｈｚ以下とすることができる。このように周波数が１Ｈｚ以下の表示を行う場合の表示装置の駆動を「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ場合がある。「ＩＤＳ駆動」の詳細については後述する。
【０１２１】
このように、ＯＳ−ＦＥＴの優れた特性を用いることにより、書き換え頻度が少なくても画質の劣化の少ない優れた表示を実現することができる。
【０１２２】
ＩＤＳ駆動を行う場合と、１フレーム毎に画像信号を書き込み場合と、の比較を図５を用いて説明する。図５は表示装置１３０を駆動する場合のＧＶＤＤ、ＧＳＰ、ＧＣＬＫの一例を示すタイミングチャートである。ここでＧＶＤＤはゲートドライバ１１２の高電源電圧である。
【０１２３】
図５（Ａ）はフレーム毎に画像信号を書き込む場合、例えば動画を表示する場合等、比較的速い周波数、例えば３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、より好ましくは５０Ｈｚ以上１３０Ｈｚ以下で駆動する場合のタイミングチャートを示す。
【０１２４】
まず第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ  １）において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路１１３が有するソースドライバでは（図示しないが）ＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬＫに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。このとき、Ｖｄａｔａの極性は正になるようにする。
【０１２５】
次に、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ２）において、同様の手順でゲート信号およびＶｄａｔａを生成する。液晶素子に印加される極性に偏りがあると、液晶素子の劣化が大きくなる場合がある。よって、正の極性と負の極性を交互に書き込めばよい。第２のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は負になるようにする。第３のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ３）以降は、１フレーム毎に正の極性と負の極性を交互に書込む。
【０１２６】
図５（Ｂ）は、数フレームに渡って画像信号が同じ場合、例えば静止画を表示する場合のタイミングチャートを示す。図５（Ｂ）に示す駆動方法は、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動方法である。これを「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。例えば静止画を表示する際には１フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで静止画を表示する際には表示部１０２をＩＤＳ駆動を用いて動作させると、電力消費を削減することができるとともに、画面のちらつきも抑制することができる。書き込みを行う期間、図５（Ｂ）においては第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ  １）を期間３１、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ２）以降、例えば同じ画像信号が続く場合には、新たに書き込みを行わず、書き込まれた画像を保持すればよい。画像を保持する期間、図５（Ｂ）においては第２フレーム以降、次の書き込みが行われるまでの期間を期間３２とする。期間３１を書き込み期間、期間３２を保持期間とそれぞれ呼ぶ場合がある。
【０１２７】
まずＦｒａｍｅ  １において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路１１３が有するソースドライバでは（図示しないが）ＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬＫに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。
【０１２８】
次に、Ｆｒａｍｅ  ２以降においては画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３をオフ状態とし、書き込んだ画像を保持する。Ｆｒａｍｅ  ２以降は、データの書き換えが停止されるため、ＧＳＰおよびＧＣＬＫの供給を停止することができる。また、ＧＶＤＤの供給を停止してもよい。ＧＳＰ、ＧＣＬＫ、ＧＶＤＤ等の供給を停止することにより消費電力を低減することができる。
【０１２９】
なお、図５（Ｂ）においては書き込み期間（期間３１）をＦｒａｍｅ  １としたが、書き込み期間は複数のフレームに渡って行われてもよい。例えば書き込み期間をＦｒａｍｅ  １からＦｒａｍｅ  ３までとし、保持期間（期間３２）をＦｒａｍｅ  ４以降としてもよい。なお、書き込み期間が偶数個のフレームに渡る場合には保持期間の極性に偏りが生じるため、書込み期間は奇数個のフレームであることが好ましい。
【０１３０】
なお、ＩＤＳ駆動を行うためには、後述する液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０１５（Ω・ｃｍ）以下とすることが好ましい。
【０１３１】
液晶層の誘電率の異方性が高いと、電界との相互作用が大きく、液晶層の挙動が速くなるため、表示パネルの高速動作が可能である。なお、液晶層の誘電率の異方性が３．８を超えると、液晶中の不純物の精製が困難となる。この不純物が液晶層に残留することで、液晶層の導電率が増大してしまい、ＩＤＳ駆動の場合に、画素に書き込んだ電圧を保持することが困難になる。
【０１３２】
一方、液晶層の誘電率の異方性が低いと、液晶層中の不純物の量を低減することができるため、液晶層の導電率を低減できる。なお、液晶層の誘電率の異方性が２未満であると、電界との相互作用が小さく、液晶層の挙動が遅いため、高速動作を促すために駆動電圧を高く設定しなければならず、消費電力の低減が困難である。
【０１３３】
これらのことから、液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０１５（Ω・ｃｍ）以下とすることで、ＩＤＳ駆動化可能であり、表示パネル２０の消費電力を低減することができる。
【０１３４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１３５】
（実施の形態２）
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。
【０１３６】
図７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の断面の構造を一例として示す。図７（Ａ）に示す表示装置１３０は、発光型表示素子である表示素子１０３と、表示素子１０１と、表示素子１０３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、反射型表示素子である表示素子１０１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、表示素子１０３と、表示素子１０１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。ここで表示素子１０１として、液晶素子を用いる。
【０１３７】
また、表示装置１３０において表示素子１０１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７（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。
【０１３８】
また、表示素子１０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。表示素子１０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図７（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、表示素子１０３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。
【０１３９】
そして、図７（Ａ）に示す表示装置１３０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、表示素子１０１と表示素子１０３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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
次いで、図７（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図７（Ｂ）に示す表示装置１３０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７（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０１４２】
具体的に、図７（Ｂ）に示す表示装置１３０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、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。そして、図７（Ｂ）に示す表示装置１３０では、層２１０ａが層２１０ｂよりも表示素子１０３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。
【０１４３】
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１３０の高精細化を実現することができる。
【０１４４】
次いで、図８（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図８（Ａ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層含まれている点において、図７（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。そして、図８（Ａ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａが、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図７（Ｂ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０１４５】
具体的に、図８（Ａ）に示す表示装置１３０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、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。
【０１４６】
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７（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１３０の高精細化を実現することができる。
【０１４７】
次いで、図８（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図８（Ｂ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層に含まれている点では、図７（Ａ）に示す表示装置１３０と構成は同じである。ただし、図８（Ｂ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれている層が、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図７（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０１４８】
具体的に、図８（Ｂ）に示す表示装置１３０では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０を有する。そして、層２１０は、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、表示素子１０１は、表示素子１０３よりも基板２０２側に近い。
【０１４９】
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。また、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線と、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線とが、層２１０に対して同一の側に設ければよい。具体的には、上記配線を、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０６の半導体層上に形成でき、なおかつ、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０５の半導体層上に形成することができる。よって、図７（Ａ）に示す表示装置１３０の場合に比べて作成工程を簡素化することができる。
【０１５０】
なお、図７及び図８では、２つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３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つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良いし、１つの表示素子１０１に対して複数の表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良い。
【０１５１】
また、図７及び図８では、表示素子１０１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１３０に設けても良いし、表示素子１０１を用いて画像を表示する際に表示素子１０３を光源として用いても良い。
【０１５２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１５３】
（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。
【０１５４】
図９（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。液晶素子３０１として、先の実施の形態に述べた表示素子１０１、発光素子３０２として先の実施の形態に述べた表示素子１０３を、それぞれ用いることができる。画素３５０および画素３５１は例えばそれぞれ、先の実施の形態で述べた画素６１および画素６２である。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
図９（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。
【０１５８】
なお、図９（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。
【０１５９】
図９（Ｂ）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。
【０１６０】
具体的に図９（Ｂ）に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５１と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｂとを有する。
【０１６１】
図９（Ｂ）に示す画素３５０の構成については、図９（Ａ）に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０１６２】
また、図９（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、図９（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３５１ｂ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。
【０１６３】
また、図９（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１６４】
また、図９（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１６５】
また、図９（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１６６】
上述したように、図９（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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３５１ｂ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３５１ｂ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。
【０１６７】
次いで、図１０（Ａ）に、図９（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１０（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９（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０１６８】
具体的に、図１０（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１０（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１０（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。
【０１６９】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１０（Ａ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１０（Ａ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図９（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１０（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９（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０１７０】
次いで、図１０（Ｂ）に、図９（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１０（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９（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。そして、図１０（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１０（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０１７１】
図１０（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。
【０１７２】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１０（Ｂ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１０（Ｂ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図９（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１０（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９（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０１７３】
次いで、図１１に、図９（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１１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９（Ａ）とは異なる。
【０１７４】
具体的に、図１１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。
【０１７５】
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。
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。
【０１７６】
なお、図１１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。
【０１７７】
図１２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。
【０１７８】
具体的に図１２に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５１と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｂとを有する。
【０１７９】
図１２に示す画素３５０の構成については、図１１に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０１８０】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、図１１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３５１ｂ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。
【０１８１】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８２】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８３】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８４】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８５】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８６】
また、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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。
【０１８７】
上述したように、図１２に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂ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３５１ｂ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３５１ｂ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。
【０１８８】
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１３０の消費電力を低減することができる。
【０１８９】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明する。
【０１９１】
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。
【０１９２】
第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
【０１９３】
第２の表示素子には、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。
【０１９４】
このような構成とすることで、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。
【０１９５】
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。第１の画素と第２の画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
【０１９６】
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、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、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。
【０１９７】
本実施の形態の表示装置は、第１の画素と第２の画素のどちらでも、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。
【０１９８】
図１３乃至図１６を用いて、本実施の形態の表示装置の構成例について説明する。
【０１９９】
＜構成例１＞
図１３は、表示装置１３０の斜視概略図である。表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１とが貼り合わされた構成を有する。図１３では、基板４６１を破線で明示している。
【０２００】
表示装置１３０は、画素領域３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図１３では表示装置１３０にＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１３に示す構成は、表示装置１３０、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
【０２０１】
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【０２０２】
配線３６５は、画素領域３６２及び回路３６４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、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０２０３】
図１３では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板４５１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３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１３０及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
【０２０４】
図１３には、画素領域３６２の一部の拡大図を示している。画素領域３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子１８０の反射電極として機能する。
【０２０５】
また、図１３に示すように、電極３１１ｂは開口４５０を有する。さらに画素領域３６２は、電極３１１ｂよりも基板４５１側に、発光素子１７０を有する。発光素子１７０からの光は、電極３１１ｂの開口４５０を介して基板４６１側に射出される。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５０の面積とは等しくてもよい。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５０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。特に、開口４５０の面積は、発光素子１７０の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口４５０が小さいと、発光素子１７０からの光の一部が電極３１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５０を十分に大きくすることで、発光素子１７０の発光が無駄になることを抑制できる。
【０２０６】
図１４に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４５２との間に、表示部１０２と、表示部１０４とが積層された構成を有する。図１４においては、表示部１０２が有するトランジスタと表示部１０４が有するトランジスタは、同一の層に形成される。トランジスタ（図１４におけるトランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５およびトランジスタ４０６）が形成される層は、液晶素子１８０と発光素子１７０の間の領域を有する。液晶素子１８０については先の実施の形態の表示素子１０１に関する記載を、発光素子１７０については先の実施の形態の表示素子１０３に関する記載を、それぞれ参照することができる。
【０２０７】
図１４に、図１３で示した表示装置１３０の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び画素領域３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【０２０８】
図１４に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１の間に、トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、トランジスタ４０６、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層４３１、着色層１３４等を有する。基板４６１と絶縁層２２０は接着層４４１を介して接着されている。基板４５１と絶縁層２２０は接着層４４２を介して接着されている。
【０２０９】
基板４６１には、着色層４３１、遮光層４３２、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。基板４６１の外側の面には、偏光板４３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、電極４１３の表面を概略平坦にできるため、液晶層４１２の配向状態を均一にできる。絶縁層１１７は、液晶素子１８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１１７が可視光を透過する場合は、絶縁層１１７を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
【０２１０】
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は、画素電極として機能する電極３１１ａ、液晶層４１２、電極４１３が積層された積層構造を有する。電極３１１ａの基板４５１側に接して、可視光を反射する電極３１１ｂが設けられている。電極３１１ｂは開口４５０を有する。電極３１１ａ及び電極４１３は可視光を透過する。液晶層４１２と電極３１１ａの間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶層４１２と電極４１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。
【０２１１】
液晶素子１８０において、電極３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極４１３は可視光を透過する機能を有する。基板４６１側から入射した光は、偏光板４３５により偏光され、電極４１３、液晶層４１２を透過し、電極３１１ｂで反射する。そして液晶層４１２及び電極４１３を再度透過して、偏光板４３５に達する。このとき、電極３１１ｂと電極４１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板４３５を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層４３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
【０２１２】
図１４に示すように、開口４５０には可視光を透過する電極３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５０と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶層４１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
【０２１３】
接続部４０７において、電極３１１ｂは、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ４０６が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ４０６は、液晶素子１８０の駆動を制御する機能を有する。
【０２１４】
接着層４４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、電極３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極４１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板４６１側に形成された電極４１３に、基板４５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
【０２１５】
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１４に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【０２１６】
接続体２４３は、接着層４４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層４４１となるペースト等を塗布した後に、接続体２４３を配置すればよい。
【０２１７】
発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層２２０側から画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、及び共通電極として機能する電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ４０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が電極１９１の端部を覆っている。電極１９３は可視光を反射する材料を含み、電極１９１は可視光を透過する材料を含む。電極１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。発光素子１７０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口４５０、電極３１１ａ等を介して、基板４６１側に射出される。
【０２１８】
液晶素子１８０及び発光素子１７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置１３０は、液晶素子１８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置１３０は、発光素子１７０を用いて、カラー表示を行うことができる。
【０２１９】
トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６は、いずれも絶縁層２２０の基板４５１側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。
【０２２０】
液晶素子１８０と電気的に接続される回路は、発光素子１７０と電気的に接続される回路と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
【０２２１】
液晶素子１８０の画素電極は、トランジスタが有するゲート絶縁層を挟んで、発光素子１７０の画素電極とは反対に位置する。
【０２２２】
ここで、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ４０６を適用した場合や、トランジスタ４０６と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子１８０を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消費電力の低い駆動を行うことができる。
【０２２３】
トランジスタ４０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）である。トランジスタ４０５は、発光素子１７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。
【０２２４】
絶縁層２２０の基板４５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ４０６等を覆って設けられる。絶縁層２１３は、トランジスタ４０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。
【０２２５】
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０２２６】
トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０２２７】
トランジスタ４０１及びトランジスタ４０５は、トランジスタ４０３及びトランジスタ４０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
【０２２８】
トランジスタ４０１及びトランジスタ４０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。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制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
【０２２９】
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
【０２３０】
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路３６４が有するトランジスタと、画素領域３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、画素領域３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【０２３１】
導電層２２３には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層２２３を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２１２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３１に供給され、半導体層２３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０２３２】
特に、導電層２２３には、低抵抗化された金属酸化物を用いることが好ましい。このとき、絶縁層２１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０２３３】
絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に覆われている。
【０２３４】
基板４５１の基板４６１と重ならない領域には、接続部４０４が設けられている。接続部４０４では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部４０４は接続部４０７と同様の構成を有している。接続部４０４の上面は、電極３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部４０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０２３５】
基板４６１の外側の面に配置する偏光板４３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子１８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
【０２３６】
なお、基板４６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板４６１の外側には、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配置してもよい。
【０２３７】
基板４５１及び基板４６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板４５１及び基板４６１に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
【０２３８】
液晶素子１８０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。
【０２３９】
液晶素子１８０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。
【０２４０】
液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板４３５を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
【０２４４】
偏光板４３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
【０２４５】
発光素子、トランジスタ、絶縁層、導電層、接着層、接続層等に用いることができる材料については、それぞれ、実施の形態１の説明を参照できる。
【０２４６】
＜構成例２＞
図１５に示す表示装置１３０は、トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６を有さず、トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、トランジスタ２８５、及びトランジスタ２８６を有する点で、図１４に示す表示装置と異なる。
【０２４７】
なお、図１５では、絶縁層１１７及び接続部４０７等の位置も図１４と異なる。図１５では、画素の端部を図示している。絶縁層１１７は、着色層４３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層１１７は、遮光層４３２の端部に重ねて配置されている。このように、絶縁層は、表示領域と重ならない部分（遮光層４３２と重なる部分）に配置されてもよい。
【０２４８】
トランジスタ２８４及びトランジスタ２８５のように、表示装置が有する２つのトランジスタは、部分的に積層して設けられていてもよい。これにより、画素回路の占有面積を縮小することが可能なため、精細度を高めることができる。また、発光素子１７０の発光面積を大きくでき、開口率を向上させることができる。発光素子１７０は、開口率が高いと、必要な輝度を得るための電流密度を低くできるため、信頼性が向上する。
【０２４９】
トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、及びトランジスタ２８６は、導電層２２１ａ、絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２１ａは、絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、半導体層２３１と電気的に接続される。トランジスタ２８１は、導電層２２３を有する。
【０２５０】
トランジスタ２８５は、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１２、絶縁層２１３、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１７を介して半導体層２６１と重なる。導電層２２３は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、半導体層２６１と電気的に接続される。
【０２５１】
導電層２２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはソースまたはドレインの一方として機能する。トランジスタ２８６が有する導電層２２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
【０２５２】
トランジスタ２８４とトランジスタ２８５が共有している導電層２２２ｂは、トランジスタ２８４のソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ２８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層２１７、絶縁層２１２、及び絶縁層２１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。導電層２２３は、ゲートとして機能する。
【０２５３】
＜構成例３＞
図１６に、表示装置１３０の表示部の断面図を示す。
【０２５４】
図１６に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１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１３では、表示部１０２と表示部１０４とが接着層４４２により接着されている。
【０２５５】
図１６に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１の間に、トランジスタ４０、トランジスタ８０、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層４３１、着色層１３４等を有する。
【０２５６】
トランジスタ４０及びトランジスタ８０の構成及び作製方法については、実施の形態１を参照できる。
【０２５７】
液晶素子１８０では、外光を電極３１１ｂが反射し、基板４６１側に反射光を射出する。発光素子１７０は、基板４６１側に光を射出する。液晶素子１８０及び発光素子１７０の構成については、構成例１を参照できる。
【０２５８】
基板４６１には、着色層４３１、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜１３３ｂが設けられている。
【０２５９】
液晶層４１２は、配向膜１３３ａ及び配向膜１３３ｂを介して、電極３１１ａ及び電極４１３の間に挟持されている。
【０２６０】
トランジスタ４０は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３で覆われている。絶縁層２１３と着色層１３４は、接着層４４２によって、絶縁層１９４と貼り合わされている。
【０２６１】
表示装置１３０は、液晶素子１８０を駆動するトランジスタ４０と発光素子１７０を駆動するトランジスタ８０とを、異なる面上に形成するため、それぞれの表示素子を駆動するために適した構造、材料を用いて形成することが容易である。
【０２６２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２６３】
（実施の形態５）
本発明の一態様の入出力パネルの構成について、図２１および図２２を参照しながら説明する。本発明の一態様の入出力パネルは例えば、図１（Ａ）に示す表示部１０２、表示部１０４およびタッチセンサ１１４を兼ね備えることができる。
【０２６４】
図２１は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図２１は入出力パネルが備える画素の断面図である。
【０２６５】
図２２は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図２２（Ａ）は図２１に示す入出力パネルの機能膜の構成を説明する断面図であり、図２２（Ｂ）は入力ユニットの構成を説明する断面図であり、図２２（Ｃ）は第２のユニットの構成を説明する断面図であり、図２２（Ｄ）は第１のユニットの構成を説明する断面図である。
【０２６６】
なお、本明細書において、１以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、１以上の整数の値をとる変数ｐを含む（ｐ）を、最大ｐ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、１以上の整数の値をとる変数ｍおよび変数ｎを含む（ｍ，ｎ）を、最大ｍ×ｎ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
【０２６７】
本構成例で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、画素７０２（ｉ，ｊ）を有する（図２１参照）。また、入出力パネル７００ＴＰ３は、第１のユニット１１と、第２のユニット１２と、入力ユニット１３と、機能膜７７０Ｐと、を有する（図２２参照）。第１のユニット１１は機能層６２０を含み、第２のユニット１２は機能層７２０を含む。
【０２６８】
＜画素７０２（ｉ，ｊ）＞
画素７０２（ｉ，ｊ）は、機能層６２０の一部と、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と、を有する（図２１参照）。第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）として、先の実施の形態に示す表示素子１０１を参照することができる。また、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）として、先の実施の形態に示す表示素子１０３を参照することができる。
【０２６９】
機能層６２０は、第１の導電膜、第２の導電膜、絶縁膜６０１Ｃおよび画素回路６３０（ｉ，ｊ）を含む。なお、図示しない画素回路６３０（ｉ，ｊ）は、例えば、トランジスタＭを含む。また、機能層６２０は、光学素子６６０、被覆膜６６５およびレンズ６８０を含む。また、機能層６２０は、絶縁膜６２８および絶縁膜６２１を備える。絶縁膜６２１Ａおよび絶縁膜６２１Ｂを積層した材料を、絶縁膜６２１に用いることができる。トランジスタＭについては、先の実施の形態に示すトランジスタ４０５を参照することができる。
【０２７０】
例えば、屈折率１．５５近傍の材料を絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。または、アクリル樹脂またはポリイミドを絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。
【０２７１】
絶縁膜６０１Ｃは、第１の導電膜および第２の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜６０１Ｃは開口部６９１Ａを備える。
【０２７２】
第１の導電膜は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。なお、電極７５１（ｉ，ｊ）を、第１の導電膜に用いることができる。
【０２７３】
第２の導電膜は、第１の導電膜と重なる領域を備える。第２の導電膜は、開口部６９１Ａにおいて、第１の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜６１２Ｂを第２の導電膜に用いることができる。第２の導電膜は、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。例えば、画素回路６３０（ｉ，ｊ）のスイッチＳＷ１に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を第２の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜６０１Ｃに設けられた開口部６９１Ａにおいて第２の導電膜と電気的に接続される第１の導電膜を、貫通電極ということができる。スイッチＳＷ１に用いるトランジスタについては、先の実施の形態に示すトランジスタ４０６を参照することができる。
【０２７４】
第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、機能層６２０に向けて光を射出する機能を備える。また、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、例えば、レンズ６８０または光学素子６６０に向けて光を射出する機能を備える。
【０２７５】
第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を視認できる範囲の一部において視認できるように配設される。例えば、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｈを備える形状を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）に用いる。なお、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印を用いて図中に示す。また、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を視認できる範囲の一部に第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）が光を射出する方向を、実線の矢印を用いて図中に示す。
【０２７６】
これにより、第１の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第２の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、入出力パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。または、第１の表示素子が反射する光が表現する物体色と、第２の表示素子が射出する光が表現する光源色とを掛け合わせることができる。または、物体色および光源色を用いて絵画的な表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することができる。
【０２７７】
例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を備える。また、配向膜ＡＦ１と、配向膜ＡＦ２とを備える。具体的には、反射型の液晶素子を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。
【０２７８】
例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を配向膜に用いることができる。
【０２７９】
例えば、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、電極６５１（ｉ，ｊ）と、電極６５２と、発光性の材料を含む層６５３（ｊ）と、を備える。電極６５２は、電極６５１（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。発光性の材料を含む層６５３（ｊ）は、電極６５１（ｉ，ｊ）および電極６５２の間に挟まれる領域を備える。電極６５１（ｉ，ｊ）は、接続部６２２において、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、有機ＥＬ素子を第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。
【０２８０】
例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極６５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極６５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．８近傍の材料を発光性の材料を含む層６５３（ｊ）に用いることができる。
【０２８１】
光学素子６６０は透光性を備え、光学素子６６０は第１の領域、第２の領域および第３の領域を備える。
【０２８２】
第１の領域は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）から可視光を供給される領域を含み、第２の領域は被覆膜６６５と接する領域を含み、第３の領域は可視光の一部を射出する機能を備える。また、第３の領域は第１の領域の可視光を供給される領域の面積以下の面積を備える。
【０２８３】
被覆膜６６５は可視光に対する反射性を備え、被覆膜６６５は可視光の一部を反射して、第３の領域に供給する機能を備える。
【０２８４】
例えば、金属を被覆膜６６５に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を被覆膜６６５に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を被覆膜６６５に用いることができる。
【０２８５】
＜レンズ６８０＞
可視光を透過する材料をレンズ６８０に用いることができる。または、１．３以上２．５以下の屈折率を備える材料をレンズ６８０に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ６８０に用いることができる。
【０２８６】
例えば、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ６８０に用いることができる。
【０２８７】
具体的には、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、レンズ６８０に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ６８０に用いることができる。
【０２８８】
例えば、樹脂を含む材料をレンズ６８０に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レンズ６８０に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レンズ６８０に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。
【０２８９】
＜機能層７２０＞
機能層７２０は、基板７７０および絶縁膜６０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。機能層７２０は、絶縁膜７７１と、着色膜ＣＦ１と、を有する。
【０２９０】
着色膜ＣＦ１は、基板７７０および第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える。
【０２９１】
絶縁膜７７１は、着色膜ＣＦ１と液晶材料を含む層７５３の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜ＣＦ１の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、着色膜ＣＦ１等から液晶材料を含む層７５３への不純物の拡散を、抑制することができる。
【０２９２】
例えば、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を、絶縁膜７７１に用いることができる。
【０２９３】
＜基板６７０、基板７７０＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板６７０と、基板７７０と、を有する。
【０２９４】
基板７７０は、基板６７０と重なる領域を備える。基板７７０は、基板６７０との間に機能層６２０を挟む領域を備える。
【０２９５】
基板７７０は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。
【０２９６】
例えば、屈折率１．５近傍の樹脂材料を基板７７０に用いることができる。
【０２９７】
＜接合層６０５＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層６０５を有する。
【０２９８】
接合層６０５は、機能層６２０および基板６７０の間に挟まれる領域を備え、機能層６２０および基板６７０を貼り合せる機能を備える。
【０２９９】
＜構造体ＫＢ１、構造体ＫＢ２＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体ＫＢ１と、構造体ＫＢ２とを有する。
【０３００】
構造体ＫＢ１は、機能層６２０および基板７７０の間に所定の間隙を設ける機能を備える。構造体ＫＢ１は領域７５１Ｈと重なる領域を備え、構造体ＫＢ１は透光性を備える。これにより、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）によって射出される光を一方の面に供給され、他方の面から射出することができる。
【０３０１】
また、構造体ＫＢ１は光学素子６６０と重なる領域を備え、例えば、光学素子６６０に用いる材料の屈折率との差が０．２以下になるように選択された材料を構造体ＫＢ１に用いる。これにより、第２の表示素子が射出する光を効率よく利用することができる。または、第２の表示素子の面積を広くすることができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。
【０３０２】
構造体ＫＢ２は、偏光層７７０ＰＢの厚さを所定の厚さに制御する機能を備える。構造体ＫＢ２は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は透光性を備える。
【０３０３】
または、所定の色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。これにより、構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。
【０３０４】
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
【０３０５】
例えば、屈折率１．５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ１に用いることができる。また、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ２に用いることができる。
【０３０６】
＜入力ユニット１３＞
入力ユニット１３は検知素子を備える。検知素子は、画素７０２（ｉ，ｊ）と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。
【０３０７】
例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサまたは表面弾性波方式の近接センサなどを、入力ユニット１３に用いることができる。具体的には、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式または赤外線検知型の近接センサを用いることができる。
【０３０８】
例えば、静電容量方式の近接センサを備える屈折率１．６近傍のタッチセンサを入力ユニット１３に用いることができる。
【０３０９】
＜機能膜７７０Ｄ、機能膜７７０Ｐ等＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、機能膜７７０Ｄと、機能膜７７０Ｐと、を有する。
【０３１０】
機能膜７７０Ｄは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。機能膜７７０Ｄは機能層６２０との間に第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を挟む領域を備える。
【０３１１】
例えば、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。具体的には、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。または、例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）が反射する光を拡散することができる。
【０３１２】
機能膜７７０Ｐは、偏光層７７０ＰＢ、位相差フィルム７７０ＰＡまたは構造体ＫＢ２を備える。偏光層７７０ＰＢは開口部を備え、位相差フィルム７７０ＰＡは偏光層７７０ＰＢと重なる領域を備える。なお、構造体ＫＢ２は開口部に設けられる。
【０３１３】
例えば、二色性色素、液晶材料および樹脂を偏光層７７０ＰＢに用いることができる。偏光層７７０ＰＢは、偏光性を備える。これにより、機能膜７７０Ｐを偏光板に用いることができる。
【０３１４】
偏光層７７０ＰＢは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。これにより、液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。例えば、反射型の液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。または、第２の表示素子が射出する光を効率よく取り出すことができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。または、有機ＥＬ素子の信頼性を高めることができる。
【０３１５】
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。具体的には、２色性色素を含む膜および位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。
【０３１６】
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜７７０Ｐに用いることができる。
【０３１７】
例えば、屈折率１．６近傍の材料を拡散フィルムに用いることができる。また、屈折率１．６近傍の材料を位相差フィルム７７０ＰＡに用いることができる。
【０３１８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３１９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
【０３２０】
図１８（Ａ）に示す表示装置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、及びバッテリ８０１１を有する。表示パネル８００６は、先の実施の形態に示す表示部１０２および表示部１０４を有することが好ましい。またバッテリ８０１１は先の実施の形態に示す蓄電池１３５を有することが好ましい。
【０３２１】
上部カバー８００１及び下部カバー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。
【０３２２】
また、表示パネル８００６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８００６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８００６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。
【０３２３】
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。
【０３２４】
プリント基板８０１０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。
【０３２５】
また、表示装置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。
【０３２６】
図２０（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示装置８０００の断面概略図である。
【０３２７】
表示装置８０００は、プリント基板８０１０に設けられた発光部８０１５及び受光部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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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。
【０３３３】
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及び導光部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。
【０３３４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３３５】
（実施の形態７）
次いで、図１７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の、外観の一例を示す。図１７（Ａ）に示す表示装置１３０は、基板５００上に画素部５０１と、反射型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０２と、発光型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０３と、を有する。また、ＩＣ５０４は反射型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。また、ＩＣ５０５は発光型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。
【０３３６】
また、ＦＰＣ５０８はＩＣ５０４に電気的に接続されており、ＦＰＣ５０９はＩＣ５０５に電気的に接続されている。ＦＰＣ５１０は配線５１１を介して走査線駆動回路５０２に電気的に接続されている。また、ＦＰＣ５１０は配線５１２を介して走査線駆動回路５０３に電気的に接続されている。
【０３３７】
次いで、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発光素子を用いる場合を例に挙げて、画素部５０１が有する画素５１３における、液晶素子の表示領域のレイアウトと、発光素子の表示領域のレイアウトとを、図１７（Ｂ）に示す。
【０３３８】
具体的に図１７（Ｂ）では、画素５１３が、液晶素子の表示領域５１４と、黄色に対応する発光素子の表示領域５１５と、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とを有する。
【０３３９】
なお、緑色、青色、赤色、黄色にそれぞれ対応する発光素子を用いて色再現性の良い黒を表示する際、発光素子の面積あたりに流れる電流量は、黄色に対応する発光素子が最も小さいことが求められる。図１７（Ｂ）では、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とが、ほぼ同等の面積を有し、それらに対して黄色に対応する発光素子の表示領域５１５の面積はやや小さいため、色再現性の良い黒を表示することが可能である。
【０３４０】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３４１】
（実施の形態８）
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電子機器の一例について説明する。
【０３４２】
図１９（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例を示す。図１９（Ａ）は、タブレット型の情報端末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。
【０３４３】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、操作ボタン６２２３を用いることができる。ここで図１９（Ａ）において、情報端末６２００は、前面に表示部、ここでは表示装置が有する表示部を有する。また情報端末６２００は、側面に操作ボタン６２２３を有する。
【０３４４】
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に情報端末６２００を起動する電源スイッチ、情報端末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１９（Ａ）に示した情報端末６２００では、操作ボタン６２２３の数を４個示しているが、情報端末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。
【０３４５】
また、情報端末６２００は、外光の入射角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によって外光の入射角度、照度を測定して、それらのデータを基づいて、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
【０３４６】
また、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙの配置箇所は、図１９（Ａ）に示した情報端末６２００に限定されない。例えば、図１９（Ｂ）に示す情報端末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。
【０３４７】
また、図示していないが、図１９（Ａ）に示した情報端末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１９（Ａ）に示す情報端末６２００の向き（鉛直方向に対して情報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、情報端末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。
【０３４８】
また、該傾きの情報と、先述した光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙから得た外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より正確に表示装置６２２２に映す画像データの色の調整と階調の調整を行うことができる。この場合、筐体６２２１に撮像センサを設けて、情報端末６２００に対する使用者の眼の位置（あるいは視線の方向）の情報を取得し、該傾き、外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より更に正確に、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
【０３４９】
また、図示していないが、図１９（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、情報端末６２００に携帯電話のような通話機能を付することができる。また、図１９（Ａ）に示すように、情報端末６２００は、カメラ６２２６を有する構成であることが好ましい。また、図示していないが、図１９（Ａ）に示した情報端末６２００は、フラッシュライト、又は照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。
【０３５０】
また、図示していないが、図１９（Ａ）に示した情報端末６２００は、指紋、静脈、虹彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する情報端末６２００を実現することができる。
【０３５１】
また、図示していないが、図１９（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイクを有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、情報端末６２００に通話機能を付することができる。また、情報端末６２００に音声解読機能を付することができる場合がある。情報端末６２００に音声解読機能を設けることで、音声認識によって情報端末６２００を操作する機能、更には、音声や会話を判読して会話録を作成する機能、などを情報端末６２００に有することができる。これにより、例えば、会議などの議事録作成として活用することができる。
【０３５２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３５３】
（実施の形態９）
図２０に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の具体例を示す。
【０３５４】
図２０（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、操作ボタン５００９等を有する。なお、図２０（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。
【０３５５】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、操作ボタン５００９および操作キー５００７を用いることができる。
【０３５６】
図２０（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末５２００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等を有する携帯情報端末５２００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。
【０３５７】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、スイッチ５２０５を用いることができる。ここで図２０において、携帯情報端末５２００は、前面に表示部、ここでは表示装置が有する表示部を有する。また側面にスイッチ５２０５を有する。スイッチ５２０５をボタンと呼ぶ場合がある。
【０３５８】
図２０（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。また、光センサ５３０４は筐体５３０１に付いており、光センサ５３０５は筐体５３０２に付いている。上記構成により、筐体５３０１に支持されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報と、筐体５３０２に支持されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報とを、共に表示装置５３０３における使用条件の情報として用いることができる。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。
【０３５９】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、スイッチ５３０６を用いることができる。
【０３６０】
図２０（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。
【０３６１】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、操作キー５８０４を用いることができる。
【０３６２】
図２０（Ｅ）は腕時計型の携帯情報端末５２００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情報端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯情報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。
【０３６３】
筐体５７０１あるいは表示装置５７０２のある領域を、先の実施の形態で述べた入力部１３８として機能させてもよい。該領域を押すことにより入力信号を与えてもよい。
【０３６４】
図２０（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。
【０３６５】
先の実施の形態に示した入力部１３８として、ボタン５９０５を用いることができる。
【０３６６】
図１９および図２０に示す電子機器は、非接触給電（例えばアンテナを用いた無線給電）により電力を供給してもよい。図２１は、図２０（Ｂ）に示す携帯情報端末５２００を電力送信装置５２０９を用いて充電する例を示す。図２１（Ａ）に示すように、携帯情報端末５２００は電力送信装置５２０９からの電波５２０８を用いて無線で充電を行うことができる。
【０３６７】
また、図２１（Ｂ）に示すように電力送信装置５２０９と一部が接するように、携帯情報端末５２００を電力送信装置５２０９の上に載せてもよい。図２１（Ｂ）に示す例では携帯情報端末５２００のベルト５２０３がアンテナ５２０７を有し、電力送信装置５２０９上に載せられる例を示す。携帯情報端末５２００と電力送信装置５２０９との距離を近くすることにより、より大きな電力を送信できる場合がある。また図２１（Ｃ）には、携帯情報端末５２００の表示装置５２０２が電力送信装置５２０９上に載せられる例を示す。ここで、図示しないが表示装置５２０２、あるいは表示装置５２０２の下側の領域において、アンテナを有することが好ましい。
【０３６８】
（実施の形態１０）
＜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。
【０３６９】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【０３７０】
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０３７１】
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。
【０３７２】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０３７３】
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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３７６】
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。
【０３７７】
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。
【０３７８】
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。
【０３７９】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０３８０】
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。
【０３８１】
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０３８２】
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。
【０３８３】
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。
【０３８４】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０３８５】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
【０３８６】
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０３８７】
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。
【０３８８】
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】
【０３８９】
ＡＦ１    配向膜
ＡＦ２    配向膜
ＡＬ    配線
ＤＬ    配線
ＤＬａ    配線
ＤＬｂ    配線
ＧＥ    配線
ＧＥａ    配線
ＧＥｂ    配線
ＧＬ    配線
Ｍ    トランジスタ
ＭＬ    配線
ＭＬａ    配線
ＭＬｂ    配線
ＳＬ    配線
ＳＷ１    スイッチ
１１    ユニット
１２    ユニット
１３    入力ユニット
２０    表示パネル
３１    期間
３２    期間
４０    トランジスタ
６１    画素
６２    画素
６３    トランジスタ
６５    トランジスタ
６６    トランジスタ
８０    トランジスタ
１０１    表示素子
１０２    表示部
１０３    表示素子
１０４    表示部
１１２    ゲートドライバ
１１３    駆動回路
１１４    タッチセンサ
１１７    絶縁層
１２１    絶縁層
１３０    表示装置
１３１    制御回路
１３２    制御回路
１３３    外部電源
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１３５    蓄電池
１３６    端子
１３７    保護回路
１３８    入力部
１３９    蓄電システム
１４１    集積回路
１４２    トランジスタ
１４３    トランジスタ
１４４    抵抗素子
１４５    抵抗素子
１４６    容量素子
１４８    端子
１４９    端子
１７０    発光素子
１８０    液晶素子
１９１    電極
１９２    ＥＬ層
１９３    電極
１９４    絶縁層
２０１    基板
２０２    基板
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
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１ａ    導電層
２２１ｂ    導電層
２２２ａ    導電層
２２２ｂ    導電層
２２３    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５２    接続部
２６１    半導体層
２６３ａ    導電層
２６３ｂ    導電層
２８１    トランジスタ
２８４    トランジスタ
２８５    トランジスタ
２８６    トランジスタ
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
３１１ａ    電極
３１１ｂ    電極
３５０    画素
３５１    画素
３５１ａ    画素
３５１ｂ    画素
３５１ｃ    画素
３５１ｄ    画素
３６２    画素領域
３６４    回路
３６５    配線
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
４０１    トランジスタ
４０３    トランジスタ
４０４    接続部
４０５    トランジスタ
４０６    トランジスタ
４０７    接続部
４１２    液晶層
４１３    電極
４３１    着色層
４３２    遮光層
４３５    偏光板
４４１    接着層
４４２    接着層
４５０    開口
４５１    基板
４５２    基板
４６１    基板
５００    基板
５０１    画素部
５０２    走査線駆動回路
５０３    走査線駆動回路
５０４    ＩＣ
５０５    ＩＣ
５０６    配線
５０８    ＦＰＣ
５０９    ＦＰＣ
５１０    ＦＰＣ
５１１    配線
５１２    配線
５１３    画素
５１４    表示領域
５１５    表示領域
５１６    表示領域
５１７    表示領域
５１８    表示領域
６０１Ｃ    絶縁膜
６０５    接合層
６１２Ｂ    導電膜
６２０    機能層
６２１    絶縁膜
６２１Ａ    絶縁膜
６２１Ｂ    絶縁膜
６２２    接続部
６２８    絶縁膜
６３０（ｉ，ｊ）    画素回路
６５０（ｉ，ｊ）    表示素子
６５１（ｉ，ｊ）    電極
６５２    電極
６５３    発光性の材料を含む層
６６０    光学素子
６６５    被覆膜
６７０    基板
６８０    レンズ
６９１Ａ    開口部
７００ＴＰ３    入出力パネル
７０２（ｉ，ｊ）    画素
７２０    機能層
７５０（ｉ，ｊ）    表示素子
７５１（ｉ，ｊ）    電極
７５１Ｈ    領域
７５２    電極
７５３    液晶材料を含む層
７７０    基板
７７０Ｄ    機能膜
７７０Ｐ    機能膜
７７０ＰＡ    位相差フィルム
７７０ＰＢ    偏光層
７７１    絶縁膜
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
５００９    操作ボタン
５２００    携帯情報端末
５２０１    筐体
５２０２    表示装置
５２０３    ベルト
５２０４    光センサ
５２０５    スイッチ
５２０７    アンテナ
５２０８    電波
５２０９    電力送信装置
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
６２００    情報端末
６２０１    情報端末
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
６２２６    カメラ
８０００    表示装置
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
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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