(57)【要約】【課題】簡易な手順で駆動することができる表示装置を提供する。【解決手段】画素および演算回路部を有し、画素は第１乃至第５の表示領域を有する。第１乃至第４の表示領域は、発光層を有する表示素子を有し、第５の表示領域は、液晶層を有する発光素子を有する。第４および第５の表示領域は、白色光を射出する機能を有する。演算回路部は、第１の表示データを生成する機能を有し、第１の表示データをもとに第２の表示データを生成する機能を有し、第２の表示データをもとに第３の表示データを生成する機能を有する。第１の表示データは、第１乃至第３の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有する。第２の表示データは、４の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有する。第３の表示データは、第５の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有する。【選択図】図１
2018010203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画素と、第１の回路と、を有し、
前記第１の画素は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、第３の表示領域と、第４の表示領域と、第５の表示領域と、を有し、
前記第１乃至第４の表示領域は、発光層を有する表示素子を有し、
前記第５の表示領域は、液晶層を有する表示素子を有し、
前記第４および第５の表示領域は、白色光を射出する機能を有し、
前記第１の回路は、第１の表示データを生成する機能を有し、
前記第１の回路は、前記第１の表示データをもとに第２の表示データを生成する機能を有し、
前記第１の回路は、前記第２の表示データをもとに第３の表示データを生成する機能を有し、
前記第１の表示データは、前記第１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第１の表示データは、前記第２の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第１の表示データは、前記第３の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第２の表示データは、前記第４の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第３の表示データは、前記第５の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示領域は、青色の光を射出する機能を有し、
前記第２の表示領域は、緑色の光を射出する機能を有し、
前記第３の表示領域は、赤色の光を射出する機能を有す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４の表示領域から射出される光の輝度の階調は、前記第１の表示領域から射出される光の輝度の階調と、前記第２の表示領域から射出される光の輝度の階調と、前記第３の表示領域から射出される光の輝度の階調と、をもとにＮＴＳＣ加重平均法により算出することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第５の表示領域から射出される光の輝度の階調は、前記第４の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しいことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
第１の画素と、第２の画素と、第３の画素と、第１の回路と、を有し、
前記第１の画素は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、第３の表示領域と、第４の表示領域と、を有し、
前記第２の画素は、第５の表示領域と、第６の表示領域と、第７の表示領域と、第８の表示領域と、を有し、
前記第３の画素は、第９の表示領域と、第１０の表示領域と、第１１の表示領域と、第１２の表示領域と、を有し、
前記第１乃至第３、第５乃至第７および第９乃至第１１の表示領域は、発光層を有する表示素子を有し、
前記第４、第８および第１２の表示領域は、液晶層を有する表示素子を有し、
前記第１乃至第３の表示領域は、互いに異なる色の光を射出する機能を有し、
前記第４、第５および第９の表示領域は、前記第１の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、
前記第６、第８および第１０の表示領域は、前記第２の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、
前記第７、第１１および第１２の表示領域は、前記第３の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、
前記第１の回路は、第１の表示データを生成する機能を有し、
前記第１の回路は、前記第１の表示データをもとに第２の表示データを生成する機能を有し、
前記第１の表示データは、前記第１乃至第３、第５乃至第７および第９乃至第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第２の表示データは、前記第１の表示データが有する、前記第１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、前記第４の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第２の表示データは、前記第１の表示データが有する、前記第６の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、前記第８の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、
前記第２の表示データは、前記第１の表示データが有する、前記第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、前記第１２の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の表示領域は、青色の光を射出する機能を有し、
前記第２の表示領域は、緑色の光を射出する機能を有し、
前記第３の表示領域は、赤色の光を射出する機能を有することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記第４の表示領域から射出される光の輝度の階調は、前記第１の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しく、
前記第８の表示領域から射出される光の輝度の階調は、前記第６の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しく、
前記第１２の表示領域から射出される光の輝度の階調は、前記第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しいことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置と、
タッチセンサと、を有する、
ことを特徴とする表示モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置、または請求項８に記載の表示モジュールと、
操作キーまたはバッテリと、を有する、
ことを特徴とする電子機器。
【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駆動方法、表示モジュールならびに電子機器に関する。
【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、製造方法に関するものである。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）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
バックライトとして面発光を行う光源を用い、透過型の液晶表示装置を組み合わせることで、消費電力の低減と表示品質の低下の抑制を両立する液晶表示装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４８３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様は、簡易な手順で駆動することができる表示装置およびその駆動方法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、消費電力を低減した表示装置およびその駆動方法を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高輝度の画像を表示することができる表示装置およびその駆動方法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、表示品位の高い表示装置およびその駆動方法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、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置およびその駆動方法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、新規な表示装置およびその駆動方法を提供することを課題の一とする。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明の一態様は、第１の画素と、第１の回路と、を有し、第１の画素は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、第３の表示領域と、第４の表示領域と、第５の表示領域と、を有し、第１乃至第４の表示領域は、発光層を有する表示素子を有し、第５の表示領域は、液晶層を有する表示素子を有し、第４および第５の表示領域は、白色光を射出する機能を有し、第１の回路は、第１の表示データを生成する機能を有し、第１の回路は、第１の表示データをもとに第２の表示データを生成する機能を有し、第１の回路は、第２の表示データをもとに第３の表示データを生成する機能を有し、第１の表示データは、第１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第１の表示データは、第２の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第１の表示データは、第３の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第２の表示データは、第４の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第３の表示データは、第５の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示装置である。
【０００８】
また、上記態様において、第１の表示領域は、青色の光を射出する機能を有し、第２の表示領域は、緑色の光を射出する機能を有し、第３の表示領域は、赤色の光を射出する機能を有してもよい。
【０００９】
また、上記態様において、第４の表示領域から射出される光の輝度の階調は、第１の表示領域から射出される光の輝度の階調と、第２の表示領域から射出される光の輝度の階調と、第３の表示領域から射出される光の輝度の階調と、をもとにＮＴＳＣ加重平均法により算出してもよい。
【００１０】
また、上記態様において、第５の表示領域から射出される光の輝度の階調は、第４の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しくてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様は、第１の画素と、第２の画素と、第３の画素と、第１の回路と、を有し、第１の画素は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、第３の表示領域と、第４の表示領域と、を有し、第２の画素は、第５の表示領域と、第６の表示領域と、第７の表示領域と、第８の表示領域と、を有し、第３の画素は、第９の表示領域と、第１０の表示領域と、第１１の表示領域と、第１２の表示領域と、を有し、第１乃至第３、第５乃至第７および第９乃至第１１の表示領域は、発光層を有する表示素子を有し、第４、第８および第１２の表示領域は、液晶層を有する表示素子を有し、第１乃至第３の表示領域は、互いに異なる色の光を射出する機能を有し、第４、第５および第９の表示領域は、第１の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、第６、第８および第１０の表示領域は、第２の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、第７、第１１および第１２の表示領域は、第３の表示領域が射出する色の光と同様の色の光を射出する機能を有し、第１の回路は、第１の表示データを生成する機能を有し、第１の回路は、第１の表示データをもとに第２の表示データを生成する機能を有し、第１の表示データは、第１乃至第３、第５乃至第７および第９乃至第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第２の表示データは、第１の表示データが有する、第１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、第４の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第２の表示データは、第１の表示データが有する、第６の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、第８の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有し、第２の表示データは、第１の表示データが有する、第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報をもとに算出された、第１２の表示領域から射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示装置である。
【００１２】
また、上記態様において、第１の表示領域は、青色の光を射出する機能を有し、第２の表示領域は、緑色の光を射出する機能を有し、第３の表示領域は、赤色の光を射出する機能を有してもよい。
【００１３】
また、上記態様において、第４の表示領域から射出される光の輝度の階調は、第１の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しく、第８の表示領域から射出される光の輝度の階調は、第６の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しく、第１２の表示領域から射出される光の輝度の階調は、第１１の表示領域から射出される光の輝度の階調と等しくてもよい。
【００１４】
本発明の一態様の表示装置と、タッチセンサと、を有する、表示モジュールも本発明の一態様である。
【００１５】
また、本発明の一態様の表示装置、または本発明の一態様の表示モジュールと、操作キーまたはバッテリと、を有する電子機器も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様は、簡易な手順で駆動することができる表示装置およびその駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、消費電力を低減した表示装置およびその駆動方法を提供することができる。本発明の一態様は、高輝度の画像を表示することができる表示装置およびその駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置およびその駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置およびその駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な表示装置およびその駆動方法を提供することができる。
【００１７】
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】
【００１８】
【図１】表示装置を説明するブロック図。
【図２】画素を説明する回路図。
【図３】画素の動作を説明するタイミングチャート。
【図４】表示素子の表示領域を説明する上面図。
【図５】表示素子の表示領域を説明する上面図。
【図６】表示装置の動作を説明するフローチャート。
【図７】画素を説明する回路図。
【図８】表示素子の表示領域を説明する上面図。
【図９】表示素子の表示領域を説明する上面図。
【図１０】表示装置が有する画素の上面および断面を説明する図。
【図１１】表示装置が有する画素の断面を説明する図。
【図１２】表示装置が有する画素の上面および断面を説明する図。
【図１３】表示装置が有する画素の断面を説明する図。
【図１４】フレーム構成を説明する図。
【図１５】ゲートドライバを説明するブロック図。
【図１６】ゲートドライバの動作を説明するタイミングチャート。
【図１７】ゲートドライバを説明するブロック図。
【図１８】ゲートドライバの動作を説明するタイミングチャート。
【図１９】タッチパネルの一例を示す斜視図。
【図２０】タッチセンサの一例を示す断面図。
【図２１】タッチパネルの一例を示す断面図。
【図２２】タッチパネルの一例を示す断面図。
【図２３】タッチセンサのブロック図およびタイミングチャート図。
【図２４】本発明に係る金属酸化物膜の原子数比の範囲を説明する図。
【図２５】金属酸化物膜の積層構造のバンド図。
【図２６】表示モジュールを説明する図。
【図２７】電子機器を説明する図。
【図２８】表示装置を説明する斜視図。
【図２９】表示装置の表示結果を示す写真。
【図３０】表示装置の表示結果を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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。
【００２０】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、または領域は、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、図面に示す形状または値などに限定されない。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【００２４】
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２５】
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。
【００２６】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００２７】
本明細書等において、金属酸化物膜（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物膜は、酸化物絶縁膜、酸化物導電膜（透明酸化物導電膜を含む）、酸化物半導体膜（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膜を用いた場合、当該金属酸化物膜を酸化物半導体膜と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物膜が増幅作用、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、当該金属酸化物膜を、金属酸化物膜半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物膜または酸化物半導体膜を有するトランジスタと換言することができる。
【００２８】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物膜も金属酸化物膜（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膜を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【００２９】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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および当該表示装置の作製方法について、図１乃至図１３を用いて説明を行う。
【００３６】
＜１−１．表示装置の構成例＞
まず、表示装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１に示す表示装置５００は、画素部５０２と、画素部５０２の外側に配置されるゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂと、画素部５０２の外側に配置されるソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂと、を有する。図１に示す表示装置５００は、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂに電気的に接続されている演算回路部２０を有する。また、図１に示す表示装置５００は、配線ＣＬ＿Ｌを介してゲートドライバ回路部５０４ａと電気的に接続され、配線ＣＬ＿Ｅを介してゲートドライバ回路部５０４ｂと電気的に接続されている制御回路部２１を有する。
【００３７】
［画素部］
画素部５０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）、Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置される画素１０（Ｘ，Ｙ）を有する。また、画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子を有し、当該２種類の表示素子は、それぞれ異なる機能を有する。２種類の表示素子の一方は、例えば入射する光を反射する機能を有し、これにより画像を表示する機能を有する。２種類の表示素子の他方は、例えば光を発する機能を有し、これにより画像を表示する機能を有する。例えば、２種類の表示素子の一方は、液晶層を有し、２種類の表示素子の他方は、発光層を有する。なお、当該２種類の表示素子の詳細については後述する。
【００３８】
なお、詳細は後述するが、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の一方を１個有する。一方、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の他方を複数有する。例えば、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の他方を３個または４個有する。
【００３９】
［演算回路部］
演算回路部２０、制御回路部２１、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂおよびソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂの一部または全部は、画素部５０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことができる。演算回路部２０、制御回路部２１、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂ、およびソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂの一部または全部が画素部５０２と同一基板上に形成されない場合には、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）またはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、別途用意された駆動回路基板（例えば、単結晶半導体膜または多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を、表示装置５００に形成してもよい。
【００４０】
演算回路部２０は、２種類の表示素子の一方により表示される画像の輝度の階調、および２種類の表示素子の他方により表示される画像の輝度の階調などの情報を有するデジタルデータ（表示データ）を生成する機能を有する。演算回路部２０により生成された表示データのうち、２種類の表示素子の一方により表示される画像に関する情報を有するデータはソースドライバ回路部５０６ａに送信することができ、２種類の表示素子の他方により表示される画像に関する情報を有するデータはソースドライバ回路部５０６ｂに送信することができる。
【００４１】
本明細書等において階調とは、各表示素子により表示される画像の輝度をデジタル値で表した場合における当該デジタル値を意味する。例えば、各表示素子により表示される画像の輝度を２５６段階で表す場合、最も輝度が低い場合は例えば０であり、最も輝度が高い場合は例えば２５５である。なお、階調が同じであっても、表示される画像の輝度は異なる場合がある。例えば、２種類の表示素子の一方と、２種類の表示素子の他方と、では階調が同じであっても表示される画像の輝度が異なる場合がある。
【００４２】
演算回路部２０として、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を用いることができる。またこれらをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【００４３】
［ソースドライバ回路部］
ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、演算回路部２０から送信された表示データをＤ／Ａ変換し、画素１０（Ｘ，Ｙ）が有する表示素子を駆動するためのアナログ信号（データ信号）を生成する機能を有する。
【００４４】
ソースドライバ回路部５０６ａは、表示データを元に画素１０（Ｘ，Ｙ）に書き込むデータ信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線（信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］および信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。ソースドライバ回路部５０６ｂは、表示データを元に画素１０（Ｘ，Ｙ）に書き込むデータ信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線（信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。なお、上記において、ｎはＹ以下の自然数を表す。
【００４５】
ただし、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、上記の機能に限定されず、別の信号を生成、制御または供給する機能を有していてもよい。
【００４６】
また、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、表示データを時分割してＤ／Ａ変換を行うことにより生成した信号をデータ信号として出力する。
【００４７】
なお、図１においては、ソースドライバ回路部を２つ設ける構成について例示したが、これに限定されず、１つのソースドライバ回路部、または３つ以上のソースドライバ回路部を設ける構成としてもよい。例えば、ソースドライバ回路部を１つだけ設け、当該ソースドライバ回路部により信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］を制御してもよい。
【００４８】
［ゲートドライバ回路部］
ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂは、画素１０（Ｘ，Ｙ）を選択する信号（走査信号）を出力する機能を有する。
【００４９】
また、ゲートドライバ回路部５０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。また、ゲートドライバ回路部５０４ｂは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［Ｘ］、および走査線ＧＬ＿Ｅ２［Ｘ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。なお、上記において、ｍはＸ以下の自然数を表す。
【００５０】
ただし、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂは、上記の機能に限定されず、別の信号を制御または供給する機能を有していてもよい。
【００５１】
なお、図１においては、ゲートドライバ回路部として、ゲートドライバ回路部５０４ａと、ゲートドライバ回路部５０４ｂと、２つ設ける構成について例示したが、これに限定されず、１つのゲートドライバ回路部、または３つ以上のゲートドライバ回路部を設ける構成としてもよい。
【００５２】
［制御回路部］
制御回路部２１は、クロック信号を生成する機能を有する。配線ＣＬ＿Ｌを介してゲートドライバ回路部５０４ａにクロック信号が供給され、配線ＣＬ＿Ｅを介してゲートドライバ回路部５０４ｂにクロック信号が供給される。
【００５３】
［画素］
また、画素１０（Ｘ，Ｙ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］の一つを介してパルス信号が入力され、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］）の一つを介してデータ信号が入力される。
【００５４】
例えば、ｍ行ｎ列目の画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］を介してゲートドライバ回路部５０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］の電位に応じて信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］を介してソースドライバ回路部５０６ａからデータ信号が入力される。
【００５５】
また、ｍ行ｎ列目の画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］を介してゲートドライバ回路部５０４ｂからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］の電位に応じて信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を介してソースドライバ回路部５０６ｂからデータ信号が入力される。
【００５６】
また、画素１０（ｍ，ｎ）は、先の説明の通り、２種類の表示素子を有する。走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］は、２種類の表示素子の一方の電位を制御する配線であり、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［Ｘ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｅ２［Ｘ］は、２種類の表示素子の他方の電位を制御する配線である。
【００５７】
また、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、およびＳＬ＿Ｌ［Ｙ］は、２種類の表示素子の一方に与えられるデータ信号の電位を制御する配線であり、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、およびＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］は、２種類の表示素子の他方に与えられるデータ信号の電位を制御する配線である。
【００５８】
［外部回路］
表示装置５００には、外部回路５０８が接続される。なお、表示装置５００が外部回路５０８を有する構成としてもよい。
【００５９】
外部回路５０８は、図１に示すように、アノード電位が与えられる配線（以下、ＡＮＯＤＥ、または配線ＡＯＮＤＥ）と電気的に接続されている。
【００６０】
＜１−２．画素の回路構成＞
次に、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の回路構成の一例について、図２を用いて説明する。
【００６１】
図２は、表示装置５００が有する画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の一例を説明する回路図である。
【００６２】
画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を有する。画素１０（ｍ，ｎ＋１）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］を有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］を有する。
【００６３】
また、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれトランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４と、トランジスタＭＡ５と、トランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４と、容量素子Ｃｓ＿Ｌと、表示素子１２と、表示素子１４と、を有する。なお、図２において、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれ表示素子１２を１個ずつ有し、表示素子１４を４個ずつ（表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒ、表示素子１４Ｗ）有する。また、図２などにおいて、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｂと表記し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｇと表記し、画素１０（ｍ＋１，ｎ）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｒと表記し、画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｗと表記している。
【００６４】
表示素子１２は、２種類の表示素子の一方に該当し、例えば入射する光を反射することにより画像を表示する機能を有する。表示素子１４は、２種類の表示素子の他方に該当し、例えば光を発することにより画像を表示する機能を有する。例えば、表示素子１２は、液晶層を有し、表示素子１４は、発光層を有する。なお、表示素子１４は、例えば白色光を発する機能を有する。
【００６５】
画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれ表示素子１２および表示素子１４と電気的に接続される配線ＴＣＯＭと、表示素子１２と電気的に接続される配線ＣＳＣＯＭと、表示素子１４と電気的に接続される配線ＡＮＯＤＥおよび配線ＣＡＴＨＯＤＥと、を有する。
【００６６】
走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、配線ＣＳＣＯＭ、および配線ＴＣＯＭは、それぞれ表示素子１２を駆動するための配線である。また、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、配線ＡＮＯＤＥ、配線ＣＡＴＨＯＤＥ、および配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ表示素子１４を駆動するための配線である。
【００６７】
なお、図２に示す表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび表示素子１２Ｗを有する画素１０の位置関係はあくまで一例であり、本発明の一態様の目的を達成できる範囲で任意の画素１０に表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび表示素子１２Ｗを設けることができる。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）に表示素子１２Ｒを設け、画素１０（ｍ＋１，ｎ）に表示素子１２Ｂを設けてもよい。
【００６８】
＜１−３．表示素子１２の構成例＞
表示素子１２は、光の反射または光の透過を制御する機能を有する。特に、表示素子１２を光の反射を制御する、所謂反射型の表示素子とすると好適である。表示素子１２を反射型の表示素子とすることで、外光を用いて表示を行うことが可能となるため、表示装置の消費電力を抑制することができる。例えば、表示素子１２としては、反射膜と液晶素子と偏光板とを組み合わせた構成、またはマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）を用いる構成等とすればよい。なお、表示素子１２として、反射膜を有しない透過型の表示素子としてもよい。
【００６９】
＜１−４．表示素子１４の構成例＞
表示素子１４は、光を発する機能、すなわち発光する機能を有する。よって、表示素子１４を、発光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子１４としては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いる構成等とすればよい。
【００７０】
このように、本発明の一態様の表示装置では、表示素子１２および表示素子１４に示すように、異なる機能を有する表示素子を用いる。例えば、表示素子の一方を液晶素子とし、他方をＥＬ素子を用いることで、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。また、外光が明るい環境下においては、液晶素子を利用し、外光が暗い環境下においては、ＥＬ素子を用いることで、消費電力が低く、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
【００７１】
＜１−５．表示素子の駆動方法＞
次に、表示素子１２および表示素子１４の駆動方法について、図２および図３を用いて説明する。なお、以下の説明においては、表示素子１２に液晶素子を用い、表示素子１４（表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒ、および表示素子１４Ｗ）に発光素子を用いる構成とする。
【００７２】
［表示素子１２の駆動方法］
画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ５のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ５のソース電極またはドレイン電極の一方は信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］に電気的に接続され、他方は表示素子１２の一対の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタＭＡ５は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【００７３】
本明細書等において、トランジスタをオン状態にするとは、当該トランジスタのゲートに高電位を印加することを表し、トランジスタをオフ状態にするとは、当該トランジスタのゲートに低電位を印加することを表す。なお、低電位とは、例えば接地電位とすることができる。
【００７４】
また、表示素子１２の一対の電極の他方は、配線ＴＣＯＭと電気的に接続される。
【００７５】
また、容量素子Ｃｓ＿Ｌの一対の電極の一方は、トランジスタＭＡ５のソース電極またはドレイン電極の他方、および表示素子１２の一対の電極の一方に電気的に接続され、容量素子Ｃｓ＿Ｌの一対の電極の他方は、配線ＣＳＣＯＭに電気的に接続される。容量素子Ｃｓ＿Ｌは、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
【００７６】
例えば、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ａにより、各行の画素１０（ｍ，ｎ）を順次選択し、トランジスタＭＡ５がオン状態になることで、データ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素１０（ｍ，ｎ）は、トランジスタＭＡ５がオフ状態になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【００７７】
［表示素子１４の駆動方法］
画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ１のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ１のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ１のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ１は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【００７８】
また、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｂの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。また、表示素子１４Ｂの一対の電極の他方は、配線ＣＡＴＨＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ１は、表示素子１４Ｂに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【００７９】
また、トランジスタＭＡ１のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ１は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。
【００８０】
また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ２のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ２のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ２のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ２は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【００８１】
また、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｇの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ２は、表示素子１４Ｇに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【００８２】
また、トランジスタＭＡ２のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ２は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。
【００８３】
また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ３のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ３のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ３のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ３は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【００８４】
また、トランジスタＭＢ３のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｒの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ３のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ３は、表示素子１４Ｒに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【００８５】
また、トランジスタＭＡ３のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ３は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。
【００８６】
また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ４のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ４のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ４のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ４は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【００８７】
また、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｗの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ４は、表示素子１４Ｗに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。
【００８８】
また、トランジスタＭＡ４のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ３は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。
【００８９】
例えば、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ｂにより、各行の画素１０（ｍ，ｎ）を順次選択し、トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素１０（ｍ，ｎ）は、トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタＭＢ１のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、表示素子１４は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【００９０】
このように、本発明の一態様の表示装置においては、２つの表示素子を、異なるトランジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
【００９１】
また、図２に示すように、表示素子１４の駆動用トランジスタ（トランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４）がバックゲート電極を有する構成、すなわち、トランジスタが複数のゲート電極を有する構成とすることで、トランジスタの信頼性または駆動能力を向上させることができる。例えば、図２に示すように、バックゲート電極がソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に接続されることで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定することができる。また、図面においては、図示しないが、バックゲート電極をゲート電極（第１のゲート電極またはフロントゲート電極ともいう）に接続することで、トランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。
【００９２】
また、本発明の一態様の表示装置に用いるトランジスタ（トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ５、およびトランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４）は、金属酸化物膜を有すると好ましい。金属酸化物膜を有するトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能となる。また、金属酸化物膜を有するトランジスタのオフ電流は、極めて小さい。したがって、表示装置のリフレッシュレートを下げても、表示装置の輝度の維持が可能となり、消費電力を抑制することができる。
【００９３】
なお、表示装置５００は、表示素子１２および表示素子１４の少なくともいずれか一方を用いて階調表示を行うことができる。例えば、表示素子１２は、液晶素子であるため、外光の強度が強い環境下において視認性を向上させることができる。一方で表示素子１４は、所謂発光素子のため、外光の強度が弱い環境下において視認性を向上させることができる。
【００９４】
なお、表示装置５００は、表示素子１２および表示素子１４の双方を用いて階調表示を行ってもよい。表示素子１２および表示素子１４の双方を用いて階調表示を行うことで、表示素子１２および表示素子１４のいずれか一方を用いて階調表示を行う場合に比べ、視認性を向上させることができる。
【００９５】
画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する表示素子についても、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子と同様の方法により駆動することができる。
【００９６】
図３は、画素１０（ｍ，ｎ）が有する各要素の動作を示すタイミングチャートである。図３に示すタイミングチャートでは、配線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］の電位、配線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］の電位、配線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］の電位、配線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］の電位、配線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］の電位、配線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］の電位、配線ＣＬ＿Ｌの電位および配線ＣＬ＿Ｅの電位を示す。なお、配線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］について、Ｂは表示素子１４Ｂにより表示される画像に対応したデータが画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれていることを示し、Ｒは表示素子１４Ｒにより表示される画像に対応したデータが画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれていることを示す。また、配線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］について、Ｇは表示素子１４Ｇにより表示される画像に対応したデータが画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれていることを示し、Ｗは表示素子１４Ｗにより表示される画像に対応したデータが画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれていることを示す。
【００９７】
図３に示すように、配線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］に高電位が印加されている期間は、配線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］にも高電位が印加されている。つまり、表示素子１２により表示される画像に対応したデータが画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれている間は、配線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］だけでなく、配線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］にも高電位が印加されている。これにより、表示素子１２により表示される画像に対応したデータが、表示素子１４により表示される画像に影響を与えることを抑制することができる。これにより、本発明の一態様の表示装置により表示される画像の表示品位を高めることができる。
【００９８】
＜１−６．表示素子の表示領域＞
次に、表示素子１２および表示素子１４の画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）における表示領域について、図４および図５を用いて説明する。
【００９９】
図４は、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の表示領域を説明する上面図である。
【０１００】
画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、表示素子１２の表示領域として機能する表示領域１２ｄを有する。また、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、表示素子１４Ｂの表示領域として機能する表示領域１４Ｂｄと、表示素子１４Ｇの表示領域として機能する表示領域１４Ｇｄと、表示素子１４Ｒの表示領域として機能する表示領域１４Ｒｄと、表示素子１４Ｗの表示領域として機能する表示領域１４Ｗｄと、を有する。
【０１０１】
表示領域１２ｄは、入射した光を反射する領域を有する。例えば、表示領域１２ｄには、後述する反射電極としての機能を有する導電膜が設けられる。
【０１０２】
表示領域１４Ｂｄは表示素子１４Ｂが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｇｄは表示素子１４Ｇが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｒｄは表示素子１４Ｒが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｗｄは表示素子１４Ｗが発した光を透過する領域を有する。
【０１０３】
表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄおよび表示領域１４Ｒｄには、特定の色の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１４Ｂｄには、青色（波長４５０ｎｍ以上５００ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１４Ｇｄには、緑色（波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１４Ｒｄには、赤色（波長６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。
【０１０４】
以上により、表示領域１４Ｂｄは例えば青色の光を射出する機能を有し、表示領域１４Ｇｄは例えば緑色の光を射出する機能を有し、表示領域１４Ｒｄは例えば赤色の光を射出する機能を有する。なお、表示領域１２ｄおよび表示領域１４Ｗｄには着色膜が設けられていない。したがって、表示領域１２ｄは、表示素子１２が発する白色光を射出する機能を有する。また、表示領域１４Ｗｄは、表示素子１４Ｗが発する白色光を射出する機能を有する。なお、例えば紫色（３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満）、黄色（５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満）、橙色（５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ未満）などの光を射出する領域を、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄのいずれかと代えて設けてもよいし、上記表示領域に加えて設けてもよい。
【０１０５】
図４など、画素１０の表示領域を説明する上面図において、同様のハッチングが付された表示領域は、同様の色の光を射出する機能を有する。
【０１０６】
なお、表示素子１４が白色光を発する機能を有する場合について説明したが、例えば表示素子１４Ｂが青色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｇが緑色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｒが赤色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｗが白色光を発する機能を有してもよい。この場合、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄに着色膜を設けない構成とすることができる。
【０１０７】
図４では、表示領域１２ｄに着色層を設けない構成としたが、着色層を設けてもよい。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示領域１２ｄに、表示領域１４Ｂｄと同様に青色の光を透過する着色膜を設けることができる。また、画素１０（ｍ，ｎ＋１）が有する表示領域１２ｄに、表示領域１４Ｇｄと同様に緑色の光を透過する着色膜を設けることができる。また、画素１０（ｍ＋１，ｎ）が有する表示領域１２ｄに、表示領域１４Ｒｄと同様に赤色の光を透過する着色膜を設けることができる。以上に示す構成とした場合の、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の表示領域を説明する模式図を図５に示す。
【０１０８】
本明細書等において、表示素子１２Ｂが設けられた表示領域１２ｄを表示領域１２Ｂｄと表記する場合がある。また、表示素子１２Ｇが設けられた表示領域１２ｄを表示領域１２Ｇｄと表記する場合がある。また、表示素子１２Ｒが設けられた表示領域１２ｄを表示領域１２Ｒｄと表記する場合がある。また、表示素子１２Ｗが設けられた表示領域１２ｄを表示領域１２Ｗｄと表記する場合がある。
【０１０９】
画素１０を図５に示す構成とすることにより、表示領域１２Ｂｄは、表示領域１４Ｂｄと同様に青色の光を射出する機能を有することができる。また、表示領域１２Ｇｄは、表示領域１４Ｇｄと同様に緑色の光を射出する機能を有することができる。また、表示領域１２Ｒｄは、表示領域１４Ｒｄと同様に赤色の光を射出する機能を有することができる。なお、表示領域１２Ｗｄは、表示領域１４Ｗｄと同様に白色の光を射出する機能を有することができる。また、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄと同様に、例えば紫色、黄色、橙色などの光を射出する領域を、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄのいずれかと代えて設けてもよいし、上記表示領域に加えて設けてもよい。
【０１１０】
画素１０が図５に示す構成である場合、入射する光を反射する機能を有する表示素子１２では１個の画素１０で１色を表現する。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）では青色を表現し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）では緑色を表現し、画素１０（ｍ＋１，ｎ）では赤色を表現し、画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）では白色を表現する。一方、光を発する機能を有する表示素子１４では、１個の画素１０で複数（ここでは、青色、緑色、赤色、および白色）の色を表現する。つまり、すべての画素１０が青色、緑色、赤色および白色を表現することができる。画素１０を図５に示す構成とすることにより、表示素子１２が表示素子１４と同様に１個の画素１０で複数の色を表現する場合より、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄの面積を広くすることができる。このため、表示素子１２が射出する光の取り出し効率を高めることができ、高輝度の画像を表示することができる。また、表示素子１２では、１個の画素１０で１色を表現すればよいため、表示素子１２が表示素子１４と同様に１個の画素１０で複数の色を表現する場合より、表示装置５００の駆動方法を簡易なものとすることができる。このため、表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１１１】
＜１−７．表示素子の駆動方法＞
【０１１２】
次に、図１に示す構成の表示装置５００の駆動方法の一例について、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すフローチャートなどを用いて説明する。
【０１１３】
本発明の一態様は、表示素子１２により１個の画素１０で表現する色の数と、表示素子１４により１個の画素１０で表現する色の数と、が異なる表示装置５００の駆動方法に関する。本発明の一態様の駆動方法では、表示素子１４により表示される画像に対応する表示データをもとに表示素子１２により表示される画像に対応する表示データを生成する。つまり、表示素子１２により表示される画像に対応する表示データと、表示素子１４により表示される表示データと、を独立して生成する必要が無い。これにより、演算回路部２０の駆動方法を簡略化することができ、表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１１４】
図６（Ａ）は、画素１０が図４に示す構成、つまり表示領域１２ｄが着色膜を有しない場合における表示装置５００の駆動方法の一例を示すフローチャートである。まず、演算回路部２０が、表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇおよび表示素子１４Ｒにより表示される画像の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ１を生成する。つまり、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄおよび表示領域１４Ｒｄから射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ１を生成する（ステップＳ１）。
【０１１５】
本明細書等において表示領域から射出される光の輝度の階調とは、当該表示領域に設けられた表示素子が所定の階調の輝度の画像を表示した場合に、当該表示領域から射出される光の輝度を意味する。例えば、表示領域から射出される光の輝度の階調が１００であるとは、当該表示領域に設けられた表示素子により表示される画像の輝度の階調が１００である場合に、当該表示領域から射出される光の輝度を表す。
【０１１６】
次に、演算回路部２０が、表示データＶ１などをもとに、表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ２を生成する。つまり、表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ２を生成する（ステップＳ２）。
【０１１７】
表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調、すなわち表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示素子１４Ｗが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇおよび表示素子１４Ｒにより表示される画像の輝度の階調、すなわち表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄおよび表示領域１４Ｒｄから射出される光の輝度の階調をもとに、ＮＴＳＣ加重平均法により算出することができる。この場合、表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調Ｗは、例えば式（１）により計算し、小数第一位を四捨五入することで算出することができる。なお、表示素子１４Ｂにより表示される画像の輝度の階調をＢ、表示素子１４Ｇにより表示される画像の輝度の階調をＧ、表示素子１４Ｒにより表示される画像の輝度の階調をＲとする。
【０１１８】
【数１】
2018010203.tif 000003
【０１１９】
例えば、各表示素子により表示される画像の輝度の階調を、それぞれ２５６段階（階調０乃至２５５）で表す場合、例えばＢ＝２００、Ｇ＝１５０、Ｒ＝１００とすると、式（２）に示すようにＷ＝１４１となる。
【０１２０】
【数２】
2018010203.tif 000004
【０１２１】
なお、式（２）では、階調Ｗの計算値を小数第一位で四捨五入したが、階調Ｗの計算値は小数第一位以下を切り捨ててもよいし、小数第一位以下を切り上げてもよい。例えば、式（２）に示す場合において、階調Ｗの計算値を小数第一位以下切り上げる場合、階調Ｗは１４０となる。
【０１２２】
また、ＮＴＳＣ加重平均法を用いずに表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を算出してもよい。例えば、式（３）により表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を算出することができる。
【０１２３】
【数３】
2018010203.tif 000005
【０１２４】
次に、演算回路部２０が、表示データＶ２などをもとに、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ３を生成する。つまり、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ３を生成する（ステップＳ３ａ）。言い換えると、図４の矢印で示すように、表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調をもとに、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調を算出する。
【０１２５】
表示素子１２により表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２が設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調と等しくすることができる。つまり、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２ｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調と等しくすることができる。
【０１２６】
または、例えば表示素子１２により表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２が設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調から所定の値を引いたものとすることができる。つまり、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２ｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調から所定の値を引いたものとすることができる。
【０１２７】
または、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、上記方法により算出された、表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調、および／または上記方法により算出された、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調を調整してもよい。つまり、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、上記方法により算出された、表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調、および／または上記方法により算出された、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調を調整してもよい。
【０１２８】
例えば外光の照度が高い場合は表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を低くし、および／または表示素子１２により表示される画像の輝度の階調を高くすることができる。つまり、表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を低くし、および／または表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調を高くすることができる。または、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、例えば外光の照度が低い場合は表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を高くし、および／または表示素子１２により表示される画像の輝度の階調を低くすることができる。つまり、表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を高くし、および／または表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調を低くすることができる。以上により、表示装置５００は外光の照度が低い場合においても高輝度の画像を表示することができ、さらに外光の照度が高い場合は表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１２９】
次に、演算回路部２０が表示データＶ１および表示データＶ２を図１に示すソースドライバ回路部５０６ｂに送信し、表示データＶ３を図１に示すソースドライバ回路部５０６ａに送信する。その後、表示データＶ１、表示データＶ２および表示データＶ３に対応する画像を表示する（ステップＳ４）。以上が画素１０が図４に示す構成、つまり表示領域１２ｄが着色膜を有しない場合における表示装置５００の駆動方法の一例である。
【０１３０】
図６（Ａ）に示す手順で図４に示す構成の画素１０を有する表示装置５００を駆動させることにより、表示素子１４により表示される画像の輝度が低い、つまり表示素子１４の発光強度が小さい場合であっても、入射する光を反射する機能を有する表示素子１２により高輝度の画像を表示することができる。これにより、表示装置５００は低消費電力で高輝度の画像を表示することができる。
【０１３１】
図６（Ｂ）は、画素１０が図５に示す構成、つまり表示領域１２Ｗｄを除いた表示領域１２ｄ（表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄ）が着色膜を有する場合における表示装置５００の駆動方法の一例を示すフローチャートである。まず、図６（Ａ）に示すステップＳ１と同様の操作を行った後、図６（Ａ）に示すステップＳ２と同様の操作を行う。
【０１３２】
次に、演算回路部２０が、表示データＶ１および表示データＶ２などをもとに、表示領域１２ｄから射出される光の色などに応じて、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ３を生成する。つまり、表示領域１２ｄから射出される光の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ３を生成する（ステップＳ３ｂ）。
【０１３３】
表示素子１２Ｂにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｂが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｂにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、表示素子１２Ｇにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｇが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｇにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、表示素子１２Ｒにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｒが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｒにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、表示素子１２Ｗにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｗが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。
【０１３４】
つまり、図５の矢印で示すように、表示領域１２Ｂｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｂｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｂｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、例えば表示領域１２Ｇｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｇｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｇｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、例えば表示領域１２Ｒｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｒｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｒｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。また、例えば表示領域１２Ｗｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｗｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば両者を同一とすることができる。
【０１３５】
また、表示素子１２Ｂにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｂが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｂおよび表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示素子１４Ｂにより表示される画像の輝度の階調から表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を引いたものとすることができる。また、表示素子１２Ｇにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｇが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｇおよび表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示素子１４Ｇにより表示される画像の輝度の階調から表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を引いたものとすることができる。また、表示素子１２Ｒにより表示される画像の輝度の階調は、例えば当該表示素子１２Ｒが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４Ｒおよび表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示素子１４Ｒにより表示される画像の輝度の階調から表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を引いたものとすることができる。
【０１３６】
つまり、表示領域１２Ｂｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｂｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｂｄおよび表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示領域１４Ｂｄから射出される光の輝度の階調から表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を引いたものとすることができる。また、表示領域１２Ｇｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｇｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｇｄおよび表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示領域１４Ｇｄから射出される光の輝度の階調から表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を引いたものとすることができる。また、表示領域１２Ｒｄから射出される光の輝度の階調は、例えば当該表示領域１２Ｒｄが設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調をもとに算出することができ、例えば表示領域１４Ｒｄから射出される光の輝度の階調から表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を引いたものとすることができる。
【０１３７】
または、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、上記方法により算出された、表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒおよび／または表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調、および／または上記方法により算出された、表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび／または表示素子１２Ｗにより表示される画像の輝度の階調を調整してもよい。つまり、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、上記方法により算出された、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび／または表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調、および／または上記方法により算出された、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび／または表示領域１２Ｗｄから射出される光の輝度の階調を調整してもよい。
【０１３８】
例えば外光の照度が高い場合は表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒおよび／または表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を低くし、および／または表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび／または表示素子１２Ｗにより表示される画像の輝度の階調を高くすることができる。つまり、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび／または表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を低くし、および／または表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄから射出される光の輝度の階調を高くすることができる。または、例えば外光の照度をセンサなどにより検出し、例えば外光の照度が低い場合は表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒおよび／または表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を高くし、および／または表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび／または表示素子１２Ｗにより表示される画像の輝度の階調を低くすることができる。つまり、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび／または表示領域１４Ｗｄから射出される光の輝度の階調を高くし、および／または表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび／または表示領域１２Ｗｄから射出される光の輝度の階調を低くすることができる。以上により、表示装置５００は外光の照度が低い場合においても高輝度の画像を表示することができ、さらに外光の照度が高い場合は表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１３９】
ステップＳ３ｂの終了後、図６（Ａ）に示すステップＳ４と同様の操作を行う。以上が画素１０が図５に示す構成、つまり表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄおよび表示領域１２Ｒｄが着色膜を有する場合における表示装置５００の駆動方法の一例である。
【０１４０】
図６（Ｂ）に示す手順で図５に示す構成の画素１０を有する表示装置５００を駆動させることにより、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調を、例えば当該表示素子１２が設けられた画素１０と同一の画素１０に設けられた表示素子１４により表示される画像の輝度の階調のみをもとに算出することができる。つまり、例えば画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子１２Ｂにより表示される画像の輝度の階調は、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子１４により表示される画像の輝度の階調のみをもとに算出することができ、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）などが有する表示素子１４により表示される画像の輝度の階調を参酌する必要が無い。これにより、表示装置５００を簡易な手順で駆動させることができ、表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１４１】
また、表示装置５００において、表示素子１２により１個の画素１０で表現する色の数と、表示素子１４により１個の画素１０で表現する色の数と、が異なる。例えば、表示素子１２では、１個の画素１０で１色を表現するのに対し、表示素子１４では、１個の画素１０で複数（例えば、青色、緑色、赤色および白色）の色を表現する。この場合であっても、表示装置５００を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す手順で駆動することにより、演算回路部２０は、表示素子１２により表示される画像に対応する表示データと、表示素子１４により表示される表示データと、を独立して生成する必要が無い。つまり、表示素子１４により表示される画像に対応する表示データをもとに表示素子１２により表示される画像に対応する表示データを生成することができる。これにより、演算回路部２０の駆動方法を簡略化することができ、表示装置５００の消費電力を低減することができる。
【０１４２】
なお、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した表示装置５００の駆動方法はあくまで一例であり、本発明の一態様の目的を達成できる範囲で任意の駆動方法とすることができる。
【０１４３】
図２、図４および図５では表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを設ける場合の構成を示したが、表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを省略した構成としてもよい。図７は、表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを省略した構成における画素１０の一例を説明する回路図である。図４に示すように、例えば画素１０（ｍ，ｎ）が表示素子１２Ｂを有し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）が表示素子１２Ｇを有し、画素１０（ｍ，ｎ＋２）が表示素子１２Ｒを有する構成とすることができる。なお、画素１０（ｍ，ｎ＋２）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋２］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋２］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋２］を有する。
【０１４４】
なお、図７に示す表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇおよび表示素子１２Ｒを有する画素１０の位置関係はあくまで一例であり、本発明の一態様の目的を達成できる範囲で任意の画素１０に表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇおよび表示素子１２Ｒを設けることができる。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）に表示素子１２Ｒを設け、画素１０（ｍ，ｎ＋２）に表示素子１２Ｂを設けてもよい。
【０１４５】
図８は、画素１０が図７に示す構成であり、表示領域１２ｄに着色膜を設けない場合における、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）および画素１０（ｍ，ｎ＋２）の表示領域を説明する模式図である。画素１０（ｍ，ｎ）の構成および画素１０（ｍ，ｎ＋１）の構成は、図４と同様である。また、画素１０（ｍ，ｎ＋２）の構成は、図４に示す画素１０（ｍ＋１，ｎ）の構成と同様である。
【０１４６】
図８に示す構成の画素１０を有する表示装置５００の駆動方法は、図６（Ａ）を参照することができる。例えば、ステップＳ２を省略し、ステップＳ１終了後にステップＳ３ａを行うことができる。また、ステップＳ３ａにおいて、演算回路部２０が、例えば表示データＶ１などをもとに、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調に関する情報を有する表示データＶ３を生成することができる。例えば、式（１）または式（３）などをもとに表示データＶ３を生成することができる。つまり、図４に示す構成の画素１０を有する表示装置５００において表示素子１４Ｗにより表示される画像の輝度の階調を算出する手順と同様の手順により、表示素子１２により表示される画像の輝度の階調を算出することができる。
【０１４７】
また、ステップＳ４において、例えば演算回路部２０が表示データＶ１を図１に示すソースドライバ回路部５０６ｂに送信し、表示データＶ３を図１に示すソースドライバ回路部５０６ａに送信することができる。その後、例えば表示データＶ１および表示データＶ３に対応する画像を表示することができる。
【０１４８】
図９は、画素１０が図７に示す構成であり、表示領域１２ｄに着色膜を設ける場合における、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）および画素１０（ｍ，ｎ＋２）の表示領域を説明する模式図である。画素１０（ｍ，ｎ）の構成および画素１０（ｍ，ｎ＋１）の構成は、図５と同様である。また、画素１０（ｍ，ｎ＋２）の構成は、図５に示す画素１０（ｍ＋１，ｎ）の構成と同様である。
【０１４９】
図９に示す構成の画素１０を有する表示装置５００の駆動方法は、図６（Ｂ）を参照することができる。例えば、ステップＳ２を省略し、ステップＳ１終了後にステップＳ３ｂを行うことができる。また、ステップＳ４において、例えば演算回路部２０が表示データＶ１を図１に示すソースドライバ回路部５０６ｂに送信し、表示データＶ３を図１に示すソースドライバ回路部５０６ａに送信することができる。その後、例えば表示データＶ１および表示データＶ３に対応する画像を表示することができる。
【０１５０】
画素１０を図７乃至図９に示す構成とすることにより、画素１０の１個あたりの占有面積を小さくすることができる。これにより、表示装置５００は高解像度の画像を表示することができる。
【０１５１】
画素１０は、例えば表示素子１２Ｗを有し、表示素子１４Ｗを有さない構成としてもよい。また、画素１０は、例えば表示素子１４Ｗを有し、表示素子１２Ｗを有さない構成としてもよい。
【０１５２】
＜１−８．表示装置の構成例（断面）＞
次に、表示装置５００が有する画素１０の断面構造の一例について、図１０乃至図１３を用いて説明する。
【０１５３】
なお、図１０（Ａ）は、図４および図８に示す構成の画素１０の上面図の一例を表しており、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す、一点鎖線Ａ１−Ａ２、Ａ３−Ａ４、およびＡ５−Ａ６の切断面の断面図に相当する。なお、図１０（Ａ）に示す画素１０の上面図において、煩雑になることを避けるため構成要素の一部を省略して示している。
【０１５４】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す画素１０は、基板８０と、基板９０との間に表示素子１２と、表示素子１４と、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ３と、を有する。
【０１５５】
なお、トランジスタＴｒ１は、先に示すトランジスタＭＡ５に相当する。また、トランジスタＴｒ２は、先に示すトランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４のいずれか一つに相当する。また、トランジスタＴｒ３は、先に示すトランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４のいずれか一つに相当する。
【０１５６】
また、表示素子１２は、液晶層９６を有し、表示素子１４は、ＥＬ層７６を有する。また、トランジスタＴｒ１は、表示素子１２を選択する機能を有し、トランジスタＴｒ２は、表示素子１４を選択する機能を有し、トランジスタＴｒ３は、表示素子１４の駆動を制御する機能を有する。また、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２とは、同一表面上に形成され、トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２よりも上方に形成され、且つトランジスタＴｒ２が有するソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する。
【０１５７】
なお、表示素子１２は、第１の画素電極として機能する導電膜３６、および導電膜３８を有する。また、トランジスタＴｒ１は、導電膜３６と電気的に接続され、表示素子１２を選択する機能を有する。また、トランジスタＴｒ３は、導電膜７０と電気的に接続され、表示素子１４を選択する機能を有する。
【０１５８】
また、画素１０は、容量素子１６を有する。容量素子１６は、一対の電極を有し、一対の電極の一方は、容量電極として機能する導電膜４２を有し、一対の電極の他方は、導電膜３６を有する。なお、導電膜４２は、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２のいずれか一方または双方の下方に配置される。
【０１５９】
なお、容量素子１６は、先に説明の容量素子Ｃｓ＿Ｌに相当する。
【０１６０】
容量電極として機能する導電膜４２を、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２のいずれか一方または双方の下方に配置することで、表示素子１２の書き換えに伴うノイズ、別言すると液晶の画素の書き換えに伴うノイズを低減することができる。
【０１６１】
また、図１０（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２とは、同一表面上に形成され、トランジスタＴｒ３が、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２よりも上方に形成されることで、回路面積を縮小させることができる。また、トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ２が有するソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する構成であるため、製造工程を短縮することができる。
【０１６２】
また、図１０（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、およびトランジスタＴｒ３は、それぞれ逆スタガ型構造（ボトムゲート構造ともいう）のトランジスタであると好ましい。ボトムゲート構造のトランジスタとすることで、比較的簡単なプロセスでトランジスタを作製することができる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、トップゲート構造のトランジスタを用いてもよい。
【０１６３】
また、表示素子１２は、入射する光を反射する機能を有する。なお、表示素子１２は、所謂液晶素子であり、一対の電極間に液晶層９６を有する。当該一対の電極の一方は導電膜３６を有し、一対の電極の他方は導電膜９２を有する。また、図１０（Ｂ）に示すように、表示素子１２は、液晶層９６に接する配向膜９４、９８を有していてもよい。また、導電膜３６は、反射電極としての機能を有する。図１０（Ｂ）の破線の矢印のように外部から入射する光を導電膜３６によって反射させることで、視認側に光を反射させることができる。つまり、表示素子１２に入射した光を、表示素子１２が表示を行う方向に反射する機能を有する。
【０１６４】
表示素子１４は、光を発する機能を有する。なお、表示素子１４は、所謂発光素子であり、一対の電極間に発光層を有する。当該発光層として、例えばＥＬ層７６とすることができる。当該一対の電極の一方は導電膜７０を有し、一対の電極の他方は導電膜７８を有する。また、導電膜７８は、反射電極としての機能を有する。図１０（Ｂ）の二点鎖線の矢印のようにＥＬ層７６が発する光は、導電膜７８によって反射され、導電膜７０を通過して液晶層９６側に取り出される。また、表示素子１４から発せられる光は、導電膜３６に設けられた開口部を通り基板９０側に取り出される。なお、図１０（Ｂ）においては、当該開口部を表示領域１４ｄとして明示している。
【０１６５】
表示領域１４ｄと重なるように着色膜６９が設けられ、表示素子１４からの光は、着色膜６９を通過して外部に取り出される。これにより、着色膜６９を透過する色の光のみ外部に取り出される。また、図１０（Ｂ）に示すように着色膜６９は、トランジスタＴｒ１の一部を覆う構成とすると好ましい。特に、トランジスタＴｒ１のチャネル領域を覆う構成とすることで、チャネル領域に入り込む光の量を低減することができる。チャネル領域に入り込む光の量を低減することで、トランジスタＴｒ１の耐光性を高めることが可能となる。
【０１６６】
図１１は、図１０（Ｂ）に示す画素１０から着色膜６９を省略した構成の断面図である。当該構成の画素１０では、表示素子１４として、青色、緑色、赤色、白色などの光をそれぞれ発するＥＬ層７６が形成された発光素子とすればよい。また、表示素子１４が表示素子１４Ｗである場合も、画素１０は図１１に示す構成となる。なお、ＥＬ層７６は、例えばＦＦＭ（Ｆｉｎｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｍａｓｋ）を用いて作製することができる。
【０１６７】
なお、図１２（Ａ）は、図５および図９に示す構成の画素１０の上面図の一例を表しており、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す、一点鎖線Ａ１−Ａ２、Ａ３−Ａ４、およびＡ５−Ａ６の切断面の断面図に相当する。なお、図１２（Ａ）に示す画素１０の上面図において、煩雑になることを避けるため構成要素の一部を省略して示している。
【０１６８】
図１２（Ｂ）に示す構成の画素１０は、図１０（Ｂ）に示す構成の画素１０が有する各構成要素に加え、着色膜１００およびオーバーコート膜１０４を有する。着色膜１００は、基板９０と接して設けられる。また、着色膜１００は、導電膜３６と重なる領域を有するように設けられる。当該構成とすることで、導電膜３６により反射された光は、着色膜１００を通過して外部に取り出される。これにより、着色膜１００を透過する色の光のみ外部に取り出される。また、着色膜１００は、表示領域１４ｄと重ならないように設けられる。つまり、表示素子１４と重ならないように設けられる。これにより、表示素子１４から発せられる光が着色膜１００に吸収され、色相などが変化することを抑制することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置により表示される画像の表示品位を高めることができる。
【０１６９】
基板９０および着色膜１００と接してオーバーコート膜１０４が設けられる。オーバーコート膜１０４は、平坦化膜としての機能を有する。また、オーバーコート膜１０４は、導電膜９２と接する。オーバーコート膜１０４として、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
【０１７０】
図１３は、図１２（Ｂ）に示す画素１０から着色膜６９を省略した構成の断面図である。図１１に示す場合と同様に、当該構成の画素１０では、表示素子１４として、青色、緑色、赤色、白色などの光をそれぞれ発するＥＬ層７６が形成された発光素子とすればよい。また、表示素子１４が表示素子１４Ｗである場合も、画素１０は図１３に示す構成となる。なお、ＥＬ層７６は、例えばＦＦＭ（Ｆｉｎｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｍａｓｋ）を用いて作製することができる。
【０１７１】
＜１−９．表示装置の構成要素＞
次に、図１乃至図１３に例示した表示装置５００の各構成要素について、以下説明を行う。
【０１７２】
［基板］
基板３０、８０、９０として、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いることができる。
【０１７３】
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英またはサファイア等を用いることができる。また、無機絶縁膜を用いてもよい。当該無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。
【０１７４】
また、上記無アルカリガラスとしては、例えば、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の厚さとすればよい。または、無アルカリガラスを研磨することで、上記の厚さとしてもよい。
【０１７５】
また、無アルカリガラスとして、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の面積が大きなガラス基板を用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
【０１７６】
また、基板３０、８０、９０として、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を用いてもよい。
【０１７７】
また、基板３０、８０、９０として、金属等の無機材料を用いてもよい。金属等の無機材料としては、ステンレススチールまたはアルミニウム等が挙げられる。
【０１７８】
また、基板３０、８０、９０として、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を用いてもよい。当該樹脂フィルムとしては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、またはシロキサン結合を有する樹脂等が挙げられる。
【０１７９】
また、基板３０、８０、９０として、無機材料と有機材料とを組み合わせた複合材料を用いてもよい。当該複合材料としては、金属板または薄板状のガラス板と、樹脂フィルムとを貼り合わせた材料、繊維状の金属、粒子状の金属、繊維状のガラス、または粒子状のガラスを樹脂フィルムに分散した材料、もしくは繊維状の樹脂、粒子状の樹脂を無機材料に分散した材料等が挙げられる。
【０１８０】
また、基板３０、８０、９０としては、少なくとも上または下に形成される膜または層を支持できるものであればよく、絶縁膜、半導体膜、導電膜のいずれか一つまたは複数であってもよい。
【０１８１】
［導電膜］
導電膜３１、３６、３８、４２、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５８ａ、５８ｂ、６４、７０、７８、９２としては、導電性を有する金属膜、可視光を反射する機能を有する導電膜、または可視光を透過する機能を有する導電膜を用いればよい。
【０１８２】
導電性を有する金属膜として、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金を用いてもよい。
【０１８３】
上述の導電性を有する金属膜として、具体的には、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を用いればよい。特に、銅元素を含む導電膜を用いることで、抵抗を低くすることが出来るため好適である。また、銅元素を含む導電膜としては、または、銅とマンガンとを含む合金膜が挙げられる。当該合金膜は、ウエットエッチング法を用いて加工できるため好適である。
【０１８４】
また、上述の導電性を有する導電膜として、導電性高分子または導電性ポリマーを用いてもよい。
【０１８５】
また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜としては、金、銀、銅、またはパラジウムから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。特に、銀元素を含む導電膜を用いることで、可視光における反射率を高めることができるため好適である。
【０１８６】
また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、またはシリコンから選ばれた元素を含む材料を用いることができる。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物等が挙げられる。
【０１８７】
また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を用いてもよい。グラフェンを含む膜としては、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等が挙げられる。
【０１８８】
また、導電膜３１、３６、３８、４２、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５８ａ、５８ｂ、６４、７０、７８、９２を、無電解めっき法により形成することができる。当該無電解めっき法により形成できる材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｇ、およびＰｄの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を用いることが可能である。特に、ＣｕまたはＡｇを用いると、導電膜の抵抗を低くすることができるため、好適である。
【０１８９】
また、無電解めっき法により導電膜を形成した場合、当該導電膜の構成元素が外部に拡散しないように、当該導電膜の下に、拡散防止膜を形成してもよい。また、当該拡散防止膜と、当該導電膜との間に、導電膜を成長させることが出来るシード膜を形成してもよい。上記拡散防止膜としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、当該拡散防止膜としては、例えば、窒化タンタル膜または窒化チタン膜を用いることができる。また、上記シード膜としては、無電解めっき法により形成することができる。また、当該シート膜としては、無電解めっき法により形成することができる導電膜の材料と同様の材料を用いることができる。
【０１９０】
また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜と、可視光を透過する機能を有する導電膜とを組み合わせて、反射する機能と透過する機能とを有する導電膜としてもよい。例えば、表示素子１４が有する一対の電極の一方を反射する機能を有する導電膜とし、他方を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜とする構成が挙げられる。当該構成とすることで、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティ）構造となるため、特定波長における光強度を増加させることができる。
【０１９１】
なお、表示素子１４が有する一対の電極の他方（例えば導電膜７０）をＩｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物と、銀を含む合金との積層構造とすることができる。当該銀を含む合金としては、可視光を透過させるために、薄膜（例えば、５０ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下）とすればよい。
【０１９２】
［絶縁膜］
絶縁膜３２、３４、４０、４４、４８、５４、６０、６２、６８、７２としては、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料、または絶縁性の無機材料と絶縁性の有機材料とを含む絶縁性の複合材料を用いることができる。
【０１９３】
上述の絶縁性の無機材料としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。また、上述の無機材料を複数積層してもよい。
【０１９４】
また、上述の絶縁性の有機材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料が挙げられる。また、上述の絶縁性の有機材料としては、感光性を有する材料を用いてもよい。
【０１９５】
［金属酸化物膜］
金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６は、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍはガリウム、アルミニウム、シリコン、チタン、ゲルマニウム、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、鉄、ニッケル、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）等の酸化物で形成される。また、金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物を用いてもよい。当該物質を用いた金属酸化物は、シリコンよりもバンドギャップが大きい。したがって、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３のオフ状態における電流を低減できるため好ましい。なお、金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６に用いることのできる金属酸化物膜については、実施の形態３および実施の形態４にて詳細に説明を行う。
【０１９６】
［液晶層］
液晶層９６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、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等が挙げられる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いてもよい。または、ブルー相を示す液晶材料を用いてもよい。
【０１９７】
また、液晶層９６の駆動方法としては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどが挙げられる。また、垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モードなどの駆動方法を用いてもよい。
【０１９８】
［ＥＬ層］
ＥＬ層７６としては、少なくとも発光材料を有する。当該発光材料としては、有機化合物、または量子ドットなどの無機化合物が挙げられる。
【０１９９】
上述の有機化合物、および無機化合物としては、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。
【０２００】
有機化合物に用いることのできる材料としては、蛍光材料または燐光材料が挙げられる。寿命の観点からは、蛍光材料を用いればよく、効率の観点からは燐光材料を用いればよい。発光色に応じ、効率と寿命を考慮し、蛍光材料および燐光材料を適宜選択して用いればよい。または、蛍光材料および燐光材料の双方を有する構成としてもよい。
【０２０１】
また、量子ドットは、数ｎｍサイズの半導体ナノ結晶であり、１×１０３個から１×１０６個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整することができる。
【０２０２】
また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。さらに、量子ドットの理論的な外部量子効率はほぼ１００％であると言われており、蛍光発光を呈する有機化合物の２５％を大きく上回り、燐光発光を呈する有機化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによって発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットはその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ることができる。
【０２０３】
量子ドットを構成する材料としては、周期表第１４族元素、周期表第１５族元素、周期表第１６族元素、複数の周期表第１４族元素からなる化合物、周期表第４族から周期表第１４族に属する元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、周期表第１４族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
【０２０４】
具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
【０２０５】
量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
【０２０６】
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤（または保護基）としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。
【０２０７】
量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドットのサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ（直径）は０．５ｎｍ乃至２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲のものが通常良く用いられる。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッドはｃ軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
【０２０８】
また、ＥＬ素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光効率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギーまたは三重項励起エネルギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホスト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドットのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合には、量子ドットはコア−シェル構造（コア−マルチシェル構造を含む）であることが好ましい。
【０２０９】
［配向膜］
配向膜９４、９８としては、ポリイミド樹脂等を含む材料を用いることができる。例えば、ポリイミド樹脂等を含む材料が、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向処理を行えばよい。
【０２１０】
［着色膜］
着色膜６９、１００は、所謂カラーフィルタとしての機能を有する。着色膜６９、１００としては、所定の色の光を透過する材料（例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料など）を用いればよい。
【０２１１】
［構造体］
構造体７４としては、有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料との複合材料を含む絶縁性材料を用いることができる。当該絶縁性材料としては、絶縁膜３２、３４、４０、４４、４８、５４、６０、６２、６８、７２に列挙した材料を用いることができる。
【０２１２】
［封止材］
封止材８２としては、無機材料、有機材料、または無機材料と有機材料との複合材料等を用いることができる。上述の有機材料としては、例えば、熱溶融性の樹脂または熱硬化性の樹脂を含む有機材料が挙げられる。また、封止材８２としては、樹脂材料を含む接着剤（反応硬化型の接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等）を用いてもよい。また、上述の樹脂材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、イミド系樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂等が挙げられる。
【０２１３】
また、図１乃至図１３には明示しないが、表示装置５００は、下記の構成要素を有していてもよい。
【０２１４】
［機能膜］
表示装置５００は、基板８０および基板９０のいずれか一方または双方に接して機能膜を有していてもよい。当該機能膜としては、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止フィルムまたは集光フィルム等を用いることができる。また、機能膜として、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用いることができる。
【０２１５】
［遮光膜］
表示装置５００は、隣接する画素間に光の透過を抑制する遮光膜を有していてもよい。当該遮光膜としては、金属材料、または黒色顔料を含んだ有機樹脂材料等が挙げられる。
【０２１６】
このように、本発明の一態様の表示装置においては、２種類の表示素子を、異なるトランジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
【０２１７】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２１８】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、フレーム構成の一例と、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂの構成の一例および駆動方法の一例と、について、図１４乃至図１８を用いて説明を行う。なお、本実施の形態において、図１に示す画素部５０２は１９２０行の画素１０を有しているものとする。
＜２−１．フレーム構成例＞
【０２１９】
図１４は、フレーム構成図の一例である。図１４に示すフレーム構成図において、Ｂと記載されている箇所は帰線期間を示す。
【０２２０】
本明細書等において、配線ＧＬ＿Ｅ１［ａ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ａ］をまとめて配線ＧＬ＿Ｅ［ａ］と記載する場合がある。例えば、配線ＧＬ＿Ｅ［ａ］に高電位を印加するとは、配線ＧＬ＿Ｅ１［ａ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ａ］の両方に高電位を印加することを意味する。また、例えば配線ＧＬ＿Ｅ［ａ］に高電位を印加するとは、配線ＧＬ＿Ｅ１［ａ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ａ］の両方に低電位を印加することを意味する。
【０２２１】
上側のフレーム構成図は、配線ＧＬ＿Ｌ［１］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［１９２０］の中で高電位が印加されている配線を示す。上側のフレーム構成図に記載されている数字は、高電位が印加されている配線ＧＬ＿Ｌの行を示す。つまり、例えば２と記載されている場合、配線ＧＬ＿Ｌ［２］に高電位が印加されていることを示す。
【０２２２】
下側のフレーム構成図は、配線ＧＬ＿Ｅ１［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２０］および配線ＧＬ＿Ｅ２［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２０］の中で高電位が印加されている配線を示す。下側のフレーム構成図において、ａ−１（ａは１以上１９２０以下の整数）と記載されている場合は、ＧＬ＿Ｅ１［ａ］に高電位が印加されていることを示し、ａ−２と記載されている場合は、ＧＬ＿Ｅ２［ａ］に高電位が印加されていることを示す。
【０２２３】
図１４に示すように、配線ＧＬ＿Ｌ［ｐ］（ｐは２以上１９２０以下の整数）に高電位が印加されている期間に、配線ＧＬ＿Ｅ２［ｐ−１］または配線ＧＬ＿Ｅ１［ｐ］に高電位が印加される。
【０２２４】
＜２−２．ゲートドライバ回路部５０４ａの構成例＞
図１５は、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ａの構成例を示すブロック図である。実施の形態１で示したように、ゲートドライバ回路部５０４ａは配線ＧＬ＿Ｌ［１］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［１９２２］の電位を制御する機能を有する。なお、配線ＧＬ＿Ｌ［１９２１］および配線ＧＬ＿Ｌ［１９２２］は、画素１０と電気的に接続されていないダミー配線である。
【０２２５】
ゲートドライバ回路部５０４ａは、シフトレジスタ回路部２２［１］乃至シフトレジスタ回路部２２［１９２２］を有する。なお、シフトレジスタ回路部２２［１９２１］およびシフトレジスタ回路部２２［１９２２］は、ダミーのシフトレジスタ回路部２２と呼ぶことができる。
【０２２６】
図１５乃至図１８等において、ダミー配線およびダミーのシフトレジスタ回路部には、（ＤＵＭ）と付記している。
【０２２７】
シフトレジスタ回路部２２［ｑ］（ｑは１以上１９２２以下の整数）には、配線ＧＬ＿Ｌ［ｑ］が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２２［ｑ］には、配線ＰＬ１＿Ｌ、配線ＰＬ２＿Ｌ、配線ＰＬ３＿Ｌおよび配線ＰＬ４＿Ｌのいずれか１本が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２２［ｑ］には、配線ＣＬ１＿Ｌ、配線ＣＬ２＿Ｌ、配線ＣＬ３＿Ｌおよび配線ＣＬ４＿Ｌのいずれか３本が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２２［１］には、配線ＳＰＬ＿Ｌが電気的に接続されている。
【０２２８】
配線ＰＬ１＿Ｌ乃至配線ＰＬ４＿Ｌは、パルス幅制御信号をシフトレジスタ回路部２２［１］乃至シフトレジスタ回路部２２［１９２２］に供給する機能を有する。配線ＣＬ１＿Ｌ乃至配線ＣＬ４＿Ｌは、クロック信号をシフトレジスタ回路部２２［１］乃至シフトレジスタ回路部２２［１９２２］に供給する機能を有する。配線ＳＰＬ＿Ｌは、スタートパルスをシフトレジスタ回路部２２［１］に供給する機能を有する。
【０２２９】
＜２−３．ゲートドライバ回路部５０４ａの駆動方法＞
図１６は、配線ＣＬ１＿Ｌ乃至配線ＣＬ４＿Ｌ、配線ＰＬ１＿Ｌ乃至配線ＰＬ４＿Ｌ、配線ＳＰＬ＿Ｌ、配線ＧＬ＿Ｌ［１］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［４］および配線ＧＬ＿Ｌ［１９１９］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［１９２２］の電位の一例を示すタイミングチャートである。配線ＰＬ１＿Ｌ乃至配線ＰＬ４＿Ｌのいずれか１本が高電位となることにより配線ＧＬ＿Ｌ［１］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［１９２２］のいずれか１本が高電位となる。また、配線ＰＬ１＿Ｌ乃至配線ＰＬ４＿Ｌの中の高電位の配線が低電位に切り替わることにより、配線ＧＬ＿Ｌ［１］乃至配線ＧＬ＿Ｌ［１９２２］の中の高電位の配線が低電位に切り替わる。
【０２３０】
＜２−４．ゲートドライバ回路部５０４ｂの構成例＞
図１７は、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ｂの構成例を示すブロック図である。実施の形態１で示したように、ゲートドライバ回路部５０４ｂは配線ＧＬ＿Ｅ１［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１「１９２２」および配線ＧＬ＿Ｅ２［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２「１９２２」の電位を制御する機能を有する。なお、配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２１］、配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２２］、配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２１］および配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２２］は、画素１０と電気的に接続されていないダミー配線である。
【０２３１】
ゲートドライバ回路部５０４ｂは、シフトレジスタ回路部２３［１］乃至シフトレジスタ回路部２３［１９２２］を有する。なお、シフトレジスタ回路部２３［１９２１］およびシフトレジスタ回路部２３［１９２２］は、ダミーのシフトレジスタ回路部２３と呼ぶことができる。
【０２３２】
シフトレジスタ回路部２３［ｑ］には、配線ＧＬ＿Ｅ１［ｑ］および配線ＧＬ＿Ｅ２［ｑ］が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２３［ｑ］には、配線ＰＬ１＿Ｅ１、配線ＰＬ２＿Ｅ１、配線ＰＬ３＿Ｅ１および配線ＰＬ４＿Ｅ１のいずれか１本が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２３［ｑ］には、配線ＰＬ１＿Ｅ２、配線ＰＬ２＿Ｅ２、配線ＰＬ３＿Ｅ２および配線ＰＬ４＿Ｅ２のいずれか１本が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２３［ｑ］には、配線ＣＬ１＿Ｅ、配線ＣＬ２＿Ｅ、配線ＣＬ３＿Ｅおよび配線ＣＬ４＿Ｅのいずれか３本が電気的に接続されている。シフトレジスタ回路部２３［１］には、配線ＳＰＬ＿Ｅが電気的に接続されている。
【０２３３】
配線ＰＬ１＿Ｅ１乃至配線ＰＬ４＿Ｅ１および配線ＰＬ１＿Ｅ２乃至配線ＰＬ４＿Ｅ２は、パルス幅制御信号をシフトレジスタ回路部２３［１］乃至シフトレジスタ回路部２３［１９２２］に供給する機能を有する。配線ＣＬ１＿Ｅ乃至配線ＣＬ４＿Ｅは、クロック信号をシフトレジスタ回路部２３［１］乃至シフトレジスタ回路部２３［１９２２］に供給する機能を有する。配線ＳＰＬ＿Ｅは、スタートパルスをシフトレジスタ回路部２３［１］に供給する機能を有する。
＜２−５．ゲートドライバ回路部５０４ｂの駆動方法＞
【０２３４】
図１８は、配線ＣＬ１＿Ｅ乃至配線ＣＬ４＿Ｅ、配線ＰＬ１＿Ｅ１乃至配線ＰＬ４＿Ｅ１、配線ＰＬ１＿Ｅ２乃至配線ＰＬ４＿Ｅ２、配線ＳＰＬ＿Ｅ、配線ＧＬ＿Ｅ１［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１［４］、配線ＧＬ＿Ｅ２［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２［４］、配線ＧＬ＿Ｅ１［１９１９］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２２］および配線ＧＬ＿Ｅ２［１９１９］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２２］の電位を示すタイミングチャートである。
【０２３５】
配線ＰＬ１＿Ｅ１乃至配線ＰＬ４＿Ｅ１のいずれか１本が高電位となることにより、配線ＧＬ＿Ｅ１［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２２］のいずれか１本が高電位となり、配線ＰＬ１＿Ｅ１乃至配線ＰＬ４＿Ｅ１の中の高電位の配線が低電位に切り替わることにより、配線ＧＬ＿Ｅ１［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ１［１９２２］の中の高電位の配線が低電位に切り替わる。また、配線ＰＬ１＿Ｅ２乃至配線ＰＬ４＿Ｅ２のいずれか１本が高電位となることにより、配線ＧＬ＿Ｅ２［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２２］のいずれか１本が高電位となり、配線ＰＬ１＿Ｅ２乃至配線ＰＬ４＿Ｅ２の中の高電位の配線が低電位に切り替わることにより、配線ＧＬ＿Ｅ２［１］乃至配線ＧＬ＿Ｅ２［１９２２］の中の高電位の配線が低電位に切り替わる。
【０２３６】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２３７】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、本発明の一態様の表示装置に入力装置を取り付ける構成について、図１９乃至図２３を用いて説明を行う。
【０２３８】
＜３−１．入出力装置に関する説明＞
なお、本実施の形態において、表示装置５００と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。
【０２３９】
図１９（Ａ）、（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１９（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
【０２４０】
タッチパネル２０００は、表示装置５００とタッチセンサ２５９５とを有する（図１９（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板８０、基板９０、および基板２５９０を有する。
【０２４１】
表示装置５００は、基板８０上に複数の画素および該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板８０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。
【０２４２】
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図１９（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板８０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
【０２４３】
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
【０２４４】
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。なお、図１９（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。
【０２４５】
また、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
【０２４６】
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
【０２４７】
電極２５９２は、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
【０２４８】
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
【０２４９】
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
【０２５０】
なお、電極２５９１および電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
【０２５１】
なお、電極２５９１、電極２５９２、配線２５９８などの導電膜、つまり、タッチパネルを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等を有する透明導電膜（例えば、ＩＴＯなど）が挙げられる。また、タッチパネルを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、例えば、抵抗値が低い方が好ましい。一例として、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェン、ハロゲン化金属（ハロゲン化銀など）などを用いてもよい。さらに、非常に細くした（例えば、直径が数ナノメール）複数の導電体を用いて構成されるような金属ナノワイヤを用いてもよい。または、導電体を網目状にした金属メッシュを用いてもよい。一例としては、Ａｇナノワイヤ、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤ、Ａｇメッシュ、Ｃｕメッシュ、Ａｌメッシュなどを用いてもよい。例えば、タッチパネルを構成する配線や電極にＡｇナノワイヤを用いる場合、可視光において透過率を８９％以上、シート抵抗値を４０Ω／□以上１００Ω／□以下とすることができる。また、上述したタッチパネルを構成する配線や電極に用いることのできる材料の一例である、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノチューブ、グラフェンなどは、可視光において透過率が高いため、表示素子に用いる電極（例えば、画素電極または共通電極など）として用いてもよい。
【０２５２】
＜３−２．タッチセンサに関する説明＞
次に、図２０を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図２０は、図１９（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
【０２５３】
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１および電極２５９２と、電極２５９１および電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
【０２５４】
電極２５９１および電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【０２５５】
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１および電極２５９２を形成することができる。
【０２５６】
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン結合を有する樹脂材料、あるいは酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。
【０２５７】
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１および電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。
【０２５８】
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
【０２５９】
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。
【０２６０】
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
【０２６１】
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
【０２６２】
なお、絶縁層２５９３および配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。
【０２６３】
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
【０２６４】
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０２６５】
＜３−３．タッチパネルに関する説明＞
次に、図２１および図２２を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２１および図２２は、図１９（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
【０２６６】
図２１に示すタッチパネル２０００は、図１０（Ｂ）で説明した画素１０を有する表示装置５００と、図２０で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。図２２に示すタッチパネル２０００は、図１２（Ｂ）で説明した画素１０を有する表示装置５００と、図２０で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
【０２６７】
また、図２１に示すタッチパネル２０００は、図１０（Ｂ）で説明した画素１０を有する表示装置５００および図２０で説明したタッチセンサ２５９５の他に、接着層２５９７と、反射防止層２５６９と、を有する。また、図２２に示すタッチパネル２０００は、図１２（Ｂ）で説明した画素１０を有する表示装置５００および図２０で説明したタッチセンサ２５９５の他に、接着層２５９７と、反射防止層２５６９と、を有する。
【０２６８】
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置５００に重なるように、基板２５９０を基板９０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
【０２６９】
反射防止層２５６９は、画素１０に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６９として、例えば円偏光板を用いることができる。
【０２７０】
また、タッチパネル２０００は、所謂アウトセル型のタッチパネルである。ただし、本発明の一態様は、上記構成に限定されず、インセル型のタッチパネル、またはオンセル型のタッチパネルとしてもよい。
【０２７１】
＜２−４．タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図２３を用いて説明を行う。
【０２７２】
図２３（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図２３（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図２３（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図２３（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
【０２７３】
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
【０２７４】
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
【０２７５】
次に、図２３（Ｂ）には、図２３（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図２３（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図２３（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
【０２７６】
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
【０２７７】
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
【０２７８】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２７９】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、本発明の一態様の金属酸化物膜について、図２４および図２５を用いて説明を行う。
【０２８０】
＜４−１．金属酸化物膜＞
以下に、本発明に係る金属酸化物膜について説明する。
【０２８１】
金属酸化物膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛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、イットリウムまたはスズなどが含まれていることが好ましい。また、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。
【０２８２】
ここでは、金属酸化物膜が、インジウム、元素Ｍおよび亜鉛を有するＩｎＭＺｎＯである場合を考える。なお、元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどとする。そのほかの元素Ｍに適用可能な元素としては、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、マグネシウムなどがある。ただし、元素Ｍとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。
【０２８３】
＜４−２．金属酸化物膜の構造＞
金属酸化物膜は、単結晶金属酸化物膜と、それ以外の非単結晶金属酸化物膜と、に分けられる。非単結晶金属酸化物膜としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶金属酸化物膜、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質金属酸化物膜（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）および非晶質金属酸化物膜などがある。
【０２８４】
ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
【０２８５】
ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形、および七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において原子配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
【０２８６】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、および酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
【０２８７】
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳや非晶質金属酸化物膜と区別が付かない場合がある。
【０２８８】
ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質金属酸化物膜との間の構造を有する金属酸化物膜である。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。
【０２８９】
金属酸化物膜は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の金属酸化物膜は、非晶質金属酸化物膜、多結晶金属酸化物膜、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
【０２９０】
＜４−３．金属酸化物膜の原子数比＞
次に、図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、および図２４（Ｃ）を用いて、本発明に係る金属酸化物膜が有するインジウム、元素Ｍおよび亜鉛の原子数比の好ましい範囲について説明する。なお、図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、および図２４（Ｃ）には、酸素の原子数比については記載しない。また、金属酸化物膜が有するインジウム、元素Ｍ、および亜鉛の原子数比のそれぞれの項を［Ｉｎ］、［Ｍ］、および［Ｚｎ］とする。
【０２９１】
図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、および図２４（Ｃ）において、破線は、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：１の原子数比（−１≦α≦１）となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：２の原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：３の原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：４の原子数比となるライン、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：５の原子数比となるラインを表す。
【０２９２】
また、一点鎖線は、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：βの原子数比（β≧０）となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝２：１：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：１：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：２：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：βの原子数比となるライン、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：４：βの原子数比となるラインを表す。
【０２９３】
また、図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、および図２４（Ｃ）に示す、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：２：１の原子数比、およびその近傍値の金属酸化物膜は、スピネル型の結晶構造をとりやすい。
【０２９４】
また、金属酸化物膜中に複数の相が共存する場合がある（二相共存、三相共存など）。例えば、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：２：１の近傍値である場合、スピネル型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。また、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：０：０の近傍値である場合、ビックスバイト型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。金属酸化物膜中に複数の相が共存する場合、異なる結晶構造の間において、結晶粒界が形成される場合がある。
【０２９５】
図２４（Ａ）に示す領域Ａは、金属酸化物膜が有する、インジウム、元素Ｍ、および亜鉛の原子数比の好ましい範囲の一例について示している。
【０２９６】
金属酸化物膜は、インジウムの含有率を高くすることで、金属酸化物膜のキャリア移動度（電子移動度）を高くすることができる。従って、インジウムの含有率が高い金属酸化物膜はインジウムの含有率が低い金属酸化物膜と比較してキャリア移動度が高くなる。
【０２９７】
一方、金属酸化物膜中のインジウムおよび亜鉛の含有率が低くなると、キャリア移動度が低くなる。従って、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：１：０、およびその近傍値である場合（例えば図２４（Ｃ）に示す領域Ｃ）は、絶縁性が高くなる。
【０２９８】
従って、本発明の一態様の金属酸化物膜は、キャリア移動度が高く、かつ、結晶粒界が少ない層状構造となりやすい、図２４（Ａ）の領域Ａで示される原子数比を有することが好ましい。
【０２９９】
特に、図２４（Ｂ）に示す領域Ｂでは、領域Ａの中でも、ＣＡＡＣ−ＯＳとなりやすく、キャリア移動度も高い優れた金属酸化物膜が得られる。
【０３００】
ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物膜である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することはできないため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物膜の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損など）の少ない金属酸化物膜ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物膜は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物膜は熱に強く、信頼性が高い。
【０３０１】
なお、領域Ｂは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝４：２：３から４．１、およびその近傍値を含む。近傍値には、例えば、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：３：４が含まれる。また、領域Ｂは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：６、およびその近傍値、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：７、およびその近傍値を含む。
【０３０２】
なお、金属酸化物膜が有する性質は、原子数比によって一義的に定まらない。同じ原子数比であっても、形成条件により、金属酸化物膜の性質が異なる場合がある。例えば、金属酸化物膜をスパッタリング装置にて成膜する場合、ターゲットの原子数比からずれた原子数比の膜が形成される。また、成膜時の基板温度によっては、ターゲットの［Ｚｎ］よりも、膜の［Ｚｎ］が小さくなる場合がある。従って、図示する領域は、金属酸化物膜が特定の特性を有する傾向がある原子数比を示す領域であり、領域Ａ乃至領域Ｃの境界は厳密ではない。
【０３０３】
＜４−４．金属酸化物膜を有するトランジスタ＞
続いて、上記金属酸化物膜をトランジスタに用いる場合について説明する。
【０３０４】
なお、上記金属酸化物膜をトランジスタに用いることで、結晶粒界におけるキャリア散乱等を減少させることができるため、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【０３０５】
また、トランジスタには、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いることが好ましい。金属酸化物膜のキャリア密度を低くする場合においては、金属酸化物膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。例えば、金属酸化物膜は、キャリア密度が８×１０１１／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上とすればよい。
【０３０６】
また、高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
【０３０７】
また、金属酸化物膜のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い金属酸化物膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
【０３０８】
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、金属酸化物膜中の不純物濃度を低減することが有効である。また、金属酸化物膜中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
【０３０９】
＜４−５．金属酸化物膜中における不純物＞
ここで、金属酸化物膜中における各不純物の影響について説明する。
【０３１０】
金属酸化物膜において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、金属酸化物膜において欠陥準位が形成される。このため、金属酸化物膜におけるシリコンや炭素の濃度と、金属酸化物膜との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）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。
【０３１１】
また、金属酸化物膜にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている金属酸化物膜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、金属酸化物膜中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。具体的には、ＳＩＭＳにより得られる金属酸化物膜中の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。
【０３１２】
また、金属酸化物膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている金属酸化物膜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、金属酸化物膜中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、金属酸化物膜において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とする。
【０３１３】
不純物が十分に低減された金属酸化物膜をトランジスタのチャネル領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
【０３１４】
＜４−６．バンド図＞
続いて、該金属酸化物膜を２層構造、または３層構造とした場合について述べる。金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、および金属酸化物膜Ｓ３の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、金属酸化物膜Ｓ２および金属酸化物膜Ｓ３の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、金属酸化物膜Ｓ１および金属酸化物膜Ｓ２の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、について、図２５を用いて説明する。
【０３１５】
図２５（Ａ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。また、図２５（Ｂ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。また、図２５（Ｃ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。なお、バンド図は、理解を容易にするため絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２の伝導帯下端のエネルギー準位（Ｅｃ）を示す。
【０３１６】
金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３は、金属酸化物膜Ｓ２よりも伝導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、金属酸化物膜Ｓ２の伝導帯下端のエネルギー準位と、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３の伝導帯下端のエネルギー準位との差が、０．１５ｅＶ以上、または０．５ｅＶ以上、かつ２ｅＶ以下、または１ｅＶ以下であることが好ましい。すなわち、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３の電子親和力と、金属酸化物膜Ｓ２の電子親和力との差が、０．１５ｅＶ以上、または０．５ｅＶ以上、かつ２ｅＶ以下、または１ｅＶ以下であることが好ましい。
【０３１７】
図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）、および図２５（Ｃ）に示すように、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、連続的に変化または連続接合するともいうことができる。このようなバンド図を有するためには、金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２との界面、または金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面において形成される混合層の欠陥準位密度を低くするとよい。
【０３１８】
具体的には、金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３が、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、金属酸化物膜Ｓ２がＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜の場合、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜、Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜、酸化ガリウムなどを用いるとよい。
【０３１９】
このとき、キャリアの主たる経路は金属酸化物膜Ｓ２となる。金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２との界面、および金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面における欠陥準位密度を低くすることができるため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さく、高いオン電流が得られる。
【０３２０】
トラップ準位に電子が捕獲されることで、捕獲された電子は固定電荷のように振る舞うため、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３を設けることにより、トラップ準位を金属酸化物膜Ｓ２より遠ざけることができる。当該構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧がプラス方向にシフトすることを防止することができる。
【０３２１】
金属酸化物膜Ｓ１、および金属酸化物膜Ｓ３は、金属酸化物膜Ｓ２と比較して、導電率が十分に低い材料を用いる。このとき、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ１との界面、および金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面が、主にチャネル領域として機能する。例えば、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３には、図２４（Ｃ）において、絶縁性が高くなる領域Ｃで示す原子数比の金属酸化物膜を用いればよい。なお、図２４（Ｃ）に示す領域Ｃは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：１：０、およびその近傍値、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：２およびその近傍値、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：４、およびその近傍値である原子数比を示している。
【０３２２】
特に、金属酸化物膜Ｓ２に領域Ａで示される原子数比の金属酸化物膜を用いる場合、金属酸化物膜Ｓ１および金属酸化物膜Ｓ３には、［Ｍ］／［Ｉｎ］が１以上、好ましくは２以上である金属酸化物膜を用いることが好ましい。また、金属酸化物膜Ｓ３として、十分に高い絶縁性を得ることができる［Ｍ］／（［Ｚｎ］＋［Ｉｎ］）が１以上である金属酸化物膜を用いることが好適である。
【０３２３】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３２４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。
【０３２５】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物膜を構成する元素が、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、金属酸化物膜において、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。
【０３２６】
なお、金属酸化物膜は、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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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膜である。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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物膜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。
【０３３２】
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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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、金属酸化物膜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、金属酸化物膜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。
【０３４１】
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、金属酸化物膜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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
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。
【０３４４】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３４５】
（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を有する表示モジュールおよび電子機器について、図２６乃至図２８を用いて説明を行う。
【０３４６】
＜６−１．表示モジュール＞
図２６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、ＦＰＣ８００３が接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５が接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。
【０３４７】
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３４８】
上部カバー８００１および下部カバー８００２は、タッチパネル８００４および表示パネル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。
【０３４９】
タッチパネル８００４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、表示パネル８００６の対向基板（封止基板）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。また、表示パネル８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
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。
【０３５３】
＜６−２．電子機器＞
図２７（Ａ）乃至図２７（Ｅ）、および図２８（Ａ）乃至図２８（Ｄ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、カメラ９００２、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（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、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
【０３５４】
図２７（Ａ）乃至図２７（Ｅ）、および図２８（Ａ）乃至図２８（Ｄ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２７（Ａ）乃至図２７（Ｅ）、および図２８（Ａ）乃至図２８（Ｄ）に示す電子機器が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
【０３５５】
図２７（Ａ）乃至図２７（Ｅ）、および図２８（Ａ）乃至図２８（Ｄ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
【０３５６】
図２７（Ａ）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、表示部９００１を大画面とすることができる。例えば、５０インチ以上、８０インチ以上、または１００インチ以上の表示部９００１を組み込むことが可能である。
【０３５７】
テレビジョン装置９１００が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３５８】
図２７（Ｂ）は携帯情報端末９１０１を、図２７（Ｃ）は携帯情報端末９１０２を、図２７（Ｄ）は携帯情報端末９１０３を、図２７（Ｅ）は携帯情報端末９１０４を、それぞれ示す斜視図である。
【０３５９】
図２７（Ｂ）に示す携帯情報端末９１０１は、例えば電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、図示していないが、携帯情報端末９１０１には、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面（例えば、側面）に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、受信信号の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。また、携帯情報端末９１０１が有する表示部９００１は、一部に曲面を有する。
【０３６０】
携帯情報端末９１０１が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３６１】
図２７（Ｃ）に示す携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号または氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。また、携帯情報端末９１０２が有する表示部９００１は、一部に曲面を有する。
【０３６２】
携帯情報端末９１０２が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３６３】
図２７（Ｄ）に示す携帯情報端末９１０３は、先に示す携帯情報端末９１０１、９１０２と異なり、表示部９００１が曲面を有さない構成である。携帯情報端末９１０３が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３６４】
また、図２７（Ｅ）に示す携帯情報端末９１０４は、表示部９００１が湾曲している。また、図２７（Ｅ）に図示するように、携帯情報端末９１０４にカメラ９００２を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部９００１に表示する機能等を有すると好ましい。携帯情報端末９１０４が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３６５】
図２８（Ａ）、（Ｂ）は携帯情報端末９１０５を、図２８（Ｃ）はカメラ９１０６を、それぞれ示す斜視図である。図２８（Ｄ）は、本発明の一態様の表示装置を車載用ディスプレイとして搭載した場合を示す図である。
【０３６６】
図２８（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末９１０５は、筐体９０００がヒンジ部９０５５で連結されている。携帯情報端末９１０５は、図２８（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２８（Ｂ）に示すように筐体９０００を開くことができる。例えば表示部９００１に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部９００１に静止画像や動画像を表示することもできる。このように、携帯情報端末９１０５は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。なお、図示していないが、携帯情報端末９１０５には、スピーカ９００３、操作キー９００５、接続端子９００６およびマイクロフォン９００８等を設けてもよい。
【０３６７】
携帯情報端末９１０５が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３６８】
図２８（Ｃ）に示すカメラ９１０６には着脱可能なレンズ９０５６が設けられ、シャッターボタン９０５７を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。なお、レンズ９０５６と筐体９０００が一体となっていてもよい。また、表示部９００１はタッチパネルとしての機能を有し、表示部９００１をタッチすることにより撮像することも可能である。さらに、カメラ９１０６は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体９０００に組み込まれていてもよい。
【０３６９】
カメラ９１０６が有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３７０】
図２８（Ｄ）に示す表示部９００１には、ナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定その他様々な情報を表示することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。
【０３７１】
車載用ディスプレイとしての機能を有する表示部９００１に本発明の一態様の表示装置を用いることにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。
【０３７２】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。ただし、本発明の一態様の半導体装置は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。
【０３７３】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０３７４】
本実施例では、図１に示す構成の表示装置５００を作製し、表示装置５００の表示結果について評価を行った。なお、画素１０は図４に示す構成または図５に示す構成とした。
【０３７５】
ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂについて、クロック周波数は２９．０６ｋＨｚ、信号電圧は−５Ｖ乃至１７Ｖとした。ソースドライバ回路部５０６ａについて、ビデオ信号の電位は１Ｖ乃至１７Ｖ、１水平期間は８．６μｓ、反転駆動法はソースライン回転とした。ソースドライバ回路部５０６ｂについて、ビデオ信号の電位は１Ｖ乃至８Ｖ、１水平期間は８．６μｓとした。また、図２に示す配線ＴＣＯＭの電位は４．０Ｖ、配線ＣＳＣＯＭの電位は４．０Ｖ、配線ＡＮＯＤＥの電位は１０Ｖ、配線ＣＡＴＨＯＤＥの電位は−３．０Ｖとした。
【０３７６】
また、キャノン製のＥＯＳ  ７０Ｄ（ＥＦ−Ｓ１８−５５ｍｍ  Ｆ３．５−５．６  ＩＳ）を用いて写真を撮影し、当該写真を表示装置５００において画像として表示した。なお、ＩＳＯ感度は４００、シャッタスピードは１／３０、Ｆ値は１／５．６Ｖとした。
【０３７７】
図２９（Ａ）、（Ｂ）に、画素１０を図４に示す構成として、上記条件で表示装置５００を駆動させた場合における表示結果を示す。図２９（Ａ）が、表示素子１２を用いて表示を行った場合における表示結果であり、図２９（Ｂ）が、表示素子１４を用いて表示を行った場合における表示結果である。
【０３７８】
図３０（Ａ）、（Ｂ）に、画素１０を図５に示す構成として、上記条件で表示装置５００を駆動させた場合における表示結果を示す。図３０（Ａ）が、表示素子１２を用いて表示を行った場合における表示結果であり、図３０（Ｂ）が、表示素子１４を用いて表示を行った場合における表示結果である。
【０３７９】
図２９（Ａ）、（Ｂ）および図３０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、表示装置５００は、良好な表示品位の画像を表示できることが確認された。
【符号の説明】
【０３８０】
１０    画素
１２    表示素子
１２Ｂ    表示素子
１２Ｂｄ    表示領域
１２ｄ    表示領域
１２Ｇ    表示素子
１２Ｇｄ    表示領域
１２Ｒ    表示素子
１２Ｒｄ    表示領域
１２Ｗｄ    表示領域
１４    表示素子
１４Ｂ    表示素子
１４Ｂｄ    表示領域
１４ｄ    表示領域
１４Ｇ    表示素子
１４Ｇｄ    表示領域
１４Ｒ    表示素子
１４Ｒｄ    表示領域
１４Ｗｄ    表示領域
１６    容量素子
２０    演算回路部
２１    制御回路部
２２    シフトレジスタ回路部
２３    シフトレジスタ回路部
３０    基板
３１    導電膜
３２    絶縁膜
３４    絶縁膜
３６    導電膜
３８    導電膜
４０    絶縁膜
４２    導電膜
４４    絶縁膜
４８    絶縁膜
５０ａ    金属酸化物膜
５０ｂ    金属酸化物膜
５４    絶縁膜
６０    絶縁膜
６２    絶縁膜
６８    絶縁膜
６９    着色膜
７０    導電膜
７２    絶縁膜
７４    構造体
７６    ＥＬ層
７８    導電膜
８０    基板
８２    封止材
９０    基板
９２    導電膜
９４    配向膜
９６    液晶層
９８    配向膜
１００    着色膜
１０４    オーバーコート膜
２５５    階調
５００    表示装置
５０２    画素部
５０４ａ    ゲートドライバ回路部
５０４ｂ    ゲートドライバ回路部
５０６ａ    ソースドライバ回路部
５０６ｂ    ソースドライバ回路部
５０８    外部回路
２０００    タッチパネル
２５０９    ＦＰＣ
２５１１    配線
２５１９    端子
２５６９    反射防止層
２５９０    基板
２５９１    電極
２５９２    電極
２５９３    絶縁層
２５９４    配線
２５９５    タッチセンサ
２５９７    接着層
２５９８    配線
２５９９    接続層
２６０１    パルス電圧出力回路
２６０２    電流検出回路
２６０３    容量
２６２１    電極
２６２２    電極
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００３    ＦＰＣ
８００４    タッチパネル
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
９０００    筐体
９００１    表示部
９００２    カメラ
９００３    スピーカ
９００５    操作キー
９００６    接続端子
９００７    センサ
９００８    マイクロフォン
９０５０    操作ボタン
９０５１    情報
９０５２    情報
９０５３    情報
９０５４    情報
９０５５    ヒンジ部
９０５６    レンズ
９０５７    シャッターボタン
９１００    テレビジョン装置
９１０１    携帯情報端末
９１０２    携帯情報端末
９１０３    携帯情報端末
９１０４    携帯情報端末
９１０５    携帯情報端末
９１０６    カメラ
【図１】
2018010203.tif 000006
【図２】
2018010203.tif 000007
【図３】
2018010203.tif 000008
【図４】
2018010203.tif 000009
【図５】
2018010203.tif 000010
【図６】
2018010203.tif 000011
【図７】
2018010203.tif 000012
【図８】
2018010203.tif 000013
【図９】
2018010203.tif 000014
【図１０】
2018010203.tif 000015
【図１１】
2018010203.tif 000016
【図１２】
2018010203.tif 000017
【図１３】
2018010203.tif 000018
【図１４】
2018010203.tif 000019
【図１５】
2018010203.tif 000020
【図１６】
2018010203.tif 000021
【図１７】
2018010203.tif 000022
【図１８】
2018010203.tif 000023
【図１９】
2018010203.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2018010203.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
2018010203.tif 000029
【図２５】
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【図２６】
2018010203.tif 000031
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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