(57)【要約】【課題】新規な回路、又は消費電力が低い回路、又は面積の縮小が可能な回路、又は汎用性が高い回路の提供。【解決手段】駆動回路が、複数の画素群に映像信号を供給する機能を有し、複数の画素群によって共有されている。また、映像信号を生成するラインに電力が供給され、映像信号の生成を行わないラインへの電力の供給が停止される。これにより、駆動回路が複数の画素群に共有されている場合においても、映像信号の生成に用いられない回路への電力の供給を停止することができ、駆動回路の面積の縮小と消費電力の削減を両立することができる。【選択図】図１
2018032017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレジスタと、デコーダ回路と、レベルシフタ回路と、ＤＡ変換回路と、増幅回路と、を有し、
前記シフトレジスタは、第１の回路及び第２の回路を有し、
前記デコーダ回路は、第３の回路及び第４の回路を有し、
前記レベルシフタ回路は、第５の回路及び第６の回路を有し、
前記ＤＡ変換回路は、第７の回路及び第８の回路を有し、
前記増幅回路は、第９の回路及び第１０の回路を有し、
前記第９の回路は、第１の配線と電気的に接続され、
前記第１０の回路は、第２の配線と電気的に接続され、
前記第１の回路、前記第３の回路、前記第５の回路、前記第７の回路、前記第９の回路によって、第１のラインが構成され、
前記第２の回路、前記第４の回路、前記第６の回路、前記第８の回路、前記第１０の回路によって、第２のラインが構成され、
前記第１のラインは、前記第１の配線に供給される第１の映像信号を生成する機能を有し、
前記第２のラインは、前記第２の配線に供給される第２の映像信号を生成する機能を有し、
前記第１の映像信号の生成が行われない期間において、前記第１のラインを構成する回路への電力の供給が停止され、
前記第２の映像信号の生成が行われない期間において、前記第２のラインを構成する回路への電力の供給が停止される駆動回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の回路及び前記第２の回路は、フリップフロップを有し、
前記第３の回路及び前記第４の回路は、デコーダを有し、
前記第５の回路及び前記第６の回路は、レベルシフタを有し、
前記第７の回路及び前記第８の回路は、選択回路を有し、
前記第９の回路及び前記第１０の回路は、アンプを有する駆動回路。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の回路及び前記第２の回路は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを有し、
前記第１のスイッチの第１の端子は、前記フリップフロップと電気的に接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、電源電位が供給される配線と電気的に接続され、
前記第２のスイッチの第１の端子は、前記フリップフロップの入力端子と電気的に接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、前記フリップフロップの出力端子と電気的に接続され、
前記第２のスイッチは、前記第１のスイッチがオフ状態である期間において、オン状態となる機能を有する駆動回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記ＤＡ変換回路は、第１の電位生成回路と、第２の電位生成回路と、を有し、
前記第１の電位生成回路は、前記第７の回路に第１の参照電位を供給する機能を有し、
前記第２の電位生成回路は、前記第８の回路に第２の参照電位を供給する機能を有し、
前記第１の映像信号の生成が行われない期間において、前記第１の参照電位の供給が停止され、
前記第２の映像信号の生成が行われない期間において、前記第２の参照電位の供給が停止される駆動回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路と、画素部と、を有し、
前記画素部は、第１の画素と、第２の画素と、を有し
前記第１の画素は、反射型の液晶素子を有し、
前記第２の画素は、発光素子を有し、
前記駆動回路は、前記第１の画素に前記第１の映像信号を供給する機能と、前記第２の画素に前記第２の映像信号を供給する機能と、を有する表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路を有する制御部と、表示部と、プロセッサと、を有する表示システムを有し、
前記表示部は、第１の表示ユニットと、第２の表示ユニットと、タッチセンサユニットと、を有し、
前記第１の表示ユニットは、反射型の液晶素子を有する第１の画素を有し、
前記第２の表示ユニットは、発光素子を有する第２の画素を有し、
前記プロセッサは、前記制御部に画像データを送信する機能を有し、
前記制御部は、前記画像データに基づいて前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号を生成する機能を有し、
前記第１の映像信号の前記第１の表示ユニットへの供給と、前記第２の映像信号の前記第２の表示ユニットへの供給は、前記駆動回路によって行われる電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、駆動回路、表示装置及び電子機器に関する。
【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本発明の一態様の技術分野としては、駆動回路、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、表示システム、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、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、駆動回路、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】
液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイは、映像の表示に広く用いられている。これらの表示装置に用いられているトランジスタとしては主にシリコン半導体などが用いられているが、近年、シリコン半導体に代わって、半導体特性を示す金属酸化物をトランジスタに用いる技術が注目されている。例えば特許文献１、２には、半導体層に、酸化亜鉛、又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を用いたトランジスタを、表示装置の画素に用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、新規な回路又は表示装置の提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、消費電力が低い回路又は表示装置の提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、面積が小さい回路又は表示装置の提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、汎用性が高い回路又は表示装置の提供を課題とする。
【０００７】
なお、本発明の一態様は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一の課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る駆動回路は、シフトレジスタと、デコーダ回路と、レベルシフタ回路と、ＤＡ変換回路と、増幅回路と、を有し、シフトレジスタは、第１の回路及び第２の回路を有し、デコーダ回路は、第３の回路及び第４の回路を有し、レベルシフタ回路は、第５の回路及び第６の回路を有し、ＤＡ変換回路は、第７の回路及び第８の回路を有し、増幅回路は、第９の回路及び第１０の回路を有し、第９の回路は、第１の配線と電気的に接続され、第１０の回路は、第２の配線と電気的に接続され、第１の回路、第３の回路、第５の回路、第７の回路、第９の回路によって、第１のラインが構成され、第２の回路、第４の回路、第６の回路、第８の回路、第１０の回路によって、第２のラインが構成され、第１のラインは、第１の配線に供給される第１の映像信号を生成する機能を有し、第２のラインは、第２の配線に供給される第２の映像信号を生成する機能を有し、第１の映像信号の生成が行われない期間において、第１のラインを構成する回路への電力の供給が停止され、第２の映像信号の生成が行われない期間において、第２のラインを構成する回路への電力の供給が停止される駆動回路である。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る駆動回路において、第１の回路及び第２の回路は、フリップフロップを有し、第３の回路及び第４の回路は、デコーダを有し、第５の回路及び第６の回路は、レベルシフタを有し、第７の回路及び第８の回路は、選択回路を有し、第９の回路及び第１０の回路は、アンプを有していてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る駆動回路において、第１の回路及び第２の回路は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを有し、第１のスイッチの第１の端子は、フリップフロップと電気的に接続され、第１のスイッチの第２の端子は、電源電位が供給される配線と電気的に接続され、第２のスイッチの第１の端子は、フリップフロップの入力端子と電気的に接続され、第２のスイッチの第２の端子は、フリップフロップの出力端子と電気的に接続され、第２のスイッチは、第１のスイッチがオフ状態である期間において、オン状態となる機能を有していてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る駆動回路において、ＤＡ変換回路は、第１の電位生成回路と、第２の電位生成回路と、を有し、第１の電位生成回路は、第７の回路に第１の参照電位を供給する機能を有し、第２の電位生成回路は、第８の回路に第２の参照電位を供給する機能を有し、第１の映像信号の生成が行われない期間において、第１の参照電位の供給が停止され、第２の映像信号の生成が行われない期間において、第２の参照電位の供給が停止されてもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様にかかる表示装置は、上記の駆動回路と、画素部と、を有し、画素部は、第１の画素と、第２の画素と、を有し、第１の画素は、反射型の液晶素子を有し、第２の画素は、発光素子を有し、駆動回路は、第１の画素に第１の映像信号を供給する機能と、第２の画素に第２の映像信号を供給する機能と、を有する表示装置である。
【００１３】
また、本発明の一態様にかかる電子機器は、上記の駆動回路を有する制御部と、表示部と、プロセッサと、を有する表示システムを有し、表示部は、第１の表示ユニットと、第２の表示ユニットと、タッチセンサユニットと、を有し、第１の表示ユニットは、反射型の液晶素子を有する第１の画素を有し、第２の表示ユニットは、発光素子を有する第２の画素を有し、プロセッサは、制御部に画像データを送信する機能を有し、制御部は、画像データに基づいて第１の映像信号及び第２の映像信号を生成する機能を有し、第１の映像信号の第１の表示ユニットへの供給と、第２の映像信号の第２の表示ユニットへの供給は、駆動回路によって行われる電子機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様により、新規な回路又は表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、消費電力が低い回路又は表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、面積が小さい回路又は表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、汎用性が高い回路又は表示装置を提供することができる。
【００１５】
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。また、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。これら以外の効果は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】表示装置の構成例を示す図。
【図２】表示装置の構成例を示す図。
【図３】駆動回路の構成例を示す図。
【図４】シフトレジスタの構成例を示す図。
【図５】レジスタの構成例を示す図。
【図６】レジスタの構成例を示す図。
【図７】デコーダ回路の構成例を示す図。
【図８】レベルシフタ回路の構成例を示す図。
【図９】ラッチ回路及びレベルシフタの構成例を示す図。
【図１０】選択回路の構成例を示す図。
【図１１】電位生成回路の構成例を示す図。
【図１２】増幅回路の構成例を示す図。
【図１３】アンプの構成例を説明する図。
【図１４】駆動回路の構成例を示す図。
【図１５】スイッチの構成例を示す図。
【図１６】駆動回路の構成例を示す図。
【図１７】保持回路の構成例を示す図。
【図１８】表示装置の構成例を示す図。
【図１９】表示装置の構成例を示す図。
【図２０】表示装置の構成例を示す図。
【図２１】表示装置の構成例を示す図。
【図２２】表示装置の構成例を示す図。
【図２３】画素の構成例を示す図。
【図２４】画素の構成例を示す図。
【図２５】表示モジュールの構成例を示す図。
【図２６】トランジスタの構成例を示す図。
【図２７】エネルギーバンド構造を示す図。
【図２８】表示システムの構成例を示す図。
【図２９】電子機器の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、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、本発明は以下の実施の形態における説明に限定されず、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。
【００１８】
また、本発明の一態様には、半導体装置、記憶装置、表示装置、撮像装置、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグなど、あらゆる装置がその範疇に含まれる。また、表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、電子ペーパー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などが、その範疇に含まれる。
【００１９】
また、本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタのチャネル形成領域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。以下、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを、ＯＳトランジスタとも表記する。
【００２０】
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。金属酸化物の詳細については後述する。
【００２１】
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、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも、図又は文章に記載されているものとする。ここで、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。
【００２２】
ＸとＹとが直接的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に接続されていない場合であり、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）を介さずに、ＸとＹとが、接続されている場合である。
【００２３】
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、又は、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。又は、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、ＸとＹとが電気的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
【００２４】
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅又は電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。なお、ＸとＹとが機能的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合と、ＸとＹとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
【００２５】
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、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（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで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（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで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（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに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。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
【００２６】
また、図面上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置について説明する。
【００２８】
＜表示装置の構成例＞
図１（Ａ）に、表示装置１０の構成例を示す。表示装置１０は、画素部２０、複数の駆動回路４０、駆動回路５０を有する。また、画素部２０は複数の画素群３０を有する。以下では一例として、表示装置１０が２つの画素群３０（３０ａ、３０ｂ）、２つの駆動回路４０（４０ａ、４０ｂ）を有する構成について説明するが、画素群３０及び駆動回路４０の数は３以上であってもよい。
【００２９】
画素部２０は、映像を表示する機能を有する。画素群３０ａは複数の画素３１ａによって構成され、画素群３０ｂは複数の画素３１ｂによって構成されている。画素３１ａ、３１ｂはそれぞれ表示素子を有し、所定の階調を表示する機能を有する。画素３１ａが有する表示素子と画素３１ｂが有する表示素子の種類や特性は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。また、画素３１ａと画素３１ｂの回路構成は、同じであっても異なっていてもよい。複数の画素３１ａ又は複数の画素３１ｂが所定の階調を表示することにより、画素部２０に所定の映像が表示される。
【００３０】
表示素子の例としては、液晶素子、発光素子などが挙げられる。液晶素子としては、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、半透過型の液晶素子などを用いることができる。また、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、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることもできる。
【００３１】
また、発光素子の例としては、例えば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が挙げられる。
【００３２】
映像の表示には、画素群３０ａと画素群３０ｂの両方を用いてもよいし、一方のみを用いてもよい。両方を用いる場合、画素群３０ａと画素群３０ｂを用いて１つの映像を表示してもよいし、画素群３０ａと画素群３０ｂにそれぞれ異なる映像を表示してもよい。
【００３３】
映像の表示に画素群３０ａと画素群３０ｂの一方のみを用いる場合は、自動又は手動で、映像を表示する画素群３０を切り替えることができる。ここで、画素３１ａと画素３１ｂに異なる表示素子を設けることにより、画素群３０ａに表示される映像と画素群３０ｂに表示される映像の特性や品質などを異ならせることができる。この場合、表示を行う画素群３０を、周囲の環境や表示内容などに合わせて選択することができる。以下では一例として、画素３１ａに反射型の液晶素子が設けられ、画素３１ｂに発光素子が設けられた構成について説明する。
【００３４】
図１（Ｂ）は、反射型の液晶素子６０と発光素子７０を用いて表示を行う画素部２０の構成を説明する模式図である。液晶素子６０は、反射電極６１、液晶層６２、透明電極６３を有する。
【００３５】
液晶素子６０の階調の制御は、反射電極６１によって反射された光６４に対する液晶層６２の透過率を、液晶の配向によって制御することにより行われる。反射電極６１によって反射された光６４は、液晶層６２、透明電極６３を通過して外部に放出される。また、反射電極６１は開口部６５を有し、発光素子７０は開口部６５と重なる位置に設けられる。発光素子７０の階調の制御は、発光素子７０に流れる電流を制御して、発光素子７０が発する光７１の強度を制御することにより行われる。発光素子７０が発する光７１は、開口部６５、液晶層６２、透明電極６３を通過して外部に放出される。光６４及び光７１が放出される方向が、表示装置１０の表示面となる。
【００３６】
このような構成により、反射型の液晶素子６０及び発光素子７０を用いて画素部２０に映像を表示することができる。この場合、例えば、晴れの日の日中の屋外など外光が強い環境では、発光素子を光らせず、反射型の液晶素子のみで表示を行うことにより、消費電力を低減することができる。一方、夜間や暗所など外光が弱い環境では、発光素子を光らせて表示を行うことにより、視認性が高い映像を表示することができる。
【００３７】
また、反射型の液晶素子による映像の表示に、発光素子の発光を用いることにより、色調を補正することができる。例えば、夕暮れ時の赤みがかった環境において映像を表示する場合、反射型の液晶素子による表示のみではＢ（青）成分が不足する場合がある。このとき、発光素子を発光させることで、色調を補正することができる。
【００３８】
また、反射型の液晶素子は、表示の際に外光以外の光源が不要であるため、低消費電力で映像の表示を行うことができる。一方、発光素子は、液晶素子と比較して動作速度が速いため、表示の高速な切り替えが可能となる。そして、例えば反射型の液晶素子には背景となる静止画や文字などを表示し、発光素子には動画などを表示することができる。これにより、消費電力の低減と高品質の映像の表示を両立させることができる。このような構成は、表示装置を教科書などの教材、又はノートなどとして利用する場合に適している。
【００３９】
さらに、反射型の液晶素子を用いて映像の表示を行う際、映像の書き換え頻度を減らし、映像の書き換えが行われない期間において、駆動回路４０ａの動作と、駆動回路５０の一部動作と、を停止することができる。これにより、消費電力をさらに低減することができる。
【００４０】
なお、図１（Ｂ）では一例として、画素３１ａに反射型の液晶素子を設け、画素３１ｂに発光素子を設ける場合について説明したが、画素３１ａ、３１ｂに設ける表示素子は特に限定されず、自由に選択することができる。例えば、画素３１ａ、３１ｂの一方に透過型の液晶素子を設け、他方に反射型の液晶素子を設けることもできる。この場合、画素３１ａ、３１ｂを用いて半透過型の液晶素子を実現することができる。また、画素３１ａ、３１ｂにそれぞれ異なる種類の発光素子を設けることもできる。
【００４１】
また、表示装置１０は、表示される映像の解像度に応じて、画素群３０ａと画素群３０ｂの両方を用いて表示を行う第１の動作と、片方を用いて表示を行う第２の動作の切り替えが可能となるように構成することもできる。例えば、高精細な映像や写真を表示する際は第１の動作を用い、背景や文字などを表示する際は第２の動作を用いることができる。これにより、表示される映像に合わせて解像度を変更することができ、汎用性が高い表示装置を実現することができる。
【００４２】
駆動回路４０は、画素３１を選択するための信号（以下、選択信号ともいう）を画素群３０に供給する機能を有する。具体的には、駆動回路４０ａは、画素３１ａと接続された配線ＧＬａに選択信号を供給する機能を有し、配線ＧＬａは、駆動回路４０ａから出力された選択信号を伝える機能を有する。駆動回路４０ｂは、画素３１ｂと接続された配線ＧＬｂに選択信号を供給する機能を有し、配線ＧＬｂは、駆動回路４０ｂから出力された選択信号を伝える機能を有する。
【００４３】
駆動回路５０は、映像を表示するための信号（以下、映像信号ともいう）を生成して画素群３０ａ、３０ｂに供給する機能を有する。具体的には、駆動回路５０は、画素３１ａと接続された配線ＳＬａに映像信号を供給する機能と、画素３１ｂと接続された配線ＳＬｂに映像信号を供給する機能と、を有する。配線ＳＬａ、ＳＬｂに供給された映像信号は、駆動回路４０ａ、４０ｂによって選択された画素３１ａ、３１ｂに書き込まれる。
【００４４】
本発明の一態様において、駆動回路５０は、画素群３０ａ、３０ｂの両方に映像信号を供給する機能を有し、画素群３０ａ、３０ｂによって共有されている。そのため、駆動回路５０を画素群３０ａ、３０ｂごとに個別に設ける必要がなく、表示装置１０の面積を縮小することができる。
【００４５】
次に、表示装置１０のより具体的な構成例について説明する。図２に、画素部２０と駆動回路５０の構成例を示す。
【００４６】
画素部２０は、ｍ列ｎ行（ｍ、ｎは２以上の整数）の画素３１ａ、３１ｂを有する。第ｉ列第ｊ行（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｊは１以上ｎ以下の整数）の画素３１ａは、配線ＳＬａ［ｉ］及び配線ＧＬａ［ｊ］と接続され、第ｉ列第ｊ行の画素３１ｂは、配線ＳＬｂ［ｉ］及び配線ＧＬｂ［ｊ］と接続されている。配線ＧＬａ［１］乃至［ｎ］は駆動回路４０ａと接続され、配線ＧＬｂ［１］乃至［ｍ］は駆動回路４０ｂと接続されている。配線ＳＬａ［１］乃至［ｍ］、及び配線ＳＬｂ［１］乃至［ｍ］は、駆動回路５０と接続されている。ここでは、画素３１ａと画素３１ｂは行方向（紙面上下方向）に交互に設けられており、画素３１ａと画素３１ｂによって画素ユニット２１が構成されている。このように、画素３１ａと画素３１ｂは画素部２０の同一領域内に混在させることができる。
【００４７】
ここで、画素３１ａ、３１ｂにはＯＳトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物は、シリコンなどの半導体よりもエネルギーギャップが大きく、少数キャリア密度を低くすることができるため、ＯＳトランジスタのオフ電流は極めて小さい。そのため、画素３１ａ、３１ｂにＯＳトランジスタを用いた場合、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタともいう）などを用いる場合と比較して、画素３１ａ、３１ｂに映像信号を長期間にわたって保持することができる。これにより、画素３１ａ、３１ｂへの映像信号の書き込みの頻度を大幅に減らすことができ、消費電力を削減することができる。映像信号の書き込みの頻度は、例えば、１日に１回以上且つ１秒間に０．１回未満、好ましくは１時間に１回以上且つ１秒間に１回未満、より好ましくは３０秒間に１回以上且つ１秒間に１回未満とすることができる。なお、ＯＳトランジスタを用いた画素３１の回路構成の詳細については、実施の形態３において説明する。
【００４８】
また、駆動回路５０は配線ＳＬａ、ＳＬｂに供給される映像信号の両方を生成する機能を有する。これにより、配線ＳＬａ、ＳＬｂに供給される映像信号を生成する駆動回路を異なる領域に個別に設けた場合に生じ得る、配線ＳＬａ、ＳＬｂの延長やレイアウトの複雑化を避けることができ、映像信号の干渉を防止することができる。
【００４９】
駆動回路５０は、シフトレジスタ５１、デコーダ回路５２、レベルシフタ回路５３、デジタルアナログ（ＤＡ）変換回路５４、増幅回路５５を有する。
【００５０】
シフトレジスタ５１は、スタートパルスＳＰ、クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴを用いてサンプリングパルスを生成する機能を有する。シフトレジスタ５１によって生成されたサンプリングパルスは、デコーダ回路５２に出力される。なお、シフトレジスタ５１には、高電源電位ＶＤＤ及び低電源電位ＶＳＳが供給される。
【００５１】
デコーダ回路５２は、外部から入力された映像信号である信号ＳＤをデコードする機能を有する。具体的には、信号ＳＤに基づいて、ＤＡ変換回路５４の動作を制御する制御信号を生成する機能を有する。デコーダ回路５２によってデコードされた信号は、レベルシフタ回路５３に出力される。なお、デコーダ回路５２には、高電源電位ＶＤＤ及び低電源電位ＶＳＳが供給される。
【００５２】
レベルシフタ回路５３は、デコーダ回路５２から入力された信号のレベルを変換する機能を有する。具体的には、レベルシフタ回路５３は、デコーダ回路５２から入力された電位を、ＤＡ変換回路５４の動作を制御するための電位に変換する機能を有する。ＤＡ変換回路５４の動作に負電位が用いられる場合、負電位はレベルシフタ回路５３によって生成される。なお、レベルシフタ回路５３には、高電源電位ＶＤＤＨ、ＶＤＤ（ＶＤＤＨ＞ＶＤＤ）及び低電源電位ＶＳＳが供給される。高電源電位ＶＤＤＨは、入力された電位をより高電位に変換する際に用いられる。
【００５３】
ＤＡ変換回路５４は、信号ＳＤに対応するアナログ信号を生成する機能を有する。具体的には、デジタル信号である信号ＳＤを、アナログ値の電位に変換する機能を有する。ＤＡ変換回路５４の動作には、デコーダ回路５２によってデコードされ、レベルシフタ回路５３によって電位が変換された信号ＳＤが用いられる。なお、ＤＡ変換回路５４には複数の参照電位ＶＲが供給される。
【００５４】
増幅回路５５は、ＤＡ変換回路５４によって生成された電位を増幅して、配線ＳＬａ、ＳＬｂに出力する機能を有する。増幅回路５５から配線ＳＬａ、ＳＬｂに供給される電位が、画素３１ａ、３１ｂに供給される映像信号に対応する。なお、増幅回路５５には、高電源電位ＶＤＤＨ及び低電源電位ＶＳＳが供給される。
【００５５】
駆動回路５０は、配線ＳＬａ、ＳＬｂの両方に映像信号を供給する機能を有し、画素３１ａ、３１ｂによって共有されている。そのため、画素３１ａと画素３１ｂの少なくとも一方に映像信号を供給する際には、駆動回路５０を動作させる必要がある。ここで、画素３１ａと画素３１ｂの一方のみに映像信号を供給する場合にも駆動回路５０の全体を動作させると、実際には映像信号の生成に用いられていない回路においても電力が消費され、駆動回路５０の消費電力が増大する。
【００５６】
ここで、本発明の一態様においては、駆動回路５０に含まれる回路のうち、実際に映像信号の生成に用いられる回路に選択的に電力を供給することができる。これにより、駆動回路５０が画素３１ａ、３１ｂによって共有されている場合においても、映像信号の生成に用いられていない回路への電力の供給を停止することができ、駆動回路５０の消費電力を削減することができる。以下、駆動回路５０の具体的な構成例について説明する。
【００５７】
＜駆動回路の構成例＞
図３に、駆動回路５０の構成例を示す。シフトレジスタ５１は、複数のレジスタ１１０を有する。デコーダ回路５２は、複数のラッチ回路１２０、複数のデコーダ１３０を有する。レベルシフタ回路５３は、複数のラッチ回路１４０、複数のレベルシフタ１５０を有する。ＤＡ変換回路５４は、複数の選択回路１６０、電位生成回路１７０ａ、１７０ｂを有する。増幅回路５５は、複数のアンプ１８０を有する。なお、駆動回路５０は半導体装置である。
【００５８】
レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０、ラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０、選択回路１６０、アンプ１８０はそれぞれ配線ＳＬと同数設けられている。以下、一の配線ＳＬに供給する映像信号を生成する回路の組を、ラインＬと呼ぶ。すなわち、駆動回路５０には配線ＳＬと同数のラインＬが設けられている。ラインＬは、レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０、ラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０、選択回路１６０、アンプ１８０によって構成されている。
【００５９】
図３に示すラインＬａは配線ＳＬａと接続されたラインであり、ラインＬｂは配線ＳＬｂと接続されたラインである。配線ＳＬａ［ｉ］と接続されたラインをＬａ［ｉ］を表記し、配線ＳＬｂ［ｉ］と接続されたラインをＬｂ［ｉ］を表記する。
【００６０】
ここで、ラインＬａには信号ＳＥＬａが供給され、ラインＬｂには信号ＳＥＬｂが供給される。信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂは、映像信号を生成するラインを選択するための選択信号である。具体的には、ラインＬａにおいて映像信号を生成する場合には、ラインＬａに選択状態を示す信号ＳＥＬａが供給され、ラインＬｂにおいて映像信号を生成する場合には、ラインＬｂに選択状態を示す信号ＳＥＬｂが供給される。また、電位生成回路１７０ａには信号ＳＥＬａが供給され、電位生成回路１７０ｂには信号ＳＥＬｂが供給される。
【００６１】
図１に示す画素群３０ａを用いて映像の表示を行う際には、ラインＬａが選択され、配線ＳＬａに映像信号が供給される。一方、ラインＬｂは非選択状態となり、ラインＬｂによる映像信号の生成は行われない。このとき、ラインＬｂに属する回路への電力の供給は停止される。同様に、図１に示す画素群３０ｂを用いて映像の表示を行う際には、ラインＬｂが選択され、ラインＬａに属する回路への電力の供給は停止される。このように、映像信号の生成を行うラインＬに電力を選択的に供給することにより、駆動回路５０の消費電力を削減することができる。なお、画素群３０ａ、３０ｂの両方を用いて映像の表示を行う場合は、ラインＬａ、Ｌｂの両方が選択される。
【００６２】
なお、非選択状態のラインＬにおいて、電力の供給を停止する回路は自由に選択することができる。すなわち、電力の供給を停止する回路は、非選択状態のラインＬに含まれる全ての回路であってもよいし、一部の回路であってもよい。
【００６３】
以下、電力の供給の有無を制御することが可能な、レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０、ラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０、選択回路１６０、電位生成回路１７０、アンプ１８０の具体的な構成例について説明する。
【００６４】
［レジスタの構成例］
図４に、複数のレジスタ１１０を有するシフトレジスタ５１の構成例を示す。レジスタ１１０は、サンプリングパルスを生成し、ラッチ回路１２０に出力する機能を有する回路である。なお、ここではラインＬａ［１］、Ｌｂ［１］、Ｌａ［２］、Ｌｂ［２］に属するレジスタ１１０を示しているが、他のレジスタ１１０も同様の構成とすることができる。
【００６５】
レジスタ１１０は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、フリップフロップＦＦ１を有する。スイッチＳＷ１の第１の端子はフリップフロップＦＦ１と接続され、第２の端子は高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されている。スイッチＳＷ２の第１の端子はフリップフロップＦＦ１の入力端子と接続され、第２の端子はフリップフロップＦＦ１の出力端子と接続されている。フリップフロップＦＦ１の入力端子は前段のフリップフロップＦＦ１の出力端子と接続され、出力端子は同じラインＬに属するラッチ回路１２０と接続されている。なお、フリップフロップＦＦ１にはクロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴが供給される。また、ラインＬａ［１］のフリップフロップＦＦ１の入力端子には、スタートパルスＳＰが供給される。
【００６６】
ラインＬａが有するスイッチＳＷ１、ＳＷ２の導通状態は信号ＳＥＬａによって制御され、ラインＬｂが有するスイッチＳＷ１、ＳＷ２の導通状態は信号ＳＥＬｂによって制御される。信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂによってスイッチＳＷ１、ＳＷ２の導通状態が制御される際の動作例を、図５に示す。
【００６７】
図５（Ａ）は、ラインＬａが選択状態であり、ラインＬｂが非選択状態であるときのレジスタ１１０の構成例である。このときラインＬａには、ラインＬａを選択する信号ＳＥＬａ（ここではローレベルとする）が供給され、ラインＬａが有するスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２に信号ＳＥＬａが供給される。
【００６８】
ここで、スイッチＳＷ１は、信号ＳＥＬが選択状態を示す信号である場合にオン状態になり、信号ＳＥＬが非選択状態を示す信号である場合にオフ状態になるスイッチである。また、スイッチＳＷ２は、信号ＳＥＬが非選択状態を示す信号である場合にオン状態になり、信号ＳＥＬが選択状態を示す信号である場合にオフ状態になるスイッチである。すなわち、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、導通状態が互いに逆となる。
【００６９】
ラインＬａのスイッチＳＷ１にローレベルの信号ＳＥＬａが供給されると、スイッチＳＷ１はオン状態となり、フリップフロップＦＦ１に電源電位が供給される。これにより、フリップフロップＦＦ１が動作状態になる。また、ラインＬａのスイッチＳＷ２にローレベルの信号ＳＥＬａが供給されると、スイッチＳＷ２はオフ状態となり、フリップフロップＦＦ１の入力端子と出力端子は非導通状態となる。これにより、レジスタ１１０はサンプリングパルスを出力することができる。
【００７０】
一方、非選択状態であるラインＬｂには、ラインＬｂを非選択状態とする信号ＳＥＬｂ（ここではハイレベルとする）が供給され、ラインＬｂが有するスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２に信号ＳＥＬｂが供給される。
【００７１】
ラインＬｂのスイッチＳＷ１にハイレベルの信号ＳＥＬｂが供給されると、スイッチＳＷ１はオフ状態となり、フリップフロップＦＦ１への電源電位の供給は停止される。これにより、フリップフロップＦＦ１が停止状態になる。また、ラインＬｂのスイッチＳＷ２にハイレベルの信号ＳＥＬｂが供給されると、スイッチＳＷ２はオン状態となり、フリップフロップＦＦ１の入力端子と出力端子は導通状態となる。これにより、前段のラインＬａのフリップフロップＦＦ１の出力端子と、後段のラインＬａのフリップフロップＦＦ１（図示せず）の入力端子を接続することができ、ラインＬａのフリップフロップＦＦ１が直列に接続されたシフトレジスタが構成される。
【００７２】
図５（Ｂ）は、ラインＬａが非選択状態であり、ラインＬｂが選択状態であるときのレジスタ１１０の構成例である。このとき、ラインＬａに非選択状態を示す信号ＳＥＬａが供給され、ラインＬｂに選択状態を示す信号ＳＥＬｂが供給される。これにより、ラインＬａへの電力の供給が停止され、ラインＬｂのフリップフロップＦＦ１が直列に接続されたシフトレジスタが構成される。
【００７３】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２の具体的な構成は特に限定されず、適宜設定することができる。図６に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の構成例を示す。
【００７４】
図６（Ａ）は、スイッチＳＷ１としてｐチャネル型のトランジスタＴｒ１を用い、スイッチＳＷ２としてアナログスイッチＡＳ１を用いた場合の構成例である。トランジスタＴｒ１のゲートは信号ＳＥＬａ又は信号ＳＥＬｂが供給される配線と接続され、ソース又はドレインの一方はフリップフロップＦＦ１と接続され、ソース又はドレインの他方は高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されている。アナログスイッチＡＳ１の第１の端子はフリップフロップＦＦ１の入力端子と接続され、第２の端子はフリップフロップＦＦ１の出力端子と接続されている。
【００７５】
アナログスイッチＡＳ１には信号ＳＥＬａ又は信号ＳＥＬｂと、その反転信号が入力され、トランジスタＴｒ１がオン状態となるときにはオフ状態、トランジスタＴｒ１がオフ状態となるときにはオン状態となるように構成されている。信号ＳＥＬａの反転信号又は信号ＳＥＬｂの反転信号は、インバータＩＮＶ１から出力される。
【００７６】
また、図６（Ｂ）に示すように、アナログスイッチＡＳ１の代わりにｎチャネル型のトランジスタＴｒ２を用いることもできる。トランジスタＴｒ２のゲートは信号ＳＥＬａ又は信号ＳＥＬｂが供給される配線と接続され、ソース又はドレインの一方はフリップフロップＦＦ１の入力端子と接続され、ソース又はドレインの他方はフリップフロップＦＦ１の出力端子と接続されている。
【００７７】
なお、トランジスタＴｒ２として、ＯＳトランジスタを用いることができる。この場合、トランジスタＴｒ２のオフ電流を極めて小さくすることができるため、レジスタ１１０の誤作動を防止することができる。また、トランジスタＴｒ２としてｐチャネル型トランジスタを用い、トランジスタＴｒ２のゲートに信号ＳＥＬａの反転信号又は信号ＳＥＬｂの反転信号が供給される構成としてもよい。
【００７８】
また、図４、５ではスイッチＳＷ１がフリップフロップＦＦ１と高電源電位ＶＤＤが供給される配線との間に設けられているが、スイッチＳＷ１は、フリップフロップＦＦ１と低電源電位ＶＳＳが供給される配線との間に設けられていてもよい。この場合、図６（Ｃ）に示すように、スイッチＳＷ１としてｎチャネル型のトランジスタＴｒ３を用いることが好ましい。なお、図６（Ｃ）に示す信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂは、図６（Ａ）に示す信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂと極性が逆になる。
【００７９】
トランジスタＴｒ３には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。この場合、レジスタ１１０が非選択状態である期間において、フリップフロップＦＦ１に供給される電力を極めて小さく抑えることができる。これにより、レジスタ１１０の消費電力をさらに低減することができる。
【００８０】
なお、トランジスタＴｒ１としてｎチャネル型のトランジスタを用いてもよいし、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３としてｐチャネル型のトランジスタを用いてもよい。
【００８１】
以上のように、配線ＳＬに映像信号を供給するラインＬが有するレジスタ１１０に選択的に電力を供給することにより、シフトレジスタ５１の消費電力を低減することができる。
【００８２】
［ラッチ回路・デコーダの構成例］
図７に、複数のラッチ回路１２０、複数のデコーダ１３０を有するデコーダ回路５２の構成例を示す。ラッチ回路１２０は、入力された信号ＳＤを保持し、所定のタイミングでデコーダ１３０に出力する機能を有する回路である。デコーダ１３０は、信号ＳＤをデコードしてラッチ回路１４０に出力する機能を有する回路である。なお、ここではラインＬａ［１］、Ｌｂ［１］、Ｌａ［２］、Ｌｂ［２］に属するラッチ回路１２０及びデコーダ１３０を示しているが、他のラッチ回路１２０、デコーダ１３０も同様の構成とすることができる。
【００８３】
ラッチ回路１２０は、スイッチＳＷ３、フリップフロップＦＦ２を有する。スイッチＳＷ３の第１の端子はフリップフロップＦＦ２と接続され、第２の端子は高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されている。フリップフロップＦＦ２の出力端子は同じラインＬに属するデコーダ１３０と接続されている。フリップフロップＦＦ２の入力端子には映像信号である信号ＳＤが供給される。また、フリップフロップＦＦ２には、同じラインＬに属するレジスタ１１０から出力される信号と、リセット信号ＲＳＴが供給される。ラッチ回路１２０から信号が出力されるタイミングは、レジスタ１１０から入力されたサンプリングパルスによって制御される。
【００８４】
デコーダ１３０は、スイッチＳＷ４、変換回路１３１を有する。変換回路１３１は、ラッチ回路１２０から入力された信号を、選択回路１６０の動作を制御する制御信号に変換する機能を有する。スイッチＳＷ４の第１の端子は変換回路１３１と接続され、第２の端子は高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されている。変換回路１３１の入力端子は同じラインＬに属するラッチ回路１２０と接続され、出力端子は同じラインＬに属するラッチ回路１４０と接続されている。
【００８５】
ラインＬａが有するスイッチＳＷ３、ＳＷ４の導通状態は信号ＳＥＬａによって制御され、ラインＬｂが有するスイッチＳＷ３、ＳＷ４の導通状態は信号ＳＥＬｂによって制御される。信号ＳＥＬａ又はＳＥＬｂによって選択されたラインＬにおいては、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４がオン状態となり、フリップフロップＦＦ２及び変換回路１３１に電源電位が供給される。一方、非選択状態のラインＬにおいては、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４がオフ状態となり、フリップフロップＦＦ２及び変換回路１３１への電源電位の供給は停止される。このように、映像信号を生成するラインＬが有するラッチ回路１２０及びデコーダ１３０に選択的に電力を供給することにより、デコーダ回路５２の消費電力を低減することができる。
【００８６】
なお、スイッチＳＷ３、ＳＷ４としては、高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されたｐチャネル型のトランジスタを用いることができる（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）。また、スイッチＳＷ３、ＳＷ４として、低電源電位ＶＳＳが供給される配線と接続されたｎチャネル型のトランジスタを用いることもできる（図６（Ｃ）参照）。
【００８７】
［ラッチ回路・レベルシフタの構成例］
図８に、複数のラッチ回路１４０、複数のレベルシフタ１５０を有するレベルシフタ回路５３の構成例を示す。ラッチ回路１４０は、入力された信号を保持し、所定のタイミングでレベルシフタ１５０に出力する機能を有する回路である。レベルシフタ１５０は、ラッチ回路１４０から入力された信号のレベルを変換して、選択回路１６０に出力する機能を有する回路である。なお、ここではラインＬａ［１］、Ｌｂ［１］、Ｌａ［２］、Ｌｂ［２］に属するラッチ回路１４０及びレベルシフタ１５０を示しているが、他のラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０も同様の構成とすることができる。
【００８８】
ラッチ回路１４０は、スイッチＳＷ５、フリップフロップＦＦ３を有する。スイッチＳＷ５の第１の端子はフリップフロップＦＦ３と接続され、第２の端子は高電源電位ＶＤＤが供給される配線と接続されている。フリップフロップＦＦ３の入力端子は同じラインＬに属するデコーダ１３０と接続され、出力端子は同じラインＬに属するレベルシフタ１５０と接続されている。また、フリップフロップＦＦ３には信号ＬＳ、リセット信号ＲＳＴが供給される。ラッチ回路１４０から信号が出力されるタイミングは、信号ＬＳによって制御される。
【００８９】
レベルシフタ１５０は、スイッチＳＷ６、変換回路１５１を有する。変換回路１５１は、高電源電位ＶＤＤＨを用いて、ラッチ回路１４０から入力された電位を選択回路１６０の動作を制御するための電位に変換する機能を有する。スイッチＳＷ６の第１の端子は変換回路１５１と接続され、第２の端子は低電源電位ＶＳＳが供給される配線と接続されている。変換回路１５１の入力端子は同じラインＬに属するラッチ回路１４０と接続され、出力端子は同じラインＬに属する選択回路１６０と接続されている。
【００９０】
ラインＬａが有するスイッチＳＷ５の導通状態は信号ＳＥＬａによって制御され、ラインＬｂが有するスイッチＳＷ５の導通状態は信号ＳＥＬｂによって制御される。また、ラインＬａが有するスイッチＳＷ６の導通状態は、信号ＳＥＬａをインバータＩＮＶ２ａによって反転させた信号によって制御され、ラインＬｂが有するスイッチＳＷ６の導通状態は、信号ＳＥＬｂをインバータＩＮＶ２ｂによって反転させた信号によって制御される。
【００９１】
信号ＳＥＬａ又はＳＥＬｂによって選択されたラインＬにおいては、スイッチＳＷ５及びスイッチＳＷ６がオン状態となり、フリップフロップＦＦ３及び変換回路１５１に電源電位が供給される。一方、非選択状態のラインＬにおいては、スイッチＳＷ５及びスイッチＳＷ６がオフ状態となり、フリップフロップＦＦ３及び変換回路１５１への電源電位の供給は停止される。このように、映像信号を生成するラインＬが有するラッチ回路１４０及びレベルシフタ１５０に選択的に電力を供給することにより、レベルシフタ回路５３の消費電力を低減することができる。
【００９２】
ここで、スイッチＳＷ６としてトランジスタを用いる場合、スイッチＳＷ６は変換回路１５１と低電源電位ＶＳＳが供給される配線との間に設けることが好ましい。図９に、スイッチＳＷ５としてｐ型のトランジスタＴｒ４を用い、スイッチＳＷ６としてｎ型のトランジスタＴｒ５を用いた構成を示す。スイッチＳＷ６としてｐチャネル型のトランジスタを変換回路１５１と高電源電位ＶＤＤＨが供給される配線との間に設ける場合、トランジスタのソース又はドレインの一方には高電源電位ＶＤＤＨが供給されるため、トランジスタをオフ状態とするためにはゲートに高電位を供給する必要があり、信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂのレベルシフトが必要となる場合がある。一方、図９に示すように、スイッチＳＷ６としてｎ型のトランジスタＴｒ５を変換回路１５１と低電源電位ＶＳＳが供給される配線との間に設け、トランジスタＴｒ５のゲートに信号ＳＥＬａ、ＳＥＬｂの反転信号を供給することにより、トランジスタＴｒ５の導通状態を制御するための電位を別途用意する必要がなく、変換回路１５１への電力の供給を容易に制御することができる。
【００９３】
［選択回路・電位生成回路の構成例］
図１０に、選択回路１６０の構成例を示す。選択回路１６０は、デコーダ１３０及びレベルシフタ１５０によって生成された制御信号に基づいて、映像信号（信号ＳＤ）に対応する電位を出力する機能を有する回路である。ここでは一例として、レベルシフタ１５０から信号Ｐ［０］乃至［６］とその反転信号ＰＢ［０］乃至［６］、及び信号ＰＢ［７］が制御信号として入力され、電位生成回路１７０から２５６種類の参照電位Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆ［０］乃至［２５５］）が入力される場合について説明する。ただし、レベルシフタ１５０から入力される制御信号の数、及び電位生成回路１７０から入力される電位の数は、画素が表示する階調の数に応じて適宜設定することができる。なお、電位生成回路１７０から入力される電位は、Ｖｒｅｆ［０］が最も低く、Ｖｒｅｆ［０］からＶｒｅｆ［２５５］まで順に高くなる電位であるとする。
【００９４】
選択回路１６０は、ｐチャネル型トランジスタによって構成される回路１６１Ｐと、ｎチャネル型トランジスタによって構成される回路１６１Ｎを有する。参照電位Ｖｒｅｆ［０］乃至［１２７］は回路１６１Ｎに入力され、参照電位Ｖｒｅｆ［１２８］乃至［２５５］は回路１６１Ｐに入力される。選択回路１６０は、レベルシフタ１５０から入力された制御信号に基づいて、参照電位Ｖｒｅｆ［０］乃至［２５５］からいずれかの電位を選択して、アンプ１８０に出力する機能を有する。すなわち、選択回路１６０は、映像信号である信号ＳＤに基づいて生成された制御信号に対応する電位（アナログ値）を出力する機能を有する。これにより、映像信号のＤＡ変換を行うことができる。
【００９５】
図１０に示す構成は、ラインＬａ、Ｌｂのどちらに属する選択回路１６０にも用いることができる。ただし、参照電位Ｖｒｅｆは映像信号を供給する画素の構成や表示素子の種類などに合わせて設定されるため、画素３１ａと画素３１ｂ（図１、２参照）の構成が異なる場合には、ラインＬａに属する選択回路１６０とラインＬｂに属する選択回路１６０にはそれぞれ個別の参照電位Ｖｒｅｆが供給される。なお、ラインＬａに属する選択回路１６０に供給される参照電位Ｖｒｅｆは電位生成回路１７０ａによって生成され、ラインＬｂに属する選択回路１６０に供給される参照電位Ｖｒｅｆは電位生成回路１７０ｂによって生成される。
【００９６】
図１１に、電位生成回路１７０の構成例を示す。電位生成回路１７０は、参照電位ＶＲを用いて、選択回路１６０に供給される参照電位Ｖｒｅｆを生成する機能を有する回路である。ここでは、参照電位ＶＲ［０］乃至［８］から参照電位Ｖｒｅｆ［０］乃至［２５５］が生成される例を示しているが、参照電位ＶＲの数は生成する参照電位Ｖｒｅｆの数に応じて適宜設定される。
【００９７】
参照電位ＶＲ［０］乃至［８］はそれぞれ、スイッチＳＷ７［０］乃至［８］を介して選択回路１６０に供給され、参照電位Ｖｒｅｆとして用いられる。図１１における参照電位ＶＲ［０］乃至［８］はそれぞれ、参照電位Ｖｒｅｆ［０］、［３２］、［６４］、［９６］、［１２８］、［１６０］、［１９２］、［２２４］、［２５５］として用いられる。また、参照電位ＶＲ［０］乃至［８］が供給される配線の間には、直列に接続された抵抗Ｒ１が設けられている。隣接する２つの参照電位ＶＲの差を抵抗Ｒ１によって分割することにより、２つの参照電位ＶＲの間の電位を生成し、これらの電位を、上記の９種類以外の参照電位Ｖｒｅｆとして用いることができる。このようにして、参照電位Ｖｒｅｆ［０］乃至［２５５］を生成することができる。なお、抵抗Ｒ１の数は生成される参照電位Ｖｒｅｆの数に応じて設定される。
【００９８】
図１１に示す構成は、電位生成回路１７０ａ、１７０ｂのどちらにも用いることができる。ただし、ラインＬａに属する選択回路１６０とラインＬｂに属する選択回路１６０で用いられる参照電位Ｖｒｅｆが異なる場合は、電位生成回路１７０ａ、１７０ｂにはそれぞれ個別の参照電位ＶＲが供給される。
【００９９】
また、電位生成回路１７０ａのスイッチＳＷ７［０］乃至［８］の導通状態は信号ＳＥＬａによって制御され、電位生成回路１７０ｂのスイッチＳＷ７［０］乃至［８］の導通状態は信号ＳＥＬｂによって制御される。スイッチＳＷ７は、参照電位Ｖｒｅｆを生成するか否かを制御する機能を有する。スイッチＳＷ７にスイッチＳＷ７をオン状態とする信号ＳＥＬａ又は信号ＳＥＬｂが供給されているときは、参照電位ＶＲに基づいて参照電位Ｖｒｅｆが生成される。一方、スイッチＳＷ７にスイッチＳＷ７をオフ状態とする信号ＳＥＬａ又は信号ＳＥＬｂが供給されているときは、参照電位Ｖｒｅｆが生成されない。従って、映像信号を生成するラインＬが有する選択回路１６０に、選択的に参照電位Ｖｒｅｆを供給することができ、ＤＡ変換回路５４の消費電力を低減することができる。
【０１００】
なお、スイッチＳＷ７としては、ゲートに信号ＳＥＬが供給され、ソース又はドレインの一方に参照電位ＶＲが供給されるトランジスタを用いることができる。また、スイッチＳＷ７としてアナログスイッチを用いることもできる。
【０１０１】
［アンプの構成例］
図１２に、複数のアンプ１８０を有する増幅回路５５の構成例を示す。アンプ１８０は、選択回路１６０から入力された電位を増幅して、配線ＳＬに供給する機能を有する回路である。なお、ここではラインＬａ［１］、Ｌｂ［１］、Ｌａ［２］、Ｌｂ［２］に属するアンプ１８０を示しているが、他のアンプ１８０も同様の構成とすることができる。
【０１０２】
アンプ１８０は、スイッチＳＷ８、スイッチＳＷ９、オペアンプＯＰ１、インバータＩＮＶ３を有する。スイッチＳＷ８の第１の端子はオペアンプＯＰ１と接続され、第２の端子は低電源電位ＶＳＳが供給される配線と接続されている。スイッチＳＷ９の第１の端子はオペアンプＯＰ１の出力端子と接続され、第２の端子は固定電位Ｖｃｏｍが供給される配線と接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子は、オペアンプＯＰ１の反転入力端子及び配線ＳＬと接続されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には選択回路１６０から供給される電位が入力される。
【０１０３】
オペアンプＯＰ１は、非反転入力端子に入力された信号に対応する電位を、配線ＳＬに供給する機能を有する。これにより、配線ＳＬに映像信号を供給することができる。
【０１０４】
ラインＬａに属するアンプ１８０が有するスイッチＳＷ８、ＳＷ９の導通状態はそれぞれ、インバータＩＮＶ３から供給される信号ＳＥＬａの反転信号、及び信号ＳＥＬａによって制御される。ラインＬｂに属するアンプ１８０が有するスイッチＳＷ８、ＳＷ９の導通状態はそれぞれ、インバータＩＮＶ３から供給される信号ＳＥＬｂの反転信号、及び信号ＳＥＬｂによって制御される。
【０１０５】
信号ＳＥＬａ又はＳＥＬｂによって選択されたラインＬにおいては、スイッチＳＷ８がオン状態、スイッチＳＷ９がオフ状態となり、オペアンプＯＰ１に電源電位が供給される。一方、非選択状態のラインＬにおいては、スイッチＳＷ８がオフ状態となり、オペアンプＯＰ１への電源電位の供給は停止される。このように、配線ＳＬに映像信号を供給するラインＬが有するアンプ１８０に選択的に電力を供給することにより、増幅回路５５の消費電力を低減することができる。また、非選択状態のラインＬにおいては、スイッチＳＷ９がオン状態となり、配線ＳＬには固定電位Ｖｃｏｍが供給される。これにより、アンプ１８０が選択されていない期間における、配線ＳＬの電位の変動を防止することができる。
【０１０６】
なお、スイッチＳＷ８、ＳＷ９としては、トランジスタを用いることができる。図１３に、スイッチＳＷ８、ＳＷ９としてそれぞれｎチャネル型のトランジスタＴｒ６、Ｔｒ７を用いた構成を示す。
【０１０７】
トランジスタＴｒ６のゲートはインバータＩＮＶ３の出力端子と接続され、ソース又はドレインの一方はオペアンプＯＰ１と接続され、ソース又はドレインの他方は低電源電位ＶＳＳが供給される配線と接続されている。トランジスタＴｒ７のゲートは信号ＳＥＬが供給される配線と接続され、ソース又はドレインの一方は配線ＳＬと接続され、ソース又はドレインの他方は固定電位Ｖｃｏｍが供給される配線と接続されている。
【０１０８】
トランジスタＴｒ６、Ｔｒ７としては、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタＴｒ６としてＯＳトランジスタを用いた場合、アンプ１８０が非選択状態である期間において、トランジスタＴｒ６を流れる電流を極めて小さくすることができ、電力の供給の停止をより効果的に行うことができる。また、トランジスタＴｒ７としてＯＳトランジスタを用いた場合、アンプ１８０が選択状態である期間において、配線ＳＬの電位の変動を極めて小さくすることができる。
【０１０９】
以上のように、レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０、ラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０、選択回路１６０、アンプ１８０への電力の供給の制御は、それぞれ個別に行うことができる。そのため、図３において、映像信号を生成するラインＬには電力を供給し、映像信号の生成を行わないラインＬへの電力の供給を停止することができる。これにより、図１に示す駆動回路５０が画素群３０ａ、３０ｂに共有されている場合においても、映像信号の生成に用いられない回路への電力の供給を停止することができ、駆動回路の面積の縮小と消費電力の削減を両立することができる。
【０１１０】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０１１１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した駆動回路の変形例について説明する。
【０１１２】
＜変形例１＞
図１４に、駆動回路５０の構成例を示す。図１４に示す駆動回路５０は、デコーダ回路５２から出力される信号が、ラインＬａに属するラッチ回路１４０とラインＬｂに属するラッチ回路１４０の一方に、選択的に供給される構成を有する点において、図３と異なる。すなわち、図１４に示す駆動回路５０は、レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０がラインＬａとラインＬｂによって共有されている構成を有する。
【０１１３】
駆動回路５０は、デコーダ回路５２とレベルシフタ回路５３との間に、スイッチＳＷ１０を有する。スイッチＳＷ１０は、デコーダ１３０と接続されるラッチ回路１４０を選択する機能を有する。具体的には、スイッチＳＷ１０は、ラインＬａに属するラッチ回路１４０とラインＬｂに属するラッチ回路１４０のどちらか一方を、デコーダ１３０と接続する機能を有する。
【０１１４】
図１５（Ａ）に、スイッチＳＷ１０の具体的な構成例を示す。スイッチＳＷ１０は、インバータＩＮＶ４、アナログスイッチＡＳ２、アナログスイッチＡＳ３を有する。アナログスイッチＡＳ２の第１の端子はデコーダ１３０と接続され、第２の端子はラインＬａに属するラッチ回路１４０と接続されている。アナログスイッチＡＳ３の第１の端子はデコーダ１３０と接続され、第２の端子はラインＬｂに属するラッチ回路１４０と接続されている。アナログスイッチＡＳ２、ＡＳ３にはそれぞれ、信号ＳＤＥＣと、信号ＳＤＥＣをインバータＩＮＶ４によって反転させた信号が入力される。なお、信号ＳＤＥＣは、デコーダ１３０と接続されるラインＬを選択する機能を有する。
【０１１５】
信号ＳＤＥＣによってラインＬａが選択されると、アナログスイッチＡＳ２がオン状態、アナログスイッチＡＳ３がオフ状態となり、デコーダ１３０はラインＬａに属するラッチ回路１４０と接続される。一方、信号ＳＤＥＣによってラインＬｂが選択されると、アナログスイッチＡＳ２がオフ状態、アナログスイッチＡＳ３がオン状態となり、デコーダ１３０はラインＬｂに属するラッチ回路１４０と接続される。このように、スイッチＳＷ１０を用いることにより、デコーダ１３０から出力される信号が供給されるラッチ回路１４０を選択することができる。
【０１１６】
また、アナログスイッチＡＳ２の第２の端子は、抵抗Ｒ２ａを介して、固定電位が供給される配線と接続され、アナログスイッチＡＳ３の第２の端子は、抵抗Ｒ２ｂを介して、固定電位が供給される配線と接続されている。これにより、アナログスイッチＡＳ２又はＡＳ３がオフ状態であるときに、ラッチ回路１４０に中間電位が入力されることを防止することができる。
【０１１７】
また、図１５（Ｂ）に示すように、抵抗Ｒ２ａ、Ｒ２ｂの代わりにスイッチＳＷ２０ａ、ＳＷ２０ｂを用いることもできる。スイッチＳＷ２０ａ、ＳＷ２０ｂの導通状態は信号ＳＤＥＣによって制御される。アナログスイッチＡＳ２とスイッチＳＷ２０ａは導通状態が逆となるように制御され、アナログスイッチＡＳ３とスイッチＳＷ２０ｂは導通状態が逆となるように制御される。
【０１１８】
図１４に示す駆動回路５０は、図３に示される各回路のうち、ラインＬａとラインＬｂで機能が共通するレジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０を共有化したものに相当する。このように、駆動回路５０内で機能が共通する回路を共有化することにより、駆動回路５０の面積の縮小を図ることができる。
【０１１９】
なお、図１４においてラインＬａとラインＬｂの両方が選択される場合は、レジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０を倍速で駆動することが好ましい。これにより、フレームレートを下げることなく画素部２０に映像を表示することができる。
【０１２０】
＜変形例２＞
図１６に、駆動回路５０の構成例を示す。図１６に示す駆動回路５０は、図１４において、増幅回路５５の代わりに保持回路５６を設けた構成に相当する。保持回路５６は、ＤＡ変換回路５４から入力された電位を保持し、配線ＳＬに出力される電位を維持する機能を有する。
【０１２１】
保持回路５６は、複数のサンプルホールド回路１９０を有する。サンプルホールド回路１９０は、選択回路１６０から入力された電位を保持し、当該電位を配線ＳＬに出力する機能を有する。これにより、サンプルホールド回路１９０に電位が保持されている期間において、配線ＳＬに映像信号を供給し続けることができる。サンプルホールド回路１９０の構成例を、図１７に示す。
【０１２２】
図１７に示すサンプルホールド回路１９０は、トランジスタＴｒ８、容量素子Ｃ１、オペアンプＯＰ２を有する。なお、ここではラインＬａ［１］、Ｌｂ［１］、Ｌａ［２］、Ｌｂ［２］に属するサンプルホールド回路１９０を示しているが、他のサンプルホールド回路１９０も同様の構成とすることができる。
【０１２３】
トランジスタＴｒ８のソース又はドレインの一方は同じラインＬに属する選択回路１６０と接続され、ソース又はドレインの他方は容量素子Ｃ１の一方の電極、及びオペアンプＯＰ２の非反転入力端子と接続されている。容量素子Ｃ１の他方の電極は、固定電位が供給される配線と接続されている。オペアンプＯＰ２の出力端子は、オペアンプＯＰ２の反転入力端子、及び配線ＳＬと接続されている。なお、ラインＬａに属するサンプルホールド回路１９０が有するトランジスタＴｒ８のゲートには信号ＳＳＨａが供給され、ラインＬｂに属するサンプルホールド回路１９０が有するトランジスタＴｒ８のゲートには信号ＳＳＨｂが供給される。
【０１２４】
信号ＳＳＨａ又は信号ＳＳＨｂとしてハイレベルの電位が供給されると、トランジスタＴｒ８がオン状態となり、選択回路１６０から入力された電位が容量素子Ｃ１に供給される。その後、信号ＳＳＨａ又は信号ＳＳＨｂとしてローレベルの電位が供給されると、トランジスタＴｒ８がオフ状態となり、容量素子Ｃ１の一方の電極の電位が保持される。
【０１２５】
トランジスタＴｒ８がオフ状態である期間において、オペアンプＯＰ２の出力端子から容量素子Ｃ１の一方の電極の電位が出力される。これにより、選択回路１６０から電位が供給されない期間においても配線ＳＬに映像信号を供給することができ、画素群３０に表示される映像を維持することができる。
【０１２６】
なお、トランジスタＴｒ８として、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、容量素子Ｃ１の一方の電極の電位を極めて長期間にわたって保持することができ、画素群３０に表示される映像を長期間維持することができる。
【０１２７】
例えば、図１における画素群３０ａに表示される映像が静止画である場合、ラインＬａに属するサンプルホールド回路１９０に電位を保持することにより、配線ＳＬａの電位を維持することができる。これにより、ラインＬａにおいて映像信号を生成する頻度を減らし、ラインＬａに属するレジスタ１１０、ラッチ回路１２０、デコーダ１３０、ラッチ回路１４０、レベルシフタ１５０、選択回路１６０への電力の供給を停止することができる。よって、駆動回路５０の消費電力を低減することができる。
【０１２８】
なお、駆動回路５０は、増幅回路５５と保持回路５６の両方を備えていてもよい。
【０１２９】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０１３０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置の具体的な構成例について説明する。
【０１３１】
前述の通り、図１等に示す画素３１ａ、３１ｂには、異なる表示素子を設けることができる。以下、画素３１ａ、３１ｂに異なる表示素子を設けた場合の画素部の構成例について説明する。なお、ここでは一例として、画素３１ａに反射型の液晶素子が設けられ、画素３１ｂに発光素子が設けられた表示装置の構成例について説明する。
【０１３２】
本実施の形態の表示装置は、反射型の液晶素子を用いて映像を表示する第１のモード、発光素子を用いて映像を表示する第２のモード、並びに、反射型の液晶素子及び発光素子を用いて映像を表示する第３のモードを有し、これらのモードを自動または手動で切り替えて使用することができる。
【０１３３】
第１のモードでは、反射型の液晶素子と外光を用いて映像を表示する。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき（明るい環境下など）は、反射型の液晶素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、文字を表示することに適したモードである。また、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【０１３４】
第２のモードでは、発光素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。
【０１３５】
第３のモードでは、反射型の液晶素子による反射光と、発光素子による発光の両方を利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
本実施の形態の表示装置は、反射型の液晶素子を有する画素３１ａと、発光素子を有する画素３１ｂとをそれぞれ複数有する。画素３１ａと画素３１ｂは、それぞれ、図２に示すようにマトリクス状に配置されることが好ましい。
【０１３８】
画素３１ａ及び画素３１ｂ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。
【０１３９】
本実施の形態の表示装置は、画素３１ａと画素３１ｂ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、画素３１ａでは白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、画素３１ｂではフルカラー表示を行う構成とすることができる。画素３１ａ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。
【０１４０】
＜表示装置の構成例＞
図１８乃至図２１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。
【０１４１】
［構成例１］
図１８は、表示装置６００の斜視概略図である。表示装置６００は、基板６５１と基板６６１とが貼り合わされた構成を有する。図１８では、基板６６１を破線で明示している。
【０１４２】
表示装置６００は、表示部６６２、回路６６４、配線６６５等を有する。図１８では表示装置６００にＩＣ（集積回路）６７３及びＦＰＣ６７２が実装されている例を示している。そのため、図１８に示す構成は、表示装置６００、ＩＣ６７３、及びＦＰＣ６７２を有する表示モジュールということもできる。
【０１４３】
回路６６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【０１４４】
配線６６５は、表示部６６２及び回路６６４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、ＦＰＣ６７２を介して外部から、またはＩＣ６７３から配線６６５に入力される。
【０１４５】
図１８では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板６５１にＩＣ６７３が設けられている例を示す。ＩＣ６７３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６００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。
【０１４６】
図１８には、表示部６６２の一部の拡大図を示している。表示部６６２には、複数の表示素子が有する電極６１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極６１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子の反射電極として機能する。
【０１４７】
また、図１８に示すように、電極６１１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部６６２は、電極６１１ｂよりも基板６５１側に、発光素子を有する。発光素子からの光は、電極６１１ｂの開口４５１を介して基板６６１側に射出される。発光素子の発光領域の面積と開口４５１の面積とは等しくてもよい。発光素子の発光領域の面積と開口４５１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４５１の面積は、発光素子の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口４５１が小さいと、発光素子からの光の一部が電極６１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５１を十分に大きくすることで、発光素子の発光が無駄になることを抑制できる。
【０１４８】
図１９に、図１８で示した表示装置６００の、ＦＰＣ６７２を含む領域の一部、回路６６４を含む領域の一部、及び表示部６６２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。
【０１４９】
図１９に示す表示装置６００は、基板６５１と基板６６１の間に、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、トランジスタ５０６、液晶素子４８０、発光素子４７０、絶縁層５２０、着色層４３１、着色層４３４等を有する。基板６６１と絶縁層５２０は接着層４４１を介して接着されている。基板６５１と絶縁層５２０は接着層４４２を介して接着されている。
【０１５０】
基板６６１には、着色層４３１、遮光層４３２、絶縁層４２１、及び液晶素子４８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜４３３ｂ、絶縁層４１７等が設けられている。基板６６１の外側の面には、偏光板４３５を有する。絶縁層４２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層４２１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４１７は、液晶素子４８０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４１７が可視光を透過する場合は、絶縁層４１７を液晶素子４８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
【０１５１】
液晶素子４８０は反射型の液晶素子である。液晶素子４８０は、画素電極として機能する電極６１１ａ、液晶層４１２、電極４１３が積層された積層構造を有する。電極６１１ａの基板６５１側に接して、可視光を反射する電極６１１ｂが設けられている。電極６１１ｂは開口４５１を有する。電極６１１ａ及び電極４１３は可視光を透過する。液晶層４１２と電極６１１ａの間に配向膜４３３ａが設けられている。液晶層４１２と電極４１３の間に配向膜４３３ｂが設けられている。
【０１５２】
液晶素子４８０において、電極６１１ｂ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６６１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６１１ｂ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６１１ｂ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。
【０１５３】
図１９に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極６１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５１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。
【０１５４】
接続部５０７において、電極６１１ｂは、導電層５２１ｂを介して、トランジスタ５０６が有する導電層５２２ａと接続されている。トランジスタ５０６は、液晶素子４８０の駆動を制御する機能を有する。
【０１５５】
接着層４４１が設けられる一部の領域には、接続部５５２が設けられている。接続部５５２において、電極６１１ａ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５４３により接続されている。したがって、基板６６１側に形成された電極４１３に、基板６５１側に接続されたＦＰＣ６７２から入力される信号または電位を、接続部５５２を介して供給することができる。
【０１５６】
接続体５４３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５４３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５４３は、図１９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５４３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。
【０１５７】
接続体５４３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、硬化前の接着層４４１に接続体５４３を分散させておけばよい。
【０１５８】
発光素子４７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子４７０は、絶縁層５２０側から画素電極として機能する電極４９１、ＥＬ層４９２、及び共通電極として機能する電極４９３の順に積層された積層構造を有する。電極４９１は、絶縁層５１４に設けられた開口を介して、トランジスタ５０５が有する導電層５２２ｂと接続されている。トランジスタ５０５は、発光素子４７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層５１６が電極４９１の端部を覆っている。電極４９３は可視光を反射する材料を含み、電極４９１は可視光を透過する材料を含む。電極４９３を覆って絶縁層４９４が設けられている。発光素子４７０が発する光は、着色層４３４、絶縁層５２０、開口４５１、電極６１１ａ等を介して、基板６６１側に射出される。
【０１５９】
液晶素子４８０及び発光素子４７０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６００は、液晶素子４８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置６００は、発光素子４７０を用いて、カラー表示を行うことができる。
【０１６０】
トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６は、いずれも絶縁層５２０の基板６５１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。
【０１６１】
液晶素子４８０と電気的に接続される回路は、発光素子４７０と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。
【０１６２】
液晶素子４８０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４７０の画素電極とは反対に位置する。
【０１６３】
ここで、トランジスタ５０６にＯＳトランジスタを適用した場合や、トランジスタ５０６と接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子４８０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。
【０１６４】
トランジスタ５０３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５０５は、発光素子４７０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。
【０１６５】
絶縁層５２０の基板６５１側には、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層５１１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５１２は、トランジスタ５０６等を覆って設けられる。絶縁層５１３は、トランジスタ５０５等を覆って設けられている。絶縁層５１４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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６は、ゲートとして機能する導電層５２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層５１１、ソース及びドレインとして機能する導電層５２２ａ及び導電層５２２ｂ、並びに、半導体層５３１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。
【０１６８】
トランジスタ５０１及びトランジスタ５０５は、トランジスタ５０３及びトランジスタ５０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層５２３を有する。
【０１６９】
トランジスタ５０１及びトランジスタ５０５には、チャネル形成領域を有する半導体層を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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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６６４が有するトランジスタと、表示部６６２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６６４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、表示部６６２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。
【０１７２】
導電層５２３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５２３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５１２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５１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層５３１に供給され、半導体層５３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０１７３】
特に、導電層５２３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５１３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５１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層５２３中に水素が供給され、導電層５２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０１７４】
絶縁層５１３に接して着色層４３４が設けられている。着色層４３４は、絶縁層５１４に覆われている。
【０１７５】
基板６５１と基板６６１が重ならない領域には、接続部５０４が設けられている。接続部５０４では、配線６６５が接続層５４２を介してＦＰＣ６７２と接続されている。接続部５０４は接続部５０７と同様の構成を有している。接続部５０４の上面は、電極６１１ａ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５０４とＦＰＣ６７２とを接続層５４２を介して接続することができる。
【０１７６】
基板６６１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４８０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。
【０１７７】
なお、基板６６１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６６１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。
【０１７８】
基板６５１及び基板６６１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６５１及び基板６６１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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
［構成例２］
図２０に示す表示装置６００Ａは、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６を有さず、トランジスタ５８１、トランジスタ５８４、トランジスタ５８５、及びトランジスタ５８６を有する点で、主に表示装置６００と異なる。
【０１８２】
なお、図２０では、絶縁層４１７及び接続部５０７等の位置も図１９と異なる。図２０では、画素の端部を図示している。絶縁層４１７は、着色層４３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層４１７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。
【０１８３】
トランジスタ５８４及びトランジスタ５８５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４７０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４７０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。
【０１８４】
トランジスタ５８１、トランジスタ５８４、及びトランジスタ５８６は、導電層５２１ａ、絶縁層５１１、半導体層５３１、導電層５２２ａ、及び導電層５２２ｂを有する。導電層５２１ａは、絶縁層５１１を介して半導体層５３１と重なる。導電層５２２ａ及び導電層５２２ｂは、半導体層５３１と電気的に接続される。トランジスタ５８１は、導電層５２３を有する。
【０１８５】
トランジスタ５８５は、導電層５２２ｂ、絶縁層５１７、半導体層５６１、導電層５２３、絶縁層５１２、絶縁層５１３、導電層５６３ａ、及び導電層５６３ｂを有する。導電層５２２ｂは、絶縁層５１７を介して半導体層５６１と重なる。導電層５２３は、絶縁層５１２及び絶縁層５１３を介して半導体層５６１と重なる。導電層５６３ａ及び導電層５６３ｂは、半導体層５６１と電気的に接続される。
【０１８６】
導電層５２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層５１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層５２２ａ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５８６が有する導電層５２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
【０１８７】
トランジスタ５８４とトランジスタ５８５が共有している導電層５２２ｂは、トランジスタ５８４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５８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層５１７、絶縁層５１２、及び絶縁層５１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層５６３ａ及び導電層５６３ｂ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５２３は、ゲートとして機能する。
【０１８８】
［構成例３］
図２１に、表示装置６００Ｂの表示部の断面図を示す。
【０１８９】
図２１に示す表示装置６００Ｂは、基板６５１と基板６６１の間に、トランジスタ５４０、トランジスタ５８０、液晶素子４８０、発光素子４７０、絶縁層５２０、着色層４３１、着色層４３４等を有する。
【０１９０】
液晶素子４８０では、外光を電極６１１ｂが反射し、基板６６１側に反射光を射出する。発光素子４７０は、基板６６１側に光を射出する。
【０１９１】
基板６６１には、着色層４３１、絶縁層４２１、及び液晶素子４８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜４３３ｂが設けられている。
【０１９２】
液晶層４１２は、配向膜４３３ａ及び配向膜４３３ｂを介して、電極６１１ａ及び電極４１３の間に挟持されている。
【０１９３】
トランジスタ５４０は、絶縁層５１２及び絶縁層５１３で覆われている。絶縁層５１３と着色層４３４は、接着層４４２によって、絶縁層４９４と貼り合わされている。
【０１９４】
表示装置６００Ｂは、液晶素子４８０を駆動するトランジスタ５４０と発光素子４７０を駆動するトランジスタ５８０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。
【０１９５】
＜画素の構成例＞
次に、表示装置が有する画素の具体的な構成例について、図２２乃至図２４を用いて説明する。
【０１９６】
図２２（Ａ）は、表示装置６０１のブロック図である。表示装置６０１は、表示部６６２、回路ＧＤ、及び回路ＳＤを有する。表示部６６２は、マトリクス状に配列した複数の画素ユニット６９０を有する。表示部６６２、回路ＧＤ、及び回路ＳＤ、画素ユニット６９０はそれぞれ、図２における画素部２０、駆動回路４０、駆動回路５０、画素ユニット２１に対応する。
【０１９７】
表示装置６０１は、複数の配線ＧＬａ、複数の配線ＧＬｂ、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線ＳＬａ、及び複数の配線ＳＬｂを有する。複数の配線ＧＬａ、複数の配線ＧＬｂ、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に配列した複数の画素ユニット６９０及び回路ＧＤと接続されている。複数の配線ＳＬａ及び複数の配線ＳＬｂは、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素ユニット６９０及び回路ＳＤと接続されている。
【０１９８】
画素ユニット６９０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。
【０１９９】
図２２（Ｂ１）乃至（Ｂ４）に、画素ユニット６９０が有する電極６１１の構成例を示す。電極６１１は、液晶素子の反射電極として機能する。図２２（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極６１１には、開口４５１が設けられている。
【０２００】
図２２（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極６１１と重なる領域に位置する発光素子６６０を破線で示している。発光素子６６０は、電極６１１が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子６６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０２０１】
図２２（Ｂ１）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素ユニット６９０が異なる色に対応する画素である。このとき、図２２（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極６１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子６６０を離すことが可能で、発光素子６６０が発する光が隣接する画素ユニット６９０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子６６０を離して配置することができるため、発光素子６６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
【０２０２】
図２２（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素ユニット６９０が異なる色に対応する画素である。図２２（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極６１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。
【０２０３】
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きいほど、発光素子６６０を用いた表示を明るくすることができる。
【０２０４】
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
【０２０５】
また、図２２（Ｂ３）、（Ｂ４）に示すように、電極６１１が設けられていない部分に、発光素子６６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子６６０が発する光は、表示面側に射出される。
【０２０６】
図２２（Ｂ３）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素ユニット６９０において、発光素子６６０が一列に配列されていない。図２２（Ｂ４）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、発光素子６６０が一列に配列されている。
【０２０７】
図２２（Ｂ３）の構成は、隣接する２つの画素ユニット６９０が有する発光素子６６０どうしを離すことができるため、上述の通り、クロストークの抑制、及び、高精細化が可能となる。また、図２２（Ｂ４）の構成では、発光素子６６０の矢印Ｃに平行な辺側に、電極６１１が位置しないため、発光素子６６０の光が電極６１１に遮られることを抑制でき、高い視野角特性を実現できる。
【０２０８】
回路ＧＤには、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路ＧＤには、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路ＧＤが有するトランジスタは、画素ユニット６９０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。
【０２０９】
回路ＳＤは、配線ＳＬａと接続される。回路ＳＤには、上記実施の形態で説明した駆動回路５０を用いることができる。
【０２１０】
例えば、ＣＯＧ方式またはＣＯＦ方式等を用いて、画素ユニット６９０と電気的に接続されるパッドに回路ＳＤを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
【０２１１】
図２３は、画素ユニット６９０の回路図の一例である。図２３では、隣接する２つの画素ユニット６９０を示している。
【０２１２】
画素ユニット６９０は、スイッチＳＷ１１、容量素子Ｃ１１、液晶素子６４０を有する画素６９１ａと、スイッチＳＷ１２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ１２、及び発光素子６６０を有する画素６９１ｂを有する。画素６９１ａ、６９１ｂはそれぞれ、図１、２における画素３１ａ、３１ｂに対応する。また、画素ユニット６９０には、配線ＧＬａ、配線ＧＬｂ、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線ＳＬａ、及び配線ＳＬｂが接続されている。また、図２３では、液晶素子６４０と接続された配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子６６０と接続された配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０２１３】
図２３では、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２にトランジスタを用いた場合の例を示している。
【０２１４】
スイッチＳＷ１１のゲートは、配線ＧＬａと接続されている。スイッチＳＷ１１のソース又はドレインの一方は、配線ＳＬａと接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１１の一方の電極、及び液晶素子６４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子６４０の他方の電極は配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０２１５】
スイッチＳＷ１２のゲートは、配線ＧＬｂと接続されている。スイッチＳＷ１２のソース又はドレインの一方は、配線ＳＬｂと接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ１２の他方の電極は、トランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソース又はドレインの他方は、発光素子６６０の一方の電極と接続されている。発光素子６６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２１６】
図２３では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
【０２１７】
配線ＶＣＯＭ１、配線ＣＳＣＯＭには、それぞれ所定の電位を与えることができる。
【０２１８】
配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子６６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。
【０２１９】
図２３に示す画素ユニット６９０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線ＧＬａ及び配線ＳＬａに与える信号により駆動し、液晶素子６４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線ＧＬｂ及び配線ＳＬｂに与える信号により駆動し、発光素子６６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線ＧＬａ、配線ＧＬｂ、配線ＳＬａ及び配線ＳＬｂのそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０２２０】
配線ＳＬａには、図３に示すラインＬａから映像信号が供給され、配線ＳＬｂには、図３に示すラインＬｂから映像信号が供給される。
【０２２１】
なお、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素６９１ａ、６９１ｂに映像信号を極めて長期間保持することができ、画素６９１ａ、６９１ｂに表示された階調を長期間維持することができる。
【０２２２】
なお、図２３では一つの画素ユニット６９０に、一つの液晶素子６４０と一つの発光素子６６０とを有する例を示したが、これに限られない。図２４（Ａ）は、一つの画素ユニット６９０に一つの液晶素子６４０と４つの発光素子６６０（発光素子６６０ｒ、６６０ｇ、６６０ｂ、６６０ｗ）を有する例を示している。図２４（Ａ）に示す画素６９１ｂは、図２３とは異なり、１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。
【０２２３】
図２４（Ａ）では、画素ユニット６９０に配線ＧＬｂａ、配線ＧＬｂｂ、配線ＳＬｂａ、配線ＳＬｂｂが接続されている。
【０２２４】
図２４（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子６６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子６４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
【０２２５】
図２４（Ｂ）に、図２４（Ａ）に対応した画素ユニット６９０の構成例を示す。画素ユニット６９０は、電極６１１が有する開口部と重なる発光素子６６０ｗと、電極６１１の周囲に配置された発光素子６６０ｒ、発光素子６６０ｇ、及び発光素子６６０ｂとを有する。発光素子６６０ｒ、発光素子６６０ｇ、及び発光素子６６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０２２６】
画素ユニットが、配線ＳＬａ、配線ＳＬｂａ、配線ＳＬｂｂと接続されている場合、図３に示す駆動回路５０には、ラインＬａ、ラインＬｂａ、ラインＬｂｂが設けられる。そして、ラインＬａ、ラインＬｂａ、ラインＬｂｂにおいて生成された映像信号がそれぞれ、配線ＳＬａ、配線ＳＬｂａ、配線ＳＬｂｂに供給される。
【０２２７】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２２８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置を用いた表示モジュールの構成例について説明する。
【０２２９】
図２５に示す表示モジュール１０００は、上部カバー１００１と下部カバー１００２との間に、ＦＰＣ１００３に接続されたタッチパネル１００４、ＦＰＣ１００５に接続された表示装置１００６、フレーム１００９、プリント基板１０１０、及びバッテリ１０１１を有する。
【０２３０】
上記実施の形態で説明した表示装置は、表示装置１００６として用いることができる。
【０２３１】
上部カバー１００１及び下部カバー１００２は、タッチパネル１００４及び表示装置１００６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。
【０２３２】
タッチパネル１００４としては、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチパネルを表示装置１００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル１００４を設けず、表示装置１００６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。
【０２３３】
フレーム１００９は、表示装置１００６の保護機能の他、プリント基板１０１０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１００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０２３４】
プリント基板１０１０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１０１１による電源であってもよい。バッテリ１０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０２３５】
また、表示モジュール１０００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。
【０２３６】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２３７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態において用いることができるＯＳトランジスタの構成例について説明する。
【０２３８】
＜トランジスタの構成例＞
図２６（Ａ）は、トランジスタの構成例を示す上面図である。図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）のＸ１−Ｘ２線断面図であり、図２６（Ｃ）はＹ１−Ｙ２線断面図である。ここでは、Ｘ１−Ｘ２線の方向をチャネル長方向と、Ｙ１−Ｙ２線方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。図２６（Ｂ）は、トランジスタのチャネル長方向の断面構造を示す図であり、図２６（Ｃ）は、トランジスタのチャネル幅方向の断面構造を示す図である。なお、デバイス構造を明確にするため、図２６（Ａ）では、一部の構成要素が省略されている。
【０２３９】
本発明の一態様に係る半導体装置は、絶縁層８１２乃至８２０、金属酸化物膜８２１乃至８２４、導電層８５０乃至８５３を有する。トランジスタ８０１は絶縁表面に形成される。図２６では、トランジスタ８０１が絶縁層８１１上に形成される場合を例示している。トランジスタ８０１は絶縁層８１８及び絶縁層８１９で覆われている。
【０２４０】
なお、トランジスタ８０１を構成している絶縁層、金属酸化物膜、導電層等は、単層であっても、複数の膜が積層されたものであってもよい。これらの作製には、スパッタリング法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、パルスレーザアブレーション法（ＰＬＡ法）、ＣＶＤ法、原子層堆積法（ＡＬＤ法）などの各種の成膜方法を用いることができる。なお、ＣＶＤ法は、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、有機金属ＣＶＤ法などがある。
【０２４１】
導電層８５０は、トランジスタ８０１のゲート電極として機能する領域を有する。導電層８５１、導電層８５２は、ソース電極又はドレイン電極として機能する領域を有する。導電層８５３は、バックゲート電極として機能する領域を有する。絶縁層８１７は、ゲート電極（フロントゲート電極）側のゲート絶縁層として機能する領域を有し、絶縁層８１４乃至絶縁層８１６の積層で構成される絶縁層は、バックゲート電極側のゲート絶縁層として機能する領域を有する。絶縁層８１８は層間絶縁層としての機能を有する。絶縁層８１９はバリア層としての機能を有する。
【０２４２】
金属酸化物膜８２１乃至８２４をまとめて酸化物層８３０と呼ぶ。図２６（Ｂ）、図２６（Ｃ）に示すように、酸化物層８３０は、金属酸化物膜８２１、金属酸化物膜８２２、金属酸化物膜８２４が順に積層されている領域を有する。また、一対の金属酸化物膜８２３は、それぞれ導電層８５１、導電層８５２上に位置する。トランジスタ８０１がオン状態のとき、チャネル形成領域は酸化物層８３０のうち主に金属酸化物膜８２２に形成される。
【０２４３】
金属酸化物膜８２４は、金属酸化物膜８２１乃至８２３、導電層８５１、導電層８５２を覆っている。絶縁層８１７は金属酸化物膜８２３と導電層８５０との間に位置する。導電層８５１、導電層８５２はそれぞれ、金属酸化物膜８２３、金属酸化物膜８２４、絶縁層８１７を介して、導電層８５０と重なる領域を有する。
【０２４４】
導電層８５１及び導電層８５２は、金属酸化物膜８２１及び金属酸化物膜８２２を形成するためのハードマスクから作製されている。そのため、導電層８５１及び導電層８５２は、金属酸化物膜８２１および金属酸化物膜８２２の側面に接する領域を有していない。例えば、次のような工程を経て、金属酸化物膜８２１、８２２、導電層８５１、導電層８５２を作製することができる。まず、積層された２層の金属酸化物膜上に導電膜を形成する。この導電膜を所望の形状に加工（エッチング）して、ハードマスクを形成する。ハードマスクを用いて、２層の金属酸化物膜の形状を加工し、積層された金属酸化物膜８２１及び金属酸化物膜８２２を形成する。次に、ハードマスクを所望の形状に加工して、導電層８５１及び導電層８５２を形成する。
【０２４５】
絶縁層８１１乃至８１８に用いられる絶縁材料には、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、アルミニウムシリケートなどがある。絶縁層８１１乃至８１８はこれらの絶縁材料でなる単層、又は積層して構成される。絶縁層８１１乃至８１８を構成する層は、複数の絶縁材料を含んでいてもよい。
【０２４６】
なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、酸素の含有量が窒素よりも多い化合物であり、窒化酸化物とは、窒素の含有量が酸素よりも多い化合物のことを意味する。
【０２４７】
酸化物層８３０の酸素欠損の増加を抑制するため、絶縁層８１６乃至絶縁層８１８は、酸素を含む絶縁層であることが好ましい。絶縁層８１６乃至絶縁層８１８は、加熱により酸素が放出される絶縁膜（以下、「過剰酸素を含む絶縁膜」ともいう）で形成されることがより好ましい。過剰酸素を含む絶縁膜から酸化物層８３０に酸素を供給することで、酸化物層８３０の酸素欠損を補償することができる。トランジスタ８０１の信頼性および電気的特性を向上することができる。
【０２４８】
過剰酸素を含む絶縁層膜とは、ＴＤＳ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：昇温脱離ガス分光法）において、膜の表面温度が１００℃以上７００℃以下、又は１００℃以上５００℃以下の範囲における酸素分子の放出量が１．０×１０１８［分子／ｃｍ３］以上である膜とする。酸素分子の放出量は、３．０×１０２０分子／ｃｍ３以上であることがより好ましい。
【０２４９】
過剰酸素を含む絶縁膜は、絶縁膜に酸素を添加する処理を行って形成することができる。酸素を添加する処理は、酸素雰囲気下による熱処理や、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、又はプラズマ処理などを用いて行うことができる。酸素を添加するためのガスとしては、１６Ｏ２もしくは１８Ｏ２などの酸素ガス、亜酸化窒素ガス又はオゾンガスなどを用いることができる。
【０２５０】
酸化物層８３０の水素濃度の増加を防ぐために、絶縁層８１２乃至８１９中の水素濃度を低減することが好ましい。特に絶縁層８１３乃至８１８の水素濃度を低減することが好ましい。具体的には、水素濃度は、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、好ましくは５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下が好ましく、１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下がより好ましく、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。
【０２５１】
上掲の水素濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で測定された値である。
【０２５２】
トランジスタ８０１において、酸素および水素に対してバリア性をもつ絶縁層（以下、バリア層ともいう）によって酸化物層８３０が包み込まれる構造であることが好ましい。このような構造であることで、酸化物層８３０から酸素が放出されること、酸化物層８３０に水素が侵入することを抑えることができ、トランジスタ８０１の信頼性、電気的特性を向上できる。
【０２５３】
例えば、絶縁層８１９をバリア層として機能させ、かつ絶縁層８１１、８１２、８１４の少なくとも１つをバリア層と機能させればよい。バリア層は、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム、窒化シリコンなどの材料で形成することができる。
【０２５４】
絶縁層８１１乃至８１９の構成例を記す。この例では、絶縁層８１１、８１２、８１５、８１９は、それぞれ、バリア層として機能する。絶縁層８１６乃至８１８は過剰酸素を含む酸化物層である。絶縁層８１１は窒化シリコンであり、絶縁層８１２は酸化アルミニウムであり、絶縁層８１３は酸化窒化シリコンである。バックゲート側のゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層８１４乃至８１６は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化シリコンの積層である。フロントゲート側のゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層８１７は、酸化窒化シリコンである。層間絶縁層としての機能を有する絶縁層８１８は、酸化シリコンである。絶縁層８１９は酸化アルミニウムである。
【０２５５】
導電層８５０乃至８５３に用いられる導電材料には、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等の金属、又は上述した金属を成分とする金属窒化物（窒化タンタル、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン）等がある。インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を用いることができる。
【０２５６】
導電層８５０乃至８５３の構成例を記す。導電層８５０は窒化タンタル、又はタングステン単層である。あるいは、導電層８５０は窒化タンタル、タンタルおよび窒化タンタルでなる積層である。導電層８５１は、窒化タンタル単層、又は窒化タンタルとタングステンとの積層である。導電層８５２の構成は導電層８５１と同じである。導電層８５３ａは窒化タンタルであり、導電層８５３ｂはタングステンである。
【０２５７】
トランジスタ８０１のオフ電流の低減のために、金属酸化物膜８２２は、例えば、エネルギーギャップが大きいことが好ましい。金属酸化物膜８２２のエネルギーギャップは、２．５ｅＶ以上４．２ｅＶ以下であり、２．８ｅＶ以上３．８ｅＶ以下が好ましく、３ｅＶ以上３．５ｅＶ以下がさらに好ましい。
【０２５８】
酸化物層８３０は、結晶性を有することが好ましい。少なくとも、金属酸化物膜８２２は結晶性を有することが好ましい。上記構成により、信頼性、および電気的特性の良いトランジスタ８０１を実現できる。
【０２５９】
金属酸化物膜８２２に適用できる酸化物は、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｙ、又はＳｎ）である。金属酸化物膜８２２は、インジウムを含む酸化物層に限定されない。金属酸化物膜８２２は、例えば、Ｚｎ−Ｓｎ酸化物、Ｇａ−Ｓｎ酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ酸化物等で形成することができる。金属酸化物膜８２１、８２３、８２４も、金属酸化物膜８２２と同様の酸化物で形成することができる。特に、金属酸化物膜８２１、８２３、８２４は、それぞれ、Ｇａ酸化物で形成することができる。
【０２６０】
金属酸化物膜８２２と金属酸化物膜８２１の界面に界面準位が形成されると、界面近傍の領域にもチャネル形成領域が形成されるために、トランジスタ８０１の閾値電圧が変動してしまう。そのため、金属酸化物膜８２１は、構成要素として、金属酸化物膜８２２を構成する金属元素の少なくとも１つを含むことが好ましい。これにより、金属酸化物膜８２２と金属酸化物膜８２１の界面には、界面準位が形成されにくくなり、トランジスタ８０１の閾値電圧等の電気的特性のばらつきを低減することができる。
【０２６１】
金属酸化物膜８２４は、構成要素として、金属酸化物膜８２２を構成する金属元素の少なくとも１つを含むことが好ましい。これにより、金属酸化物膜８２２と金属酸化物膜８２４との界面では、界面散乱が起こりにくくなり、キャリアの動きが阻害されにくくなるので、トランジスタ８０１の電界効果移動度を高くすることができる。
【０２６２】
金属酸化物膜８２１乃至８２４のうち、金属酸化物膜８２２のキャリア移動度が最も高いことが好ましい。これにより、絶縁層８１６、８１７から離間している金属酸化物膜８２２にチャネルを形成することができる。
【０２６３】
例えば、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物等のＩｎ含有金属酸化物は、Ｉｎの含有率を高めることで、キャリア移動度を高めることができる。Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物では主として重金属のｓ軌道がキャリア伝導に寄与しており、インジウムの含有率を多くすることにより、より多くのｓ軌道が重なるため、インジウムの含有率が多い酸化物はインジウムの含有率が少ない酸化物と比較して移動度が高くなる。そのため、金属酸化物膜にインジウムの含有量が多い酸化物を用いることで、キャリア移動度を高めることができる。
【０２６４】
そのため、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物で金属酸化物膜８２２を形成し、Ｇａ酸化物で金属酸化物膜８２１、８２３を形成する。例えば、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物で、金属酸化物膜８２１乃至８２３を形成する場合、Ｉｎの含有率は金属酸化物膜８２２のＩｎの含有率を金属酸化物膜８２１、８２３よりも高くする。Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物をスパッタリング法で形成する場合、ターゲットの金属元素の原子数比を変えることで、Ｉｎ含有率を変化させることができる。
【０２６５】
例えば、金属酸化物膜８２２の成膜に用いるターゲットの金属元素の原子数比Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎは、１：１：１、３：１：２、又は４：２：４．１が好ましい。例えば、金属酸化物膜８２１、８２３の成膜に用いるターゲットの金属元素の原子数比Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎは、１：３：２、又は１：３：４が好ましい。Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１のターゲットで成膜したＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の原子数比は、およそＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３である。
【０２６６】
トランジスタ８０１に安定した電気的特性を付与するには、酸化物層８３０の不純物濃度を低減することが好ましい。金属酸化物において、水素、窒素、炭素、シリコン、および主成分以外の金属元素は不純物となる。例えば、水素および窒素はドナー準位の形成に寄与し、キャリア密度を増大させてしまう。また、シリコンおよび炭素は金属酸化物中で不純物準位の形成に寄与する。不純物準位はトラップとなり、トランジスタの電気的特性を劣化させることがある。
【０２６７】
例えば、酸化物層８３０は、シリコン濃度が２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは、２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の領域を有する。酸化物層８３０の炭素濃度も同様である。
【０２６８】
酸化物層８３０は、アルカリ金属濃度が１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の領域を有する。酸化物層８３０のアルカリ土類金属の濃度についても同様である。
【０２６９】
酸化物層８３０は、水素濃度が１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満の、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満の、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満の、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満の領域を有する。
【０２７０】
上掲した酸化物層８３０の不純物濃度は、ＳＩＭＳにより得られる値である。
【０２７１】
金属酸化物膜８２２が酸素欠損を有する場合、酸素欠損のサイトに水素が入り込むことでドナー準位を形成することがある。その結果、トランジスタ８０１のオン電流を低下させる要因となる。なお、酸素欠損のサイトは、水素が入るよりも酸素が入る方が安定する。したがって、金属酸化物膜８２２中の酸素欠損を低減することで、トランジスタ８０１のオン電流を大きくすることができる場合がある。よって、金属酸化物膜８２２の水素を低減することで、酸素欠損のサイトに水素が入りこまないようにすることが、オン電流特性に有効である。
【０２７２】
金属酸化物に含まれる水素は、金属原子に結合している酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成することがある。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ことがある。また、水素の一部が金属原子に結合している酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。金属酸化物膜８２２にチャネル形成領域が設けられるので、金属酸化物膜８２２に水素が含まれていると、トランジスタ８０１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８２２中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。
【０２７３】
図２６は、酸化物層８３０が４層構造の例であるが、これに限定されない。例えば、酸化物層８３０を金属酸化物膜８２１又は金属酸化物膜８２３のない３層構造とすることができる。又は、酸化物層８３０の任意の層の間、酸化物層８３０の上、酸化物層８３０の下のいずれか二箇所以上に、金属酸化物膜８２１乃至８２４と同様の金属酸化物膜を１層又は複数を設けることができる。
【０２７４】
図２７を参照して、金属酸化物膜８２１、８２２、８２４の積層によって得られる効果を説明する。図２７は、トランジスタ８０１のチャネル形成領域のエネルギーバンド構造の模式図である。
【０２７５】
図２７中、Ｅｃ８１６ｅ、Ｅｃ８２１ｅ、Ｅｃ８２２ｅ、Ｅｃ８２４ｅ、Ｅｃ８１７ｅは、それぞれ、絶縁層８１６、金属酸化物膜８２１、金属酸化物膜８２２、金属酸化物膜８２４、絶縁層８１７の伝導帯下端のエネルギーを示している。
【０２７６】
ここで、真空準位と伝導帯下端のエネルギーとの差（「電子親和力」ともいう）は、真空準位と価電子帯上端のエネルギーとの差（イオン化ポテンシャルともいう）からエネルギーギャップを引いた値となる。なお、エネルギーギャップは、分光エリプソメータ（ＨＯＲＩＢＡ  ＪＯＢＩＮ  ＹＶＯＮ社  ＵＴ−３００）を用いて測定できる。また、真空準位と価電子帯上端のエネルギー差は、紫外線光電子分光分析（ＵＰＳ：Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装置（ＰＨＩ社  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ）を用いて測定できる。
【０２７７】
絶縁層８１６、８１７は絶縁体であるため、Ｅｃ８１６ｅとＥｃ８１７ｅは、Ｅｃ８２１ｅ、Ｅｃ８２２ｅ、およびＥｃ８２４ｅよりも真空準位に近い（電子親和力が小さい）。
【０２７８】
金属酸化物膜８２２は、金属酸化物膜８２１、８２４よりも電子親和力が大きい。例えば、金属酸化物膜８２２と金属酸化物膜８２１との電子親和力の差、および金属酸化物膜８２２と金属酸化物膜８２４との電子親和力の差は、それぞれ、０．０７ｅＶ以上１．３ｅＶ以下である。電子親和力の差は、０．１ｅＶ以上０．７ｅＶ以下が好ましく、０．１５ｅＶ以上０．４ｅＶ以下がさらに好ましい。なお、電子親和力は、真空準位と伝導帯下端のエネルギーとの差である。
【０２７９】
トランジスタ８０１のゲート電極（導電層８５０）に電圧を印加すると、金属酸化物膜８２１、金属酸化物膜８２２、金属酸化物膜８２４のうち、電子親和力が大きい金属酸化物膜８２２に主にチャネルが形成される。
【０２８０】
インジウムガリウム酸化物は、小さい電子親和力と、高い酸素ブロック性を有する。そのため、金属酸化物膜８２４がインジウムガリウム酸化物を含むと好ましい。ガリウム原子割合［Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）］は、例えば、７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上とする。
【０２８１】
また、金属酸化物膜８２１と金属酸化物膜８２２との間には金属酸化物膜８２１と金属酸化物膜８２２の混合領域が存在する場合がある。また、金属酸化物膜８２４と金属酸化物膜８２２との間には金属酸化物膜８２４と金属酸化物膜８２２の混合領域が存在する場合がある。混合領域は、界面準位密度が低くなるため、金属酸化物膜８２１、８２２、８２４の積層されている領域は、それぞれの界面近傍においてエネルギーが連続的に変化する（連続接合ともいう）バンド構造となる。
【０２８２】
このようなエネルギーバンド構造を有する酸化物層８３０において、電子は主に金属酸化物膜８２２を移動することになる。そのため、金属酸化物膜８２１と絶縁層８１２との界面に、又は、金属酸化物膜８２４と絶縁層８１３との界面に準位が存在したとしても、これらの界面準位により、酸化物層８３０中を移動する電子の移動が阻害されにくくなるため、トランジスタ８０１のオン電流を高くすることができる。
【０２８３】
また、図２７に示すように、金属酸化物膜８２１と絶縁層８１６の界面近傍、および金属酸化物膜８２４と絶縁層８１７の界面近傍には、それぞれ、不純物や欠陥に起因したトラップ準位Ｅｔ８２６ｅ、Ｅｔ８２７ｅが形成され得るものの、金属酸化物膜８２１、８２４があることにより、金属酸化物膜８２２をトラップ準位Ｅｔ８２６ｅ、Ｅｔ８２７ｅから離間することができる。
【０２８４】
なお、Ｅｃ８２１ｅとＥｃ８２２ｅとの差が小さい場合、金属酸化物膜８２２の電子が該エネルギー差を越えてトラップ準位Ｅｔ８２６ｅに達することがある。トラップ準位Ｅｔ８２６ｅに電子が捕獲されることで、絶縁膜の界面にマイナスの固定電荷が生じ、トランジスタの閾値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。Ｅｃ８２２ｅとＥｃ８２４ｅとのエネルギー差が小さい場合も同様である。
【０２８５】
トランジスタ８０１の閾値電圧の変動が低減され、トランジスタ８０１の電気的特性を良好なものとするため、Ｅｃ８２１ｅとＥｃ８２２ｅとの差、Ｅｃ８２４ｅとＥｃ８２２ｅとの差を、それぞれ０．１ｅＶ以上とすることが好ましく、０．１５ｅＶ以上とすることがより好ましい。
【０２８６】
なお、トランジスタ８０１はバックゲート電極を有さない構造とすることもできる。
【０２８７】
＜金属酸化物＞
次に、上記のＯＳトランジスタに用いることができる、金属酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の詳細について説明する。
【０２８８】
ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ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、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、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。
【０２８９】
また、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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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形成領域に用いる場合、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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【０２９４】
なお、金属酸化物は、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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０２９７】
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。
【０２９８】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）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。
【０２９９】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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、さまざまな半導体装置に最適である。
【０３１２】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０３１３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した駆動回路又は表示装置を用いた表示システムの構成例について説明する。
【０３１４】
図２８に、表示システム９００の構成例を示す。表示システム９００は、表示部９１０、制御部９２０を有する。
【０３１５】
制御部９２０は、表示部９１０に表示される映像に対応するデータ（以下、画像データともいう）に基づいて映像信号を生成する機能を有する。制御部９２０は、インターフェース９２１、フレームメモリ９２２、デコーダ９２３、センサコントローラ９２４、コントローラ９２５、クロック生成回路９２６、画像処理部９３０、記憶装置９４１、タイミングコントローラ９４２、レジスタ９４３、駆動回路９５０、タッチセンサコントローラ９６１を有する。
【０３１６】
表示部９１０は、制御部９２０から入力された映像信号を用いて、表示ユニット９１１ａ、９１１ｂに映像を表示する機能を有する。また、表示部９１０は、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得る機能を有するタッチセンサユニット９１２を有していてもよい。表示部９１０がタッチセンサユニット９１２を有さない場合、タッチセンサコントローラ９６１は省略することができる。
【０３１７】
表示ユニット９１１ａ、９１１ｂにはそれぞれ、液晶素子を用いて表示を行う表示ユニットや、発光素子を用いて表示を行う表示ユニットなどを用いることができる。ここでは一例として、表示部９１０が、反射型の液晶素子を用いて表示を行う表示ユニット９１１ａと、発光素子を用いて表示を行う表示ユニット９１１ｂを有する構成について説明する。表示ユニット９１１ａ、９１１ｂはそれぞれ、図１における画素群３０ａと駆動回路４０ａから構成されるユニット、画素群３０ｂと駆動回路４０ｂから構成されるユニットに相当する。
【０３１８】
駆動回路９５０は、表示部９１０に映像信号を供給する機能を有する回路である。駆動回路９５０として、図１における駆動回路５０を用いることができる。この場合、駆動回路９５０は、表示ユニット９１１ａ及び表示ユニット９１１ｂにそれぞれ映像信号を供給する機能を有する。
【０３１９】
ホスト９７０は、制御部９２０に画像データなどを送信する機能を有するプロセッサなどに対応する。制御部９２０とホスト９７０との通信は、インターフェース９２１を介して行われる。ホスト９７０から制御部９２０には、画像データ、各種制御信号などが送られる。また、制御部９２０からホスト９７０には、タッチセンサコントローラ９６１が取得したタッチの有無、タッチ位置などの情報が送られる。なお、制御部９２０が有するそれぞれの回路は、ホスト９７０の規格、表示部９１０の仕様等によって、適宜取捨される。
【０３２０】
フレームメモリ９２２は、制御部９２０に入力された画像データを記憶する機能を有する記憶回路である。ホスト９７０から制御部９２０に圧縮された画像データが送られる場合、フレームメモリ９２２は、圧縮された画像データを格納することができる。デコーダ９２３は、圧縮された画像データを伸長するための回路である。画像データを伸長する必要がない場合、デコーダ９２３は処理を行わない。なお、デコーダ９２３は、フレームメモリ９２２とインターフェース９２１との間に配置することもできる。
【０３２１】
画像処理部９３０は、フレームメモリ９２２又はデコーダ９２３から入力された画像データに対して、各種の画像処理を行い、映像信号を生成する機能を有する。例えば、画像処理部９３０は、ガンマ補正回路９３１、調光回路９３２、調色回路９３３を有する。
【０３２２】
また、駆動回路９５０が、表示ユニット９１１ｂが有する発光素子に流れる電流を検出する機能を有する回路（電流検出回路）を有する場合、画像処理部９３０にはＥＬ補正回路９３４を設けてもよい。ＥＬ補正回路９３４は、電流検出回路から送信される信号に基づいて、発光素子の輝度を調節する機能を有する。
【０３２３】
画像処理部９３０で生成された映像信号は、記憶装置９４１を経て、駆動回路９５０に出力される。記憶装置９４１は、映像信号を一時的に格納する機能を有する。駆動回路９５０は、記憶装置９４１から入力された映像信号に対して各種の処理を行い、表示ユニット９１１ａ、９１１ｂに出力する機能を有する。
【０３２４】
タイミングコントローラ９４２は、駆動回路９５０、タッチセンサコントローラ９６１、表示ユニット９１１が有する駆動回路で用いられるタイミング信号などを生成する機能を有する。
【０３２５】
タッチセンサコントローラ９６１は、タッチセンサユニット９１２の動作を制御する機能を有する。タッチセンサユニット９１２で検出されたタッチ情報を含む信号は、タッチセンサコントローラ９６１で処理された後、インターフェース９２１を介してホスト９７０に送信される。ホスト９７０は、タッチ情報を反映した画像データを生成し、制御部９２０に送信する。なお、制御部９２０が画像データにタッチ情報を反映させる機能を有していてもよい。また、タッチセンサコントローラ９６１は、タッチセンサユニット９１２に設けられていてもよい。
【０３２６】
クロック生成回路９２６は、制御部９２０で使用されるクロック信号を生成する機能を有する。コントローラ９２５は、インターフェース９２１を介してホスト９７０から送られる各種制御信号を処理し、制御部９２０内の各種回路を制御する機能を有する。また、コントローラ９２５は、制御部９２０内の各種回路への電源供給を制御する機能を有する。例えばコントローラ９２５は、停止状態の回路への電源供給を一時的に遮断することができる。
【０３２７】
レジスタ９４３は、制御部９２０の動作に用いられるデータを格納する機能を有する。レジスタ９４３が格納するデータとしては、画像処理部９３０が補正処理を行うために使用するパラメータ、タイミングコントローラ９４２が各種タイミング信号の波形生成に用いるパラメータなどが挙げられる。レジスタ９４３は、複数のレジスタで構成されるスキャンチェーンレジスタによって構成することができる。
【０３２８】
また、制御部９２０には、光センサ９８０と接続されたセンサコントローラ９２４を設けることができる。光センサ９８０は、外光９８１を検知して、検知信号を生成する機能を有する。センサコントローラ９２４は、検知信号に基づいて制御信号を生成する機能を有する。センサコントローラ９２４で生成された制御信号は、例えば、コントローラ９２５に出力される。
【０３２９】
表示ユニット９１１ａと表示ユニット９１１ｂが同じ映像を表示する場合、画像処理部９３０は、表示ユニット９１１ａの映像信号と表示ユニット９１１ｂの映像信号とを分けて生成する機能を有する。この場合、光センサ９８０およびセンサコントローラ９２４を用いて測定した外光９８１の明るさに応じて、表示ユニット９１１ａが有する反射型の液晶素子の反射強度と、表示ユニット９１１ｂが有する発光素子の発光強度を調整することができる。ここでは、当該調整を調光、あるいは調光処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調光回路と呼ぶ。
【０３３０】
画像処理部９３０は、表示部９１０の仕様によって、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路など、他の処理回路を有していてもよい。ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路とは、ＲＧＢ（赤、緑、青）画像データを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）画像信号に変換する機能をもつ回路である。すなわち、表示部９１０がＲＧＢＷ４色の画素を有する場合、画像データ内のＷ（白）成分を、Ｗ（白）画素を用いて表示することで、消費電力を低減することができる。なお、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路はこれに限らず、例えば、ＲＧＢ−ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）変換回路などでもよい。
【０３３１】
駆動回路９５０として、上記実施の形態で説明した駆動回路５０を用いることにより、制御部９２０の消費電力の低減及び面積の縮小を図ることができる。
【０３３２】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０３３３】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置又は表示システムを搭載した電子機器の構成例について説明する。
【０３３４】
本発明の一態様の表示装置及び表示システムは、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。図２９に、本発明の一態様の表示装置を用いた電子機器の例を示す。
【０３３５】
図２９（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末２０００の一例を示す。携帯情報端末２０００は、筐体２００１、筐体２００２、表示部２００３、表示部２００４、及びヒンジ部２００５等を有する。
【０３３６】
筐体２００１と筐体２００２は、ヒンジ部２００５で連結されている。携帯情報端末２０００は、図２９（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２９（Ｂ）に示すように筐体２００１と筐体２００２を開くことができる。
【０３３７】
例えば表示部２００３及び表示部２００４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２００３及び表示部２００４に静止画像や動画像を表示することもできる。また、表示部２００３は、タッチパネルを有していてもよい。
【０３３８】
このように、携帯情報端末２０００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。
【０３３９】
なお、筐体２００１及び筐体２００２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０３４０】
なお、携帯情報端末２０００は、表示部２００３に設けられたタッチセンサを用いて、文字、図形、イメージを識別する機能を有していてもよい。この場合、例えば、数学又は言語などを学ぶための問題集などを表示する情報端末に対して、指、又はスタイラスペンなどで解答を書き込んで、携帯情報端末２０００で正誤の判定を行うといった学習を行うことができる。また、携帯情報端末２０００は、音声解読を行う機能を有していてもよい。この場合、例えば、携帯情報端末２０００を用いて外国語の学習などを行うことができる。このような携帯情報端末は、教科書などの教材、又はノートなどとして利用する場合に適している。
【０３４１】
なお、表示部２００３に設けられたタッチセンサによって取得したタッチ情報は、本発明の一態様に係る半導体装置による、電力供給の有無の予測に用いることができる。
【０３４２】
図２９（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２９（Ｃ）に示す携帯情報端末２０１０は、筐体２０１１、表示部２０１２、操作ボタン２０１３、外部接続ポート２０１４、スピーカ２０１５、マイク２０１６、カメラ２０１７等を有する。
【０３４３】
携帯情報端末２０１０は、表示部２０１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部２０１２に触れることで行うことができる。
【０３４４】
また、操作ボタン２０１３の操作により、電源のオン、オフ動作や、表示部２０１２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０３４５】
また、携帯情報端末２０１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末２０１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部２０１２の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部２０１２を触れること、操作ボタン２０１３の操作、またはマイク２０１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３４６】
携帯情報端末２０１０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。例えば、携帯情報端末２０１０はスマートフォンとして用いることができる。また、携帯情報端末２０１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３４７】
図２９（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ２０２０は、筐体２０２１、表示部２０２２、操作ボタン２０２３、シャッターボタン２０２４等を有する。またカメラ２０２０には、着脱可能なレンズ２０２６が取り付けられている。
【０３４８】
ここではカメラ２０２０として、レンズ２０２６を筐体２０２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ２０２６と筐体２０２１が一体となっていてもよい。
【０３４９】
カメラ２０２０は、シャッターボタン２０２４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。また、表示部２０２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部２０２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０３５０】
なお、カメラ２０２０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２０２１に組み込まれていてもよい。
【０３５１】
図２９に示す電子機器の表示部には、上記の実施の形態で説明した表示装置を用いることができる。また、図２９に示す電子機器には、図２８に示す表示システムを搭載することができる。この場合、電子機器の表示部として図２８に示す表示部９１０を用いることができる。また、電子機器には、制御部９２０としての機能を有する集積回路と、ホスト９７０としての機能を有するプロセッサを内蔵することができる。
【０３５２】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０３５３】
１０    表示装置
２０    画素部
２１    画素ユニット
３０    画素群
３１    画素
４０    駆動回路
５０    駆動回路
５１    シフトレジスタ
５２    デコーダ回路
５３    レベルシフタ回路
５４    ＤＡ変換回路
５５    増幅回路
５６    保持回路
６０    液晶素子
６１    反射電極
６２    液晶層
６３    透明電極
６４    光
６５    開口部
７０    発光素子
７１    光
１１０    レジスタ
１２０    ラッチ回路
１３０    デコーダ
１３１    変換回路
１４０    ラッチ回路
１５０    レベルシフタ
１５１    変換回路
１６０    選択回路
１６１Ｎ    回路
１６１Ｐ    回路
１７０    電位生成回路
１７０ａ    電位生成回路
１７０ｂ    電位生成回路
１８０    アンプ
１９０    サンプルホールド回路
４１２    液晶層
４１３    電極
４１７    絶縁層
４２１    絶縁層
４３１    着色層
４３２    遮光層
４３３    配向膜
４３４    着色層
４３５    偏光板
４４１    接着層
４４２    接着層
４５１    開口
４７０    発光素子
４８０    液晶素子
４９１    電極
４９２    ＥＬ層
４９３    電極
４９４    絶縁層
５０１    トランジスタ
５０３    トランジスタ
５０４    接続部
５０５    トランジスタ
５０６    トランジスタ
５０７    接続部
５１１    絶縁層
５１２    絶縁層
５１３    絶縁層
５１４    絶縁層
５１６    絶縁層
５１７    絶縁層
５２０    絶縁層
５２１    導電層
５２２    導電層
５２３    導電層
５３１    半導体層
５４０    トランジスタ
５４２    接続層
５４３    接続体
５５２    接続部
５６１    半導体層
５６３    導電層
５８０    トランジスタ
５８１    トランジスタ
５８４    トランジスタ
５８５    トランジスタ
５８６    トランジスタ
６００    表示装置
６００Ａ    表示装置
６００Ｂ    表示装置
６０１    表示装置
６１１    電極
６４０    液晶素子
６５１    基板
６６０    発光素子
６６１    基板
６６２    表示部
６６４    回路
６６５    配線
６７２    ＦＰＣ
６７３    ＩＣ
６９０    画素ユニット
６９１    画素
８０１    トランジスタ
８１１    絶縁層
８１２    絶縁層
８１３    絶縁層
８１４    絶縁層
８１５    絶縁層
８１６    絶縁層
８１７    絶縁層
８１８    絶縁層
８１９    絶縁層
８２０    絶縁層
８２１    金属酸化物膜
８２２    金属酸化物膜
８２３    金属酸化物膜
８２４    金属酸化物膜
８３０    酸化物層
８５０    導電層
８５１    導電層
８５２    導電層
８５３    導電層
９００    表示システム
９１０    表示部
９１１    表示ユニット
９１２    タッチセンサユニット
９２０    制御部
９２１    インターフェース
９２２    フレームメモリ
９２３    デコーダ
９２４    センサコントローラ
９２５    コントローラ
９２６    クロック生成回路
９３０    画像処理部
９３１    ガンマ補正回路
９３２    調光回路
９３３    調色回路
９３４    ＥＬ補正回路
９４１    記憶装置
９４２    タイミングコントローラ
９４３    レジスタ
９５０    駆動回路
９６１    タッチセンサコントローラ
９７０    ホスト
９８０    光センサ
９８１    外光
１０００    表示モジュール
１００１    上部カバー
１００２    下部カバー
１００３    ＦＰＣ
１００４    タッチパネル
１００５    ＦＰＣ
１００６    表示装置
１００９    フレーム
１０１０    プリント基板
１０１１    バッテリ
２０００    携帯情報端末
２００１    筐体
２００２    筐体
２００３    表示部
２００４    表示部
２００５    ヒンジ部
２０１０    携帯情報端末
２０１１    筐体
２０１２    表示部
２０１３    操作ボタン
２０１４    外部接続ポート
２０１５    スピーカ
２０１６    マイク
２０１７    カメラ
２０２０    カメラ
２０２１    筐体
２０２２    表示部
２０２３    操作ボタン
２０２４    シャッターボタン
２０２６    レンズ
【図１】
2018032017.tif 000003
【図２】
2018032017.tif 000004
【図３】
2018032017.tif 000005
【図４】
2018032017.tif 000006
【図５】
2018032017.tif 000007
【図６】
2018032017.tif 000008
【図７】
2018032017.tif 000009
【図８】
2018032017.tif 000010
【図９】
2018032017.tif 000011
【図１０】
2018032017.tif 000012
【図１１】
2018032017.tif 000013
【図１２】
2018032017.tif 000014
【図１３】
2018032017.tif 000015
【図１４】
2018032017.tif 000016
【図１５】
2018032017.tif 000017
【図１６】
2018032017.tif 000018
【図１７】
2018032017.tif 000019
【図１８】
2018032017.tif 000020
【図１９】
2018032017.tif 000021
【図２０】
2018032017.tif 000022
【図２１】
2018032017.tif 000023
【図２２】
2018032017.tif 000024
【図２３】
2018032017.tif 000025
【図２４】
2018032017.tif 000026
【図２５】
2018032017.tif 000027
【図２６】
2018032017.tif 000028
【図２７】
2018032017.tif 000029
【図２８】
2018032017.tif 000030
【図２９】
2018032017.tif 000031