(57)【要約】【課題】表示品位の優れた表示装置を提供する。または目に優しい表示装置を提供する。または消費電力が低減された表示装置を提供する。または画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供する。または新規な表示装置を提供する。【解決手段】第１の画素と隣接する第２の画素の、一方の階調レベルが白近傍、他方の階調レベルが黒近傍である第１の画像信号が書き込まれ、第１の画像信号と第２の画像信号が比較され、第２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが中間調の場合は第２の画像信号を３以上の奇数回、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが白近傍あるいは黒近傍の場合は第２の画像信号を一回、書き込まれ、第１の画像信号の書き込みと、第２の画像信号の書き込みとの間隔は、１秒以上１００００時間以下である表示装置。【選択図】図１
2018032022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画素と、前記第１の画素と隣接する第２の画素とを有する第１の表示部及び比較回路を有し、
前記第１の表示部において表示する画像の階調レベルは最大Ｃｘ個であり、
前記第１の表示部に第１の画像信号を書き込み、
前記第１の画像信号において、前記第１の画素及び前記第２の画素の一方の階調レベルが０．８ＣＸ以上、他方の階調レベルが０．２ＣＸ以下であり、
第２の画像信号を書き込む前に、前記第１の画像信号と、第２の画像信号とを前記比較回路によって比較し、
前記第２の画像信号において、前記第１の画素及び前記第２の画素の階調レベルが０．８ＣＸ以上または０．２ＣＸ以下の場合、前記第２の画像信号を一回書き込み、
前記第２の画像信号において、前記第１の画素及び前記第２の画素の階調レベルが０．２ＣＸより大きく０．８ＣＸより小さい場合、前記第２の画像信号を、３以上の奇数回、書き込み、
前記第１の画像信号の書き込みと、前記第２の画像信号の書き込みとの間隔は、１秒以上１００００時間以下である表示装置の動作方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示部は、第１の表示素子を有し、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有する表示装置の動作方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
第２の表示部を有し、
前記第２の表示部は、第２の表示素子を有する画素で構成され、
前記第２の表示素子は発光型表示素子である表示装置の動作方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の表示部を構成する画素はトランジスタを有し、
前記トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有する表示装置の動作方法。
【請求項５】
第１の表示部と、ソースドライバと、ソース線と、を有し、
前記第１の表示部は、第１の表示素子を有する画素で構成され、
第１の画像を前記第１の表示部に表示し、
次いで第２の画像を前記第１の表示部に表示し、
第１の画像および第２の画像の一方が文字で構成される画像データであり他方が文字で構成される画像データでない場合には、第２の画像を前記第１の表示部に３以上の奇数回書き込み、
第１の画像および第２の画像がともに文字で構成される画像データである、あるいは、ともに文字で構成される画像データでない場合には、前記第１の表示部に第２の画像を１回書き込み、
前記ソースドライバは、前記ソース線に第１の信号を与え、
前記奇数回の書き込みのうち、奇数回目の書き込みにおける前記第１の信号の極性と、偶数回目の書き込みにおける前記第１の信号の極性と、は反転され、
前記３以上の奇数回の書き込みは、３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の間隔で行われる表示装置の動作方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有する表示装置の動作方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記第１の表示素子は、液晶素子を有する表示装置の動作方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
前記画素はトランジスタを有し、前記トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有する表示装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、およびその駆動方法等に関する。本発明は、表示装置、およびその駆動方法等に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、および同回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップ、表示装置、発光装置、照明装置および電子機器等は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置に求められる付加価値の１つとして、低消費電力がある。例えば、静止画を表示している期間、データを書き換える間隔を長くすることで、消費電力を低減することが報告されている（下記、技術文献参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４１５２２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３７７６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｓ．Ａｍａｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  ＬＣ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏｘｉｄｅ  ＴＦＴｓ  Ｂａｓｅｄ  Ｏｎ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｆｒａｍｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ”，ＳＩＤ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ，４１（２０１０），ｐ．６２６−６２９
【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、表示品位の優れた表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目に優しい表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力が低減された表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
【０００７】
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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。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】
【０００８】
本発明の一態様は、第１の画素と、第１の画素と隣接する第２の画素とを有する第１の表示部及び比較回路を有し、第１の表示部において表示する画像の階調レベルは最大Ｃｘ個であり、第１の表示部に第１の画像信号を書き込み、第１の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の一方の階調レベルが０．８ＣＸ以上、他方の階調レベルが０．２ＣＸ以下であり、第２の画像信号を書き込む前に、第１の画像信号と、第２の画像信号とを比較回路によって比較し、第２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが０．８ＣＸ以上または０．２ＣＸ以下の場合、第２の画像信号を一回書き込み、第２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが０．２ＣＸより大きく０．８ＣＸより小さい場合、第２の画像信号を、３以上の奇数回、書き込み、第１の画像信号の書き込みと、第２の画像信号の書き込みとの間隔は、１秒以上１００００時間以下である表示装置の動作方法である。
【０００９】
上記形態において、第１の表示部は、第１の表示素子を有し、第１の表示素子は、液晶素子を有することが好ましい。また上記形態において、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示部を有し、第２の表示部は、第２の表示素子を有する画素で構成され、第２の表示素子は発光型表示素子であることが好ましい。また上記形態において、第１の表示部を構成する画素はトランジスタを有し、トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。
【００１０】
または、本発明の一態様は、第１の表示部と、ソースドライバと、ソース線と、を有し、第１の表示部は、第１の表示素子を有する画素で構成され、第１の画像を第１の表示部に表示し、次いで第２の画像を第１の表示部に表示し、第１の画像および第２の画像の一方が文字で構成される画像データであり他方が文字で構成される画像データでない場合には、第２の画像を第１の表示部に３以上の奇数回書き込み、第１の画像および第２の画像がともに文字で構成される画像データである、あるいは、ともに文字で構成される画像データでない場合には、第１の表示部に第２の画像を１回書き込み、ソースドライバは、ソース線に第１の信号を与え、奇数回の書き込みのうち、奇数回目の書き込みにおける第１の信号の極性と、偶数回目の書き込みにおける第１の信号の極性と、は反転され、３以上の奇数回の書き込みは、３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の間隔で行われる表示装置の動作方法である。
【００１１】
上記形態において、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。また、上記形態において、第１の表示素子は、液晶素子を有することが好ましい。また、上記形態において、画素はトランジスタを有し、トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様により、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、目に優しい表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、消費電力が低減された表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】表示装置の一例を説明するブロック図。
【図２】表示装置の動作方法の一例を説明するフロー。
【図３】表示装置が有する画素の表示例を示す図。
【図４】表示装置が有する画素の表示例を示す図。
【図５】表示装置の動作方法の一例を説明するタイミングチャート。
【図６】表示装置の動作方法の一例を説明するタイミングチャート。
【図７】表示装置の動作方法の一例を説明するフロー。
【図８】液晶素子の反射率を示す図。
【図９】液晶素子の透過率と駆動電圧の関係を示す図。
【図１０】表示装置の構成例を示す図。
【図１１】表示装置の構成例を示す図。
【図１２】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１３】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１４】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１５】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１６】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図１７】表示装置の外観の一例を示す図。
【図１８】電子機器の一例を示す図。
【図１９】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１６】
また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、又は半導体装置を有している場合がある。
【００１７】
また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００１８】
トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲートは、トランジスタの導通状態を制御する制御ノードとして機能するノードである。ソースまたはドレインとして機能する２つの入出力ノードは、トランジスタの型及び各端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。また、本明細書等では、ゲート以外の２つの端子を第１端子、第２端子と呼ぶ場合がある。
【００１９】
ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換えることが可能である。
【００２０】
電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位（ＧＮＤ）またはソース電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。なお、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、０Ｖを意味しない場合もある。
【００２１】
本明細書等において、「膜」という言葉と「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００２２】
本明細書等において、“第１”、“第２”、“第３”という序数詞は構成要素の混同を避けるために付す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定するものでもない。
【００２３】
図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
【００２４】
本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【００２５】
図面に記載したブロック図の各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう示していても、実際の回路ブロックにおいては同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路ブロックにおいては一つの回路ブロックで行う処理を、複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。
【００２６】
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ‐ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
【００３５】
＜表示装置２００＞
図１（Ａ）には、本発明の一態様の表示装置を示す。図１（Ａ）に示す表示装置２００は、入力部１５１と、制御部１５２と、表示部１０２と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１３と、タッチセンサ１１４と、を有する。
【００３６】
また表示装置２００は表示部１０４を有することが好ましい。表示部１０２、表示部１０４およびタッチセンサ１１４は互いに重なるように配置されることが好ましい。
【００３７】
表示部１０２は複数の画素６１を有する。表示部１０４は複数の画素６２を有する。
【００３８】
表示部１０２は表示素子１０１を有する（表示素子１０１については、後述する図１（Ｂ）に示す）。表示素子１０１は液晶素子を有することが好ましい。また、表示素子１０１は光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。表示素子１０１として例えば反射型の液晶素子を用いることができる。液晶素子は、電荷を蓄積するコンデンサ構造を有する。また液晶素子は２つの電極（画素電極とコモン電極）と、これらに挟まれた液晶を有する。
【００３９】
反射型の液晶素子は、外光を光源として表示される。反射型の液晶素子を用いた表示装置は、鮮明で美しい画像が得られる。またバックライトが不要なため消費電力が抑えられる。また電子ペーパー等と比較して応答速度が速い。ここで反射型の液晶素子を用いた表示装置において後述するＩＤＳ駆動を用いることにより、表示装置の消費電力を極めて低くすることができる。反射型の液晶素子とＩＤＳ駆動を組み合わせた表示装置は、その低い消費電力と、美しい表示画質から、例えば書籍、特に図や画像を含む書籍、例えば教科書、参考書等を表示する携帯型端末として優れている。
【００４０】
表示部１０４は表示素子１０３を有する（表示素子１０３については、後述する図１（Ｂ）に示す）。表示素子１０３は発光型表示素子であることが好ましい。表示素子１０３として例えば有機ＥＬ素子を用いることができる。表示装置２００が表示素子１０３を有することにより、外光が暗い場合においても高画質な画像を表示することができる。つまり、表示装置２００を幅広い場面、環境において使用することができる。また表示素子１０１と表示素子１０３を組み合わせて表示することにより、画像の表現性が向上するため好ましい。
【００４１】
表示部１０２および表示部１０４はそれぞれ、複数の画素を有する。画素は、ゲート信号によりゲート線（以降の図１（Ｂ）では例えば配線ＧＬおよび配線ＧＥ）との接続が制御されるスイッチング素子（以降の図１（Ｂ）では例えばトランジスタ６３およびトランジスタ６６等）を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線（以降の図１（Ｂ）では例えば配線ＳＬおよび配線ＤＬ等）から画素にデータ信号が書き込まれる。スイッチング素子がオフになると、画素はデータの保持状態となる。
【００４２】
表示部１０２が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６１を示す。画素６１は表示素子１０１と、トランジスタ６３と、を有する。トランジスタ６３のゲートはゲート信号が与えられる配線ＧＬと電気的に接続される。トランジスタ６３のソースおよびドレインの一方はデータ信号が与えられる配線ＳＬと電気的に接続され、他方は表示素子１０１の一方の電極に電気的に接続される。トランジスタ６３にはチャネル形成領域に酸化物半導体を有するＦＥＴ（以下ＯＳ−ＦＥＴと呼ぶ）を用いることが好ましい。また、トランジスタ６３については、後述する実施の形態のトランジスタ３０３を参照してもよい。
【００４３】
表示部１０４が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６２を示す。画素６２は表示素子１０３を有する。また、画素６２はトランジスタ６５、トランジスタ６６、等を有することが好ましい。トランジスタ６５およびトランジスタ６６については、後述する実施の形態のトランジスタ３０５およびトランジスタ３０６を参照する。
【００４４】
画素６１と画素６２は隣り合って配置されることが好ましい。また、画素６１と画素６２は一部の領域が重なっていてもよい。
【００４５】
表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を表示する場合には例えば、画素６１と画素６２には同一の画像信号が表示される。表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を表示することにより例えば、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。
【００４６】
制御部１５２は、比較回路１２１と、記憶回路１２２と、計測回路１２３と、書き込み回路１２４と、を有する。
【００４７】
計測回路１２３は、表示部１０２および表示部１０４で表示する画像の保持時間を制御する。
【００４８】
記憶回路１２２は、第Ｎ番目の映像信号と、第（Ｎ＋１）番目の映像信号とを記憶する機能を有する。
【００４９】
比較回路１２１は、与えられた第（Ｎ＋１）番目の映像信号と、記憶回路１２２に記憶された第Ｎ番目の映像信号とを比較し、比較結果を出力する。書き込み回路１２４は、比較回路１２１の比較結果と、第Ｎ番目の映像信号と第（Ｎ＋１）番目の映像信号との書き込み間隔と、に応じて、第（Ｎ＋１）番目の映像信号を所定の書き込み回数、書きこむ。ここで表示部１０２への書き込み回数は、１回または３以上の奇数回のいずれかに決定される。
【００５０】
書き込み回路１２４からのデータは、ゲートドライバ１１２およびソースドライバ１１３に与えられる。ゲートドライバ１１２およびソースドライバ１１３に与えられたデータに応じて、表示部１０２および表示部１０４に画像が書き込まれる。
【００５１】
タッチセンサ１１４からのデータは入力部１５１、および計測回路１２３に与えられる。使用者がタッチセンサ１１４に与えるデータにより例えば、表示の切り替え信号等が入力部１５１に与えられる。
【００５２】
制御部１５２では、ゲートドライバ１１２の制御信号として、スタートパルス（ＧＳＰ）、クロック信号（ＧＣＬＫ）等が生成され、ソースドライバ１１３の制御信号として、スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＬＫ）等が生成される。なお、これら制御信号は、１つの信号でなく、信号群である場合がある。
【００５３】
また、制御部１５２は、電源管理ユニットを備えており、ドライバ（１１２、１１３）への電源電圧の供給、およびその停止を制御する機能を備える。
【００５４】
ゲートドライバ１１２では、ＧＳＰが入力されるとＧＣＬＫに従ってゲート信号を生成し、各ゲート線に順次出力する。ゲート信号は、データ信号が書き込まれる画素を選択するための信号である。
【００５５】
ソースドライバ１１３は、画像信号（Ｖｉｄｅｏ信号）を処理して、データ信号を生成し、ソース線に出力する機能を有する。ソースドライバ１１３では、ＳＳＰが入力されると、ＳＣＬＫに従ってデータ信号を生成し、各ソース線に順次出力する。
【００５６】
＜表示部１０２の動作方法＞
表示部１０２に静止画のように、時間に対して変化しない、あるいは変化の周波数が遅い画像を表示する場合を考える。ＯＳ−ＦＥＴは、そのオフリークが極めて低い。液晶素子の画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３にＯＳ−ＦＥＴを用いることによりリークが極限まで抑制されるためデータの劣化を抑えることができ、データの保持時間を極めて長くすることができる。例えば長期間、画像データの変動がない静止画、あるいは画像データの変化の周波数が遅い画像を表示する際のリフレッシュ頻度を小さくすることができるため、低い周波数で表示を行うことができる。表示の周波数を低くすることにより表示装置の消費電力を低減することができる。
【００５７】
例えば、静止画等を表示した場合に表示の周波数を１Ｈｚ以下、より好ましくは０．３Ｈｚ以下、さらに好ましくは０．１Ｈｚ以下とすることができる。このように周波数が１Ｈｚ以下の表示を行う場合の表示装置の駆動を「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ場合がある。「ＩＤＳ駆動」の詳細については後述する。
【００５８】
このように、ＯＳ−ＦＥＴの優れた特性を用いることにより、書き換え頻度が少なくても画質の劣化の少ない優れた表示を実現することができる。
【００５９】
一方、液晶素子において、「焼き付き」が生じる場合がある。ここで焼き付きとは例えば、液晶素子において主たる液晶分子の他にイオン性の不純物等が混在している場合には、長時間の保持の期間において、液晶分子がこれらの不純物の影響を受けるため、階調が緩やかに変化してしまうことを指す。
【００６０】
例えば、透過率の高い表示（階調レベルの高い表示）から中間調に切り替える場合には、切り替え後に徐々に透過率が増加してしまう場合がある。また、透過率の低い表示（階調レベルの低い表示）から中間調に切替える場合には、切替え後に徐々に透過率が減少してしまう場合がある。ＩＤＳ駆動のようにリフレッシュ頻度が極めて小さい場合には、このような時間に伴う小さな変化が表示品位の低下を招く場合がある。
【００６１】
よって、ＩＤＳ駆動を用いた表示において、さらに優れた画像を実現するためには、液晶素子の焼き付きの影響をより小さくすることが好ましい。
【００６２】
液晶素子における焼き付きは、階調レベルが高い表示または低い表示（コントラストの高い階調の表示）を行うことによりその影響を小さくすることができる。一方、中間調の表示を行う場合には表示品位が低下する要因となる場合がある。また、液晶素子における焼き付きは例えば、２回以上連続で同じデータを書き込むことによりその影響を小さくすることができる。
【００６３】
［書き込み回数］
図８には、反射型の液晶素子における反射率の時間変化を示す。図８（Ａ）は、液晶素子１０１ａと液晶素子１０１ｂとの保持特性を示す。液晶素子１０１ａには、あらかじめ白が書き込まれた液晶素子に、時刻ｔ１においてグレーを書き込み、保持を行った。液晶素子１０１ｂには、あらかじめ黒が書き込まれた液晶素子に、時刻ｔ１においてグレーを書き込み、保持を行った。ここで表示装置の階調数は２５６、グレーは第１２８階調である。時間変化に伴い、液晶素子１０１ａの反射率が徐々に増加、液晶素子１０１ｂの反射率が徐々に減少し、その差が焼き付きとなって視認される。
【００６４】
次に、焼き付きにより反射率に差が生じた液晶素子１０１ａと液晶素子１０１ｂに、再度、時刻ｔ２においてグレーを書き込み、保持を行った結果を図８（Ｂ）に示す。２回目の書き込みを行うことにより保持時間に伴う反射率の変化が抑えられ、焼き付きの影響を抑制できたことがわかる。
【００６５】
ここで、図８の評価に用いた液晶素子の双極子モーメントは２．３、比抵抗値が１．０×１０１４［Ω・ｃｍ］以上であった。
【００６６】
図９には、液晶素子の駆動電圧と、液晶素子の透過率との関係を示す。横軸には液晶素子の駆動電圧を、縦軸には透過率を、それぞれ示す。液晶層の動作モードはＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用いた。透過率が２０％より大きく８０％より小さい領域では、駆動電圧に対する透過率の変化が急峻であり、焼き付きの影響をより受けやすいことがわかる。よって、透過率が２０％より大きく８０％より小さい領域においては、液晶素子に印加される電圧の変動をより受けやすいといえる。
【００６７】
一方、透過率が２０％以下、あるいは８０％以上の領域においては、透過率が２０％より大きく８０％より小さい領域と比較して、液晶素子に印加される電圧の変動を受けにくい。
【００６８】
表示部１０２に表示される画像の階調レベルは最大ＣＸであるとする。ＣＸは例えば１６、２５６等の正の整数である。
【００６９】
ここでコントラストの高い階調とは例えば、階調レベルが０．７ＣＸ以上または０．３ＣＸ以下、より好ましくは０．８ＣＸ以上または０．２ＣＸ以下である。ここで階調レベルが０．７ＣＸ以上、より好ましくは０．８ＣＸ以上を本明細書等では白近傍、階調レベルが０．３ＣＸ以下、より好ましくは０．２ＣＸ以下を本明細書等では黒近傍、と呼ぶ。また、階調レベルが０．３ＣＸより大きく０．７ＣＸより小さい、より好ましくは０．２ＣＸより大きく０．８ＣＸより小さい、例えば２５６階調（０から２５５）の場合には第５２階調以上第２０４階調以下（５１以上２０３以下）を中間調と呼ぶ場合がある。
【００７０】
［処理フロー］
本発明の一態様の表示装置の動作方法を、図２のフローを用いて説明する。
【００７１】
表示装置２００にはＩｍａｇｅ  Ｘが表示されている（ステップＳ００）。
【００７２】
まず、ステップＳ０１において、Ｉｍａｇｅ  Ｘ（現在表示されている画像）の次に表示される画像（以下、Ｉｍａｇｅ  Ｙとする）の画像信号、および保持時間が与えられる。ここでＩｍａｇｅ  Ｘは例えば第Ｎ番目の画像信号、Ｉｍａｇｅ  Ｙは例えば第（Ｎ＋１）番目の画像信号である。
【００７３】
次にステップＳ０２において、Ｉｍａｇｅ  Ｙの保持時間がｔ以上の場合にはステップＳ０３に、ｔ未満の場合にはステップＳ０５に進む。ここでｔは好ましくは１秒、より好ましくは３秒、さらに好ましくは１０秒である。
【００７４】
また、Ｉｍａｇｅ  Ｙの保持時間は好ましくは１秒以上１００００時間以下、より好ましくは３秒以上１０００時間以下、さらに好ましくは１０秒以上２００時間以下である。
【００７５】
ステップＳ０３に進む場合には、比較回路１２１を用いてＩｍａｇｅ  ＸとＩｍａｇｅ  Ｙを比較する。次に、比較結果に基づき、ステップＳ０４によりＩｍａｇｅ  Ｘにおいてコントラスト差が大きい隣接画素がある場合にはステップＳ０６に、ない場合にはステップＳ０５にそれぞれ進む。ここで図２に示すフローにおいては、Ｉｍａｇｅ  ＸとＩｍａｇｅ  Ｙの比較は、Ｉｍａｇｅ  Ｘの表示後、Ｉｍａｇｅ  Ｙを表示する前までに行うが、例えば、Ｉｍａｇｅ  ＸとＩｍａｇｅ  Ｙの比較は、Ｉｍａｇｅ  Ｘを表示するよりも前に行ってもよい。その場合には例えば、比較結果を記憶回路１２２に保存しておけばよい。
【００７６】
ステップＳ０６に進む場合には、ステップＳ０６においてＩｍａｇｅ  Ｙの画像を診断する。ステップＳ０４においてコントラスト差が大きいと判断された画素が、Ｉｍａｇｅ  Ｙにおいて中間調を表示する場合にはステップＳ０７に、表示しない場合にはステップＳ０５にそれぞれ進む。
【００７７】
ステップＳ０５に進む場合には、ステップＳ０５においてＩｍａｇｅ  Ｙを表示部に１回のみ書き込む。その後、ステップＳ０８によりＩｍａｇｅ  Ｙを保持する。
【００７８】
ステップＳ０７に進む場合には、ステップＳ０８においてＩｍａｇｅ  Ｙを３以上の奇数回書き込む。その後、ステップＳ０８によりＩｍａｇｅ  Ｙを保持する。
【００７９】
ステップＳ０８の後、ステップＳ０９によりタッチセンサ等に、外部から、あるいは内部から、画像切り替えの信号、ここでは例えば第（Ｎ＋２）番目の画像信号が与えられる。以後、Ｉｍａｇｅ  Ｘを第（Ｎ＋１）番目の画像信号、Ｉｍａｇｅ  Ｙを第（Ｎ＋２）番目の画像信号としてステップＳ０１乃至ステップＳ０９を処理する。
【００８０】
以後、画像を切り替える毎にステップＳ０１乃至ステップＳ０９を繰り返し処理する。
【００８１】
ここでステップＳ０４乃至ステップＳ０７における、Ｉｍａｇｅ  ＸおよびＩｍａｇｅ  Ｙの比較について、図３および図４を用いて述べる。
【００８２】
図３（Ａ）に示すように、表示部１０２が有する画素の一領域を領域１０２ａとする。図３（Ｂ）は領域１０２ａが有する画素を示す。領域１０２ａは、画素１１と、画素１１に隣接する画素を示す。図３（Ｂ）はＩｍａｇｅ  Ｘ（ここでは例えば第Ｎ番目の画像信号）を表示した場合の領域１０２ａの例を、図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はＩｍａｇｅ  Ｙ（ここでは例えば第（Ｎ＋１）番目の画像信号）を表示した場合の領域１０２ａの３つの例（Ｃａｓｅ  １、Ｃａｓｅ  ２およびＣａｓｅ  ３）をそれぞれ示す。
【００８３】
Ｉｍａｇｅ  Ｘの画像信号において、画素１１と、画素１１に隣接するいずれかの画素と、のそれぞれに書き込まれる信号の一方の階調レベルが黒近傍、ここでは例えば０．２ＣＸ以下、他方の階調レベルが白近傍、ここでは０．８ＣＸ以上である場合を考える。図３（Ｂ）に示す例では、画素１１は階調レベルが０．２ＣＸ以下、隣接する画素１２、画素１３および画素１４は階調レベルが白近傍、ここでは０．８ＣＸ以上である。画素１１は、隣接する画素１２、画素１３および画素１４とのコントラスト差が大きい。図３（Ｂ）において画素１１には第１階調（０）、すなわち黒が表示され、画素１２、画素１３および画素１４には第２５６階調（２５５）、すなわち白が表示される。
【００８４】
Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号において、画素１１と、画素１２、画素１３および画素１４の少なくともいずれか一と、に書き込まれるデータが中間調、例えば０．２ＣＸより大きく０．８ＣＸより小さいデータである場合には、液晶の焼き付きの影響が顕著となる場合がある。図４（Ａ）に示す例（Ｃａｓｅ  １）では、画素１１および画素１２には第１２８階調（１２７）の中間調が表示され、画素１３および画素１４には白が表示される。画素１１および画素１２が中間調であるため、第（Ｎ＋１）番目の画像信号は複数回、より好ましくは３以上の奇数回、書き込まれることが好ましい。書き込み回数を奇数回とする理由は後述する。
【００８５】
一方、Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号において、画素１１乃至画素１４に書き込まれる信号が黒近傍または白近傍、ここでは０．２ＣＸ以下または０．８ＣＸ以上の信号、すなわちコントラストの高い階調である場合には、液晶の焼き付きの影響は小さい。図４（Ｂ）には、第（Ｎ＋１）番目の画像信号の、図４（Ａ）とは異なる一例（Ｃａｓｅ  ２）を示す。図４（Ｂ）において、画素１１および画素１２には白が表示され、画素１３および画素１４には黒が表示される。この場合には、Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号は１回のみ書き込めばよい。画像信号の書き込み回数を１回とすることにより、表示装置の消費電力は究極に低くなる。
【００８６】
また、図４（Ｃ）にはＩｍａｇｅ  Ｙの画像信号の、図４（Ａ）および図４（Ｂ）とは異なる一例（Ｃａｓｅ  ３）を示す。まず、画素１１および画素１５について考える。図３（Ｂ）において、画素１１および画素１５はともに階調レベルが黒近傍、ここでは０．２ＣＸ以下である。画素１１および画素１５は中間調ではなく、かつコントラスト差が小さい。図４（Ｃ）において、画素１１および画素１５には中間調、ここでは第１２８階調（１２７）が表示される。この場合には、Ｉｍａｇｅ  Ｘの画像信号において画素１１および画素１５のコントラスト差が小さいため、焼き付きの影響は小さい。次に画素１２、画素１３および画素１４について考える。画素１２、画素１３および画素１４は図３（Ｂ）において画素１１とのコントラスト差が大きかったものの、図４（Ｃ）においては白近傍、例えば０．８ＣＸ以上の画像、ここでは白が表示され、中間調には該当しないため、焼き付きの影響は小さい。よって、Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号が図４（Ｃ）である場合には、Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号を１回のみ書き込めばよい。
【００８７】
ここで図３（Ｂ）、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示す画素１１乃至１５には、図１（Ｂ）に示す画素６１を用いることができる。
【００８８】
図３および図４においては、画素１１と、その隣接する画素との比較について説明したが、本発明の一態様の表示装置では、全ての画素について、その隣接する画素との比較を行うことが好ましい。あるいは、表示部１０２のうち、ある表示領域が有する画素について、その隣接する画素との比較を行ってもよい。
【００８９】
［タイミングチャート］
表示部１０２への書き込みを、図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は異なるモードで表示部１０２を駆動する場合の、ソースドライバ１１３からソース線（配線ＳＬ）に出力されるデータ信号（以下、Ｖｄａｔａ）の極性（Ｐｏｌａｒｉｔｙ  ｏｆ  Ｖｄａｔａ）を示す。
【００９０】
図５（Ａ）は１フレームごとにデータを逐次書き換える駆動方法である。図５（Ａ）においては比較的速い周波数、例えば３０Ｈｚ以上、より好ましくは６０Ｈｚ以上で画像の書き換えを行う例を示す。１フレームに相当する期間２１にＩｍａｇｅ  Ｘの画像信号を、次の１フレームに相当する期間２２にＩｍａｇｅ  Ｙの画像信号をそれぞれ書き込む。ここで、Ｖｄａｔａにおいて、逆の極性が交互に印加されることが好ましい。ここでＶｄａｔａの極性はＶｃｏｍを基準に決定される。Ｖｃｏｍは基準となる電位である。Ｖｃｏｍより高い場合を正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の極性、低い場合を負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）の極性という。正の極性と負の極性を交互に書き込めばよい。液晶素子に印加される極性に偏りがあると、液晶素子の劣化が大きくなる場合がある。
【００９１】
図５（Ｂ）は、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動方法である。これを“アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動”と呼ぶ。例えば静止画を表示する際には１フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで静止画を表示する際には表示部１０２をＩＤＳ駆動を用いて動作させると、電力消費を削減することができるとともに、画面のちらつきも抑制することができる。図５（Ｂ）では比較的速い周波数、例えば３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、より好ましくは５０Ｈｚ以上１３０Ｈｚ以下で画像信号を３回書き込んだ後、保持を行う例を示す。まず、３フレーム分に相当する期間３１において比較的速い周波数、ここでは６０Ｈｚで第Ｎ番目の画像信号を３回書き込む。ここで１回目および３回目は正の電圧、２回目は負の電圧が印加される。３回目の書き込み後、期間３２において画像データを保持する。ここでは保持時間ｔを１秒間とする。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、入力信号をオフ、としてデータを保持することができる。ここで入力信号をオフにするとは例えば、ゲートドライバ１１２やソースドライバ１１３への制御信号の供給を停止することである。制御信号の供給を停止することによりＧＳＰ、ＧＣＬＫ、ＳＳＰ、ＳＣＬＫ等の信号を停止することができる。
【００９２】
次に期間３３において６０ＨｚでＩｍａｇｅ  Ｙの画像信号を３回書き込む。ここで１回目および３回目は負の電圧、２回目は正の電圧が印加される。３回目の書き込み後、期間３４において画像データを保持する。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、入力信号をオフ、としてデータを保持することができる。
【００９３】
ここで期間３２においては正の電圧において保持が行われ、期間３４においては負の電圧において保持が行われる。このように、書き込み回数を奇数回とすることにより、保持期間の極性を交互に変えることができ、液晶素子の劣化が抑制される。
【００９４】
図５（Ｂ）においては書き込み回数を３回としたが、書き込み回数は３以上の奇数回であればよい。例えば書き込み回数は３以上９以下の奇数である。
【００９５】
また、図５（Ｂ）において期間３１に正、負、正、の極性で同じ画像信号を基に作られたＶｄａｔａを３回書き込む例について説明したが、同じ画像信号ではなく、例えば１回目および２回目の少なくともいずれかにおいて、表示部１０２の全面を白近傍の表示、あるいは黒近傍の表示、とした後に、３回目以降に所望の画像信号を書き込んでもよい。このような表示方法を実行することにより表示のムラを抑制することができる。
【００９６】
図５（Ｃ）は、データの書き込みを１回のみとする場合のタイミングチャートを示す。第Ｎ回目の画像について、期間４１に書き込みを１回行い、期間４２に保持を行う。その後、第（Ｎ＋１）回目の画像について、期間４３に書き込みを１回行い、期間４４に保持を行う。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、入力信号をオフ、として信号を保持することができる。ここでは書き込み時間を１／２０秒、保持時間ｔを１秒とする。
【００９７】
図５（Ｂ）に示す駆動方法におけるＧＶＤＤ、ＧＳＰ、ＧＣＬＫの一例を図６に示す。ここでＧＶＤＤはゲートドライバ１１２の高電源電圧である。
【００９８】
まず第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ  １）において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。ソースドライバ１１３（図示しないが）ではＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬＫに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。このとき、Ｖｄａｔａの極性は正になるようにする。
【００９９】
次に、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ２）において、同様の手順でゲート信号およびＶｄａｔａを生成する。第２のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は負になるようにする。
【０１００】
次に、第３のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ３）において、同様の手順でゲート信号およびＶｄａｔａを生成する。第３のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は正になるようにする。
【０１０１】
静止画を表示する場合には、Ｆｒａｍｅ  １、２および３の信号は同じである。但し、Ｆｒａｍｅ  ２では、フレーム  １および３に対して極性が反転する。
【０１０２】
次に、第４のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ４）以降においては画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３をオフ状態とし、書き込んだ画像を保持する。Ｆｒａｍｅ  ４以降は、データの書き換えが停止されるため、ＧＳＰおよびＧＣＬＫの供給を停止することができる。また、ＧＶＤＤの供給を停止してもよい。
【０１０３】
［画像情報］
図５を用いて説明した通り、表示部１０２への書き込み回数は１回または３以上の奇数回であることが好ましい。ここで表示装置２００に表示する画像のコントラストが高い場合、例えば文字情報等を表示する場合には、表示部１０２への書き込み回数を１回とすることができ、表示装置２００の消費電力は究極に低くなる。
【０１０４】
本発明の一態様の表示装置は例えば、文字、図、および写真、等を表示することができる。文字は例えば、コントラストの高いデータにおいて構成される。図および写真を表示するデータは例えば、中間調を有する場合が多い。
【０１０５】
また、本発明の一態様の表示装置は、書籍、等の情報を表示することができる。書籍として例えば、教科書等も含む。
【０１０６】
書籍情報は、文字を多く有する。文字により構成されるデータは例えば切り替え速度が遅く、静止画あるいは周波数の低い表示が好ましい場合がある。このような表示には、表示部１０２を用いて表示することが好ましい。静止画あるいは周波数の低い表示を表示部１０２に表示することにより、表示装置２００の消費電力を低くすることができる。
【０１０７】
文字は例えば、コントラストの高いデータにおいて構成されるため、Ｉｍａｇｅ  ＸおよびＩｍａｇｅ  Ｙの画像信号が文字情報である場合には、表示部１０２に対して、Ｉｍａｇｅ  Ｙの画像信号は１回のみ書き込めばよい。すなわち、本発明の一態様の表示装置が文字を繰り返し表示している期間においては、表示装置の消費電力は究極に低く抑えることができる。よって例えば本発明の一態様の表示装置を蓄電池により駆動する場合には、該蓄電池により駆動できる時間を長くすることができる。また、該蓄電池への充電回数を少なくすることができる。
【０１０８】
＜表示装置２００の動作方法＞
表示装置２００は表示モードを切り替えることができる。表示モードを切り替えるとは、表示部１０２および表示部１０４のいずれかを表示すること、あるいは両方を表示することを選択することを指す。表示モードの切り替えは例えば、外光の強さ、ユーザーの好み、画像の種類、等に応じて行う。
【０１０９】
表示装置２００は例えば、外光が強い場合には表示部１０２のみを表示し、外光が弱い場合には表示部１０４を表示する。
【０１１０】
あるいは、表示装置２００は例えば、表示部１０２と表示部１０４を同時に表示する。同時に表示することにより、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。
【０１１１】
また、表示部１０４を表示することにより例えば、より視野角の広い表示が得られる場合がある。視野角が広い表示が得られることにより例えば、表示装置２００を閲覧する角度にこだわらずに用いることができる。また、複数人で同じ表示画面を閲覧しやすい場合がある。
【０１１２】
また、表示部１０２には例えば、カラー画像が表示されてもよいし、グレー画像が表示されてもよい。表示部１０４にはカラー画像が表示されることが好ましい。
【０１１３】
表示装置２００において表示部１０２にグレー画像、表示部１０４にカラー画像が表示される場合を考える。この場合には例えば、表示装置２００に表示される画像がグレー画像の場合には表示部１０２を表示し、カラー画像の場合には表示部１０４を表示する。また例えば、グレー画像あるいは白黒画像で構成される文字情報を表示部１０２に、図および写真等で構成されるカラー画像を表示部１０４に、それぞれ表示してもよい。
【０１１４】
表示装置２００の表示モードの切り替えについて、図７のフローを用いて説明する。ステップＳ９００において、タッチセンサ等に、外部から、あるいは内部から、画像切り替えの信号が与えられる。
【０１１５】
ステップＳ９０１にて表示モードが指示される。ステップＳ９０２にて表示モードに従い表示部１０２の表示の有無を選択し、表示部１０２に表示を行わない場合はステップＳ９０３により表示部１０４への書き込みを行う。表示部１０２に表示を行う場合にはステップＳ９０４に進む。ステップＳ９０４において、表示部１０４の表示の有無を選択し、表示部１０４に表示を行わない場合はステップＳ９０５により表示部１０２への書き込みを行う。表示部１０２に表示を行う場合はステップＳ９０６により表示部１０２への書き込み、およびステップＳ９０７により、表示部１０４の書き込みを行う。ここでステップＳ９０５およびステップＳ９０６における表示部１０２の書き込みは図２に示すステップＳ０１乃至Ｓ０８を用いることができる。また、ステップＳ０７において表示部１０２に３以上の奇数回、書き込みを行う場合には、図６のタイミングチャートを用いることができる。ステップＳ９０６において、表示部１０２に３以上の奇数回、書き込みを行う場合において、表示部１０４への書き込みを行う場合には、図６のＦｒａｍｅ  １乃至３のいずれかの期間に、表示部１０２への書き込みと並行して、書き込みを行えばよい。あるいは、Ｆｒａｍｅ  ４の開始時に、表示部１０４への書き込みを行えばよい。
【０１１６】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１１７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置が有する液晶素子をＩＤＳ駆動に用いる際に適用することが好ましい液晶材料について説明する。
【０１１８】
＜双極子モーメントについて＞
まずは、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下の分子を液晶層が有することによる作用について説明する。表１は、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする分子を有する液晶層の一例として、分子の双極子モーメント（Ｄｉｐｏｌｅ  ｍｏｍｅｎｔ）と比抵抗の関係を示している。
【０１１９】
【表１】
2018032022.tif 000003
【０１２０】
表１の値の測定にあたり、液晶層は母体液晶と、それに添加する添加材料を混合して構成する。双極子モーメントρは添加材料の分子の双極子モーメントである。表１に示す比抵抗μ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）は、液晶層、すなわち母体液晶と、添加材料との、混合物の比抵抗を示すものである。母体液晶と、添加材料との混合比は、混合材料全体に対して添加材料が２０重量％となるように混合する。以下、母体液晶と、添加材料の混合物を「混合液晶」と表す。表１の各データは、母体液晶に添加する添加材料の種類を変え、添加材料の種類ごとに添加材料の分子の双極子モーメントと、添加材料を添加した各混合液晶の比抵抗の関係を示したものである。
【０１２１】
表１に示すように、添加材料の分子の双極子モーメントの値の減少に伴い、混合液晶の比抵抗値が増加する。逆にいうと、添加材料の双極子モーメントが大きいと比抵抗が減少する。また表１によれば、添加材料の分子の双極子モーメントが３デバイ以下の混合液晶は比抵抗値が１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上である。添加材料の分子の双極子モーメントが小さければ比抵抗値が大きくなる。が、もっとも小さい、双極子モーメントがゼロというのは、分子内の電荷の偏りが無い状態である。たとえば、分子構造が、分子の中心に対して対称である場合は電荷分布に偏りがないので双極子モーメントが０になる。このため、本発明の一態様の液晶素子が有する液晶材料は、添加材料の分子の永久双極子モーメントは０デバイ以上、３デバイ以下であることが好ましく、さらに比抵抗が１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上とすると好ましい。
【０１２２】
＜双極子モーメントと液晶層の動作との関係の説明＞
ここで、双極子モーメントについて説明する。異なる種類の原子からなる分子の場合、それぞれの原子の電気陰性度は異なっているのが通常であり、これらが結合して分子になると、電気陰性度の差から分子の内部で電荷の分布に偏りが生じる。この偏りの量を定量的に示す量が双極子モーメントである。なお、分子内部で電荷が偏っているものは、永久双極子モーメントを持つ、という言い方をする場合もある。
【０１２３】
電荷の偏りを、極性の異なる点電荷＋ｑ、−ｑが距離ｌだけ離れている状態として模式的に表した場合、積ｑｌが双極子モーメントとなる。単位は電荷と長さの積であるＣ・ｍ（クーロン・メートル）である。
【０１２４】
双極子モーメントは慣例的に「デバイ」で表す。「デバイ」は場合によっては、「デバイ単位」、または「ｄｅｂｙｅ」、またはアルファベットで「Ｄ」、またはアルファベットで「ＤＵ」と示すこともある。デバイとＳＩ単位との関係を数式（１）に示す。数式（１）からも分かるように、ＳＩ単位を用いると非常に小さい値になる。分子の双極子モーメントは１デバイ程度の大きさになるのが一般的なので、双極子モーメントの大きさを示す場合はデバイ単位を用いるのが一般的である。本明細書でも双極子モーメントの大きさはデバイで示すが、式（１）の関係式を用いればＳＩ単位に変換が可能である。
【０１２５】
【数１】
2018032022.tif 000004
【０１２６】
液晶層に関しては、液晶層を構成する分子（以下、液晶分子と表す）は複数の異なる原子が化合して得られる化合物であり、このため、液晶分子の内部で電荷の分布に偏りがあり、その結果、双極子モーメントを有する。
【０１２７】
表示装置に適した液晶層の液晶分子の形状は棒状であるのが一般的である。また液晶層は誘電体であり、誘電率は、棒状形状の液晶分子の配列方向によって異なる、誘電率異方性を示す。
【０１２８】
誘電率異方性は、分子内部における、たとえばシアノ、ハロゲンといった電子吸引性基や、電子供与性基が、その発現に寄与している。誘電率異方性は、電場等の外場に対する液晶分子の動作の応答性に直接関係する特性であり、大きな誘電率異方性を示すような分子構造になるように適宜選択する。しかしながら、誘電率異方性を大きくすることをねらって電子吸引性基を増やすなどして誘電率異方性をより大きくしようとすると、今度は、電荷の偏り、すなわち双極子モーメントが過剰に大きくなり、イオン性の不純物を取り込みやすくなる。
【０１２９】
液晶層のイオン性の不純物濃度が高まると、液晶層でのイオン伝導が生じやすくなり、液晶層の電圧保持率が低下する。さらに液晶層の表面にイオン性不純物による電荷が滞留し、これが液晶層の内部で電圧を発生させることで生じる、残留ＤＣを大きくする原因となる。残留ＤＣは表示装置の焼き付きの起こしやすさの目安となる量で、小さくなることが好ましい。
【０１３０】
不純物イオンを取り込む工程としては、材料の合成時に始まり、パネルの作製工程など、多岐に亘る。各工程での不純物汚染を避けるのはもちろんであるが、材料自体の不純物イオンの取り込みやすさを低減させることが、液晶層の電圧保持率の向上、残留ＤＣの低減に有効であり、液晶分子一つ一つの双極子モーメントを小さくするように、材料を選択することが好ましい。
【０１３１】
上述したように分子の双極子モーメントが３を超えると、液晶層に含まれる不純物の影響が顕著になる。この不純物が液晶層に残留することで、液晶層の比抵抗が下がることで液晶層の導電率が増大し、表示装置のリフレッシュレートを低減する場合に、画素に書き込んだ電圧を保持することが困難になる。
【０１３２】
液晶層が有する分子の双極子モーメントが低いと、液晶層中の不純物の量を低減することができるため、液晶層の導電率を低減できる。そのため、液晶層が有する分子の双極子モーメントが低い方が、リフレッシュレートを低減する場合に画素に書き込んだ電圧をより長く保持することができる点で有利である。
【０１３３】
しかしながら、液晶層が有する分子の双極子モーメントを単純に小さくすると、電界との相互作用が小さくなる傾向が生じる場合がある。この場合、液晶層の挙動が遅いため、高速動作を促すために駆動電圧を高く設定する必要がある。そのために消費電力の低減を目的として、リフレッシュレートを低減する液晶層の構成としては、望ましくない。
【０１３４】
特に、リフレッシュレートを低減する駆動から動画表示を行うためにリフレッシュレートを増大する方に切り替えた場合に、駆動電圧が大きいと液晶表示装置全体で消費電力の増加が著しくなり、好ましくない。
【０１３５】
したがって、本実施の形態における一態様として、液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする構成が好適である。液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする構成は、液晶層に含まれる不純物の割合を低減できるとともに、動画表示を行う際の消費電力の増大を伴うことなく、液晶層の駆動電圧を好ましい範囲に設定することが可能である。
【０１３６】
なお、液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする場合、消費電力の増大を伴わない範囲において、液晶層の駆動電圧を高く設定することが好適である。液晶層の駆動電圧が高いと、階調値のずれに対する許容範囲が増える。つまり駆動電圧が高い分、電圧変化分に対する階調値のずれが少ない分だけフリッカーを低減できる。
【０１３７】
なお、液晶層が有する分子の双極子モーメントは、０デバイ以上３デバイ以下とする構成について説明したが、好ましくは、０デバイ以上２．５デバイ以下である。また、より好ましくは０デバイ以上１．８デバイ以下である。
【０１３８】
なお本実施の形態で示す液晶層の説明は、一例としてＴＮモードの液晶層に基づく説明するが、他のモードであってもよい。
【０１３９】
液晶層のＴＮモード以外の動作モードとして、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。なお表示装置の各画素における画素電極は、各表示モードに従って、電極の構造等を適宜変更可能である。
【０１４０】
＜電圧保持率の説明＞
ここで、液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とすることと、液晶層の電圧保持率の関係について説明する。電圧保持率は液晶層を挟持する電極に対して３Ｖの電圧を、１６．６ｍｓの期間、印加し、該電極間を所定の時間開放した後保持された電圧との面積比を求めた。
【０１４１】
双極子モーメントを工夫しない材料においては、３０秒経過後の電圧保持率が９８．０％であるのに対し、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする材料においては、３０秒経過後の電圧保持率が９８．８％まで向上した。
【０１４２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、表示装置の構成例について説明する。
【０１４４】
図１０（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の断面の構造を一例として示す。図１０（Ａ）に示す表示装置２００は、発光型表示素子である表示素子１０３と、表示素子１０１と、表示素子１０３への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０５と、反射型表示素子である表示素子１０１への電圧の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０６とを有する。そして、表示素子１０３と、表示素子１０１と、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０６とは、基板２０１と基板２０２の間に位置する。ここで表示素子１０１として、液晶素子を用いる。
【０１４５】
また、表示装置２００において表示素子１０１は、画素電極２０７と、共通電極２０８と、液晶層２０９とを有する。画素電極２０７は、トランジスタ２０６に電気的に接続されている。そして、画素電極２０７と共通電極２０８の間に印加される電圧にしたがって液晶層２０９の配向が制御される。なお、図１０（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板２０２側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極２０７において反射し、再び基板２０２側から放射される。
【０１４６】
また、表示素子１０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。表示素子１０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図１０（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、表示素子１０３から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように画素電極２０７と重ならない領域を通過し、共通電極２０８が位置する領域を通過して、基板２０２側から放射される。
【０１４７】
そして、図１０（Ａ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に位置しており、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０は、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に含まれていると言える。
【０１４８】
上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。
【０１４９】
次いで、図１０（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１０（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１０（Ａ）に示す表示装置２００と構成が異なる。
【０１５０】
具体的に、図１０（Ｂ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有し、層２１０ａと層２１０ｂとは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。そして、図１０（Ｂ）に示す表示装置２００では、層２１０ａが層２１０ｂよりも表示素子１０３側に近い。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれていると言える。
【０１５１】
上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置２００の高精細化を実現することができる。
【０１５２】
次いで、図１１（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１１（Ａ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層が含まれている点において、図１０（Ａ）に示す表示装置２００と構成が異なる。そして、図１１（Ａ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａが、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図１０（Ｂ）に示す表示装置２００と構成が異なる。
【０１５３】
具体的に、図１１（Ａ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有する。そして、層２１０ａは、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。
【０１５４】
上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、図１０（Ｂ）の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置２００の高精細化を実現することができる。
【０１５５】
次いで、図１１（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１１（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層に含まれている点では、図１０（Ａ）に示す表示装置２００と構成は同じである。ただし、図１１（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれている層が、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図１０（Ａ）に示す表示装置２００と構成が異なる。
【０１５６】
具体的に、図１１（Ｂ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０を有する。そして、層２１０は、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、表示素子１０１は、表示素子１０３よりも基板２０２側に近い。
【０１５７】
上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。また、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線と、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線とが、層２１０に対して同一の側に設ければよい。具体的には、上記配線を、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０６の半導体層上に形成でき、なおかつ、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０５の半導体層上に形成することができる。よって、図１０（Ａ）に示す表示装置２００の場合に比べて作成工程を簡素化することができる。
【０１５８】
なお、図１０及び図１１では、２つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係る表示装置は、１つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良いし、１つの表示素子１０１に対して複数の表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良い。
【０１５９】
また、図１０及び図１１では、表示素子１０１が有する画素電極２０７が、可視光を反射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極２０７は可視光を透過する機能を有していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置２００に設けても良いし、表示素子１０１を用いて画像を表示する際に表示素子１０３を光源として用いても良い。
【０１６０】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１６１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置が有する、画素の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、本発明の一態様に係る画素３００の構成例について説明する。
【０１６２】
図１２（Ａ）に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有する。そして、画素３５０は液晶素子３０１を有し、画素３５１は発光素子３０２を有する。液晶素子３０１として、先の実施の形態に述べた表示素子１０１、発光素子３０２として先の実施の形態に述べた表示素子１０３を、それぞれ用いることができる。
【０１６３】
具体的に、画素３５０は、液晶素子３０１と、液晶素子３０１に印加する電圧を制御する機能を有するトランジスタ３０３と、容量素子３０４とを有する。そして、トランジスタ３０３は、ゲートが配線ＧＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＳＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続されている。また、液晶素子３０１の共通電極は、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。また、容量素子３０４は、一方の電極が、液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続され、他方の電極が、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。
【０１６４】
また、具体的に、画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とを有する。そして、トランジスタ３０６は、ゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。
【０１６５】
図１２（Ａ）に示す画素３００では、液晶素子３０１に対応した画像信号を配線ＳＬに供給し、発光素子３０２に対応した画像信号を配線ＤＬに供給することで、液晶素子３０１によって表示される階調と、発光素子３０２によって表示される階調とを個別に制御することができる。
【０１６６】
なお、図１２（Ａ）では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。
【０１６７】
図１２（Ｂ）に、画素３００が一の画素３５０と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。
【０１６８】
具体的に図１２（Ｂ）に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。
【０１６９】
図１２（Ｂ）に示す画素３５０の構成については、図１２（Ａ）に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０１７０】
また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図１２（Ａ）に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
【０１７１】
また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０１７２】
また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。
【０１７３】
また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。
【０１７４】
上述したように、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
【０１７５】
次いで、図１３（Ａ）に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１３（Ａ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１２（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０１７６】
具体的に、図１３（Ａ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲート（フロントゲート）に電気的に接続されている。図１３（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。また、図１３（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５のサイズを小さく抑えつつ、トランジスタ３０５のオン電流を高めることができる。
【０１７７】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１３（Ａ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１３（Ａ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１２（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１３（Ａ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１２（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０１７８】
次いで、図１３（Ｂ）に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１３（Ｂ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１２（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。そして、図１３（Ｂ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲートではなく発光素子３０２に電気的に接続されている点において、図１３（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０１７９】
図１３（Ｂ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。
【０１８０】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１３（Ｂ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１３（Ｂ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１２（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１３（Ｂ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１２（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０１８１】
次いで、図１４に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１４に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有し、画素３５１の構成が図１２（Ａ）とは異なる。
【０１８２】
具体的に、図１４に示す画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とを有する。また、トランジスタ３０５と、トランジスタ３０６と、トランジスタ３０８とは、それぞれバックゲートを有する。
【０１８３】
そして、トランジスタ３０６は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲート及びバックゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。
トランジスタ３０８は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＭＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。
【０１８４】
なお、図１４では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。
【０１８５】
図１５に、画素３００が一の画素３５０と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。
【０１８６】
具体的に図１５に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。
【０１８７】
図１５に示す画素３５０の構成については、図１４に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０１８８】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図１４に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
【０１８９】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。
【０１９０】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０１９１】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。
【０１９２】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０１９３】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬａに電気的に接続され、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬｂに電気的に接続され、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。
【０１９４】
また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。
【０１９５】
上述したように、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
【０１９６】
なお、画素３５０に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換える必要がない場合（すなわち静止画を表示する場合）、一時的に駆動回路を停止することができる（以下、「アイドリングストップ」、もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。）。ＩＤＳ駆動によって、表示装置２００の消費電力を低減することができる。
【０１９７】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、図４（Ａ）に示した表示装置２００を例に挙げて、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置２００の具体的な構成例について説明する。
【０１９９】
図１６に、表示装置２００の断面構造の一例を示す。
【０２００】
図１６に示す表示装置２００は、基板２５０と基板２５１の間に、表示部１０２と、表示部１０４とが積層された構成を有する。具体的に図１６では、表示部１０２と表示部１０４とが接着層２５２により接着されている。
【０２０１】
そして、図１６では、表示部１０２の画素が有する発光素子３０２、トランジスタ３０５、及び容量素子３０７と、表示部１０２の駆動回路が有するトランジスタ３０９とを図示している。また、図１６では、表示部１０４の画素が有する液晶素子３０１と、トランジスタ３０３と、容量素子３０４と、表示部１０４の駆動回路が有するトランジスタ３１０とを図示している。
【０２０２】
トランジスタ３０５は、バックゲートとしての機能を有する導電層３１１と、導電層３１１上の絶縁層３１２と、絶縁層３１２上において導電層３１１と重なる半導体層３１３と、半導体層３１３上の絶縁層３１６と、絶縁層３１６上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３１７と、導電層３１７上に位置する絶縁層３１８のさらに上に位置し、半導体層３１３と電気的に接続されている導電層３１４及び導電層３１５と、を有する。
【０２０３】
また、導電層３１５は、導電層３１９と電気的に接続され、導電層３１９は導電層３２０に電気的に接続されている。導電層３１９は導電層３１７と同一の層に形成されており、導電層３２０は導電層３１１と同一の層に形成されている。
【０２０４】
また、導電層３１１及び導電層３２０と同一の層に、トランジスタ３０６（図示せず）のバックゲートとしての機能を有する導電層３２１が位置している。導電層３２１上には絶縁層３１２が位置し、絶縁層３１２上には導電層３２１と重なる領域を有する半導体層３２２が位置する。半導体層３２２にはトランジスタ３０６（図示せず）のチャネル形成領域が含まれる。半導体層３２２上には絶縁層３１８が位置し、絶縁層３１８上には導電層３２３が位置する。導電層３２３は半導体層３２２に電気的に接続されており、導電層３２３はトランジスタ３０６（図示せず）のソース電極またはドレインとしての機能を有する。
【０２０５】
トランジスタ３０９は、トランジスタ３０５と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。
【０２０６】
トランジスタ３０５、導電層３２３、トランジスタ３０９上には、絶縁層３２４が位置し、絶縁層３２４上には絶縁層３２５が位置する。絶縁層３２５上には導電層３２６及び導電層３２７が位置する。導電層３２６は導電層３１４と電気的に接続されており、導電層３２７は導電層３２３と電気的に接続されている。導電層３２６及び導電層３２７上には絶縁層３２８が位置し、絶縁層３２８上には導電層３２９が位置する。導電層３２９は導電層３２６に電気的に接続されており、発光素子３０２の画素電極としての機能を有する。
【０２０７】
導電層３２７と絶縁層３２８と導電層３２９とが重なる領域が、容量素子３０７として機能する。
【０２０８】
導電層３２９上には絶縁層３３０が位置し、絶縁層３３０上にはＥＬ層３３１が位置し、ＥＬ層３３１上には対向電極としての機能を有する導電層３３２が位置する。導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とは、絶縁層３３０の開口部において電気的に接続されており、導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とが電気的に接続された領域が発光素子３０２として機能する。発光素子３０２は、導電層３３２側から破線の矢印で示す方向に光を放射する、トップエミッション構造を有する。
【０２０９】
導電層３２９と導電層３３２とは、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。導電層３２９と導電層３３２の間に、発光素子３０２の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層３３１に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層３３１において再結合し、ＥＬ層３３１に含まれる発光物質が発光する。
【０２１０】
なお、半導体層３１３、３２２に酸化物半導体を用いる場合、表示装置の信頼性を高めるには、絶縁層３１８は酸素を含む絶縁材料を用いることが望ましく、絶縁層３２４には水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが望ましい。
【０２１１】
絶縁層３２５または絶縁層３３０として有機材料を用いる場合、絶縁層３２５または絶縁層３３０が表示装置の端部に露出していると、絶縁層３２５または絶縁層３３０を介して発光素子３０２等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３０２が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図１６に示すように、絶縁層３２５及び絶縁層３３０が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。
【０２１２】
発光素子３０２は、接着層３３３を介して着色層３３４と重なる。スペーサ３３５は、接着層３３３を介して遮光層３３６と重なる。図１６では、導電層３３２と遮光層３３６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。
【０２１３】
着色層３３４は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。
【０２１４】
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。
【０２１５】
表示部１０４において、トランジスタ３０３は、バックゲートとしての機能を有する導電層３４０と、導電層３４０上の絶縁層３４１と、絶縁層３４１上において導電層３４０と重なる半導体層３４２と、半導体層３４２上の絶縁層３４３と、絶縁層３４３上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３４４と、導電層３４４上に位置する絶縁層３４５のさらに上に位置し、半導体層３４２と電気的に接続されている導電層３４６及び導電層３４７と、を有する。
【０２１６】
また、導電層３４０と同一の層に導電層３４８が位置する。導電層３４８上には絶縁層３４１が位置し、絶縁層３４１上には導電層３４８と重なる領域に導電層３４７が位置する。導電層３４７と絶縁層３４１と導電層３４８とが重なる領域が、容量素子３０４として機能する。
【０２１７】
トランジスタ３１０は、トランジスタ３０３と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。
【０２１８】
トランジスタ３０３、容量素子３０４、トランジスタ３１０上には、絶縁層３６０が位置し、絶縁層３６０上には導電層３４９が位置する。導電層３４９は導電層３４７と電気的に接続されており、液晶素子３０１の画素電極としての機能を有する。導電層３４９上には配向膜３６４が位置する。
【０２１９】
基板２５１には、共通電極としての機能を有する導電層３６１が位置する。具体的に、図１６では、基板２５１上に接着層３６２を介して絶縁層３６３が接着されており、絶縁層３６３上に導電層３６１が位置する。そして、導電層３６１上には配向膜３６５が位置し、配向膜３６４と配向膜３６５の間には液晶層３６６が位置する。
【０２２０】
図１６では、導電層３４９が可視光を反射する機能を有し、導電層３６１が可視光を透過する機能を有することで、破線の矢印で示すように基板２５１側から入射した光を、導電層３４９において反射させ、基板２５１側から放射させることができる。
【０２２１】
可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば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。
【０２２２】
可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。
【０２２３】
なお、図１６では、バックゲートを有するトップゲート型のトランジスタを用いた表示装置の構成について説明したが、本発明の一態様に係る表示装置はバックゲートを有さないトランジスタを用いていても良いし、バックゲート型のトランジスタを用いていても良い。
【０２２４】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０２２５】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、酸化物半導体を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
【０２２６】
特にシリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【０２２７】
半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及びＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
【０２２８】
スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ガリウム、スズ、ハフニウム、アルミニウム、またはジルコニウム等がある。また、他のスタビライザーとしては、ランタノイドである、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。
【０２２９】
半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【０２３０】
なお、ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【０２３１】
なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用いた表示装置の構成を例示したが、反射型表示素子として、液晶素子のほかに、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることができる。
【０２３２】
また、発光型表示素子として、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。
【０２３３】
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
【０２３４】
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０２３５】
なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０２３６】
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
【０２３７】
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０２３８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２３９】
（実施の形態６）
次いで、図１７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の、外観の一例を示す。図１７（Ａ）に示す表示装置２００は、基板５００上に画素部５０１と、反射型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０２と、発光型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０３と、を有する。また、ＩＣ５０４は反射型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。また、ＩＣ５０５は発光型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。
【０２４０】
また、ＦＰＣ５０８はＩＣ５０４に電気的に接続されており、ＦＰＣ５０９はＩＣ５０５に電気的に接続されている。ＦＰＣ５１０は配線５１１を介して走査線駆動回路５０２に電気的に接続されている。また、ＦＰＣ５１０は配線５１２を介して走査線駆動回路５０３に電気的に接続されている。
【０２４１】
次いで、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子として発光素子を用いる場合を例に挙げて、画素部５０１が有する画素５１３における、液晶素子の表示領域のレイアウトと、発光素子の表示領域のレイアウトとを、図１７（Ｂ）に示す。
【０２４２】
具体的に図１７（Ｂ）では、画素５１３が、液晶素子の表示領域５１４と、黄色に対応する発光素子の表示領域５１５と、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とを有する。
【０２４３】
なお、緑色、青色、赤色、黄色にそれぞれ対応する発光素子を用いて色再現性の良い黒を表示する際、発光素子の面積あたりに流れる電流量は、黄色に対応する発光素子が最も小さいことが求められる。図１７（Ｂ）では、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とが、ほぼ同等の面積を有し、それらに対して黄色に対応する発光素子の表示領域５１５の面積はやや小さいため、色再現性の良い黒を表示することが可能である。
【０２４４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２４５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例について説明する。
【０２４６】
図１８（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例を示す。図１８（Ａ）は、タブレット型の情報端末６２００であり、筐体６２２１、表示装置６２２２、操作ボタン６２２３、スピーカ６２２４を有する。また、本発明の一態様に係る表示装置６２２２に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン６２２３に情報端末６２００を起動する電源スイッチ、情報端末６２００のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、又は表示装置６２２２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００では、操作ボタン６２２３の数を４個示しているが、情報端末６２００の有する操作ボタンの数及び配置は、これに限定されない。
【０２４７】
また、情報端末６２００は、外光の入射角度を測定する光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙを有する。光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルに配置されている。特に、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の一方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の一方に配置されている。本発明の一態様では、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙによって外光の入射角度、照度を測定して、それらのデータを基づいて、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
【０２４８】
また、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙの配置箇所は、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００に限定されない。例えば、図１８（Ｂ）に示す情報端末６２０１のように、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の両方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の両方に配置されてもよい。
【０２４９】
また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、筐体６２２１の内部にセンサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置を設けることで、図１８（Ａ）に示す情報端末６２００の向き（鉛直方向に対して情報端末がどの向きに向いているか）を判断して、表示装置６２２２の画面表示を、情報端末６２００の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。
【０２５０】
また、該傾きの情報と、先述した光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙから得た外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より正確に表示装置６２２２に映す画像データの色の調整と階調の調整を行うことができる。この場合、筐体６２２１に撮像センサを設けて、情報端末６２００に対する使用者の眼の位置（あるいは視線の方向）の情報を取得し、該傾き、外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より更に正確に、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
【０２５１】
また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、情報端末６２００に携帯電話のような通話機能を付することができる。また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、カメラを有する構成であってもよい。また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、フラッシュライト、又は照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。
【０２５２】
また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、指紋、静脈、虹彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する情報端末６２００を実現することができる。
【０２５３】
また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイクを有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、情報端末６２００に通話機能を付することができる。また、情報端末６２００に音声解読機能を付することができる場合がある。情報端末６２００に音声解読機能を設けることで、音声認識によって情報端末６２００を操作する機能、更には、音声や会話を判読して会話録を作成する機能、などを情報端末６２００に有することができる。これにより、例えば、会議などの議事録作成として活用することができる。
【０２５４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２５５】
（実施の形態８）
図１９に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の具体例を示す。
【０２５６】
図１９（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、本発明の一態様に係る表示装置５００３、発明の一態様に係る表示装置５００４、マイクロホン５００５、スピーカ５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。なお、図１９（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、表示装置５００３と表示装置５００４とで示す二つの表示装置を有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示装置の数は、これに限定されない。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置５００３及び表示装置５００４を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５００３及び表示装置５００４に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２５７】
図１９（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末であり、筐体５２０１、本発明の一態様に係る表示装置５２０２、ベルト５２０３、光センサ５２０４、スイッチ５２０５等を有する。腕時計型の携帯情報端末に本発明の一態様に係る表示装置５２０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５２０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２５８】
図１９（Ｃ）はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体５３０１、筐体５３０２、本発明の一態様に係る表示装置５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示装置５３０３は、筐体５３０１及び筐体５３０２によって支持されている。そして、表示装置５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７及び５３０８において変更することで、筐体５３０１と筐体５３０２が重なるように、表示装置５３０３を折りたたむことができる。図示してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示装置５３０３において使用条件の情報として用いても良い。また、光センサ５３０４は筐体５３０１に付いており、光センサ５３０５は筐体５３０２に付いている。上記構成により、筐体５３０１に支持されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報と、筐体５３０２に支持されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報とを、共に表示装置５３０３における使用条件の情報として用いることができる。タブレット型のパーソナルコンピュータに本発明の一態様に係る表示装置５３０３を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５３０３に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２５９】
図１９（Ｄ）はビデオカメラであり、筐体５８０１、筐体５８０２、本発明の一態様に係る表示装置５８０３、操作キー５８０４、レンズ５８０５、接続部５８０６等を有する。操作キー５８０４及びレンズ５８０５は筐体５８０１に設けられており、表示装置５８０３は筐体５８０２に設けられている。そして、筐体５８０１と筐体５８０２とは、接続部５８０６により接続されており、筐体５８０１と筐体５８０２の間の角度は、接続部５８０６により変更が可能である。表示装置５８０３における映像を、接続部５８０６における筐体５８０１と筐体５８０２との間の角度に従って切り替える構成としても良い。ビデオカメラに本発明の一態様に係る表示装置５８０３を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５８０３に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２６０】
図１９（Ｅ）は腕時計型の携帯情報端末であり、曲面を有する筐体５７０１、本発明の一態様に係る表示装置５７０２等を有する。本発明の一態様に係る表示装置５７０２に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体５７０１に表示装置５７０２を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯情報端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯情報端末に本発明の一態様に係る表示装置５７０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５７０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２６１】
図１９（Ｆ）は携帯電話であり、曲面を有する筐体５９０１に、本発明の一態様に係る表示装置５９０２、マイク５９０７、スピーカ５９０４、カメラ５９０３、外部接続部５９０６、操作用のボタン５９０５が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表示装置５９０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５９０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０２６２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２６３】
１１    画素
１２    画素
１３    画素
１４    画素
１５    画素
２１    期間
２２    期間
３１    期間
３２    期間
３３    期間
３４    期間
４１    期間
４２    期間
４３    期間
４４    期間
６１    画素
６２    画素
６３    トランジスタ
６５    トランジスタ
６６    トランジスタ
１０１    表示素子
１０１ａ    液晶素子
１０１ｂ    液晶素子
１０２    表示部
１０２ａ    領域
１０３    表示素子
１０４    表示部
１０４ａ    領域
１１２    ゲートドライバ
１１３    ソースドライバ
１１４    タッチセンサ
１２１    比較回路
１２２    記憶回路
１２３    計測回路
１２４    回路
１５１    入力部
１５２    制御部
２００    表示装置
２０１    基板
２０２    基板
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    画素電極
２０８    共通電極
２０９    液晶層
２１０    層
２１０ａ    層
２１０ｂ    層
２５０    基板
２５１    基板
２５２    接着層
３００    画素
３０１    液晶素子
３０２    発光素子
３０３    トランジスタ
３０４    容量素子
３０５    トランジスタ
３０６    トランジスタ
３０７    容量素子
３０８    トランジスタ
３０９    トランジスタ
３１０    トランジスタ
３１１    導電層
３１２    絶縁層
３１３    半導体層
３１４    導電層
３１５    導電層
３１６    絶縁層
３１７    導電層
３１８    絶縁層
３１９    導電層
３２０    導電層
３２１    導電層
３２２    半導体層
３２３    導電層
３２４    絶縁層
３２５    絶縁層
３２６    導電層
３２７    導電層
３２８    絶縁層
３２９    導電層
３３０    絶縁層
３３１    ＥＬ層
３３２    導電層
３３３    接着層
３３４    着色層
３３５    スペーサ
３３６    遮光層
３４０    導電層
３４１    絶縁層
３４２    半導体層
３４３    絶縁層
３４４    導電層
３４５    絶縁層
３４６    導電層
３４７    導電層
３４８    導電層
３４９    導電層
３５０    画素
３５１    画素
３５１ａ    画素
３５１ｂ    画素
３５１ｃ    画素
３５１ｄ    画素
３６０    絶縁層
３６１    導電層
３６２    接着層
３６３    絶縁層
３６４    配向膜
３６５    配向膜
３６６    液晶層
５００    基板
５０１    画素部
５０２    走査線駆動回路
５０３    走査線駆動回路
５０４    ＩＣ
５０５    ＩＣ
５０６    配線
５０８    ＦＰＣ
５０９    ＦＰＣ
５１０    ＦＰＣ
５１１    配線
５１２    配線
５１３    画素
５１４    表示領域
５１５    表示領域
５１６    表示領域
５１７    表示領域
５１８    表示領域
５００１    筐体
５００２    筐体
５００３    表示装置
５００４    表示装置
５００５    マイクロホン
５００６    スピーカ
５００７    操作キー
５００８    スタイラス
５２０１    筐体
５２０２    表示装置
５２０３    ベルト
５２０４    光センサ
５２０５    スイッチ
５３０１    筐体
５３０２    筐体
５３０３    表示装置
５３０４    光センサ
５３０５    光センサ
５３０６    スイッチ
５３０７    ヒンジ
５７０１    筐体
５７０２    表示装置
５８０１    筐体
５８０２    筐体
５８０３    表示装置
５８０４    操作キー
５８０５    レンズ
５８０６    接続部
５９０１    筐体
５９０２    表示装置
５９０３    カメラ
５９０４    スピーカ
５９０５    ボタン
５９０６    外部接続部
５９０７    マイク
６２００    情報端末
６２０１    情報端末
６２２１    筐体
６２２２    表示装置
６２２３    操作ボタン
６２２４    スピーカ
６２２５Ｘ    光センサ
６２２５Ｙ    光センサ
【図１】
2018032022.tif 000005
【図２】
2018032022.tif 000006
【図３】
2018032022.tif 000007
【図４】
2018032022.tif 000008
【図５】
2018032022.tif 000009
【図６】
2018032022.tif 000010
【図７】
2018032022.tif 000011
【図８】
2018032022.tif 000012
【図９】
2018032022.tif 000013
【図１０】
2018032022.tif 000014
【図１１】
2018032022.tif 000015
【図１２】
2018032022.tif 000016
【図１３】
2018032022.tif 000017
【図１４】
2018032022.tif 000018
【図１５】
2018032022.tif 000019
【図１６】
2018032022.tif 000020
【図１７】
2018032022.tif 000021
【図１８】
2018032022.tif 000022
【図１９】
2018032022.tif 000023