(57)【要約】【課題】高速に動作する情報処理装置を提供する。【解決手段】撮像装置、通信装置、演算装置および表示装置を有する情報処理装置。撮像装置は、撮像画像を取得する機能を有する。通信装置は、通信網を介して撮像画像をサーバに供給する機能を有し、また撮像画像を基にサーバにより生成された付加情報を演算装置に供給する機能を有する。演算装置は、付加情報を基に付加画像を生成する機能を有する。表示装置は、第１の表示領域および第２の表示領域を有する。撮像画像は第１の表示領域または第２の表示領域の一方により表示され、付加画像は第１の表示領域または第２の表示領域の他方により表示される。第１の表示領域には可視光を発する機能を有する表示素子が設けられ、第２の表示領域には可視光を反射する機能を有する表示素子が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と、通信装置と、演算装置と、表示装置と、を有し、
前記撮像装置は、第１の画像を取得する機能を有し、
前記通信装置は、前記第１の画像を、通信網を介してサーバに供給する機能を有し、
前記通信装置は、前記第１の画像を基に前記サーバにより生成された情報を、前記演算装置に供給する機能を有し、
前記演算装置は、前記情報を基に第２の画像を生成する機能を有し、
前記表示装置は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有し、
前記第１の表示領域は、第１の表示素子を有し、
前記第１の表示領域は、前記第１の画像を表示する機能を有し、
前記第２の表示領域は、第２の表示素子を有し、
前記第２の表示領域は、前記第２の画像を表示する機能を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示素子は、可視光を発する機能を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２の表示素子は、可視光を反射する機能を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第１の表示素子および前記第２の表示素子は、同一の画素ユニット内に設けられていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記第１の表示素子および前記第２の表示素子は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタとそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項６】
第１の画像を取得し、
前記第１の画像を、通信網を介してサーバに供給し、
前記第１の画像を基に前記サーバにより生成された情報を受信し、
前記情報を基に第２の画像を生成し、
前記第１の画像と、前記第２の画像と、を異なる表示領域に表示することを特徴とする情報処理装置の動作方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の画像を前記サーバに供給する前に、前記情報処理装置と前記サーバが前記通信網を介して接続されているか否かを判定し、
前記情報処理装置と前記サーバが前記通信網を介して接続されていない場合は、前記第１の画像のみ表示することを特徴とする情報処理装置の動作方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の情報処理装置と、
操作ボタンと、を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、情報処理装置、情報処理装置の動作方法ならびに電子機器に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
１つの画素に発光素子と反射型の液晶素子が設けられている表示装置が提案されている（特許文献１）。当該表示装置では、十分な明るさの外光がある環境では液晶素子による表示を行い、十分な明るさを得られない環境では発光素子を利用した表示を行うことができる。当該表示装置は、スマートフォン、携帯ゲーム機等の電子機器に搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５１０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スマートフォン、携帯ゲーム機等の電子機器において、現実の画像の一部に情報等を付加させて合成して表示する拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）と呼ばれる技術が使用される。例えば、上記電子機器は表示装置、撮像装置、演算装置等を含んだ情報処理装置を有し、撮像装置により撮像画像を取得する。その後、撮像画像に対して画像認識を行うことにより付加情報を生成する。付加情報に基づいた画像を撮像画像に合成し、合成した画像を表示装置により表示することにより、ＡＲを実現することができる。
【０００６】
しかしながら、撮像画像の解像度が増加し、また高度かつ複雑な画像認識を行う場合、例えば情報処理装置が有する演算装置により画像認識、および付加情報に基づいた画像の撮像画像への合成を行うと、演算装置の処理量が増加する。これにより、処理時間が増加し、情報処理装置が高速に動作しなくなる場合がある。演算装置の処理量の増加に対応するため、撮像画像を、情報処理装置に設けられた演算装置より高い処理能力を持った外部のサーバに供給し、当該サーバが画像認識、および付加情報に基づいた画像の撮像画像への合成を行うことが考えられる。しかしながら、撮像画像の解像度が増加し、また高度かつ複雑な画像認識を行う場合、情報処理装置とサーバとの間の通信量が増加する。これにより、通信時間が増加し、情報処理装置が高速に動作しなくなる場合がある。
【０００７】
本発明の一態様は、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができる情報処理装置およびその動作方法を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、高解像度の画像を表示することができる情報処理装置およびその動作方法を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、高速に動作する情報処理装置およびその動作方法を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、新規な情報処理装置およびその動作方法を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、新規な情報処理装置を有する電子機器を提供することを課題の一とする。
【０００８】
なお、本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び／又は他の課題のうち、少なくとも１つの課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、撮像装置と、通信装置と、演算装置と、表示装置と、を有し、撮像装置は、第１の画像を取得する機能を有し、通信装置は、第１の画像を、通信網を介してサーバに供給する機能を有し、通信装置は、第１の画像を基にサーバにより生成された情報を、演算装置に供給する機能を有し、演算装置は、情報を基に第２の画像を生成する機能を有し、表示装置は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有し、第１の表示領域は、第１の表示素子を有し、第１の表示領域は、第１の画像を表示する機能を有し、第２の表示領域は、第２の表示素子を有し、第２の表示領域は、第２の画像を表示する機能を有する情報処理装置である。
【００１０】
また、上記態様において、第１の表示素子は、可視光を発する機能を有してもよい。
【００１１】
また、上記態様において、第２の表示素子は、可視光を反射する機能を有してもよい。
【００１２】
また、上記態様において、第１の表示素子および第２の表示素子は、同一の画素ユニット内に設けられていてもよい。
【００１３】
また、上記態様において、第１の表示素子および第２の表示素子は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタとそれぞれ電気的に接続されていてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様は、第１の画像を取得し、第１の画像を、通信網を介してサーバに供給し、第１の画像を基にサーバにより生成された情報を受信し、当該情報を基に第２の画像を生成し、第１の画像と、第２の画像と、を異なる表示領域に表示する情報処理装置の動作方法である。
【００１５】
また、上記態様において、第１の画像をサーバに供給する前に、情報処理装置とサーバが通信網を介して接続されているか否かを判定し、情報処理装置とサーバが通信網を介して接続されていない場合は、第１の画像のみ表示してもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様の情報処理装置と、操作ボタンと、を有する電子機器も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様により、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができる情報処理装置およびその動作方法を提供することができる。また、本発明の一態様により、高解像度の画像を表示することができる情報処理装置およびその動作方法を提供することができる。また、本発明の一態様により、高速に動作する情報処理装置およびその動作方法を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な情報処理装置およびその動作方法を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な情報処理装置を有する電子機器を提供することができる。
【００１８】
なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書または図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、および／または他の効果のうち、少なくとも１つの効果を有するものである。したがって本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】情報処理システムの構成例を説明するブロック図および表示装置に表示される画像の一例を説明する図。
【図２】情報処理システムの構成例を説明するブロック図および表示装置に表示される画像の一例を説明する図。
【図３】情報処理システムの動作方法の一例を説明するフローチャート。
【図４】情報処理システムの動作方法の一例を説明するフローチャート。
【図５】情報処理システムの動作方法の一例を説明するフローチャート。
【図６】画素ユニットの構成例を説明するブロック図。
【図７】画素ユニットを説明する図。
【図８】表示装置の構成例を説明するブロック図および画素の構成例を説明する上面図。
【図９】画素回路の構成例を説明する図。
【図１０】画素回路の構成例を説明する図および画素の構成例を説明する上面図。
【図１１】表示装置の構成例を説明する斜視概略図。
【図１２】タッチセンサの構成例を説明するブロック図。
【図１３】表示装置の構成例を説明する断面図。
【図１４】表示装置の構成例を説明する断面図。
【図１５】表示装置の構成例を説明する断面図。
【図１６】電子機器を説明する図。
【図１７】電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２３】
また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。したがって、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。
【００２４】
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【００２５】
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２６】
また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００２７】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００２８】
また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。例えば、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
【００２９】
トランジスタのオフ電流は、Ｖｇｓに依存する場合がある。したがって、トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、トランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇｓにおけるオフ状態、所定の範囲内のＶｇｓにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇｓにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
【００３０】
一例として、しきい値電圧Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇｓが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−９Ａであり、Ｖｇｓが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１３Ａであり、Ｖｇｓが‐０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１９Ａであり、Ｖｇｓが−０．８Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−２２Ａであるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Ｖｇｓが−０．５Ｖにおいて、または、Ｖｇｓが−０．５Ｖ以上−０．８Ｖ以下の範囲において、１×１０−１９Ａ以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−１９Ａ以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０−２２Ａ以下となるＶｇｓが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−２２Ａ以下である、と言う場合がある。
【００３１】
また、本明細書等では、チャネル幅Ｗを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Ｗあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅（例えば１μｍ）あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流／長さの次元を持つ単位（例えば、Ａ／μｍ）で表される場合がある。
【００３２】
トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、６０℃、８５℃、９５℃、または１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃以上３５℃以下の温度）におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、室温、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃以上３５℃以下の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【００３３】
トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Ｖｄｓに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、または２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓ、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、２０Ｖ、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるＶｄｓ、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓ、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【００３４】
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
【００３５】
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
【００３６】
なお、電圧とは２点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー（電気的な位置エネルギー）のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位（例えば接地電位）との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
【００３７】
本明細書等において、ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射光と、自発光とを併用して、色調または光強度を互いに補完して、文字または画像を表示する方法である。または、ハイブリッド表示とは、同一画素ユニットまたは同一副画素において複数の表示素子から、それぞれの光を用いて、文字及び／または画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を行っている表示装置であるハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一方を用いて表示される画素ユニットまたは副画素と、複数の表示素子の双方を用いて表示される画素ユニットまたは副画素と、を有する場合がある。
【００３８】
なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つまたは複数の表現を満たすものを、ハイブリッド表示という。
【００３９】
また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素ユニットまたは同一副画素に複数の表示素子を有する。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光、及び自発光のいずれか一方または双方を用いて、文字及び／または画像を表示する機能を有する。
【００４０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置を用いた情報処理システムの構成例および当該情報処理システムの動作方法の一例について、図１乃至図５を用いて説明する。
【００４１】
本発明の一態様は、サーバと、情報処理装置と、を有する情報処理システムに関する。情報処理装置は、撮像装置、演算装置および表示装置を有する。撮像装置により撮像画像を取得後、当該撮像画像をサーバへ供給する。サーバは、受信した画像に対して画像認識を行い、画像認識の結果を基に付加情報を生成後、当該付加情報を情報処理装置に供給する。その後、演算装置が付加情報を基に付加画像を生成する。表示装置は第１の表示領域および第２の表示領域を有し、撮像画像および付加画像をそれぞれ異なる表示領域に表示する。以上に示す情報処理システムでは、サーバは付加情報のみを情報処理装置に供給すればよく、画像を情報処理装置に供給する必要が無いため、画像を情報処理装置に供給する場合よりサーバと情報処理装置との間の通信量を減少させることができる。また、撮像画像と付加画像を合成する処理を行わなくてもよい。したがって、本発明の一態様の情報処理装置の動作速度を高めることができる。これにより、本発明の一態様の情報処理装置は高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【００４２】
なお、第１の表示領域には第１の表示素子が設けられ、第２の表示領域には第２の表示素子が設けられる。第１の表示素子は、例えば可視光を発する機能を有し、第２の表示素子は、例えば可視光を反射する機能を有する。
【００４３】
［情報処理システムの構成例］
図１（Ａ）は、情報処理システム１００の構成例を示すブロック図である。情報処理システム１００は、情報処理装置１１０と、サーバ１３０と、を有する。情報処理装置１１０とサーバ１３０は通信網１３１を介して接続されている。なお、通信網１３１として、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：登録商標）等のコンピュータネットワークとすることができる。
【００４４】
情報処理装置１１０は、撮像装置１１１と、通信装置１１２と、演算装置１１３と、記憶装置１１４と、画像エンコーダ１１５と、付加画像エンコーダ１１６と、表示制御装置１１７と、表示装置１２０と、を有する。また、表示装置１２０は、表示領域１２１と、表示領域１２２と、を有し、表示領域１２１と表示領域１２２は重なるように形成されている。
【００４５】
撮像装置１１１は、静止画または動画を撮影し、画像を取得する機能を有する。なお、本明細書等において、撮像装置１１１により取得された画像を撮像画像と呼ぶ。具体的には、撮像装置１１１により撮影された静止画、または撮像装置１１１により撮影された動画のうちの１フレームを撮像画像と呼ぶ。撮像装置１１１は、例えばカメラとすることができる。
【００４６】
通信装置１１２は、撮像画像等を、通信網１３１を介してサーバ１３０に供給する機能を有する。また、詳細は後述するが、通信装置１１２は、サーバ１３０から供給された情報等を受信する機能を有する。当該情報は、通信装置１１２からサーバ１３０に供給された撮像画像等を基にサーバ１３０が生成することができる。通信装置は、例えば無線通信モジュールとすることができる。
【００４７】
演算装置１１３は、サーバ１３０から供給された情報を基に、画像を生成する機能を有する。なお、本明細書等において、サーバ１３０から供給された情報といった、演算装置１１３が生成する画像の基となる情報を付加情報と呼ぶ。また、本明細書等において、付加情報から生成された画像を付加画像と呼ぶ。
【００４８】
また、演算装置１１３は、撮像装置１１１、通信装置１１２、記憶装置１１４、画像エンコーダ１１５および付加画像エンコーダ１１６等の制御および管理を行う機能を有する。演算装置１１３として、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を用いることができる。またこれらをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【００４９】
記憶装置１１４は、撮像画像、付加情報、および付加画像等を記憶する機能を有する。記憶装置１１４として、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いることができる。
【００５０】
画像エンコーダ１１５は、撮像画像等を圧縮等して表示制御装置１１７に供給する機能を有する。付加画像エンコーダ１１６は、付加画像を圧縮等して表示制御装置１１７に供給する機能を有する。
【００５１】
表示制御装置１１７は、画像エンコーダ１１５から撮像画像等を受け取り、当該画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方に表示させる機能を有する。表示制御装置１１７は、付加画像エンコーダ１１６から付加画像を受け取り、当該画像を例えば表示領域１２１または表示領域１２２の他方に表示させる機能を有する。
【００５２】
表示装置１２０は、表示制御装置１１７から受信した画像を、表示領域１２１または／および表示領域１２２に表示する機能を有する。例えば、前述のように、画像エンコーダ１１５から供給された撮像画像等を表示領域１２１または表示領域１２２の一方に表示し、付加画像エンコーダ１１６から供給された付加画像を表示領域１２１または表示領域１２２の他方に表示することができる。
【００５３】
サーバ１３０は、撮像画像等、情報処理装置１１０から受信した画像に対して画像認識を行い、画像認識の結果を基に付加情報の生成を行う機能を有する。サーバ１３０は、生成した付加情報を情報処理装置１１０に供給する機能を有する。なお、サーバ１３０は、サーバ１３０が受信した画像に対して、ガンマ補正、調光、調色等の画像処理を行った後、画像認識を行ってもよい。画像処理を行った後に画像認識を行うことにより、例えば画像認識の精度を高めることができる。
【００５４】
なお、以上に示した構成は明確に分離できず、１つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。
【００５５】
情報処理システム１００において、例えば撮像装置１１１が撮像画像として道路の画像を取得し、当該画像をサーバ１３０に供給することができる。この場合、サーバ１３０は画像認識を行うことにより例えば受信した画像に含まれる車両を検出し、検出した車両の位置に関する情報を含む付加情報を生成することができる。演算装置１１３は、サーバ１３０が生成した付加情報を基に、例えば検出した車両を囲むための矩形等の図形を含んだ画像を付加画像として生成することができる。その後、図１（Ａ）に示すように、例えば表示領域１２１には撮像画像である道路の画像を表示し、例えば表示領域１２２には付加画像である、検出した車両を囲むための矩形等の図形を含んだ画像を表示することができる。
【００５６】
図１（Ｂ）は、表示装置１２０に表示される画像の一例、つまり情報処理装置１１０の使用者から見える画像の一例を示す。表示装置１２０に表示される画像は、表示領域１２１に表示される画像と表示領域１２２に表示される画像を重ね合わせた画像となる。つまり、例えば車両が矩形等の図形で囲まれた、道路の画像を表示装置１２０により表示することができる。
【００５７】
情報処理システム１００において、サーバ１３０は撮像画像等、情報処理装置１１０から受信した画像に対して画像認識を行い、画像認識の結果を基に付加情報の生成を行った後、生成した付加情報のみを情報処理装置に供給すればよい。つまり、画像をサーバ１３０から情報処理装置１１０に供給する必要がない。したがって、画像をサーバ１３０から情報処理装置１１０に供給する場合より、サーバ１３０と情報処理装置１１０との間の通信量を減少させることができる。また、撮像画像等と付加画像を合成する処理を行わなくてもよい。以上により、情報処理装置１１０の動作速度を高めることができる。したがって、情報処理装置１１０は高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【００５８】
なお、表示領域１２１または表示領域１２２の一方に表示する画像は、撮像画像でなくてもよい。例えば、演算装置１１３が情報を生成後、当該情報を基にした画像を演算装置１１３により生成し、当該画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方に表示することができる。この場合、演算装置１１３により生成された画像をサーバ１３０に送信し、サーバ１３０による画像認識および付加情報の生成を行うことができる。その後、演算装置１１３は付加情報を基に付加画像を生成し、当該付加画像を表示領域１２１または表示領域１２２の他方に表示することができる。なお、表示装置１２０が撮像画像を表示する機能を有しないこととする場合、情報処理装置１１０に撮像装置１１１を設けなくてもよい。
【００５９】
また、表示装置１２０に付加画像を表示しなくてもよい。この場合、情報処理装置１１０からサーバ１３０への撮像画像等の供給およびサーバ１３０による付加情報の生成を行わなくてもよい。したがって、情報処理装置１１０とサーバ１３０との接続が切断されている場合においても、表示装置１２０は画像を表示することができる。なお、表示装置１２０に付加画像を表示しない場合、表示領域１２１または表示領域１２２のいずれか一方に撮像画像等を表示してもよいし、表示領域１２１および表示領域１２２の両方に撮像画像等を表示してもよい。
【００６０】
また、表示装置１２０に付加画像を表示するか否かを、情報処理装置１１０の使用者が任意に設定できるようにしてもよい。この場合、情報処理装置１１０とサーバ１３０とが接続されている場合であっても、表示装置１２０に付加画像を表示しないようにすることができる。
【００６１】
次に、表示装置１２０が有する表示領域１２１および表示領域１２２について説明する。
【００６２】
表示領域１２１は、第１の表示素子を有する。例えば、第１の表示素子として発光素子を用いることができる。第１の表示素子として発光素子を用いる場合、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、かつコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。したがって、外光の照度が小さい場合等には、表示領域１２１に撮像画像等を表示することが好ましい。この場合、表示領域１２２に付加画像を表示することができる。
【００６３】
表示領域１２２は、第２の表示素子を有する。例えば、第２の表示素子として反射型の液晶素子を用いることができる。第２の表示素子として反射型の液晶素子を用いる場合、光源が不要であるため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることができる。したがって、外光の照度が高い場合等には、表示領域１２２に撮像画像等を表示することが好ましい。この場合、表示領域１２１に付加画像を表示することができる。
【００６４】
なお、撮像画像等を表示領域１２１と表示領域１２２のいずれに表示するかは、例えば情報処理装置１１０の使用者が任意に設定することができる。また、例えば外光の照度を検出し、外光の照度が規定値未満である場合は表示領域１２１に撮像画像等を表示し、外光の照度が規定値以上である場合は表示領域１２２に撮像画像等を表示することができる。
【００６５】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示す情報処理システム１００の構成の変形例を示すブロック図である。図２（Ａ）に示す情報処理システム１００は、情報処理装置１１０がタッチセンサ１２３およびタッチセンサコントローラ１１８を有する点を除き、図１（Ａ）に示す情報処理システムと同様の構成である。タッチセンサ１２３は表示領域１２１および表示領域１２２と重なるように、表示装置１２０に設けられる。
【００６６】
タッチセンサ１２３は、情報処理装置１１０の使用者等のタッチ動作を検出し、当該タッチ動作に対応する信号をタッチセンサコントローラ１１８に供給する機能を有する。
【００６７】
タッチセンサコントローラ１１８は、タッチセンサ１２３を制御する機能を有する。タッチセンサコントローラ１１８は、タッチセンサ１２３へのタッチ動作に基づき、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として必要となる情報を演算装置１１３に供給する機能を有する。
【００６８】
演算装置１１３は、タッチセンサ１２３から供給された情報に基づき、画像を生成する機能を有する。当該画像は、表示領域１２１および表示領域１２２のうち、例えば付加画像を表示する表示領域に表示することができる。なお、タッチセンサ１２３から供給された情報に基づき生成された画像を、例えば撮像画像等を表示する表示領域に表示してもよい。
【００６９】
図２（Ａ）に示す構成の情報処理システム１００において、例えばタッチセンサ１２３にタッチすることにより、表示装置１２０にメニューを表示する機能を有することができる。例えば、図２（Ａ）に示すように、付加画像が表示領域１２２に表示されている場合、表示領域１２２にメニューを表示することができる。
【００７０】
図２（Ｂ）は、情報処理システム１００が図２（Ａ）に示す構成である場合における、表示装置１２０に表示される画像の一例、つまり情報処理装置の使用者から見える画像の一例を示す。図２（Ｂ）に示すように、例えば車両が矩形等の図形で囲まれた道路の画像に、メニューを表示させた画像を表示装置１２０により表示することができる。
【００７１】
なお、図１（Ａ）および図２（Ａ）等に示す構成の情報処理システム１００において、情報処理装置１１０にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）モジュールを設けてもよい。情報処理装置１１０にＧＰＳモジュールを設けることにより、情報処理装置１１０の位置情報を記憶装置１１４に保存し、またサーバ１３０に供給することができる。例えば、情報処理装置１１０が車両に設けられている場合、当該車両の近くの道路の渋滞情報等を情報処理装置１１０が通信網１３１を介してサーバ１３０等から受信することができる。
【００７２】
［情報処理システムの動作方法の一例］
次に、情報処理システム１００の動作方法の一例について説明する。図３は、情報処理システム１００の動作方法の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、撮像装置１１１により、撮像画像を取得する（ステップＳ０１）。取得した撮像画像は、記憶装置１１４に保存することができる。
【００７４】
次に、記憶装置１１４に保存された撮像画像を、通信装置１１２を用いて通信網１３１を介してサーバ１３０に供給する（ステップＳ０２）。サーバ１３０は、情報処理装置１１０から供給された撮像画像を受信する（ステップＳ０３）。
【００７５】
次に、サーバ１３０は、受信した画像に対して画像認識を行う（ステップＳ０４）。例えば、受信した画像が道路の画像である場合、画像認識により車両を検出することができる。なお、サーバ１３０は、受信した画像に対して画像処理を行った後に画像認識を行ってもよい。その後、サーバ１３０は、画像認識の結果を基に付加情報を生成する（ステップＳ０５）。付加情報として、例えば検出した車両の位置に関する情報を含んだ情報とすることができる。
【００７６】
次に、サーバ１３０は、生成した付加情報を情報処理装置１１０に供給する（ステップＳ０６）。情報処理装置１１０は、サーバ１３０から供給された付加情報を受信する（ステップＳ０７）。
【００７７】
次に、演算装置１１３により、付加情報を基に付加画像を生成する（ステップＳ０８）。付加画像として、例えば検出した車両を囲むための矩形等の図形を含んだ画像とすることができる。生成した付加画像は、記憶装置１１４に保存することができる。
【００７８】
次に、記憶装置１１４に保存された撮像画像および付加画像を、表示制御装置１１７に供給する。その後、表示制御装置１１７が表示装置１２０を制御することにより、撮像画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方により表示し、付加画像を表示領域１２１または表示領域１２２の他方により表示する（ステップＳ０９）。以上により、表示装置１２０に、例えば車両が矩形等の図形で囲まれた、道路の画像を表示することができる。
【００７９】
次に、ステップＳ０１に戻り、撮像装置１１１により撮像画像を取得する。以上が情報処理システム１００の動作方法の一例である。
【００８０】
図４は、図３に示す情報処理システム１００の動作方法の変形例を示すフローチャートである。図４に示す動作方法では、ステップＳ０２において撮像画像をサーバへ供給する前に、情報処理装置１１０とサーバ１３０が通信網１３１を介して接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。情報処理装置１１０とサーバ１３０が接続されている場合は、ステップＳ０２の動作を行う。情報処理装置１１０とサーバ１３０との接続が切断されている場合は、記憶装置１１４に保存された撮像画像を表示制御装置１１７に供給し、表示制御装置１１７が表示装置１２０を制御することにより、撮像画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方により表示する（ステップＳ１１）。この場合は、表示領域１２１または表示領域１２２の他方への付加画像の表示は行わない。ステップＳ１１の終了後、ステップＳ０１に戻り、撮像装置１１１により撮像画像を取得する。
【００８１】
なお、ステップＳ１１において、撮像画像を表示領域１２１および表示領域１２２の両方に表示してもよい。また、ステップＳ１０は、ステップＳ０１の前、つまり撮像装置１１１による撮像画像の取得前に行ってもよい。または、ステップＳ１０は、撮像装置１１１による撮像画像の取得後かつ取得した撮像画像の記憶装置１１４への保存前に行ってもよい。
【００８２】
また、ステップＳ１０における、情報処理装置１１０とサーバ１３０が通信網１３１を介して接続されているか否かの判定は、例えば演算装置１１３により行うことができる。
【００８３】
情報処理システム１００を図４に示す動作方法により動作させることにより、通信エラー等により情報処理装置１１０とサーバ１３０との接続が切断されている場合においても表示装置１２０に画像を表示させることができる。
【００８４】
図５は、図４に示す情報処理システム１００の動作方法の変形例を示すフローチャートである。演算装置１１３が撮像画像等に対して画像認識および付加情報の生成を行う機能を有する場合、図５に示す動作方法で情報処理システム１００を動作させることができる。なお、演算装置１１３が画像認識および付加情報の生成を行えるようにするには、例えば演算装置１１３が例えばＧＰＵ等の同時並列演算処理可能な装置を有する構成とすればよい。
【００８５】
図５に示す動作方法では、情報処理装置１１０とサーバ１３０との接続が切断されているとステップＳ１０において判定された場合は、ステップＳ０１において取得した撮像画像に対して演算装置１１３により画像認識を行う場合の画像認識時間を算出する（ステップＳ１２）。なお、画像認識時間の算出は、例えば演算装置１１３により行うことができる。また、画像認識時間は、撮像画像等の解像度、画像認識の複雑さ等を基に算出することができる。その後、算出された画像認識時間が規定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００８６】
算出された画像認識時間が規定値未満である場合は、撮像画像に対する画像認識を、情報処理装置１１０に設けられた演算装置１１３により行う（ステップＳ１４）。なお、演算装置１１３は、撮像画像に対して画像処理を行った後に画像認識を行ってもよい。その後、画像認識の結果を基に、付加情報を演算装置１１３により生成する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の終了後、ステップＳ０８に示すように、付加情報を基にした付加画像を演算装置１１３により生成する。その後、ステップＳ０９に示すように、撮像画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方により表示し、付加画像を表示領域１２１または表示領域１２２の他方により表示する。
【００８７】
ステップＳ１３において、算出された画像認識時間が規定値以上と判定された場合は、ステップＳ１１により、撮像画像を表示領域１２１または表示領域１２２の一方または両方により表示する。この場合、付加画像の表示は行わない。
【００８８】
情報処理システム１００を図５に示す動作方法により動作させることにより、通信エラー等により情報処理装置１１０とサーバ１３０との接続が切断されている場合においても付加画像を生成し、表示装置１２０により表示することができる。また、画像認識に時間がかかり、情報処理装置１１０の正常な動作に支障をきたす可能性がある場合等は、画像認識を行わないようにすることができるため、情報処理装置１１０の信頼性を高めることができる。
【００８９】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【００９０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置が有する表示装置として用いることのできる表示装置および当該表示装置の動作方法について説明する。
【００９１】
本発明の一態様の表示装置は、可視光を発する第１の表示素子が設けられた画素を備える。または、可視光を反射する第２の表示素子が設けられた画素を備える。
【００９２】
表示装置は、第１の表示素子が発する第１の光と、第２の表示素子が反射する第２の光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第１の表示素子が発する第１の光の光量と、第２の表示素子が反射する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。
【００９３】
また、表示装置は、第１の表示素子の発光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子からの反射光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素および第２の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示装置を構成する。第１の画素は実施の形態１で示した表示領域１２１に設けられ、第２の画素は実施の形態１で示した表示領域１２２に設けられる。
【００９４】
また、第１の画素と第２の画素は、同数かつ同ピッチで、表示部に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、ならびに複数の第１の画素および複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示部に表示することができる。なお、本発明の一態様の表示装置は同一の画素ユニットに複数の表示素子を有するので、ハイブリッドディスプレイということができる。
【００９５】
第１の画素が有する第１の表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、かつコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。
【００９６】
第１の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第１の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。
【００９７】
なお、第１の表示素子として、透過型の液晶素子を用いてもよい。この場合、後述する第２の素子として、反射型の液晶素子を用いることが好ましい。以上により、本発明の一態様の表示装置が光源を有さない構成となるので、本発明の一態様の表示装置の消費電力を低減することができる。
【００９８】
第２の画素が有する第２の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
【００９９】
第２の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第２の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
【０１００】
第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第１の画素および第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。
【０１０１】
本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、および第１の画素および第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。
【０１０２】
第１のモードでは、第１の表示素子による発光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、かつ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第１のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。
【０１０３】
第２のモードは、第２の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第２のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、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２のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【０１０４】
第３のモードでは、第１の表示素子による発光と、第２の表示素子による反射光の両方を利用して表示を行うモードである。つまり、第３のモードは、ハイブリッド表示を行うモードである。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。
【０１０５】
第３のモードでは、第１のモードよりも消費電力を抑えつつ、第２のモードよりも鮮やかな表示をすることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混色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。
【０１０６】
以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
【０１０７】
［表示装置の構成例］
【０１０８】
図６は、本発明の一態様の表示装置が備える画素アレイ４０を説明する図である。画素アレイ４０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット４５を備える。画素ユニット４５は、画素４６と、画素４７とを備える。画素４６は、実施の形態１で示した表示領域１２１に設けられ、画素４７は、実施の形態１で示した表示領域１２２に設けられる。
【０１０９】
図６では、画素４６および画素４７が、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を備える場合の例を示している。
【０１１０】
画素４６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂはそれぞれ、可視光を発する第１の表示素子である。
【０１１１】
画素４７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒ、４７Ｇ、４７Ｂはそれぞれ、可視光を反射する第２の表示素子である。
【０１１２】
以上が表示装置の構成例についての説明である。
【０１１３】
［画素ユニットの構成例］
続いて、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット４５について説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット４５の構成例を示す模式図である。
【０１１４】
画素４６は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒは、光源を有し、画素４６に入力される第１の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ２を、表示面側に射出する。表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ２または青色の光Ｂ２を、表示面側に射出する。
【０１１５】
画素４７は、表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒは、外光を反射し、画素４７に入力される第２の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ１を、表示面側に射出する。表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ１または青色の光Ｂ１を、表示面側に射出する。
【０１１６】
〔第３のモード〕
図７（Ａ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂと、光を発する表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図７（Ａ）に示すように、画素ユニット４５は、光Ｒ１、光Ｇ１、光Ｂ１、光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２の６つの光を混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することができる。
【０１１７】
このとき、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇおよび表示素子４６Ｂのそれぞれの輝度を低く抑えることが好ましい。例えば、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇおよび表示素子４６Ｂのそれぞれが発することのできる光の輝度の最大値（最大輝度ともいう）を１００％としたときに、第３のモードで表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇおよび表示素子４６Ｂのそれぞれが発する光の輝度の最大値を、最大輝度の５％以上５０％以下、好ましくは１％以上６０％以下とすることが好ましい。これにより、低い消費電力で表示できるとともに、表示される画像がより絵画的になり、また目に優しい表示を行うことが可能となる。
【０１１８】
〔第１のモード〕
図７（Ｂ）は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図７（Ｂ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素４７を駆動させずに、画素４６からの光（光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２）のみを混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
【０１１９】
このとき、第３のモードよりも、可視光を発光する表示素子の輝度を高めることが好ましい。例えば、第２のモードで表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂのそれぞれが発する光の輝度の最大値を、最大輝度の１００％とする、または、５０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下とすることができる。これにより、外光の明るい場所であっても鮮やかな画像を表示することができる。
【０１２０】
ここで、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂのそれぞれが発する光の輝度の最大値は、ダイナミックレンジに置き換えることができる。すなわち、第３のモードでは、第２のモードよりも表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂのそれぞれのダイナミックレンジを狭く設定することができる。例えば、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇまたは表示素子４６Ｂにおける第３のモードのダイナミックレンジを、第２のモードのダイナミックレンジの５％以上５０％以下、好ましくは１％以上６０％以下に設定することができる。
【０１２１】
〔第２のモード〕
図７（Ｃ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図７（Ｃ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素４６を駆動させずに、画素４７からの光（光Ｒ１、光Ｇ１、および光Ｂ１）のみを混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
【０１２２】
以上が画素ユニット４５の構成例についての説明である。
【０１２３】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１２４】
（実施の形態３）
以下では、本発明の一態様の情報処理装置が有する表示装置に用いることのできる表示パネルの例について説明する。以下で例示する表示パネルは、発光素子と、反射型の液晶素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。
【０１２５】
［構成例］
図８（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また、方向Ｒに配列した複数の画素４１０、回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、および複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また、方向Ｃに配列した複数の画素４１０、回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１、および複数の配線Ｓ２を有する。
【０１２６】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０１２７】
画素４１０は、発光素子と、反射型の液晶素子を有する。画素４１０において、発光素子と液晶素子とは、互いに重なる部分を有する。
【０１２８】
図８（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。
【０１２９】
図８（Ｂ１）には、導電層３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、導電層３１１ｂ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３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０１３０】
図８（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図８（Ｂ１）に示すように、方向Ｒ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、導電層３１１ｂ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３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０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３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０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。
【０１３１】
また、図８（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
【０１３２】
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すぎると、液晶素子を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さすぎると、発光素子３６０を用いた表示が暗くなってしまう。
【０１３３】
また、反射電極として機能する導電層３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
【０１３４】
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。
【０１３５】
［回路構成例］
図９は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図９では、隣接する２つの画素４１０を示している。
【０１３６】
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、および発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、および配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図９では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、および発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０１３７】
図９では、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
【０１３８】
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソースまたはドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、および液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０１３９】
また、スイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソースまたはドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソースまたはドレインの一方、および配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソースまたはドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０１４０】
容量素子Ｃ１は、液晶素子３４０により表示される画像に対応する画像データ、つまり液晶素子３４０が反射型の液晶素子である場合、液晶素子３４０が反射する光の光量に対応する電荷を保持する機能を有する。容量素子Ｃ２は、発光素子３６０により表示される画像に対応する画像データ、つまり発光素子３６０が発する光の光量に対応する電荷を保持する機能を有する。
【０１４１】
スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２としてトランジスタを用いる場合、金属酸化物をチャネル領域に有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。ＯＳトランジスタは極めてオフ電流が小さく、容量素子Ｃ１および容量素子Ｃ２の電位を長時間保持することが可能となる。したがって、リフレッシュレートを低減することができるため、消費電力を低減することができる。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
図９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。
【０１５１】
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０１５２】
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２および配線ＡＮＯには、発光素子３６０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。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
【０１５３】
図９に示す画素４１０は、例えば、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２および配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また、反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１および配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１および配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０１５４】
なお、図９では１つの画素４１０に、１つの発光素子３６０と１つの液晶素子３４０を有する例を示したが、これに限られない。図１０（Ａ）は、１つの画素４１０に４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）と１つの液晶素子３４０を有する例を示している。
【０１５５】
図１０（Ａ）では図９の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３および配線Ｓ３が接続されている。
【０１５６】
図１０（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および白色（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３４０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、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。また、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。
【０１５７】
また、図１０（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０１５８】
［表示パネルの構成例］
図１１は、本発明の一態様の表示パネル３００の斜視概略図である。表示パネル３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１１では、基板３６１を破線で明示している。
【０１５９】
表示パネル３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。基板３５１には、例えば回路３６４、配線３６５、および画素電極として機能する導電層３１１ｂ等が設けられる。また図１１では基板３５１上にＩＣ３７３とＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１１に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２およびＩＣ３７３を有する表示モジュールと言うこともできる。
【０１６０】
回路３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
【０１６１】
配線３６５は、表示装置や回路３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０１６２】
また、図１１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル３００が走査線駆動回路および信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示パネル３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。
【０１６３】
図１１には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する導電層３１１ｂがマトリクス状に配置されている。導電層３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。
【０１６４】
また、図１１に示すように、導電層３１１ｂは開口を有する。さらに導電層３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、導電層３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。
【０１６５】
また、基板３６１上にはタッチセンサを設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサ３６６を表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。または、基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設けてもよい。基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
【０１６６】
図１２に、タッチセンサ３６６およびその周辺回路の構成例を示したブロック図を示す。なお、図１２に示すように、タッチセンサ３６６およびその周辺回路を合わせてタッチセンサユニット１４９とする。図１２では、タッチセンサ３６６が相互容量タッチセンサである例を示す。
【０１６７】
タッチセンサユニット１４９は、タッチセンサ３６６および周辺回路１４５を有する。周辺回路１４５は、タッチセンサドライバ１４６およびセンス回路１４７を有する。周辺回路１４５は専用ＩＣで構成することができる。
【０１６８】
タッチセンサ３６６は、ｒ本（ｒは自然数）の配線ＤＲＬ、ｓ本（ｓは１以上の整数）の配線ＳＮＬを有する。配線ＤＲＬはドライブ線であり、配線ＳＮＬはセンス線である。ここでは、α番目の配線ＤＲＬを配線ＤＲＬ［α］と記載し、β番目の配線ＳＮＬを配線ＳＮＬ［β］と記載する。容量ＣＴαβは、配線ＤＲＬ［α］と配線ＳＮＬ［β］との間に形成される容量である。
【０１６９】
ｒ本の配線ＤＲＬはタッチセンサドライバ１４６に電気的に接続されている。タッチセンサドライバ１４６は配線ＤＲＬを駆動する機能を有する。ｓ本の配線ＳＮＬはセンス回路１４７に電気的に接続されている。センス回路１４７は、配線ＳＮＬの信号を検出する機能を有する。タッチセンサドライバ１４６によって配線ＤＲＬ［α］が駆動されているときの配線ＳＮＬ［β］の信号は、容量ＣＴαβの容量値の変化量の情報をもつ。ｓ本の配線ＳＮＬの信号を解析することで、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得ることができる。
【０１７０】
［断面構成例１］
図１３に、図１１で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、および表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。なお、タッチセンサ３６６は含まない。
【０１７１】
表示パネルは、基板３５１と基板３６１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５１と絶縁層２２０の間に、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、着色層１７４等を有する。また絶縁層２２０と基板３６１の間に、液晶素子３４０、着色層１７１等を有する。また基板３６１と絶縁層２２０は接着層１８１を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１８２を介して接着されている。
【０１７２】
トランジスタ２０５は、発光素子３６０と電気的に接続し、トランジスタ２０６は、液晶素子３４０と電気的に接続する。トランジスタ２０５とトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。
【０１７３】
基板３６１には、着色層１７１、遮光層１７２、絶縁層１６１、および液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜１７３ｂ、絶縁層１６７等が設けられている。絶縁層１６７は、液晶素子３４０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。
【０１７４】
絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、および絶縁層２１４は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が設けられている。絶縁層２１４および絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。
【０１７５】
また、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソースまたはドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０１７６】
発光素子３６０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、および導電層１９３ｂの順に積層された積層構造を有する。また導電層１９３ｂを覆って導電層１９３ａが設けられている。導電層１９３ｂは可視光を反射する材料を含み、導電層１９１および導電層１９３ａは可視光を透過する材料を含む。発光素子３６０が発する光は、着色層１７４、絶縁層２２０、開口２５１、導電層３１３等を介して、基板３６１側に射出される。
【０１７７】
液晶素子３４０は反射型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３１１ａ、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。また、導電層３１１ａの基板３５１側に接して、可視光を反射性する導電層３１１ｂが設けられている。導電層３１１ｂは開口２５１を有する。また、導電層３１１ａおよび導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３１１ａの間に配向膜１７３ａが設けられ、液晶３１２と導電層３１３の間に配向膜１７３ｂが設けられている。また、基板３６１の外側の面には、偏光板１７０を有する。
【０１７８】
液晶素子３４０において、導電層３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、導電層３１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１７０により偏光され、導電層３１３、液晶３１２を透過し、導電層３１１ｂで反射する。そして、液晶３１２および導電層３１３を再度透過して、偏光板１７０に達する。このとき、導電層３１１ｂと導電層３１３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１７０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１７１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。
【０１７９】
ここで、図１３に示すように、開口２５１には可視光を透過する導電層３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口２５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶３１２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。
【０１８０】
ここで、基板３６１の外側の面に配置する偏光板１７０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、外光反射を抑制するために光拡散版を設けてもよい。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３４０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。
【０１８１】
導電層１９１の端部を覆う絶縁層２１６上には、絶縁層２１７が設けられている。絶縁層２１７は、絶縁層２２０と基板３５１が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またＥＬ層１９２や導電層１９３ａを遮蔽マスク（メタルマスク）を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するためのマスクギャッパとしての機能を有していてもよい。なお、絶縁層２１７は不要であれば設けなくてもよい。
【０１８２】
トランジスタ２０５のソースまたはドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。
【０１８３】
トランジスタ２０６のソースまたはドレインの一方は、接続部２０７を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。導電層３１１ｂと導電層３１１ａは接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
【０１８４】
基板３５１の基板３６１と重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０１８５】
接着層１８１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された導電層３１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
【０１８６】
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１３に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【０１８７】
接続体２４３は、接着層１８１に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層１８１となるペースト等を塗布した後に、接続体２４３を散布すればよい。
【０１８８】
図１３では、回路３６４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。
【０１８９】
図１３では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、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、表示パネルを大型化、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。
【０１９０】
なお、回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
【０１９１】
各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３のうち少なくとも一方は、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。すなわち、絶縁層２１２または絶縁層２１３は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、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
【０１９２】
基板３６１側において、着色層１７１、遮光層１７２を覆って絶縁層１６１が設けられている。絶縁層１６１は、平坦化層としての機能を有していていもよい。絶縁層１６１により、導電層３１３の表面を概略平坦にできるため、液晶３１２の配向状態を均一にできる。
【０１９３】
［断面構成例２］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１４に示すように、画素に設けられる第１のトランジスタと、第２のトランジスタが重なる領域を有する構成であってもよい。このような構成とすることで、一画素あたりの面積を小さくすることができ、高精細な画像が表示できる画素密度の高い表示パネルを形成することができる。
【０１９４】
例えば、発光素子３６０を駆動するためのトランジスタであるトランジスタ２０５と、トランジスタ２０８が重なる領域を有する構成とすることができる。または、液晶素子３４０を駆動するためのトランジスタ２０６と、トランジスタ２０５およびトランジスタ２０８の一方が重なる領域を有する構成であってもよい。
【０１９５】
［断面構成例３］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１５に示すように、表示パネル３００ａと表示パネル３００ｂが接着層３５０を介して貼り合わされた構成であってもよい。表示パネル３００ａは、表示部３６２ａに液晶素子３４０およびトランジスタ２０６を有し、表示部３６２を駆動する回路３６４ａにトランジスタ２０１ａを有する。表示パネル３００ｂは、表示部３６２ｂに発光素子３６０およびトランジスタ２０５、２０８を有し、表示部３６２ｂを駆動する回路３６４ｂにトランジスタ２０１ｂを有する。
【０１９６】
このような構成とすることで、表示パネル３００ａおよび表示パネル３００ｂのそれぞれに適した作製工程を用いることができ、製品歩留りを向上させることができる。
【０１９７】
［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
【０１９８】
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【０１９９】
厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。
【０２００】
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【０２０１】
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。
【０２０２】
また、金属基板の表面を酸化する、または表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、またはスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置するまたは加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。
【０２０３】
可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。
【０２０４】
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。
【０２０５】
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【０２０６】
可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。
【０２０７】
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
【０２０８】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
【０２０９】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０２１０】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０２１１】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。
【０２１２】
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。
【０２１３】
半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。
【０２１４】
半導体層を構成する酸化物半導体がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。
【０２１５】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。
【０２１６】
半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上のキャリア密度の酸化物半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
【０２１７】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０２１８】
半導体層を構成する酸化物半導体において、第１４族元素の１つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０２１９】
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【０２２０】
また、半導体層を構成する酸化物半導体に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０２２１】
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ａｎｄ  Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ  Ａｎｃｈｏｒｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【０２２２】
非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。
【０２２３】
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【０２２４】
＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳの構成について説明する。
【０２２５】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、１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。
【０２２６】
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０２２７】
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。
【０２２８】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０２２９】
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。
【０２３０】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
【０２３１】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、および窒素ガスの中から選ばれたいずれか１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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
また、ＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
したがって、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０２４３】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
【０２４４】
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、かつアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。
【０２４５】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することできるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。
【０２４６】
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【０２４７】
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０２４８】
〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【０２４９】
また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。
【０２５０】
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
【０２５１】
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
【０２５２】
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
【０２５３】
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０２５４】
ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
【０２５５】
ＥＬ層には低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０２５６】
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層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層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
【０２５７】
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
【０２５８】
ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、かついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。
【０２５９】
また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
【０２６０】
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
【０２６１】
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、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、上記金属材料や合金に、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。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。
【０２６２】
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
【０２６３】
なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、および電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【０２６４】
なお、量子ドットは、数ｎｍサイズの半導体ナノ結晶であり、１×１０３個から１×１０６個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整することができる。
【０２６５】
また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。さらに、量子ドットの理論的な外部量子効率はほぼ１００％であると言われており、蛍光発光を呈する有機化合物の２５％を大きく上回り、燐光発光を呈する有機化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによって発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットはその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ることができる。
【０２６６】
量子ドットを構成する材料としては、周期表第１４族元素、周期表第１５族元素、周期表第１６族元素、複数の周期表第１４族元素からなる化合物、周期表第４族から周期表第１４族に属する元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、周期表第１４族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスター等を挙げることができる。
【０２６７】
具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せ等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
【０２６８】
量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型等があり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
【０２６９】
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤（または保護基）としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。
【０２７０】
量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドットのサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ（直径）は０．５ｎｍ乃至２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲のものが通常良く用いられる。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッドはｃ軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
【０２７１】
また、ＥＬ素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光効率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギーまたは三重項励起エネルギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホスト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドットのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合には、量子ドットはコア−シェル構造（コア−マルチシェル構造を含む）であることが好ましい。
【０２７２】
〔液晶素子〕
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。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。
【０２７５】
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。なお、液晶材料の固有抵抗は、１×１０１２Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１×１０１３Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１×１０１４Ω・ｃｍ以上である。なお、本明細書等における固有抵抗の値は、２０℃で測定した値とする。また、該液晶材料を用いて表示装置を構成した場合、液晶素子となる部分の抵抗は、例えば配向膜又はシール材などにより液晶層に不純物が混入する可能性があるため、１×１０１１Ω・ｃｍ以上さらには１×１０１２Ω・ｃｍ以上の範囲となる場合がある。
【０２７６】
液晶材料の固有抵抗が大きいほど液晶材料を介して漏れる電荷を減らすことができ、液晶素子の動作状態を保持する電圧が経時的に低下する現象を緩和できる。その結果、保持期間を長くとれるため、画像データの書き込みを行う頻度を低減でき、表示装置の低消費電力を低減することができる。
【０２７７】
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１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。
【０２７８】
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などを用いることができる。
【０２７９】
本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。
【０２８０】
透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
め好ましい。
【０２８１】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。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。
【０２８２】
また、反射型、または半透過型の液晶素子を用いる場合、偏光板よりも外側に、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。
【０２８３】
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
【０２８４】
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
【０２８５】
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
【０２８６】
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０２８７】
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０２８８】
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
【０２８９】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２９０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置を適用することができる電子機器について説明する。
【０２９１】
本発明の一態様に係る情報処理システムを用いることができる電子機器として、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像記憶装置または画像再生装置、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯データ端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１６および図１７に示す。
【０２９２】
図１６（Ａ）はナビゲーションシステムであり、筐体８７１、表示部８７３、操作キー８７４等を有する。表示部８７３にはタッチセンサが設けられ、主な入力操作を行うことができる。図１６（Ａ）に示したナビゲーションシステムに本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０２９３】
図１６（Ｂ）は携帯電話機の一例であり、筐体８５１、表示部８５２、操作ボタン８５３、外部接続ポート８５４、スピーカ８５５、マイク８５６、カメラ８５７等を有する。当該携帯電話機は、表示部８５２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８５２に触れることで行うことができる。図１６（Ｂ）に示した携帯電話機に本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０２９４】
図１６（Ｃ）は携帯データ端末であり、筐体８１１、表示部８１２、カメラ８１９等を有する。表示部８１２が有するタッチパネル機能により情報の入出力を行うことができる。図１６（Ｃ）示した携帯データ端末に本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０２９５】
図１６（Ｄ）は腕時計型の情報端末であり、筐体８３１、表示部８３２、リストバンド８３３、操作用のボタン８３５、竜頭８３６、カメラ８３９等を有する。表示部８３２はタッチパネルとなっていてもよい。図１６（Ｄ）に示した腕時計型の情報端末に本発明の一態様の本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０２９６】
図１６（Ｅ）はデジタルカメラであり、筐体８６１、シャッターボタン８６２、マイク８６３、スピーカ８６７、表示部８６５、操作キー等を有する。図１６（Ｅ）に示したデジタルカメラに本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０２９７】
図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ折り畳みが可能な電子機器を示している。
【０２９８】
図１７（Ａ）に示す電子機器９００は、筐体９０１ａ、筐体９０１ｂ、ヒンジ９０３、表示部９０２等を有する。表示部９０２は筐体９０１及び筐体９０１ｂに、組み込まれている。
【０２９９】
筐体９０１ａと筐体９０１ｂとは、ヒンジ９０３で回転可能に連結されている。電子機器９００は、筐体９０１ａと筐体９０１ｂとが閉じた状態と、図１７（Ａ）に示すように開いた状態と、に変形することができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。
【０３００】
また、ヒンジ９０３は、筐体９０１ａと筐体９０１ｂとを開いたときに、これらの角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、または１５０度、１７５度などとすることができる。これにより、利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。
【０３０１】
表示部９０２は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。
【０３０２】
筐体９０１ａまたは筐体９０１ｂのいずれか一には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
【０３０３】
表示部９０２には、１つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体９０１ａと筐体９０１ｂの間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体９０１ａと筐体９０１ｂのそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。
【０３０４】
図１７（Ｂ）には、携帯型のゲーム機として機能する電子機器９１０を示している。電子機器９１０は、筐体９１１ａ、筐体９１１ｂ、表示部９１２、ヒンジ９１３、操作ボタン９１４ａ、操作ボタン９１４ｂ等を有する。
【０３０５】
また、筐体９１１ｂには、カートリッジ９１５を挿入することができる。カートリッジ９１５は、例えばゲームなどのアプリケーションソフトが記憶されており、カートリッジ９１５を交換することにより、電子機器９１０で様々なアプリケーションを実行することができる。
【０３０６】
また、図１７（Ｂ）では、表示部９１２の筐体９１１ａと重なる部分のサイズと、筐体９１１ｂと重なる部分のサイズが、それぞれ異なる例を示している。具体的には、操作ボタン９１４ａ及び操作ボタン９１４ｂの設けられる筐体９１１ｂと重なる表示部９１２の一部よりも、筐体９１１ａに設けられる表示部９１２の一部が大きい。例えば、表示部９１２の筐体９１１ａ側に主画面となる表示を行い、筐体９１１ｂ側には操作画面となる表示を行うなど、それぞれの表示部を使い分けることができる。
【０３０７】
図１７（Ｃ）に示す電子機器９２０は、ヒンジ９２３により連結された筐体９２１ａと筐体９２１ｂに亘って、フレキシブルな表示部９２２が設けられている。
【０３０８】
図１７（Ｃ）では、筐体９２１ａと筐体９２１ｂとを開いたときに、表示部９２２が大きく湾曲した形態で保持されている。例えば、曲率半径を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の状態で、表示部９２２が保持された状態とすることができる。表示部９２２の一部は、筐体９２１ａから筐体９２１ｂにかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
【０３０９】
ヒンジ９２３は、上述したロック機構を有しているため、表示部９２２に無理な力がかかることなく、表示部９２２が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い電子機器を実現できる。
【０３１０】
電子機器９００、電子機器９１０および電子機器９２０に本発明の一態様の情報処理装置を適用することにより、高度かつ複雑な画像認識を行った画像を表示することができ、また高解像度の画像を表示することができる。
【０３１１】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０３１２】
４０    画素アレイ
４５    画素ユニット
４６    画素
４６Ｂ    表示素子
４６Ｇ    表示素子
４６Ｒ    表示素子
４７    画素
４７Ｂ    表示素子
４７Ｇ    表示素子
４７Ｒ    表示素子
５５    光
１００    情報処理システム
１１０    情報処理装置
１１１    撮像装置
１１２    通信装置
１１３    演算装置
１１４    記憶装置
１１５    画像エンコーダ
１１６    付加画像エンコーダ
１１７    表示制御装置
１１８    タッチセンサコントローラ
１２０    表示装置
１２１    表示領域
１２２    表示領域
１２３    タッチセンサ
１３０    サーバ
１３１    通信網
１４５    周辺回路
１４６    タッチセンサドライバ
１４７    センス回路
１４９    タッチセンサユニット
１６１    絶縁層
１６７    絶縁層
１７０    偏光板
１７１    着色層
１７２    遮光層
１７３ａ    配向膜
１７３ｂ    配向膜
１７４    着色層
１８１    接着層
１８２    接着層
１９１    導電層
１９２    ＥＬ層
１９３ａ    導電層
１９３ｂ    導電層
２０１    トランジスタ
２０１ａ    トランジスタ
２０１ｂ    トランジスタ
２０４    接続部
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    接続部
２０８    トランジスタ
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１５    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１    導電層
２２２    導電層
２２３    導電層
２２４    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５１    開口
２５２    接続部
３００    表示パネル
３００ａ    表示パネル
３００ｂ    表示パネル
３１１    電極
３１１ａ    導電層
３１１ｂ    導電層
３１２    液晶
３１３    導電層
３４０    液晶素子
３５０    接着層
３５１    基板
３６０    発光素子
３６０ｂ    発光素子
３６０ｇ    発光素子
３６０ｒ    発光素子
３６０ｗ    発光素子
３６１    基板
３６２    表示部
３６２ａ    表示部
３６２ｂ    表示部
３６４    回路
３６４ａ    回路
３６４ｂ    回路
３６５    配線
３６６    タッチセンサ
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
４００    表示装置
４１０    画素
４５１    開口
８１１    筐体
８１２    表示部
８１９    カメラ
８３１    筐体
８３２    表示部
８３３    リストバンド
８３５    ボタン
８３６    竜頭
８３９    カメラ
８５１    筐体
８５２    表示部
８５３    操作ボタン
８５４    外部接続ポート
８５５    スピーカ
８５６    マイク
８５７    カメラ
８６１    筐体
８６２    シャッターボタン
８６３    マイク
８６５    表示部
８６７    スピーカ
８７１    筐体
８７３    表示部
８７４    操作キー
９００    電子機器
９０１    筐体
９０１ａ    筐体
９０１ｂ    筐体
９０２    表示部
９０３    ヒンジ
９１０    電子機器
９１１ａ    筐体
９１１ｂ    筐体
９１２    表示部
９１３    ヒンジ
９１４ａ    操作ボタン
９１４ｂ    操作ボタン
９１５    カートリッジ
９２０    電子機器
９２１ａ    筐体
９２１ｂ    筐体
９２２    表示部
９２３    ヒンジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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