(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力が低く視認性の高い映像の表示を可能とし操作が簡単な半導体装置又は表示システムを提供する。【解決手段】表示システム１０は、表示部２０と、制御部４０と、を有し、制御部４０は、コントローラ６０と、記憶装置８０と、を有し、表示部２０は、映像を表示する機能を有し、コントローラ６０は、映像のリフレッシュレートを制御する信号を出力する機能を有し、記憶装置８０は、映像の視認状況、及び視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かを含む情報を記憶する機能を有し、コントローラ６０は、フリッカーの認識の有無がユーザーによって入力された際、記憶装置８０に記憶された情報を参照して、映像のリフレッシュレートを変更する機能を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、制御部と、を有し、
前記制御部は、コントローラと、記憶装置と、を有し、
前記表示部は、映像を表示する機能を有し、
前記コントローラは、前記映像のリフレッシュレートを制御する信号を出力する機能を有し、
前記記憶装置は、前記映像の視認状況、及び前記視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かを含む情報を記憶する機能を有し、
前記コントローラは、フリッカーの認識の有無がユーザーによって入力された際、前記記憶装置に記憶された情報を参照して、前記映像のリフレッシュレートを変更する機能を有する表示システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、カウンタを有し、
前記カウンタは、特定のリフレッシュレートで前記映像が継続して表示された時間をカウントする機能を有し、
前記コントローラは、前記カウンタによってカウントされた時間と、前記記憶装置に記憶された情報とを比較することにより、フリッカーが認識されないリフレッシュレートを予測する機能を有する表示システム。
【請求項３】
表示部と、制御部と、を有し、
前記制御部は、コントローラを有し、
前記表示部は、映像を表示する機能を有し、
前記コントローラは、ニューラルネットワークを有し、
前記ニューラルネットワークは、フリッカーの認識の有無がユーザーによって前記コントローラに入力された際、推論を行う機能を有し、
前記ニューラルネットワークの入力層には、映像の視認状況の情報、及び前記視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータが入力され、
前記ニューラルネットワークの出力層から、フリッカーが認識されないリフレッシュレートが出力される表示システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御部は、カウンタを有し、
前記カウンタは、特定のリフレッシュレートで前記映像が継続して表示された時間をカウントする機能を有し、
前記視認状況の情報には、前記カウンタによってカウントされた時間が含まれる表示システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記視認状況の情報には、前記映像を視認するユーザー、前記映像が視認される時間、前記映像の内容の少なくとも一の情報が含まれる表示システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記表示部は、第１の表示素子及び第２の表示素子を有する画素を有し、
前記画素の選択状態は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタによって制御される表示システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
入力部を有し、
前記入力部は、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの情報を検出し、前記コントローラに出力する機能を有する表示システム。
【請求項８】
請求項７に記載の表示システムが搭載された電子機器であって、
前記入力部として、操作ボタン、タッチセンサ、スピーカ、又はマイクが用いられる電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、半導体装置、表示システム及び電子機器に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、表示システム、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００４】
液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイは、映像の表示に広く用いられている。これらの表示装置に用いられているトランジスタとしては主にシリコン半導体などが用いられているが、近年、シリコン半導体に代わって、半導体特性を示す金属酸化物をトランジスタに用いる技術が注目されている。例えば特許文献１、２には、半導体層に、酸化亜鉛、又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を用いたトランジスタを、表示装置の画素に用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、新規な半導体装置又は表示システムの提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、消費電力が低い半導体装置又は表示システムの提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、視認性の高い映像の表示を可能とする半導体装置又は表示システムの提供を課題とする。又は、本発明の一態様は、操作が簡単な半導体装置又は表示システムの提供を課題とする。
【０００７】
なお、本発明の一態様は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一の課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る表示システムは、表示部と、制御部と、を有し、制御部は、コントローラと、記憶装置と、を有し、表示部は、映像を表示する機能を有し、コントローラは、映像のリフレッシュレートを制御する信号を出力する機能を有し、記憶装置は、映像の視認状況、及び視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かを含む情報を記憶する機能を有し、コントローラは、フリッカーの認識の有無がユーザーによって入力された際、記憶装置に記憶された情報を参照して、映像のリフレッシュレートを変更する機能を有する表示システムである。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る表示システムにおいて、制御部は、カウンタを有し、カウンタは、特定のリフレッシュレートで映像が継続して表示された時間をカウントする機能を有し、コントローラは、カウンタによってカウントされた時間と、記憶装置に記憶された情報とを比較することにより、フリッカーが認識されないリフレッシュレートを予測する機能を有していてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る表示システムは、表示部と、制御部と、を有し、制御部は、コントローラを有し、表示部は、映像を表示する機能を有し、コントローラは、ニューラルネットワークを有し、ニューラルネットワークは、フリッカーの認識の有無がユーザーによってコントローラに入力された際、推論を行う機能を有し、ニューラルネットワークの入力層には、映像の視認状況の情報、及び視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータが入力され、ニューラルネットワークの出力層から、フリッカーが認識されないリフレッシュレートが出力される表示システムである。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る表示システムにおいて、制御部は、カウンタを有し、カウンタは、特定のリフレッシュレートで映像が継続して表示された時間をカウントする機能を有し、視認状況の情報には、カウンタによってカウントされた時間が含まれていてもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る表示システムにおいて、視認状況の情報には、映像を視認するユーザー、映像が視認される時間、映像の内容の少なくとも一の情報が含まれていてもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る表示システムにおいて、表示部は、第１の表示素子及び第２の表示素子を有する画素を有し、画素の選択状態は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタによって制御されてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る表示システムは、入力部を有し、入力部は、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの情報を検出し、コントローラに出力する機能を有していてもよい。
【００１５】
また、本発明の一態様にかかる電子機器は、上記表示システムが搭載された電子機器であって、入力部として、操作ボタン、タッチセンサ、スピーカ、又はマイクが用いられる電子機器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様により、新規な半導体装置又は表示システムを提供することができる。又は、本発明の一態様により、消費電力が低い半導体装置又は表示システムを提供することができる。又は、本発明の一態様により、視認性の高い映像の表示を可能とする半導体装置又は表示システムを提供することができる。又は、本発明の一態様により、操作が簡単な半導体装置又は表示システムを提供することができる。
【００１７】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。また、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。これら以外の効果は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】表示システムの構成例を示す図。
【図２】表示システムの動作例を示す図。
【図３】フローチャート。
【図４】制御部の構成例を示す図。
【図５】表示部の構成例を示す図。
【図６】タイミングチャート。
【図７】表示システムの構成例を示す図。
【図８】制御部の構成例を示す図。
【図９】ニューラルネットワークの構成例示す図。
【図１０】画素の構成例を示す図。
【図１１】画素の構成例を示す図。
【図１２】画素の構成例を示す図。
【図１３】画素の構成例を示す図。
【図１４】記憶装置の構成例を示す図。
【図１５】メモリセルの構成例を示す図。
【図１６】表示装置の構成例を示す図。
【図１７】表示装置の構成例を示す図。
【図１８】表示装置の構成例を示す図。
【図１９】表示装置の構成例を示す図。
【図２０】表示装置の構成例を示す図。
【図２１】画素の構成例を説明する図。
【図２２】画素の構成例を説明する図。
【図２３】表示モジュールの構成例を示す図。
【図２４】駆動部の構成例を示す図。
【図２５】トランジスタの構成例を示す図。
【図２６】トランジスタの構成例を示す図。
【図２７】電子機器の構成例を示す図。
【図２８】電子機器の構成例を示す図。
【図２９】電子機器の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態における説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２０】
また、本発明の一態様には、半導体装置、記憶装置、表示装置、撮像装置、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグなど、あらゆる装置がその範疇に含まれる。また、表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、電子ペーパー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などが、その範疇に含まれる。
【００２１】
また、本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタのチャネル形成領域に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを、ＯＳトランジスタとも表記する。
【００２２】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。金属酸化物の詳細については後述する。
【００２３】
また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも、図又は文章に記載されているものとする。ここで、Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００２４】
ＸとＹとが直接的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に接続されていない場合であり、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）を介さずに、ＸとＹとが、接続されている場合である。
【００２５】
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、オン状態、又は、オフ状態になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。又は、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、ＸとＹとが電気的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
【００２６】
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅又は電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。なお、ＸとＹとが機能的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合と、ＸとＹとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
【００２７】
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
【００２８】
また、異なる図面間で同じ符号が付されている構成要素は、特に説明がない限り、同じものを表す。
【００２９】
また、図面上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置及び表示システムについて説明する。
【００３１】
＜表示システムの構成例＞
図１に、表示システム１０の構成例を示す。表示システム１０は、表示部２０、駆動部３０、制御部４０、入力部５０を有する。表示システム１０は、表示部２０に映像を表示する機能と、表示部２０に表示される映像が更新される頻度（以下、リフレッシュレートともいう）を制御部４０によって制御する機能を有する。
【００３２】
表示部２０は、映像を表示する機能を有する。表示部２０は、複数の画素２２によって構成された画素部２１を有する。また、画素２２は表示素子を有し、画素２２が所定の階調を表示することにより画素部２１に所定の映像が表示される。
【００３３】
画素２２に設けられる表示素子の例としては、液晶素子、発光素子などが挙げられる。液晶素子としては、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、半透過型の液晶素子などを用いることができる。また、表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることもできる。また、発光素子の例としては、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの、自発光性の発光素子が挙げられる。
【００３４】
なお、画素２２は、種類又は特性が異なる複数の表示素子を有していてもよい。画素２２に複数の表示素子が設けられた表示部２０の構成例については、実施の形態４において詳述する。
【００３５】
また、画素２２にはＯＳトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物は、シリコンなどの半導体よりもエネルギーギャップが大きく、少数キャリア密度を低くすることができるため、ＯＳトランジスタのオフ電流は極めて小さい。そのため、画素２２にＯＳトランジスタを用いることにより、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタともいう）などを用いる場合と比較して、表示素子に印加される電圧の変動を極めて小さく抑えることができ、画素２２の階調を長期間にわたって保持することができる。ＯＳトランジスタを用いた画素２２の回路構成の詳細については、実施の形態３において説明する。
【００３６】
駆動部３０は、表示部２０の動作を制御する機能を有する。具体的には、駆動部３０は、表示部２０に表示される映像に対応する信号（以下、映像信号ともいう）や、表示部２０に表示される映像を更新するタイミングを制御する信号（以下、タイミング信号ともいう）などを供給する機能を有する。表示部２０は、駆動部３０から供給された映像信号及びタイミング信号に基づいて、画素部２１に所定の映像を表示する。
【００３７】
駆動部３０から表示部２０に出力されるタイミング信号を制御することにより、画素部２１に映像信号が供給されるタイミングを制御することができる。これにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートが制御される。ここで、リフレッシュレートを下げることにより、映像信号の生成及び供給の頻度を下げることができるため、消費電力を削減することができる。しかし、リフレッシュレートが所定の値以下になると、表示部２０に表示される映像にフリッカーが発生する。
【００３８】
フリッカーの発生は、映像を視認するユーザーに不快感を与える。例えば、表示部２０にゲームの映像を表示する場合、フリッカーによってゲームに登場するキャラクターや物体の動作などを認識しにくくなり、操作ミスを誘発する可能性がある。また、表示部２０に映画やテレビ番組などの動画、又は写真などの静止画を表示する場合も、フリッカーによって映像が乱れ、ユーザーが映像を視認する際に感じるストレスが増大する。さらに、フリッカーの発生はユーザーの目の疲れの要因となり、長時間の映像の視認に支障をきたす可能性がある。そして、フリッカーの発生に起因して目の疲れが蓄積されると、ユーザーはフリッカーをより認識しやすくなり、映像の視認性はますます低下する。そのため、リフレッシュレートは、ユーザーによってフリッカーが認識されない範囲で設定することが好ましい。
【００３９】
しかしながら、フリッカーが認識されるようになるリフレッシュレート（フリッカー値）には個人差がある。また、フリッカー値は、ユーザーの疲労が蓄積されているほど低くなる傾向があり、ユーザーが映像を連続して視認する時間、ユーザーが視認する映像の内容、ユーザーの体質などによって変動し得る。よって、表示部２０が使用される様々な状況においてフリッカーの発生を抑えるためには、最もフリッカーが認識されやすい状況に合わせてリフレッシュレートを上げる必要があり、消費電力が増大する。また、状況に応じてリフレッシュレートを適切な値に変更する場合は、フリッカーが認識されない具体的なリフレッシュレートをユーザーが手動で定期的に入力する必要があり、操作が煩雑になる。
【００４０】
ここで、本発明の一態様に係る表示システム１０は、映像を視認するユーザー、映像が視認される時間、映像の内容など、映像が視認される状況（以下、視認状況ともいう）に応じて、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートを能動的に設定することが可能な制御部４０を有する。具体的には、制御部４０は、特定の視認状況下でフリッカーが認識されたか否かの情報が蓄積される記憶装置を有する。そして、制御部４０は、記憶装置に蓄積された情報を参照することにより、現在の視認状況下でフリッカーが認識されないリフレッシュレートの範囲を予測する。これにより、ユーザーによって具体的なリフレッシュレートの値が指定されない場合であっても、視認状況に応じて、フリッカーが認識されない範囲内でリフレッシュレートを下げることが可能となる。そのため、映像の視認性の向上及び消費電力の低減を図ることができる。以下、制御部４０の構成例について説明する。
【００４１】
制御部４０は、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートを変更する機能を有する。具体的には、制御部４０は、駆動部３０に制御信号を供給することにより、駆動部３０によって生成されるタイミング信号の出力を制御する機能を有する。これにより、画素部２１に映像信号が供給される頻度が制御され、リフレッシュレートが制御される。制御部４０は、コントローラ６０、カウンタ７０、記憶装置８０を有する。
【００４２】
コントローラ６０は、所定のリフレッシュレートに対応する信号ＳＲを駆動部３０に出力する機能を有する。駆動部３０に信号ＳＲが入力されると、駆動部３０は信号ＳＲに対応するタイミング信号を生成し、表示部２０に出力する。これにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートが制御される。
【００４３】
カウンタ７０は、特定のリフレッシュレート下で表示部２０に映像が継続して表示された時間をカウントする機能を有する。カウンタ７０によってカウントされた時間を示す信号が、信号ＳＴとしてコントローラ６０に出力される。
【００４４】
なお、カウンタ７０は、特定のリフレッシュレート下で表示部２０に映像が継続して表示された時間を、ユーザーごと、又は映像の内容（例えば、動画又は静止画など）ごとにカウントする機能を有していてもよい。また、カウンタ７０は、表示部２０に映像が継続して表示された全体の時間をカウントする機能を有していてもよい。
【００４５】
また、コントローラ６０には、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの情報に対応する信号ＳＦが、入力部５０から入力される。入力部５０は、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの情報を検出し、コントローラ６０に出力する機能を有する。ユーザーは、表示部２０に表示された映像を視認している際に、フリッカーを認識したか否かの情報を入力部５０に入力する。そして、フリッカーの認識の有無がユーザーによって入力されると、入力部５０は信号ＳＦをコントローラ６０に出力する。
【００４６】
入力部５０には、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの情報を入力することが可能なインターフェースを自由に用いることができる。例えば、入力部５０には、タッチセンサ、音声センサ、イメージセンサ、リモコンから発せられた赤外線を検出する赤外線センサ、操作ボタンなどを用いることができる。なお、入力部５０は表示部２０に設けられていてもよい。
【００４７】
記憶装置８０は、フリッカーが認識される条件に関する情報を記憶する機能を有する。具体的には、特定の視認状況下において、特定のリフレッシュレートで映像が表示された場合に、フリッカーが認識されたか否かの情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶装置８０には、過去にユーザーが表示部２０に表示された映像を特定の時間、特定のリフレッシュレートで視認した際に、フリッカーの発生を認識したか否かの情報を、複数セット格納することができる。記憶装置８０に記憶された情報は、コントローラ６０がリフレッシュレートの制御を行う際、コントローラ６０に出力される。
【００４８】
コントローラ６０に信号ＳＦ、信号ＳＴ、及び記憶装置８０に記憶された情報が入力されると、コントローラ６０は表示部２０に表示された映像のリフレッシュレートの制御を行う。具体的には、コントローラ６０は、記憶装置８０に格納された情報を参照することにより、現在の視認状況においてフリッカーが認識されないリフレッシュレートの範囲を予測し、その範囲内でリフレッシュレートを設定する。
【００４９】
例えば、信号ＳＦがフリッカーの不認識を示す場合、コントローラ６０はリフレッシュレートを維持又は減少させる。ここで、リフレッシュレートを減少させる場合は、コントローラ６０は記憶装置８０に記憶された情報を参照し、現在の視認状況下においてフリッカーが認識されないと予測される範囲内で、リフレッシュレートを減少させる。一方、信号ＳＦがフリッカーの認識を示す場合は、コントローラ６０は記憶装置８０に記憶された情報を参照し、現在の視認状況下においてフリッカーが認識されないと予測される値までリフレッシュレートを増加させる。
【００５０】
フリッカーが認識されないリフレッシュレートの予測は、現在の視認状況と記憶装置８０に記憶された視認状況とを比較することにより行うことができる。例えば、信号ＳＴが示す時間と、記憶装置８０に記憶された視認状況に含まれる、映像の視認時間とを比較することができる。そして、現在の視認状況が、記憶装置８０に格納されている、過去にフリッカーが認識された際の視認状況よりも、フリッカーがさらに認識されやすい状況（映像の視認時間が長い）である場合は、記憶装置８０に記憶されているリフレッシュレートよりも高い値のリフレッシュレートで表示部２０を動作させる。一方、現在の視認状況が、記憶装置８０に格納されている、過去にフリッカーが認識されなかった際の視認状況よりも、フリッカーがさらに認識されにくい状況（映像の表示時間が短い）である場合は、記憶装置８０に記憶されているリフレッシュレートよりも低い値のリフレッシュレートで表示部２０を動作させる。
【００５１】
なお、記憶装置８０に記憶される視認状況の分類は、自由に設定することができる。例えば、記憶装置８０は、ユーザーが特定の内容の映像を、特定の時間、特定のリフレッシュレートで視認した際に、フリッカーの発生を認識したか否かの情報を、ユーザーごとに格納することもできる。このように、記憶装置８０に格納される視認状況を細分化することにより、フリッカーが認識されないリフレッシュレートの予測をより正確に行うことができる。また、視認状況の比較は、記憶装置８０に記憶された視認状況の一部の項目を用いて行ってもよいし、全ての項目を用いて行ってもよい。
【００５２】
さらに、コントローラ６０は、信号ＳＦが入力された際、フリッカーの認識の有無と、そのときの視認状況を記憶装置８０に出力する機能を有する。例えば、フリッカーの不認識を示す信号ＳＦが入力された際、コントローラ６０は、現在のリフレッシュレートと、そのリフレッシュレート下で表示部２０に映像が継続して表示された時間を示す信号を、フリッカーが認識されなかった視認状況の一つとして記憶装置８０に出力することができる。これにより、ユーザーがフリッカーの認識の有無を入力する度に視認状況とフリッカーの関係が記憶装置８０に蓄積され、コントローラ６０によるリフレッシュレートの予測の精度を向上させることができる。
【００５３】
なお、記憶装置８０は、ＯＳトランジスタを用いて構成することが好ましい。記憶装置８０にＯＳトランジスタを用いることにより、記憶装置８０への電力の供給が停止された期間においても、視認状況とフリッカーの関係に関する情報を保持することが可能となる。そのため、電力の供給が再開された後、電力の供給が停止される前までに蓄積されたデータをリフレッシュレートの予測に用いることができる。ＯＳトランジスタを用いた記憶装置８０の詳細については、実施の形態３において説明する。
【００５４】
以上のように、本発明の一態様において、制御部４０は、ユーザーによるリフレッシュレートの指定がない場合でも、記憶装置８０に蓄積された情報を参照してフリッカーが認識されないリフレッシュレートを予測し、能動的にリフレッシュレートを変更することができる。これにより、視認性の向上及び消費電力の低減が可能なリフレッシュレート下での映像の表示を、簡単な操作で行うことができる。また、制御部４０は、ユーザーがフリッカーの認識の有無を入力する度に、視認状況とフリッカーの関係を記憶装置８０に蓄積することができるため、ユーザーが表示部２０を長時間使用するほど、リフレッシュレートの予測の正確性を向上させることができる。
【００５５】
なお、表示部２０、駆動部３０、制御部４０、入力部５０はそれぞれ、半導体装置によって構成することができる。この場合、表示部２０、駆動部３０、制御部４０、入力部５０はそれぞれ、半導体装置２０、半導体装置３０、半導体装置４０、半導体装置５０と呼ぶこともできる。また、半導体装置によって構成された表示部２０、駆動部３０、制御部４０、入力部５０を有する表示システム１０を、半導体装置１０と呼ぶこともできる。
【００５６】
＜表示システムの動作例＞
次に、上記で説明した表示システム１０の動作例について説明する。図２に、リフレッシュレートを変更する際の表示システム１０の動作例を示す。
【００５７】
まず、図２（Ａ）に示すように、制御部４０によって指定されたリフレッシュレートｆｒ＝ａ［Ｈｚ］の条件下で、表示部２０に映像が表示されている場合を考える。図２（Ａ）は、表示部２０に表示された映像を視認しているユーザーが、フリッカーを認識している状態を示している。このときユーザーは、自発的に、又は表示システム１０からの要求に応じて、フリッカーが認識されている旨を入力部５０に入力する。
【００５８】
フリッカーが認識されていることを示す情報が入力部５０に入力されると、図２（Ｂ）に示すように、入力部５０からコントローラ６０に信号ＳＦが出力される。また、カウンタ７０からコントローラ６０に、リフレッシュレートｆｒ＝ａで映像が表示された時間に対応する信号ＳＴが出力される。
【００５９】
そして、コントローラ６０は、信号ＳＦ、信号ＳＴに基づいて、フリッカーが認識されないと予測されるリフレッシュレートｆｒ＝ａ´［Ｈｚ］を選択する。前述の通り、リフレッシュレートの選択は、記憶装置８０に記憶された情報を参照して行われる。そして、コントローラ６０から駆動部３０に、リフレッシュレートｆｒ＝ａ´に対応する信号ＳＲが出力される。これにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートがａ´に変更され、表示部２０はユーザーによってフリッカーが認識されない状態となる。
【００６０】
なお、リフレッシュレートが変更されても依然としてフリッカーが認識される場合は、ユーザーはフリッカーが認識されている旨を再度入力部５０に入力することにより、リフレッシュレートをさらに変更すればよい。
【００６１】
また、コントローラ６０は、信号ＳＦが入力された際のリフレッシュレート、及び当該リフレッシュレートで表示部２０に映像が表示されていた時間を、フリッカーが認識される視認状況の一つとして、記憶装置８０に記憶する。これにより、記憶装置８０に視認状況とフリッカーの関係が蓄積される。
【００６２】
次に、表示システム１０のより具体的な動作例について説明する。図３（Ａ）は、表示システム１０の動作例を示すフローチャートである。
【００６３】
まず、表示部２０における映像の表示を開始する際、リフレッシュレートの初期値を設定する（ステップＳ１）。リフレッシュレートの初期値は、映像の視認状況に寄らず一律に設定してもよいし、記憶装置８０に記憶された情報を参照して決定してもよい。次に、カウンタ７０の値が初期化され（ステップＳ２）、ステップＳ１で設定されたリフレッシュレート下での映像の表示時間のカウントが開始される。
【００６４】
次に、割り込みの有無が判定される（ステップＳ３）。この割り込みは、ユーザーによってフリッカーの認識の有無が入力されたか否かに関わらず、表示部２０に映像が表示された時間に応じてリフレッシュレートを変更する処理である。前述のように、映像の視認時間が長くなり、ユーザーの疲労が蓄積されると、フリッカー値が低くなる傾向がある。そのため、映像の表示時間が一定値に達したときにリフレッシュレートを上げることにより、フリッカーの発生を未然に防ぐことができる。
【００６５】
上記の映像の表示時間は、カウンタ７０によってカウントすることができる。なお、カウントされる時間は、映像が継続して表示された全体の時間であってもよいし、特定のリフレッシュレート下において映像が継続して表示された時間であってもよい。
【００６６】
割り込みが発生すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、割り込み処理が行われる（ステップＳ４）。割り込み処理の内容を図３（Ｂ）に示す。制御部４０は、割り込みの発生を検出すると（ステップＳ１１）、映像の表示時間に応じてリフレッシュレートを変更する（ステップＳ１２）。その後、割り込み処理が終了し、制御部４０の動作は図３（Ａ）のフローに復帰する（ステップＳ１３）。
【００６７】
次に、ユーザーがフリッカーを認識したか否かの確認が行われる（ステップＳ５）。フリッカーの確認は、ユーザーが任意のタイミングで行なってもよいし、表示システム１０による確認の要求に応じて行なってもよい。ユーザーに確認を要求する方法としては、例えば、表示部２０に確認を促すメッセージを表示する方法、表示部２０に確認ボタンを表示する方法などを用いることができる。なお、表示部２０に確認ボタンを表示する場合は、入力部５０として、表示部２０に設けられたタッチパネルなどを用いることができる。
【００６８】
ユーザーによってフリッカーが認識された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部４０は、現在の視認状況下においてフリッカーが認識されないと予測される値までリフレッシュレートを増加させる（ステップＳ６）。一方、ユーザーによってフリッカーが認識されなかった場合は（ステップＳ５でＮＯ）、制御部４０は、リフレッシュレートを維持又は減少させる（ステップＳ７）。リフレッシュレートを減少させる場合、制御部４０は、フリッカーが認識されないと予測される範囲内でリフレッシュレートを設定する。
【００６９】
リフレッシュレートの変更は、前述の通り、コントローラ６０が記憶装置８０に記憶された情報を参照して周波数を決定することにより行われる。なお、記憶装置８０に未だ情報が蓄積されていない場合には、コントローラ６０はリフレッシュレートを予め規定された所定の値に変更することができる。また、リフレッシュレートは、表示部２０に表示される映像が動画か静止画かによって異なる値に設定してもよい。
【００７０】
次に、現在の視認状況、及び現在の視認状況下におけるフリッカーの認識の有無に対応するデータが、記憶装置８０に記憶される（ステップＳ８）。これにより、視認状況とフリッカーの関係が記憶装置８０に蓄積される。ここでは視認状況として、カウンタ７０によってカウントされた映像の表示時間、リフレッシュレートなどが記憶される。
【００７１】
その後、表示部２０における映像の表示を継続する場合は（ステップＳ９でＮＯ）、割り込みの有無（ステップＳ３）、及びユーザーによるフリッカーの認識の有無（ステップＳ５）が改めて確認される。なお、リフレッシュレートが変更された場合は、カウンタ７０を初期化し（ステップＳ２）、変更後のリフレッシュレート下での映像の表示時間を改めてカウントしてもよい。
【００７２】
以上のような動作により、表示システム１０は、記憶装置８０に記憶された情報を用いてリフレッシュレートを能動的に変更することができる。また、表示システム１０は、フリッカーの認識の有無が確認された際、視認状況とフリッカーの関係を、記憶装置８０に蓄積することができる。
【００７３】
＜コントローラの構成例＞
次に、コントローラ６０のより具体的な構成例について説明する。図４に、コントローラ６０の構成の具体例を示す。ここでは一例として、映像の表示時間に加え、映像を視認するユーザー及び映像の内容に応じて、リフレッシュレートを設定することが可能なコントローラ６０の構成例について説明する。ただし、視認状況の項目はこれに限定されず、自由に設定することができる。
【００７４】
コントローラ６０は、出力部６１、出力部６２、解析装置６３を有する。入力部５０から出力された信号ＳＦと、カウンタ７０から出力された信号ＳＴは、解析装置６３に入力される。
【００７５】
出力部６１は、所定のリフレッシュレートに対応する信号ＳＲを駆動部３０に出力する機能を有する。これにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートが制御される。また、出力部６１は、表示部２０に表示されている映像のリフレッシュレートに対応する信号Ｓｒｅｆを、解析装置６３に出力する機能を有する。
【００７６】
出力部６２は、表示部２０に表示されている映像の内容に対応する信号Ｓｃｏｎ、表示部２０を利用しているユーザーに対応する信号Ｓｕｓｅを、解析装置６３に出力する機能を有する。ここでは一例として、信号Ｓｃｏｎが、表示部２０に表示されている映像が動画であるか静止画であるかを示す信号である場合について説明する。
【００７７】
なお、表示部２０に表示されている映像のリフレッシュレートに関する情報は、出力部６１に保持されていてもよいし、コントローラ６０の外部から出力部６１に入力されてもよい。また、表示部２０に表示されている映像の内容、及び表示部２０を利用しているユーザーに関する情報は、出力部６２に保持されていてもよいし、コントローラ６０の外部から出力部６２に入力されてもよい。
【００７８】
記憶装置８０には、視認状況として、表示部２０を使用しているユーザー、映像が表示された時間、映像の内容、映像のリフレッシュレートが、フリッカーの認識の有無と共に記憶される。表１に、記憶装置８０に記憶されるデータの例を示す。表１において、データＡ乃至Ｅはそれぞれ、ユーザー、映像の表示時間、映像の内容、リフレッシュレート、ユーザーによるフリッカーの認識の有無に対応する。
【００７９】
【表１】
2018173619.tif 000003
【００８０】
解析装置６３は、記憶装置８０に記憶された情報を参照することにより、フリッカーが認識されないと予測されるリフレッシュレートを選択する機能を有する。ユーザーが入力部５０にフリッカーの認識の有無を入力すると、解析装置６３に信号ＳＦ、信号ＳＴ、信号Ｓｒｅｆ、信号Ｓｃｏｎ、信号Ｓｕｓｅが入力される。また、記憶装置８０からコントローラ６０に、表１に示す情報が入力される。そして、解析装置６３は、信号ＳｕｓｅとデータＡ、信号ＳＴとデータＢ、信号ＳｃｏｎとデータＣをそれぞれ比較した上で、データＤ、Ｅを参照し、フリッカーが認識されないと予測されるリフレッシュレートを選択する。
【００８１】
解析装置６３によって選択されたリフレッシュレートは、信号Ｓｒｅｆ´として出力部６１に出力される。そして、出力部６１は、信号Ｓｒｅｆ´に対応する信号ＳＲを、駆動部３０に出力する。これにより、表示部２０が制御部４０において選択されたリフレッシュレートで動作する。
【００８２】
また、解析装置６３は、現在の視認状況、及び現在の視認状況下におけるフリッカーの認識の有無を含む情報を、記憶装置８０に出力する機能を有する。入力部５０にユーザーがフリッカーの認識の有無を入力すると、信号Ｓｕｓｅ、信号ＳＴ、信号Ｓｃｏｎ、信号Ｓｒｅｆ、信号ＳＦがそれぞれ、表１におけるデータＡ乃至Ｅとして記憶装置８０に追加される。これにより、記憶装置８０に視認状況とフリッカーの関係が蓄積される。
【００８３】
なお、図４においては出力部６２から信号Ｓｃｏｎ及び信号Ｓｕｓｅが出力される場合を示しているが、これらの信号の一方を省略することもできる。また、これらの信号に加えて、又はこれらの信号の代わりに、他の視認状況に対応する信号が解析装置６３に出力されてもよい。この場合、記憶装置８０に記憶される情報の項目は、解析装置６３に入力される信号に応じて適宜変更される。
【００８４】
＜表示部・駆動回路部の動作例＞
次に、表示部２０と駆動部３０の動作例について説明する。ここでは特に、駆動部３０から出力される信号により、表示部２０の動作が制御される際の動作について説明する。図５に、表示部２０の構成例を示す。
【００８５】
表示部２０は、画素部２１、駆動回路２３、駆動回路２４を有する。ここでは、画素部２１がｍ列ｎ行（ｍ、ｎは２以上の整数）の画素２２を有する場合について示す。第ｉ列第ｊ行（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｊは１以上ｎ以下の整数）の画素２２は、配線ＳＬ［ｉ］及び配線ＧＬ［ｊ］と接続されている。配線ＧＬ［１］乃至［ｎ］は駆動回路２３と接続され、配線ＳＬ［１］乃至［ｍ］は駆動回路２４と接続されている。
【００８６】
駆動回路２３は、画素２２を選択するための信号（以下、選択信号ともいう）を生成して、配線ＧＬに供給する機能を有する。駆動回路２４は、映像信号を生成して、配線ＳＬに供給する機能を有する。配線ＳＬに供給された映像信号は、駆動回路２３によって選択された画素２２に書き込まれる。
【００８７】
制御部４０から駆動部３０に信号ＳＲが入力されると、駆動部３０は信号ＳＲに対応するタイミング信号を生成し、駆動回路２３及び駆動回路２４に出力する。そして、当該タイミング信号を用いて、駆動回路２３による選択信号の生成、及び、駆動回路２４による選択信号の生成が行われる。
【００８８】
具体例として、駆動回路２３の動作について説明する。駆動回路２３は、スタートパルスＳＰ、クロック信号ＣＬＫに基づいて選択信号を生成する。ここで、駆動部３０から入力されるタイミング信号は、スタートパルスＳＰとして用いられる。
【００８９】
図６に、駆動回路２３のタイミングチャートを示す。駆動回路２３にスタートパルスＳＰ、クロック信号ＣＬＫが入力されると、駆動回路２３は選択信号を生成し、配線ＧＬ［１］乃至［ｎ］に順次出力する。これにより、配線ＧＬ［１］乃至［ｎ］の電位が順次ハイレベルとなり、配線ＧＬ［１］乃至［ｎ］と接続された画素２２の階調が更新される。このようにして、画素部２１に表示された映像の更新が行われる。
【００９０】
ここで、配線ＧＬ［１］乃至［ｎ］に供給される選択信号の生成は、スタートパルスＳＰが入力されるごとに行われる。そのため、制御部４０によって駆動部３０で生成されるスタートパルスＳＰの周期Ｐｓｐを制御することにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートを変更することができる。パルスの周期Ｐｓｐの制御は、駆動部３０に保持されている、タイミング信号の波形を定義するパラメータの値を、信号ＳＲに基づいて変更することにより行うことができる。
【００９１】
以上の通り、本発明の一態様に係る表示システム１０は、ユーザーによるリフレッシュレートの指定がない場合でも、記憶装置に格納された情報を参照することにより、視認状況に応じてリフレッシュレートを能動的に設定することができる。これにより、視認性の向上及び消費電力の低減が可能なリフレッシュレート下での映像の表示を、簡単な操作で行うことができる。また、本発明の一態様に係る表示システム１０は、ユーザーがフリッカーの認識の有無を入力する度に視認状況とフリッカーの関係を記憶装置に蓄積することができる。これにより、フリッカーが認識されないリフレッシュレートをより正確に設定することができる。
【００９２】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【００９３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示システムの変形例について説明する。
【００９４】
＜表示システムの変形例＞
実施の形態１では、コントローラ６０が記憶装置８０に格納された情報を参照することによりリフレッシュレートを設定する表示システムの構成例について説明したが、リフレッシュレートは人工知能（ＡＩ：Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を利用して設定することもできる。具体的には、コントローラ６０が人工ニューラルネットワーク（ＡＮＮ：Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を有し、リフレッシュレートの設定を人工ニューラルネットワークの推論（認知）によって行う機能を有していてもよい。
【００９５】
なお、人工知能とは、人間の知能を模した計算機の総称である。本明細書等において、人工知能には人工ニューラルネットワークが含まれる。人工ニューラルネットワークは、ニューロンとシナプスで構成される神経網を模した回路である。また、本明細書等において「ニューラルネットワーク」と記載する場合、特に人工ニューラルネットワークを指す。
【００９６】
図７に、コントローラ６０がニューラルネットワークＮＮを有する構成例を示す。図７に示す制御部４０は、コントローラ６０がニューラルネットワークＮＮを有する点、及び、制御部４０内の記憶装置８０が省略されている点において、図１と異なる。その他の構成については、図１の説明を参酌することができる。
【００９７】
ニューラルネットワークＮＮは、視認状況の情報、及び当該視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータを用いて、フリッカーが認識されないリフレッシュレートを算出することが可能となるように、学習されている。そして、ユーザーによって入力部５０にフリッカーの認識の有無が入力されると、ニューラルネットワークＮＮは上記のデータを用いて推論を行い、フリッカーが認識されないリフレッシュレートを出力する。
【００９８】
図７においては、コントローラ６０に信号ＳＦ及び信号ＳＴが入力される。このとき、ニューラルネットワークＮＮは、信号ＳＦ及び信号ＳＴを含むデータを入力データとして用いて推論を行い、リフレッシュレートを算出する。そして、このリフレッシュレートに対応する信号ＳＲが、駆動部３０に出力される。
【００９９】
このようにニューラルネットワークＮＮを用いることにより、様々な視認状況下においてリフレッシュレートを適切に設定することができる。
【０１００】
なお、図７においては記憶装置８０を省略しているが、視認状況の情報、及び当該視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータを記憶するために記憶装置８０を設けてもよい。記憶装置８０に記憶されたデータは、ニューラルネットワークＮＮの学習又は推論に用いることができる。
【０１０１】
＜コントローラの変形例＞
図８に、ニューラルネットワークＮＮを有する制御部４０の具体的な構成例を示す。図８に示すコントローラ６０は、解析装置６３がニューラルネットワークＮＮを有する点において、図４と異なる。その他の構成については、図４の説明を参酌することができる。
【０１０２】
ニューラルネットワークＮＮは、入力層ＩＬ、出力層ＯＬ、及び隠れ層（中間層）ＨＬを有する。入力層ＩＬには、映像の視認状況の情報、及び当該視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータが、入力データとして入力される。例えば、入力部５０から出力される信号ＳＦ、出力部６１から出力される信号Ｓｒｅｆ、出力部６２から出力される信号Ｓｃｏｎ及び信号Ｓｕｓｅ、及びカウンタ７０から出力される信号ＳＴなどを含むデータが、入力データとして用いられる。
【０１０３】
なお、ニューラルネットワークＮＮは、隠れ層ＨＬを複数有するネットワーク（ＤＮＮ：ディープニューラルネットワーク）であってもよい。ディープニューラルネットワークの学習を深層学習と呼ぶことがある。出力層ＯＬ、入力層ＩＬ、隠れ層ＨＬはそれぞれ複数のユニット（ニューロン回路）を有し、各ユニットの出力データは、重み（結合強度）が乗じられた後、異なる層に設けられたユニットに供給される。
【０１０４】
前述の通り、ニューラルネットワークＮＮには、視認状況に応じて適切なリフレッシュレートの算出することが可能となるように、学習が施されている。そして、ニューラルネットワークＮＮの入力層に入力データが入力されると、各層において演算処理が行われる。各層における演算処理は、前層のユニットの出力データと重み係数との積和演算などにより実行される。なお、層間の結合は全てのユニット同士が結合された全結合としてもよいし、一部のユニット同士が結合された部分結合としてもよい。
【０１０５】
そして、ニューラルネットワークＮＮの演算により、ユーザーによってフリッカーが認識されないリフレッシュレートが算出される。このリフレッシュレートは出力層ＯＬから出力され、信号Ｓｒｅｆ´として出力部６１に出力される。
【０１０６】
なお、リフレッシュレートが変更されても依然としてフリッカーが認識される場合は、フリッカーが認識されている旨をユーザーが再度入力部５０に入力することにより、改めてニューラルネットワークＮＮの推論が行われ、リフレッシュレートが更新される。
【０１０７】
また、コントローラ６０に記憶装置８０を設け、記憶装置８０に視認状況の情報（信号Ｓｒｅｆ、信号Ｓｃｏｎ、信号Ｓｕｓｅ、及び信号ＳＴなど）、及び当該視認状況下におけるフリッカーの認識の有無の情報（信号ＳＦ）を含むデータを記憶することもできる。記憶装置８０に記憶されたデータは、ニューラルネットワークＮＮの学習又は推論に用いることができる。
【０１０８】
＜ニューラルネットワークの構成例＞
次に、ニューラルネットワークＮＮの構成例について説明する。ニューラルネットワークの構成例を図９に示す。ニューラルネットワークは、ニューロン回路ＮＣと、ニューロン回路間に設けられたシナプス回路ＳＣによって構成されている。
【０１０９】
図９（Ａ）に、ニューロン回路ＮＣとシナプス回路ＳＣの構成例を示す。シナプス回路ＳＣには、入力データｘ１乃至ｘＬ（Ｌは自然数）が入力される。また、シナプス回路ＳＣは、重み係数ｗｋ（ｋは１以上Ｌ以下の整数）を記憶する機能を有する。重み係数ｗｋは、ニューロン回路ＮＣ間の結合の強さに対応する。
【０１１０】
シナプス回路ＳＣに入力データｘ１乃至ｘＬ入力されると、ニューロン回路ＮＣには、シナプス回路ＳＣに入力された入力データｘｋと、シナプス回路ＳＣに記憶された重み係数ｗｋとの積（ｘｋｗｋ）を、ｋ＝１乃至Ｌについて足し合わせた値（ｘ１ｗ１＋ｘ２ｗ２＋…＋ｘＬｗＬ）、すなわち、ｘｋとｗｋを用いた積和演算によって得られた値が供給される。この値がニューロン回路ＮＣの閾値θを超えた場合、ニューロン回路ＮＣはハイレベルの信号を出力する。この現象を、ニューロン回路ＮＣの発火と呼ぶ。
【０１１１】
上記のニューロン回路ＮＣとシナプス回路ＳＣを用いた階層型ニューラルネットワークのモデルを、図９（Ｂ）に示す。ニューラルネットワークは、入力層ＩＬ、隠れ層ＨＬ、出力層ＯＬを有する。入力層ＩＬは、入力ニューロン回路ＩＮを有する。隠れ層ＨＬは、隠れシナプス回路ＨＳ及び隠れニューロン回路ＨＮを有する。出力層ＯＬは、出力シナプス回路ＯＳ及び出力ニューロン回路ＯＮを有する。また、入力ニューロン回路ＩＮ、隠れニューロン回路ＨＮ、出力ニューロン回路ＯＮの閾値θを、それぞれθＩ、θＨ、θＯと表記する。
【０１１２】
入力層ＩＬには、映像の視認状況の情報、及び当該視認状況においてユーザーによってフリッカーが認識されたか否かの情報を含むデータに対応するデータｘ１乃至ｘｉ（ｉは自然数）が供給され、入力層ＩＬの出力は隠れ層ＨＬに供給される。そして、隠れニューロン回路ＨＮには、入力層ＩＬの出力データと、隠れシナプス回路ＨＳに保持された重み係数ｗと、を用いた積和演算によって得られた値が供給される。そして、出力ニューロン回路ＯＮには、隠れニューロン回路ＨＮの出力と、出力シナプス回路ＯＳに保持された重み係数ｗを用いた積和演算によって得られた値が供給される。そして、出力ニューロン回路ＯＮからリフレッシュレートに対応するデータｙ１乃至ｙｊ（ｊは自然数）が出力される。
【０１１３】
このように、図９（Ｂ）に示すニューラルネットワークは、映像の視認状況に基づいてフリッカーが認識されないリフレッシュレートを算出する機能を有する。
【０１１４】
また、ニューラルネットワークの学習には勾配降下法などを用いることができ、勾配の算出には誤差逆伝播法を用いることができる。図９（Ｃ）に、誤差逆伝播法を利用して教師あり学習を行うニューラルネットワークのモデルを示す。
【０１１５】
誤差逆伝播法は、ニューラルネットワークの出力データと教師データの誤差が小さくなるように、シナプス回路の重み係数を変更する方式の一つである。具体的には、出力データ（データｙ１乃至ｙｊ）と教師データ（データｔ１乃至ｔｊ）に基づいて決定される誤差δＯに応じて、隠れシナプス回路ＨＳの重み係数ｗが変更される。また、隠れシナプス回路ＨＳの重み係数ｗの変更量に応じて、さらに前段のシナプス回路ＳＣの重み係数ｗが変更される。このように、教師データに基づいてシナプス回路ＳＣの重み係数を順次変更することにより、ニューラルネットワークＮＮの学習を行うことができる。なお、教師データとしては、ある視認状況下における理想的なリフレッシュレートを用いることができる。
【０１１６】
なお、図９（Ｂ）、（Ｃ）には１層の隠れ層ＨＬを示しているが、隠れ層ＨＬの層数を２以上としてもよい。これにより、深層学習を行うことができる。
【０１１７】
また、上記のニューラルネットワークＮＮの構成例は、必要に応じて適宜変更することができる。例えば、ニューラルネットワークＮＮとして再帰型ニューラルネットワーク（ＲＮＮ：Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを用いることもできる。この場合、過去の視認状況に基づいてリフレッシュレートを決定することが可能になり、リフレッシュレートの設定の精度を向上させることができる。
【０１１８】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示システムの具体的な構成例について説明する。
【０１２０】
＜画素の構成例＞
まず、上記実施の形態で説明した画素２２の構成例について説明する。図１０に、画素２２の構成例を示す。なお、画素２２はそれぞれ、配線ＧＬを介して駆動回路２３と接続され、配線ＳＬを介して駆動回路２４と接続されている（図５参照）。
【０１２１】
［構成例１］
図１０（Ａ）に、発光素子を用いた画素の構成例を示す。図１０（Ａ）に示す画素２２は、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３、発光素子１１０、容量素子Ｃ１を有する。なお、ここでは、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３をｎチャネル型としているが、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３はそれぞれｐチャネル型であってもよい。
【０１２２】
トランジスタＴｒ１１のゲートは配線ＧＬと接続され、ソース又はドレインの一方はトランジスタＴｒ１２のゲート、及び容量素子Ｃ１の一方の電極と接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＳＬと接続されている。トランジスタＴｒ１２のソース又はドレインの一方は容量素子Ｃ１の他方の電極、発光素子１１０の一方の電極、及びトランジスタＴｒ１３のソース又はドレインの一方と接続され、ソース又はドレインの他方は電位Ｖａが供給される配線ＡＬと接続されている。発光素子１１０の他方の電極は、電位Ｖｃが供給される配線ＣＬと接続されている。トランジスタＴｒ１３のゲートは配線ＧＬと接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＭＬと接続されている。トランジスタＴｒ１１のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ１２のゲート、及び容量素子Ｃ１の一方の電極と接続されたノードを、ノードＮ１とする。また、トランジスタＴｒ１２のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ１３のソース又はドレインの一方、及び容量素子Ｃ１の他方の電極と接続されたノードを、ノードＮ２とする。
【０１２３】
ここでは、配線ＡＬに供給される電位Ｖａを高電源電位とし、配線ＣＬに供給される電位Ｖａを低電源電位とした場合について説明する。また、容量素子Ｃ１は、ノードＮ２の電位を保持するための保持容量としての機能を有する。
【０１２４】
トランジスタＴｒ１１は、配線ＳＬの電位のノードＮ１への供給を制御する機能を有する。また、トランジスタＴｒ１３は、配線ＭＬの電位のノードＮ２への供給を制御する機能を有する。具体的には、配線ＧＬの電位を制御してトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３をオン状態とすることにより、配線ＳＬの電位がノードＮ１に、配線ＭＬの電位がノードＮ２にそれぞれ供給され、画素２２の書き込みが行われる。ここで、配線ＳＬの電位は映像信号に対応する電位である。その後、配線ＧＬの電位を制御してトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３をオフ状態とすることにより、ノードＮ１、Ｎ２の電位が保持される。
【０１２５】
そして、ノードＮ１、Ｎ２の間の電位に応じてトランジスタＴｒ１２のソース−ドレインの間に流れる電流量が制御され、発光素子１１０が当該電流量に応じた輝度で発光する。これにより、画素２２の階調を制御することができる。
【０１２６】
上記の動作を配線ＧＬごとに順次行うことにより、画素部２１において１フレーム分の映像を表示することができる。
【０１２７】
なお、配線ＧＬの選択には、プログレッシブ方式を用いてもよいし、インターレース方式を用いてもよい。また、駆動回路２４から配線ＳＬへの映像信号の供給は、配線ＳＬに順次映像信号を供給する点順次駆動を用いて行ってもよいし、全ての配線ＳＬに一斉に映像信号を供給する線順次駆動を用いて行ってもよい。また、複数の配線ＳＬごとに順に、映像信号を供給してもよい。
【０１２８】
その後、次のフレーム期間において、上記と同様の動作により、映像の表示が行われる。これにより、画素部２１に表示される映像が書き換えられる。なお、映像の書き換えの頻度は、実施の形態１における制御部４０によって制御される。
【０１２９】
一方、画素部２１に静止画を表示する場合や、一定期間映像が変化しない、又は変化が一定以下である動画を表示する場合などは、書き換えを行わず、直前のフレームの映像を維持することが好ましい。これにより、映像の書き換えに伴う消費電力を削減することができる。この場合、リフレッシュレートは例えば、５Ｈｚ、好ましくは３Ｈｚ、より好ましくは１Ｈｚに設定することができる。
【０１３０】
トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３にはＯＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、ノードＮ１、Ｎ２の電位を極めて長期間にわたって保持することができ、映像の書き換えの頻度を減らしても、表示状態を維持することができる。
【０１３１】
なお、表示状態を維持するとは、映像の変化が一定の範囲より大きくならないように保持することをいう。上記一定の範囲は適宜設定することができ、例えば使用者が映像を閲覧する場合に、同じ映像であると認識できる範囲に設定することが好ましい。
【０１３２】
また、映像の書き換えを行わない期間においては、駆動回路２３及び駆動回路２４に供給される電源電位や信号を停止することができる。これにより、駆動回路２３及び駆動回路２４における消費電力を低減することができる。
【０１３３】
なお、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３には、ＯＳトランジスタ以外のトランジスタを用いてもよい。例えば、金属酸化物以外の単結晶半導体を有する基板の一部にチャネル形成領域が形成されるトランジスタを用いてもよい。このような基板としては、単結晶シリコン基板や単結晶ゲルマニウム基板などが挙げられる。また、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３として、金属酸化物以外の材料を含む膜にチャネル形成領域が形成されるトランジスタを用いることもできる。金属酸化物以外の材料としては、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムリン、窒化ガリウム、有機半導体などがあげられる。これらの材料は、単結晶半導体であってもよいし、非晶質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体などの非単結晶半導体であってもよい。
【０１３４】
また、トランジスタＴｒ１２、及び以下で説明するトランジスタのチャネル形成領域に用いることができる材料の例は、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３と同様である。
【０１３５】
［構成例２］
図１０（Ｂ）に、液晶素子を用いた画素の構成例を示す。図１０（Ｂ）に示す画素２２は、トランジスタＴｒ２１、液晶素子１２０、容量素子Ｃ２を有する。なお、ここでは、トランジスタＴｒ２１をｎチャネル型としているが、ｐチャネル型であってもよい。
【０１３６】
トランジスタＴｒ２１のゲートは配線ＧＬと接続され、ソース又はドレインの一方は液晶素子１２０の一方の電極、及び容量素子Ｃ２の一方の電極と接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＳＬと接続されている。液晶素子１２０の他方の電極、及び容量素子Ｃ２の他方の電極は、それぞれ所定の電位が供給される配線と接続されている。トランジスタＴｒ２１のソース又はドレインの一方、液晶素子１２０の一方の電極、及び容量素子Ｃ２の一方の電極と接続されたノードを、ノードＮ３とする。
【０１３７】
液晶素子１２０の他方の電極の電位は、複数の画素２２で共通の電位（コモン電位）としてもよいし、容量素子Ｃ２の他方の電極と同電位としてもよい。また、液晶素子１２０の他方の電極の電位は、画素２２ごとに異なっていてもよい。また、容量素子Ｃ２は、ノードＮ３の電位を保持するための保持容量としての機能を有する。
【０１３８】
トランジスタＴｒ２１は、配線ＳＬの電位のノードＮ３への供給を制御する機能を有する。具体的には、配線ＧＬの電位を制御してトランジスタＴｒ２１をオン状態とすることにより、配線ＳＬ電位がノードＮ３に供給され、画素２２の書き込みが行われる。その後、配線ＧＬの電位を制御してトランジスタＴｒ２１をオフ状態とすることにより、ノードＮ３の電位が保持される。
【０１３９】
液晶素子１２０は、一対の電極と、一対の電極間の電圧が印加される液晶材料を含んだ液晶層と、を有する。液晶素子１２０に含まれる液晶分子の配向は、一対の電極間に印加される電圧の値に応じて変化し、これにより液晶層の透過率が変化する。そのため、配線ＳＬからノードＮ３に供給する電位を制御することにより、画素２２の階調を制御することができる。
【０１４０】
トランジスタＴｒ２１には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、ノードＮ３の電位を極めて長期間にわたって保持することができる。なお、上記以外の動作については、図１０（Ａ）の説明を援用することができる。
【０１４１】
［変形例］
次に、図１０に示した画素２２の変形例について説明する。図１１、図１２に発光素子を用いた画素２２の変形例、図１３に液晶素子を用いた画素２２の変形例を示す。
【０１４２】
図１１に示す画素２２は、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３が一対のゲートを有している点において、図１０（Ａ）と異なる。なお、トランジスタが一対のゲートを有する場合、一方のゲートを第１のゲート、フロントゲート、又は単にゲートと呼ぶことがあり、他方のゲートを第２のゲート、又はバックゲートと呼ぶことがある。
【０１４３】
図１１（Ａ）に示すトランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３はバックゲートを有し、バックゲートはフロントゲートと接続されている。この場合、バックゲートにはフロントゲートと同じ電位が印加され、トランジスタのオン電流を増加させることができる。特に、トランジスタＴｒ１１は映像信号の書き込みに用いられるため、図１１（Ａ）に示す構造を採用することにより、高速な動作が可能な画素２２を実現することができる。
【０１４４】
図１１（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３は、バックゲートが配線ＢＧＬと接続されている。配線ＢＧＬは、バックゲートに所定の電位を供給する機能を有する配線である。配線ＢＧＬの電位を制御することにより、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３の閾値電圧を制御することができる。特に、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３はそれぞれノードＮ１、Ｎ２の電位の保持に用いられるため、配線ＢＧＬの電位を制御してトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３の閾値電圧をプラス側にシフトさせることにより、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３のオフ電流を低減してもよい。なお、配線ＢＧＬに供給される電位は、固定電位であってもよいし、変動する電位であってもよい。
【０１４５】
配線ＢＧＬは、トランジスタＴｒ１１乃至Ｔｒ１３ごとに個別に設けることもできる。また、配線ＢＧＬは、画素部２１が有する全て又は一部の画素２２で共有されていてもよい。
【０１４６】
また、画素２２は、図１２に示す構成とすることもできる。図１２では、配線ＧＬからトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３のバックゲートに選択信号が供給されることによって、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３がオン状態となり、ノードＮ１、Ｎ２に所定の電位が供給される。なお、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３のフロントゲートは、配線ＭＬと接続されている。
【０１４７】
また、上記では特に発光素子を用いた画素２２について説明したが、液晶素子を用いた画素２２においても、同様にバックゲートを設けることができる。例えば、トランジスタＴｒ２１にフロントゲートと接続されたバックゲートを設けてもよいし（図１３（Ａ））、トランジスタＴｒ２１に配線ＢＧＬと接続されたバックゲートを設けてもよい（図１３（Ｂ））。
【０１４８】
＜記憶装置の構成例＞
次に、上記実施の形態で説明した記憶装置８０の構成例について説明する。
【０１４９】
図１４（Ａ）に、記憶装置８０の構成例を示す。記憶装置８０は、複数のメモリセル８２によって構成されたセルアレイ８１、駆動回路８３、駆動回路８４を有する。
【０１５０】
メモリセル８２には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、メモリセル８２にＯＳトランジスタを用いることにより、電力の供給が停止された期間においてもデータを保持することが可能な記憶装置８０が構成される。具体的には、図１４（Ｂ−１）に示すように、メモリセル８２にＯＳトランジスタであるトランジスタＴｒ３０、容量素子Ｃ１０を設けることが好ましい。
【０１５１】
トランジスタＴｒ３０のソース又はドレインの一方は容量素子Ｃ１０と接続されている。ここで、トランジスタＴｒ３０のソース又はドレインの一方および容量素子Ｃ１０と接続されたノードを、ノードＮ１１とする。
【０１５２】
ノードＮ１１には、メモリセル８２に保持される電位が、トランジスタＴｒ３０を介して配線ＢＬなどから供給される。そして、トランジスタＴｒ３０がオフ状態となると、ノードＮ１１が浮遊状態となり、ノードＮ１１の電位が保持される。ここで、ＯＳトランジスタであるトランジスタＴｒ３０のオフ電流は極めて小さいため、ノードＮ１１の電位を長期間にわたって保持することが可能となる。なお、トランジスタＴｒ３０の導通状態は、トランジスタＴｒ３０のゲートと接続された配線に所定の電位を供給することにより、制御することができる。
【０１５３】
ＯＳトランジスタには、バックゲートを設けてもよい。図１４（Ｂ−２）、（Ｂ−３）に、トランジスタＴｒ３０にバックゲートを設けた構成の例を示す。図１４（Ｂ−２）に示すトランジスタＴｒ３０のバックゲートは、トランジスタＴｒ３０のフロントゲートと接続されている。図１４（Ｂ−３）に示すトランジスタＴｒ３０のバックゲートは、所定の電位が供給される配線と接続されている。
【０１５４】
このように、メモリセル８２にＯＳトランジスタを用いることにより、メモリセル８２に記憶されたデータを長期間保持することができる。以下、メモリセル８２の具体的な構成例について説明する。
【０１５５】
図１５（Ａ）に、メモリセル８２の構成例を示す。図１５（Ａ）に示すメモリセル８２は、トランジスタＴｒ３１、Ｔｒ３２、容量素子Ｃ１１を有する。なお、トランジスタＴｒ３１はＯＳトランジスタとする。また、ここではトランジスタＴｒ３２をｎチャネル型としているが、ｐチャネル型であってもよい。
【０１５６】
トランジスタＴｒ３１のゲートは配線ＷＷＬと接続され、ソース又はドレインの一方はトランジスタＴｒ３２のゲートおよび容量素子Ｃ１１の一方の電極と接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＢＬと接続されている。トランジスタＴｒ３２のソース又はドレインの一方は配線ＳＬと接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＢＬと接続されている。容量素子の他方の電極は、配線ＲＷＬと接続されている。ここで、トランジスタＴｒ３１のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ３２のゲート、および容量素子Ｃ１１の一方の電極と接続されたノードを、ノードＮ１２とする。
【０１５７】
配線ＷＷＬは、書き込みを行うメモリセル８２を選択する信号を伝える機能を有する配線であり、配線ＲＷＬは、読み出しを行うメモリセル８２を選択する信号を伝える機能を有する配線であり、配線ＢＬは、メモリセル８２に書き込むデータに対応する電位（以下、書き込み電位ともいう）、またはメモリセル８２に記憶されたデータに対応する電位（以下、読み出し電位ともいう）を伝える機能を有する配線であり、配線ＳＬは、所定の電位が供給される配線である。所定の電位は、固定電位でもよいし、異なる２以上の電位であってもよい。なお、配線ＷＷＬおよび配線ＲＷＬは駆動回路８３と接続されている。配線ＳＬは、駆動回路８３または駆動回路８４と接続されていてもよいし、駆動回路８３や駆動回路８４とは別に設けられた電源線と接続されていてもよい。
【０１５８】
トランジスタＴｒ３１にＯＳトランジスタを用いることにより、トランジスタＴｒ３１をオフ状態とした際、ノードＮ１２の電位を極めて長時間にわたって保持することができる。
【０１５９】
次に、図１５（Ａ）に示すメモリセル８２の動作について説明する。まず、配線ＷＷＬの電位を、トランジスタＴｒ３１がオン状態となる電位にして、トランジスタＴｒ３１をオン状態とする。これにより、配線ＢＬの電位がノードＮ１２に与えられる。すなわち、トランジスタＴｒ３２のゲート電極には所定の電荷が与えられる（データの書き込み）。
【０１６０】
その後、配線ＷＷＬの電位をトランジスタＴｒ３１がオフ状態となる電位にして、トランジスタＴｒ３１をオフ状態とすることにより、ノードＮ１２が浮遊状態となり、ノードＮ１２の電位が保持される（データの保持）。
【０１６１】
次に、配線ＳＬの電位を一定の電位に維持した上で、配線ＲＷＬの電位を所定の電位とすると、ノードＮ１２に保持された電荷の量に応じて、配線ＢＬは異なる電位となる。一般に、トランジスタＴｒ３２をｎチャネル型とすると、トランジスタＴｒ３２のゲートの電位がハイレベルである場合の見かけのしきい値Ｖｔｈ＿Ｈは、トランジスタＴｒ３２のゲートの電位がローレベルである場合の見かけのしきい値Ｖｔｈ＿Ｌより低くなるためである。ここで、見かけのしきい値電圧とは、トランジスタＴｒ３２をオン状態とするために必要な配線ＲＷＬの電位をいうものとする。したがって、配線ＲＷＬの電位をＶｔｈ＿ＨとＶｔｈ＿Ｌの間の電位Ｖ０とすることにより、ノードＮ１２の電位を判別することができる。例えば、ノードＮ１２の電位がハイレベルである場合には、配線ＲＷＬの電位がＶ０（＞Ｖｔｈ＿Ｈ）となれば、トランジスタＴｒ３２はオン状態となる。一方、ノードＮ１２の電位がローレベルである場合には、配線ＲＷＬの電位がＶ０（＜Ｖｔｈ＿Ｌ）となっても、トランジスタＴｒ３２はオフ状態のままとなる。このため、配線ＢＬの電位を読み出すことにより、メモリセル８２に記憶されているデータの読み出しが可能となる。
【０１６２】
データの読み出しを行わない場合には、ノードＮ１２の電位に関わらずトランジスタＴｒ３２がオフ状態となるような電位、つまり、Ｖｔｈ＿Ｈより小さい電位を配線ＲＷＬに与えればよい。
【０１６３】
また、データの書き換えは、上記データの書き込みおよび保持と同様の動作により行うことができる。具体的には、配線ＷＷＬの電位を、トランジスタＴｒ３１がオン状態となる電位にして、トランジスタＴｒ３１をオン状態とする。これにより、書き換えるデータに対応する配線ＢＬの電位がノードＮ１２に与えられる。その後、配線ＷＷＬの電位を、トランジスタＴｒ３１がオフ状態となる電位にして、トランジスタＴｒ３１をオフ状態とすることにより、ノードＮ１２が浮遊状態となり、ノードＮ１２には書き換えたデータに対応する電位が保持される。
【０１６４】
トランジスタＴｒ３１はＯＳトランジスタであり、オフ電流が極めて小さいため、保持期間においてノードＮ１２の電位を長時間にわたって維持することができる。そのため、メモリセル８２への電力の供給が停止された期間においても、データを保持することができる。
【０１６５】
なお、図１５（Ａ）においては、データの書き込みと読み出しを同一の配線ＢＬを用いて行う構成を示すが、データの書き込みと読み出しはそれぞれ別の配線を用いておこなってもよい。すなわち、トランジスタＴｒ３１のソース又はドレインの他方と、トランジスタＴｒ３２のソース又はドレインの他方は、別々の配線と接続されていてもよい。また、トランジスタＴｒ３２と配線ＢＬは他のトランジスタを介して接続されていてもよいし、トランジスタＴｒ３２と配線ＳＬは他のトランジスタを介して接続されていてもよい。図１５（Ａ）におけるメモリセル８２の変形例を図１５（Ｂ）に示す。
【０１６６】
図１５（Ｂ）に示すメモリセル８２は、トランジスタＴｒ３１、Ｔｒ３２、容量素子Ｃ１１に加えて、トランジスタＴｒ３３を有する。なお、ここではトランジスタＴｒ３２、Ｔｒ３３をｎチャネル型としているが、トランジスタＴｒ３２、Ｔｒ３３はｐチャネル型であってもよい。
【０１６７】
トランジスタＴｒ３１のゲートは配線ＷＷＬと接続され、ソース又はドレインの一方はトランジスタＴｒ３２のゲートおよび容量素子Ｃ１１の一方の電極と接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＷＢＬと接続されている。トランジスタＴｒ３２のソース又はドレインの一方は配線ＳＬと接続され、ソース又はドレインの他方はトランジスタＴｒ３３のソース又はドレインの一方と接続されている。トランジスタＴｒ３３のゲートは配線ＲＷＬと接続され、ソース又はドレインの他方は配線ＲＢＬと接続されている。容量素子Ｃ１１の他方の電極は、所定の電位が供給される配線と接続されている。
【０１６８】
また、図１５（Ｂ）におけるメモリセル８２においては、配線ＢＬが配線ＷＢＬと配線ＲＢＬに分割されている。配線ＷＢＬは、書き込み電位を伝える機能を有する配線であり、配線ＲＢＬは、読み出し電位を伝える機能を有する配線である。
【０１６９】
図１５（Ｂ）においては、配線ＲＷＬの電位を、トランジスタＴｒ３３がオン状態となる電位にして、トランジスタＴｒ３３をオン状態とすることにより、配線ＲＢＬに読み出し電位を出力することができる。すなわち、配線ＲＷＬに供給する信号によって、メモリセル８２からのデータの読み出しを制御することができる。
【０１７０】
また、図１５（Ｂ）において、配線ＷＢＬと配線ＲＢＬを同一の配線ＢＬとしてもよい。このようなメモリセル８２の構成を、図１５（Ｃ）に示す。図１５（Ｃ）において、トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３３は配線ＢＬと接続されている。また、容量素子Ｃ１１は、配線ＳＬと接続されている。
【０１７１】
なお、図１５において、トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３２（およびトランジスタＴｒ３３）は積層することができる。例えば、トランジスタＴｒ３２の上方に絶縁層を設け、当該絶縁層の上方にＯＳトランジスタであるトランジスタＴｒ３１、および容量素子Ｃ１１を設けた構成とすることができる。これにより、メモリセル８２の面積を縮小することができる。
【０１７２】
以上のように、メモリセル８２にＯＳトランジスタを用いることにより、メモリセル８２に記憶されたデータを長時間にわたって保持することができる。よって、記憶装置８０への電力の供給が停止された状態においても、記憶装置８０に記憶された、視認状況とフリッカーの関係を表す情報を保持することができる。
【０１７３】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０１７４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示部２０に用いることができる表示装置の構成例について説明する。ここでは特に、異なる複数の種類の表示素子が設けられた表示装置の構成例について説明する。
【０１７５】
本実施の形態の表示装置は、ハイブリッド表示を行うことができる。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または副画素と、複数の表示素子の双方二以上を用いて表示される画素または副画素と、を有する場合がある。
【０１７６】
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。
【０１７７】
また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素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。
【０１７８】
また、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子を有する。第１の表示素子が可視光を反射する表示素子であり、第２の表示素子が可視光を発する表示素子、又は可視光を透過する表示素子である場合について説明する。本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光のうち、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。
【０１７９】
第１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。第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。
【０１８０】
第２の表示素子には、発光素子、又は透過型の液晶素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
【０１８１】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を用いて映像を表示する第１の表示モード、第２の表示素子を用いて映像を表示する第２の表示モード、並びに、第１の表示素子及び第２の表示素子を用いて映像を表示する第３の表示モードを有し、これらの表示モードを自動または手動で切り替えて使用することができる。
【０１８２】
第１の表示モードでは、第１の表示素子と外光を用いて映像を表示する。第１の表示モードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１の表示モードは、文字を表示することに適したモードである。また、第１の表示モードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【０１８３】
第２の表示モードでは、第２の表示素子を用いて映像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２の表示モードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２の表示モードは、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。
【０１８４】
第３の表示モードでは、第１の表示素子による光と、第２の表示素子による光の両方を利用して表示を行う。第１の表示モードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２の表示モードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、外光を反射して表示する素子による光と発光素子による光とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。
【０１８５】
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。
【０１８６】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子及び第２の表示素子を有する画素を複数有する。画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
【０１８７】
画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。
【０１８８】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子と第２の表示素子のどちらでも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を用いて白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第２の表示素子を用いてフルカラー表示を行う構成とすることができる。第１の表示素子を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
【０１８９】
なお、第１の表示素子と第２の表示素子は上記に限られず、自由に選択することができる。例えば、第１の表示素子及び第２の表示素子として、実施の形態１で挙げられた表示素子を用いることができる。
【０１９０】
＜表示装置の構成例＞
図１６乃至図１９を用いて、本実施の形態の表示装置の構成例について説明する。
【０１９１】
［構成例１］
図１６は、表示装置６００の斜視概略図である。表示装置６００は、基板６５１と基板６６１とが貼り合わされた構成を有する。図１６では、基板６６１を破線で明示している。
【０１９２】
表示装置６００は、表示部６６２、回路６６４、配線６６５等を有する。図１６では表示装置６００にＩＣ（集積回路）６７３及びＦＰＣ６７２が実装されている例を示している。そのため、図１６に示す構成は、表示装置６００、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
【０１９３】
回路６６４としては、例えば駆動回路２３（図５参照）を用いることができる。
【０１９４】
配線６６５は、表示部６６２及び回路６６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ６７２を介して外部から、またはＩＣ６７３から配線６６５に入力される。
【０１９５】
図１６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板６５１にＩＣ６７３が設けられている例を示す。ＩＣ６７３は、例えば駆動回路２４（図５参照）などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置６００及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
【０１９６】
図１６には、表示部６６２の一部の拡大図を示している。表示部６６２には、複数の表示素子が有する電極６１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極６１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子の反射電極として機能する。
【０１９７】
また、図１６に示すように、電極６１１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部６６２は、電極６１１ｂよりも基板６５１側に、発光素子を有する。発光素子からの光は、電極６１１ｂの開口４５１を介して基板６６１側に射出される。発光素子の発光領域の面積と開口４５１の面積とは等しくてもよい。発光素子の発光領域の面積と開口４５１の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。特に、開口４５１の面積は、発光素子の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口４５１が小さいと、発光素子からの光の一部が電極６１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５１を十分に大きくすることで、発光素子の発光が無駄になることを抑制できる。
【０１９８】
図１７に、図１６で示した表示装置６００の、ＦＰＣ６７２を含む領域の一部、回路６６４を含む領域の一部、及び表示部６６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【０１９９】
図１７に示す表示装置６００は、基板６５１と基板６６１の間に、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、トランジスタ５０６、液晶素子４８０、発光素子４７０、絶縁層５２０、着色層４３１、着色層４３４等を有する。基板６６１と絶縁層５２０は接着層４４１を介して接着されている。基板６５１と絶縁層５２０は接着層４４２を介して接着されている。
【０２００】
基板６６１には、着色層４３１、遮光層４３２、絶縁層４２１、及び液晶素子４８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜４３３ｂ、絶縁層４１７等が設けられている。基板６６１の外側の面には、偏光板４３５を有する。絶縁層４２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層４２１により、電極４１３の表面を概略平坦にできるため、液晶層４１２の配向状態を均一にできる。絶縁層４１７は、液晶素子４８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層４１７が可視光を透過する場合は、絶縁層４１７を液晶素子４８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
【０２０１】
液晶素子４８０は反射型の液晶素子である。液晶素子４８０は、画素電極として機能する電極６１１ａ、液晶層４１２、電極４１３が積層された積層構造を有する。電極６１１ａの基板６５１側に接して、可視光を反射する電極６１１ｂが設けられている。電極６１１ｂは開口４５１を有する。電極６１１ａ及び電極４１３は可視光を透過する。液晶層４１２と電極６１１ａの間に配向膜４３３ａが設けられている。液晶層４１２と電極４１３の間に配向膜４３３ｂが設けられている。
【０２０２】
液晶素子４８０において、電極６１１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極４１３は可視光を透過する機能を有する。基板６６１側から入射した光は、偏光板４３５により偏光され、電極４１３、液晶層４１２を透過し、電極６１１ｂで反射する。そして液晶層４１２及び電極４１３を再度透過して、偏光板４３５に達する。このとき、電極６１１ｂと電極４１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板４３５を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層４３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
【０２０３】
図１７に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極６１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶層４１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
【０２０４】
接続部５０７において、電極６１１ｂは、導電層５２１ｂを介して、トランジスタ５０６が有する導電層５２２ａと接続されている。トランジスタ５０６は、液晶素子４８０の駆動を制御する機能を有する。
【０２０５】
接着層４４１が設けられる一部の領域には、接続部５５２が設けられている。接続部５５２において、電極６１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極４１３の一部が、接続体５４３により接続されている。したがって、基板６６１側に形成された電極４１３に、基板６５１側に接続されたＦＰＣ６７２から入力される信号または電位を、接続部５５２を介して供給することができる。
【０２０６】
接続体５４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体５４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体５４３は、図１７に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体５４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【０２０７】
接続体５４３は、接着層４４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば、硬化前の接着層４４１に接続体５４３を分散させておけばよい。
【０２０８】
発光素子４７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子４７０は、絶縁層５２０側から画素電極として機能する電極４９１、ＥＬ層４９２、及び共通電極として機能する電極４９３の順に積層された積層構造を有する。電極４９１は、絶縁層５１４に設けられた開口を介して、トランジスタ５０５が有する導電層５２２ｂと接続されている。トランジスタ５０５は、発光素子４７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層５１６が電極４９１の端部を覆っている。電極４９３は可視光を反射する材料を含み、電極４９１は可視光を透過する材料を含む。電極４９３を覆って絶縁層４９４が設けられている。発光素子４７０が発する光は、着色層４３４、絶縁層５２０、開口４５１、電極６１１ａ等を介して、基板６６１側に射出される。
【０２０９】
液晶素子４８０及び発光素子４７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置６００は、液晶素子４８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置６００は、発光素子４７０を用いて、カラー表示を行うことができる。
【０２１０】
トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６は、いずれも絶縁層５２０の基板６５１側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。
【０２１１】
液晶素子４８０と電気的に接続される回路は、発光素子４７０と接続される回路と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
【０２１２】
液晶素子４８０の画素電極は、トランジスタが有するゲート絶縁層を挟んで、発光素子４７０の画素電極とは反対に位置する。
【０２１３】
ここで、トランジスタ５０６にＯＳトランジスタを適用した場合や、トランジスタ５０６と接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子４８０を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消費電力の低い駆動を行うことができる。
【０２１４】
トランジスタ５０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）である。トランジスタ５０５は、発光素子４７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。
【０２１５】
絶縁層５２０の基板６５１側には、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層５１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層５１２は、トランジスタ５０６等を覆って設けられる。絶縁層５１３は、トランジスタ５０５等を覆って設けられている。絶縁層５１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。
【０２１６】
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０２１７】
トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６は、ゲートとして機能する導電層５２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層５１１、ソース及びドレインとして機能する導電層５２２ａ及び導電層５２２ｂ、並びに、半導体層５３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０２１８】
トランジスタ５０１及びトランジスタ５０５は、トランジスタ５０３及びトランジスタ５０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層５２３を有する。
【０２１９】
トランジスタ５０１及びトランジスタ５０５には、チャネル形成領域を有する半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
【０２２０】
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
【０２２１】
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路６６４が有するトランジスタと、表示部６６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路６６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部６６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【０２２２】
導電層５２３には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層５２３を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層５１２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層５１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層５３１に供給され、半導体層５３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０２２３】
特に、導電層５２３には、低抵抗化された金属酸化物を用いることが好ましい。このとき、絶縁層５１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層５１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層５２３中に水素が供給され、導電層５２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０２２４】
絶縁層５１３に接して着色層４３４が設けられている。着色層４３４は、絶縁層５１４に覆われている。
【０２２５】
基板６５１と基板６６１が重ならない領域には、接続部５０４が設けられている。接続部５０４では、配線６６５が接続層５４２を介してＦＰＣ６７２と接続されている。接続部５０４は接続部５０７と同様の構成を有している。接続部５０４の上面は、電極６１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部５０４とＦＰＣ６７２とを接続層５４２を介して接続することができる。
【０２２６】
基板６６１の外側の面に配置する偏光板４３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子４８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
【０２２７】
なお、基板６６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板６６１の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置してもよい。
【０２２８】
基板６５１及び基板６６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板６５１及び基板６６１に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
【０２２９】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板４３５を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
【０２３０】
偏光板４３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
【０２３１】
［構成例２］
図１８に示す表示装置６０１は、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、トランジスタ５０５、及びトランジスタ５０６を有さず、トランジスタ５８１、トランジスタ５８４、トランジスタ５８５、及びトランジスタ５８６を有する点で、主に表示装置６００と異なる。
【０２３２】
なお、図１８では、絶縁層４１７及び接続部５０７等の位置も図１７と異なる。図１８では、画素の端部を図示している。絶縁層４１７は、着色層４３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層４１７は、遮光層４３２の端部に重ねて配置されている。このように、絶縁層は、表示領域と重ならない部分（遮光層４３２と重なる部分）に配置されてもよい。
【０２３３】
トランジスタ５８４及びトランジスタ５８５のように、表示装置が有する２つのトランジスタは、部分的に積層して設けられていてもよい。これにより、画素回路の占有面積を縮小することが可能なため、精細度を高めることができる。また、発光素子４７０の発光面積を大きくでき、開口率を向上させることができる。発光素子４７０は、開口率が高いと、必要な輝度を得るための電流密度を低くできるため、信頼性が向上する。
【０２３４】
トランジスタ５８１、トランジスタ５８４、及びトランジスタ５８６は、導電層５２１ａ、絶縁層５１１、半導体層５３１、導電層５２２ａ、及び導電層５２２ｂを有する。導電層５２１ａは、絶縁層５１１を介して半導体層５３１と重なる。導電層５２２ａ及び導電層５２２ｂは、半導体層５３１と電気的に接続される。トランジスタ５８１は、導電層５２３を有する。
【０２３５】
トランジスタ５８５は、導電層５２２ｂ、絶縁層５１７、半導体層５６１、導電層５２３、絶縁層５１２、絶縁層５１３、導電層５６３ａ、及び導電層５６３ｂを有する。導電層５２２ｂは、絶縁層５１７を介して半導体層５６１と重なる。導電層５２３は、絶縁層５１２及び絶縁層５１３を介して半導体層５６１と重なる。導電層５６３ａ及び導電層５６３ｂは、半導体層５６１と電気的に接続される。
【０２３６】
導電層５２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層５１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層５２２ａはソースまたはドレインの一方として機能する。トランジスタ５８６が有する導電層５２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
【０２３７】
トランジスタ５８４とトランジスタ５８５が共有している導電層５２２ｂは、トランジスタ５８４のソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ５８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層５１７、絶縁層５１２、及び絶縁層５１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層５６３ａ及び導電層５６３ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。導電層５２３は、ゲートとして機能する。
【０２３８】
［構成例３］
図１９に、表示装置６０２の表示部の断面図を示す。
【０２３９】
図１９に示す表示装置６０２は、基板６５１と基板６６１の間に、トランジスタ５４０、トランジスタ５８０、液晶素子４８０、発光素子４７０、絶縁層５２０、着色層４３１、着色層４３４等を有する。
【０２４０】
液晶素子４８０では、外光を電極６１１ｂが反射し、基板６６１側に反射光を射出する。発光素子４７０は、基板６６１側に光を射出する。
【０２４１】
基板６６１には、着色層４３１、絶縁層４２１、及び液晶素子４８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜４３３ｂが設けられている。
【０２４２】
液晶層４１２は、配向膜４３３ａ及び配向膜４３３ｂを介して、電極６１１ａ及び電極４１３の間に挟持されている。
【０２４３】
トランジスタ５４０は、絶縁層５１２及び絶縁層５１３で覆われている。絶縁層５１３と着色層４３４は、接着層４４２によって、絶縁層４９４と貼り合わされている。
【０２４４】
表示装置６０２は、液晶素子４８０を駆動するトランジスタ５４０と発光素子４７０を駆動するトランジスタ５８０とを、異なる面上に形成するため、それぞれの表示素子を駆動するために適した構造、材料を用いて形成することが容易である。
【０２４５】
＜画素の構成例＞
次に、複数の表示素子を有する画素の具体的な構成例について、図２０乃至図２２を用いて説明する。ここでは一例として、一の画素に反射型の液晶素子と発光素子が設けられた構成について説明する。
【０２４６】
図２０（Ａ）は、表示装置７００のブロック図である。表示装置７００は、画素部７１０、駆動回路７２０、及び駆動回路７３０を有する。画素部７１０は、マトリクス状に配列した複数の画素７１１を有する。なお、画素部７１０、駆動回路７２０、駆動回路７３０、及び画素７１１はそれぞれ、図５における画素部２１、駆動回路２３、駆動回路２４、画素２２に対応する。
【０２４７】
表示装置７００は、複数の配線ＧＬ１、複数の配線ＧＬ２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線ＳＬ１、及び複数の配線ＳＬ２を有する。複数の配線ＧＬ１、複数の配線ＧＬ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に配列した複数の画素７１１及び駆動回路７２０と接続されている。複数の配線ＳＬ１及び複数の配線ＳＬ２は、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素７１１及び駆動回路７３０と接続されている。
【０２４８】
画素７１１は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。なお、ここでは簡単のために駆動回路７２０と駆動回路７３０を１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する駆動回路７２０及び駆動回路７３０と、発光素子を駆動する駆動回路７２０及び駆動回路７３０とを、別々に設けてもよい。
【０２４９】
図２０（Ｂ１）乃至（Ｂ４）に、画素７１１が有する電極６１１の構成例を示す。電極６１１は、液晶素子の反射電極として機能する。図２０（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極６１１には、開口４５１が設けられている。
【０２５０】
図２０（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極６１１と重なる領域に位置する発光素子６６０を破線で示している。発光素子６６０は、電極６１１が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子６６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０２５１】
図２０（Ｂ１）、では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素７１１が異なる色に対応する画素である。このとき、図２０（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極６１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子６６０を離すことが可能で、発光素子６６０が発する光が隣接する画素７１１が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子６６０を離して配置することができるため、発光素子６６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
【０２５２】
図２０（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素７１１が異なる色に対応する画素である。図２０（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極６１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。
【０２５３】
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きいほど、発光素子６６０を用いた表示を明るくすることができる。
【０２５４】
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。
【０２５５】
また、図２０（Ｂ３）、（Ｂ４）に示すように、電極６１１が設けられていない部分に、発光素子６６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子６６０が発する光は、表示面側に射出される。
【０２５６】
図２０（Ｂ３）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素７１１において、発光素子６６０が一列に配列されていない。図２０（Ｂ４）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、発光素子６６０が一列に配列されている。
【０２５７】
図２０（Ｂ３）の構成は、隣接する２つの画素７１１が有する発光素子６６０どうしを離すことができるため、上述の通り、クロストークの抑制、及び、高精細化が可能となる。また、図２０（Ｂ４）の構成では、発光素子６６０の矢印Ｃに平行な辺側に、電極６１１が位置しないため、発光素子６６０の光が電極６１１に遮られることを抑制でき、高い視野角特性を実現できる。
【０２５８】
図２１は、画素７１１の回路図の一例である。図２１では、隣接する２つの画素７１１を示している。
【０２５９】
画素７１１は、スイッチＳＷ１１、容量素子Ｃ１１、液晶素子６４０、スイッチＳＷ１２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ１２、発光素子６６０を有する。また、画素７１１には、配線ＧＬａ、配線ＧＬｂ、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線ＳＬａ、及び配線ＳＬｂが接続されている。また、図２１では、液晶素子６４０と接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子６６０と接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０２６０】
図２１では、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２にトランジスタを用いた場合の例を示している。
【０２６１】
スイッチＳＷ１１のゲートは、配線ＧＬａと接続されている。スイッチＳＷ１１のソース又はドレインの一方は、配線ＳＬａと接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１１の一方の電極、及び液晶素子６４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子６４０の他方の電極は配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０２６２】
スイッチＳＷ１２のゲートは、配線ＧＬｂと接続されている。スイッチＳＷ１２のソース又はドレインの一方は、配線ＳＬｂと接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ１２の他方の電極は、トランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソース又はドレインの他方は、発光素子６６０の一方の電極と接続されている。発光素子６６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２６３】
図２１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。
【０２６４】
配線ＶＣＯＭ１、配線ＣＳＣＯＭには、それぞれ所定の電位を与えることができる。
【０２６５】
配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子６６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。
【０２６６】
図２１に示す画素７１１は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線ＧＬａ及び配線ＳＬａに与える信号により駆動し、液晶素子６４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線ＧＬｂ及び配線ＳＬｂに与える信号により駆動し、発光素子６６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線ＧＬａ、配線ＧＬｂ、配線ＳＬａ及び配線ＳＬｂのそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０２６７】
スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２は、画素７１１の選択状態を制御する機能を有する。なお、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素７１１に映像信号を極めて長期間保持することができ、画素７１１に表示された階調を長期間維持することができる。
【０２６８】
なお、図２１では一つの画素７１１に、一つの液晶素子６４０と一つの発光素子６６０とを有する例を示したが、これに限られない。図２２（Ａ）は、一つの画素７１１に一つの液晶素子６４０と４つの発光素子６６０（発光素子６６０ｒ、６６０ｇ、６６０ｂ、６６０ｗ）を有する例を示している。図２２（Ａ）に示す画素７１１は、図２１とは異なり、１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。
【０２６９】
図２２（Ａ）では、画素７１１に配線ＧＬｂａ、配線ＧＬｂｂ、配線ＳＬｂａ、配線ＳＬｂｂが接続されている。
【０２７０】
図２２（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子６６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子６４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
【０２７１】
図２２（Ｂ）に、図２２（Ａ）に対応した画素７１１の構成例を示す。画素７１１は、電極６１１が有する開口部と重なる発光素子６６０ｗと、電極６１１の周囲に配置された発光素子６６０ｒ、発光素子６６０ｇ、及び発光素子６６０ｂとを有する。発光素子６６０ｒ、発光素子６６０ｇ、及び発光素子６６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０２７２】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２７３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置を用いた表示モジュールの構成例について説明する。
【０２７４】
図２３示す表示モジュール１０００は、上部カバー１００１と下部カバー１００２との間に、ＦＰＣ１００３に接続されたタッチパネル１００４、ＦＰＣ１００５に接続された表示装置１００６、フレーム１００９、プリント基板１０１０、及びバッテリ１０１１を有する。
【０２７５】
上記実施の形態で説明した表示装置は、表示装置１００６として用いることができる。
【０２７６】
上部カバー１００１及び下部カバー１００２は、タッチパネル１００４及び表示装置１００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０２７７】
タッチパネル１００４としては、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチパネルを表示装置１００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル１００４を設けず、表示装置１００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。
【０２７８】
フレーム１００９は、表示装置１００６の保護機能の他、プリント基板１０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム１００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０２７９】
プリント基板１０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ１０１１による電源であってもよい。バッテリ１０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０２８０】
また、表示モジュール１０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０２８１】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２８２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態における駆動部３０の構成例について説明する。ここでは一例として、複数の表示素子が設けられた画素を有する表示部２０の動作を制御する機能を有する、駆動部３０の構成例について説明する。
【０２８３】
図２４に、表示部２０の動作を制御する機能を有する駆動部３０の構成例を示す。駆動部３０は、インターフェース８２１、フレームメモリ８２２、デコーダ８２３、センサコントローラ８２４、コントローラ８２５、クロック生成回路８２６、画像処理部８３０、記憶装置８４１、タイミングコントローラ８４２、レジスタ８４３、駆動回路８５０、タッチセンサコントローラ８６１を有する。
【０２８４】
表示部２０は、駆動部３０から入力された映像信号を用いて、表示ユニット８１１に映像を表示する機能を有する。また、表示部２０は、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得る機能を有するタッチセンサユニット８１２を有していてもよい。表示部２０がタッチセンサユニット８１２を有しない場合、タッチセンサコントローラ８６１は省略することができる。
【０２８５】
表示ユニット８１１は、表示素子を用いて表示を行う機能を有する。表示ユニット８１１は、図５における画素部２１と駆動回路２３によって構成されるユニットに対応する。ここでは一例として、表示ユニット８１１が反射型の液晶素子と発光素子を有する構成について説明する。
【０２８６】
駆動回路８５０は、ソースドライバ８５１を有する。ソースドライバ８５１は、表示ユニット８１１に映像信号を供給する機能を有する回路である。図２４においては、駆動回路８５０が、反射型の液晶素子に映像信号を供給するソースドライバ８５１ａ、発光素子に映像信号を供給するソースドライバ８５１ｂを有する。
【０２８７】
駆動部３０とホスト８７０との通信は、インターフェース８２１を介して行われる。ホスト８７０から駆動部３０には、画像データ、各種制御信号などが送られる。また、駆動部３０からホスト８７０には、タッチセンサコントローラ８６１が取得したタッチの有無、タッチ位置などの情報が送られる。なお、駆動部３０が有するそれぞれの回路は、ホスト８７０の規格、表示部２０の仕様等によって、適宜取捨される。ホスト８７０は、駆動部３０の動作を制御するプロセッサなどに相当し、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などによって構成することができる。
【０２８８】
なお、ホスト８７０は、図１における制御部４０として用いることができる。この場合、図１における信号ＳＲは、インターフェース８２１を介して駆動部３０に入力される。
【０２８９】
フレームメモリ８２２は、駆動部３０に入力された画像データを記憶する機能を有する記憶回路である。ホスト８７０から駆動部３０に圧縮された画像データが送られる場合、フレームメモリ８２２は、圧縮された画像データを格納することができる。デコーダ８２３は、圧縮された画像データを伸長するための回路である。画像データを伸長する必要がない場合、デコーダ８２３は処理を行わない。なお、デコーダ８２３は、フレームメモリ８２２とインターフェース８２１との間に配置することもできる。
【０２９０】
画像処理部８３０は、フレームメモリ８２２又はデコーダ８２３から入力された画像データに対して、各種の画像処理を行い、映像信号を生成する機能を有する。例えば、画像処理部８３０は、ガンマ補正回路８３１、調光回路８３２、調色回路８３３を有する。
【０２９１】
また、ソースドライバ８５１ｂが、発光素子に流れる電流を検出する機能を有する回路（電流検出回路）を有する場合、画像処理部８３０にはＥＬ補正回路８３４を設けてもよい。ＥＬ補正回路８３４は、電流検出回路から送信される信号に基づいて、発光素子の輝度を調節する機能を有する。
【０２９２】
画像処理部８３０で生成された映像信号は、記憶装置８４１を経て、駆動回路８５０に出力される。記憶装置８４１は、画像データを一時的に格納する機能を有する。ソースドライバ８５１ａ、８５１ｂはそれぞれ、記憶装置８４１から入力された映像信号に対して各種の処理を行い、表示ユニット８１１に出力する機能を有する。
【０２９３】
タイミングコントローラ８４２は、駆動回路８５０、タッチセンサコントローラ８６１、表示ユニット８１１が有する駆動回路で用いられるタイミング信号などを生成する機能を有する。
【０２９４】
タッチセンサコントローラ８６１は、タッチセンサユニット８１２の動作を制御する機能を有する。タッチセンサユニット８１２で検出されたタッチ情報を含む信号は、タッチセンサコントローラ８６１で処理された後、インターフェース８２１を介してホスト８７０に送信される。ホスト８７０は、タッチ情報を反映した画像データを生成し、駆動部３０に送信する。なお、駆動部３０が画像データにタッチ情報を反映させる機能を有していてもよい。また、タッチセンサコントローラ８６１は、タッチセンサユニット８１２に設けられていてもよい。
【０２９５】
クロック生成回路８２６は、駆動部３０で使用されるクロック信号を生成する機能を有する。コントローラ８２５は、インターフェース８２１を介してホスト８７０から送られる各種制御信号を処理し、駆動部３０内の各種回路を制御する機能を有する。また、コントローラ８２５は、駆動部３０内の各種回路への電源供給を制御する機能を有する。例えばコントローラ８２５は、停止状態の回路への電源供給を一時的に遮断することができる。
【０２９６】
レジスタ８４３は、駆動部３０の動作に用いられるデータを格納する機能を有する。レジスタ８４３が格納するデータとしては、画像処理部８３０が補正処理を行うために使用するパラメータ、タイミングコントローラ８４２が各種タイミング信号の波形生成に用いるパラメータなどが挙げられる。レジスタ８４３は、複数のレジスタで構成されるスキャンチェーンレジスタによって構成することができる。
【０２９７】
図１における信号ＳＲに基づいて、タイミングコントローラ８４２で用いられるパラメータを変更することにより、表示部２０に表示される映像のリフレッシュレートを変更することができる。
【０２９８】
また、駆動部３０には、光センサ８８０と接続されたセンサコントローラ８２４を設けることができる。光センサ８８０は、外光８８１を検知して、検知信号を生成する機能を有する。センサコントローラ８２４は、検知信号に基づいて制御信号を生成する機能を有する。センサコントローラ８２４で生成された制御信号は、例えば、コントローラ８２５に出力される。
【０２９９】
画像処理部８３０は、反射型の液晶素子に供給される映像信号と発光素子に供給される映像信号とを分けて生成する機能を有する。この場合、光センサ８８０およびセンサコントローラ８２４を用いて測定した外光８８１の明るさに応じて、反射型の液晶素子の反射強度と発光素子の発光強度を調整することができる。ここでは、当該調整を調光、あるいは調光処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調光回路と呼ぶ。
【０３００】
画像処理部８３０は、表示部２０の仕様によって、ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路など、他の処理回路を有していてもよい。ＲＧＢ−ＲＧＢＷ変換回路とは、ＲＧＢ（赤、緑、青）画像データを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）画像信号に変換する機能をもつ回路である。すなわち、表示部２０がＲＧＢＷ４色の画素を有する場合、画像データ内のＷ（白）成分を、Ｗ（白）画素を用いて表示することで、消費電力を低減することができる。なお、表示部２０がＲＧＢＹの４色の画素を有する場合、例えば、ＲＧＢ−ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）変換回路を用いることができる。
【０３０１】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０３０２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態において用いることができるＯＳトランジスタの構成例について説明する。
【０３０３】
＜トランジスタの構成例＞
［構成例１］
図２５（Ａ）は、トランジスタ９００の上面図であり、図２５（Ｃ）は、図２５（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２間における切断面の断面図に相当し、図２５（Ｄ）は、図２５（Ａ）に示す切断線Ｙ１−Ｙ２間における切断面の断面図に相当する。なお、図２５（Ａ）において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ９００の構成要素の一部（ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等）を省略して図示している。また、切断線Ｘ１−Ｘ２方向をチャネル長方向、切断線Ｙ１−Ｙ２方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図２５（Ａ）と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
【０３０４】
トランジスタ９００は、基板９０２上のゲート電極として機能する導電膜９０４と、基板９０２及び導電膜９０４上の絶縁膜９０６と、絶縁膜９０６上の絶縁膜９０７と、絶縁膜９０７上の金属酸化膜９０８と、金属酸化膜９０８に接続されるソース電極として機能する導電膜９１２ａと、金属酸化膜９０８に接続されるドレイン電極として機能する導電膜９１２ｂと、を有する。また、トランジスタ９００上、より詳しくは、導電膜９１２ａ、９１２ｂ及び金属酸化膜９０８上には絶縁膜９１４、９１６、９１８が設けられる。絶縁膜９１４、９１６、９１８は、トランジスタ９００の保護絶縁膜としての機能を有する。
【０３０５】
また、金属酸化膜９０８は、ゲート電極として機能する導電膜９０４側の第１の金属酸化膜９０８ａと、第１の金属酸化膜９０８ａ上の第２の金属酸化膜９０８ｂと、を有する。また、絶縁膜９０６及び絶縁膜９０７は、トランジスタ９００のゲート絶縁膜としての機能を有する。
【０３０６】
金属酸化膜９０８としては、Ｉｎ−Ｍ（Ｍは、Ｔｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆを表す）酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。とくに、金属酸化膜９０８としては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いると好ましい。
【０３０７】
また、第１の金属酸化膜９０８ａは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有する。また、第２の金属酸化膜９０８ｂは、第１の金属酸化膜９０８ａよりもＩｎの原子数比が少ない第２の領域を有する。また、第２の領域は、第１の領域よりも薄い部分を有する。
【０３０８】
第１の金属酸化膜９０８ａにＩｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有することで、トランジスタ９００の電界効果移動度（単に移動度、またはμＦＥという場合がある）を高くすることができる。具体的には、トランジスタ９００の電界効果移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓを超えることが可能となる。
【０３０９】
例えば、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、選択信号を生成する駆動回路（とくに、当該駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）半導体装置または表示装置を提供することができる。
【０３１０】
一方で、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有する第１の金属酸化膜９０８ａとすることで、光照射時にトランジスタ９００の電気特性が変動しやすくなる場合がある。しかしながら、本発明の一態様の半導体装置においては、第１の金属酸化膜９０８ａ上に第２の金属酸化膜９０８ｂが形成されている。また、第２の金属酸化膜９０８ｂのチャネル形成領域の膜厚が第１の金属酸化膜９０８ａの膜厚よりも小さい。
【０３１１】
また、第２の金属酸化膜９０８ｂは、第１の金属酸化膜９０８ａよりもＩｎの原子数比が少ない第２の領域を有するため、第１の金属酸化膜９０８ａよりもＥｇが大きくなる。したがって、第１の金属酸化膜９０８ａと、第２の金属酸化膜９０８ｂとの積層構造である金属酸化膜９０８は、光負バイアスストレス試験による耐性が高くなる。
【０３１２】
上記構成の金属酸化膜とすることで、光照射時における金属酸化膜９０８の光吸収量を低減させることができる。したがって、光照射時におけるトランジスタ９００の電気特性の変動を抑制することができる。また、本発明の一態様の半導体装置においては、絶縁膜９１４または絶縁膜９１６中に過剰の酸素を含有する構成のため、光照射におけるトランジスタ９００の電気特性の変動をさらに、抑制することができる。
【０３１３】
ここで、金属酸化膜９０８について、図２５（Ｂ）を用いて詳細に説明する。
【０３１４】
図２５（Ｂ）は、図２５（Ｃ）を用いて示すトランジスタ９００の断面の、金属酸化膜９０８の近傍を拡大した断面図である。
【０３１５】
図２５（Ｂ）において、第１の金属酸化膜９０８ａの膜厚をｔ１として、第２の金属酸化膜９０８ｂの膜厚をｔ２−１、及びｔ２−２として、それぞれ示している。第１の金属酸化膜９０８ａ上には、第２の金属酸化膜９０８ｂが設けられているため、導電膜９１２ａ、９１２ｂの形成時において、第１の金属酸化膜９０８ａがエッチングガスまたはエッチング溶液等に曝されることがない。したがって、第１の金属酸化膜９０８ａにおいては、膜減りがない、または極めて少ない。一方で、第２の金属酸化膜９０８ｂにおいては、導電膜９１２ａ、９１２ｂの形成時において、第２の金属酸化膜９０８ｂの導電膜９１２ａ、９１２ｂと重ならない部分がエッチングされ、凹部が形成される。すなわち、第２の金属酸化膜９０８ｂの導電膜９１２ａ、９１２ｂと重なる領域の膜厚がｔ２−１となり、第２の金属酸化膜９０８ｂの導電膜９１２ａ、９１２ｂと重ならない領域の膜厚がｔ２−２となる。
【０３１６】
第１の金属酸化膜９０８ａと第２の金属酸化膜９０８ｂの膜厚の関係は、ｔ２−１＞ｔ１＞ｔ２−２となると好ましい。このような膜厚の関係とすることによって、高い電界効果移動度を有し、且つ光照射時における、しきい値電圧の変動量が少ないトランジスタとすることが可能となる。
【０３１７】
また、トランジスタ９００が有する金属酸化膜９０８は、酸素欠損が形成されるとキャリアである電子が生じ、ノーマリーオン特性になりやすい。したがって、金属酸化膜９０８中の酸素欠損、とくに第１の金属酸化膜９０８ａ中の酸素欠損を減らすことが、安定したトランジスタ特性を得る上でも重要となる。そこで、本発明の一態様のトランジスタの構成においては、金属酸化膜９０８上の絶縁膜、ここでは、金属酸化膜９０８上の絶縁膜９１４及び／又は絶縁膜９１６に過剰な酸素を導入することで、絶縁膜９１４及び／又は絶縁膜９１６から金属酸化膜９０８中に酸素を移動させ、金属酸化膜９０８中、とくに第１の金属酸化膜９０８ａ中の酸素欠損を補填することを特徴とする。
【０３１８】
なお、絶縁膜９１４、９１６としては、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜９１４、９１６は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜９１４、９１６に酸素過剰領域を設けるには、例えば、成膜後の絶縁膜９１４、９１６に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成する。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。
【０３１９】
また、第１の金属酸化膜９０８ａ中の酸素欠損を補填するためには、第２の金属酸化膜９０８ｂのチャネル形成領域近傍の膜厚を薄くした方が好適である。したがって、ｔ２−２＜ｔ１の関係を満たせばよい。例えば、第２の金属酸化膜９０８ｂのチャネル形成領域近傍の膜厚としては、好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、さらに好ましくは、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【０３２０】
［構成例２］
図２６に、トランジスタ９００の他の構成例を示す。図２６（Ａ）は、トランジスタ９００の上面図であり、図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２間における切断面の断面図に相当し、図２６（Ｃ）は、図２６（Ａ）に示す切断線Ｙ１−Ｙ２間における切断面の断面図に相当する。
【０３２１】
トランジスタ９００は、基板９０２上の第１のゲート電極として機能する導電膜９０４と、基板９０２及び導電膜９０４上の絶縁膜９０６と、絶縁膜９０６上の絶縁膜９０７と、絶縁膜９０７上の金属酸化膜９０８と、金属酸化膜９０８に電気的に接続されるソース電極として機能する導電膜９１２ａと、金属酸化膜９０８に電気的に接続されるドレイン電極として機能する導電膜９１２ｂと、金属酸化膜９０８、導電膜９１２ａ、及び９１２ｂ上の絶縁膜９１４、９１６と、絶縁膜９１６上に設けられ、且つ導電膜９１２ｂと電気的に接続される導電膜９２０ａと、絶縁膜９１６上の導電膜９２０ｂと、絶縁膜９１６及び導電膜９２０ａ、９２０ｂ上の絶縁膜９１８と、を有する。
【０３２２】
導電膜９２０ｂは、トランジスタ９００の第２のゲート電極に用いることができる。また、トランジスタ９００を入出力装置の表示部に用いる場合は、導電膜９２０ａを表示素子の電極等に用いることができる。
【０３２３】
導電膜として機能する導電膜９２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する導電膜９２０ｂは、金属酸化膜９０８に含まれる金属元素を有する。例えば、第２のゲート電極として機能する導電膜９２０ｂと、金属酸化膜９０８と、が同一の金属元素を有する構成とすることで、製造コストを抑制することが可能となる。
【０３２４】
例えば、導電膜として機能する導電膜９２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する導電膜９２０ｂとしては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ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＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１等が挙げられる。
【０３２５】
また、導電膜として機能する導電膜９２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する導電膜９２０ｂの構造としては、単層構造または２層以上の積層構造とすることができる。なお、導電膜９２０ａ、９２０ｂが積層構造の場合においては、上記のスパッタリングターゲットの組成に限定されない。
【０３２６】
導電膜９２０ａ、９２０ｂを形成する工程において、導電膜９２０ａ、９２０ｂは、絶縁膜９１４、９１６から酸素の放出を抑制する保護膜として機能する。また、導電膜９２０ａ、９２０ｂは、絶縁膜９１８を形成する工程の前においては、半導体としての機能を有し、絶縁膜９１８を形成する工程の後においては、導電膜９２０ａ、９２０ｂは、導電体としての機能を有する。
【０３２７】
導電膜９２０ａ、９２０ｂに酸素欠損を形成し、該酸素欠損に絶縁膜９１８から水素を添加すると、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、導電膜９２０ａ、９２０ｂは、導電性が高くなり導電体化する。導電体化された導電膜９２０ａ、９２０ｂを、それぞれ酸化物導電体ということができる。一般に、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。
【０３２８】
＜金属酸化物＞
次に、上記のＯＳトランジスタに用いることができる、金属酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の詳細について説明する。
【０３２９】
ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０３３０】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【０３３１】
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。
【０３３２】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【０３３３】
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。
【０３３４】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【０３３５】
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０３３６】
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。
【０３３７】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０３３８】
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。
【０３３９】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
【０３４０】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
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。
【０３４４】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０３４５】
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。
【０３４６】
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０３４７】
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。
【０３４８】
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。
【０３４９】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０３５０】
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。
【０３５１】
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０３５２】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、さまざまな半導体装置に最適である。
【０３５３】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０３５４】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置、表示装置、表示システム、又は表示モジュールを搭載した電子機器の例について説明する。
【０３５５】
図２７（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末１８００の一例を示す。携帯情報端末１８００は、筐体１８０１、筐体１８０２、表示部１８０３、表示部１８０４、及びヒンジ部１８０５等を有する。
【０３５６】
筐体１８０１と筐体１８０２は、ヒンジ部１８０５で連結されている。携帯情報端末１８００は、図２７（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２７（Ｂ）に示すように筐体１８０１と筐体１８０２を開くことができる。
【０３５７】
例えば表示部１８０３及び表示部１８０４に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部１８０３及び表示部１８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
【０３５８】
このように、携帯情報端末１８００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。
【０３５９】
なお、筐体１８０１及び筐体１８０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０３６０】
図２７（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２７（Ｃ）に示す携帯情報端末１８１０は、筐体１８１１、表示部１８１２、操作ボタン１８１３、外部接続ポート１８１４、スピーカ１８１５、マイク１８１６、カメラ１８１７等を有する。
【０３６１】
携帯情報端末１８１０は、表示部１８１２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１８１２に触れることで行うことができる。
【０３６２】
また、操作ボタン１８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部１８１２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０３６３】
また、携帯情報端末１８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末１８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部１８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部１８１２を触れること、操作ボタン１８１３の操作、またはマイク１８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３６４】
携帯情報端末１８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末１８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３６５】
図２７（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ１８２０は、筐体１８２１、表示部１８２２、操作ボタン１８２３、シャッターボタン１８２４等を有する。またカメラ１８２０には、着脱可能なレンズ１８２６が取り付けられている。
【０３６６】
ここではカメラ１８２０として、レンズ１８２６を筐体１８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ１８２６と筐体が一体となっていてもよい。
【０３６７】
カメラ１８２０は、シャッターボタン１８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部１８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部１８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０３６８】
なお、カメラ１８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体１８２１に組み込まれていてもよい。
【０３６９】
図２８（Ａ）に、テレビジョン装置１８３０を示す。テレビジョン装置１８３０は、表示部１８３１、筐体１８３２、スピーカ１８３３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【０３７０】
またテレビジョン装置１８３０は、リモコン操作機１８３４により、操作することができる。
【０３７１】
テレビジョン装置１８３０が受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。また放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ乃至３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示部１８３１に表示させることができる。例えば、４Ｋ−２Ｋ、８Ｋ−４Ｋ、１６Ｋ−８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０３７２】
また、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、表示部１８３１に表示する画像を生成する構成としてもよい。このとき、テレビジョン装置１８３０にチューナを有さなくてもよい。
【０３７３】
図２８（Ｂ）は円柱状の柱１８４２に取り付けられたデジタルサイネージ１８４０を示している。デジタルサイネージ１８４０は、表示部１８４１を有する。
【０３７４】
表示部１８４１が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部１８４１が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
【０３７５】
表示部１８４１にタッチパネルを適用することで、表示部１８４１に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０３７６】
図２８（Ｃ）はノート型のパーソナルコンピュータ１８５０を示している。パーソナルコンピュータ１８５０は、表示部１８５１、筐体１８５２、タッチパッド１８５３、接続ポート１８５４等を有する。
【０３７７】
タッチパッド１８５３は、ポインティングデバイスや、ペンタブレット等の入力手段として機能し、指やスタイラス等で操作することができる。
【０３７８】
また、タッチパッド１８５３には表示素子が組み込まれている。図２８（Ｃ）に示すように、タッチパッド１８５３の表面に入力キー１８５５を表示することで、タッチパッド１８５３をキーボードとして使用することができる。このとき、入力キー１８５５に触れた際に、振動により触感を実現するため、振動モジュールがタッチパッド１８５３に組み込まれていてもよい。
【０３７９】
図２９（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。
【０３８０】
図２９（Ａ）に示す電子機器１９００は、筐体１９０１ａ、筐体１９０１ｂ、ヒンジ１９０３、表示部１９０２ａ、表示部１９０２ｂ等を有する。表示部１９０２ａは筐体１９０１に、表示部１９０２ｂは筐体１９０１ｂに、それぞれ組み込まれている。
【０３８１】
筐体１９０１ａと筐体１９０１ｂとは、ヒンジ１９０３で回転可能に連結されている。電子機器１９００は、筐体１９０１ａと筐体１９０１ｂとが閉じた状態と、図２９（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。
【０３８２】
また、ヒンジ１９０３は、筐体１９０１ａと筐体１９０１ｂ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。
【０３８３】
表示部１９０２ａ及び表示部１９０２ｂの少なくとも一方は、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。
【０３８４】
筐体１９０１ａまたは筐体１９０１ｂ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（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。
【０３８５】
表示部１９０２ａと表示部１９０２ｂには、一つのフレキシブルディスプレイが組み込まれていてもよい。これにより、表示部１９０２ａと表示部１９０２ｂ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。
【０３８６】
図２９（Ｂ）には、携帯型のゲーム機として機能する電子機器１９１０を示している。電子機器１９１０は、筐体１９１１ａ、筐体１９１１ｂ、表示部１９１２ａ、表示部１９１２ｂ、ヒンジ１９１３、操作ボタン１９１４ａ、操作ボタン１９１４ｂ等を有する。
【０３８７】
また、筐体１９１１ｂには、カートリッジ１９１５を挿入することができる。カートリッジ１９１５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１９１５を交換することにより、電子機器１９１０で様々なアプリケーションを実行することができる。
【０３８８】
また、図２９（Ｂ）では、表示部１９１２ｂのサイズと、表示部１９１２ｂのサイズが異なる例を示している。具体的には、操作ボタン１９１４ａ及び操作ボタン１９１４ｂの設けられる筐体１９１１ｂが有する表示部１９１２ｂよりも、筐体１９１１ａに設けられる表示部１９１２ａを大きい。例えば、表示部１９１２ａに主画面となる表示を行い、表示部１９１２ｂ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。
【０３８９】
図２９（Ｃ）に示す電子機器１９２０は、ヒンジ１９２３により連結された筐体１９２１ａと筐体１９２１ｂに亘って、フレキシブルな表示部１９２２が設けられている。
【０３９０】
表示部１９２２は、その少なくとも一部が湾曲することができる。表示部１９２２は、筐体１９２１ａから筐体１９２１ｂ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。
【０３９１】
ヒンジ１９２３は、上述したロック機構を有しているため、表示部１９２２に無理な力がかかることなく、表示部１９２２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。
【０３９２】
図２７乃至図２９に示す電子機器には、上記実施の形態で説明した、表示部に表示される映像のリフレッシュレートを制御する制御部４０を内蔵することができる。これにより、電子機器に本発明の一態様に係る表示システムを搭載することができる。この場合、図２７乃至図２９における操作ボタン、スピーカ、マイク、タッチセンサ、シャッターボタン、タッチパッドなどのインターフェースを、図１における入力部５０として用いることができる。
【０３９３】
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０３９４】
１０    表示システム
２０    表示部
２１    画素部
２２    画素
２３    駆動回路
２４    駆動回路
３０    駆動部
４０    制御部
５０    入力部
６０    コントローラ
６１    出力部
６２    出力部
６３    解析装置
７０    カウンタ
８０    記憶装置
８１    セルアレイ
８２    メモリセル
８３    駆動回路
８４    駆動回路
１１０    発光素子
１２０    液晶素子
４１２    液晶層
４１３    電極
４１７    絶縁層
４２１    絶縁層
４３１    着色層
４３２    遮光層
４３３    配向膜
４３４    着色層
４３５    偏光板
４４１    接着層
４４２    接着層
４５１    開口
４７０    発光素子
４８０    液晶素子
４９１    電極
４９２    ＥＬ層
４９３    電極
４９４    絶縁層
５０１    トランジスタ
５０３    トランジスタ
５０４    接続部
５０５    トランジスタ
５０６    トランジスタ
５０７    接続部
５１１    絶縁層
５１２    絶縁層
５１３    絶縁層
５１４    絶縁層
５１６    絶縁層
５１７    絶縁層
５２０    絶縁層
５２１    導電層
５２２    導電層
５２３    導電層
５３１    半導体層
５４０    トランジスタ
５４２    接続層
５４３    接続体
５５２    接続部
５６１    半導体層
５６３    導電層
５８０    トランジスタ
５８１    トランジスタ
５８４    トランジスタ
５８５    トランジスタ
５８６    トランジスタ
６００    表示装置
６０１    表示装置
６０２    表示装置
６１１    電極
６４０    液晶素子
６５１    基板
６６０    発光素子
６６１    基板
６６２    表示部
６６４    回路
６６５    配線
６７２    ＦＰＣ
６７３    ＩＣ
７００    表示装置
７１０    画素部
７１１    画素
７２０    駆動回路
７３０    駆動回路
８１１    表示ユニット
８１２    タッチセンサユニット
８２１    インターフェース
８２２    フレームメモリ
８２３    デコーダ
８２４    センサコントローラ
８２５    コントローラ
８２６    クロック生成回路
８３０    画像処理部
８３１    ガンマ補正回路
８３２    調光回路
８３３    調色回路
８３４    ＥＬ補正回路
８４１    記憶装置
８４２    タイミングコントローラ
８４３    レジスタ
８５０    駆動回路
８５１    ソースドライバ
８６１    タッチセンサコントローラ
８７０    ホスト
８８０    光センサ
８８１    外光
９００    トランジスタ
９０２    基板
９０４    導電膜
９０６    絶縁膜
９０７    絶縁膜
９０８    金属酸化膜
９１２    導電膜
９１４    絶縁膜
９１６    絶縁膜
９１８    絶縁膜
９２０    導電膜
１０００    表示モジュール
１００１    上部カバー
１００２    下部カバー
１００３    ＦＰＣ
１００４    タッチパネル
１００５    ＦＰＣ
１００６    表示装置
１００９    フレーム
１０１０    プリント基板
１０１１    バッテリ
１８００    携帯情報端末
１８０１    筐体
１８０２    筐体
１８０３    表示部
１８０４    表示部
１８０５    ヒンジ部
１８１０    携帯情報端末
１８１１    筐体
１８１２    表示部
１８１３    操作ボタン
１８１４    外部接続ポート
１８１５    スピーカ
１８１６    マイク
１８１７    カメラ
１８２０    カメラ
１８２１    筐体
１８２２    表示部
１８２３    操作ボタン
１８２４    シャッターボタン
１８２６    レンズ
１８３０    テレビジョン装置
１８３１    表示部
１８３２    筐体
１８３３    スピーカ
１８３４    リモコン操作機
１８４０    デジタルサイネージ
１８４１    表示部
１８４２    柱
１８５０    パーソナルコンピュータ
１８５１    表示部
１８５２    筐体
１８５３    タッチパッド
１８５４    接続ポート
１８５５    入力キー
１９００    電子機器
１９０１    筐体
１９０１ａ    筐体
１９０１ｂ    筐体
１９０２ａ    表示部
１９０２ｂ    表示部
１９０３    ヒンジ
１９１０    電子機器
１９１１    筐体
１９１２    表示部
１９１３    ヒンジ
１９１４    操作ボタン
１９１５    カートリッジ
１９２０    電子機器
１９２１    筐体
１９２２    表示部
１９２３    ヒンジ
【図１】
2018173619.tif 000004
【図２】
2018173619.tif 000005
【図３】
2018173619.tif 000006
【図４】
2018173619.tif 000007
【図５】
2018173619.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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