(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力が小さく、視認性が優れて、操作性が向上した情報端末を提供する。【解決手段】情報端末に第１のタッチセンサ１００１と、表示部と、第２のタッチセンサ１００２と、を有する。表示部は、複数の画素を有し、複数の画素は、それぞれ第１の表示素子および第２の表示素子を有し、第１の表示素子において、第１の周期で画像データの更新を行い、第２の表示素子において、第２の周期で画像データの更新を行うとき、第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の表示素子において、第１の周期より短い第３の周期で画像データを更新し、第２の表示素子において、第２の周期で画像データを更新する。第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の表示素子において、第３の周期で画像データを更新し、第２の表示素子において、第２の周期より短い第４の周期で画像データを更新する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のタッチセンサと、
表示部と、
第２のタッチセンサと、を有し、
前記表示部は、複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ第１の表示素子および第２の表示素子を有し、
前記第１の表示素子において、第１の周期で画像データの更新を行い、前記第２の表示素子において、第２の周期で画像データの更新を行うとき、
前記第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、
前記第１の表示素子において、前記第１の周期より短い第３の周期で画像データを更新し、
前記第２の表示素子において、前記第２の周期で画像データを更新し、
前記第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、
前記第１の表示素子において、前記第３の周期で画像データを更新し、
前記第２の表示素子において、前記第２の周期より短い第４の周期で画像データを更新することを特徴とする情報端末。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示素子はＥＬ素子であり、前記第２の表示素子は液晶素子であることを特徴とする情報端末。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１のタッチセンサは、電磁誘導式タッチセンサであり、
前記第２のタッチセンサは、光学式タッチセンサおよび静電容量式タッチセンサの一方であることを特徴とする情報端末。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、
前記表示部は、前記第１のタッチセンサ上に重なるように設けられ、
前記第２のタッチセンサは、前記表示部上に重なるように設けられることを特徴とする情報端末。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４において、
前記第２のタッチセンサのタッチ検出の有無は、前記第１のタッチセンサにおいてタッチ検出が無いときに判定されることを特徴とする情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、情報端末、表示装置、およびそれらの駆動方法に関する。
【０００２】
また、本発明の一形態は、半導体装置に関する。なお本発明の一形態は、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、本発明の一形態は、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。
【０００３】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。表示装置、発光装置、記憶装置、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
反射型素子と発光型素子を組み合わせた、表示装置が提案されている（特許文献１）。明るい環境では反射型素子、暗い環境では発光型素子を用いることで、外光環境に依存しない良好な表示品質と、消費電力が少ない表示装置、を提供することができる。
【０００５】
また、酸化物半導体トランジスタ（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、ＯＳトランジスタと呼称する）を、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどの表示装置に用いる技術が注目されている。
【０００６】
ＯＳトランジスタはオフ電流が非常に小さい。そのことを利用して、静止画像を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの消費電力を低減する技術が開示されている（特許文献２、特許文献３）。なお、本明細書において、上述の表示装置の消費電力を減らす技術を、アイドリングストップと呼称する。
【０００７】
また、特許文献４には、ＯＳトランジスタを用いて液晶ディスプレイと光学式タッチセンサを構成した例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５７０２６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４１５２２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４１５２４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一形態は、消費電力の小さい情報端末を提供することを課題の一とする。また、本発明の一形態は、視認性の優れた情報端末を提供することを課題の一とする。また、本発明の一形態は、新規な情報端末を提供することを課題の一とする。また、本発明の一形態は、新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
【００１０】
また、本発明の一形態は、操作性が向上した情報端末を提供することを課題の一とする。また、本発明の一形態は、情報端末の操作性を向上させる駆動方法を提供することを課題の一とする。また、本発明の一形態は、情報端末の視認性を向上させる表示方法および駆動方法を提供することを課題の一とする。
【００１１】
なお、複数の課題の記載は、互いの課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一形態は、これらの課題の全て解決する必要はない。また、列記した以外の課題が、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、これらの課題も、本発明の一形態の課題となり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
情報端末に表示部、第１のタッチセンサ、および第２のタッチセンサを設け、第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、表示部に第１の画像信号を送信し、表示部において文字やマーカーの入力を行う。また、第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、表示部に第２の画像信号を送信し、表示部においてページのスクロール、拡大、縮小、あるいは切り替えを行う。
【００１３】
情報端末に表示部、第１のタッチセンサ、および第２のタッチセンサを設け、表示部は、それぞれ第１の表示素子および第２の表示素子を有する複数の画素を有し、第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第２の表示素子にて画像の更新を行うことなく、第１の表示素子の画像を更新し、表示部において文字やマーカーの入力を行う。また、第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の表示素子の画像および第２の表示素子の画像を更新し、表示部においてページのスクロールあるいは、拡大や縮小を行う。
【００１４】
本発明の一態様は、第１のタッチセンサと、表示部と、第２のタッチセンサと、を有し、表示部に設けられた、第１の画像を表示する表示領域において、第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の画像に第２の画像が追加され、第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の画像の移動、拡大、および縮小の少なくとも一つ、あるいは、第１の画像から第３の画像への切り替えが行われる情報端末である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、第１のタッチセンサと、表示部と、第２のタッチセンサと、を有し、表示部は、複数の画素を有し、複数の画素は、それぞれ第１の表示素子および第２の表示素子を有し、第１の表示素子において、第１の周期で画像データの更新を行い、第２の表示素子において、第２の周期で画像データの更新を行うとき、第１のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の表示素子において、第１の周期より短い第３の周期で画像データを更新し、第２の表示素子において、第２の周期で画像データを更新し、また、第２のタッチセンサにてタッチ信号が検出されると、第１の表示素子において、第３の周期で画像データを更新し、第２の表示素子において、第２の周期より短い第４の周期で画像データを更新する情報端末である。
【００１６】
なお、上記態様において、第１の表示素子はＥＬ素子であり、第２の表示素子は液晶素子であることが好ましい。
【００１７】
なお、上記態様において、第１のタッチセンサは、電磁誘導式タッチセンサであり、第２のタッチセンサは、光学式タッチセンサおよび静電容量式タッチセンサの一方であることが好ましい。
【００１８】
なお、上記態様において、表示部は、第１のタッチセンサ上に重なるように設けられ、第２のタッチセンサは、表示部上に重なるように設けてもよい。
【００１９】
なお、上記態様において、第２のタッチセンサのタッチ検出の有無は、第１のタッチセンサにおいてタッチ検出が無いときに判定されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の一態様は、第１のタッチセンサと、第１のタッチセンサと重なるように設けられた表示部と、表示部と重なるように設けられた第２のタッチセンサと、を有し、第１のタッチセンサは、電磁誘導式タッチセンサであり、第２のタッチセンサは、光学式タッチセンサおよび静電容量式タッチセンサの一方である情報端末である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一形態により、消費電力の小さい情報端末を提供することができる。本発明の一形態により、視認性の優れた情報端末を提供することができる。また、本発明の一形態により、新規な情報端末を提供することができる。また、本発明の一形態により、新規な半導体装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の一形態により、操作性が向上した情報端末を提供することができる。また、本発明の一形態により、情報端末の操作性を向上させる駆動方法を提供することができる。また、本発明の一形態により、情報端末の視認性を向上させる表示方法および駆動方法を提供することができる。
【００２３】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一形態は、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様に係る情報端末および使用例を示す図。
【図２】本発明の一態様に係る情報端末および使用例を示す図。
【図３】本発明の一態様に係る情報端末および使用例を示す図。
【図４】（Ａ）本発明の一態様に係る表示パネルの構成を示す上面図、（Ｂ）本発明の一態様に係る画素の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の一態様に係る表示装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の一態様に係る表示装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の一態様に係る表示装置の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の一態様に係る表示装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の一態様に係る表示方法を示すフローチャート。
【図１０】本発明の一態様に係る表示方法を示すタイミングチャート。
【図１１】本発明の一態様に係る画素の構成を示す回路図。
【図１２】本発明の一態様に係る表示領域の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の一態様に係る表示装置の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の一態様に係る表示方法を示すタイミングチャート。
【図１５】本発明の一態様に係る表示方法を示すタイミングチャート。
【図１６】本発明の一態様に係るメモリセルを示す回路図。
【図１７】本発明の一態様に係る表示装置を示す断面図。
【図１８】本発明の一態様に係る表示装置を示す断面図。
【図１９】本発明の一態様に係る表示装置を示す断面図。
【図２０】本発明の一態様に係る表示装置を示す断面図。
【図２１】本発明の一態様に係る表示装置を示す断面図。
【図２２】本発明の一態様に係る表示モジュールの構成例を説明する断面図。
【図２３】本発明の一態様に係る電子機器を示す図。
【図２４】本発明の一態様に係る電子機器を示す図。
【図２５】本発明の一態様に係る電子機器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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形態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。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２６】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状または値などに限定されない。
【００２７】
なお、本明細書中において、高電源電圧をＨレベル（又はＶＤＤ）、低電源電圧をＬレベル（又はＧＮＤ）と呼ぶ場合がある。
【００２８】
また、本明細書は、以下の実施の形態を適宜組み合わせることが可能である。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互い構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一形態である情報端末について説明を行う。
【００３０】
＜情報端末１０＞
図１は情報端末１０の形態および使用例を示している。情報端末１０は、筐体１１、表示領域１２を有する表示パネル、操作ボタン１３、操作ボタン１４、カメラ１５等を有する。また、情報端末１０への入力手段として、図１（Ｂ）に示すようにスタイラスなどのタッチペン１６が付属されている。表示領域１２は第１のタッチセンサ、第２のタッチセンサ、および表示部からなる。また、表示部は複数の画素を有している。各画素には、第１の表示素子および第２の表示素子が設けられていてもよく、これらのいずれか一方、あるいは両方を用いて表示を行うことができる。また、カラー表示を行う表示装置では、画素は色毎にサブ画素を有する場合もある。例えば、赤を表示させるためのサブ画素（Ｒ）、緑を表示させるためのサブ画素（Ｇ）、青を表示させるためのサブ画素（Ｂ）が各画素に設けられることで、フルカラー表示が可能となる。また、サブ画素を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等で構成し、フルカラー表示を行ってもよい。この場合は、各サブ画素が第１の表示素子および第２の表示素子を有しても良い。また、サブ画素毎に第１の表示素子を有し、画素毎に第２の表示素子を有しても良い。
【００３１】
図１（Ａ）は、表示領域１２で表示された文字２１に、使用者が線やマーカーを書き込み、特定の文字を強調または削除している例を示している。図１（Ａ）は、下線２２、枠線２３、取り消し線２４、マーカー２５が示されている。マーカー２５は紙に書かれた文字を蛍光ペンでなぞった場合と同じ役割を果たす。また、表示領域１２の上部には、情報端末が無線通信に用いる電波の受信状況を示すアイコン、電子メールなどメッセージの受信を知らせるアイコン、バッテリー残量を知らせるアイコン、および時刻などが表示される領域を有していてもよい。
【００３２】
また、図１（Ｂ）は、画像として、問題等の文字が表示された表示領域１２に使用者が解答等の文字２６を入力（書き込み）している様子を示している。タッチペン１６を用いて表示領域をタッチすることで、文字や線が新たな画像として表示領域１２に表示される。図１（Ｂ）に示す情報端末１０は横方向に長い表示領域１２を有しているが、これに限らない。図１（Ａ）に示すように縦長の表示領域１２を有する情報端末１０としてもよいし、図１（Ｂ）に示す情報端末１０の向きを変え、表示領域１２を縦長にして使用してもよい。
【００３３】
図１（Ｂ）では、画面の左側に文字の入力、画面の右側で計算を行う例を示しているが、これに限らない。画面左側に問題が出題され、画面右側に解答を入力してもよい。画面左側にメッセージを表示させ、画面右側に返事や回答を入力してもよい。メッセージとしては、例えば電子メール（ｅ−メール）等を用いてもよい。入力したデータ（線、マーカー、文字等）は、ネットワークを用いて送信することができる。例えば教育機関により出題された問題を、ネットワークを介して受け取り、情報端末１０を用いて解答した後、解答を教育機関へ送信し、教育機関は解答に対して採点を行い、採点結果を情報端末１０に送信するビジネスモデルに適用できる。
【００３４】
＜タッチセンサ＞
表示領域１２は画像や文字などの情報を表示する表示部を有する。また、表示領域１２は複数のタッチセンサを有する。なお、タッチセンサとしては、光学式タッチセンサ、静電容量式タッチセンサ、電磁誘導式タッチセンサなどを用いることができる。本実施の形態では、例えば第１のタッチセンサ上に表示部を有する表示パネルが設けられていてもよい。なお、表示パネルは、表示部だけでなく、後述するソースドライバやゲートドライバを有していてもよい。また、第２のタッチセンサとして、タッチセンサが表示パネルに組み込まれたインセル型タッチパネルやオンセル型タッチパネルとしてもよいし、表示パネル上にタッチセンサを有するタッチパネルを設けたアウトセル型タッチパネルとしてもよい。
【００３５】
また、第１のタッチセンサと第２のとタッチセンサでは、タッチの検知方法が異なることが好ましく、第１のタッチセンサを電磁誘導式タッチセンサとし、第２のタッチセンサを光学式タッチセンサ、または静電容量式タッチセンサとするのが好ましい。光学式タッチセンサとしては、表示パネルにフォトダイオードを設け表示パネル表面の光を検知する方式を用いてもよいし、筐体１１に設けられた発光部（図示せず）から発せられ、表示パネル表面に発せられた光を筐体１１に設けられた受光部（図示せず）で検知する方式を用いてもよい。
【００３６】
情報端末１０では、タッチの検知方法が異なる２種類のタッチセンサを用いているため、情報端末１０は、使用者が表示領域１２にスタイラスなどのタッチペン１６などで入力した場合と、指などで入力した場合で、表示領域１２での表示内容を異ならせることができる。例えば、タッチペン１６などを使って、表示領域１２をタッチすると、その情報は第１のタッチセンサで読み取られ、表示領域１２に文字、線、または図形などを表示することができる。また、指による入力（操作）により、表示領域１２をタッチすると、その情報は第２のタッチセンサで読み取られ、表示領域１２に表示されている画像のスクロール、拡大、および縮小や、ページの切り替えのような画像の切り替えなどを行うことができる。
【００３７】
使用者は、スタイラスなどのタッチペン１６で表示領域１２に手書き入力を行い、タッチペン１６を持つ手と逆の手や、タッチペン１６を持つのに使用していない指で画像のスクロール、拡大、および縮小や、画像の切り替えなどを行うことができる。
【００３８】
図２は、情報端末１０の表示領域１２にタッチペン１６を用いて手書き入力を行う一態様を示している。なお、表示領域１２は、第１の表示領域１２Ａと第２の表示領域１２Ｂを有している。第１の表示領域１２Ａには、情報端末が無線通信に用いる電波の受信状況を示すアイコン、電子メールなどメッセージの受信を知らせるアイコン、バッテリー残量を知らせるアイコン、および時刻などが表示されている。なお、表示領域１２を２つの表示領域に分割する例を示したが、本実施の形態はこれに限定されない。３つ以上の表示領域に分割してもよいし、表示領域１２Ａを表示領域１２の下部に設けてもよい。
【００３９】
図２（Ａ）は、表示領域１２Ｂにタッチペン１６を用いて手書き入力を行っている様子を示している。図２（Ｂ）は、表示領域１２への手書き入力が終了し、画像のスクロール、あるいは切り替えを行う様子を示している。ここで、使用者は、右手でタッチペンを持ち、左手で画像のスクロール、あるいは切り替えを行う。図２（Ｃ）は、使用者が左手で画面を左方向にスクロールしている様子を示している。ここで、使用者の左手は、表示領域１２Ｂをタッチしており、スクロールしているのは、表示領域１２Ｂに示された画像のみである。図２（Ｄ）では、使用者による画像のスクロールが終了し、新たな画像が表示された後に、新たに表示された画像に対して再度使用者が手書き入力を行っている様子を示している。
【００４０】
また、画像のスクロールやページの切り替えのみでなく、画像の拡大や縮小を行っても良い。画像の拡大や縮小においても、表示領域１２全体の拡大や縮小を行っても良いし、表示領域１２Ｂのみに表示された画像の拡大や縮小を行ってもよい。画像の拡大は、ピンチアウト（ピンチオープン）により行われ、画像の縮小は、ピンチイン（ピンチクローズ）により行われればよい。
【００４１】
このように、使用者は、上記のようなページの切り替えなどのためにわざわざタッチペン１６を持ち替える必要はない。一方、タッチペン１６で操作するために、表示領域１２に、ページを切り替えるためのボタンや、スクロールするためのバー（スライダーともいう）を表示させてもよい。しかし、タッチペン１６での入力と、これらのボタンやバーによる操作を繰り返し行う場合は、操作が煩雑となる。特にタッチペン１６による入力部と、これらのボタンやバーの位置が離れている場合は、操作性が低下してしまう。本実施の形態のようにタッチ検出方式の異なるタッチパネルを複数設けることで、情報端末の操作性は向上する。
【００４２】
また、タッチペン１６で入力する文字、線、および図形の色、大きさ、太さの切り替えまたは、誤入力した際の修正のための入力モードの切り替え（例えば、消しゴムモードへの切り替え）も、タッチペン１６を用いることなく、指などで行うことができる。このような機能も情報端末１０の操作性を向上させる。
【００４３】
＜表示部＞
表示部には、透過型液晶素子、自発光型の表示素子、あるいは外光を利用する表示素子を用いることができる。
【００４４】
また、各画素が、第１の表示素子と第２の表示素子を有していてもよい。この場合、第１の表示素子と第２の表示素子は異なる表示方式により表示を行う。例えば、第１の表示素子を自発光型の表示素子とし、第２の表示素子を外光を利用する表示素子とすることができる。
【００４５】
自発光型の表示素子としては、エレクトロルミネセンスを用いた発光素子を用いることができる。このような発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ（ＯＥＬ、またはＯＬＥＤともいう）、無機ＥＬ（ＩＥＬ）、量子ドットＬＥＤ（ＱドットＬＥＤ）等を用いることができる。
【００４６】
また、外光を利用する表示素子としては、反射型の液晶素子、電気泳動方式の表示素子、マイクロカプセル方式の表示素子、エレクトロウェッティング方式の表示素子等を用いることができる。
【００４７】
ここで、外光を利用する表示素子とは、表示に必要な光源として外光を用いる表示素子のことをいう。また、外光とは、屋外における太陽光や、屋内における蛍光灯や電球等の照明からの光、表示パネルの全面や端部に設けられたフロントライトからの光など、情報端末１０が有する表示パネルへ入射する光のことをいう。
【００４８】
反射型の液晶素子など、外光を利用する表示素子を第２の表示素子として情報端末１０の表示部に用いると、使用者は紙媒体に書かれた文字を読んでいるときと同じ体験をし、長時間使用を続けても疲れにくい。よって、教科書や電子書籍などに用いることは好ましい。また、反射型の液晶素子は消費電力が小さいため、情報端末１０は長時間使用してもバッテリの消費が少ない。
【００４９】
本実施の形態では、このように一つの画素に２種類の表示素子を用いる表示方法をハイブリッド表示方法、またこのような表示装置をハイブリッドディスプレイと呼ぶ。
【００５０】
ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射型素子での反射光と自発光型素子（例えば、ＯＥＬ、ＬＥＤ等）からの発光とを併用して、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、反射型素子での反射光と自発光型素子からの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。
【００５３】
また、ハイブリッドディスプレイが有する表示パネルの表面は、平面、曲面、またはその両方を有する。
【００５４】
また、ハイブリッドディスプレイとは、表示方式の異なる表示装置を一体化させた表示装置と呼ぶこともできる。例えば、反射型液晶表示装置と有機ＥＬ表示装置を一体化させた表示装置、あるいは反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置を一体化させた表示装置をハイブリッドディスプレイと呼ぶことができる。
【００５５】
表示領域１２での表示を第２の表示素子で表示しておき、タッチペン１６による文字、線、または図形の入力内容を第１の表示素子で表示する方法としたとき、第２の表示素子への画像情報の更新は行わず、アイドリングストップとし、第１の表示素子のみ画像データを更新することができる。このような方法により、表示に係る消費電力を低減でき、情報端末１０の消費電力を低減することができる。なお、アイドリングストップの駆動方法については後述する。
【００５６】
例えば、情報端末１０を教科書として利用する場合、教科書の文字、図、表、写真などは、第２の表示素子で表示しておき、使用者が教科書に書き込んだ線やマーカーなどを、第１のタッチセンサで検知させ、自発光型の表示素子である第１の表示素子で表示されることが好ましい。すなわち、下線２２、枠線２３、取り消し線２４およびマーカー２５などは、自発光型の表示素子によって表示されることが好ましい。自発光型の表示素子に有機ＥＬを素子を用いると、自発光型の表示素子は有機ＥＬ素子が発光している領域のみ動的な電力を消費する。図１において、線やマーカーが表示される面積は表示領域１２全体に対して小さい。上述の線やマーカーの領域のみを発光させ、それ以外の領域を全て非発光にすることで、情報端末１０は消費電力を大幅に低減させることができる。
【００５７】
また、上記線やマーカーは発光素子によって表示されるため、反射型の液晶素子によって表示される文字と比較して区別しやすい。その結果、情報端末１０は線やマーカーがはっきり目立つ、視認性の優れた情報端末となる。
【００５８】
情報端末１０は、使用環境に応じて、表示領域の背景色や文字の色を変えることができる。図１は白色の背景色に黒色の文字を表示した例であるが、この場合、外光が明るすぎると、発光素子で表示させているマーカーの視認性が低下する場合がある。そのときは、背景色を黒色とし、文字を白色にすればよい（図３参照）。このように、背景色を黒色にすることで、外光が明るい環境でも、線やマーカーの視認性を向上させることができる。
【００５９】
外光を利用する表示素子および自発光型の表示素子を駆動するスイッチング素子として、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。外光を利用する表示素子および／または自発光型の表示素子にＯＳトランジスタを用いることで、アイドリングストップが可能になり、情報端末１０の消費電力を抑えることができる。
【００６０】
＜表示パネル・画素＞
図４に情報端末１０が有する表示パネル３０の構成例を示す。図４（Ａ）は表示パネル３０の上面図である。表示パネル３０は、表示領域１２、ＦＰＣ３７、ゲートドライバ３４およびソースドライバ３５を有する。表示領域１２はマトリクス状に配置された画素３１で構成されている。図４（Ａ）では、ゲートドライバ３４が左右に配置した例を示すが、構成はこれに限定されず、どちらか一方でも良い。
【００６１】
図４（Ｂ）は、画素３１にハイブリッドディスプレイを用いた場合の構成例を示すブロック図である。画素３１は、第１の表示素子１１０および第２の表示素子１３０を有する。一方、画素３１にハイブリッドディスプレイを用いず、一つの表示素子が設けられる場合は、画素３１に第１の表示素子１１０および第２の表示素子１３０の一方が設けられる。また、第２のタッチセンサとして、インセル型タッチセンサあるいはオンセル型タッチセンサを用いる場合、画素３１に第２のタッチセンサ１５０を設けてもよい。第１の表示素子１１０および第２の表示素子１３０は情報端末１０の表示部としての機能を有する。第２のタッチセンサ１５０は情報端末１０へのタッチ入力を検知する機能を有する。なお、第１のタッチセンサは、表示部の表示面とは逆の面、すなわち表示部の裏面に設けられるが、詳細は図５、または図７を用いて後述する。
【００６２】
第２のタッチセンサ１５０にフォトダイオードが設けられ、光学式タッチセンサとしての機能を有してもよい。第２のタッチセンサ１５０は、フォトダイオードに照射される光の強度を検出し、指などの物体の近接または接触を検知することができる。検知画素に設けられるタッチセンサとしては、光学式タッチセンサ以外にも、静電容量式タッチセンサなどを用いることができる。
【００６３】
第１の表示素子１１０は自発光型の表示素子を有する。自発光型の表示素子としては、エレクトロルミネセンスを用いた発光素子を用いることができる。このような発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ（ＯＥＬ、またはＯＬＥＤともいう）、無機ＥＬ（ＩＥＬ）、量子ドットＬＥＤ（ＱドットＬＥＤ）等を用いることができる。また、本実施の形態では、バックライトを用いて表示を行う透過型液晶素子を自発光型の表示素子に置き換え、外光を利用する表示素子と組み合わせて表示を行うことも可能である。本実施の形態では、自発光型の表示素子として、有機ＥＬ素子を用いる例を示す。
【００６４】
第２の表示素子１３０は外光を利用する表示素子を有する。外光を利用する表示素子としては、反射型の液晶表示素子、電気泳動方式の表示素子、マイクロカプセル方式の表示素子、エレクトロウェッティング方式の表示素子等を用いることができる。本実施の形態では、外光を利用する表示素子として、反射型の液晶表示素子を用いる例を示す。反射型の液晶素子を用いることで、情報端末１０の消費電力を低減することができる。または、外光が明るい環境下において高いコントラストで画像を良好に表示することができる。
【００６５】
また、表示パネル３０をフルカラー表示パネルとするとき、各色に応じて画素３１を設けてもよい。ここで、各色とは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）のいずれか、あるいはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）のいずれかを差す。この場合、画素３１は副画素として機能する。
【００６６】
画素３１の占有面積は、指やタッチを行う入力媒体などに比べて充分に小さいことが好ましい。情報端末１０は、画素３１ごとに第２のタッチセンサ１５０が設けられているので、隣り合う第２のタッチセンサ１５０同士の間隔が狭い、そのためタッチセンサの精度が高く、細かい線や文字でも入力可能である。
【００６７】
本実施の形態では、画素３１ごとに第２のタッチセンサ１５０を設ける例を示したが、これに限らない。第２のタッチセンサ１５０一つで複数の画素３１上へのタッチ入力を検知してもよい。また、図４（Ｂ）では、第２のタッチセンサ１５０が第１の表示素子１１０および第２の表示素子１３０に並ぶように設けられているが、本実施の形態はこれに限らない。第２のタッチセンサ１５０は、第１の表示素子１１０および第２の表示素子の一方または両方と重なるように設けられてもよい。
【００６８】
＜ディスプレイシステム＞
以降、図５および図６を用いて、情報端末１０の動作の一形態を説明する。
【００６９】
図５に、本実施の形態の情報端末１０に適応可能なディスプレイシステムの一態様を示す。当該システムは、表示部１７、ソースドライバ３５、ゲートドライバ３４、タッチセンサ１００１、タッチセンサ１００２、アプリケーションプロセッサ１００３、ディスプレイコントローラ１００５から構成される。また、表示部１７、ソースドライバ３５、およびゲートドライバ３４をまとめて表示パネル３０と表記する場合がある。
【００７０】
表示部１７は、入力される画像データに対応する表示を行う機能を有する。
【００７１】
ソースドライバ３５は、ディスプレイコントローラ１００５から受信した画像データ（ｄａｔａ１）を所望のタイミングにて、表示部１７に送信する機能を有する。
【００７２】
ゲートドライバ３４は、ディスプレイコントローラ１００５から受信した、表示部１７を駆動するための信号（ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌ）に従い、表示部１７のゲート線の信号を制御する機能を有する。
【００７３】
タッチセンサ１００１はディスプレイコントローラ１００５から受信したｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌにより動作し、タッチを検出する機能を有する。タッチセンサ１００１にてタッチ検出を行った出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ１はアプリケーションプロセッサ１００３に送信される。なお、タッチセンサ１００１としては電磁誘導式タッチセンサなどを用いることができる。電磁誘導式タッチセンサは、磁界を発生させるスタイラスなどのタッチペンを用いて表示領域１２をタッチすることで、タッチセンサ１００１が電磁エネルギーを受け取り、位置を検出する仕組みであり、タッチペンがタッチセンサ１００１から、例えば、数ｃｍ離れていてもタッチ検出することが可能である。従って、図５に示すように、タッチセンサ１００１の上に表示部１７や、後述するタッチセンサ１００２を配置しても、タッチセンサ１００１は、表示部１７やタッチセンサ１００２越しにタッチペンによるタッチを検出することが可能である。
【００７４】
タッチセンサ１００２はディスプレイコントローラ１００５から受信したｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌにより動作し、タッチを検出する機能を有する。タッチセンサ１００２にてタッチ検出を行った出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ２はアプリケーションプロセッサ１００３に送信される。なお、タッチセンサ１００２としては光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサを用いることができる。また、タッチセンサ１００２を光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサとすることで、回路を表示部１７の画素回路上に配置することも可能である。すなわち、タッチセンサ１００２はインセル型やオンセル型のタッチセンサを用いることも可能であり、アウトセル型として、表示部１７上に配置することも可能である。
【００７５】
アプリケーションプロセッサ１００３は、表示部１７に表示する画像のホストとして機能する。また、アプリケーションプロセッサ１００３は、タッチセンサ１００１の出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ１及びタッチセンサ１００２の出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ２を受信し、タッチを解析する機能を有する。また、アプリケーションプロセッサ１００３はタッチの解析結果をもとに、画像データ（ｄａｔａ０）を生成する機能を有する。具体的には、ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ１に応じて表示部１７に追加する画像データを生成し、ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ２に応じて、表示部１７の画像データのスクロール、拡大、縮小、および切り替えなどに関する画像データを生成する。また、アプリケーションプロセッサ１００３は、表示部１７の表示に必要なクロック（ｃｌｋｄ）や同期信号（ｓｙｎｃｄ）及び、タッチセンサの動作に必要なクロック（ｃｌｋｓ）や同期信号（ｓｙｎｃｓ）を出力する機能を有する。上記に示したアプリケーションプロセッサ１００３の処理は、ソフトウェアによる処理により実行することができる。
【００７６】
ディスプレイコントローラ１００５は、ゲートドライバ３４、タッチセンサ１００１、およびタッチセンサ１００２の制御信号を生成する機能を有する。また、ディスプレイコントローラ１００５は、アプリケーションプロセッサ１００３から受け取る信号ｍｏｄｅに応じて、画像データｄａｔａ１を生成する機能を有する。
【００７７】
図６にディスプレイコントローラ１００５の構成を示す。ディスプレイコントローラ１００５は、タッチセンサコントローラ１００７、データ処理回路１００９、モードコントローラ１０１５、タイミングコントローラ１０１７から構成される。タッチセンサコントローラ１００７は、ｃｌｋｓ及びｓｙｎｃｓの信号に従い、タッチセンサ１００１、およびタッチセンサ１００２の制御信号ｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌを生成する機能を有する。タイミングコントローラ１０１７は、ｃｌｋｄ及びｓｙｎｃｄの信号に従い、ゲートドライバ３４の制御信号ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌを生成する機能を有する。モードコントローラ１０１５は、信号ｍｏｄｅに従い、データ処理回路１００９の制御信号ｃｏｎｔを生成する機能を有する。当該制御信号ｃｏｎｔに応じて、データ処理回路１００９の処理内容は変化する。データ処理回路１００９には、ｄａｔａ０が入力する。また、データ処理回路１００９は、ｄａｔａ１を出力する機能を有する。
【００７８】
＜アイドリングストップ（ＩＤＳ）＞
以降、図７乃至図１０を用いて、上記アイドリングストップ（ＩＤＳ）を行う情報端末１０を説明する。
【００７９】
図７に、本実施の形態の情報端末１０に適応可能なディスプレイシステムの一態様を示す。当該システムは、表示部１７、ソースドライバ３５、ゲートドライバ３４、タッチセンサ１００１、タッチセンサ１００２、アプリケーションプロセッサ１００３、ディスプレイコントローラ１００５から構成される。また、表示部１７、ソースドライバ３５、およびゲートドライバ３４をまとめて表示パネル３０と表記する場合がある。
【００８０】
表示部１７は、入力される画像データに対応する表示を行う機能を有する。表示部１７は複数の画素を有し、各画素は、第１の表示素子および第２の表示素子により構成されている。第１の表示素子は、例えば有機ＥＬ素子とし、また第２の表示素子は、例えば反射型液晶素子とすればよい。それぞれの画像データを制御することにより、ハイブリッド駆動を行うことが出来る。
【００８１】
ソースドライバ３５は、ディスプレイコントローラ１００５から受信した画像データ（ｄａｔａ１（Ｏ）、ｄａｔａ１（Ｌ））を所望のタイミングにて、表示部１７に送信する機能を有する。
【００８２】
ゲートドライバ３４は、ディスプレイコントローラ１００５から受信した、表示部１７を駆動するための信号（ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌ）に従い、表示部１７のゲート線の信号を制御する機能を有する。すなわち、信号（ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌ）を制御することで、表示部１７のＩＤＳを制御することが可能となる。
【００８３】
タッチセンサ１００１はディスプレイコントローラ１００５から受信したｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌにより動作し、タッチを検出する機能を有する。タッチセンサ１００１にてタッチ検出を行った出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ１はアプリケーションプロセッサ１００３に送信される。なお、タッチセンサ１００１としては電磁誘導式タッチセンサなどを用いることができる。電磁誘導式タッチセンサは、磁界を発生させるスタイラスなどのタッチペンを用いてタッチすることで、タッチセンサ１００１が電磁エネルギーを受け取り、位置を検出する仕組みであり、タッチペンがタッチセンサ１００１から、例えば、数ｃｍ離れていてもタッチ検出することが可能である。従って、図７に示すように、タッチセンサ１００１の上に表示部１７や、後述するタッチセンサ１００２を配置しても、タッチセンサ１００１は、表示部１７やタッチセンサ１００２越しにタッチペンによるタッチを検出することが可能である。
【００８４】
タッチセンサ１００２はディスプレイコントローラ１００５から受信したｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌにより動作し、タッチを検出する機能を有する。タッチセンサ１００２にてタッチ検出を行った出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ２はアプリケーションプロセッサ１００３に送信される。なお、タッチセンサ１００２としては光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサを用いることができる。また、タッチセンサ１００２を光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサとすることで、回路を表示部１７の画素回路上に配置することも可能である。すなわち、タッチセンサ１００２はインセル型やオンセル型のタッチセンサを用いることも可能であり、アウトセル型として、表示部１７上に配置することも可能である。
【００８５】
アプリケーションプロセッサ１００３は、表示部１７に表示する画像のホストとして機能する。また、アプリケーションプロセッサ１００３は、タッチセンサ１００１の出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ１及びタッチセンサ１００２の出力信号ｓｅｎｓｏｒ  ｏｕｔｐｕｔ２を受信し、タッチを解析する機能を有する。また、アプリケーションプロセッサ１００３はタッチの解析結果をもとに、第１の表示素子の画像データ（ｄａｔａ０（Ｏ））を生成する機能を有する。また、アプリケーションプロセッサ１００３は表示部１７に表示する画像データを変更する場合、第２の表示素子の画像データ（ｄａｔａ０（Ｌ））を生成する機能を有する。また、タッチセンサ１００１及びタッチセンサ１００２が検出したデータに従い、アプリケーションプロセッサ１００３はＩＤＳを制御することができる。具体的な処理については、図９を用いて後述する。また、アプリケーションプロセッサ１００３は、表示部１７の表示に必要なクロック（ｃｌｋｄ）や同期信号（ｓｙｎｃｄ）及び、タッチセンサの動作に必要なクロック（ｃｌｋｓ）や同期信号（ｓｙｎｃｓ）を出力する機能を有する。上記に示したアプリケーションプロセッサ１００３の処理は、ソフトウェアによる処理により実行することができる。
【００８６】
ディスプレイコントローラ１００５は、ゲートドライバ３４、タッチセンサ１００１、およびタッチセンサ１００２の制御信号を生成する機能を有する。また、ディスプレイコントローラ１００５は、アプリケーションプロセッサ１００３から受け取る信号ｍｏｄｅに応じて、第１の表示素子の画像データｄａｔａ１（Ｏ）及び、第２の表示素子の画像データｄａｔａ１（Ｌ）を生成する機能を有する。
【００８７】
図８にディスプレイコントローラ１００５の構成を示す。ディスプレイコントローラ１００５は、タッチセンサコントローラ１００７、データ処理回路１００９、メモリ（Ｏ）１０１１、メモリ（Ｌ）１０１３、モードコントローラ１０１５、タイミングコントローラ１０１７から構成される。タッチセンサコントローラ１００７は、ｃｌｋｓ及びｓｙｎｃｓの信号に従い、タッチセンサ１００１、およびタッチセンサ１００２の制御信号ｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌを生成する機能を有する。タイミングコントローラ１０１７は、ｃｌｋｄ及びｓｙｎｃｄの信号に従い、ゲートドライバ３４の制御信号ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌを生成する機能を有する。なお、表示部１７のＩＤＳを行う場合、タイミングコントローラ１０１７は信号ｇａｔｅ  ｓｉｇｎａｌにより、ゲートドライバ３４の駆動を制御することができる。モードコントローラ１０１５は、信号ｍｏｄｅに従い、データ処理回路１００９の制御信号ｃｏｎｔを生成する機能を有する。当該制御信号ｃｏｎｔに応じて、データ処理回路１００９の処理内容は変化する。データ処理回路１００９には、ｄａｔａ０（Ｏ）及びｄａｔａ０（Ｌ）が入力する。また、データ処理回路１００９は、ｄａｔａ１（Ｏ）及びｄａｔａ１（Ｌ）を出力する機能を有する。
【００８８】
表示部１７において、教科書や本などの文章の表示中に、タッチ入力にて文字、線、記号、またはマーカーを入力し、表示部１７に表示させる場合、文章およびその背景の表示を第２の表示素子を用いて行い、入力された文字、線、記号、またはマーカーを第１の表示素子を用いて表示することができる。このとき、第２の表示素子は、タッチ入力前後で表示の変更がない為、ＩＤＳすることができる。従って、データ処理回路１００９は第２の表示素子の画像データを更新する必要が無い。すなわち、データ処理回路１００９は、アプリケーションプロセッサ１００３よりｄａｔａ０（Ｌ）を受信せず、メモリ（Ｌ）１０１３に格納してある、直前のデータを出力し続ける。なお、表示部１７がＩＤＳを行う場合、画像データの更新は非常に低頻度でよいため、すなわち、画像データを更新する周期は長くてよいため、データ処理回路１００９がメモリ（Ｌ）１０１３からデータを読み出す頻度も下がる。
【００８９】
また、表示部１７において、第１の表示素子および第２の表示素子の双方がＩＤＳを行う場合、データ処理回路１００９は当該ＩＤＳに合わせて、低頻度にｄａｔａ１（Ｏ）、ｄａｔａ１（Ｌ）を出力すればよいため、すなわち、ｄａｔａ１（Ｏ）、ｄａｔａ１（Ｌ）を出力する周期は長くてよいため、データ処理回路１００９の消費電力も削減することができる。
【００９０】
データ処理回路１００９はメモリ（Ｏ）１０１１及びメモリ（Ｌ）１０１３と接続しており、画像信号のやり取りを行うことができる。メモリ（Ｏ）１０１１及びメモリ（Ｌ）１０１３はそれぞれ、第１の表示素子のフレームメモリ及び第２の表示素子のフレームメモリとして機能する。
【００９１】
フレームメモリには、例えば、１Ｔ（トランジスタ）１Ｃ（容量）型のメモリセルを備えたＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）を適用することができる。また、メモリセルにＯＳトランジスタが用いられるメモリ装置（以下、「ＯＳメモリ」と呼ぶ。）を用いることができる。ここでは、ＯＳメモリの一例として、１Ｔ１Ｃ型のメモリセルを有するＲＡＭについて説明する。ここでは、このようなＲＡＭを、「ＤＯＳＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＲＡＭ、ドスラム）」と呼ぶこととする。
【００９２】
図１６にＤＯＳＲＡＭが有するメモリセル１４４５の回路構成例を示す。メモリセル１４４５はトランジスタＭＷ１、容量素子ＣＳ１、端子Ｂ１、Ｂ２を有する。トランジスタＭＷ１は容量素子ＣＳ１の充放電を制御する機能をもつ。トランジスタＭＷ１のゲートはワード線に電気的に接続され、第１端子はビット線に電気的に接続され、第２端子は容量素子の第１端子に電気的に接続されている。容量素子ＣＳ１の第２端子は端子Ｂ１に電気的に接続されている。端子Ｂ１には、定電圧（例えば、低電源電圧）が入力される。
【００９３】
トランジスタＭＷ１はバックゲートを備えており、バックゲートは端子Ｂ２に電気的に接続されている。そのため、端子Ｂ２の電圧によって、トランジスタＭＷ１の閾値電圧を変更することができる。例えば、端子Ｂ２の電圧は固定電圧（例えば、負の定電圧）であってもよいし、ＤＯＳＲＡＭの動作に応じて、端子Ｂ２の電圧を変化させてもよい。
【００９４】
トランジスタＭＷ１のバックゲートをトランジスタＭＷ１のゲート、ソース、またはドレインに電気的に接続してもよい。あるいは、トランジスタＭＷ１にバックゲートを設けなくてもよい。
【００９５】
第１の表示素子、あるいは第２の表示素子の画像データとして、容量素子ＣＳ１に電位が保持されることで、ＤＯＳＲＡＭに画像データが書き込まれる。
【００９６】
容量素子ＣＳ１の充放電によって画像データの書き換えが行われるため、ＤＯＳＲＡＭには原理的には書き換え回数に制約はなく、かつ、低エネルギーで、データの書き込みおよび読み出しが可能である。また、メモリセル１４４５の回路構成が単純であるため、大容量化が容易である。
【００９７】
トランジスタＭＷ１はＯＳトランジスタである。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、容量素子ＣＳ１から電荷がリークすることを抑えることができる。したがって、ＤＯＳＲＡＭの保持時間はＤＲＡＭに比べて非常に長い。したがってリフレッシュの頻度を低減できるため、リフレッシュ動作に要する電力を削減できる。そのため、ＤＯＳＲＡＭをフレームメモリとして用いることで、ディスプレイコントローラ１００５、およびソースドライバ３５などの消費電力を削減することができる。
【００９８】
メモリ（Ｏ）１０１１及びメモリ（Ｌ）１０１３は、ＤＯＳＲＡＭで構成することにより、リフレッシュを行う頻度を非常に低くできるため、画像データを長期間保持することができる。
【００９９】
＜ＩＤＳのフローチャート＞
図９に、本実施の形態の情報端末におけるアイドリングストップ（ＩＤＳ）のフローチャートを示す。
【０１００】
表示部１７において、第１の表示素子および第２の表示素子がともにＩＤＳの状態とする（Ｓ１０１）。まず、タッチセンサ１００１にて、タッチ信号が検出されるか否かが判定される（Ｓ１０２）。何らかのタッチ信号が検出された場合、第１の表示素子のＩＤＳが解除される（Ｓ１０３）。タッチセンサ１００１は、電磁誘導式タッチセンサなどが用いられ、スタイラスなどのタッチペンにてタッチされた場合に、タッチ検出することが可能である。このとき、タッチセンサ１００１にてタッチ信号が検出されてから所定の期間、画像データの更新頻度を高くする、すなわち、画像データを更新する周期を短くするとよい。タッチセンサ１００１のタッチ信号に応じて第１の表示素子の画像のみを更新し、第２の表示素子はＩＤＳを続ける、すなわち、画像データを更新する周期は長いままである。よって、第２の表示素子においては、各画素にて前フレームの画像データを保持することが可能であり、ドライバ駆動に関わる消費電力などを削減することが出来る。
【０１０１】
第１の表示素子のＩＤＳを解除した後は、タッチセンサ１００１のタッチ信号の解析が行われ（Ｓ１０４）、当該解析に基づき、第１の表示素子の画像が更新される（Ｓ１０５）。その後、再度タッチセンサ１００１にて、タッチ信号が検出されるか否かが判定される（Ｓ１０６）。タッチが検出された場合、再度タッチ信号の解析が行われ、当該解析に基づき、第１の表示素子の画像が更新される。ここで、タッチセンサ１００１にて、タッチ信号が検出されなかった場合、表示部１７は初期状態、すなわち、第１の表示素子および第２の表示素子がＩＤＳの状態となる。
【０１０２】
一方、タッチセンサ１００１にてタッチ信号が検出されなかった場合、タッチセンサ１００２にて、タッチ信号が検出されるか否かが判定される（Ｓ１０７）。タッチセンサ１００２において、何らかのタッチ信号が検出された場合、第１の表示素子および第２の表示素子のＩＤＳが解除され（Ｓ１０８）、画像データの更新頻度を高くする、すなわち、画像データを更新する周期を短くする。タッチセンサ１００２には、光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサが用いられ、指にてタッチされた場合にタッチ検出することが可能であるため、タッチセンサ１００２のタッチ信号は、ページのスクロールや画像変更などを行う信号として用いられる。
【０１０３】
ここで、ＩＤＳのときの画像データの更新頻度は、６０Ｈｚ未満、好ましくは１Ｈｚ未満、とするのが好ましい。あるいは、ＩＤＳを行っている間は、画像データを更新しなくてもよい。すなわち、画像データの更新周期は、１／６０秒より大きいのが好ましく、１秒より大きいのがより好ましい。一方、ＩＤＳを解除したときの画像データの更新頻度は６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、好ましくは６０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下とすればよい。すなわち、画像データの更新周期は、１／２４０秒以上１／６０秒以下、好ましくは１／１２０秒以上１／６０秒以下とすればよい。
【０１０４】
第１の表示素子および第２の表示素子のＩＤＳを解除した後は、タッチセンサ１００２のタッチ信号の解析が行われ（Ｓ１０９）、当該解析に基づき、第１の表示素子および第２の表示素子の画像が更新される（Ｓ１１０）。
【０１０５】
その後、再度タッチセンサ１００２にて、タッチ信号が検出されるか否かが判定される（Ｓ１１１）。タッチセンサ１００２において、タッチが検出された場合、再度タッチ信号の解析が行われ、当該解析に基づき、第１の表示素子および第２の表示素子の画像が更新される。ここで、タッチセンサ１００２にて、タッチ信号が検出されなかった場合、表示部１７は初期状態、すなわち、第１の表示素子および第２の表示素子がＩＤＳの状態となる。
【０１０６】
またＳ１１１にて、タッチセンサ１００２におけるタッチ信号が検出されなかった場合、表示部１７の動作は変化せず、再度Ｓ１０２に戻る。
【０１０７】
ここで、タッチセンサ１００１を電磁誘導式タッチセンサ、タッチセンサ１００２を光学式タッチセンサあるいは静電容量式タッチセンサとした場合、スタイラスなどのタッチペンにてタッチした際に、タッチセンサ１００１とタッチセンサ１００２の双方にてタッチ検出が行われることが懸念されるが、図９のフローチャートでは、まずタッチセンサ１００１で信号検出の有無を判定した後に、タッチセンサ１００２の信号検出の有無を判定するため、当該タッチペンにてタッチした信号は、タッチセンサ１００１にて検出される。また、タッチセンサ１００１には電磁誘導式のタッチセンサを用いるため、タッチペンが、タッチセンサ１００１から数ｃｍ離れた距離でも信号を検出することができる。すなわち、タッチセンサ１００１はタッチセンサ１００２よりも先にタッチ検出することができるため、タッチセンサ１００１およびタッチセンサ１００２の双方にてタッチ検出が行われることはない。
【０１０８】
＜ＩＤＳのタイミングチャート＞
図１０に、本実施の形態の情報端末１０に適応可能なディスプレイシステムのＩＤＳにあわせた、アプリケーションプロセッサ１００３及びデータ処理回路１００９のデータ生成に関するタイミングチャートを示す。
【０１０９】
時刻Ｔ０以前にて、タッチセンサ１００１及びタッチセンサ１００２では、タッチ信号が検出されていない。すなわち、第１の表示素子および第２の表示素子は共にＩＤＳを行っているとする。
【０１１０】
時刻Ｔ０にて、タッチセンサ１００２にてタッチ信号Ｓ０が検出される。すなわち、ユーザがスクロールやページ切り替えを行うことを意味する。
【０１１１】
時刻Ｔ１にて、アプリケーションプロセッサ１００３よりｄａｔａ０（Ｏ）にはＯ０、ｄａｔａ０（Ｌ）にはＬ０の信号が与えられる。この時、第１の表示素子および第２の表示素子ＩＤＳは解除される。また、時刻Ｔ１にてタッチセンサ１００２にてタッチ信号Ｓ１が検出される。すなわち、ユーザがスクロールやページ切り替えを行うことを意味する。
【０１１２】
時刻Ｔ２にて、アプリケーションプロセッサ１００３よりｄａｔａ０（Ｏ）にはＯ１、ｄａｔａ０（Ｌ）にはＬ１の信号が与えられる。ただし、直前の状態において、第１の表示素子および第２の表示素子のＩＤＳは解除されているため、ディスプレイシステムは継続して処理を行う。また、時刻Ｔ１からＴ２の間において、データ処理回路１００９にて処理された画像データがｄａｔａ１（Ｏ）、ｄａｔａ１（Ｌ）として出力される。
【０１１３】
時刻Ｔ３において、時刻Ｔ２からＴ３の間にデータ処理回路１００９にて処理された画像データがｄａｔａ１（Ｏ）、ｄａｔａ１（Ｌ）として出力される。
【０１１４】
時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の間では、タッチセンサ１００１及びタッチセンサ１００２では、タッチ信号が検出されていないため、時刻Ｔ４にて第１の表示素子および第２の表示素子はＩＤＳとなる。また、時刻Ｔ４以降において、第２の表示素子は常にＩＤＳとなるためデータ処理回路１００９の出力信号ｄａｔａ１（Ｌ）は直前の画像データＬ１を出力し続ける。この時、ｄａｔａ１（Ｌ）はメモリ（Ｌ）１０１３からデータを読み出し続けることが有効である。従って、メモリ（Ｌ）１０１３にＤＯＳＲＡＭを用いることで、非常に低頻度のリフレッシュを行うことで、画像データＬ１を保持することができ、低消費電力となる。
【０１１５】
また、時刻Ｔ４にて、タッチセンサ１００１にてタッチ信号が検出される。すなわち、ユーザがスタイラスなどのタッチペンでタッチを行ったことを意味する。時刻Ｔ５からＴ６の間にて、アプリケーションプロセッサ１００３よりｄａｔａ０（Ｏ）にＯ２の信号が与えられる。この時、第１の表示素子のみＩＤＳは解除される。また、タッチセンサ１００１によりタッチ検出が行われたため、第１の表示素子のみ画像の更新を行えばよい。従って、ｄａｔａ０（Ｌ）には特定の画像データの出力が行われない。
【０１１６】
時刻Ｔ６以降はタッチセンサ１００１及びタッチセンサ１００２では、タッチ信号が検出されない。従って、時刻Ｔ６以降にて、第１の表示素子および第２の表示素子の双方がＩＤＳとなる。そのため、データ処理回路１００９の出力信号ｄａｔａ１（Ｏ）及びｄａｔａ１（Ｌ）は直前の画像データＯ４、Ｌ１を出力し続ける。この時、ｄａｔａ１（Ｏ）及びｄａｔａ１（Ｌ）はそれぞれメモリ（Ｏ）１０１１及びメモリ（Ｌ）１０１３からデータを読み出し続けることが有効である。従って、メモリ（Ｏ）１０１１、メモリ（Ｌ）１０１３にＤＯＳＲＡＭを用いることで、非常に低頻度のリフレッシュを行うことで、画像データＯ４、Ｌ１を保持することができ、低消費電力となる。
【０１１７】
＜パネルの動作について＞
図１１乃至図１５にパネルの動作を示す。なお、図１１乃至図１５では、画素回路内に光学式センサを有する構成を示し、当該光学式センサは図５または図７におけるタッチセンサ１００２として機能することができる。なお、図１１乃至図１５において、画素回路内に設ける光学式センサは、必ずしも全ての画素に設ける必要はなく、複数の画素に対して一つの光学式センサを設けてもよい。
【０１１８】
画素３１の回路構成例について、図１１の回路図を用いて説明を行う。
【０１１９】
図１１において、表示素子１３０は、トランジスタＭ１と、容量素子Ｃ１と、液晶素子１８０と、を有する。また、液晶素子１８０の第１端子をノードＦＤ１と呼称する。
【０１２０】
トランジスタＭ１はスイッチとしての機能を有し、配線ＳＬとノードＦＤ１との導通状態を制御する機能を有する。配線ＧＬ＿Ｌに与えられる電位によってトランジスタＭ１のオン／オフが制御される。液晶素子１８０の第２端子は配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。配線ＴＣＯＭはある一定の電位が与えられる。
【０１２１】
容量素子Ｃ１はノードＦＤ１に書き込まれた電荷を保持する機能を有する。
【０１２２】
配線ＳＬは信号線としての機能を有する。配線ＧＬ＿Ｌは走査線としての機能を有する。
【０１２３】
トランジスタＭ１がオンになると、配線ＳＬからノードＦＤ１へビデオデータ（アナログデータ）が書き込まれる。ノードＦＤ１へ書き込まれた電荷に応じて、液晶素子１８０の配向が変化し、液晶素子１８０の光の透過率が変化する。
【０１２４】
図１１において、表示素子１１０は、トランジスタＭ２と、トランジスタＭ３と、トランジスタＭ４と容量素子Ｃ２と、発光素子１７０と、を有する。なお、トランジスタＭ３のゲートをノードＦＤ２と呼称する。
【０１２５】
トランジスタＭ２およびトランジスタＭ４はスイッチとしての機能を有する。トランジスタＭ２は配線ＳＬとノードＦＤ２との導通状態を制御する機能を有する。配線ＧＬ＿Ｅに与えられる電位によってトランジスタＭ２のオン／オフが制御される。トランジスタＭ４は配線ＶＲＥＳとノードＦＤ２との導通状態を制御する機能を有する。配線ＲＥＳに与えられる電位によってトランジスタＭ４のオン／オフが制御される。トランジスタＭ３のソースまたはドレインの一方は配線ＡＮＯに電気的に接続され、トランジスタＭ３のソースまたはドレインの他方は発光素子１７０の第１端子に電気的に接続される。発光素子１７０の第２端子は配線ＣＡＴＨに電気的に接続される。
【０１２６】
容量素子Ｃ２はノードＦＤ２に書き込まれた電荷を保持する機能を有する。
【０１２７】
配線ＲＥＳはノードＦＤ２を初期化するリセット信号が与えられる。トランジスタＭ４がオンになるとノードＦＤ２が初期化される。
【０１２８】
トランジスタＭ３は発光素子１７０の駆動トランジスタであり、ノードＦＤ２の電位に従って、発光素子１７０に流れる電流を制御する機能を有する。
【０１２９】
配線ＡＮＯは陽極としての機能を有し、配線ＣＡＴＨは陰極としての機能を有する。配線ＡＮＯは配線ＣＡＴＨよりも高電位が与えられることが好ましい。
【０１３０】
配線ＳＬは信号線としての機能を有し、配線ＧＬ＿Ｅは走査線としての機能を有する。
【０１３１】
トランジスタＭ２がオンになると、配線ＳＬからノードＦＤ２へビデオデータ（アナログデータ）が書き込まれる。トランジスタＭ３は、ノードＦＤ２の電位に応じてドレイン電流を流す。発光素子１７０は、該ドレイン電流に応じて発光する。
【０１３２】
なお、図１１は、表示素子１３０の信号線と表示素子１１０の信号線を共通の信号線（配線ＳＬ）としているが、表示素子１３０と表示素子１１０は、それぞれ異なる信号線に接続されていてもよい。例えば、表示素子１３０の信号線として配線ＳＬ＿Ｌを設け、表示素子１１０の信号線として配線ＳＬ＿Ｅを設けてもよい。このようにすることで、表示素子１３０と表示素子１１０をそれぞれ独立に駆動することができる。
【０１３３】
図１１のタッチセンサ１５０は、トランジスタＭ６と、トランジスタＭ７と、トランジスタＭ８と、トランジスタＭ９と、容量素子Ｃ３と、フォトダイオード１９０とを有する。なお、トランジスタＭ７のゲートをノードＦＤ３と呼称する。
【０１３４】
トランジスタＭ６、トランジスタＭ８およびトランジスタＭ９はスイッチとしての機能を有する。トランジスタＭ６はフォトダイオード１９０の第１端子とノードＦＤ３との導通状態を制御する機能を有する。トランジスタＭ６は配線ＴＸに与えられる電位によってオン／オフが制御される。トランジスタＭ８はトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と配線ＰＯＵＴとの導通状態を制御する機能を有する。トランジスタＭ８は配線ＳＥに与えられる電位によってオン／オフが制御される。トランジスタＭ９は配線ＶＲＳとノードＦＤ３との導通状態を制御する機能を有する。トランジスタＭ９は配線ＲＳに与えられる電位によってオン／オフが制御される。フォトダイオード１９０の第２端子は配線ＶＰＤに電気的に接続される。トランジスタＭ７のソースまたはドレインの他方は配線ＰＣ１に電気的に接続される。
【０１３５】
容量素子Ｃ３はノードＦＤ３の電位を保持する機能を有する。
【０１３６】
フォトダイオード１９０は、照射される光の量に応じて光電流を流す機能を有する。トランジスタＭ６がオンの場合、フォトダイオード１９０を流れる光電流に応じて、ノードＦＤ３の電位が変化する。
【０１３７】
トランジスタＭ７は、ノードＦＤ３に与えられたデータを増幅する機能を有する。トランジスタＭ７はノードＦＤ３の電位に応じてドレイン電流が決定される（チャネルの抵抗値が決定される）。
【０１３８】
配線ＳＥは走査線としての機能を有し、配線ＰＯＵＴは信号線としての機能を有する。トランジスタＭ８がオンになると、配線ＰＣ１と配線ＰＯＵＴとの間に電流が流れ、配線ＰＯＵＴの電位が変化する。すなわち、配線ＰＯＵＴの電位はノードＦＤ３の電位に応じて変化する。
【０１３９】
配線ＶＲＳは電源線としての機能を有し、高電源電位または低電源電位の一方が与えられる。同様に、配線ＶＰＤは電源線としての機能を有し、高電源電位または低電源電位の他方が与えられる。
【０１４０】
配線ＲＳはノードＦＤ３を初期化するリセット信号が与えられる。トランジスタＭ９がオンになると、ノードＦＤ３が初期化される。
【０１４１】
次に、フォトダイオード１９０とその周辺のトランジスタの動作について、説明を行う。なお、以下において、配線ＶＲＳには高電源電位（Ｈレベル）が与えられ、配線ＶＰＤには低電源電位（Ｌレベル）が与えられているとして説明を行う。
【０１４２】
まず、トランジスタＭ９をオンにし、初期化動作を行う。ノードＦＤ３にＨレベルの電位が書き込まれる。
【０１４３】
次に、トランジスタＭ６をオンにする。このとき、フォトダイオード１９０に光が照射されていると、照射される光の量に応じて光電流が発生する。光電流は、ノードＦＤ３から、トランジスタＭ６およびフォトダイオード１９０を介して、配線ＶＰＤへ流れる。ノードＦＤ３の電位は、光電流の量に応じて低下する。
【０１４４】
次に、トランジスタＭ６をオフにし、ノードＦＤ３の電位低下を止める。最終的にノードＦＤ３の電位は、Ｈレベル（配線ＶＲＳの電位）とＬレベル（配線ＶＰＤの電位）の間の電位を示す。
【０１４５】
例えば、タッチセンサ１５０に指などがタッチしている場合、フォトダイオード１９０は光が遮蔽された状態にある。このような状態でフォトダイオード１９０の光電流は流れないため、上述のノードＦＤ３の電位低下は発生せず、ノードＦＤ３の電位はＨレベルに保持される。
【０１４６】
図１２は画素アレイ３２を表すブロック図である。図１２の画素アレイ３２は、ｍ行ｎ列（ｍは２以上の整数、ｎは３以上の整数で且つ３の倍数）のマトリクス状に配置された画素３１を有する。
【０１４７】
縦に並んだ画素３１［１、ｊ］乃至画素３１［ｍ、ｊ］（ｊは３以上ｎ以下の整数で且つ３の倍数）は、配線ＳＬ［ｊ］および配線ＰＯＵＴ［ｊ］を共有している。同様に、縦に並んだ画素３１［１、ｊ−１］乃至画素３１［ｍ、ｊ−１］は、配線ＳＬ［ｊ−１］および配線ＰＯＵＴ［ｊ−１］を共有している。同様に、縦に並んだ画素３１［１、ｊ−２］乃至画素３１［ｍ、ｊ−２］は、配線ＳＬ［ｊ−２］および配線ＰＯＵＴ［ｊ−２］を共有している。
【０１４８】
横に並んだ画素３１［ｉ、１］乃至画素３１［ｉ、ｎ］（ｉは１以上ｍ以下の整数）は、配線ＳＥ［ｉ］、配線ＧＬ＿Ｌ［ｉ］および配線ＧＬ＿Ｅ［ｉ］を共有している。
【０１４９】
次に、画素アレイ３２とその周辺回路について図１３を用いて説明を行う。
【０１５０】
図１３は、ソースドライバ３５と、画素アレイ３２と、マルチプレクサ１６１と、Ａ／Ｄコンバータ１６２と、を示している。
【０１５１】
マルチプレクサ１６１は、配線ＰＯＵＴ［１］乃至配線ＰＯＵＴ［ｎ］の中から１つの配線を選択し、配線ＯＵＴに信号を出力する機能を有する。
【０１５２】
マルチプレクサ１６１は、トランジスタＭ１１［１］乃至トランジスタＭ１１［ｎ］と、トランジスタＭ１２を有する。配線ＳＥＣに選択信号が入力されると、トランジスタＭ１１［１］乃至トランジスタＭ１１［ｎ］のうち何れか１つが選択され、オンになる。そして配線ＯＵＴに信号が出力される。
【０１５３】
トランジスタＭ１２のゲートには配線ＢＩＡＳが接続しており、配線ＢＩＡＳの電位に従い、トランジスタＭ１２のドレイン電流は変化する。トランジスタＭ１２は電流源としての機能を有し、それぞれの画素３１におけるトランジスタＭ７との抵抗分割にて、配線ＯＵＴに出力される電位が決定する。
【０１５４】
配線ＯＵＴに出力された信号はＡ／Ｄコンバータ１６２を介してデジタル信号に変換される。
【０１５５】
図１４に、表示素子１３０と表示素子１１０へのデータ書込みのタイミングチャートを示す。
【０１５６】
図１４（Ａ）は、まず表示素子１３０のゲート線を選択し、特定のアナログデータを書込み、その後、表示素子１１０のゲート線を選択する場合のタイミングチャートである。
【０１５７】
時刻Ｔ０にて、ＧＬ＿Ｌ［ｉ］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ，１］、画素３１［ｉ，２］乃至画素３１［ｉ，ｎ］のトランジスタＭ１が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１５８】
時刻Ｔ１にて、ＧＬ＿Ｌ［ｉ＋１］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ＋１，１］、画素３１［ｉ＋１，２］乃至画素３１［ｉ＋１，ｎ］のトランジスタＭ１が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１５９】
時刻Ｔ２にて、ＧＬ＿Ｅ［ｉ］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ，１］、画素３１［ｉ，２］乃至画素３１［ｉ，ｎ］のトランジスタＭ２が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１６０】
以上のようにして、まず、表示素子１３０へのデータ書込みを行い、その後、表示素子１１０へのデータ書込みを行うことができる。
【０１６１】
図１４（Ｂ）は、表示素子１３０のゲート線と表示素子１１０のゲート線を交互に選択する場合のタイミングチャートである。
【０１６２】
時刻Ｔ０にて、ＧＬ＿Ｌ［ｉ］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ，１］、画素３１［ｉ，２］乃至画素３１［ｉ，ｎ］のトランジスタＭ１が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１６３】
時刻Ｔ１にて、ＧＬ＿Ｅ［ｉ］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ，１］、画素３１［ｉ，２］乃至画素３１［ｉ，ｎ］のトランジスタＭ２が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１６４】
時刻Ｔ２にて、ＧＬ＿Ｌ［ｉ＋１］がハイレベルとなり、画素３１［ｉ＋１，１］、画素３１［ｉ＋１，２］乃至画素３１［ｉ＋１，ｎ］のトランジスタＭ１が導通し、ソース線ＳＬより特定のアナログデータが書き込まれる。
【０１６５】
以上のようにして、表示素子１３０のゲート線と表示素子１１０のゲート線を交互に選択しデータ書込みを行うことができる。
【０１６６】
次に、情報端末１０の動作の詳細について、図１５のタイミングチャートを用いて説明を行う。なお、図１５のタイミングチャートは、画素３１［ｉ、ｊ］のタッチセンサ１５０がタッチを検出し、画素３１［ｉ、ｊ］の表示素子１１０にタッチの結果が表示される例を示す。図１５において、動作のタイミングを示すために、時刻Ｔ０乃至時刻Ｔ４を付した。
【０１６７】
配線ＰＣ１および配線ＰＣ２にはそれぞれ一定の電位が与えられる。また配線ＰＣ２は配線ＰＣ１よりも高電位が与えられることが好ましい。
【０１６８】
まず、時刻Ｔ０において、配線ＲＳの電位がＨレベルとなり、ノードＦＤ３の電位はＨレベルに初期化される。
【０１６９】
時刻Ｔ１において、配線ＴＸの電位がＨレベルとなることで、トランジスタＭ６がオンになり、フォトダイオード１９０の受光量に応じて、ノードＦＤ３の電位が変動する。ここでは、画素３１［ｉ、ｊ］がタッチされた場合を想定しているため、ノードＦＤ３［ｉ、ｊ］の電位はＨレベルのままとなり、ノードＦＤ３［ｉ、ｊ−１］およびノードＦＤ３［ｉ、ｊ−２］など、その他の画素のノードＦＤ３の電位は時間とともに低下する。
【０１７０】
時刻Ｔ２において、配線ＴＸの電位がＬレベルになることで、露光期間が終了し、ノードＦＤ３［ｉ、ｊ−１］およびノードＦＤ３［ｉ、ｊ−２］の電位低下は止まる。ノードＦＤ３［ｉ、ｊ−１］およびノードＦＤ３［ｉ、ｊ−２］はＬレベルの電位となる。
【０１７１】
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に、配線ＳＥ［ｉ］にＨレベルの電位が与えられ、対応する画素３１のトランジスタＭ８はオンになる。配線ＰＯＵＴ［ｊ］、ＰＯＵＴ［ｊ−１］、ＰＯＵＴ［ｊ−２］の電位は、それぞれノードＦＤ３の電位に対応した電位になる。
【０１７２】
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間に、配線ＳＥＣ［ｊ］、ＳＥＣ［ｊ−１］、ＳＥＣ［ｊ−２］が順次にＨレベルとなり、配線ＰＯＵＴ［ｊ］、ＯＵＴ［ｊ−１］、ＯＵＴ［ｊ−２］の電位が配線ＯＵＴから、順次に出力される。配線ＯＵＴより出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１６２を介して、デジタル信号に変換される。
【０１７３】
以上のように駆動することで、タッチセンサはタッチの有無を検出することが出来る。
【０１７４】
なお、タッチセンサを駆動するタイミングは、表示の駆動における帰線期間などに行なうことが好ましいが、これに限定されない。
【０１７５】
以上、本実施の形態に記載の情報端末１０を用いることで、操作性に優れた情報端末を提供することができる。また、消費電力の小さい情報端末を提供することができる。また、視認性の優れた情報端末を提供することができる。
【０１７６】
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。
【０１７７】
（実施の形態２）
＜表示装置の構成例１＞
図１７および図１８は、表示素子として、発光素子を用いた表示装置３００の例を示す断面模式図である。
【０１７８】
表示装置３００は、基体３０１と基体３０３の間に素子層３０２が設けられ、素子層３０２は、トランジスタ３０５またはトランジスタ３４３、容量３０７または容量３４５、および発光素子３０９を有している。基体３０１上にトランジスタ３０５またはトランジスタ３４３、容量３０７または容量３４５、および発光素子３０９が設けられ、封止材３１１により基体３０１と基体３０３が張り合わされている。基体３０１の素子層３０２が設けられる面とは反対側の面に第１のタッチセンサ４９８が設けられ、基体３０３には基体３０１に対向するように第２のタッチセンサ４９９が設けられている。図１７は、トランジスタ３０５がボトムゲート構造の例を示し、図１８は、トランジスタ３４３がトップゲート構造の例を示す。
【０１７９】
第１のタッチセンサ４９８には、電磁誘導式タッチセンサを用いることができる。第１のタッチセンサ４９８は、タッチペン１６のタッチを検出する。タッチペン１６は磁界を発生するように構成されており、タッチセンサ４９８が電磁エネルギーを受け取ることでタッチ位置を検出することができる。また、第１のタッチセンサ４９８は、表示装置の表示面の裏面側に設けられているが、第１のタッチセンサ４９８は、数ｃｍ離れたタッチペン１６から発生した磁界を検知することが可能であり、タッチ位置を正確に検出することができる。
【０１８０】
第２のタッチセンサ４９９には、光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサを用いることができる。本実施の形態では、第２のタッチセンサ４９９を基体３０３の基体３０１側に設ける例を示したが、これに限らない。すなわち、第２のタッチセンサ４９９を基体３０３の表示面側に設けてもよいし、基体３０１の、トランジスタや、発光素子が設けられている面側に設けてもよい。すなわち、第２のタッチセンサ４９９は、インセル型、オンセル型、またはアウトセル型のタッチセンサとして、表示装置３００に設けることができる。
【０１８１】
図１７においてトランジスタ３０５は、ゲート電極３１３、半導体３１５、および導電体３１７を有しており、ゲート電極３１３と半導体３１５の間にゲート絶縁膜３１９、および半導体３１５と導電体３１７の間に絶縁膜３２１が設けられている。また、半導体３１５の上面に接するように導電体３２３、導電体３２５が設けられている。導電体３２３および導電体３２５の一方はソース電極として機能し、他方はドレイン電極として機能する。
【０１８２】
ここで、導電体３１７は、第２のゲート電極として用いても良い。この場合、導電体３１７をゲート電極３１３と等電位となる構成とすることで、導電体３１７とゲート電極３１３が半導体３１５を取り囲むようなゲート電極を構成しても良いし、導電体３１７にゲート電極３１３とは異なる電位を印加し、導電体３１７によりトランジスタ３０５の閾値を制御する構成としても良い。このとき、トランジスタ３０５のチャネル領域が光に照射されないよう導電体３１７の少なくとも一部は光を通さない性質を有することが好ましい。トランジスタの詳細、および当該トランジスタに用いることができる半導体に関する詳細な説明は後述する。
【０１８３】
容量３０７は、ゲート電極３１３と同じ材料からなる下部電極と、導電体３２３および導電体３２５と同じ材料からなる上部電極と、ゲート絶縁膜３１９と同じ材料からなる絶縁体により構成される。
【０１８４】
また、導電体３１７と、ゲート絶縁膜３１９を覆うように絶縁膜３２７が設けられている。さらに、絶縁膜３２７上には、絶縁膜３２９および絶縁膜３３１が設けられている。絶縁膜３２７および絶縁膜３３１は、水分を通しにくい無機絶縁膜であることが好ましい。特に窒化シリコン膜や窒化酸化シリコン膜など、窒素を含むシリコン膜は水分を通しにくく、好ましい。絶縁膜３２９はポリイミドやアクリルなどの樹脂、または無機絶縁膜を用いることができる。ポリイミドやアクリルは、膜表面の平坦性に優れ、その上に形成されるＥＬ層を平坦な面の上に形成することができる。特に絶縁膜３２９は、感光性を有する樹脂を用いることが好ましい。例えば感光性ポリイミドを用いることで開口部の側面が曲面を有し、その上に形成される電極の被覆性が向上する。
【０１８５】
発光素子３０９は、絶縁膜３３１上に設けられる。絶縁膜３３１上の第１の電極３３３と、第１の電極上のＥＬ層３３５と、ＥＬ層３３５上の第２の電極３３７により構成される。第１の電極３３３は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２７、絶縁膜３２９、および絶縁膜３３１に設けられた開口部を介して、導電体３２５と電気的に接続する。開口部の形成は、まず絶縁膜３２７上に設けられた絶縁膜３２９を加工して第１の開口部を形成する。絶縁膜３２９と第１の開口部を覆うように絶縁膜３３１を形成し、絶縁膜３３１、絶縁膜３２７、および絶縁膜３２１を加工して、第１の開口部の内側に第２の開口部を形成する。このように加工することで、絶縁膜３２９は絶縁膜３２７と絶縁膜３３１に囲われる構造となる。
【０１８６】
絶縁膜３２９にポリイミドやアクリルなどの樹脂を用いている場合、その膜中の水分がＥＬ表示素子や液晶表示素子などの表示素子を劣化させ、表示不良を引き起こす、あるいはスイッチング素子を劣化させ、その特性や信頼性に悪影響を与える恐れがある。本実施の形態では、絶縁膜３２９を窒化シリコン膜等からなる絶縁膜３２７および絶縁膜３３１で囲んでいるため、絶縁膜３２９からの水分などの放出を防ぐことができる。このため。表示素子やスイッチング素子の劣化や不良を防ぐことができる。
【０１８７】
絶縁膜３３１および第１の電極３３３上には、第１の電極３３３の一部を露出する開口部を有する絶縁膜３３９が設けられ、ＥＬ層３３５は絶縁膜３３９の開口部内で第１の電極３３３と接するように設けられる。発光素子３０９、および当該発光素子に用いることができるＥＬ層３３５に関する詳細な説明は後述する。
【０１８８】
〔トランジスタ〕
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されない。シリコンや、金属化合物、あるいは金属酸化物を用いることができる。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。また、金属酸化物は、その特性から酸化物半導体と呼ばれることもある。
【０１９１】
シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
半導体層を構成する金属酸化物が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。
【０１９４】
また、半導体層に金属酸化物を用いることで、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に用いられる電極の材料、基板の材料、絶縁膜の材料として、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。また、絶縁膜として、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜といった無機絶縁膜の他に、アクリルやポリイミドといった樹脂膜を用いることができ、さらにその膜厚を１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下と薄く形成することができ、材料にかかる費用を削減できるため好ましい。
【０１９５】
半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物を用いる。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金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性または実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。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金属酸化物であるといえる。
【０１９６】
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。
【０１９７】
半導体層を構成する金属酸化物において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、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。
【０１９８】
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、金属酸化物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。
【０１９９】
また、半導体層を構成する金属酸化物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金属酸化物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。
【０２００】
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。
【０２０１】
非晶質構造の金属酸化物は、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、非晶質構造の金属酸化物は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。
【０２０２】
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。
【０２０３】
＜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。
【０２０４】
ＣＡＣ−ＯＳとは、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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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、およ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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、金属酸化物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。
【０２２０】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、金属酸化物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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
【０２２３】
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、且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。
【０２２４】
半導体にシリコンを用いてボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合、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。半導体層よりも下層の配線や電極の材料、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、後述するトップゲート型のトランジスタを作製する場合、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が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。
【０２２５】
〔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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
図１７および図１８では、発光素子３０９としてトップエミッション型の発光素子を用いているが、ボトムエミッション型の発光素子を用いてもよい。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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、且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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
【０２３９】
上記の説明は、本実施の形態の他の例や、以降の実施の形態においても適用できる。
【０２４０】
図１７に示す表示装置３００の異なる例を図１８に示す。図１８では、表示装置３００はトランジスタ３４３と容量３４５を有しており、この点で、図１７に示す表示装置３００と異なる。なお、第１のタッチセンサ４９８および第２のタッチセンサ４９９など、共通の部分の説明は省略する。
【０２４１】
トランジスタ３４３は、導電体３４７、半導体３４９、およびゲート電極３５１を有しており、導電体３４７と半導体３４９の間に絶縁膜３５３、および半導体３４９とゲート電極３５１の間にゲート絶縁膜３５５が設けられている。また、半導体３４９は、ゲート電極３５１と重なる位置にチャネル領域３５７、チャネル領域３５７を挟むように低抵抗領域３５９および低抵抗領域３６１を有する。低抵抗領域３５９および低抵抗領域３６１の一方はソース領域として機能し、他方はドレイン領域として機能する。また、ゲート電極３５１と、ゲート絶縁膜３５５を覆うように絶縁膜３２７が設けられている。
【０２４２】
ここで、導電体３４７は、第２のゲート電極として用いても良い。この場合、導電体３４７をゲート電極３５１と等電位となる構成とすることで、導電体３４７とゲート電極３５１が半導体３４９を取り囲むようなゲート電極を構成しても良いし、導電体３４７にゲート電極３５１とは異なる電位を印加し、導電体３４７によりトランジスタ３４３の閾値を制御する構成としても良い。このとき、トランジスタ３４３のチャネル領域３５７が光に照射されないようゲート電極３５１の少なくとも一部は光を通さない性質を有していてもよい。
【０２４３】
容量３４５は、半導体３４９の低抵抗領域３５９および低抵抗領域３６１と同じ材料からなる下部電極と、ゲート電極３５１と同じ材料からなる上部電極と、ゲート絶縁膜３５５と同じ材料からなる絶縁体により構成される。
【０２４４】
発光素子３０９の第１の電極３３３は、ゲート絶縁膜３５５、絶縁膜３２７、絶縁膜３２９、および絶縁膜３３１に設けられた開口部を介して、低抵抗領域３６１と電気的に接続する。
【０２４５】
（実施の形態３）
＜表示装置の構成例２（液晶）＞
【０２４６】
図１９および図２０は、表示素子として、液晶素子を用いた表示装置３７０の例を示す断面模式図である。
【０２４７】
表示装置３７０は、基体３７１と基体３７３の間に素子層３７２が設けられ、素子層３７２は、トランジスタ３７５またはトランジスタ３７７、容量３７９または容量３８１、および液晶素子３８３を有している。基体３７１上にトランジスタ３７５またはトランジスタ３７７、容量３７９または容量３８１、および液晶素子３８３が設けられ、シール材３８５により基体３７１と基体３７３が張り合わされている。基体３７１、基体３７３およびシール材３８５に囲まれるように液晶３８７が設けられている。基体３７１の素子層３７２が設けられる面とは反対側の面にバックライトとして機能する光源が設けられ、さらに外側には、第１のタッチセンサ４９８が設けられる。基体３７３には基体３７１に対向するように第２のタッチセンサ４９９が設けられている。図１９は、トランジスタ３７５がボトムゲート構造の例を示し、図２０は、トランジスタ３７７がトップゲート構造の例を示す。
【０２４８】
第１のタッチセンサ４９８には、電磁誘導式タッチセンサを用いることができる。第１のタッチセンサ４９８は、タッチペン１６のタッチを検出する。タッチペン１６は磁界を発生するように構成されており、タッチセンサ４９８が電磁エネルギーを受け取ることでタッチ位置を検出することができる。また、第１のタッチセンサ４９８と表示装置の表示面の間には、基体３７１、基体３７３、素子層３７２、および光源５４１等が設けられているが、第１のタッチセンサ４９８は、数ｃｍ離れたタッチペン１６から発生した磁界を検知することが可能であり、タッチ位置を正確に検出することができる。
【０２４９】
第２のタッチセンサ４９９には、光学式タッチセンサや静電容量式タッチセンサを用いることができる。本実施の形態では、第２のタッチセンサ４９９を基体３７３の基体３７１側に設ける例を示したが、これに限らない。すなわち、第２のタッチセンサ４９９を基体３７３の表示面側に設けてもよいし、基体３７１の、トランジスタや、発光素子が設けられている面側に設けてもよい。すなわち、第２のタッチセンサ４９９は、インセル型、オンセル型、またはアウトセル型のタッチセンサとして、表示装置３７０に設けることができる。
【０２５０】
図１９においてトランジスタ３７５は、ゲート電極３８９、半導体３９１、および導電体３９３を有しており、ゲート電極３８９と半導体３９１の間にゲート絶縁膜３９５、および半導体３９１と導電体３９３の間に絶縁膜３９７が設けられている。また、半導体３９１の上面に接するように導電体３９９、導電体４０１が設けられている。導電体３９９および導電体４０１の一方はソース電極として機能し、他方はドレイン電極として機能する。また、導電体３９３と、絶縁膜３９７を覆うように絶縁膜４０３が設けられている。
【０２５１】
ここで、導電体３９３は、第２のゲート電極として用いても良い。この場合、導電体３９３をゲート電極３８９と等電位となる構成とすることで、導電体３９３とゲート電極３８９が半導体３９１を取り囲むようなゲート電極を構成しても良いし、導電体３９３にゲート電極３８９とは異なる電位を印加し、導電体３９３によりトランジスタ３７５の閾値を制御する構成としても良い。このとき、トランジスタ３７５のチャネル領域が光に照射されないようゲート電極３８９の少なくとも一部および導電体３９３の少なくとも一部は光を通さない性質を有することが好ましい。
【０２５２】
容量３７９は、ゲート電極３８９と同じ材料からなる下部電極と、導電体３９９および導電体４０１と同じ材料からなる上部電極と、ゲート絶縁膜３９５と同じ材料からなる絶縁体により構成される。
【０２５３】
本実施の形態では、液晶素子として、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの例を示すが、本実施の形態はこれに限らない。本実施の形態で用いることのできる液晶素子の詳細は後述する。絶縁膜４０５上に液晶素子３８３が設けられる。液晶素子３８３は、絶縁膜４０５上に設けられた共通電極（コモン電極ともいう）４０７と、共通電極４０７を覆うように設けられた絶縁膜４０９と、絶縁膜４０９上に設けられたスリット形状を有する画素電極４１１を有する。
【０２５４】
絶縁膜３９７、絶縁膜４０３、絶縁膜４０５、および絶縁膜４０９に設けられた開口部を介して、画素電極４１１と導電体４０１は電気的に接続する。開口部の形成は、まず絶縁膜３９７、絶縁膜４０３、および絶縁膜４０５に対して加工を行い、共通電極４０７の形成後、絶縁膜４０９に対して加工を行えばよい。
【０２５５】
画素電極４１１および絶縁膜４０９上に配向膜４１３が設けられる。
【０２５６】
基体３７３には、第２のタッチセンサ４９９、遮光層４１５、着色層４１７、およびスペーサー４１９が設けられ、遮光層４１５、着色層４１７、およびスペーサー４１９を覆うように配向膜４２１が設けられる。
【０２５７】
配向膜４１３や配向膜４２１を設ける面が平坦の場合は、シート状の配向膜を基体等に張り合わせることで配向膜を設けてもよい。また、基体上にポリイミドやアクリルなどの樹脂からなる膜を形成し、ラビング処理を行うことで配向膜を形成してもよい。この場合、基体上に設けられた構造体により生じた凹凸の上にも配向膜を形成することができる。
【０２５８】
遮光層４１５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４１５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４１５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。
【０２５９】
着色層４１７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。
【０２６０】
スペーサー４１９は、基板間隔を保持するために設けられる。ポリイミドやアクリルなどの樹脂からなる膜を加工することによって柱状のスペーサー４１９を形成することができる。スペーサー４１９は、遮光層４１５と重なるように形成するのが好ましい。また、基体３７１側に設けられる導電体や、半導体と重なるように形成してもよい。また、柱状のスペーサーに代えて、球状のスペーサーを基板全面に散布してもよい。
【０２６１】
基体３７１および基体３７３を挟むように、偏光板４２５および偏光板４２７を設ける。本実施の形態では、偏光板４２５および偏光板４２７に円偏光板を用いたが、これに限らない。
【０２６２】
また、偏光板４２５の外側に、バックライトとして機能する光源５４１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。
【０２６３】
さらに、光源５４１の外側に、第１のタッチセンサ４９８を設ける。以上が、表示装置３７０の構成の説明である。
【０２６４】
〔液晶素子〕
本実施の形態では、液晶素子として、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの例を示したが、本実施の形態はこれに限らない。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。
【０２６５】
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、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、ゲスト−ホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
また、本実施の形態では、液晶の配向を制御するため、配向膜を設ける例を示したが、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０２６９】
なお、液晶素子３８３にゲスト−ホストモードで動作する液晶材料を用いることにより、光拡散層や偏光板などの機能性部材を省略することができる。よって、表示装置の生産性を高めることができる。また、偏光板による光の吸収を低減できるため、光取り出し効率を高め、表示装置の表示を明るくすることができる。
【０２７０】
また、本実施の形態では液晶素子として、透過型の液晶素子を示したがこれに限らない。液晶素子として、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。
【０２７１】
本実施の形態では、透過型の液晶素子の例を示したため、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設けるたが、これに限らない。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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
上記の説明は、本実施の形態の他の例や、以降の実施の形態においても適用できる。
【０２７４】
図１９に示す表示装置３７０の異なる例を図２０に示す。図２０では、表示装置３７０はトランジスタ３７７と容量３８１を有しており、この点で、図１９に示す表示装置３７０と異なる。なお、第１のタッチセンサ４９８および第２のタッチセンサ４９９など、共通の部分の説明は省略する。
【０２７５】
トランジスタ３７７は、導電体４３１、半導体４３３、およびゲート電極４３５を有しており、導電体４３１と半導体４３３の間に絶縁膜４３７、および半導体４３３とゲート電極４３５の間にゲート絶縁膜４３９が設けられている。また、半導体４３３は、ゲート電極４３５と重なる位置にチャネル領域４４１、チャネル領域４４１を挟むように低抵抗領域４４３および低抵抗領域４４５を有する。低抵抗領域４４３および低抵抗領域４４５の一方はソース領域として機能し、他方はドレイン領域として機能する。また、ゲート電極４３５と、ゲート絶縁膜４３９を覆うように絶縁膜４４７が設けられている。
【０２７６】
ここで、導電体４３１は、第２のゲート電極として用いても良い。この場合、導電体４３１をゲート電極４３５と等電位となる構成とすることで、導電体４３１とゲート電極４３５が半導体４３３を取り囲むようなゲート電極を構成しても良いし、導電体４３１にゲート電極４３５とは異なる電位を印加し、導電体４３１によりトランジスタ３７７の閾値を制御する構成としても良い。このとき、トランジスタ３７７のチャネル領域４４１が光に照射されないようゲート電極４３５の少なくとも一部および導電体４３１の少なくとも一部は光を通さない性質を有することが好ましい。
【０２７７】
容量３８１は、半導体４３３の低抵抗領域４４３および低抵抗領域４４５と同じ材料からなる下部電極と、ゲート電極４３５と同じ材料からなる上部電極と、ゲート絶縁膜４３９と同じ材料からなる絶縁体により構成される。
【０２７８】
液晶素子３８３の画素電極４１１は、ゲート絶縁膜４３９、絶縁膜４４７、絶縁膜４０５、および絶縁膜４０９に設けられた開口部を介して、低抵抗領域４４５と電気的に接続する。
【０２７９】
基体３７１および基体３７３を挟むように、偏光板４２５および偏光板４２７を設ける。本実施の形態では、偏光板４２５および偏光板４２７に円偏光板を用いたが、これに限らない。
【０２８０】
また、偏光板４２５の外側に、バックライトとして機能する光源５４１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。
【０２８１】
さらに、光源５４１の外側に、第１のタッチセンサ４９８を設ける。以上が、表示装置３７０の構成の説明である。
【０２８２】
このように表示装置の表示面に反射防止膜を設けることで、表示装置の視認性を向上させることができる。また、基体３７１、素子層３７２、および基体３７３の側面に反射防止膜を設けることで、表示装置を封止することができ、表示装置の信頼性を向上させることができる。
【０２８３】
上記の説明は、本実施の形態の他の例や、以降の実施の形態においても適用できる。
【０２８４】
（実施の形態４）
＜表示装置の構成例３＞
図２１は、本発明の一態様の表示装置の一態様として、表示素子に自発光型の表示素子と、外光を利用する表示素子を有する所謂ハイブリッドディスプレイを用いた表示装置６００の例を示す。
【０２８５】
以下では、自発光型の表示素子として発光素子と、外光を利用する表示素子として反射型の液晶素子とを備え、発光素子からの光の光路上に位置する回路に透光性の材料を用いることで、発光素子の開口率を高めることのできる表示装置について説明する。
【０２８６】
図２１（Ａ）に、表示装置６００の断面概略図を示す。表示装置６００は、基板６０１と基板６０２の間に、液晶素子６１０、発光素子６２０、及び機能層６３０を有する。液晶素子６１０は、基板６０２側に光を反射する反射型の液晶素子である。発光素子６２０は、基板６０２側に光を射出する発光素子である。機能層６３０は、液晶素子６１０を駆動する回路６０３と、発光素子６２０を駆動する回路６０４と、を有する。機能層６３０により、液晶素子６１０と発光素子６２０とを、それぞれ独立して駆動することができる。
【０２８７】
基板６０１の外側、すなわち機能層６３０が設けられる面とは反対側の面に、第１のタッチセンサ６０５が設けられ、基板６０２の内側、すなわち機能層６３０が設けられる面に第２のタッチセンサ６０７が設けられる。
【０２８８】
液晶素子６１０は、電極６１１、液晶層６１２、及び電極６１３を有する。基板６０２側に設けられる電極６１３は、可視光を透過し、且つ、共通電位が与えられる。機能層６３０側に設けられる電極６１１は、可視光を反射し、且つ、画素電極として機能する。電極６１１と回路６０３とは、絶縁層６４１に設けられた開口を介して電気的に接続されている。なおここでは図示しないが、基板６０２よりも外側に偏光板を配置する。
【０２８９】
液晶素子６１０からの反射光６６５ｒは、基板６０２側から入射した光のうち、電極６１１によって反射する光である。なお、反射光６６５ｒの光路上にカラーフィルタを配置してもよい。
【０２９０】
発光素子６２０は、機能層６３０側から電極６２１、発光性の物質を含む層６２２、及び電極６２３を有する。電極６２１は可視光を透過し、且つ、画素電極として機能する。電極６２３は、可視光を反射し、且つ共通電位が与えられる。電極６２１と回路６０４とは、絶縁層６４４に設けられた開口を介して電気的に接続されている。また電極６２１の端部を覆って、絶縁層６４５が設けられていることが好ましい。また、発光素子６２０は、封止層６３１と基板６０１によって封止されている。
【０２９１】
回路６０３及び回路６０４は、例えばスイッチ、トランジスタ、容量素子、抵抗素子などの電気素子を有する構成とすることができる。また、これらを接続する配線を有していてもよい。
【０２９２】
回路６０３および回路６０４で用いられるトランジスタ、容量素子、およびその他の構成要素は、他の実施の形態で用いられている構成要素を用いることができる。
【０２９３】
ここで、発光素子６２０からの光６６５ｅは、液晶素子６１０の電極６１１が設けられていない領域を通り抜け、基板６０２側に射出される。なお、光６６５ｅの光路上に、カラーフィルタを配置してもよい。
【０２９４】
図２１（Ａ）に示す領域６６０は、可視光を反射する電極６１１が設けられず、且つ、発光素子６２０と重なる領域であり、発光素子６２０が発する光６６５ｅが射出しうる領域である。領域６６０は、電極６１１に設けられた開口と重なる部分であってもよいし、電極に設けられたスリットまたは切欠き部と重なる部分であってもよい。また領域６６０は、隣接する２つの画素にそれぞれ設けられる２つの電極６１１の間に位置する領域であってもよい。
【０２９５】
図２１（Ａ）では、機能層６３０が有する回路６０４の一部が、領域６６０と重ねて設けられている。なお、回路６０３の一部が、領域６６０と重ねて設けられていてもよい。機能層６３０、回路６０３、または回路６０４は、少なくとも発光素子６２０と重なる部分に、可視光を透過する部材が設けられていることが好ましい。これにより、光６６５ｅは、回路６０３または回路６０４を透過して、基板６０２側に射出することができる。
【０２９６】
ここで、機能層６３０が有するトランジスタ、配線、容量素子等には、以下に示す材料を用いることができる。
【０２９７】
トランジスタが有する半導体層は、透光性を有する半導体材料を用いて形成することができる。透光性を有する半導体材料としては、金属酸化物、または酸化物半導体等が挙げられる。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。特にインジウム及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。
【０２９８】
トランジスタや容量素子等が有する電極や、配線などに、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。透光性を有する導電性材料は、インジウム、亜鉛、錫の中から選ばれた一種、または複数種を含むことが好ましい。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｔｉ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物などが挙げられる。
【０２９９】
また、トランジスタや容量素子等が有する電極や、配線などに、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた酸化物半導体を用いてもよい。当該低抵抗化させた酸化物半導体は、酸化物導電体ということができる。
【０３００】
例えば、酸化物導電体は、酸化物半導体に酸素欠損を形成し、当該酸素欠損に水素を添加することで、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。酸化物半導体にドナー準位が形成されることで、酸化物半導体は、導電性が高くなり導電体化する。
【０３０１】
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きい（例えば、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上である）ため、可視光に対して透光性を有する。また、上述したように酸化物導電体は、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。
【０３０２】
また、酸化物導電体は、トランジスタが有する半導体膜に含まれる金属元素を一種類以上有することが好ましい。同一の金属元素を有する酸化物半導体を、トランジスタを構成する層のうち２層以上に用いることで、製造装置（例えば、成膜装置、加工装置等）を２以上の工程で共通で用いることが可能となるため、製造コストを抑制することができる。
【０３０３】
本実施の形態に示す表示装置が有する画素の構成とすることで、発光素子から射出される光を効率よく使用することができる。したがって、消費電力が抑制された、優れた表示装置を提供することができる。
【０３０４】
機能層６３０の一例として、図２１（Ａ）における回路６０４に用いることのできる構成について、その一部の断面概略図を図２１（Ｂ）に示す。
【０３０５】
図２１（Ｂ）には、トランジスタ６５０ａ、容量素子６５５、及び電極６２１を示している。トランジスタ６５０ａは、ボトムゲート型のトランジスタである。
【０３０６】
トランジスタ６５０ａは、ゲート電極として機能する導電層６５１と、導電層６５１を覆い、一部がゲート絶縁層として機能する絶縁層６４２と、絶縁層６４２の一部を覆う半導体層６５２と、半導体層６５２と接し、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層６５３及び導電層６５３ｔと、を有する。また容量素子６５５は、導電層６５３ｔの一部と、絶縁層６４２の一部と、導電層６５１ｔと、により構成されている。電極６２１は、絶縁層６４４及び絶縁層６４３に設けられた開口を介して、導電層６５３ｔと電気的に接続されている。
【０３０７】
ここで、導電層６５１ｔ、導電層６５３ｔ、及び電極６２１等は、それぞれ可視光に対して透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。特に、金属酸化物を用いることが好ましい。
【０３０８】
また半導体層６５２には、半導体特性を示す金属酸化物（酸化物半導体（ＯＳ：Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ともいう）を適用することが好ましい。さらに、半導体層６５２は、チャネル形成領域を挟む一対の低抵抗領域を有することが好ましい。当該低抵抗領域は、チャネル形成領域よりも導電性が高い部分であり、酸化物導電体（ＯＣ：Ｏｘｉｄｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）とも言うことができる。
【０３０９】
図２１（Ｂ）では、半導体層６５２が、導電層６５１側から半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂとが積層された、積層構造を有している例を示している。ただし、半導体層６５２の構成はこれに限定されず、半導体層６５２を、半導体層６５２ａ及び半導体層６５２ｂのいずれか一方の単層構造、または３層以上の積層構造としてもよい。例えば半導体層６５２を３層構造とするとき、半導体層６５２ａを一対の半導体層６５２ｂで挟持した積層構造とすることができる。
【０３１０】
半導体層６５２ｂと半導体層６５２ａは、それぞれＩｎと、Ｍ（ＭはＧａ、Ａｌ、Ｙ、またはＳｎ）と、Ｚｎと、を有すると好ましい。また、半導体層６５２ａ、半導体層６５２ｂは、それぞれＩｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有すると、トランジスタの電界効果移動度を高めることができ、好ましい。一例としては、半導体層６５２ｂと半導体層６５２ａに含まれる酸化物半導体膜のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍、あるいはＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍とすると好ましい。
【０３１１】
半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂは、それぞれ組成の異なるターゲットを用いて成膜された半導体膜を用いてもよいが、特に同じ組成のターゲットを用い、大気に曝すことなく連続して成膜された積層膜を用いることが好ましい。これにより、１つの成膜装置で処理を行えるほか、半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂの間に不純物が残留することを抑制できる。
【０３１２】
ここで、例えば半導体層６５２ｂは、半導体層６５２ａよりも、結晶性の高い領域を含むことが好ましい。これにより、半導体層６５２ｂを、半導体層６５２ａよりもエッチングの耐性に優れた膜とすることができる。そのため、導電層６５３や導電層６５３ｔを加工する際に、半導体層６５２ｂがエッチングにより消失してしまうことを防ぐことができる。したがって、図２１（Ｂ）に示すようなチャネルエッチ構造のトランジスタを実現することができる。さらに、トランジスタ６５０ａのバックチャネル側に位置する半導体層６５２ｂに結晶性の高い膜を用いることで、ゲート電極側の半導体層６５２ａへ拡散しうる不純物を低減できるため、信頼性の高いトランジスタ６５０ａを実現できる。
【０３１３】
また、半導体層６５２ａに、半導体層６５２ｂよりも結晶性の低い領域を含む膜を用いることで、半導体層６５２ａ中に酸素が拡散しやすくなり、酸素欠損の割合の低い半導体層６５２ａとすることができる。特に、半導体層６５２ａはゲート電極に近い側に位置し、主としてチャネルが形成されやすい層であるため、このような膜を用いることで信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０３１４】
半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂとは、例えば成膜条件を異ならせることで作り分けることができる。例えば、半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂとで、それぞれ成膜ガス中の酸素ガスの流量を異ならせることができる。
【０３１５】
このとき、半導体層６５２ａの成膜条件として、酸素ガス流量のガス流量全体に占める割合（酸素流量比ともいう）を、０％以上３０％以下、好ましくは５％以上１５％以下とする。上述の酸素流量比とすることで、半導体層６５２ａの結晶性を低くすることができる。
【０３１６】
一方、半導体層６５２ｂの成膜条件として、酸素流量比を、３０％より大きく１００％以下、好ましくは５０％以上１００％以下、さらに好ましくは７０％以上１００％以下とする。上述の酸素流量比とすることで、半導体層６５２ｂの結晶性を高くすることができる。
【０３１７】
また、半導体層６５２ａ及び半導体層６５２ｂの形成時の基板温度としては、室温（２５℃）以上２００℃以下、好ましくは室温以上１３０℃以下とすればよい。基板温度を上記範囲とすることで、大面積のガラス基板を用いる場合に、基板の撓みまたは歪みを抑制することができる。ここで、半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂとで、基板温度を同じ温度とすると、生産性を高めることができる。また、例えば半導体層６５２ａと半導体層６５２ｂとで基板温度を異ならせる場合には、半導体層６５２ｂの成膜温度を高くすると、半導体層６５２ｂの結晶性をより高めることができる。
【０３１８】
ここで、トランジスタ６５０ａのゲート電極として機能する導電層６５１には、可視光を遮光する導電性材料を用いることが好ましい。これにより、半導体層６５２のチャネル形成領域に、光が照射されることを防ぐことができ、トランジスタ６５０ａの電気特性の変動を抑制できる。また、このとき、ゲート線（走査線ともいう）の一部を、導電層６５１として用いることが好ましい。
【０３１９】
また、トランジスタ６５０ａのソース電極及びドレイン電極の一方として機能する導電層６５３には、可視光を遮光する導電性材料を用いてもよい。このとき、ソース線（信号線ともいう）の一部を、導電層６５３として用いることが好ましい。
【０３２０】
図２１（Ｂ）では、トランジスタ６５０ａの一部、容量素子６５５、及び導電層６５３ｔと電極６２１のコンタクト部等を含む領域を、透過領域６６０ｔとして機能させることができる。
【０３２１】
図２１（Ｃ）には、トップゲート型のトランジスタ６５０ｂを用いた場合の例を示す。
【０３２２】
トランジスタ６５０ｂは、半導体層６５２を覆って、絶縁層６４２及び導電層６５１が積層して設けられ、導電層６５１を覆って絶縁層６４３が設けられ、絶縁層６４３の一部を覆って導電層６５３及び導電層６５３ｔが設けられている。容量素子６５５は、導電層６５１ｔと、導電層６５３ｔと、絶縁層６４３により構成されている。
【０３２３】
半導体層６５２としては、上記半導体層６５２ａ及び半導体層６５２ｂのいずれか一方または両方と同様の構成としてもよい。または、半導体層６５２を単層構造または３層以上の積層構造としてもよい。
【０３２４】
図２１（Ｃ）には、半導体層６５２のチャネル形成領域を挟む一対の低抵抗領域６５２ｃを示している。低抵抗領域６５２ｃは、当該チャネル形成領域よりもキャリア濃度が高い領域、または不純物濃度が高い領域とすることができる。半導体層６５２に、酸化物半導体（ＯＳ）を用いた場合、低抵抗領域６５２ｃを、酸化物導電体（ＯＣ）と呼ぶことができる。
【０３２５】
なお、低抵抗領域６５２ｃは、半導体層６５２をｎ型にした領域である。低抵抗領域６５２ｃは、絶縁層６４３と接し、絶縁層６４３は窒素または水素を有する。そのため、絶縁層６４３中の窒素または水素が低抵抗領域６５２ｃに入り込み、半導体層６５２のキャリア濃度を高めることができる。なお、低抵抗領域６５２ｃとしては、上記に限定されず、導電層６５１をマスクとして、不純物を添加することで形成してもよい。当該不純物としては、例えば、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、フッ素、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウムなどが挙げられ、当該不純物の添加は、イオン注入法またはイオンドーピング法を用いて行うことができる。また、上記不純物以外にも、半導体層６５２の構成元素の一つである、インジウムなどを添加することで低抵抗領域６５２ｃを形成してもよい。インジウムを低抵抗領域６５２ｃに添加することで、チャネル形成領域よりも低抵抗領域６５２ｃの方が、インジウムの濃度が高くなる場合がある。
【０３２６】
また、上記の不純物を添加したあとに、熱処理（代表的には１００℃以上４００℃以下、好ましくは１５０℃以上３５０℃以下）を行ってもよい。
【０３２７】
また、上記の不純物の添加については、低抵抗領域６５２ｃに限定されず、上述した他の酸化物導電体（ＯＣ）に適用することもできる。
【０３２８】
なお、例えばトランジスタ６５０ｂの半導体層６５２にシリコン、代表的にはアモルファスシリコン、または低温ポリシリコンなどを用いる場合、上述した低抵抗領域６５２ｃに相当する領域は、シリコン中にリン、ボロンなどの不純物が含まれた領域となる。また、シリコンのバンドギャップは、概ね１．１ｅＶである。したがって、トランジスタの半導体層にシリコンを用いる場合、半導体層は可視光の一部を吸収するため、当該半導体層を透過させて光を取り出すことが難しい。また、シリコン中にリン、ボロンなどの不純物が含まれると、透光性がさらに低下する場合がある。したがって、シリコン中に形成される低抵抗領域を透過させて光を取り出すことはより難しい場合がある。しかしながら、本発明の一態様では、酸化物半導体（ＯＳ）、及び酸化物導電体（ＯＣ）ともに、可視光に対して透光性を有するため、画素または副画素における発光素子の開口率を向上させることができる。
【０３２９】
以上のように、発光素子６２０の光路上に位置する導電層及び半導体層等に、可視光を透過する材料を用いることで、発光素子６２０の有効発光面積を大きくできる。一方、ソース線やゲート線、電位供給線などの配線（バスラインともいう）には、遮光性を有し、低抵抗な材料を用いることで、寄生抵抗を低減することができる。
【０３３０】
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。
【０３３１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。
【０３３２】
図２２は、第２のタッチセンサとして、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。
【０３３３】
表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。
【０３３４】
上部カバー６００１と下部カバー６００２は、例えばプラスチック等を用いることができる。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２とは、それぞれ薄く（例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下）することが可能である。そのため、表示モジュール６０００を極めて軽量にすることが可能となる。また少ない材料で上部カバー６００１と下部カバー６００２を作製できるため、作製コストを低減できる。
【０３３５】
表示パネル６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０やバッテリー６０１１と重ねて設けられている。表示パネル６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。また、表示パネル６００６は、第１のタッチセンサを有している。
【０３３６】
発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示パネル６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指などの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。
【０３３７】
発光部６０１５は、例えば表示パネル６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と表示パネル６００６を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
【０３３８】
発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部６０１５として、ユーザに視認されず、且つユーザにとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。
【０３３９】
受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。
【０３４０】
導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂとしては、少なくとも光６０１８を透過する部材を用いることができる。導光部６０１７ａ及び導光部６０１７ｂを用いることで、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示パネル６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。
【０３４１】
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。
【０３４２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報端末に適用可能な電子機器について図２３乃至図２５を用いて説明する。
【０３４３】
図２３（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末の一例を示す。図２３（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、タブレット型コンピュータや電子書籍として用いることができる。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
【０３４４】
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、図２３（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２３（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
【０３４５】
例えば表示部８０３及び表示部８０４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、本発明の一態様の表示装置を用いることで、スタイラス等のタッチペンを用いた手書き入力を行うことができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
【０３４６】
このように、携帯情報端末８００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。
【０３４７】
なお、筐体８０１及び筐体８０２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。
【０３４８】
例えば、上記実施の形態の表示装置を表示部８０３や表示部８０４に用いることにより、携帯情報端末８００は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３４９】
図２３（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２３（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
【０３５０】
表示部８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。
【０３５１】
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備えているため、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８１２に触れることで行うことができる。
【０３５２】
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２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。
【０３５３】
また、携帯情報端末８１０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８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２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８１２を触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３５４】
携帯情報端末８１０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８１０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。
【０３５５】
上記実施の形態の表示装置を表示部８１２に用いることにより、携帯情報端末８１０は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３５６】
図２４（Ａ）はラップトップ型のコンピュータ８５０を示している。コンピュータ８５０は、表示部８５１、筐体８５２、タッチパッド８５３、接続ポート８５４等を有する。
【０３５７】
タッチパッド８５３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。
【０３５８】
また、タッチパッド８５３には表示素子が組み込まれている。図２４（Ａ）に示すように、タッチパッド８５３の表面に入力キー８５５を表示することで、タッチパッド８５３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８５５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８５３に組み込まれていてもよい。例えば、上記実施の形態の表示装置を表示部８５１やタッチパッド８５３に用いることにより、コンピュータ８５０は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３５９】
図２４（Ｂ）は、ナビゲーション装置８６０を示している。図２４（Ｂ）に示すナビゲーション装置は、表示部８６１、操作ボタン８６２、及び外部入力端子８６３を具備する。
【０３６０】
上記実施の形態の表示装置を表示部８６１に用いることにより、ナビゲーション装置８６０は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３６１】
図２４（Ｃ）は、携帯電話機８７０を示している。図２４（Ｃ）に示す携帯電話機８７０は、操作スイッチ類８７３、マイクロフォン８７４などが備えられた本体（Ａ）８７１と、表示部８７５、アンテナ８７６、スピーカ８７７などが備えられた本体（Ｂ）８７２とが、蝶番８７８で開閉可能に連結されている。
【０３６２】
本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番８７８の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としても良い。また、操作スイッチ類８７３、表示部８７５、を一つの筐体内に納め、一体化させた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また、本体（Ａ）８７１と本体（Ｂ）８７２に表示部を複数個そなえてもよい。例えば、上記実施の形態の表示装置を表示部８７５に用いることにより、携帯電話機８７０は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３６３】
図２５（Ａ）、および図２５（Ｂ）は、それぞれ折り畳みが可能な電子機器を示している。
【０３６４】
図２５（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。
【０３６５】
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１９（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。
【０３６６】
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。
【０３６７】
表示部９０２は、タッチセンサを有しており、指やスタイラスなどにより操作することができる。
【０３６８】
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。
【０３６９】
表示部９０２には、一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。このとき、筐体９０１ａと筐体９０１ｂとが開いた状態において、表示部９０２を構成するフレキシブルディスプレイは一部が湾曲した状態で保持されることが好ましい。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。
【０３７０】
図２５（Ｂ）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。
【０３７１】
図２５（Ｂ）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。
【０３７２】
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。
【０３７３】
上記実施の形態の表示装置を表示部９０２、あるいは表示部９２２に用いることにより、電子機器９００および電子機器９２０は操作性に優れ、その消費電力を低減し、視認性を向上することができる。
【０３７４】
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】
【０３７５】
Ｂ１    端子
Ｂ２    端子
Ｃ１    容量素子
Ｃ２    容量素子
Ｃ３    容量素子
ＣＳ１    容量素子
ＦＤ１    ノード
ＦＤ２    ノード
ＦＤ３    ノード
Ｍ１    トランジスタ
Ｍ２    トランジスタ
Ｍ３    トランジスタ
Ｍ４    トランジスタ
Ｍ６    トランジスタ
Ｍ７    トランジスタ
Ｍ８    トランジスタ
Ｍ９    トランジスタ
Ｍ１１    トランジスタ
Ｍ１２    トランジスタ
ＭＷ１    トランジスタ
１０    情報端末
１１    筐体
１２    表示領域
１２Ａ    表示領域
１２Ｂ    表示領域
１３    操作ボタン
１４    操作ボタン
１５    カメラ
１６    タッチペン
１７    表示部
２１    文字
２２    下線
２３    枠線
２４    線
２５    マーカー
２６    文字
３０    表示パネル
３１    画素
３２    画素アレイ
３４    ゲートドライバ
３５    ソースドライバ
３７    ＦＰＣ
１１０    表示素子
１３０    表示素子
１５０    タッチセンサ
１６１    マルチプレクサ
１６２    Ａ／Ｄコンバータ
１７０    発光素子
１８０    液晶素子
１９０    フォトダイオード
３００    表示装置
３０１    基体
３０２    素子層
３０３    基体
３０５    トランジスタ
３０７    容量
３０９    発光素子
３１１    封止材
３１３    ゲート電極
３１５    半導体
３１７    導電体
３１９    ゲート絶縁膜
３２１    絶縁膜
３２３    導電体
３２５    導電体
３２７    絶縁膜
３２９    絶縁膜
３３１    絶縁膜
３３３    電極
３３５    ＥＬ層
３３７    電極
３３９    絶縁膜
３４３    トランジスタ
３４５    容量
３４７    導電体
３４９    半導体
３５１    ゲート電極
３５３    絶縁膜
３５５    ゲート絶縁膜
３５７    チャネル領域
３５９    低抵抗領域
３６１    低抵抗領域
３７０    表示装置
３７１    基体
３７２    素子層
３７３    基体
３７５    トランジスタ
３７７    トランジスタ
３７９    容量
３８１    容量
３８３    液晶素子
３８５    シール材
３８７    液晶
３８９    ゲート電極
３９１    半導体
３９３    導電体
３９５    ゲート絶縁膜
３９７    絶縁膜
３９９    導電体
４０１    導電体
４０３    絶縁膜
４０５    絶縁膜
４０７    共通電極
４０９    絶縁膜
４１１    画素電極
４１３    配向膜
４１５    遮光層
４１７    着色層
４１９    スペーサー
４２１    配向膜
４２５    偏光板
４２７    偏光板
４３１    導電体
４３３    半導体
４３５    ゲート電極
４３７    絶縁膜
４３９    ゲート絶縁膜
４４１    チャネル領域
４４３    低抵抗領域
４４５    低抵抗領域
４４７    絶縁膜
４９８    タッチセンサ
４９９    タッチセンサ
５４１    光源
６００    表示装置
６０１    基板
６０２    基板
６０３    回路
６０４    回路
６０５    タッチセンサ
６０７    タッチセンサ
６１０    液晶素子
６１１    電極
６１２    液晶層
６１３    電極
６２０    発光素子
６２１    電極
６２２    層
６２３    電極
６３０    機能層
６３１    封止層
６４１    絶縁層
６４２    絶縁層
６４３    絶縁層
６４４    絶縁層
６４５    絶縁層
６５０ａ    トランジスタ
６５０ｂ    トランジスタ
６５１    導電層
６５１ｔ    導電層
６５２    半導体層
６５２ａ    半導体層
６５２ｂ    半導体層
６５２ｃ    低抵抗領域
６５３    導電層
６５３ｔ    導電層
６５５    容量素子
６６０    領域
６６０ｔ    透過領域
６６５ｅ    光
６６５ｒ    反射光
８００    携帯情報端末
８０１    筐体
８０２    筐体
８０３    表示部
８０４    表示部
８０５    ヒンジ部
８１０    携帯情報端末
８１１    筐体
８１２    表示部
８１３    操作ボタン
８１４    外部接続ポート
８１５    スピーカ
８１６    マイク
８１７    カメラ
８５０    コンピュータ
８５１    表示部
８５２    筐体
８５３    タッチパッド
８５４    接続ポート
８５５    入力キー
８６０    ナビゲーション装置
８６１    表示部
８６２    操作ボタン
８６３    外部入力端子
８７０    携帯電話機
８７３    操作スイッチ類
８７４    マイクロフォン
８７５    表示部
８７６    アンテナ
８７７    スピーカ
８７８    蝶番
９００    電子機器
９０１    筐体
９０１ａ    筐体
９０１ｂ    筐体
９０２    表示部
９０３    ヒンジ
９２０    電子機器
９２１ａ    筐体
９２１ｂ    筐体
９２２    表示部
９２３    ヒンジ
１００１    タッチセンサ
１００２    タッチセンサ
１００３    アプリケーションプロセッサ
１００５    ディスプレイコントローラ
１００７    タッチセンサコントローラ
１００９    データ処理回路
１０１５    モードコントローラ
１０１７    タイミングコントローラ
１４４５    メモリセル
６０００    表示モジュール
６００１    上部カバー
６００２    下部カバー
６００６    表示パネル
６００９    フレーム
６０１０    プリント基板
６０１１    バッテリー
６０１５    発光部
６０１６    受光部
６０１７ａ    導光部
６０１７ｂ    導光部
６０１８    光
【図１】
2018097291.tif 000003
【図２】
2018097291.tif 000004
【図３】
2018097291.tif 000005
【図４】
2018097291.tif 000006
【図５】
2018097291.tif 000007
【図６】
2018097291.tif 000008
【図７】
2018097291.tif 000009
【図８】
2018097291.tif 000010
【図９】
2018097291.tif 000011
【図１０】
2018097291.tif 000012
【図１１】
2018097291.tif 000013
【図１２】
2018097291.tif 000014
【図１３】
2018097291.tif 000015
【図１４】
2018097291.tif 000016
【図１５】
2018097291.tif 000017
【図１６】
2018097291.tif 000018
【図１７】
2018097291.tif 000019
【図１８】
2018097291.tif 000020
【図１９】
2018097291.tif 000021
【図２０】
2018097291.tif 000022
【図２１】
2018097291.tif 000023
【図２２】
2018097291.tif 000024
【図２３】
2018097291.tif 000025
【図２４】
2018097291.tif 000026
【図２５】
2018097291.tif 000027