(57)【要約】【課題】消費電力が低減された電子機器を提供する。または、操作性の高い電子機器を提供する。または、表示品位の優れた表示装置を提供する。または、新規な電子機器を提供する。【解決手段】表示部と、視線検知センサと、を有し、表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、第１の表示素子と第２の表示素子とは、それぞれ独立に制御され、視線検知センサが検知しない場合には、第１の表示素子を表示させ、第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器である。【選択図】図１
2018072564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、視線検知センサと、を有する電子機器であり、
前記表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、
前記第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、
前記第１の表示素子と前記第２の表示素子とは、それぞれ独立に制御され、
前記視線検知センサが検知しない場合には、前記第１の表示素子を表示させ、前記第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器。
【請求項２】
表示部と、視線検知センサと、タッチセンサと、を有する電子機器であり、
前記表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、
前記第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、
前記第１の表示素子と前記第２の表示素子とは、それぞれ独立に制御され、
前記タッチセンサへの接触を検知しない場合には、前記視線検知センサを作動し、
前記視線検知センサが使用者の視線を検知しない場合には、前記第１の表示素子を表示させ、前記第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器。
【請求項３】
表示部と、視線検知センサと、タッチセンサと、を有する電子機器であり、
前記表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、
前記第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
前記第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、
第１のタッチセンサと、第２のタッチセンサと、を有し、
前記電子機器は、表面と、前記表面の一辺に接する側面と、裏面と、を有し、
前記表示部は、少なくとも一部が前記表示装置の表面に配置され、
前記第１のタッチセンサは、前記側面に配置され、
前記第２のタッチセンサは、前記裏面に配置され、
前記第１のタッチセンサおよび第２のタッチセンサへの接触を検知しない場合には、前記視線検知センサーを作動し、
前記視線検知センサーが使用者の視線を検知しない場合には、前記第１の表示素子を表示させ、前記第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
外光センサを有し、
前記外光センサが検知する光の照度が５００以上である場合には、前記第２の表示素子の動作を停止させる機能を有する電子機器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
撮像装置を有し、
前記撮像装置により、瞳を撮影し、
前記視線検知センサは、
前記撮影された瞳から、虹彩または瞳孔を検出する機能を有する電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
腕時計型である電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記電子機器はベルトを有し、
前記ベルトにより使用者の腕に装着される電子機器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
少なくとも一部が使用者の腕に接して使用される電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、電子機器、表示装置、表示部、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、半導体装置、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、電子機器、およびその動作方法に関する。
【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。本発明の一態様の技術分野としては、電子機器、表示装置、表示モジュール、半導体装置、発光装置、蓄電装置、蓄電池、記憶装置、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、入出力パネル、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、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】
表示装置においては消費電力の低減が求められる。例えば、携帯端末等、表示装置が搭載される電子機器において、表示装置の消費電力を低くすることにより、蓄電池の容量が低下するまでの電子機器の持続時間をより長くすることができる。液晶表示装置において、静止画を表示している期間、データを書き換える間隔を長くすることで、消費電力を低減することが報告されている（特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
また、表示装置に検知手段を搭載することにより、表示装置の機能を向上させ、その価値を高めることができる。特許文献３には、表示装置が視線検知手段を有することにより、情報が表示されたままとなっていることを抑制する例が示されている。
【０００６】
特許文献４には、視線検知手段の一例として、視線検出処理の方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１４１５２２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３７７６０号公報
【特許文献３】特開２０１５−３６９２５号公報
【特許文献４】特開２０１５−２０１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、消費電力が低減された電子機器を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、操作性の高い電子機器を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品位の優れた表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な電子機器を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００１０】
本発明の一態様は、表示部と、視線検知センサと、を有する電子機器であり、表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、第１の表示素子と第２の表示素子とは、それぞれ独立に制御され、視線検知センサが検知しない場合には、第１の表示素子を表示させ、第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器である。
【００１１】
または、本発明の一態様は、表示部と、視線検知センサと、タッチセンサと、を有する電子機器であり、表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、第１の表示素子と第２の表示素子とは、それぞれ独立に制御され、タッチセンサへの接触を検知しない場合には、視線検知センサを作動し、視線検知センサが使用者の視線を検知しない場合には、第１の表示素子を表示させ、第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器である。
【００１２】
または、本発明の一態様は、表示部と、視線検知センサと、タッチセンサと、を有する電子機器であり、表示部は、第１の表示素子を有する第１の画素アレイと、第２の表示素子を有する第２の画素アレイと、を有し、第１の表示素子は光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第２の表示素子は光を射出する自発発光素子を有し、第１のタッチセンサと、第２のタッチセンサと、を有し、電子機器は、表面と、表面の一辺に接する側面と、裏面と、を有し、表示部は、少なくとも一部が表示装置の表面に配置され、第１のタッチセンサは、側面に配置され、第２のタッチセンサは、裏面に配置され、第１のタッチセンサおよび第２のタッチセンサへの接触を検知しない場合には、視線検知センサーを作動し、視線検知センサーが使用者の視線を検知しない場合には、第１の表示素子を表示させ、第２の表示素子の駆動を停止させる機能を有する電子機器である。
【００１３】
また、上記構成のいずれかにおいて、外光センサを有し、外光センサが検知する光の照度が５００以上である場合には、第２の表示素子の動作を停止させる機能を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記構成のいずれかにおいて、撮像装置を有し、撮像装置により、瞳を撮影し、視線検知センサは、撮影された瞳から、虹彩または瞳孔を検出する機能を有することが好ましい。
【００１５】
また、上記構成のいずれかにおいて、腕時計型であることが好ましい。
【００１６】
また、上記構成のいずれかにおいて、前記電子機器はベルトを有し、前記ベルトにより使用者の腕に装着されることが好ましい。
【００１７】
また、上記構成のいずれかにおいて、少なくとも一部が使用者の腕に接して使用されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様により、消費電力が低減された電子機器を提供することができる。また、本発明の一態様により、操作性の高い電子機器を提供することができる。また、本発明の一態様により、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な電子機器を提供することができる。
【００１９】
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００２０】
【図１】電子機器の構成例を示すブロック図。
【図２】電子機器の一例を示す上面図。
【図３】画素の構成例を示す回路図。
【図４】電子機器の動作例を示すフロー。
【図５】電子機器の動作例を示すフロー。
【図６】電子機器の動作例を示すフロー。
【図７】電子機器の動作例を示すフロー。
【図８】電子機器の動作例を示すフロー。
【図９】電子機器の動作例を示すフロー。
【図１０】電子機器の動作例を示すフロー。
【図１１】表示装置の動作を示すタイミングチャート。
【図１２】電子機器の一例を示す図。
【図１３】電子機器の一例を示す図。
【図１４】電子機器の一例を示す図。
【図１５】電子機器の一例を示す図。
【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】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図１９】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図２０】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図２１】表示装置の画素の構成例を示す図。
【図２２】表示装置の外観の一例を示す図。
【図２３】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図２４】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図２５】表示装置の断面構造の一例を示す図。
【図２６】入出力パネルの構成を説明する図。
【図２７】入出力パネルの構成を説明する図。
【図２８】表示装置の外観の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２２】
また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置、表示装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、又は半導体装置を有している場合がある。
【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、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００２４】
トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲートは、トランジスタの導通状態を制御する制御ノードとして機能するノードである。ソースまたはドレインとして機能する２つの入出力ノードは、トランジスタの型及び各端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。また、本明細書等では、ゲート以外の２つの端子を第１端子、第２端子と呼ぶ場合がある。
【００２５】
ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換えることが可能である。
【００２６】
電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位（ＧＮＤ）またはソース電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。なお、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、０Ｖを意味しない場合もある。
【００２７】
本明細書等において、「膜」という言葉と「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００２８】
本明細書等において、“第１”、“第２”、“第３”という序数詞は構成要素の混同を避けるために付す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定するものでもない。
【００２９】
図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
【００３０】
本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【００３１】
図面に記載したブロック図の各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう示していても、実際の回路ブロックにおいては同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路ブロックにおいては一つの回路ブロックで行う処理を、複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。
【００３２】
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳーＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００３５】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【００３６】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【００３７】
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。
【００３８】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【００３９】
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。
【００４０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る電子機器の一例について説明する。
【００４１】
＜電子機器の例＞
図１には本発明の一態様の電子機器２００を説明するブロック図を示す。電子機器２００は、筐体１６１と、表示装置１３０と、視線検知センサ１５５と、外光センサ１５６と、を有する。筐体１６１は、電子機器２００の側面の少なくとも一部と、裏面の少なくとも一部と、を形成する。
【００４２】
電子機器２００は例えば向かい合う２つの面を有する。該２の面において、表示部が設けられる面を例えばおもて面と呼ぶ、他方の面を裏面と呼ぶ。また、おもて面の辺に接し、おもて面と裏面に挟まれる領域を側面と呼ぶ場合がある。なお、電子機器２００が２以上の表示部を有する場合、あるいはおもて面から裏面に渡り連続した表示部を有する場合には、裏面も表示部を有する場合もある。例えば後述する図１２乃至図１３で説明する情報端末６２００において、図１２（Ａ）に示す、表示部６２２２、光センサ６２２５、視線検知センサ６２３１、等が設けられる面がおもて面、図１３（Ａ）に示す、タッチセンサ６２３２等を有する面が裏面である。
【００４３】
視線検知センサ１５５は筐体１６１上、あるいは筐体１６１内に設置されることが好ましい。視線検知センサ１５５は電子機器２００に対して向けられる使用者、例えばヒト等の視線を検知することができる。
【００４４】
外光センサ１５６は筐体１６１上、あるいは筐体１６１内に設置されることが好ましい。あるいは筐体１６１は、外光センサ１５６が設置される箇所において開口部を有し、該開口部を通して外光センサ１５６が外光を受光してもよい。外光センサ１５６は電子機器２００が使用される環境の照度を測定することができる。
【００４５】
表示装置１３０は表示部１００と、駆動回路１３２と、を有する。表示部１００は、電子機器２００のおもて面近傍に位置し、表示部１００はタッチセンサ１５１を有する。駆動回路１３２は、ゲートドライバ、ソースドライバ、等を有する。また、表示部１００は画素アレイ１０２および画素アレイ１０４を有する。画素アレイ１０２および画素アレイ１０４については後述する。ここで画素アレイとは例えば、複数の画素の集まりである。あるいは画素アレイとは例えば、複数の画素により構成される。
【００４６】
電子機器２００はタッチセンサ１５２を有する。タッチセンサ１５２は筐体１６１上に配置されることが好ましい。あるいは筐体１６１の表面より内側に設けられてもよい。タッチセンサ１５２は、電子機器２００のおもて面の周辺部に配置されることが好ましい。また、タッチセンサ１５２は電子機器２００の側面の少なくとも一部を形成する領域に配置されてもよい。また、電子機器２００はタッチセンサ１５３を有する。タッチセンサ１５３は、筐体１６１において、電子機器２００の裏面の少なくとも一部を形成する領域において、筐体１６１上、あるいは筐体１６１の表面より内側に設けられてもよい。
【００４７】
図２（Ａ）は電子機器２００のおもて面からみた上面図を示す。図２（Ａ）において、電子機器２００は、表示部１００と、表示部１００の周辺部に位置する筐体１６１（図２（Ａ）では図示せず）を有する。表示部１００は、その表面近傍にタッチセンサ１５１を有する（図２（Ａ）では図示せず）。
【００４８】
タッチセンサ１５１として、インセル型のセンサ及びオンセル型のセンサのいずれを用いることもできる。本発明の一態様の表示装置１３０は例えば、表示素子１０１が設けられる層と、表示素子１０３が設けられる層と、それらの層を挟むように配置される基板と、を有する。インセル型のセンサにおいては例えば、該基板に挟まれるようにタッチセンサの少なくとも一部が配置される。またオンセル型のセンサにおいては例えば、該基板の外側にタッチセンサが配置される。
【００４９】
また、電子機器２００はタッチセンサ１５４を有することが好ましい。タッチセンサ１５４として例えば、タッチセンサ１５１よりも長い距離を検出できる近接センサ等を用いることができる。例えば、タッチセンサ１５１は接触、または５ｍｍ以下の距離の物体を検知し、タッチセンサ１５４は、５ｍｍより大きく２００ｍｍ以下の物体を検知する。
【００５０】
また、タッチセンサ１５４として、後述する触覚センサを用いてもよい。
【００５１】
また、タッチセンサ１５４は、物体が電子機器２００が有する表示部１００を遮る場合に検知を行えるように配置されることが好ましい。例えば、表示部１００において、表面近傍に網目状に配置されることが好ましい。
【００５２】
また図２（Ａ）において電子機器２００は表示部１００の周辺部に配置されるタッチセンサ１５２、視線検知センサ１５５および外光センサ１５６を有する。タッチセンサ１５２は筐体１６１上に設けられる。また、タッチセンサ１５２は電子機器２００の側面に渡って設けられることが好ましい。あるいは、タッチセンサ１５２は電子機器２００の側面のみに設けられる場合もある。
【００５３】
図２（Ｂ）は電子機器２００の裏面からみた上面図を示す。図２（Ｂ）において、電子機器２００は、筐体１６１上にタッチセンサ１５３を有する。タッチセンサ１５３は図２（Ｂ）において、電子機器２００の裏面の周辺部に配置される。
【００５４】
タッチセンサ１５２及びタッチセンサ１５３は、網状に分布した（例えば網状に張り巡らされた）センサを有してもよい。
【００５５】
画素アレイ１０２は表示素子１０１を有する。表示素子１０１は液晶素子を有することが好ましい。また、表示素子１０１は光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。表示素子１０１として例えば反射型の液晶素子を用いることができる。液晶素子は、電荷を蓄積するコンデンサ構造を有する。また液晶素子は２つの電極（画素電極とコモン電極）と、これらに挟まれた液晶を有する。
【００５６】
反射型の液晶素子は、外光を光源として表示する。反射型の液晶素子を用いた表示装置は、鮮明で美しい画像が得られる。またバックライトが不要なため消費電力が抑えられる。また電子ペーパー等と比較して応答速度が速い。ここで反射型の液晶素子を用いた表示装置において後述するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動を用いることにより、表示装置の消費電力を極めて低くすることができる。反射型の液晶素子とＩＤＳ駆動を組み合わせた表示装置は、その低い消費電力と、美しい表示画質から、例えば書籍、特に図や画像を含む書籍、例えば教科書、参考書等を表示する携帯型端末として優れている。
【００５７】
画素アレイ１０４は表示素子１０３を有する。表示素子１０３は発光型表示素子であることが好ましい。例えば、自発発光素子であればよい。表示素子１０３として例えば有機ＥＬ素子を用いることができる。あるいは、表示素子１０３として透過型の液晶素子を用いることもできる。透過型の液晶素子は例えば、バックライトと、液晶に印加される電圧を制御するスイッチング素子と、を有する。該スイッチング素子としてトランジスタを用いればよい。また、表示素子１０１として反射型の液晶素子を用い、表示素子１０３として透過型の液晶素子を用いる場合には、表示素子１０１と表示素子１０３は同じ層の液晶を用いてもよいし、それぞれの液晶層を別々に、例えば積層させて設けてもよい。表示装置１３０が表示素子１０３を有することにより、外光が暗い場合においても高画質な画像を表示することができる。つまり、表示装置１３０を幅広い場面、環境において使用することができる。また表示素子１０１と表示素子１０３を組み合わせて表示することにより、画像の表現性が向上するため好ましい。
【００５８】
画素アレイ１０２および画素アレイ１０４はそれぞれ、複数の画素を有する。画素は、ゲート信号によりソース線（以降の図３では例えば配線ＧＬおよび配線ＧＥ）との接続が制御されるスイッチング素子（以降の図３では例えばトランジスタ６３およびトランジスタ６６等）を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線（以降の図３では例えば配線ＳＬおよび配線ＤＬ等）から画素にデータ信号が書き込まれる。スイッチング素子がオフになると、画素はデータの保持状態となる。
【００５９】
画素アレイ１０２が有する画素の一例として、図３に画素６１を示す。画素６１は表示素子１０１と、トランジスタ６３と、を有する。トランジスタ６３のゲートはゲート信号が与えられる配線ＧＬと電気的に接続される。トランジスタ６３のソースおよびドレインの一方はデータ信号が与えられる配線ＳＬと電気的に接続され、他方は表示素子１０１の一方の電極に電気的に接続される。トランジスタ６３にはＯＳ−ＦＥＴを用いることが好ましい。また、トランジスタ６３については、後述する実施の形態のトランジスタ３０３を参照してもよい。
【００６０】
画素アレイ１０４が有する画素の一例として、図３に画素６２を示す。画素６２は表示素子１０３を有する。また、画素６２はトランジスタ６５、トランジスタ６６、等を有することが好ましい。トランジスタ６５およびトランジスタ６６については、後述する実施の形態のトランジスタ３０５およびトランジスタ３０６を参照する。
【００６１】
画素６１と画素６２は隣り合って配置されることが好ましい。また、画素６１と画素６２は一部の領域が重なっていてもよい。
【００６２】
画素アレイ１０２および画素アレイ１０４に同じ画像を表示する場合には例えば、画素６１と画素６２には同一の画像信号が表示される。画素アレイ１０２および画素アレイ１０４に同じ画像を表示することにより例えば、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。
【００６３】
表示部１００は、ＨＢモード、Ｒモード、およびＥモード、の３種類の表示モードを有する。ＨＢモードにおける表示とは、画素アレイ１０２と画素アレイ１０４のハイブリッド表示を指す。また、Ｒモードにおける表示とは、画素アレイ１０２を表示し画素アレイ１０４の駆動を停止させることを指す。また、Ｅモードにおける表示とは、画素アレイ１０４を表示、画素アレイ１０２の駆動を停止させることを指す。表示モードの切り替えは例えば、外光の強さ、ユーザーの好み、画像の種類、等に応じて行うことができる。あるいは後述するように、蓄電池の残量などに応じてモードが切り替えられる。
【００６４】
表示部１００において、いずれの表示モードが選択されているかを示す画像や文字を表示してもよい。
【００６５】
表示部１００は例えば、外光が強い場合にはＲモードあるいはＨＢモードとし、外光が弱い場合にはＥモード、あるいはＨＢモードとすることができる。ＨＢモードとすることにより、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。Ｒモードの場合、画素アレイ１０４の表示機能は停止される。
【００６６】
Ｒモードとすることにより、バックライトが不要なため、消費電力を抑えることができる。また、画素アレイ１０２が有する表示素子１０１として反射型の液晶素子を用い、動作方法としてＩＤＳ駆動を用いることにより、消費電力を極めて低くすることができる。
【００６７】
また、画素アレイ１０４を表示する、すなわちＥモードまたはＨＢモードとすることにより例えば、より視野角の広い表示が得られる場合がある。視野角が広い表示が得られることにより例えば、表示部１００を閲覧する角度にこだわらずに用いることができる。また、複数人で同じ表示画面を閲覧しやすい場合がある。Ｅモードの場合、画素アレイ１０２の表示機能は停止される。
【００６８】
また、画素アレイ１０２には例えば、カラー画像が表示されてもよいし、グレー画像が表示されてもよい。画素アレイ１０４にはカラー画像が表示されることが好ましい。
【００６９】
表示部１００において画素アレイ１０２にグレー画像、画素アレイ１０４にカラー画像が表示される場合を考える。この場合には例えば、表示部１００に表示される画像がグレー画像の場合には画素アレイ１０２を表示し、カラー画像の場合には画素アレイ１０４を表示する。また例えば、グレー画像あるいは白黒画像で構成される文字情報を画素アレイ１０２に、図および写真等で構成されるカラー画像を画素アレイ１０４に、それぞれ表示してもよい。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
電子機器２００において、使用者が操作を中断する場合には、表示装置１３０が有する表示部１００の表示をオフ状態とすることにより消費電力を削減することができる。一方、表示部１００の表示をオフ状態からオン状態に復旧させる場合には、使用者が電子機器２００を操作する、例えばスイッチを押す、等の操作を行う。
【００７４】
本発明の一態様の電子機器２００は、使用者が操作を中断する場合に、表示部１００の消費電力を低減しつつ表示状態を維持し、再び操作を開始する場合にも例えば、使用者が電子機器２００に触れることなく使用することができる。復旧の操作に要する時間、および手間を省くことができる。操作を減らすことができるため、使用者の利便性が向上する。
【００７５】
本発明の一態様の電子機器２００において、電子機器２００が有するタッチセンサを用いて使用者または物体が触れているか、あるいは電子機器２００が収納されているか、の判断を行う。
【００７６】
電子機器２００が収納されてないと判断される場合には、次のステップに進む。まず電子機器２００に使用者の視線が向けられていない場合には、電子機器２００が使用されていないと判断し、画素アレイ１０４の駆動を停止させる。画素アレイ１０２が要する消費電力は極めて低いため、画素アレイ１０４の駆動を停止させることにより、電子機器２００の消費電力を低減させることができる。
【００７７】
電子機器２００に使用者の視線が向けられている場合には、電子機器２００が使用されていると判断し、画素アレイ１０２および画素アレイ１０４の両方を駆動させる。
【００７８】
＜電子機器の動作例＞
図４に示すフロー図を用いて、本発明の一態様の電子機器の動作について詳細に説明する。
【００７９】
まずステップＳ１００により、操作を開始する。
【００８０】
次にステップＳ３０１において、視線検知センサ１５５が視線を検知する場合には、電子機器２００が操作されていると判断し、ステップＳ５０１へ進む。ステップＳ３０１において、視線検知センサ１５５が視線を検知しない場合には、電子機器２００が操作されていないと判断し、ステップＳ４０１へ進む。視線検知センサの詳細については後述する。
【００８１】
ステップＳ４０１では、Ｒモードにおける表示を行う。ここでステップＳ４０１においてはＩＤＳ駆動を行うことが好ましい。Ｒモードにおける表示を行い、かつ、ＩＤＳ駆動を用いることにより、電子機器２００の消費電力を極めて低くすることができる。
【００８２】
ステップＳ５０１では、外光センサ１５６が検知する外光の照度がＤ［ｌｘ］以上の場合にはステップＳ６０１へ進み、ＨＢモードにおける表示行う。また、Ｄ［ｌｘ］未満の場合にはステップＳ６０２へ進み、Ｅモードにおける表示を行う。
【００８３】
ここでＤは好ましくは５００以上、より好ましくは１０００以上、さらに好ましくは５０００以上である。
【００８４】
ステップＳ４０１、ステップＳ６０１およびステップＳ６０２において、それぞれの動作が完了したらステップＳ１００に戻る。
【００８５】
図５は、図４に示すステップＳ３０１に替えてステップＳ３０２を有する場合の例を示す。
【００８６】
まずステップＳ１００により、操作を開始する。
【００８７】
次にステップＳ３０２においては、使用者、例えばヒトが電子機器２００に触れる場合を考える。あるいは使用者が用いたスタイラス等が電子機器２００に触れてもよい。このような場合は例えば、タッチセンサ１５１、タッチセンサ１５２またはタッチセンサ１５３にヒトの手（指、手のひら、等）、またはスタイラスが接触する。
【００８８】
ヒトの指、スタイラス等を用いて表示部１００において操作を行う場合を考える。このような場合には例えば、タッチセンサ１５１の一部の領域で接触あるいは近接が検知される。例えば、タッチセンサ１５１の全領域に対してＡ［％］以下の領域において検知される。ここでタッチセンサ１５１の全領域に対してＡ［％］以下の領域において検知される場合を、タッチセンサ１５１において条件１を満たす場合、と呼ぶ。
【００８９】
あるいは全領域に対してＡ［％］以下の領域において検知される代わりに、タッチセンサ１５１においてＢ［ｍｍ２］以下の面積において検知されてもよい。
【００９０】
ここでＡは好ましくは９０％以下、より好ましくは０．００１％以上７０％以下、さらに好ましくは０．００１％以上５０％以下である。またＢは好ましくは１ｍｍ２以上６４００ｍｍ２以下である。
【００９１】
また、電子機器２００を使用者が手で保持する場合を考える。このような場合には例えば、電子機器２００のおもて面の周辺部、あるいは側面、等が指で保持される。そのような場合にはタッチセンサ１５２において接触が検知される。あるいは例えば、電子機器２００の裏面が手のひらで保持される。そのような場合にはタッチセンサ１５３において接触が検知される。
【００９２】
あるいは、電子機器２００がホルダー等で保持される場合を考える。このような場合にも例えば、タッチセンサ１５２等において接触が検知される。
【００９３】
よってステップＳ３０２において、タッチセンサ１５１において条件１を満たす場合、あるいはタッチセンサ１５２および１５３において接触あるいは近接が検知される場合には、使用者が電子機器２００を使用している可能性が高い。この場合に、さらに視線検知センサ１５５が使用者の視線を検知する場合には電子機器２００を使用者が使用していると判断してステップＳ５０１に進む。
【００９４】
一方、「タッチセンサ１５１において条件１を満たす、あるいはタッチセンサ１５２および１５３において接触あるいは近接が検知される」こと、あるいは「視線検知センサ１５５が使用者の視線を検知する」こと、のいずれか、あるいは両方が満たされない場合には、電子機器２００を使用者が使用していないと判断してステップＳ４０１に進む。
【００９５】
図６は、図４に加えてステップＳ２０１およびステップＳ２０２を有する。また、図７は図６に加えてステップＳ２０３を有する。
【００９６】
図６を用いて電子機器２００の使用方法の一例を示す。ステップＳ２０１においてタッチセンサ１５１が前述の条件１を満たす場合、あるいはタッチセンサ１５２および１５３において接触あるいは近接が検知される場合には、使用者が電子機器２００を使用している可能性が高いため、ステップＳ３０１に進み、視線検知センサ１５５による検知を行う。電子機器２００において、タッチセンサ１５１が前述の条件１を満たすこと、およびタッチセンサ１５２および１５３において接触あるいは近接が検知されること、のいずれにも該当しない場合にはステップＳ２０２に進む。
【００９７】
次にステップＳ２０２においては、電子機器２００が収納される場合を考える。例えば、電子機器２００が人の衣服のポケットの中、または鞄の中、等に収納される場合を考える。このような場合には例えば、ステップＳ２０２において表示部１００の大部分の領域が覆われる。すなわち、タッチセンサ１５１の大部分の領域が覆われる。例えばタッチセンサ１５１の全領域のＣ［％］以上が近接あるいは接触を検知する。
【００９８】
あるいは、電子機器２００の使用を中断する場合に、表示部１００を手などで覆う場合がある。
【００９９】
よってステップＳ２０２において、タッチセンサ１５１の全領域のＣ［％］以上が近接あるいは接触を検知する場合にはステップＳ４０１へ（図７においてはステップＳ２０３へ）、覆われていない場合にはステップＳ３０１へ進む。
【０１００】
詳細は後述するが、例えばステップＳ２０２において、タッチセンサ１５１に検知されない物体に表示部１００を覆われる場合には、ステップＳ２０３においてタッチセンサ１５４を用いて表示部１００を覆う物体が検知されることが好ましい。
【０１０１】
ここでＣは好ましくは５０％より大きく、より好ましくは７０％より大きく、さらに好ましくは９０％より大きい。
【０１０２】
なお、ステップＳ２０１において、タッチセンサ１５１とタッチセンサ１５４を併用してもよい。その場合には、ステップＳ２０２において、「ＮＯ」が選択される場合にはステップＳ３０１に進めばよい。
【０１０３】
次にステップＳ３０１において、視線検知センサ１５５が視線を検知する場合には、電子機器２００が操作されていると判断し、ステップＳ５０１へ進む。ステップＳ３０１において、視線検知センサ１５５が視線を検知しない場合には、電子機器２００が操作されていないと判断し、ステップＳ４０１へ進む。視線検知センサの詳細については後述する。
【０１０４】
ステップＳ４０１では、Ｒモードにおける表示を行う。ここでステップＳ４０１においてはＩＤＳ駆動を行うことが好ましい。Ｒモードにおける表示を行い、かつ、ＩＤＳ駆動を用いることにより、電子機器２００の消費電力を極めて低くすることができる。
【０１０５】
ステップＳ５０１では、外光センサ１５６が検知する外光の照度がＤ［ｌｘ］以上の場合にはステップＳ６０１へ進み、ＨＢモードにおける表示行う。また、Ｄ［ｌｘ］未満の場合にはステップＳ６０２へ進み、Ｅモードにおける表示を行う。
【０１０６】
ここでＤは好ましくは５００以上、より好ましくは１０００以上、さらに好ましくは５０００以上である。
【０１０７】
ステップＳ４０１、ステップＳ６０１およびステップＳ６０２において、それぞれの動作が完了したらステップＳ１００に戻る。
【０１０８】
図７は図６に加えてステップＳ２０３を有する。ステップＳ２０３においては、電子機器２００にタッチセンサ１５１に検知されない物体が触れる場合を考える。一例として、無機物等のホルダーに保持される場合や、ポケットに収納される場合を考える。このような場合には例えば、タッチセンサ１５４が検知する。
【０１０９】
よってステップＳ２０３において、タッチセンサ１５４が検知する場合にはステップＳ４０１へ、検知しない場合にはステップＳ３０１へ進む。
【０１１０】
図８には、電子機器２００が図７のフローに沿って使用される場合において、衣服のポケット等に収納される場合のフローを太線で示す。
【０１１１】
まずステップＳ１００において操作を開始する。次に、ステップＳ２０１に進む。使用者例えばヒトの皮膚、あるいはスタイラスで触れていないため、ステップＳ２０２に進む。ポケット等に収納される場合には電子機器２００の表面の大部分が覆われる。ポケットがタッチセンサ１５１により検知される場合には、タッチセンサ１５１はＡ％より高い割合で覆われる。よってステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１からステップＳ１００に戻る。但しポケットがタッチセンサ１５１により検知されず、タッチセンサ１５４では検知される場合がある。そのような場合の例について、図９を用いて説明する。
【０１１２】
まずステップＳ１００において操作を開始する。次に、ステップＳ２０１に進む。使用者例えばヒトの皮膚、あるいはスタイラスで触れていないため、ステップＳ２０２に進む。ポケットがタッチセンサ１５１により検知されない場合には、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３において、ポケットがタッチセンサ１５４により検知され、ステップＳ３０１に進む。使用者が電子機器２００を使用している場合にはステップＳ３０１において視線検知センサ１５５が検知するためステップＳ５０１へ進む。
【０１１３】
図１０には、電子機器２００を使用者が手に持って操作する場合のフローを太線で示す。
【０１１４】
まずステップＳ１００において操作を開始する。次に、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１において使用者が触れているため、ステップＳ３０１に進む。使用者が電子機器２００を使用している場合にはステップＳ３０１において視線検知センサ１５５が検知するためステップＳ５０１へ進む。
【０１１５】
なお、電子機器２００が例えばホルダーにより側面および裏面の少なくとも一方が保持される場合について説明する。ホルダーがタッチセンサ１５２およびタッチセンサ１５３等に検知される場合には、図１０のフローを参照することができる。一方、ホルダーは、ヒトの指等と比較して帯電量が少ない場合がある。よってタッチセンサ１５２、タッチセンサ１５３に例えば静電容量式のセンサを用いた場合には、ホルダーが検知されない場合がある。タッチセンサ１５２およびタッチセンサ１５３が例えば後述する触覚センサを有することにより、広い材質に対応することができる。また、複数の方式のセンサ、例えば静電容量式のセンサおよび触覚センサを有してもよい。このような場合には例えば、静電容量式のセンサを用いて検知を行った後、触覚センサを用いて検知を行えばよい。
【０１１６】
タッチセンサ１５２乃至タッチセンサ１５４が触覚センサを有することにより、ステップＳ２０１、およびステップＳ２０３において、接触あるいは近接する物体の材質を判別することができる。
【０１１７】
＜タッチセンサ＞
タッチセンサ１５１、タッチセンサ１５２、タッチセンサ１５３およびタッチセンサ１５４は物体が接触する、あるいは近接する場合に検知する機能を有する。「近接する」とは好ましくは２００ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の距離まで近づくことを指す。
【０１１８】
タッチセンサとしては、接触式、静電容量式、誘導式、磁気式、光学式、赤外線、撮像による検知、等、様々な方式を用いることができる。赤外線を用いたタッチセンサは例えば、電子機器２００が赤外線照射装置を搭載し、接触あるいは近接する物体に照射されて反射した赤外線を、赤外線撮像装置で撮影する。照射から反射までの時間を測定することにより物体までの距離を知ることができる。
【０１１９】
また、タッチセンサとして触覚センサを用いてもよい。触覚センサは、接触する物体の材質を判別する機能を有することが好ましい。例えば触覚センサに物質が接触し、なぞる際に検出される温度変化、振動、摩擦、変形、などの情報から材質を判別する。
【０１２０】
例えばタッチセンサ１５１として静電容量式のセンサを用い、タッチセンサ１５４として触覚センサを用いてもよい。
【０１２１】
また電子機器２００において、撮像装置を用いて画像を撮影することにより物体を検知することができる場合があるため、タッチセンサとして機能する場合がある。
【０１２２】
＜視線検知センサ＞
電子機器２００は撮像装置、検出装置、演算装置、等を有することが好ましい。視線検知センサ１５５は例えば、電子機器２００が有する撮像装置を用いて瞳、およびその周辺の画像を撮影し、検出装置を用いて、撮影された該画像から虹彩または瞳孔、あるいは瞳の輪郭、等の情報を検出する。演算装置は、検出される情報に応じて、電子機器２００が有する表示部１００の表示モードを変更する。
【０１２３】
視線検知センサ１５５が視線を検知する方法の一例について、以下に説明する。
【０１２４】
視線の検知は例えば、使用者、例えばヒトの瞳の虹彩、あるいは瞳孔を検出することにより行うことができる。
【０１２５】
虹彩を検出する場合には、基準点を例えば目頭とすることができる。虹彩および目頭の撮影には、可視光、あるいは赤外光が撮影される撮像装置を一または複数用いる。赤外光を用いる場合には、電子機器２００には赤外線照射装置が一または複数搭載されることが好ましい。
【０１２６】
瞳孔を検出する場合には例えば基準点を角膜反射像とすることができる。角膜反射像とは赤外線をヒト等の使用者の瞳に照射し、角膜で反射される像を指す。角膜反射像は第１プルキンエ像とも呼ばれる。すなわち、瞳孔および角膜反射像の撮影の際には赤外線を照射し、赤外線が撮影される撮像装置を用いる。
【０１２７】
撮像装置により撮影される画像から虹彩、あるいは瞳孔の位置が検出される場合には、次に視線の向きを検出する。検出される視線の向きから、使用者の視線が電子機器２００に向けられているかを判断する。
【０１２８】
撮像装置により撮影される画像から虹彩、あるいは瞳孔の位置が検出されない場合には、使用者の視線が電子機器２００に向けられていないと判断する。撮像装置により撮影される画像から虹彩、あるいは瞳孔の位置が検出されないとは例えば、使用者が電子機器２００の前に居ない場合に加えて、撮影される画像において、画像処理等により虹彩、あるいは瞳孔が検出されない場合も含む。例えば、撮影される環境において、照度が低い場合、あるいは撮像装置の検出下限以下である場合、等も含む。
【０１２９】
視線検知センサ１５５が可視光を撮像する場合には、撮像装置として電子機器２００が有するカメラ等を用いることができる。あるいは、電子機器２００に赤外線照射装置を搭載し、撮像装置として赤外線撮像装置を搭載して用いることもできる。
【０１３０】
ここで、ステップＳ３０１において視線検知センサによる視線検知ではなく、例えば人感センサにより電子機器２００の前に使用者がいることを検知してもよい。人感センサとしては例えば、赤外線、超音波、可視光、等を用いて検知するものを用いればよい。
【０１３１】
また、人感センサとして、モーションセンサを用いてもよい。モーションセンサとは例えば、赤外線により使用者の手、指、等の動きを検知し、その動きに応じた命令を電子機器に与えることができる。赤外線の反射時間を測定することにより、奥行き方向の情報を解析することができるため、三次元情報を得ることができる。また、電子機器２００において、人感センサおよび視線検知センサが用いる赤外線照射装置および赤外線撮像装置は、共通化されてもよい。例えば、電子機器２００は、少なくとも一以上の赤外線照射装置、少なくとも一以上の赤外線撮像装置を有することが好ましい。
【０１３２】
視線検知センサを用いることにより、たとえば使用者が電子機器２００の表示部１００を眺めていない場合にはＲモードの表示を用いることにより電子機器２００の消費電力を低くすることが出来るため、人感センサを用いる場合と比べて、電子機器２００の消費電力をより低くできる場合がある。
【０１３３】
ヒトの瞳の虹彩、瞳孔等はその大きさ、形状等について個々が特有の物性値を有する場合がある。よって電子機器２００が視線検知センサを有することにより、本人認証にも用いることができる場合がある。
【０１３４】
ここで、視線検知センサにより視線を検知する前に、使用者の顔認証を行うステップを行ってもよい。
【０１３５】
また、視線検知センサの精度を高めるために、使用者が眼鏡、サングラス、等を外して検知を行う場合がある。
【０１３６】
＜ＩＤＳ駆動＞
駆動回路１３２では例えば、ゲートドライバの制御信号として、スタートパルス（ＧＳＰ）、クロック信号（ＧＣＬＫ）等が生成され、ソースドライバの制御信号として、スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＬＫ）等が生成される。なお、これら制御信号は、１つの信号でなく、信号群である場合がある。
【０１３７】
ゲートドライバでは例えば、ＧＳＰが入力されるとＧＣＬＫに従ってゲート信号を生成し、各ゲート線に順次出力する。ゲート信号は、データ信号が書き込まれる画素を選択するための信号である。
【０１３８】
ソースドライバは例えば、画像信号（Ｖｉｄｅｏ信号）を処理して、データ信号を生成し、ソース線に出力する機能を有する。ソース線では、ＳＳＰが入力されると、ＳＣＬＫに従ってデータ信号を生成し、各ソース線に順次出力する。
【０１３９】
画素アレイ１０２に静止画のように、時間に対して変化しない、あるいは変化の周波数が遅い画像を表示する場合を考える。ＯＳ−ＦＥＴは、そのオフリークが極めて低い。液晶素子の画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３にＯＳ−ＦＥＴを用いることによりリークが極限まで抑制されるためデータの劣化を抑えることができ、データの保持時間を極めて長くすることができる。例えば長期間、画像データの変動がない静止画、あるいは画像データの変化の周波数が遅い画像を表示する際のリフレッシュ頻度を小さくすることができるため、低い周波数で表示を行うことができる。表示の周波数を低くすることにより表示装置の消費電力を低減することができる。
【０１４０】
例えば、静止画等を表示した場合に表示の周波数を１Ｈｚ以下、より好ましくは０．３Ｈｚ以下、さらに好ましくは０．１Ｈｚ以下とすることができる。このように周波数が１Ｈｚ以下の表示を行う場合の表示装置の駆動を「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ場合がある。「ＩＤＳ駆動」の詳細については後述する。
【０１４１】
このように、ＯＳ−ＦＥＴの優れた特性を用いることにより、書き換え頻度が少なくても画質の劣化の少ない優れた表示を実現することができる。
【０１４２】
ＩＤＳ駆動を行う場合と、１フレーム毎に画像信号を書き込み場合と、の比較を図１１を用いて説明する。図１１は表示装置１３０を駆動する場合のＧＶＤＤ、ＧＳＰ、ＧＣＬＫの一例を示すタイミングチャートである。ここでＧＶＤＤはゲートドライバ１１２の高電源電圧である。
【０１４３】
図１１（Ａ）はフレーム毎に画像信号を書き込む場合、例えば動画を表示する場合等、比較的速い周波数、例えば３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、より好ましくは５０Ｈｚ以上１３０Ｈｚ以下で駆動する場合のタイミングチャートを示す。
【０１４４】
まず第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ  １）において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路１１３が有するソースドライバでは（図示しないが）ＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬＫに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。このとき、Ｖｄａｔａの極性は正になるようにする。
【０１４５】
次に、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ２）において、同様の手順でゲート信号およびＶｄａｔａを生成する。液晶素子に印加される極性に偏りがあると、液晶素子の劣化が大きくなる場合がある。よって、正の極性と負の極性を交互に書き込めばよい。第２のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は負になるようにする。第３のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ３）以降は、１フレーム毎に正の極性と負の極性を交互に書込む。
【０１４６】
図１１（Ｂ）は、数フレームに渡って画像信号が同じ場合、例えば静止画を表示する場合のタイミングチャートを示す。図１１（Ｂ）に示す駆動方法は、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動方法である。これを「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。例えば静止画を表示する際には１フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで静止画を表示する際には画素アレイ１０２をＩＤＳ駆動を用いて動作させると、電力消費を削減することができるとともに、画面のちらつきも抑制することができる。書き込みを行う期間、図１１（Ｂ）においては第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ  １）を期間３１、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ  ２）以降、例えば同じ画像信号が続く場合には、新たに書き込みを行わず、書き込まれた画像を保持すればよい。画像を保持する期間、図１１（Ｂ）においては第２フレーム以降、次の書き込みが行われるまでの期間を期間３２とする。期間３１を書き込み期間、期間３２を保持期間とそれぞれ呼ぶ場合がある。
【０１４７】
まずＦｒａｍｅ  １において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路１１３が有するソースドライバでは（図示しないが）ＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬＫに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。
【０１４８】
次に、Ｆｒａｍｅ  ２以降においては画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３をオフ状態とし、書き込んだ画像を保持する。Ｆｒａｍｅ  ２以降は、データの書き換えが停止されるため、ＧＳＰおよびＧＣＬＫの供給を停止することができる。また、ＧＶＤＤの供給を停止してもよい。ＧＳＰ、ＧＣＬＫ、ＧＶＤＤ等の供給を停止することにより消費電力を低減することができる。
【０１４９】
なお、図１１（Ｂ）においては書き込み期間（期間３１）をＦｒａｍｅ  １としたが、書き込み期間は複数のフレームに渡って行われてもよい。例えば書き込み期間をＦｒａｍｅ  １からＦｒａｍｅ  ３までとし、保持期間（期間３２）をＦｒａｍｅ  ４以降としてもよい。なお、書き込み期間が偶数個のフレームに渡る場合には保持期間の極性に偏りが生じるため、書込み期間は奇数個のフレームであることが好ましい。
【０１５０】
なお、ＩＤＳ駆動を行うためには、後述する液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０１５（Ω・ｃｍ）以下とすることが好ましい。
【０１５１】
液晶層の誘電率の異方性が高いと、電界との相互作用が大きく、液晶層の挙動が速くなるため、表示パネルの高速動作が可能である。なお、液晶層の誘電率の異方性が３．８を超えると、液晶中の不純物の精製が困難となる。この不純物が液晶層に残留することで、液晶層の導電率が増大してしまい、ＩＤＳ駆動の場合に、画素に書き込んだ電圧を保持することが困難になる。
【０１５２】
一方、液晶層の誘電率の異方性が低いと、液晶層中の不純物の量を低減することができるため、液晶層の導電率を低減できる。なお、液晶層の誘電率の異方性が２未満であると、電界との相互作用が小さく、液晶層の挙動が遅いため、高速動作を促すために駆動電圧を高く設定しなければならず、消費電力の低減が困難である。
【０１５３】
これらのことから、液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０１５（Ω・ｃｍ）以下とすることで、ＩＤＳ駆動化可能であり、表示パネル２０の消費電力を低減することができる。
【０１５４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１５５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る電子機器の一例について説明する。
【０１５６】
図１２（Ａ）に、本発明の一態様に係る電子機器の一例として、タブレット型の情報端末６２００を示す。情報端末６２００は、筐体６２２１、表示部６２２２、操作ボタン６２２３ａ、操作ボタン６２２３ｂ、スピーカ６２２４、光センサ６２２５、カメラ６２２６、タッチセンサ６２３０、視線検知センサ６２３１を有する。
【０１５７】
なお、図示しないが、情報端末６２００は、表示部６２２２の表面近傍にタッチセンサを有することが好ましい。
【０１５８】
また、図１２（Ａ）に示すように、情報端末６２００は、カメラ６２２６を有する構成であることが好ましい。また、図示していないが、情報端末６２００は赤外線照射装置が搭載されることが好ましい。また、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００は、フラッシュライト、又は照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。
【０１５９】
図１２（Ａ）において、タッチセンサ６２３０は筐体６２２１において、表示部６２２２の周辺に位置する領域（ベゼルと呼ぶ）も配置されている。
【０１６０】
また図１２（Ａ）において操作ボタン６２２３ａ、スピーカ６２２４、光センサ６２２５、カメラ６２２６、および視線検知センサ６２３１、は筐体６２２１のベゼルに埋め込まれるように配置されている。
【０１６１】
光センサ６２２５は、外光の照度を測定することができる。また、光センサ６２２５は外光の入射角度を測定してもよい。
【０１６２】
また、本発明の一態様に係る情報端末６２００に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。位置入力装置としての機能は、表示部にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン６２２３ａおよび操作ボタン６２２３ｂに情報端末６２００を起動する電源スイッチ、情報端末６２００のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、又は表示部６２２２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００では、操作ボタン６２２３ａおよび操作ボタン６２２３ｂの数を４個示しているが、情報端末６２００の有する操作ボタンの数及び配置は、これに限定されない。
【０１６３】
また、図示していないが、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００は、筐体６２２１の内部にセンサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置を設けることで、図２３（Ａ）に示す情報端末６２００の向き（鉛直方向に対して情報端末がどの向きに向いているか）を判断して、表示部６２２２の画面表示を、情報端末６２００の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１６４】
また、図示していないが、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、情報端末６２００に携帯電話のような通話機能を付することができる。
【０１６５】
また、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００は、指紋、静脈、虹彩、瞳孔、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する情報端末６２００を実現することができる。先の実施の形態に示す通り、視線検知センサは虹彩または瞳孔を検出し、視線を検知する機能を有することが好ましい。視線検知センサが有する構成を用いて、生体認証を行ってもよい。
【０１６６】
本発明の一態様の電子機器においては、使用者が使用していない場合において、極めて低い電力で表示が継続される。よって、電子機器において、表示部１００の画面表示をオフ状態とすることなく使用することができる。画面表示をオフ状態とする場合には、オフ状態からオン状態に復旧するための作業を行う。例えば使用者が電子機器を操作、例えば画面をタップすることにより復旧される。本発明の一態様の電子機器においては、復旧するための作業を行うことなく使用することができる。操作性が向上する。また例えば、アプリケーションを表示させたままとすることができ、アプリケーションの中断を行わなくてもよい場合がある。
【０１６７】
本発明の一態様の電子機器において、生体認証を行うことにより例えば、表示部１００の表示モードを選択させることができる。
【０１６８】
また、図示していないが、図１２（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイクを有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、情報端末６２００に通話機能を付することができる。また、情報端末６２００に音声解読機能を付することができる場合がある。情報端末６２００に音声解読機能を設けることで、音声認識によって情報端末６２００を操作する機能、更には、音声や会話を判読して会話録を作成する機能、などを情報端末６２００に有することができる。これにより、例えば、会議などの議事録作成として活用することができる。
【０１６９】
図１２（Ｂ）にはタッチセンサ６２３０が情報端末６２００の側面に配置される例を示す。また、タッチセンサ６２３０はおもて面のベゼルと、側面と、の両方に設けられてもよい。
【０１７０】
図１２（Ａ）は情報端末６２００を表面から眺めた斜視図であるが、図１３（Ａ）には、図１２（Ａ）に示す情報端末６２００を裏面から眺めた斜視図を示す。情報端末６２００は、筐体６２２１において、裏面を構成する領域の周辺部にタッチセンサ６２３２を有する。また、情報端末６２００が有するカメラ６２２６は例えば、撮像に用いるレンズを裏面に有する。また図１３（Ａ）に示す例では情報端末６２００は、操作ボタン６２２３ｂが配置される側面の反対側の側面に配置される操作ボタン６２２３ｃを有する。
【０１７１】
情報端末６２００は光センサ６２２５や視線検知センサ６２３１を複数有してもよい。図１３（Ｂ）に示す情報端末６２００は、筐体６２２１のおもて面の周辺部（ベゼル）に光センサ６２２５が２つ、視線検知センサ６２３１が２つ、配置されている。２つの光センサ６２２５は、表示部６２２２を挟んで反対側にそれぞれ配置される。２つの視線検知センサ６２３１は、表示部６２２２を挟んで反対側にそれぞれ配置される。
【０１７２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７３】
（実施の形態３）
図１４および図１５には、本発明の一態様に係る電子機器の具体例を示す。
【０１７４】
図１４（Ａ）は携帯電話５９００であり、曲面を有する筐体５９０１に、表示部５９０２及び駆動回路等を有する表示装置、マイク５９０７、スピーカ５９０４、カメラ５９０３、外部接続部５９０６、操作用のボタン５９０５、タッチセンサ５９０８、視線検知センサ５９０９、光センサ５９１０が設けられている。携帯電話５９００が有する表示装置、表示部、タッチセンサ、視線検知センサ、光センサ、等は先の実施の形態を参照することができる。
【０１７５】
図１４（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末５２００であり、筐体５２０１、表示部５２０２及び駆動回路等を有する表示装置、ベルト５２０３、スイッチ５２０５等を有する。筐体５２０１において、表示部５２０２の周辺に位置する領域５２０４には視線検知センサ、光センサ、カメラ、等が設けられる。携帯情報端末５２００が有する表示装置、表示部、タッチセンサ、視線検知センサ、光センサ、等は先の実施の形態を参照することができる。携帯情報端末５２００は例えば、ベルト５２０３により使用者の腕などに装着される。
【０１７６】
図１４（Ｃ）はタブレット型のパーソナルコンピュータ５３００であり、筐体５３０１、筐体５３０２、表示部５３０３及び駆動回路等を有する表示装置、視線検知センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示部５３０３は、筐体５３０１及び筐体５３０２によって支持されている。そして、表示部５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７及び５３０８において変更することで、筐体５３０１と筐体５３０２が重なるように、表示部５３０３を折りたたむことができる。パーソナルコンピュータ５３００が有する表示装置、表示部、タッチセンサ、視線検知センサ、光センサ、等は先の実施の形態を参照することができる。
【０１７７】
図１４（Ｄ）は腕時計型の携帯情報端末５７００であり、曲面を有する筐体５７０１、表示部５７０２及び駆動回路等を有する表示装置、視線検知センサ５７０３、光センサ５７０４、等を有する。表示装置に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体５７０１に表示部５３０３等を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯情報端末を提供することができる。携帯情報端末５７００が有する表示装置、表示部、タッチセンサ、視線検知センサ、光センサ、等は先の実施の形態を参照することができる。携帯情報端末５７００の少なくとも一部は例えば、使用者の腕に接して使用される。
【０１７８】
図１４（Ｅ）に示す電子機器９２０は、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂ、ヒンジ９２３、表示部９２２及び駆動回路等を有する表示装置、スタイラス９２５等を有する。表示部９２２は筐体９２１ａ及び筐体９２１ｂに、組み込まれている。また電子機器９２０は筐体９２１ａに視線検知センサ９２７、カメラ９２８、および光センサ９２９が組み込まれている。電子機器９２０が有する表示装置、表示部、タッチセンサ、視線検知センサ、光センサ、等は先の実施の形態を参照することができる。
【０１７９】
筐体９２１ａと筐体９２１ｂとは、ヒンジ９２３で回転可能に連結されている。電子機器９２０は、筐体９２１ａと筐体９２１ｂとが閉じた状態と、図１４（Ｅ）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。
【０１８０】
また、ヒンジ９２３は、筐体９２１ａと筐体９２１ｂ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。
【０１８１】
表示部９２２は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラス９２５などにより操作することができる。
【０１８２】
筐体９２１ａまたは筐体９２１ｂ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。
【０１８３】
表示部９２２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９２１ａと筐体９２１ｂの間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体９２１ａと筐体９２１ｂ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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
図１５に示す電子機器は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）として用いることができる。
【０１８７】
＜外観＞
図１５（Ａ）は、電子機器の外観の一例である。説明のため、図中ではＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を図示している。
【０１８８】
電子機器７１００は、撮像装置７１２０、検出装置７１３０、演算装置７１４０および表示装置７１５０を有する。また、電子機器７１００は、外光センサ７１５６を有する。電子機器７１００は赤外線照射装置を有することが好ましい。撮像装置７１２０は赤外線に照射される像を撮影できることが好ましい。
【０１８９】
電子機器７１００は視線検知センサ７１５５を有することが好ましい。
【０１９０】
あるいは、撮像装置７１２０、検出装置７１３０、演算装置７１４０、等を用いて、視線検知センサとして機能させてもよい。例えば、撮像装置７１２０を用いて瞳、およびその周辺の画像を撮影し、検出装置７１３０を用いて、撮影された該画像から虹彩または瞳孔、あるいは瞳の輪郭、等の情報を検出する。
【０１９１】
演算装置７１４０は、検出される情報に応じて、電子機器７１００が有する表示装置７１５０の表示部の表示モードを変更する。例えば、電子機器７１００が使用者の視線を検知しない場合、あるいは電子機器７１００が使用者の瞳の画像を基に使用者が眠っていると判断する場合、表示装置７１５０の表示モードを、先の実施の形態に示すＲモードとすることにより電子機器７１００の消費電力を極めて低くすることができる。
【０１９２】
撮像装置７１２０、検出装置７１３０、演算装置７１４０および表示装置７１５０は、例えば筐体７１１０内に設けることができる。
【０１９３】
筐体７１１０内では、Ｙ方向に設けた開口７１１２において眼球と向き合うように、表示装置７１５０および撮像装置７１２０が設けられる。
【０１９４】
表示装置７１５０として、先の実施の形態に示す表示装置を用いることができる。表示面を球面状とし、眼球を覆うように表示面が配置できる表示装置が好ましい。
【０１９５】
このような構成にすることで、両手がふさがった状態であっても設定の変更を行う電子機器、および入力システムとすることができる。
【０１９６】
図１５（Ｂ）は、使用者が図１５（Ａ）に示す電子機器７１００を装着した際の一例を示す図である。
【０１９７】
図１５（Ｂ）は、筐体７１１０を装着した使用者をＸ方向から見た図である。図１５（Ｂ）において、撮像装置７１２０、検出装置７１３０、演算装置７１４０、表示装置７１５０および外光センサ７１５６を有する筐体７１１０の他、使用者の眼球７１６０、筐体７１１０を頭部に肯定するためのスピーカ７１６１、および固定具７１６２、７１６３を図示している。スピーカ７１６１、固定具７１６２、７１６３は、頭部に筐体７１１０を固定するためのものである。そのため、バンド型形状の固定具に限らず、別の構成としてもよい。
【０１９８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、表示装置の構成例について説明する。
【０２００】
図１６（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の断面の構造を一例として示す。図１６（Ａ）に示す表示装置１３０は、発光型表示素子である表示素子１０３と、表示素子１０１と、表示素子１０３への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０５と、反射型表示素子である表示素子１０１への電圧の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０６とを有する。そして、表示素子１０３と、表示素子１０１と、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０６とは、基板２０１と基板２０２の間に位置する。ここで表示素子１０１として、液晶素子を用いる。
【０２０１】
また、表示装置１３０において表示素子１０１は、画素電極２０７と、共通電極２０８と、液晶層２０９とを有する。画素電極２０７は、トランジスタ２０６に電気的に接続されている。そして、画素電極２０７と共通電極２０８の間に印加される電圧にしたがって液晶層２０９の配向が制御される。なお、図１６（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板２０２側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極２０７において反射し、再び基板２０２側から放射される。
【０２０２】
また、表示素子１０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。表示素子１０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図１６（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、表示素子１０３から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように画素電極２０７と重ならない領域を通過し、共通電極２０８が位置する領域を通過して、基板２０２側から放射される。
【０２０３】
そして、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に位置しており、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０は、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に含まれていると言える。
【０２０４】
上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。
【０２０５】
次いで、図１６（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１６（Ｂ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０２０６】
具体的に、図１６（Ｂ）に示す表示装置１３０では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有し、層２１０ａと層２１０ｂとは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。そして、図１６（Ｂ）に示す表示装置１３０では、層２１０ａが層２１０ｂよりも表示素子１０３側に近い。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれていると言える。
【０２０７】
上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置１３０の高精細化を実現することができる。
【０２０８】
次いで、図１７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１７（Ａ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層含まれている点において、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。そして、図１７（Ａ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａが、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図１６（Ｂ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０２０９】
具体的に、図１７（Ａ）に示す表示装置１３０では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有する。そして、層２１０ａは、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。
【０２１０】
上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、図１６（Ｂ）の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置１３０の高精細化を実現することができる。
【０２１１】
次いで、図１７（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図１７（Ｂ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層に含まれている点では、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０と構成は同じである。ただし、図１７（Ｂ）に示す表示装置１３０は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれている層が、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点において、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０と構成が異なる。
【０２１２】
具体的に、図１７（Ｂ）に示す表示装置１３０では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０を有する。そして、層２１０は、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、表示素子１０１は、表示素子１０３よりも基板２０２側に近い。
【０２１３】
上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。また、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線と、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線とが、層２１０に対して同一の側に設ければよい。具体的には、上記配線を、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０６の半導体層上に形成でき、なおかつ、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０５の半導体層上に形成することができる。よって、図１６（Ａ）に示す表示装置１３０の場合に比べて作成工程を簡素化することができる。
【０２１４】
なお、図１６及び図１７では、２つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係る表示装置は、１つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良いし、１つの表示素子１０１に対して複数の表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良い。
【０２１５】
また、図１６及び図１７では、表示素子１０１が有する画素電極２０７が、可視光を反射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極２０７は可視光を透過する機能を有していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置１３０に設けても良いし、表示素子１０１を用いて画像を表示する際に表示素子１０３を光源として用いても良い。
【０２１６】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２１７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置が有する、画素の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、本発明の一態様に係る画素３００の構成例について説明する。
【０２１８】
図１８（Ａ）に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有する。そして、画素３５０は液晶素子３０１を有し、画素３５１は発光素子３０２を有する。液晶素子３０１として、先の実施の形態に述べた表示素子１０１、発光素子３０２として先の実施の形態に述べた表示素子１０３を、それぞれ用いることができる。画素３５０および画素３５１は例えばそれぞれ、先の実施の形態で述べた画素６１および画素６２である。
【０２１９】
具体的に、画素３５０は、液晶素子３０１と、液晶素子３０１に印加する電圧を制御する機能を有するトランジスタ３０３と、容量素子３０４とを有する。そして、トランジスタ３０３は、ゲートが配線ＧＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＳＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続されている。また、液晶素子３０１の共通電極は、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。また、容量素子３０４は、一方の電極が、液晶素子３０１の画素電極に電気的に接続され、他方の電極が、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。
【０２２０】
また、具体的に、画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とを有する。そして、トランジスタ３０６は、ゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。
【０２２１】
図１８（Ａ）に示す画素３００では、液晶素子３０１に対応した画像信号を配線ＳＬに供給し、発光素子３０２に対応した画像信号を配線ＤＬに供給することで、液晶素子３０１によって表示される階調と、発光素子３０２によって表示される階調とを個別に制御することができる。
【０２２２】
なお、図１８（Ａ）では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。
【０２２３】
図１８（Ｂ）に、画素３００が一の画素３５１と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。
【０２２４】
具体的に図１８（Ｂ）に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５１と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｂとを有する。
【０２２５】
図１８（Ｂ）に示す画素３５０の構成については、図１８（Ａ）に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０２２６】
また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、図１８（Ａ）に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
【０２２７】
また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０２２８】
また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。
【０２２９】
また、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。
【０２３０】
上述したように、図１８（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
【０２３１】
次いで、図１９（Ａ）に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１９（Ａ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１８（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０２３２】
具体的に、図１９（Ａ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲート（フロントゲート）に電気的に接続されている。図１９（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。また、図１９（Ａ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５のサイズを小さく抑えつつ、トランジスタ３０５のオン電流を高めることができる。
【０２３３】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１９（Ａ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１９（Ａ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１８（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１９（Ａ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１８（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０２３４】
次いで、図１９（Ｂ）に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１９（Ｂ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有する点において、図１８（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。そして、図１９（Ｂ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲートではなく発光素子３０２に電気的に接続されている点において、図１９（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。
【０２３５】
図１９（Ｂ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。
【０２３６】
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１９（Ｂ）に示す画素３５０を複数有していても良いし、或いは図１９（Ｂ）に示す画素３５１を複数有していても良い。具体的には、図１８（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１９（Ｂ）に示す１つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つの画素３５１との接続関係は、図１８（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる。
【０２３７】
次いで、図２０に、図１８（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図２０に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有し、画素３５１の構成が図１８（Ａ）とは異なる。
【０２３８】
具体的に、図２０に示す画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とを有する。また、トランジスタ３０５と、トランジスタ３０６と、トランジスタ３０８とは、それぞれバックゲートを有する。
【０２３９】
そして、トランジスタ３０６は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＤＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲート及びフロントゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。
トランジスタ３０８は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＭＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。
【０２４０】
なお、図２０では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。
【０２４１】
図２１に、画素３００が一の画素３５１と、４つの画素３５１を有している場合の、画素３００の構成例を示す。
【０２４２】
具体的に図２１に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５１と、発光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｂとを有する。
【０２４３】
図２１に示す画素３５０の構成については、図２０に示す画素３５０の構成を参照することができる。
【０２４４】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、図２０に示す画素３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
【０２４５】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。
【０２４６】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０２４７】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続されている。
【０２４８】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０８のバックゲートとが、配線ＧＥａに電気的に接続されている。
【０２４９】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬａに電気的に接続され、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬｂに電気的に接続され、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬｂに電気的に接続されている。
【０２５０】
また、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、全てのトランジスタ３０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。
【０２５１】
上述したように、図２１に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｂでは、画素３５１ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｂは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
【０２５２】
なお、画素３５０に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換える必要がない場合（すなわち静止画を表示する場合）、一時的に駆動回路を停止することができる（以下、「アイドリングストップ」、もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。）。ＩＤＳ駆動によって、表示装置１３０の消費電力を低減することができる。
【０２５３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２５４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明する。
【０２５５】
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。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
【０２５６】
第２の表示素子には、発光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。
【０２５７】
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。
【０２５８】
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。
【０２５９】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有する第２の画素とをそれぞれ複数有する。第１の画素と第２の画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
【０２６０】
第１の画素及び第２の画素は、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。
【０２６１】
本実施の形態の表示装置は、第１の画素と第２の画素のどちらでも、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の画素では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第２の画素ではフルカラー表示を行う構成とすることができる。第１の画素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。
【０２６２】
図２２乃至図２５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。
【０２６３】
＜構成例１＞
図２２は、表示装置１３０の斜視概略図である。表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１とが貼り合わされた構成を有する。図２２では、基板４６１を破線で明示している。
【０２６４】
表示装置１３０は、画素領域３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図２２では表示装置１３０にＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図２２に示す構成は、表示装置１３０、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
【０２６５】
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【０２６６】
配線３６５は、画素領域３６２及び回路３６４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、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０２６７】
図２２では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板４５１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１３０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。
【０２６８】
図２２には、画素領域３６２の一部の拡大図を示している。画素領域３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子１８０の反射電極として機能する。
【０２６９】
また、図２２に示すように、電極３１１ｂは開口４５０を有する。さらに画素領域３６２は、電極３１１ｂよりも基板４５１側に、発光素子１７０を有する。発光素子１７０からの光は、電極３１１ｂの開口４５０を介して基板４６１側に射出される。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５０の面積とは等しくてもよい。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５０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４５０の面積は、発光素子１７０の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口４５０が小さいと、発光素子１７０からの光の一部が電極３１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５０を十分に大きくすることで、発光素子１７０の発光が無駄になることを抑制できる。
【０２７０】
図２３に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４５２との間に、画素アレイ１０２と、画素アレイ１０４とが積層された構成を有する。図２３においては、画素アレイ１０２が有するトランジスタと画素アレイ１０４が有するトランジスタは、同一の層に形成される。トランジスタ（図２３におけるトランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５およびトランジスタ４０６）が形成される層は、液晶素子１８０と発光素子１７０の間の領域を有する。液晶素子１８０については先の実施の形態の表示素子１０１に関する記載を、発光素子１７０については先の実施の形態の表示素子１０３に関する記載を、それぞれ参照することができる。
【０２７１】
図２３に、図２２で示した表示装置１３０の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び画素領域３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【０２７２】
図２３に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１の間に、トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、トランジスタ４０６、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層４３１、着色層１３４等を有する。基板４６１と絶縁層２２０は接着層４４１を介して接着されている。基板４５１と絶縁層２２０は接着層４４２を介して接着されている。
【０２７３】
基板４６１には、着色層４３１、遮光層４３２、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。基板４６１の外側の面には、偏光板４３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１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１１７は、液晶素子１８０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１１７が可視光を透過する場合は、絶縁層１１７を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
【０２７４】
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は、画素電極として機能する電極３１１ａ、液晶層４１２、電極４１３が積層された積層構造を有する。電極３１１ａの基板４５１側に接して、可視光を反射する電極３１１ｂが設けられている。電極３１１ｂは開口４５０を有する。電極３１１ａ及び電極４１３は可視光を透過する。液晶層４１２と電極３１１ａの間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶層４１２と電極４１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。
【０２７５】
液晶素子１８０において、電極３１１ｂ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４６１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３１１ｂ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３１１ｂ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。
【０２７６】
図２３に示すように、開口４５０には可視光を透過する電極３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５０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。
【０２７７】
接続部４０７において、電極３１１ｂは、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ４０６が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ４０６は、液晶素子１８０の駆動を制御する機能を有する。
【０２７８】
接着層４４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、電極３１１ａ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２４３により電気的に接続されている。したがって、基板４６１側に形成された電極４１３に、基板４５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
【０２７９】
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図２３に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【０２８０】
接続体２４３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２４３を分散させておけばよい。
【０２８１】
発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層２２０側から画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、及び共通電極として機能する電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ４０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が電極１９１の端部を覆っている。電極１９３は可視光を反射する材料を含み、電極１９１は可視光を透過する材料を含む。電極１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。発光素子１７０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口４５０、電極３１１ａ等を介して、基板４６１側に射出される。
【０２８２】
液晶素子１８０及び発光素子１７０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１３０は、液晶素子１８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置１３０は、発光素子１７０を用いて、カラー表示を行うことができる。
【０２８３】
トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６は、いずれも絶縁層２２０の基板４５１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。
【０２８４】
液晶素子１８０と電気的に接続される回路は、発光素子１７０と電気的に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。
【０２８５】
液晶素子１８０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１７０の画素電極とは反対に位置する。
【０２８６】
ここで、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ４０６を適用した場合や、トランジスタ４０６と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子１８０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。
【０２８７】
トランジスタ４０３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４０５は、発光素子１７０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。
【０２８８】
絶縁層２２０の基板４５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ４０６等を覆って設けられる。絶縁層２１３は、トランジスタ４０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０２９１】
トランジスタ４０１及びトランジスタ４０５は、トランジスタ４０３及びトランジスタ４０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
【０２９２】
トランジスタ４０１及びトランジスタ４０５には、チャネルが形成される半導体層を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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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３６４が有するトランジスタと、画素領域３６２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３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、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、画素領域３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、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。
【０２９５】
導電層２２３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２２３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２１２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２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３１に供給され、半導体層２３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０２９６】
特に、導電層２２３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２１３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２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０２９７】
絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に覆われている。
【０２９８】
基板４５１の基板４６１と重ならない領域には、接続部４０４が設けられている。接続部４０４では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部４０４は接続部４０７と同様の構成を有している。接続部４０４の上面は、電極３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部４０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０２９９】
基板４６１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１８０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。
【０３００】
なお、基板４６１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４６１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。
【０３０１】
基板４５１及び基板４６１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４５１及び基板４６１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。
【０３０２】
液晶素子１８０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。
【０３０３】
液晶素子１８０には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０３０４】
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。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。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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
発光素子、トランジスタ、絶縁層、導電層、接着層、接続層等に用いることができる材料については、それぞれ、実施の形態１の説明を参照できる。
【０３１０】
＜構成例２＞
図２４に示す表示装置１３０は、トランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ４０５、及びトランジスタ４０６を有さず、トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、トランジスタ２８５、及びトランジスタ２８６を有する点で、図２３に示す表示装置と異なる。
【０３１１】
なお、図２４では、絶縁層１１７及び接続部４０７等の位置も図２３と異なる。図２４では、画素の端部を図示している。絶縁層１１７は、着色層４３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層１１７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。
【０３１２】
トランジスタ２８４及びトランジスタ２８５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１７０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１７０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。
【０３１３】
トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、及びトランジスタ２８６は、導電層２２１ａ、絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２１ａは、絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、半導体層２３１と電気的に接続される。トランジスタ２８１は、導電層２２３を有する。
【０３１４】
トランジスタ２８５は、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１２、絶縁層２１３、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１７を介して半導体層２６１と重なる。導電層２２３は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、半導体層２６１と電気的に接続される。
【０３１５】
導電層２２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａ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２８６が有する導電層２２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
【０３１６】
トランジスタ２８４とトランジスタ２８５が共有している導電層２２２ｂは、トランジスタ２８４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２８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層２１７、絶縁層２１２、及び絶縁層２１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂ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２２３は、ゲートとして機能する。
【０３１７】
＜構成例３＞
図２５に、表示装置１３０の表示部の断面図を示す。
【０３１８】
図２５に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１の間に、画素アレイ１０２と、画素アレイ１０４とが積層された構成を有する。具体的に図２２では、画素アレイ１０２と画素アレイ１０４とが接着層４４２により接着されている。
【０３１９】
図２５に示す表示装置１３０は、基板４５１と基板４６１の間に、トランジスタ４０、トランジスタ８０、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層４３１、着色層１３４等を有する。
【０３２０】
トランジスタ４０及びトランジスタ８０の構成及び作製方法については、実施の形態１を参照できる。
【０３２１】
液晶素子１８０では、外光を電極３１１ｂが反射し、基板４６１側に反射光を射出する。発光素子１７０は、基板４６１側に光を射出する。液晶素子１８０及び発光素子１７０の構成については、構成例１を参照できる。
【０３２２】
基板４６１には、着色層４３１、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極４１３、配向膜１３３ｂが設けられている。
【０３２３】
液晶層４１２は、配向膜１３３ａ及び配向膜１３３ｂを介して、電極３１１ａ及び電極４１３の間に挟持されている。
【０３２４】
トランジスタ４０は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３で覆われている。絶縁層２１３と着色層１３４は、接着層４４２によって、絶縁層１９４と貼り合わされている。
【０３２５】
表示装置１３０は、液晶素子１８０を駆動するトランジスタ４０と発光素子１７０を駆動するトランジスタ８０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。
【０３２６】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３２７】
（実施の形態７）
本発明の一態様の表示装置の一例として、入出力パネルの構成を図２６および図２７を参照しながら説明する。本発明の一態様の入出力パネルは例えば、先の実施の形態において述べた画素アレイ１０２、画素アレイ１０４およびタッチセンサ１５１を兼ね備えることができる。
【０３２８】
図２６は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図２６は入出力パネルが備える画素の断面図である。
【０３２９】
図２７は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図２７（Ａ）は図２６に示す入出力パネルの機能膜の構成を説明する断面図であり、図２７（Ｂ）は入力ユニットの構成を説明する断面図であり、図２７（Ｃ）は第２のユニットの構成を説明する断面図であり、図２７（Ｄ）は第１のユニットの構成を説明する断面図である。
【０３３０】
なお、本明細書において、１以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、１以上の整数の値をとる変数ｐを含む（ｐ）を、最大ｐ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、１以上の整数の値をとる変数ｍおよび変数ｎを含む（ｍ，ｎ）を、最大ｍ×ｎ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
【０３３１】
本構成例で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、画素７０２（ｉ，ｊ）を有する（図２６参照）。また、入出力パネル７００ＴＰ３は、第１のユニット１１と、第２のユニット１２と、入力ユニット１３と、機能膜７７０Ｐと、を有する（図２７参照）。第１のユニット１１は機能層６２０を含み、第２のユニット１２は機能層７２０を含む。
【０３３２】
＜画素７０２（ｉ，ｊ）＞
画素７０２（ｉ，ｊ）は、機能層６２０の一部と、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と、を有する（図２６参照）。第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）として、先の実施の形態に示す表示素子１０１を参照することができる。また、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）として、先の実施の形態に示す表示素子１０３を参照することができる。
【０３３３】
機能層６２０は、第１の導電膜、第２の導電膜、絶縁膜６０１Ｃおよび画素回路６３０（ｉ，ｊ）を含む。なお、図示しない画素回路６３０（ｉ，ｊ）は、例えば、トランジスタＭを含む。また、機能層６２０は、光学素子６６０、被覆膜６６５およびレンズ６８０を含む。また、機能層６２０は、絶縁膜６２８および絶縁膜６２１を備える。絶縁膜６２１Ａおよび絶縁膜６２１Ｂを積層した材料を、絶縁膜６２１に用いることができる。トランジスタＭについては、先の実施の形態に示すトランジスタ４０５を参照することができる。
【０３３４】
例えば、屈折率１．５５近傍の材料を絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。または、アクリル樹脂またはポリイミドを絶縁膜６２１Ａまたは絶縁膜６２１Ｂに用いることができる。
【０３３５】
絶縁膜６０１Ｃは、第１の導電膜および第２の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜６０１Ｃは開口部６９１Ａを備える。
【０３３６】
第１の導電膜は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。なお、電極７５１（ｉ，ｊ）を、第１の導電膜に用いることができる。
【０３３７】
第２の導電膜は、第１の導電膜と重なる領域を備える。第２の導電膜は、開口部６９１Ａにおいて、第１の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜６１２Ｂを第２の導電膜に用いることができる。第２の導電膜は、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。例えば、画素回路６３０（ｉ，ｊ）のスイッチＳＷ１に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を第２の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜６０１Ｃに設けられた開口部６９１Ａにおいて第２の導電膜と電気的に接続される第１の導電膜を、貫通電極ということができる。スイッチＳＷ１に用いるトランジスタについては、先の実施の形態に示すトランジスタ４０６を参照することができる。
【０３３８】
第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、機能層６２０に向けて光を射出する機能を備える。また、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、例えば、レンズ６８０または光学素子６６０に向けて光を射出する機能を備える。
【０３３９】
第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を用いた表示を視認できる範囲の一部において視認できるように配設される。例えば、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｈを備える形状を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）に用いる。なお、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印を用いて図中に示す。また、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を用いた表示を視認できる範囲の一部に第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）が光を射出する方向を、実線の矢印を用いて図中に示す。
【０３４０】
これにより、第１の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第２の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、入出力パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。または、第１の表示素子が反射する光が表現する物体色と、第２の表示素子が射出する光が表現する光源色とを掛け合わせることができる。または、物体色および光源色を用いて絵画的な表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することができる。
【０３４１】
例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を備える。また、配向膜ＡＦ１と、配向膜ＡＦ２とを備える。具体的には、反射型の液晶素子を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。
【０３４２】
例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を配向膜に用いることができる。
【０３４３】
例えば、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）は、電極６５１（ｉ，ｊ）と、電極６５２と、発光性の材料を含む層６５３（ｊ）と、を備える。電極６５２は、電極６５１（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。発光性の材料を含む層６５３（ｊ）は、電極６５１（ｉ，ｊ）および電極６５２の間に挟まれる領域を備える。電極６５１（ｉ，ｊ）は、接続部６２２において、画素回路６３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、有機ＥＬ素子を第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。
【０３４４】
例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極６５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極６５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．８近傍の材料を発光性の材料を含む層６５３（ｊ）に用いることができる。
【０３４５】
光学素子６６０は透光性を備え、光学素子６６０は第１の領域、第２の領域および第３の領域を備える。
【０３４６】
第１の領域は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）から可視光を供給される領域を含み、第２の領域は被覆膜６６５と接する領域を含み、第３の領域は可視光の一部を射出する機能を備える。また、第３の領域は第１の領域の可視光を供給される領域の面積以下の面積を備える。
【０３４７】
被覆膜６６５は可視光に対する反射性を備え、被覆膜６６５は可視光の一部を反射して、第３の領域に供給する機能を備える。
【０３４８】
例えば、金属を被覆膜６６５に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を被覆膜６６５に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を被覆膜６６５に用いることができる。
【０３４９】
＜レンズ６８０＞
可視光を透過する材料をレンズ６８０に用いることができる。または、１．３以上２．５以下の屈折率を備える材料をレンズ６８０に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ６８０に用いることができる。
【０３５０】
例えば、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ６８０に用いることができる。
【０３５１】
具体的には、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ６８０に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ６８０に用いることができる。
【０３５２】
例えば、樹脂を含む材料をレンズ６８０に用いることができる。具体的には、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などをレンズ６８０に用いることができる。または、樹脂と樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む樹脂をレンズ６８０に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
【０３５３】
＜機能層７２０＞
機能層７２０は、基板７７０および絶縁膜６０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。機能層７２０は、絶縁膜７７１と、着色膜ＣＦ１と、を有する。
【０３５４】
着色膜ＣＦ１は、基板７７０および第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える。
【０３５５】
絶縁膜７７１は、着色膜ＣＦ１と液晶材料を含む層７５３の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜ＣＦ１の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、着色膜ＣＦ１等から液晶材料を含む層７５３への不純物の拡散を、抑制することができる。
【０３５６】
例えば、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を、絶縁膜７７１に用いることができる。
【０３５７】
＜基板６７０、基板７７０＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板６７０と、基板７７０と、を有する。
【０３５８】
基板７７０は、基板６７０と重なる領域を備える。基板７７０は、基板６７０との間に機能層６２０を挟む領域を備える。
【０３５９】
基板７７０は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。
【０３６０】
例えば、屈折率１．５近傍の樹脂材料を基板７７０に用いることができる。
【０３６１】
＜接合層６０５＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層６０５を有する。
【０３６２】
接合層６０５は、機能層６２０および基板６７０の間に挟まれる領域を備え、機能層６２０および基板６７０を貼り合せる機能を備える。
【０３６３】
＜構造体ＫＢ１、構造体ＫＢ２＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体ＫＢ１と、構造体ＫＢ２とを有する。
【０３６４】
構造体ＫＢ１は、機能層６２０および基板７７０の間に所定の間隙を設ける機能を備える。構造体ＫＢ１は領域７５１Ｈと重なる領域を備え、構造体ＫＢ１は透光性を備える。これにより、第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）によって射出される光を一方の面に供給され、他方の面から射出することができる。
【０３６５】
また、構造体ＫＢ１は光学素子６６０と重なる領域を備え、例えば、光学素子６６０に用いる材料の屈折率との差が０．２以下になるように選択された材料を構造体ＫＢ１に用いる。これにより、第２の表示素子が射出する光を効率よく利用することができる。または、第２の表示素子の面積を広くすることができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。
【０３６６】
構造体ＫＢ２は、偏光層７７０ＰＢの厚さを所定の厚さに制御する機能を備える。構造体ＫＢ２は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は透光性を備える。
【０３６７】
または、所定の色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。これにより、構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。
【０３６８】
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
【０３６９】
例えば、屈折率１．５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ１に用いることができる。また、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ２に用いることができる。
【０３７０】
＜入力ユニット１３＞
入力ユニット１３は検知素子を備える。検知素子は、画素７０２（ｉ，ｊ）と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。
【０３７１】
例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサまたは表面弾性波方式の近接センサなどを、入力ユニット１３に用いることができる。具体的には、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式または赤外線検知型の近接センサを用いることができる。
【０３７２】
例えば、静電容量方式の近接センサを備える屈折率１．６近傍のタッチセンサを入力ユニット１３に用いることができる。
【０３７３】
＜機能膜７７０Ｄ、機能膜７７０Ｐ等＞
また、本実施の形態で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、機能膜７７０Ｄと、機能膜７７０Ｐと、を有する。
【０３７４】
機能膜７７０Ｄは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。機能膜７７０Ｄは機能層６２０との間に第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を挟む領域を備える。
【０３７５】
例えば、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。具体的には、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。または、例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）が反射する光を拡散することができる。
【０３７６】
機能膜７７０Ｐは、偏光層７７０ＰＢ、位相差フィルム７７０ＰＡまたは構造体ＫＢ２を備える。偏光層７７０ＰＢは開口部を備え、位相差フィルム７７０ＰＡは偏光層７７０ＰＢと重なる領域を備える。なお、構造体ＫＢ２は開口部に設けられる。
【０３７７】
例えば、二色性色素、液晶材料および樹脂を偏光層７７０ＰＢに用いることができる。偏光層７７０ＰＢは、偏光性を備える。これにより、機能膜７７０Ｐを偏光板に用いることができる。
【０３７８】
偏光層７７０ＰＢは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は第２の表示素子６５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。これにより、液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。例えば、反射型の液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。または、第２の表示素子が射出する光を効率よく取り出すことができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。または、有機ＥＬ素子の信頼性を高めることができる。
【０３７９】
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。具体的には、２色性色素を含む膜および位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。
【０３８０】
また、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などを、機能膜７７０Ｐに用いることができる。
【０３８１】
例えば、屈折率１．６近傍の材料を拡散フィルムに用いることができる。また、屈折率１．６近傍の材料を位相差フィルム７７０ＰＡに用いることができる。
【０３８２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３８３】
（実施の形態８）
次いで、図２８（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１３０の、外観の一例を示す。図２８（Ａ）に示す表示装置１３０は、基板５００上に画素部５０１と、反射型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０２と、発光型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路５０３と、を有する。また、ＩＣ５０４は反射型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。また、ＩＣ５０５は発光型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。
【０３８４】
また、ＦＰＣ５０８はＩＣ５０４に電気的に接続されており、ＦＰＣ５０９はＩＣ５０５に電気的に接続されている。ＦＰＣ５１０は配線５１１を介して走査線駆動回路５０２に電気的に接続されている。また、ＦＰＣ５１０は配線５１２を介して走査線駆動回路５０３に電気的に接続されている。
【０３８５】
次いで、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子として発光素子を用いる場合を例に挙げて、画素部５０１が有する画素５１３における、液晶素子の表示領域のレイアウトと、発光素子の表示領域のレイアウトとを、図２８（Ｂ）に示す。
【０３８６】
具体的に図２８（Ｂ）では、画素５１３が、液晶素子の表示領域５１４と、黄色に対応する発光素子の表示領域５１５と、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とを有する。
【０３８７】
なお、緑色、青色、赤色、黄色にそれぞれ対応する発光素子を用いて色再現性の良い黒を表示する際、発光素子の面積あたりに流れる電流量は、黄色に対応する発光素子が最も小さいことが求められる。図２８（Ｂ）では、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とが、ほぼ同等の面積を有し、それらに対して黄色に対応する発光素子の表示領域５１５の面積はやや小さいため、色再現性の良い黒を表示することが可能である。
【０３８８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０３８９】
（実施の形態９）
＜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。
【０３９０】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、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。
【０３９１】
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０３９２】
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。
【０３９３】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０３９４】
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。
【０３９５】
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。
【０３９６】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３９７】
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。
【０３９８】
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。
【０３９９】
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。
【０４００】
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。
【０４０１】
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。
【０４０２】
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。
【０４０３】
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。
【０４０４】
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。
【０４０５】
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。
【０４０６】
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。
【０４０７】
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。
【０４０８】
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。
【０４０９】
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】
【０４１０】
１１    ユニット
１２    ユニット
１３    入力ユニット
２０    表示パネル
３１    期間
３２    期間
４０    トランジスタ
６１    画素
６２    画素
６３    トランジスタ
６５    トランジスタ
６６    トランジスタ
８０    トランジスタ
１００    表示部
１０１    表示素子
１０２    画素アレイ
１０３    表示素子
１０４    画素アレイ
１１２    ゲートドライバ
１１３    駆動回路
１１７    絶縁層
１２１    絶縁層
１３０    表示装置
１３２    駆動回路
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１５１    タッチセンサ
１５２    タッチセンサ
１５３    タッチセンサ
１５４    タッチセンサ
１５５    視線検知センサ
１５６    外光センサ
１６１    筐体
１７０    発光素子
１８０    液晶素子
１９１    電極
１９２    ＥＬ層
１９３    電極
１９４    絶縁層
２００    電子機器
２０１    基板
２０２    基板
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    画素電極
２０８    共通電極
２０９    液晶層
２１０    層
２１０ａ    層
２１０ｂ    層
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１ａ    導電層
２２１ｂ    導電層
２２２ａ    導電層
２２２ｂ    導電層
２２３    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５２    接続部
２６１    半導体層
２６３ａ    導電層
２６３ｂ    導電層
２８１    トランジスタ
２８４    トランジスタ
２８５    トランジスタ
２８６    トランジスタ
３００    画素
３０１    液晶素子
３０２    発光素子
３０３    トランジスタ
３０４    容量素子
３０５    トランジスタ
３０６    トランジスタ
３０７    容量素子
３０８    トランジスタ
３１１ａ    電極
３１１ｂ    電極
３５０    画素
３５１    画素
３５１ａ    画素
３５１ｂ    画素
３５１ｃ    画素
３５１ｄ    画素
３６２    画素領域
３６４    回路
３６５    配線
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
４０１    トランジスタ
４０３    トランジスタ
４０４    接続部
４０５    トランジスタ
４０６    トランジスタ
４０７    接続部
４１２    液晶層
４１３    電極
４３１    着色層
４３２    遮光層
４３５    偏光板
４４１    接着層
４４２    接着層
４５０    開口
４５１    基板
４５２    基板
４６１    基板
５００    基板
５０１    画素部
５０２    走査線駆動回路
５０３    走査線駆動回路
５０４    ＩＣ
５０５    ＩＣ
５０６    配線
５０８    ＦＰＣ
５０９    ＦＰＣ
５１０    ＦＰＣ
５１１    配線
５１２    配線
５１３    画素
５１４    表示領域
５１５    表示領域
５１６    表示領域
５１７    表示領域
５１８    表示領域
６０１Ｃ    絶縁膜
６０５    接合層
６１２Ｂ    導電膜
６２０    機能層
６２１    絶縁膜
６２１Ａ    絶縁膜
６２１Ｂ    絶縁膜
６２２    接続部
６２８    絶縁膜
６３０    画素回路
６５０    表示素子
６５１    電極
６５２    電極
６５３    層
６６０    光学素子
６６５    被覆膜
６７０    基板
６８０    レンズ
６９１Ａ    開口部
７００ＴＰ３    入出力パネル
７０２    画素
７２０    機能層
７５０    表示素子
７５１    電極
７５１Ｈ    領域
７５２    電極
７５３    層
７７０    基板
７７０Ｄ    機能膜
７７０Ｐ    機能膜
７７０ＰＡ    位相差フィルム
７７０ＰＢ    偏光層
７７１    絶縁膜
９２０    電子機器
９２１ａ    筐体
９２１ｂ    筐体
９２２    表示部
９２３    ヒンジ
９２５    スタイラス
９２７    視線検知センサ
９２８    カメラ
９２９    光センサ
５２００    携帯情報端末
５２０１    筐体
５２０２    表示部
５２０３    ベルト
５２０４    領域
５２０５    スイッチ
５３００    パーソナルコンピュータ
５３０１    筐体
５３０２    筐体
５３０３    表示部
５３０４    視線検知センサ
５３０５    光センサ
５３０６    スイッチ
５３０７    ヒンジ
５７００    携帯情報端末
５７０１    筐体
５７０２    表示部
５７０３    視線検知センサ
５７０４    光センサ
５９００    携帯電話
５９０１    筐体
５９０２    表示部
５９０３    カメラ
５９０４    スピーカ
５９０５    ボタン
５９０６    外部接続部
５９０７    マイク
５９０８    タッチセンサ
５９０９    視線検知センサ
５９１０    光センサ
６２００    情報端末
６２２１    筐体
６２２２    表示部
６２２３ａ    操作ボタン
６２２３ｂ    操作ボタン
６２２３ｃ    操作ボタン
６２２４    スピーカ
６２２５    光センサ
６２２６    カメラ
６２３０    タッチセンサ
６２３１    視線検知センサ
６２３２    タッチセンサ
７１００    電子機器
７１１０    筐体
７１１２    開口
７１２０    撮像装置
７１３０    検出装置
７１４０    演算装置
７１５０    表示装置
７１５５    視線検知センサ
７１５６    外光センサ
７１６０    眼球
７１６１    スピーカ
７１６２    固定具
７１６３    固定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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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